在平行四边形abcd中,ab=20,ad=30,角abc=60,点q从b出发沿ba向a移动,速度为2cm/s,点P从点D出发沿DC向点C匀速运动,速度为3cm/s,当P停止运动时,点Q也随之停止运动,过点P做PM⊥AD交AD于点M,连接PQ、QM,设运动的时间为t s(0<t≤6)
(1)当PQ⊥PM时,求t的值
(2)设△PQM的面积为y(cm²),求y于t之间的函数关系式
(3)是否存在某一时刻使得△PQM的面积最大?若存在,求出此时t的值,并求出最大面积,若不存在,请说明理由
(4)过点M作MN//AB交BC于点N,连接点N
,是否存在某一时刻使得PM=PN,求出此时t的值,若不存在,请说明理由
解:(1)当PQ//AD,因为AQ//PD,
所以四边形AQPD是平行四边形,
所以AQ=PD,
所以20-2t=3t,
解得,t=4,
即当t=4时,PQ//AD。
(2)因为BQ=2t,PD=3t,所以AQ=20-2t,
因为∠ABC=60°,所以∠D=60°
因为PM⊥AD,所以∠PMD=30°,
所以MD=1/2PD=3/2t,MP=3√3/2t
过Q点作QE⊥AD交DA的延长线于点E,过C点作CD⊥AB交AB于点D,
因为∠ABC=60°,所以∠QAE=60°,
所以QE=AQ/sin60°=√3/3(40-4t),CF=BC/sin60°=15√3,
因为S△PQM=S梯形AQOD-S△AQM-S△PMD,
即y=1/2×(AQ+PD)×CF-1/2×AM×QE-1/2×MD×MP=1/2×(20-2x+3x)×15√3-1/2×(30-3/2x)×√3/3(40-4t)-1/2×3/2t×3√3/2t
化简得,y=-15√3t²/8+105√3t/4
因为2t≤20,3t≤20,所以t≤20/3。
所以y与t的函数关系式为y=-15√3t²/8+105√3t/4(0<t≤20/3)。
原题如下:
在平行四边形abcd中,ab=20,ad=30,角abc=60,点q从b出发沿ba向a移动,速度为2cm/s,点P从点D出发沿DC向点C匀速运动,速度为3cm/s,当P停止运动时,点Q也随之停止运动,过点P做PM⊥AD交AD于点M,连接PQ、QM,设运动的时间为t s(0<t≤6)
(1)当PQ⊥PM时,求t的值
(2)设△PQM的面积为y(cm²),求y于t之间的函数关系式
(3)是否存在某一时刻使得△PQM的面积最大?若存在,求出此时t的值,并求出最大面积,若不存在,请说明理由
(4)过点M作MN//AB交BC于点N,连接点N,是否存在某一时刻使得PM=PN,求出此时t的值,若不存在,请说明理由
解:(1)当PQ//AD,因为AQ//PD,
所以四边形AQPD是平行四边形,
所以AQ=PD,
所以20-2t=3t,
解得,t=4,
即当t=4时,PQ//AD。
(2)因为BQ=2t,PD=3t,所以AQ=20-2t,
因为∠ABC=60°,所以∠D=60°
因为PM⊥AD,所以∠PMD=30°,
所以MD=1/2PD=3/2t,MP=3√3/2t
过Q点作QE⊥AD交DA的延长线于点E,过C点作CD⊥AB交AB于点D,
因为∠ABC=60°,所以∠QAE=60°,
所以QE=AQ/sin60°=√3/3(40-4t),CF=BC/sin60°=15√3,
因为S△PQM=S梯形AQOD-S△AQM-S△PMD,
即y=1/2×(AQ+PD)×CF-1/2×AM×QE-1/2×MD×MP=1/2×(20-2x+3x)×15√3-1/2×(30-3/2x)×√3/3(40-4t)-1/2×3/2t×3√3/2t
化简得,y=-15√3t²/8+105√3t/4
因为2t≤20,3t≤20,所以t≤20/3。
所以y与t的函数关系式为y=-15√3t²/8+105√3t/4(0<t≤20/3)。
(3)S△MPQ关于时间t的关系式是:S△MPQ=0.5×2×sin60°t×(30×sin60°-5×cos60°t)=22.5t-t²√3/4【0≤t≤20/3】,在0≤t≤20/3内单边递增,所以S△MPQ最大值为150-100√3/4【t=20/3】
(4)MP=3tsin60°=1.5t√3,NP=√[100+(10√3-1.5t√3)²],
MP=NP,6.75t²=100+3(10-1.5t)²,t=40/9≤20/3,所以t=40/9符合题意存在该时刻满足MP=NP。