Question

如圖，在梯形ABCD中，AD∥BC，∠C=90°，AD=3cm，DC=15cm，BC=24cm．點P從A點出發(fā)，沿A→D→C方向以1cm/s的速度勻速運動，同時點Q從C點出發(fā)，沿C→B方向以2cm/s的速度勻速運動．當其中一點到達終點時，另一點也隨之停止運動．
（1）連接AP、AQ、PQ，設(shè)△APQ的面積為S（cm²），點P運動的時間為t（s），求S與t的函數(shù)關(guān)系式；
（2）當t為何值時，△APQ的面積最大，最大值是多少？
（3）△APQ能成為直角三角形嗎？如果能，直接寫出t的值；如果不能，請說明理由．

Answer 1

【答案】分析：（1）分點P在線段AD上和點P在線段CD上兩種情況列出關(guān)系式即可；
（2）根據(jù)得到的拋物線的開口向上，對稱軸的右側(cè)s隨t的增大而增大可以得到最大值；
（3）分點P在線段AD上和點P在線段DC上利用相似三角形的對應(yīng)邊的比相等即可列出方程求得t值．
解答：解：（1）當點P在線段AD上時，
∵AP=tcm，AP邊上的高為DC的長，為15cm，
∴S=AP•DC=×t×15=（0≤t≤3）；
當點P在線段CD上時，如圖1，
PD=（t-3）cm，DC=15-（t-3）=（18-t）cm，CQ=2tcm，
∴S=S_梯形ADCQ-S_△ADP-S_△PQC=[（AD+CQ）•DC-AD•DP-PC•CQ]
=[（3+2t）×15-3×（t-3）-（18-t）×2t]
=t²-t+27（3≤t≤12）

（2）∵S=t²-t+27的圖象開口向上，對稱軸為t=，
∴當＜t≤12時s隨t的增大而增加，
∴當t=12時取得最大值，
最大值為：s=12²-×12+27=117cm²

（3）當點p在AD上QP⊥AD時，如圖2，作AE⊥BC于E點，則AP=tcm，CQ=2tcm，
EQ=3-2t，
此時AP=EQ，即t=3-2t，
解得t=1；
當點P在線段DC上時，如圖3，
若∠APQ=90°，
∴∠APD+∠QPC=90°
∴∠APD=∠PQC
∴△APD∽△PQC
∴即：
解得：t=9或t=6；
∴當t=1或t=9時△APQ能成為直角三角形．
若∠PAQ=90°，如圖4：

此時PC=CD-PD=15-（t-3）=18-t，CQ=2t，
則AQ²=（2t-3）²+15²，AP²=3²+（t-3）²，PQ²=（2t）²+（18-t）²，
利用勾股定理可得：AQ²+AP²=PQ²，
即（2t-3）²+15²+3²+（t-3）²=（2t）²+（18-t）²，
解得：t=4；
綜上可得當t=1、4、6、9時△APQ是直角三角形．
點評：本題考查了相似形的綜合知識，題目中用二次函數(shù)知識解決幾何圖形中面積最大問題和動點問題是中考的熱點考題，需重點掌握．