Question

如圖，已知直角梯形ABCD中，AD∥BC，∠B=90°，∠C=60°，BC=12cm，DC=16cm，動點P沿A→D→C線路以2cm/秒的速度向C運動，動點Q沿B→C線路以1cm/秒的速度向C運動．P、Q兩點分別從A、B同時出發(fā)，當其中一點到達C點時，另一點也隨之停止．設運動時間為t秒，△PQB的面積為y cm²．
（1）求AD的長及t的取值范圍；
（2）求y關于t的函數(shù)關系式；
（3）是否存在這樣的t，使得△PQB的面積為．

Answer 1

解：（1）在梯形ABCD中，AD∥BC、∠B=90°過D作DE⊥BC于E點，如圖所示
∴AB∥DE，
∴四邊形ABED為矩形，
∵∠C=60°，DC=16cm，
∴DE=sin60°•16=×16=8，
在Rt△DEC中，DE=8cm，DC=16cm
∴EC=8cm，
∴AD=BE=BC-EC=12-8=4cm，
點P從出發(fā)到點C共需=10（秒），
點Q從出發(fā)到點C共需=12秒，
又∵t≥0，
∴0≤t≤10；

（2）當0≤t≤2時，
y==t=4t，
當2＜t≤10時，
點P在DC邊上
∴PC=20-2t
過點P作PM⊥BC于M，如圖所示
∴PM∥DE
∴=即=，
∴PM=10-t，
又∵BQ=t，
∴y=BQ•PM
=t•（10-t）
=5t-；

（3）當0≤t≤2時，
由4t=得t=；
當2＜t≤10時，
由5t-=得t=9或t=1（舍去）
所以當t=或t=9時，△PQB的面積為．
分析：（1）過D作DE⊥BC于E點，如圖所示，把梯形的問題轉(zhuǎn)化為矩形和直角三角形的問題，結合題目的已知條件，利用勾股定理即可求出CE，然后也可以求出AD的長度，接著就可以求出點P從出發(fā)到點C和點Q從出發(fā)到點C所需時間，也就求出了t的取值范圍；
（2）首先通過計算確定P的位置在點P在DC邊上，過點P作PM⊥BC于M，如圖所示，由此得到PM∥DE，然后利用平行線分線段成比例可以用t表示PM，再利用三角形的面積公式即可求出函數(shù)關系式；
（3）利用函數(shù)關系式結合t的取值范圍把△PQB的面積為代入函數(shù)的解析式，即可求出t的值．
點評：此題比較復雜，考查了梯形的性質(zhì)、直角三角形的性質(zhì)、矩形的性質(zhì)、勾股定理及三角形的面積公式等知識，也以動態(tài)的形式考查了分類討論的思想，函數(shù)的知識，具有很強的綜合性．