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如图,已知在矩形ABCD中,AD=8,CD=4,点E从点D出发,沿线段DA以每秒1个单位长的速度向点A方向移动,同时点F从点C出发,沿射线CD方向以每秒2个单位长的速度移动,当B精英家教网,E,F三点共线时,两点同时停止运动.设点E移动的时间为t(秒).
(1)求当t为何值时,两点同时停止运动;
(2)设四边形BCFE的面积为S,求S与t之间的函数关系式,并写出t的取值范围;
(3)求当t为何值时,以E,F,C三点为顶点的三角形是等腰三角形;
(4)求当t为何值时,∠BEC=∠BFC.
分析:(1)B,E,F三点共线时,满足△FED∽△FBC,结合行程问题可以得出关于t的比例式,求出t的值;
(2)求S与t之间的函数关系式,可以将四边形BCFE的面积分成S△BCE,S△BCF两部分,结合(1)确定t的取值范围;
(3)根据等腰三角形的性质,分EF=EC,EC=FC,EF=FC三种情况讨论;
(4)∠BEC=∠BFC.可以转化为∠BEC=∠BCE.即BE=BC.得出关于t的方程,求出值.
解答:精英家教网解:(1)当B,E,F三点共线时,两点同时停止运动,如图所示.(1分)
由题意可知:ED=t,BC=8,FD=2t-4,FC=2t.
∵ED∥BC,
∴△FED∽△FBC.
∴
FD
FC
=
ED
BC
.
∴
2t-4
2t
=
t
8
.
解得t=4.
∴当t=4时,两点同时停止运动;(3分)

(2)∵ED=t,CF=2t,
∴S=S△BCE+S△ECF=
1
2
×8×4+
1
2
×2t×t=16+t2.
即S=16+t2.(0≤t<4);(6分)

(3)①若EF=EC时,则点F只能在CD的延长线上,
∵EF2=(2t-4)2+t2=5t2-16t+16,
EC2=42+t2=t2+16,
∴5t2-16t+16=t2+16.
∴t=4或t=0(舍去);
②若EC=FC时,
∵EC2=42+t2=t2+16,FC2=4t2,
∴t2+16=4t2
.∴t=
4
3
3
;
③若EF=FC时,
∵EF2=(2t-4)2+t2=5t2-16t+16,FC2=4t2,
∴5t2-16t+16=4t2.
∴t1=8+4
3
(舍去),t2=8-4
3
.
∴当t的值为4,
4
3
3
,8-4
3
时,以E,F,C三点为顶点的三角形是等腰三角形;(9分)

(4)在Rt△BCF和Rt△CDE中,
∵∠BCF=∠CDE=90°,
BC
CD
=
CF
ED
=2
,
∴Rt△BCF∽Rt△CDE.
∴∠BFC=∠CED.                                     (10分)
∵AD∥BC,
∴∠BCE=∠CED.若∠BEC=∠BFC,则∠BEC=∠BCE.即BE=BC.
∵BE2=t2-16t+80,
∴t2-16t+80=64.
∴t1=8+4
3
(舍去),t2=8-4
3
.
∴当t=8-4
3
时,∠BEC=∠BFC.                                       (12分)
点评:本题数形结合,综合性较强,将行程问题与矩形有机的整合,有一定的思维容量.
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2
5
2
5
.

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