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在平面直角坐标系中,矩形ABCD与等边△EFG按如图所示放置:点B、G与坐标原点O重合,F、B、G、C在x轴上,AB=3cm,BC=cm,EF=2cm.
(1)求△EFG的周长;
(2)△EFG沿x轴向右以每秒cm的速度运动,当点G移至与点C重合时,△EFG即停止运动,设△EFG的运动时间为t秒.
①若△EFG移动过程中,与矩形ABCD的重合部分的面积Scm2,求S与t的函数关系式;
②当△EFG移动(+1)秒时,E点到达P点的位置,一开口向下的抛物线过P、O两点且与射线AD相交于点H,与x轴的另一个交点为Q,若OQ+PH为定值,试求出定值,并求出相应的a的取值范围.

【答案】分析:(1)根据等边三角形的周长等于边长的3倍列式计算即可得解;
(2)①分0≤t≤1时,重叠部分是三角形,用t表示出OG的长度,再根据∠EGF的正切值表示出另一直角边,然后根据直角三角形的面积公式列式整理即可;1<t≤2时,重叠部分是四边形,用t表示出OF的长度,再根据∠EFG的正切值表示出另一直角边,然后根据重叠部分的面积等于等边△EFG的面积减去小直角三角形的面积,列式整理即可;2≤t≤4时,重叠部分是等边△EFG的面积,列式计算即可;
②根据路程=速度×时间求出EP,再求出AP的长度,然后得到点P的坐标,把点P坐标代入抛物线解析式得到关于a、b的等式,然后根据抛物线的对称轴求出另一点Q的坐标,再分点H在点P右侧时,利用抛物线的对称性表示出PH、OQ,然后相加,点H在点P左侧时,表示出PH、OQ,然后相加,即可得知为定值的情况,再根据抛物线开口方向向下,PH≥0列式求出a的取值范围.
解答:解:(1)∵EF=2cm,
∴△EFG的周长=3EF=3×2=6cm;

(2)如图1,①0≤t≤1时,S=t•(×t)=t2,
1<t≤2时,△EFG没进入矩形的三角形的面积为,
S△=•(2-t)•(2-t),
=(2-t)2,
所以,重叠部分的面积为:S=×2×(×2)-(2-t)2,
=3-(2-t)2,
2≤t≤4时,S=×2×(×2),
=3;

②∵△EFG移动(+1)秒,速度为每秒cm,
∴EP=(+1)=3+,
∴AP=3+-=3,
∴点P(3,3),
∵点P在抛物线上,
∴ab=a-3,
∵抛物线y=x2+bx的对称轴为直线x=-=-,
∴与x轴的另一个交点Q的坐标为(-ab,0),
抛物线开口向下,a<0,P、H关于x=-对称,
当点H在点P右侧时,
PH=2(--3)=-ab-6=-(a-3)-6=-a+3-6=-a-3,
∴OQ+PH=2×(-)-a-3=-(a-3)-a-3=-a+3-a-3=-2a,
此时OQ+PH不是定值,舍去;
当点H在点P左侧时,
PH=2(3+)=ab+6,
∴OQ+PH=2×(-)+(-a-3)=-ab+ab+6=6,
∴OQ+PH的定值为6,
∵PH≥0,
∴ab+6≥0,
即a-3+6≥0,
解得,a≥-3,
又∵a<0,
∴-3≤a<0,
综上,OQ+PH的定值为6,此时相应的a的取值范围是-3≤a<0.
点评:本题是二次函数综合题型,主要涉及等边三角形的性质,矩形的性质,三角形的面积,用规则图形的面积表示不规则图形的面积的方法,以及抛物线的对称轴与对称性,(2)要根据重叠部分的形状不同分段求解,(3)要分点H在点P的左、右两侧两种情况讨论.
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