每日一题: 2020-05-03
题目:
如图, 已知直线l1:y=−x+2 与直线l2:y=2x+8 相交于点F, l1,l2 分别交
x 轴于点E,G, 矩形ABCD 顶点C,D 分别在直线l1,l2 上, 顶点A,B 都在x 轴上
且点B 与点G 重合.
(1)求点F 的坐标和∠GEF 的度数;
(2) 求矩形ABCD 的边DC 和BC 的长;
(3) 若矩形ABCD 从原地出发, 沿x 轴正方向以每秒1个单位长度的速度平移, 设移动
时间为t(0≤t≤6) 秒, 矩形ABCD 与△GEF 重叠部分的面积为s,
求s 关于t 的函数关系式, 并写出相应t 的取值范围.

参考思路
(1)设直线l1与y 轴交于点T. 联立l1,l2 可解得F(−2,4).
易得T(0,2),E(2,0)⇒△OTE 为等腰直角三角形, 所以∠GEF=45∘.
(2) 由图可知G(−4,0)⇒C(−4,6)⇒D(−1,6)⇒A(−1,0).
所以DC=∣(−1)−(−4)∣=3,BC=6.
(3) SGFE=21GE⋅MF=21(2+4)×4=12.
当t 秒时, 移动得距离时t, 则B(−4+t,0),A(−1+t,0);
(i) 设运动t 秒, 若BC 边与l2 相交, 设交点为N, AD 与l1 相交设交点
为K, 那么−4≤−4+t≤−2 即 0≤t≤2 时,可得 N(−4+t,2t),K(−1+t,3−t)
\[
s=S_{GFE}-S_{AEK}=12-\frac{1}{2}t\cdot
2t-\frac{1}{2}(3-t)=-\frac{3}{2}t^2+6t-\frac{9}{2}
\]
(ii)若BC 边与l1 相交设交点为N, AD 与l1 相交设交点为K, 那么−2<−4+t 且−1+t≤3,
即2<t≤4 时, 可得N(−4+t,6−t),K(−1+t,3−t).
\[
s=S_{BNKA}=\frac{1}{2}[(6-t)+(3-t)]\cdot 3=-3t+\frac{27}{2}
\]
(iii) 若BC 边与l1 相交设交点为N, AD 与l1 不相交, 那么−4+t≤3
且−1+t>3, 即4<t≤6 时, N(−4+t,6−t),
\[
s=S_{BNE}=\frac{1}{2}[2-(-4+t)]\cdot (6-t)=\frac{1}{2}t^2-6t+18
\]
综上所述可得
\[
s=\left\{\begin{array}{lr} -\frac{3}{2}t^2+6t-\frac{9}{2} & (0\leq t\leq 2) \\-3t+\frac{27}{2} & (2\lt t\leq 4) \\ \frac{1}{2}t^2-6t+18 & (4\lt t\leq 6) \end{array}\right.
\]