每日一题:2020-05-03

每日一题: 2020-05-03

题目:
如图, 已知直线l1:y=x+2l_1: y=-x+2 与直线l2:y=2x+8l_2: y=2x+8 相交于点FF, l1,l2l_1,l_2 分别交
xx 轴于点E,GE,G, 矩形ABCDABCD 顶点C,DC,D 分别在直线l1,l2l_1,l_2 上, 顶点A,BA,B 都在xx 轴上
且点BB 与点GG 重合.
(1)求点FF 的坐标和GEF\angle GEF 的度数;

(2) 求矩形ABCDABCD 的边DCDCBCBC 的长;

(3) 若矩形ABCDABCD 从原地出发, 沿xx 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(0t6)t(0\leq t\leq 6) 秒, 矩形ABCDABCDGEF\triangle GEF 重叠部分的面积为ss,
ss 关于tt 的函数关系式, 并写出相应tt 的取值范围.

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参考思路

(1)设直线l1l_1yy 轴交于点TT. 联立l1,l2l_1,l_2 可解得F(2,4)F(-2,4).
易得T(0,2),E(2,0)OTET(0,2),E(2,0)\Rightarrow \triangle OTE 为等腰直角三角形, 所以GEF=45\angle GEF=45^{\circ}.

(2) 由图可知G(4,0)C(4,6)D(1,6)A(1,0)G(-4,0)\Rightarrow C(-4,6)\Rightarrow D(-1,6)\Rightarrow A(-1,0).
所以DC=(1)(4)=3,BC=6DC=|(-1)-(-4)|=3, BC=6.

(3) SGFE=12GEMF=12(2+4)×4=12S_{GFE}=\frac{1}{2}GE\cdot MF=\frac{1}{2}(2+4)\times 4=12.
tt 秒时, 移动得距离时tt, 则B(4+t,0),A(1+t,0)B(-4+t,0), A(-1+t,0);

(i) 设运动tt 秒, 若BCBC 边与l2l_2 相交, 设交点为NN, ADADl1l_1 相交设交点
KK, 那么44+t2-4\leq -4+t\leq -20t20\leq t\leq 2 时,可得 N(4+t,2t),K(1+t,3t)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BCBC 边与l1l_1 相交设交点为NN, ADADl1l_1 相交设交点为KK, 那么2<4+t-2\lt -4+t1+t3-1+t\leq 3,
2<t42\lt t\leq 4 时, 可得N(4+t,6t),K(1+t,3t)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BCBC 边与l1l_1 相交设交点为NN, ADADl1l_1 不相交, 那么4+t3-4+t\leq 3
1+t>3-1+t>3, 即4<t64\lt t\leq 6 时, N(4+t,6t)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
\[
s=\left\{\begin{array}{lr} -\frac{3}{2}t^2+6t-\frac{9}{2} & (0\leq t\leq 2) \\-3t+\frac{27}{2} & (2\lt t\leq 4) \\ \frac{1}{2}t^2-6t+18 & (4\lt t\leq 6) \end{array}\right.
\]