Question

【題目】如圖，在邊長(zhǎng)為的正方形中，點(diǎn)，，，分別按，，，的方向同時(shí)出

發(fā)，以的速度勻速運(yùn)動(dòng)．在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，設(shè)四邊形的面積為，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為．

試證明四邊形是正方形；

寫(xiě)出關(guān)于的函數(shù)關(guān)系式，并求運(yùn)動(dòng)幾秒鐘時(shí)，面積最小，最小值是多少？

是否存在某一時(shí)刻，使四邊形的面積與正方形的面積比是？若存在，求出的值；若不存在，請(qǐng)說(shuō)明理由．

Answer 1

【答案】證明見(jiàn)解析；秒時(shí)，有最小值，最小值是；或時(shí)，四邊形的面積與正方形的面積的比是．

【解析】

根據(jù)四個(gè)點(diǎn)的速度相同可知，根據(jù)正方形的性質(zhì)可證明可證明四邊形是菱形，根據(jù)，，可知，即可證明四邊形為正方形． （2）時(shí)間為t，速度為1，則AE=t，AH=4-t，即可知S關(guān)于t的關(guān)系式.根據(jù)關(guān)系式即可求出最小值與最大值.（3）根據(jù)邊長(zhǎng)可求出正方形ABCD的面積，再根據(jù)面積比，結(jié)合（2）所求關(guān)系式即可求出t的值.

∵點(diǎn)，，，在四條邊上的運(yùn)動(dòng)速度相同，

∴，

在正方形中，，

且，

∴，

∴，

∴（全等三角形的對(duì)應(yīng)邊相等），

（全等三角形的對(duì)應(yīng)角相等），

∴四邊形是菱形．（四條邊相等的四邊形是菱形），

又∵，

∴，

∴，

∴四邊形為正方形．（有一個(gè)角是直角的菱形是正方形）．

∵運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，運(yùn)動(dòng)速度為，

∴，，

由知四邊形為正方形，

∴

即，

當(dāng)秒時(shí)，有最小值，最小值是；

存在某一時(shí)刻，使四邊形的面積與正方形的面積比是．

∵，

∴，∴，；

當(dāng)或時(shí)，

四邊形的面積與正方形的面積的比是．