5. (2023·江西)【问题提出】
在Rt△ABC中,∠ACB=90°,D为AC上一点,CD=√2,动点P以每秒1个单位长度的速度从点C出发,在三角形边上沿C - B - A匀速运动,到达点A时停止,以DP为边作正方形DPEF.设点P的运动时间为t s,正方形DPEF的面积为S,探究S与t的关系.
【初步感知】
(1)如图①,当点P由点C运动到点B时,
①当t=1时,S=;
②S关于t的函数解析式为.
(2)当点P由点B运动到点A时,经探究发现S是关于t的二次函数,并绘制成如图②的图象.请根据图象信息,求S关于t的函数解析式及线段AB的长.
【延伸探究】
(3)已知存在3个时刻t₁ s,t₂ s,t₃ s(t₁<t₂<t₃)对应的正方形DPEF的面积均相等.
①填空:t₁ + t₂=;
②当t₃=4t₁时,求正方形DPEF的面积.

在Rt△ABC中,∠ACB=90°,D为AC上一点,CD=√2,动点P以每秒1个单位长度的速度从点C出发,在三角形边上沿C - B - A匀速运动,到达点A时停止,以DP为边作正方形DPEF.设点P的运动时间为t s,正方形DPEF的面积为S,探究S与t的关系.
【初步感知】
(1)如图①,当点P由点C运动到点B时,
①当t=1时,S=;
②S关于t的函数解析式为.
(2)当点P由点B运动到点A时,经探究发现S是关于t的二次函数,并绘制成如图②的图象.请根据图象信息,求S关于t的函数解析式及线段AB的长.
【延伸探究】
(3)已知存在3个时刻t₁ s,t₂ s,t₃ s(t₁<t₂<t₃)对应的正方形DPEF的面积均相等.
①填空:t₁ + t₂=;
②当t₃=4t₁时,求正方形DPEF的面积.
答案
(1)①3;②S=t²+2;(2)S=t²-8t+18,AB=6;(3)①4;②34/9。
解析
(1)①3
②S=t²+2
(2)设S关于t的二次函数解析式为S=m(t-4)²+2,将t=2,S=6代入得6=m(2-4)²+2,解得m=1,故S=(t-4)²+2=t²-8t+18。当P到达A时,S=18,代入得18=(t-4)²+2,解得t=8(t=0舍去)。AB的长为8-2=6。
(3)①4
②由t₃=4t₁,且t₃=t₁+4(因为(t₃-4)²=t₁²),得4t₁=t₁+4,t₁=4/3,S=(4/3)²+2=34/9。
②S=t²+2
(2)设S关于t的二次函数解析式为S=m(t-4)²+2,将t=2,S=6代入得6=m(2-4)²+2,解得m=1,故S=(t-4)²+2=t²-8t+18。当P到达A时,S=18,代入得18=(t-4)²+2,解得t=8(t=0舍去)。AB的长为8-2=6。
(3)①4
②由t₃=4t₁,且t₃=t₁+4(因为(t₃-4)²=t₁²),得4t₁=t₁+4,t₁=4/3,S=(4/3)²+2=34/9。
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