Question

【題目】在矩形ABCD中，AB=3，AD=4，動點Q從點A出發(fā)，以每秒1個單位的速度，沿AB向點B移動；同時點P從點B出發(fā)，仍以每秒1個單位的速度，沿BC向點C移動，連接QP，QD，PD．若兩個點同時運動的時間為x秒（0＜x≤3），解答下列問題：

（1）設(shè)△QPD的面積為S，用含x的函數(shù)關(guān)系式表示S；當x為何值時，S有最大值？并求出最小值；

（2）是否存在x的值，使得QP⊥DP？試說明理由．

Answer 1

【答案】（1）S=， S不存在最大值，當x=2時，S有最小值，最小值為4；（2）當x=時，QP⊥DP．

【解析】分析：（1）可用x表示出AQ、BQ、BP、CP，從而可表示出S△ADQ、S△BPQ、S△PCD的面積，則可表示出S，再利用二次函數(shù)的增減性可求得是否有最大值，并能求得其最小值；

（2）用x表示出BQ、BP、PC，當QP⊥DP時，可證明△BPQ∽△CDP，利用相似三角形的性質(zhì)可得到關(guān)于x的方程，可求得x的值．

（1）∵四邊形ABCD為矩形，∴BC=AD=4，CD=AB=3，當運動x秒時，則AQ=x，BP=x，∴BQ=AB﹣AQ=3﹣x，CP=BC﹣BP=4﹣x，∴S△ADQ=ADAQ=×4x=2x，S△BPQ=BQBP=（3﹣x）x=，S△PCD=PCCD=（4﹣x）3=，又S矩形ABCD=ABBC=3×4=12，∴S=S矩形ABCD﹣S△ADQ﹣S△BPQ﹣S△PCD=12﹣2x﹣（）﹣（）==，即S=，∴S為開口向上的二次函數(shù)，且對稱軸為x=2，∴當0＜x＜2時，S隨x的增大而減小，當2＜x≤3時，S隨x的增大而增大，又當x=0時，S=5，當S=3時，S=，但x的范圍內(nèi)取不到x=0，∴S不存在最大值，當x=2時，S有最小值，最小值為4；

（2）存在，理由如下：

由（1）可知BQ=3﹣x，BP=x，CP=4﹣x，當QP⊥DP時，則∠BPQ+∠DPC=∠DPC+∠PDC，∴∠BPQ=∠PDC，且∠B=∠C，∴△BPQ∽△PCD，∴，即，解得x=（舍去）或x=，∴當x=時，QP⊥DP．