Question

已知：如圖1，菱形ABCD的邊長為6，∠BAD=120°，對角線相交于O．點P是AB邊上一個動點，它從A點出發(fā)，以每秒1個長度單位的速度向B點移動，E是OD的中點，連接PE并延長，交CD于F，過點P作PQ⊥BC于Q，連接PEDP、DQ，設(shè)移動時間為t（s），DF的長為z，△DPQ的面積為S．
（1）寫出使△DEF∽△BEF的條件：______；
（2）求z關(guān)于t的函數(shù)關(guān)系式；
（3）求S關(guān)于t的函數(shù)關(guān)系式，并求出t為何值時，S最大？最大值是多少？
（4）以O(shè)為坐標(biāo)原點，菱形ABCD的對角線所在的直線為坐標(biāo)軸建立直角坐標(biāo)系（如圖2），直線EQ與x軸的交點為G，當(dāng)t=2（s）時，①求直線EQ的函數(shù)解析式；②求△EOG的外接圓的面積．

Answer 1

（1）解：故答案為：∠DEF=∠BEP，∠FDE=∠PBE．

（2）解：由已知條件得知：PB=6-t，BQ=3-t，
由△DEF∽△BEP，
∴==，
x=PB=（6-t）=-t+2．

（3）解：S=S_△DPB+S_△DBQ-P_△PBQ，
=（6-t）•6sin60°+（3-t）•6sin60°-（3-t）（6-t）sin60°，
=-t²-t+9．
∵t≥0，
∴當(dāng)t=0時，S最大，最大值是9．

（4）解：①OD=6sin60°=3，
∴E的坐標(biāo)是（0，）；
當(dāng)t=2秒時，BQ=2，Q的坐標(biāo)是（1，-2）；
設(shè)直線EG的解析式是y=kx+b，
把E、G的坐標(biāo)代入得：，
解得：k=-，b=，
∴直線EQ的函數(shù)解析式是y=-x+．
②把y=0代入得：x=，
∴G的坐標(biāo)是（，0），
由勾股定理得：EG²=EO²+OG²=，
∴△EOG的外接圓的面積為π=π．
分析：（1）根據(jù)相似三角形的判定求出即可；
（2）求出PB、BQ，根據(jù)△DEF∽△BEP，得出比例式，代入求出即可；
（3）根據(jù)S=S_△DPB+S_△DBQ-P_△PBQ和三角形的面積公式代入求出即可，根據(jù)二次函數(shù)的頂點式，求出最大值即可；
（4）求出E、G的坐標(biāo)，用待定系數(shù)法求出直線ED即可；根據(jù)直線EG的解析式求出與x軸的交點坐標(biāo)，根據(jù)勾股定理求出EG即可．
點評：本題綜合考查了二次函數(shù)的最值，用待定系數(shù)法求出一次函數(shù)的解析式，勾股定理，相似三角形的性質(zhì)和判定，菱形的性質(zhì)，三角形的外接圓等知識點的運用，此題綜合性比較強(qiáng)，有一定的難度，綜合運用性質(zhì)進(jìn)行推理和計算是解此題的關(guān)鍵．