如图,在矩形ABCD中,AB=6厘米,BC=12厘米,点P从点A出发,沿边AB向点B以1厘米/秒的速度移动,同时,Q点从B点出发沿边BC向点C以2厘米/秒的速度移动,如果P、Q两点分别到达B、C两点后就停止移动.据此解答下列问题:(1)运动开始第几秒后,△PBQ的面积等于8平方厘米;(2)设运动开始后第t秒时,五边形APQCD的面积为S平方厘米,写出S与t的函数关系式,并指出自变量的取值范围;(3)求出S的最小值及t的对应值.

问题描述:

如图,在矩形ABCD中,AB=6厘米,BC=12厘米,点P从点A出发,沿边AB向点B以1厘米/秒的速度移动,同时,Q点从B点出发沿边BC向点C以2厘米/秒的速度移动,如果P、Q两点分别到达B、C两点后就停止移动.据此解答下列问题:
(1)运动开始第几秒后,△PBQ的面积等于8平方厘米;
(2)设运动开始后第t秒时,五边形APQCD的面积为S平方厘米,写出S与t的函数关系式,并指出自变量的取值范围;
(3)求出S的最小值及t的对应值.

(1)运动开始第2秒或第4秒时,△PBQ的面积等于8平方厘米;
(2)根据题意,得S=6×12-

1
2
(6-t)•2t,
所以S=t2-6t+72,其中t大于0且小于6;
(3)由S=t2-6t+72,得S=(t-3)2+63.
因为t大于0,
所以当t=3秒时,S最小=63平方厘米.
答案解析:(1)我们可通过设运动时间,用方程来求出这个时间值,如果设运动的时间为x秒,那么根据P、Q的速度,我们可得出AP=x,BQ=2x,那么BP=6-x.由此可根据三角形的面积公式来得出方程:
1
2
×BP×BQ=
1
2
(6-x)×2x=6x-x2=8.即:x2-6x+8=0,解得x=2,x=4,这样就求出了时间的值;
(2)求五边形APQCD的面积,我们可先求出三角形的面积,然后根据五边形的面积=矩形ABCD的面积-三角形BPQ的面积来列函数式,三角形的面积表示方法我们已经在(1)中得出,只需将x换成t,而矩形的长和宽都已知,因此可根据上面的等量关系来列出S、t的函数式.根据边长不为负数可得出t的取值范围;
(3)此题求的是二次函数的最值问题,根据(2)的函数的性质以及自变量的取值范围,用配方法或公式法求解都可以.
考试点:二次函数综合题.
知识点:本题主要考查了二次函数的应用,求二次函数的最大(小)值有三种方法,第一种可由图象直接得出,第二种是配方法,第三种是公式法,常用的是后两种方法,当二次系数a的绝对值是较小的整数时,用配方法较好.