如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=12,BC=16,动点P从点A出发沿AC边向点C以每秒3个单位长的速度运动,动点Q从点C出发沿CB边向点B以每秒4个单位长的速度运动.P,Q分别从点A,C同时出发,当其中
如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=12,BC=16,动点P从点A出发沿AC边向点C以每秒3个单位长的速度运动,动点Q从点C出发沿CB边向点B以每秒4个单位长的速度运动.P,Q分别从点A,C同时出发,当其中一点到达端点时,另一点也随之停止运动.在运动过程中,△PCQ关于直线PQ对称的图形是△PDQ.设运动时间为t(秒).
(1)设四边形PCQD的面积为y,求y与t的函数关系式及自变量t的取值范围;
(2)是否存在时刻t,使得PD∥AB?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由;
(3)通过观察、画图或折纸等方法,猜想是否存在时刻t,使得PD⊥AB?若存在,请估计t的值在括号中的哪个时间段内(0≤t≤1;1<t≤2;2<t≤3;3<t≤4);若不存在,请简要说明理由.
(1)由题意知CQ=4t,PC=12-3t,(1分)
∴S△PCQ=
PC•CQ=−6t2+24t.1 2
∵△PCQ与△PDQ关于直线PQ对称,
∴y=2S△PCQ=-12t2+48t.(2分)
((0<t<4)(1分)
(2)设存在时刻t,使得PD∥AB,延长PD交BC于点M,如图,(1分)
若PD∥AB,则∠QMD=∠B,又∵∠QDM=∠C=90°,
∴Rt△QMD∽Rt△ABC,
从而
=QM AB
,(2分)QD AC
∵QD=CQ=4t,AC=12,
AB=
=20,
122+162
∴QM=
t.(2分)20 3
若PD∥AB,则
=CP CA
,得CM CB
=12−3t 12
,(2分)4t+
t20 3 16
解得t=
.(1分)12 11
∴当t=
秒时,PD∥AB.12 11
(3)存在时刻t,使得PD⊥AB.时间段为:2<t≤3.(2分)