如图,在边长为2的正方形中,,分别为与的中点,一个三角形沿竖直方向向上平移,在运动的过程中,点恒在直线上,当点...
问题详情:
如图,在边长为2的正方形中,,分别为与的中点,一个三角形沿竖直方向向上平移,在运动的过程中,点恒在直线上,当点运动到线段的中点时,点,恰与,两边的中点重合.设点到的距离为,三角形与正方形的公共部分的面积为,则当时,的值为( )
A.或 B.或 C. D.或
【回答】
A
【解析】
本题应该分类讨论,从以下三个情况进行讨论,分别是:①当x<1时,重叠部分为直角三角形的面积,将其三角形面积用x表示,但是求出,与x<1相违背,要舍去;②当1<x<2时,除去重叠部分,剩下的图形为两个直角梯形的面积,将剩余的直角梯形ANHP用x表示,求出x即可;③当x>2时,重叠部分为一个多边形,可以从剩余部分的角度进行求解,分别将矩形PQFE、、的面积用x表示,求出x即可,将x求出后,应该与前提条件假设的x的范围进行比较,判断x的值.
【详解】
解:∵在边长为2的正方形EFGH中,如图所示,当A运动到MN的中点时,点E、F恰好与AB、AC的中点重合,即AM=EM=FM=1,且MNEF,
∴AME和AMF均为等腰直角三角形,可得:ABC也是等腰直角三角形,其中AB=AC=,BC=4,
设A到EF的距离AM=x,
①当x<1时,此时图形的位置如下图所示,AB与EF交于P点,AC与EF交于Q点,
∵AM=x,且△APQ为等腰直角三角形,
,解得:,但是与前提条件x<1相违背,故不存在该情况;
②当1<x<2时,此时图形的位置如下图所示,AB与EH交于P点,AC与GF交于Q点,
∵公共部分面积为,正方形剩余部分,∴,四边形ANHP是直角梯形,当AM=x,则AN=2-x,PE=x-1,HP=3-x,NH=1,
,解得:;
③当x>2时,此时图形的位置如下图所示,AB与EH交于K点,AB与HG交于I点,AC与FG交于L点,AC与HG交于J点,BC与EH交于P点,BC与GF交于Q点,
∵公共部分面积为,∴
且,解得:或(舍),
所以,满足条件的AM的值为或,
故选:A.
【点睛】
本题考察了移动图形间的重叠问题,需要进行分类讨论,必须要把x的移动范围进行分类,根据不同的x取值,画出不同重叠的图形,并将重叠部分的面积用x进行表示,解题的关键在于利用剩余部分的面积进行倒推求解.
知识点:特殊的平行四边形
题型:选择题