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(2006•河北)图1至图7的正方形霓虹灯广告牌ABCD都是20×20的等距网格...

(2006•河北)图1至图7的正方形霓虹灯广告牌ABCD都是20×20的等距网格(每个小方格的边长均为1个单位长),其对称中心为点O.
如图1,有一个边长为6个单位长的正方形EFGH的对称中心也是点O,它每秒1个单位长的速度由起始位置向外扩大(即点O不动,正方形EFGH经过一秒由6×6扩大为8×8;再经过一秒,由8×8扩大为10×10;…),直到充满正方形ABCD,再以同样的速度逐步缩小到起始时的大小,然后一直不断地以同样速度再扩大、再缩小.
另有一个边长为6个单位长的正方形MNPQ从如图1所示的位置开始,以每秒1个单位长的速度,沿正方形ABCD的内侧边缘按A⇒B⇒C⇒D⇒A移动(即正方形MNPQ从点P与点A重合位置开始,先向左平移,当点Q与点B重合时,再向上平移,当点M与点C重合时,再向右平移,当点N与点D重合时,再向下平移,到达起始位置后仍继续按上述方式移动).
正方形EFGH和正方形MNPQ从如图1的位置同时开始运动,设运动时间为x秒,它们的重叠部分面积为y个平方单位.
(1)请你在图2和图3中分别画出x为2秒、18秒时,正方形EFGH和正方形MNPQ的位置及重叠部分(重叠部分用阴影表示),并分别写出重叠部分的面积;
(2)①如图4,当1≤x≤3.5时,求y与x的函数关系式;
②如图5,当3.5≤x≤7时,求y与x的函数关系式;
③如图6,当7≤x≤10.5时,求y与x的函数关系式;
④如图7,当10.5≤x≤13时,求y与x的函数关系式.
(3)对于正方形MNPQ在正方形ABCD各边上移动一周的过程,请你根据重叠部分面积y的变化情况,指出y取得最大值和最小值时,相对应的x的取值情况,并指出最大值和最小值分别是多少.(说明:问题(3)是额外加分题,加分幅度为1~4分)manfen5.com 满分网
(1)当x=2时,Q离AD的距离为6+2=8,而G离AD的距离为7-2=5,因此重合部分的长为3.同理可求得重合部分的宽为1,因此y=3. 当x=18时,正方形MNPQ走完AB需14秒,因此x=18时,正方形MNPQ在BC边上运动了4秒,而正方形EHFG扩张到最大需7秒再缩小到原来的大小需7秒,因此x=18时,正方形EHFG重复第二次运动,且第二次运动过程中运动了4秒,因此MN离AB的距离为6+4=10,OP离AB的距离为4,因此重合部分的长为6,同理可求得重合部分的宽为3,y=3×6=18. (2)①当1≤x≤3.5时,是正方形EHGF第一次向外扩张的过程,此时MK=x+6,SK=7-x,因此MS=2x-1.同理可求得SG的长,由此可得出重合部分的面积y与x的函数关系式. ②当3.5≤x≤7时,正方形EHGF第一次向内收缩,此时重合部分的长不变为MN的长即6,而EQ=x,NP=6,因此重合部分的宽为6-x,由此可得出y与x的函数关系式. ③当7≤x≤10.5时,正方形EHGF第二次向外扩张,此时重合部分的宽仍为MN的长即6,MQ=6,TQ=x-7,因此MT=13-x,由此可得出y与x的函数关系式. ④当10.5≤x≤13时,正方形EHGF第二次向内收缩,解法参照①. (3)根据②中x不同区间的y的函数关系式,可根据各函数的性质和自变量的取值范围求出y的最大或最小值. 【解析】 (1)相应的图形如图1,2. 当x=2时,y=3; 当x=18时,y=18. (2)①当1≤x≤3.5时,如图3, 延长MN交AD于K, 设MN与HG交于S,MQ与FG交于T,则MK=6+x,SK=TQ=7-x,从而MS=MK-SK=2x-1,MT=MQ-TQ=6-(7-x)=x-1. ∴y=MT•MS=(x-1)(2x-1)=2x2-3x+1. ②当3.5≤x≤7时,如图4, 设FG与MQ交于T,则 TQ=7-x, ∴MT=MQ-TQ=6-(7-x)=x-1. ∴y=MN•MT=6(x-1)=6x-6. ③当7≤x≤10.5时,如图5, 设FG与MQ交于T,则 TQ=x-7, ∴MT=MQ-TQ=6-(x-7)=13-x. ∴y=MN•MT=6(13-x)=78-6x. ④当10.5≤x≤13时,如图6, 设MN与EF交于S,NP交FG于R,延长NM交BC于K,则MK=14-x,SK=RP=x-7, ∴SM=SK-MK=2x-21,从而SN=MN-SM=27-2x,NR=NP-RP=13-x. ∴y=NR•SN=(13-x)(27-2x)=2x2-53x+351. (3)对于正方形MNPQ, ①在AB边上移动时,当0≤x≤1及13≤x≤14时,y取得最小值0; 当x=7时,y取得最大值36. ②在BC边上移动时,当14≤x≤15及27≤x≤28时,y取得最小值0; 当x=21时,y取得最大值36. ③在CD边上移动时,当28≤x≤29及41≤x≤42时,y取得最小值0; 当x=35时,y取得最大值36. ④在DA边上移动时,当42≤x≤43及55≤x≤56时,y取得最小值0; 当x=49时,y取得最大值36.
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考点分析:
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(1)当每吨售价是240元时,计算此时的月销售量;
(2)求出y与x的函数关系式(不要求写出x的取值范围);
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发现:
像上面那样,将△ABC各边均顺次延长一倍,连接所得端点,得到△DEF(如图3),此时,我们称△ABC向外扩展了一次.可以发现,扩展一次后得到的△DEF的面积是原来△ABC面积的______倍.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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