Question

已知：矩形OABC的顶点O在平面直角坐标系的原点，边OA、OC分别在x、y轴的正半轴 上，且OA=3cm，OC=4cm，点M从点A出发沿AB向终点B运动，点N从点C出发沿CA向终点A运动，点M、N同时出发，且运动的速度均为1cm/秒，当其中一个点到达终点时，另一点即停止运动．设运动的时间为t秒．
（1）当点N运动1秒时，求点N的坐标；
（2）试求出多边形OAMN的面积S与t的函数关系式；
（3）t为何值时，以△OAN的一边所在直线为对称轴翻折△OAN，翻折前后的两个三角形所组成的四边形为菱形？

Answer

（1）过N作NE⊥y轴，作NF⊥x轴，由△CEN∽△COA，利用相似比求EN，再用勾股定理求CE，确定N点坐标；
（2）将多边形OAMN分为△ONA和△AMN，用t分别表示两个三角形的面积，再求和即可；
（3）分为①直线ON为对称轴，②直线OA为对称轴，③直线AN为对称轴，画出图形，根据菱形的特殊性，列方程求解．
【解析】
（1）∵t=1∴CN=1，AM=1
过N作NE⊥y轴，作NF⊥x轴
∴△CEN∽△COA，∴，即，∴EN=．（1分）
由勾股定理得：，，∴．（2分）

（2）由（1）得，∴
∴N点坐标为．
∵多边形OAMN由△ONA和△AMN组成
∴=（3分）
=（4分）
∴多边形OAMN的面积S=．
（0≤t≤4）（5分）

（3）①直线ON为对称轴时，翻折△OAN得到△OA′N，此时组成的四边形为OANA′，
当AN=A′N=A′O=OA，四边形OANA’是菱形．
即AN=OA，∴5-t=3∴t=2．（6分）

②直线OA为对称轴时，翻折△OAN得到△OAN′，
此时组成的四边形为ONAN′，连接NN′，交OA于点G．
当NN′与OA互相垂直平分时，四边形ONAN′是菱形．
即OA⊥NN′，OG=AG=，
∴NG∥CO，∴点N是AC的中点，
∴CN=，∴（7分）

③直线AN为对称轴时，翻折△OAN得到△O′AN，
此时组成的四边形为ONO′A，连接OO’，交AN于点H．
当OO′与AN互相垂直平分时，四边形ONO’A是菱形．
即OH⊥AC，AH=NH=，
由面积法可求得OH=，
在Rt△OAH中，由勾股定理得，AH=．
∴，∴．（8分）
综上所述，t的值为．