原題如下:
在平2113行四邊形abcd中,5261ab=20,ad=30,角abc=60,點(diǎn)4102q從b出發(fā)沿1653ba向a移動(dòng),速度為2cm/s,點(diǎn)P從點(diǎn)D出發(fā)沿DC向點(diǎn)C勻速運(yùn)動(dòng),速度為3cm/s,當(dāng)P停止運(yùn)動(dòng)時(shí),點(diǎn)Q也隨之停止運(yùn)動(dòng),過點(diǎn)P做PM⊥AD交AD于點(diǎn)M,連接PQ、QM,設(shè)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t s(0<t≤6)
(1)當(dāng)PQ⊥PM時(shí),求t的值
(2)設(shè)△PQM的面積為y(cm²),求y于t之間的函數(shù)關(guān)系式
(3)是否存在某一時(shí)刻使得△PQM的面積最大?若存在,求出此時(shí)t的值,并求出最大面積,若不存在,請(qǐng)說明理由
(4)過點(diǎn)M作MN//AB交BC于點(diǎn)N,連接點(diǎn)N,是否存在某一時(shí)刻使得PM=PN,求出此時(shí)t的值,若不存在,請(qǐng)說明理由

解:(1)當(dāng)PQ//AD,因?yàn)锳Q//PD,
所以四邊形AQPD是平行四邊形,
所以AQ=PD,
所以20-2t=3t,
解得,t=4,
即當(dāng)t=4時(shí),PQ//AD。
(2)因?yàn)锽Q=2t,PD=3t,所以AQ=20-2t,
因?yàn)椤螦BC=60°,所以∠D=60°
因?yàn)镻M⊥AD,所以∠PMD=30°,
所以MD=1/2PD=3/2t,MP=3√3/2t
過Q點(diǎn)作QE⊥AD交DA的延長(zhǎng)線于點(diǎn)E,過C點(diǎn)作CD⊥AB交AB于點(diǎn)D,
因?yàn)椤螦BC=60°,所以∠QAE=60°,
所以QE=AQ/sin60°=√3/3(40-4t),CF=BC/sin60°=15√3,
因?yàn)镾△PQM=S梯形AQOD-S△AQM-S△PMD,
即y=1/2×(AQ+PD)×CF-1/2×AM×QE-1/2×MD×MP=1/2×(20-2x+3x)×15√3-1/2×(30-3/2x)×√3/3(40-4t)-1/2×3/2t×3√3/2t
化簡(jiǎn)得,y=-15√3t²/8+105√3t/4
因?yàn)?t≤20,3t≤20,所以t≤20/3。
所以y與t的函數(shù)關(guān)系式為y=-15√3t²/8+105√3t/4(0<t≤20/3)。
(3)S△MPQ關(guān)于時(shí)間t的關(guān)系式是:S△MPQ=0.5×2×sin60°t×(30×sin60°-5×cos60°t)=22.5t-t²√3/4【0≤t≤20/3】,在0≤t≤20/3內(nèi)單邊遞增,所以S△MPQ最大值為150-100√3/4【t=20/3】
(4)MP=3tsin60°=1.5t√3,NP=√[100+(10√3-1.5t√3)²],
MP=NP,6.75t²=100+3(10-1.5t)²,t=40/9≤20/3,所以t=40/9符合題意存在該時(shí)刻滿足MP=NP。