Question

如圖，已知：△ABC為邊長是4

3

的等邊三角形，四邊形DEFG為邊長是6的正方形．現(xiàn)將等邊△ABC和正方形DEFG按如圖1的方式擺放，使點(diǎn)C與點(diǎn)E重合，點(diǎn)B、C（E）、F在同一條直線上，△ABC從圖1的位置出發(fā)，以每秒1個單位長度的速度沿EF方向向右勻速運(yùn)動，當(dāng)點(diǎn)C與點(diǎn)F重合時暫停運(yùn)動，設(shè)△ABC的運(yùn)動時間為t秒（t≥0）．

（1）在整個運(yùn)動過程中，設(shè)等邊△ABC和正方形DEFG重疊部分的面積為S，請直接寫出S與t之間的函數(shù)關(guān)系式；
（2）如圖2，當(dāng)點(diǎn)A與點(diǎn)D重合時，作∠ABE的角平分線BM交AE于M點(diǎn)，將△ABM繞點(diǎn)A逆時針旋轉(zhuǎn)，使邊AB與邊AC重合，得到△ACN．在線段AG上是否存在H點(diǎn)，使得△ANH為等腰三角形．如果存在，請求出線段EH的長度；若不存在，請說明理由．
（3）如圖3，若四邊形DEFG為邊長為4

3

的正方形，△ABC的移動速度為每秒

3

個單位長度，其余條件保持不變．△ABC開始移動的同時，Q點(diǎn)從F點(diǎn)開始，沿折線FG-GD以每秒2

3

個單位長度開始移動，△ABC停止運(yùn)動時，Q點(diǎn)也停止運(yùn)動．設(shè)在運(yùn)動過程中，DE交折線BA-AC于P點(diǎn)，則是否存在t的值，使得PC⊥EQ，若存在，請求出t的值；若不存在，請說明理由．

Answer 1

（1）當(dāng)0≤t＜2

3

時，S=

3

2

t2
當(dāng)2

3

≤t≤6時，S=-

3

2

t2+12t-12

3

．
（2）當(dāng)點(diǎn)A與點(diǎn)D重合時，BE=CE=2

3

，
∵BM平分∠ABE，
∴∠MBE=

1

2

∠ABE=30°
∴ME=2，
∵∠ABM=∠BAM，
∴AM=BM=4，
∵△ABM≌△ACN，
∴∠CAN=30°，AN=4
①AN=AH=4時，EH=

AE2+AH2

=2

13

，
②AN=NH=4時，此時H點(diǎn)在線段AG的延長線上，∴舍去，
③AH=NH時，此時H點(diǎn)為線段AN的中垂線與AG的交點(diǎn)，如圖1，
∴AK=

1

2

AN=2，AH=

AK

cos∠HAK

=

4

3

3

∴EH=

AE2+AH2

=

2

3

93

．
（3）當(dāng)0≤t＜2時，如圖2，△PEC∽△EFQ，
∴

PE

EF

=

EC

QF

，
∴

3t

4 3

=

3 t

2 3 t

，
∴t=

2

3

3

；
當(dāng)2≤t≤4時，如圖3，△PEC∽△QDE，
∴

PE

DQ

=

EC

DE

，
∴

12-3t

8 3 -2 3 t

=

3 t

4 3

，
∴

3

t2-(6+4

3

)t+24=0
∴(

3

t-6)(t-4)=0，
∴t₁=4，t2=2

3

．