如图,在边长为4的正方形ABCD中,动点E以每秒1个单位长度的速度从点A开始沿边AB向点B运动,动点F以每秒2个单位长度的速度从点B开始沿折线BC-CD向点D运动,动点E比动点F先出发1秒,其中一
如图,在边长为4的正方形ABCD中,动点E以每秒1个单位长度的速度从点A开始沿边AB向点B运动,动点F以每秒2个单位长度的速度从点B开始沿折线BC-CD向点D运动,动点E比动点F先出发1秒,其中一个动点到达终点时,另一个动点也随之停止运动,设点F的运动时间为t秒.
(1)点F在边BC上.
①如图1,连接DE,AF,若DE⊥AF,求t的值;
②如图2,连结EF,DF,当t为何值时,△EBF与△DCF相似?
(2)如图3,若点G是边AD的中点,BG,EF相交于点O,试探究:是否存在在某一时刻t,使得=?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
答案和解析
(1)①如图1

∵DE⊥AF,
∴∠AOE=90°,
∴∠BAF+∠AEO=90°,
∵∠ADE+∠AEO=90°,
∴∠BAF=∠ADE,
又∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=AD,∠ABF=∠DAE=90°,
在△ABF和△DAE中,
,
∴△ABF≌△DAE(ASA)
∴AE=BF,
∴1+t=2t,
解得t=1.
②如图2,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC=CD=4,
∵BF=2t,AE=1+t,
∴FC=4-2t,BE=4-1-t=3-t,
当△EBF∽△DCF时,
=,
∴=,
解得,t=,t=(舍去),
故t=.
当△EBF∽△FCD时,
=,
∴=,
∴t2-3t+3=0,方程没有实数根,
所以当t=时,△EBF与△DCF相似;
(2)①0<t≤2时,如图3,以点B为原点,BC为x轴,BA为y轴建立坐标系,
A的坐标(0,4),G的坐标(2,4),F点的坐标(2t,0),E的坐标(0,3-t)
EF所在的直线函数关系式是:y=x+3-t,
BG所在的直线函数关系式是:y=2x,
∵BG==2
∵=,
∴BO=,OG=,
设O的坐标为(a,b),
解得
∴O的坐标为(,)
把O的坐标为(,)代入y=x+3-t,得
=×+3-t,
解得,t=(舍去),t=,
②当3≥t>2时如图4,以点B为原点BC为x轴,BA为y轴建立坐标系,
A的坐标(0,4),G的坐标(2,4),F点的坐标(4,2t-4),E的坐标(0,3-t),
EF所在的直线函数关系式是:y=x+3-t,
BG所在的直线函数关系式是:y=2x,
∵BG==2
∵=,
∴BO=,OG=,
设O的坐标为(a,b),
解得
∴O的坐标为(,)
把O的坐标为(,)代入y=x+3-t,得
=×+3-t,
解得:t=.
综上所述,存在t=或t=,使得=.
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