这是最近连云港外国语中考二模第27题,一道压轴题。覆盖正方形的性质、双动点、相似、三角函数等知识点,涉及存在性、分类讨论,多步推理,较为复杂的计算,有难度。下面是该题的解析,供朋友们参考。
【本题满分14分】如图,已知正方形,cm,动点从点出发,以1cm/s的速度沿方向运动,到点结束;点同时从点出发,以2cm/s的速度沿射线运动,停止运动时,也随之停止。连接交线段于点,过三点的交直线于点,连接、. 设运动时间为(s).
(1)求的值;
(2)当运动到点时,求的面积和的半径;
(3)在整个运动过程,
①当四边形中有两条边相等时,直接写出此时的值;
②连接,当时,则与面积之差为______.

解析
(1)易证,
所以,,
根据题意,cm,cm,
所以,.
由此可知,在动点运动过程中,点的位置始终保持不变。
(2)易知:当点运动到点时,点在的中点,即cm.
求的面积是简单而直接的。
在中,作底边上的高,如下图所示.

由(1)的结论可得,,
易得,
所以,.
所以,.
现在,分析一下怎么求的半径。
根据已知条件,,
所以,为的直径。
求的半径等价于求的长。
先梳理已知的和能够直接得到的那些量。
为直径,可得;
;
根据(1)的结论,;
从解直角三角形的角度看,还需要知道其它条件才能求:
另外一条边;
或者一个锐角的三角函数。
一般情况下,我们需要通过等量代换得到这些条件。
构造全等三角形、特殊四边形是实现线段等量代换的工具,圆周角定理是圆内实现角的等量代换的工具。
我们可以检视各种可能性,不难找到解决问题的途径。
连接,则.

易得,
在中,,
所以,,
所以,,
即的半径为cm.
(3)该小题有点难度。
①要考虑所有的可能性。
由(2)的结果可知,与不可能相等。
1)当时,
易证,此时.
作于点,如图所示。

易知:,,,
根据勾股定理,,
解得,.
2)当时,
易证,此时,四边形为矩形,如图所示。

易得,,即.
3)当时,
过点作于点,如下图所示。

易得,,,
由(2)可知,,即,
所以,,
解得,(不合题意,舍去),.
综上,的值为或或.
②为计算时与面积之差,我们先理清相关量之间的关系。为此,先作几条辅助线。
过点作于点,延长交于点,连接,如下图所示。

易知,由此可得,
四边形为矩形,,,
再根据(1)的结论可得,,
又因为,,,
所以,.
易得,,
,
所以,.
由上面的关系,我们也知道.
现在,我们来看的面积。
由可知,.
怎么求的面积呢?我们看看与前面已经知道的量之间的关系。
根据圆周角定理,可以证明,
由和,可以证明,
所以,这3个直角三角形是相似的。
由可得,,
根据勾股定理,,
与的相似比为,
所以,,
综上,与面积之差为