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

解:(1)當PQ//AD,因為AQ//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t=4時,PQ//AD。
(2)因為BQ=2t,PD=3t,所以AQ=20-2t,
因為∠ABC=60°,所以∠D=60°
因為PM⊥AD,所以∠PMD=30°,
所以MD=1/2PD=3/2t,MP=3√3/2t
過Q點作QE⊥AD交DA的延長線于點E,過C點作CD⊥AB交AB于點D,
因為∠ABC=60°,所以∠QAE=60°,
所以QE=AQ/sin60°=√3/3(40-4t),CF=BC/sin60°=15√3,
因為S△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
化簡得,y=-15√3t²/8+105√3t/4
因為2t≤20,3t≤20,所以t≤20/3。
所以y與t的函數關系式為y=-15√3t²/8+105√3t/4(0<t≤20/3)。
(3)S△MPQ關于時間t的關系式是: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符合題意存在該時刻滿足MP=NP。