方向以每秒1个单位长度的速度运动,与菱形OABC的两边相交形成不同的三角形OMN。根据直线l的运动,我们可以将问题分为两个阶段:0≤t≤4和4<t≤6。
在0≤t≤4时,直线l与OC相遇并继续移动至AB。此时,OMN的形状会从一个直角三角形变为一个等腰三角形。计算S与t的关系,我们需要找到OM和ON的长度。OM=t,ON=4-t,因为MN始终与x轴垂直,所以MN=OC=4。
对于0≤t≤4,S=1/2*OM*ON=1/2*t*(4-t)=-t^2/2+2t。
当4<t≤6时,直线l已经穿过AB,此时OMN是直角三角形,OM=t,MN=4,ON=6-t。因此,S=1/2*OM*MN=1/2*t*4=2t。
结合这两个阶段,我们得到S关于t的函数表达式:
S(t) = {
-t^2/2 + 2t, for 0≤t≤4,
2t, for 4<t≤6
}
对于第三部分,要求解面积S的最大值。对于0≤t≤4的二次函数,其开口向下,对称轴t=2,因此在t=2时取得最大值S_max1=1/2*(-2)^2+2*2=2。
对于4<t≤6的一次函数,S随t的增加而增加,所以在t=6时S达到最大值S_max2=2*6=12。
比较两个阶段的最大值,S_max1=2小于S_max2=12,因此t=6时面积S最大,最大面积是12平方单位。
总结,动点问题在中考数学中是一种重要的题型,涉及几何变换和函数的综合运用。解题策略通常包括理解点的运动轨迹、分析动态图形的变化以及运用适当的函数模型来表示面积或长度。在本例中,我们通过分析点M和点N的位置变化,构建了S关于t的分段函数,并找到了面积最大值的情况。这样的问题要求考生具备扎实的几何基础,灵活的函数思维,以及良好的问题解决能力。