(1)证明:∵矩形EFPQ,∴EF∥BC。
∴△AHF∽△ADC,∴
。
∵EF∥BC,∴△AEF∽△ABC,∴
.
∴
。
(2)∵∠B=45°,∴BD=AD=4,∴CD=BC﹣BD=5﹣4=1。
∵EF∥BC,∴△AEH∽△ABD,∴
。
∵EF∥BC,∴△AFH∽△ACD,∴
。
∴
,即
,∴EH=4HF。
已知EF=x,则EH=
。
∵∠B=45°,∴EQ=BQ=BD﹣QD=BD﹣EH=4﹣
。
,
∴当x=
时,矩形EFPQ的面积最大,最大面积为5。
(3)由(2)可知,当矩形EFPQ的面积最大时,矩形的长为
,宽为
。
在矩形EFPQ沿射线AD的运动过程中:
(I)当0≤t≤2时,如答图①所示,
设矩形与AB、AC分别交于点K、N,与AD分别交于点H 1,D 1,此时DD 1=t,H 1D 1=2,
∴HD 1=HD﹣DD 1=2﹣t,HH 1=H 1D 1﹣HD 1=t,AH 1=AH﹣HH 1=2﹣t。
∵KN∥EF,∴
,即
。
解得
。
。
(II)当2<t≤4时,如答图②所示,
设矩形与AB、AC分别交于点K、N,与AD交于点D 2.此时DD 2=t,AD 2=AD﹣DD 2=4﹣t。
∵KN∥EF,∴
,即
。
解得
。
。
综上所述,S与t的函数关系式为:
。
(1)由相似三角形,列出比例关系式,即可证明。
(2)首先求出矩形EFPQ面积的表达式,然后利用二次函数求其最大面积。
(3)本问是运动型问题,弄清矩形EFPQ的运动过程:
当0≤t≤2时,如答图①所示,此时重叠部分是一个矩形和一个梯形;
当2<t≤4时,如答图②所示,此时重叠部分是一个三角形。