例2 如图,在矩形ABCD中,AB=9,AD=3$\sqrt{3}$,点P是边BC上的动点(点P不与点B、C重合),作PQ//BD,交边CD于点Q,再把△PQC沿PQ对折,点C的对应点是点R.设CP的长度为x,△PQR与矩形ABCD重叠部分的面积为y.

(1) 求∠CQP的度数.
(2) 当x取何值时,点R落在矩形ABCD的边AB上?
(3) 求y与x之间的函数表达式.
答案:分析:(1) 由三角函数知识可求出∠CDB=30°,进而求得∠CQP的度数;
(2) 在△RPB中,可得2(3$\sqrt{3}$ - x)=x,解方程即可;
(3) 分点R在矩形ABCD的内部或边AB上和点R在矩形ABCD的外部两种情况讨论即可.
解:(1) 由三角函数知识,得∠CDB=30°,进而求得∠CQP=30°.
(2) 根据题意,得△RPQ≌△CPQ.
∴ ∠RPQ=∠CPQ,RP=CP.
由(1),知∠CQP=30°,
∴ ∠RPQ=∠CPQ=60°,∠RPB=60°.
∴ RP=2BP.
∴ 2(3$\sqrt{3}$ - x)=x.解这个方程,得x=2$\sqrt{3}$.
∴ 当x取2$\sqrt{3}$时,点R落在矩形ABCD的边AB上.
(3) 当点R在矩形ABCD的内部或边AB上时,CP的范围是0<x≤2$\sqrt{3}$,此时,△PQR与矩形ABCD重叠部分的面积为△PQR的面积,等于△CPQ的面积.∴ y=$\frac{\sqrt{3}}{2}x^{2}$.
当点R在矩形ABCD的外部时,CP的范围是2$\sqrt{3}$<x<3$\sqrt{3}$,此时,△PQR与矩形ABCD重叠部分为四边形.
∴ y=$\frac{\sqrt{3}}{2}x^{2}-(\frac{3\sqrt{3}}{2}x^{2}-18x + 18\sqrt{3})=-\sqrt{3}x^{2}+18x - 18\sqrt{3}$.
解答这类运动变化问题时,一般要借助几何图形的三种基本运动形式(平移、旋转、翻折)来解决.要求对几何元素的运动过程有一个完整、清晰的认识,不管点动、线动还是形动,要善于借助动态思维的观点来分析,不被“动”所迷惑,从特殊情形入手,把动态的问题转化为静态的问题来研究,揭示问题的本质,发现运动中的各个运动对象之间互相依存的关系,从而找到解决问题的突破口和途径.