【分析】
本题是动点背景下的面积求解问题,由于点P在不同边上运动时,△APE的面积计算方式存在差异,因此需要分三种情况讨论:①点P在AB边上;②点P在BC边上;③点P在CE边上。每种情况先确定x的取值范围,再根据面积公式或割补法列关于x的一元一次方程,求解后检验解是否符合对应取值范围,舍去不符合的解即可得到正确结果。
【解析】
已知长方形ABCD中,AB=4cm,BC=3cm,因此AD=BC=3cm,CD=AB=4cm,又E为CD中点,故DE=CE=2cm。点P运动速度为1cm/s,分三种情况讨论:
① 当点P在AB边上($0<x\le4$)时:
△APE的底$AP=x\ \mathrm{cm}$,高等于AD的长度3cm,由面积为$5\ \mathrm{cm}^2$可得:
$\frac{1}{2} × x × 3 =5$
解得$x=\frac{10}{3}$,符合$0<x\le4$,成立。
② 当点P在BC边上($4<x\le7$)时:
用长方形面积减去周边三个三角形的面积求△APE的面积:
长方形ABCD面积$=3×4=12\ \mathrm{cm}^2$,
$S_{△ ADE}=\frac{1}{2} × DE × AD=\frac{1}{2} × 2 × 3=3\ \mathrm{cm}^2$,
$S_{△ ABP}=\frac{1}{2} × AB × BP=\frac{1}{2} ×4 × (x-4)$,
$S_{△ CPE}=\frac{1}{2} × CE × CP=\frac{1}{2} ×2 × (7-x)$,
根据$S_{△ APE}=S_{\mathrm{长方形}ABCD} - S_{△ ADE} - S_{△ ABP} - S_{△ CPE}=5$,代入得:
$12 - 3 - \frac{1}{2}×4×(x-4) - \frac{1}{2}×2×(7-x) =5$
解方程得$x=5$,符合$4<x\le7$,成立。
③ 当点P在CE边上($7<x\le9$)时:
△APE的底$PE=(9 -x)\ \mathrm{cm}$,高等于AD的长度3cm,由面积为$5\ \mathrm{cm}^2$可得:
$\frac{1}{2} × (9 -x) ×3 =5$
解得$x=\frac{17}{3}$,$\frac{17}{3}<7$,不符合$7<x\le9$的范围,舍去。
综上,符合条件的x的值为$\frac{10}{3}$或5。
【答案】
$\frac{10}{3}$或5

【知识点】
分类讨论思想,三角形面积计算,一元一次方程应用
【点评】
本题结合动点场景考查面积求解,核心是根据动点的位置分类讨论,根据面积关系列方程求解,同时要注意验证解是否符合动点所在的区间,排除不合题意的增解,能有效考查逻辑思维和计算能力。
【难度系数】
0.6