在矩形ABCD中,AB=4,BC=2,点M为边BC的中点,点P为边CD上的动点(点P异于C,D两点).连接PM,过点p

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  • 分析:(1)由PE与PM垂直,利用平角的定义得到一对角互余,再由矩形的内角为直角,得到三角形DPE为直角三角形,可得出此直角三角形中一对锐角互余,利用同角的余角相等得到一对角相等,利用两对对应角相等的两三角形相似得到三角形PCM与三角形DPE相似,由相似得比例,将各自的值代入,即可列出y关于x的函数关系式;

    (2)当E与A重合时,DE=DA=2,将y=2代入第一问得出的y与x的关系式中,即可求出x的值;

    (3)存在,理由为:如图所示,过P作PH垂直于AB,由对称的性质得到:PD′=PD=4-x,ED′=ED=y=-x2+4x,EA=AD-ED=x2-4x+2,∠PD′E=∠D=90°,在Rt△D′PH中,PH=2,D′P=DP=4-x,根据勾股定理表示出D′H,再由△ED′A∽△D′PH,由相似得比例,将各自表示出的式子代入,可列出关于x的方程,求出方程的解即可得到满足题意的x的值.

    (1)∵PE⊥PM,∴∠EPM=90°,

    ∴∠DPE+∠CPM=90°,

    又矩形ABCD,∴∠D=90°,

    ∴∠DPE+∠DEP=90°,

    ∴∠CPM=∠DEP,又∠C=∠D=90°,

    ∴△CPM∽△DEP,

    ∴CPDE=CMDP,

    又CP=x,DE=y,AB=DC=4,∴DP=4-x,

    又M为BC中点,BC=2,∴CM=1,

    ∴xy=14-x,

    则y=-x2+4x;

    (2)当E与A重合时,DE=AD=2,

    ∵△CPM∽△DEP,

    ∴CPDE=CMDP,

    又CP=x,DE=2,CM=1,DP=4-x,

    ∴x2=14-x,即x2-4x+2=0,

    解得:x=2+2或x=2-2,

    则x的值为2+2或2-2;

    (3)存在,过P作PH⊥AB于点H,

    ∵点D关于直线PE的对称点D′落在边AB上,

    ∴PD′=PD=4-x,ED′=ED=y=-x2+4x,EA=AD-ED=x2-4x+2,∠PD′E=∠D=90°,

    在Rt△D′PH中,PH=2,D′P=DP=4-x,

    根据勾股定理得:D′H=(4-x)2-22=x2-8x+12,

    ∵∠ED′A=180°-90°-∠PD′H=90°-∠PD′H=∠D′PH,∠PD′E=∠PHD′=90°,

    ∴△ED′A∽△D′PH,

    ∴ED′D′P=EAD′H,即-x2+4x4-x=x(4-x)4-x=x=x2-4x+2x2-8x+12,

    整理得:2x2-4x+1=0,

    解得:x=2±22,

    当x=2+22或x=2-22时,此时E在DA上或延长线上,符合题意,

    则x=2+22或x=2-22时,点D关于直线PE的对称点D′落在边AB上.

    故答案为:(1)y=-x2+4x;(2)2-2

    点评:此题属于相似形综合题,涉及的知识有:相似三角形的判定与性质,对称的性质,矩形的性质,以及一元二次方程的应用,利用了数形结合的数学思想,灵活运用相似三角形的判定与性质是解本题的关键.