解题思路:(1)由于P、E、M三点的速度相同,因此AP=ED、AE=DM,而等腰梯形ABCD的两底角∠A=∠EDM,由此可证得所求的两个三角形全等.
(2)首先由(1)的全等三角形证得:PE=EM,∠AEP=∠EMD,根据∠DEM+∠DME=60°,可证得∠AEP+∠DEM=60°,即∠PEM=120°=∠BAD,两个等腰三角形的顶角相等,则它们必相似,由此得证.
(3)此题可通过相似三角形的性质求解,已知了△EPM∽△ABD,只需求得它们相似比的平方即可得到两个三角形的面积比,分别过B、P作AD的垂线,设垂足为F、G,易知∠BAF=60°,即可求得BF、PG、AG的值,进而可表示出△BAD的面积,在Rt△PGE中,利用勾股定理可得PE2的表达式,联立BA2的值,即可得到两个三角形的面积比,从而求得△PEM的面积,也就得到了关于y、x的函数关系式,进而可根据函数的性质及自变量的取值范围求得y的最小值及对应的x的值.
(1)△PAE≌△EDM,
理由如下:
根据题意,得BP=AE=DM=2t,
∵AB=AD=DC=4,∴AP=DE=4-2t(1分)
∵在梯形ABCD中,AB=DC,
∴∠PAE=∠EDM;(2分)
又AP=DE,AE=DM,
∴△PAE≌△EDM.(3分)
(2)证明:∵△PAE≌△EDM,
∴PE=EM,∠1=∠2(4分)
∵∠3+∠2=∠1+∠BAD,
∴∠3=∠BAD;(5分)
∵AB=AD,∴[PE/BA=
EM
AD];(6分)
∴△EPM∽△ABD.(7分)
(3)过B点作BF⊥AD,交DA的延长线于F,过P点作PG⊥AD交于G;
在Rt△AFB中,∠4=180°-∠BAD=180°-120°=60°,
∴BF=AB•sin∠4=4•sin60°=2
3,
∴S△ABD=
1
2AD•BF=
1
2×4×2
3=4
3.(8分)
在Rt△APG中,PG=AP•sin∠4=(4-2t)•sin60°=(2-t)
3.
AG=AP•cos∠4=(4-2t)•cos60°=2-t,
∴GE=AG+AE=2-t+2t=2+t.
∴PE2=PG2+GE2=[(2+t)
3]2+(2+t)2=4t2-8t+16.
∵△EPM∽△ABD,∴
SEPM
SABD=(
PE
BA)2=
PE2
BA2=
点评:
本题考点: 相似三角形的判定与性质;二次函数的最值;全等三角形的判定;勾股定理;梯形.
考点点评: 此题主要考查了等腰梯形的性质,相似三角形、全等三角形的判定和性质,以及二次函数最值的应用,难度较大.