如图1,已知△ABC中,AB=10cm,AC=8cm,BC=6cm.如果点P由B出发沿BA方向点A匀速运动,同时点Q由A

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  • 解题思路:(1)由PQ∥BC时的比例线段关系,列一元一次方程求解;

    (2)如解答图1所示,过P点作PD⊥AC于点D,构造比例线段,求得PD,从而可以得到S的表达式,然后利用二次函数的极值求得S的最大值;

    (3)要点是利用(2)中求得的△AQP的面积表达式,再由线段PQ恰好把△ABC的面积平分,列出一元二次方程;由于此一元二次方程的判别式小于0,则可以得出结论:不存在这样的某时刻t,使线段PQ恰好把△ABC的面积平分;

    (4)首先根据菱形的性质及相似三角形比例线段关系,求得PQ、QD和PD的长度;然后在Rt△PQD中,求得时间t的值;最后求菱形的面积,值得注意的是菱形的面积等于△AQP面积的2倍,从而可以利用(2)中△AQP面积的表达式,这样可以化简计算.

    ∵AB=10cm,AC=8cm,BC=6cm,

    ∴由勾股定理逆定理得△ABC为直角三角形,∠C为直角.

    (1)BP=2t,则AP=10-2t.

    ∵PQ∥BC,∴[AP/AB=

    AQ

    AC],即[10−2t/10=

    2t

    8],解得t=[20/9],

    ∴当t=[20/9]s时,PQ∥BC.

    (2)如答图1所示,过P点作PD⊥AC于点D.

    ∴PD∥BC,

    ∴[AP/AB=

    PD

    BC],

    即[10−2t/10=

    PD

    6],

    解得PD=6-[6/5]t.

    S=[1/2]×AQ×PD=[1/2]×2t×(6-[6/5]t)

    =-[6/5]t2+6t

    =-[6/5](t-[5/2])2+[15/2],

    ∴当t=[5/2]s时,S取得最大值,最大值为[15/2]cm2

    (3)假设存在某时刻t,使线段PQ恰好把△ABC的面积平分,

    则有S△AQP=[1/2]S△ABC,而S△ABC=[1/2]AC•BC=24,∴此时S△AQP=12.

    由(2)可知,S△AQP=-[6/5]t2+6t,

    ∴-[6/5]t2+6t=12,化简得:t2-5t+10=0,

    ∵△=(-5)2-4×1×10=-15<0,此方程无解,

    ∴不存在某时刻t,使线段PQ恰好把△ABC的面积平分.

    (4)

    假设存在时刻t,使四边形AQPQ′为菱形,则有AQ=PQ=BP=2t.

    如答图2所示,过P点作PD⊥AC于点D,则有PD∥BC,

    ∴[AP/AB=

    PD

    BC=

    AD

    AC],即[10−2t/10=

    PD

    6=

    AD

    8],

    解得:PD=6-[6/5]t,AD=8-[8/5]t,

    ∴QD=AD-AQ=8-[8/5]t-2t=8-[18/5]t.

    在Rt△PQD中,由勾股定理得:QD2+PD2=PQ2

    即(8-[18/5]t)2+(6-[6/5]t)2=(2t)2

    化简得:13t2-90t+125=0,

    解得:t1=5,t2=[25/13],

    ∵t=5s时,AQ=10cm>AC,不符合题意,舍去,∴t=[25/13].

    由(2)可知,S△AQP=-[6/5]t2+6t,

    ∴S菱形AQPQ′=2S△AQP=2×(-[6/5]t2+6t)=2×[-[6/5]×([25/13])2+6×[25/13]]=[2400/169](cm2).

    所以存在时刻t,使四边形AQPQ′为菱形,此时菱形的面积为[2400/169]cm2

    点评:

    本题考点: 相似三角形的判定与性质;一元二次方程的应用;二次函数的最值;勾股定理;勾股定理的逆定理;菱形的性质;翻折变换(折叠问题).

    考点点评: 本题是非常典型的动点型综合题,全面考查了相似三角形线段比例关系、菱形的性质、勾股定理及其逆定理、一元一次方程的解法、一元二次方程的解法与判别式、二次函数的极值等知识点,涉及的考点众多,计算量偏大,有一定的难度.本题考查知识点非常全面,是一道测试学生综合能力的好题.