如图,边长为1的正方形ABCD中,以A为圆心,1为半径作,将一块直角三角板的直角顶点P放置在(不包括端点B、D)上滑动,一条直角边通过顶点A,另一条直角边与边BC相交于点Q,连接PC,并设PQ=x,以下我们对△CPQ进行研究.
(1)△CPQ能否为等边三角形?若能,则求出x的值;若不能,则说明理由;
(2)求△CPQ周长的最小值;
(3)当△CPQ分别为锐角三角形、直角三角形和钝角三角形时分别求x的取值范围.
网友回答
解:(1)假设△CPQ为等边三角形时,
一方面x=BQ=PQ=CQ=,
另一方面,连接AQ,
∵∠PAQ=30°,∠APQ=90°,
∴∠AQP=60°,
∵∠PQC=60°,
∴∠AQB=60°,
∴∠BAQ=30°,
∴tan∠BAQ=tan30°=,
∴x=,
∴得出自相矛盾;
∴△CPQ不能为等边三角形.
(2)△CPQ的周长=PQ+QC+CP=BQ+QC+CP=BC+PC=1+PC;
又∵PC≥AC-PA=-1,
∴△CPQ的周长≥1+-1=,
即当点P运动至点P0时,△CPQ的周长最小值是.
(3)连接AC,交于P0,则P0Q=BQ=x,∠P0CQ=45°,∠CP0Q=90°;
∴P0Q=BQ=x=-1,∠PQC=∠PAB<90°,∠PCQ<90°.
①当P在上运动时,
∵∠APQ=90°,
∴0°<∠CPQ<90°,
此时△CPQ是锐角三角形,-1<x<1.
②当P与P0重合时,∠CPQ=90°,此时△CPQ是直角三角形,x=-1.
③当P在上运动时,
∵∠APC<180°,∠APQ=90°,
∴90°<∠CPQ<180°,
此时△CPQ是钝角三角形,0<x<-1.
解析分析:(1)首先假设△CPQ为等边三角形,然后可得x=BQ=PQ=CQ=,然后连接AQ,由∠BAQ的正切,可得x=,得出矛盾,即可证得△CPQ不能为等边三角形;
(2)首先由△CPQ的周长=PQ+QC+CP,可得△CPQ周长为1+PC,然后由PC≥AC-PA,求得PC的最小值,即可求得△CPQ周长的最小值;
(3)首先连接AC,交于P0,则可得P0Q=BQ=x,∠P0CQ=45°,∠CP0Q=90°;继而可得P0Q=BQ=x=-1,∠PQC=∠PAB<90°,∠PCQ<90°,然后从△CPQ分别为锐角三角形、直角三角形和钝角三角形时去分析,即可求得