如图,已知梯形ABCD中,AD∥BC,AD=2,AB=BC=8,CD=10.(1)求梯形ABCD的面积S;(2)动点P从点B出发,以1cm/s的速度,沿B?A?D?C

发布时间:2020-08-12 17:11:05

如图,已知梯形ABCD中,AD∥BC,AD=2,AB=BC=8,CD=10.
(1)求梯形ABCD的面积S;
(2)动点P从点B出发,以1cm/s的速度,沿B?A?D?C方向,向点C运动;动点Q从点C出发,以1cm/s的速度,沿C?D?A方向,向点A运动,过点Q作QE⊥BC于点E.若P、Q两点同时出发,当其中一点到达目的地时整个运动随之结束,设运动时间为t秒.问:
①当点P在B?A上运动时,是否存在这样的t,使得直线PQ将梯形ABCD的周长平分?若存在,请求出t的值;若不存在,请说明理由;
②在运动过程中,是否存在这样的t,使得以P、A、D为顶点的三角形与△CQE相似?若存在,请求出所有符合条件的t的值;若不存在,请说明理由;
③在运动过程中,是否存在这样的t,使得以P、D、Q为顶点的三角形恰好是以DQ为一腰的等腰三角形?若存在,请求出所有符合条件的t的值;若不存在,请说明理由.

网友回答

解:(1)过D作DH∥AB交BC于H点,
∵AD∥BH,DH∥AB,
∴四边形ABHD是平行四边形.
∴DH=AB=8;BH=AD=2.
∴CH=8-2=6.
∵CD=10,
∴DH2+CH2=CD2∴∠DHC=90°.
∠B=∠DHC=90°.
∴梯形ABCD是直角梯形.
∴SABCD=(AD+BC)AB=×(2+8)×8=40.

(2)①∵BP=CQ=t,
∴AP=8-t,DQ=10-t,
∵AP+AD+DQ=PB+BC+CQ,
∴8-t+2+10-t=t+8+t.
∴t=3<8.
∴当t=3秒时,PQ将梯形ABCD周长平分.
②第一种情况:0<t≤8若△PAD∽△QEC则∠ADP=∠C
∴tan∠ADP=tan∠C==
∴=,∴t=
若△PAD∽△CEQ则∠APD=∠C
∴tan∠APD=tan∠C==,∴=
∴t=
第二种情况:8<t≤10,P、A、D三点不能组成三角形;
第三种情况:10<t≤12△ADP为钝角三角形与Rt△CQE不相似;
∴t=或t=时,△PAD与△CQE相似.

③第一种情况:当0≤t≤8时.过Q点作QE⊥BC,QH⊥AB,垂足为E、H.
∵AP=8-t,AD=2,
∴PD==.
∵CE=t,QE=t,
∴QH=BE=8-t,BH=QE=t.
∴PH=t-t=t.
∴PQ==,DQ=10-t.
Ⅰ:DQ=DP,10-t=,
解得t=8秒.
Ⅱ:DQ=PQ,10-t=,
化简得:3t2-52t+180=0
解得:t=,t=>8(不合题意舍去)
∴t=
第二种情况:8≤t≤10时.DP=DQ=10-t.
∴当8≤t<10时,以DQ为腰的等腰△DPQ恒成立.
第三种情况:10<t≤12时.DP=DQ=t-10.
∴当10<t≤12时,以DQ为腰的等腰△DPQ恒成立.
综上所述,t=或8≤t<10或10<t≤12时,以DQ为腰的等腰△DPQ成立.
解析分析:(1)求面积要先求梯形的高,可根据两底的差和CD的长,在直角三角形中用勾股定理进行求解,得出高后即可求出梯形的面积.
(2)①PQ平分梯形的周长,那么AD+DQ+AP=BC+CQ+BP,已知了AD,BC的长,可以用t来表示出AP,BP,CQ,QD的长,那么可根据上面的等量关系求出t的值.
②本题要分三种情况进行讨论:
一,当P在AB上时,即0<t≤8,如果两三角形相似,那么∠C=∠ADP,或∠C=∠APD,那么在△ADP中根据∠C的正切值,求出t的值.
二,当P在AD上时,即8<t≤10,由于P,A,D在一条直线上,因此构不成三角形.
三,当P在CD上时,即10<t≤12,由于∠ADC是个钝角,因此△ADP是个钝角三角形因此不可能和直角△CQE相似.
综合三种情况即可得出符合条件的t的值.
(3)和(2)相同也要分三种情况进行讨论:
一,当P在AB上时,即0<t≤8,等腰△PDQ以DQ为腰,因此DQ=DP或DQ=PQ,可以通过构建直角三角形来表示出DP,PQ的长,然后根据得出的等量关系来求t的值.
二,当P在AD上时,即8<t≤10,由于BA+AD=CD=10,因此DP=DQ=10-t,因此DP,DQ恒相等.
三,当P在CD上时,即10<t≤12,情况同二.
综合三种情况可得出等腰三角形以DQ为腰时,t的取值.

点评:本题主要考查了梯形的性质以及相似三角形的判定和性质等知识点,要注意(2)中要根据P,Q的不同位置,进行分类讨论,不要漏解.
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