如图,正方形ABCD的边长为8厘米,动点P从点A出发沿AB边由A向B以1厘米/秒的速度匀速移动(点P不与点A、B重合),动点Q从点B出发沿折线BC-CD以2厘米/秒的速度匀速移动,点P、Q同时出发,当点P停止运动,点Q也随之停止.连接AQ,交BD于点E.设点P运动时间为x秒.
(1)当点Q在线段BC上运动时,点P出发多少时间后,∠BEP和∠BEQ相等;
(2)当点Q在线段BC上运动时,求证:△BQE的面积是△APE的面积的2倍;
(3)设△APE的面积为y,试求出y关于x的函数解析式,并写出函数的定义域.
网友回答
解:
(1)∵四边形ABCD是正方形.
∴∠ABD=∠DBC.
当∠BEP=∠BEQ时,∠PBE=∠QBE,BE=BE.
∴△PBE≌△QBE.
∴PB=QB.
即8-x=2x.
解得.
即点P出发秒后,∠BEP=∠BEQ.
(2)当点Q在线段BC上运动时,如图1,过点E作MN⊥BC,垂足为M,交AD于点N,作EH⊥AB,垂足为H.∵∠ABD=∠DBC,EH⊥AB,EM⊥BC.
∴EH=EM.
∵BQ=2x,AP=1x.
∴BQ=2AP
∵S△APE=AP?EH,S△BQE=BQ?EM=?2AP?EH=AP?EH=2S△APE.
所以S△BQE=2S△APE.
(3)①当0<x<4时,点Q在BC边上运动.
∵四边形ABCD是正方形.
∴AD∥BC.
∴MN⊥AD,△BEQ∽△DEA.
∴=.
∴=.
解得EM=.
即EH=.
∴S△APE=AP?EH=?x?=.
即y=.
②当x=4时,点Q与点C重合.此时y=8.
③当4<x<8时,点Q在CD边上运动.如图2,过点E作MH⊥AB,垂足为H,可知MH⊥CD.
设垂足为M.
∵AB∥DC.
∴∠ABE=∠EDQ,∠BAE=∠DQE,
∴△AEB∽△DEQ.
∴=.
∴=.
解得EH=.
∴S△APE=AP?EH=?x?=.
即y=.
综上所述,y关于x的函数解析式为y=(0<x<4);y=8(x=4);y=(4<x<8).
解析分析:(1)当∠BEP和∠BEQ相等时,三角形BPE和BQE全等,那么BP=BQ,可以根据P,Q的速度,用时间表示出BP,BQ的长,进而求出t的值.
(2)因为Q的速度是P的2倍,因此BQ=2AP.过点E作MN⊥BC,垂足为M,交AD于点N,作EH⊥AB,垂足为H.由于∠ABD=∠DBC=45°,根据角平分线上的点到角两边的距离相等即可得出EH=EM,因此根据三角形的面积公式即可得出三角形BQE的面积是三角形APE面积的2倍.
(3)要分三种情况进行讨论
①当Q在BC上时,求三角形APE的面积关键是求AP边上的高,也就是EH的长,由于EH=EM,可通过求EM得出EH的值,根据相似三角形BEQ和AED可得出关于EM,EN,AD,BQ的比例关系,可用EM表示出EN,进而根据比例关系式得出EM即EH的长,也就能得出关于x,y的函数关系式了.
②当Q与C重合时,可直接求出三角形BEQ的面积,根据(2)的结果求出三角形APE的面积.
③当Q在CD上时,关键还是求AP边上的高,过点E作MH⊥AB,垂足为H,可知MH⊥CD,设垂足为M,那么可参照②求EM的方法求出EH,然后根据三角形的面积公式即可得出y,x的函数关系式.
点评:本题主要考查了正方形的性质,相似三角形的判定和性质等综合知识,根据相似三角形得出线段的比例关系从而表示出三角形APE的高是解题的关键.