如图,四边形ABCD是等腰梯形,其中AD∥BC,AD=2,BC=4,AB=CD=.点M从点B开始,以每秒2个单位长的速度向点C运动;点N从点D开始,以每秒1个单位长的速度向点A运动,若点M,N同时开始运动,点M与点C不重合,运动时间为t(t>0).过点N作NP垂直于BC,交BC于点P,交AC于点Q,连接MQ.
(1)用含t的代数式表示QP的长;
(2)设△CMQ的面积为S,求出S与t的函数关系式;
(3)求出t为何值时,△CMQ为等腰三角形?
网友回答
解:(1)过点A作AE⊥BC,交BC于点E,如图,
由AD=2,BC=4,AB=CD=,得
AE=2.
∵ND=t,∴PC=1+t.
∴.即.
∴.
(2)∵点M以每秒2个单位长运动,
∴BM=2t,CM=4-2t.
∴S△CMQ==.
即S=.
(3)①若QM=QC,
∵QP⊥MC,
∴MP=CP.而MP=4-(1+t+2t)=3-3t,
即1+t=3-3t,∴t=.
②若CQ=CM,
∵CQ2=CP2+PQ2=,
∴CQ=.
∵CM=4-2t,
∴=4-2t.
∴.
③若MQ=MC,
∵MQ2=MP2+PQ2=,
∴=(4-2t)2,即.
解得t=或t=-1(舍去).
∴t=.
∴当t的值为,,时,
△CMQ为等腰三角形.
解析分析:(1)过点A作AE⊥BC,交BC于点E,在△ABE中,由等腰梯形性质得BE=1,由勾股定理得AE=2,可推CE=3,ND=x,PC=1+x,由AE∥PQ得比例,表示线段PQ;
(2)由已知可得BM=2t,CM=4-2t,△CMQ的底CM、高PQ都可表示,就可表示面积了;
(3)△CMQ为等腰三角形,有三种可能,即:QM=QC,QC=CM,QM=CM,针对每一种情况,根据图形特征,线段长度,运用勾股定理解答.
点评:本题考查了等腰梯形、等腰三角形、相似三角形的性质,勾股定理的运用,分类讨论的数学思想,有较强的综合性.