如图,在Rt△ACB中,∠C=90°AC=4cm,BC=3cm,点P由B出发沿BA方向向点A匀速运动,速度为1cm/s;点Q由A出发沿AC方向向点C匀速运动,速度为2cm/s;连接PQ.若设运动的时间为t(s)(0<t<2).根据以上信息,解答下列问题:
(1)当t为何值时,以A、P、Q为顶点的三角形与△ABC相似?
(2)设四边形PQCB的面积为y(cm2),直接写出y与t之间的函数关系式;
(3)在点P、点Q的移动过程中,如果将△APQ沿其一边所在直线翻折,翻折后的三角形与△APQ组成一个四边形,那么是否存在某一时刻t,使组成的四边形为菱形?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
网友回答
解:(1)在Rt△ABC中,AB==5,
由题意知:AP=5-t,AQ=2t,
当PQ∥BC,则△AQP∽△ACB,
∴=,
∴=,
t=,<2,
当PQ⊥AB,则△APQ∽△ACB,
∴=,
∴=,
∴t=,<2,
∴当t=或t=时,
以A、P、Q为顶点的三角形与△ABC相似;
(2)过点P作PD⊥AC于D,
∵BC⊥AC,
∴PD∥BC,
∴,
即,
解得:PD=3-t,
∴S四边形PQCB=S△ABC-S△APQ=AC?BC-AQ?PD=×4×3-×2t×(3-t)=t2-3t+6,
∴y=t2-3t+6;
(3)若组成的四边形为菱形,则△APQ必为等腰三角形,
①当沿AP翻折时,AQ=PQ,过Q作QD⊥AP于点D,则点D必为AP的中点,
∴Rt△ADQ∽Rt△ACB,
∴=,
即=,解得t=,<2,
②当沿PQ翻折时,AQ=AP,2t=5-t,解得t=<2
③当沿AQ翻折时,PQ=AP,过P点作PH⊥AC于H,则点H必为AQ的中点,
∴Rt△AHP∽Rt△ACB,
∴即,
解得:>2(不合题意应舍去)
综上所述,当时,所形成的四边形为菱形.
解析分析:(1)利用勾股定理求出AB,再根据题意知:AP=5-t,AQ=2t,当PQ∥BC,则△AQP∽△ACB,利用其对应边成比例即可求得t,当PQ⊥BC,则△APQ∽△ACB,利用其对应边成比例即可求得t.(2)y=t2-3t+6.(3)若组成的四边形为菱形,则△APQ必为等腰三角形,有3种情况,①当沿AP翻折时,AQ=PQ,过Q作QD⊥AP于点D,则点D必为AP的中点,利用相似三角形对应边成比例即可求得;②当沿PQ翻折时利用2t=5-t可解得t;③当沿AQ翻折时,PQ=AP,过P点作PH⊥AC于H,则点H必为AQ的中点,利用相似三角形对应边成比例即可求得.
点评:此题涉及到的知识点较多,有勾股定理,相似三角形的判定与性质,菱形的判定,翻转变换等,综合性较强,又涉及上动点问题,给此题又增加了一定的难度,因此此题属于难题.