如图:等腰梯形ABCD中,AD∥BC,AB=DC=5,AD=6,BC=12,动点P从点D出发沿DC以每秒1个单位长度的速度向点C运动,动点Q从点C出发沿CB以每秒2个单位长度的速度向点B运动.两个点同时出发,当点P到达C点时,点Q随之停止运动.求:
(1)梯形ABCD的面积;
(2)当PQ∥AB时,点P离开点D的时间(秒);
(3)当P、Q、C这三个点构成直角三角形时,点P离开点D多长时间?
网友回答
解:(1)作梯形的高AE、DF,得到矩形ADFE及直角△ABE,△DCF.
∵四边形ABCD是等腰梯形,
∴AB=DC,∠B=∠C,∠AEB=∠DFC=90°,
∴△ABE≌△DCF,又AEFD为矩形,得到AD=EF,
∴BE=CF=(BC-AD)=3,
在直角△ABE中,∠AEB=90°,AB=5,BE=3,
∴根据勾股定理得:AE=4,
则梯形ABCD的面积=(BC+AD)?AE=(12+6)×4=36;
(2)如图,当PQ∥AB时,设P点离开D点的时间等于t秒,
则DP=t,PC=5-t,CQ=2t.
过P作PM⊥QC于M.
∵PQ∥AB,
∴∠PQM=∠B,
∵∠B=∠C,
∴∠PQM=∠C,
∴PQ=PC=5-t,
∴QM=MC=t.
∵PM=PC?sinC=CM?tanC,sinC=sinB=,tanC=tanB=,
∴(5-t)=t,
∴t=;
(3)当P、Q、C三点构成直角三角形时,设P点离开D点x秒,则DP=x,PC=5-x,CQ=2x.
分两种情况:①如图,若∠PQC=90°,则cosC=,
∴=,解得x=;
②如图,若∠QPC=90°,则cosC=,
∴=,解得x=.
故当P、Q、C三点构成直角三角形时,P点离开D点的时间为秒或秒.
解析分析:(1)已知梯形ABCD的上、下底,要求梯形的面积,根据梯形的面积公式,可知只需求出梯形的高即可.为此,作梯形的高AE、DF,得到矩形ADFE及一对全等的三角形△ABE与△DCF,先求出BE的长,再由勾股定理求出梯形的高;
(2)当PQ∥AB时,易证△PQC是等腰三角形,过P作PM⊥QC于M.由等腰三角形三线合一的性质,可知QM=MC.如果设P点离开D点的时间等于t秒,则可用含t的代数式分别表示DP,PC,CQ,在直角△PMC中,根据PM=PCsinC=CMtanC,列出关于t的方程,即可求出结果;
(3)当P、Q、C三点构成直角三角形时,设P点离开D点x秒,则可用含x的代数式分别表示DP,PC,CQ.由于∠C是锐角,那么分两种情况:①∠PQC=90°;②∠QPC=90°.针对每一种情况,都可以在直角△PCQ中,利用cosC的值列出关于x的方程,从而求出结果.
点评:本题主要考查梯形的面积公式,等腰梯形的性质,勾股定理,三角函数等知识,综合性较强,第三问中注意分类讨论.