如图,梯形ABCD中,BC∥AD,∠BAD=90°,AD=18,BC=24,AB=m.在线段BC上任取一点P,连接DP,作射线PE⊥DP,PE与直线AB交于点E.
(1)当CP=6时,试确定点E的位置.
(2)若设CP=x,BE=y,写出y关于x的函数关系式.
(3)在线段BC上能否找到不同的两点P1、P2,使得按上述作法得到的点E都分别与点A重合?若能,试求出此时m的取值范围;若不能,请说明理由.
网友回答
解:(1)作DF⊥BC,F为垂足.
当PC=6时,
由已知可得四边形ABFD是矩形,FC=6,
∴点P与点F重合.又∵BF⊥FD,
∴此时点E与点B重合.
(2)当点P在BF上(即6<x≤24)时,
由CP=x,BE=y,AB=m,BC=24,FC=6,
所以BP=24-x,PF=6-x,
∵∠EPB+∠DPF=90°,∠EPB+∠PEB=90°,
∴∠DPF=∠PEB,又∠B=∠PFD=90°,
∴△PBE∽△DPF,
∴,即,
∴.
当点P在CF上(即0<x≤6)时,
由CP=x,BE=y,AB=m,BC=24,AB=m,
所以FD=m,FP=6-x,BP=24-x,
∵∠EPB+∠DPF=90°,∠EPB+∠PEB=90°,
∴∠DPF=∠PEB,又∠EBP=∠PFD=90°,
∴△PBE∽△DPF,
∴=,即=,
∴.
综上:
(3)能找到这样的两点.
当点E与点A重合时,AB=y=EB=m,
此时点P在线段BF上,根据(2)中的关系式,
则有,整理得,x2-30x+144+m2=0①.
假设在线段BC上能找到两个不同的点P1与P2满足条件,
即方程①有两个不相等的正根,
首先要△=(-30)2-4×(144+m2)>0,
然后应有x=15±>0.
由△>0解得81>m2,由于<15,m>0,
∴0<m<9.
解析分析:(1)过D作DF于PC垂直,垂足为F,根据三个角为直角的四边形为矩形得到ABFD为矩形,根据矩形的对边相等得到BF=AD,而AD为18,故BF为18,由BC-BF求出FC=6,所以此时P与F重合,由BF与DF垂直得到此时E与B重合;(2)分两种情况考虑:当P在BF上时,由PD与PE垂直,由BC,AB及CP,BE表示出FD,FP,PD的长,根据平角定义得到∠BPE与∠FPD互余,又根据直角三角形的两锐角互余得到∠EPB与∠BEP互余,根据同角的余角相等得到∠BEP=∠FPD,由一对直角相等,根据两对对应角相等的两三角形相似得到三角形BEP与三角形PFD相似,由相似得比例即可列出y与x的关系式;当P在FC上时,画出图形,同理可得y与x的关系式,综上,得到y与x的关系式;(3)存在,当E与A点重合时,BE=AB=m=y,此时P在BF上,由(2)对应的y与x的解析式,根据y=m列出关于m的方程,假设在线段BC上能找到两个不同的点P1与P2满足条件,故方程有两个不等的实数根,进而得到根的判别式大于0,且根据负数没有平方根,分别列出关于m的不等式,求出不等式的解集即可得到m的范围.
点评:此题考查了梯形的性质,矩形的性质,相似三角形的判定与性质,以及一元二次方程的应用,其中第二问的思路为:根据P在作出的DF的两侧分两种情况,利用分类讨论的思想,根据相似得比例得出y与x的关系式,第三问的思路为:构造一元二次方程,根据方程解的情况得出根的判别式大于0,进而列出关于m的不等式,从而求出m的范围.学生求m范围时还要注意负数没有平方根这个隐含条件.