如图,在矩形ABCD中,AB=10cm,BC=6cm,现有两动点P,Q分别从A,B同时出发,点P在线段AB上沿AB方向作匀速运动,点Q在线段BC上沿BC方向作匀速运动

发布时间:2020-08-06 23:02:08

如图,在矩形ABCD中,AB=10cm,BC=6cm,现有两动点P,Q分别从A,B同时出发,点P在线段AB上沿AB方向作匀速运动,点Q在线段BC上沿BC方向作匀速运动,已知点P的运动速度为1厘米/秒.
(1)设点Q的运动速度为厘米/秒,运动时间为t秒,△DPQ的面积为S,请你求出S与t的函数关系式;
(2)在(1)的条件下,当△DPQ的面积最小时,求BQ的长;
(3)在(1)的条件下,当△DAP和△PBQ相似时,求BQ的长;
(4)设点Q的运动速度为a厘米/秒,问是否存在a的值,使得△ADP与△PBQ和△DCQ这两个三角形都相似?若存在,请求出a的值,并写出此时BQ的长;若不存在,请说明理由.

网友回答

解:(1)根据题意,①S△DPQ=S矩形ABCD-S△ADP-S△PBQ-S△DCQ
=60-×6t-×(10-t)?t-×10?(6-t)=t2-3t+30;

(2)S△DPQ=t2-3t+30=,
当t=6时,S△DPQ最小,此时BQ=3;

(3)①如图,当∠DPA=∠QPB时,

∴,t2+12t-120=0,
解得:t=2-6,或t=-2-6(不合题意,舍去)
因此,当t=2-6时,BQ=-3;
②如图,当∠DPA=∠PQB时,

∴,
解得:t=7,
因此,当t=7时,即BQ=3.5时,△DAP和△PBQ相似;

(4)假设存在a的值,使△ADP与△PBQ和△DCQ这两个三角形都相似,设此时P,Q运动时间为t秒,则AP=t,BQ=at.
①如图,当∠1=∠3=∠4时,,∴,t2+6t-60=0,
解得:t1=2,t2=18(舍去),
此时BQ=at=×2=.
②当∠1=∠3=∠5时,∠DPQ=∠DQP=90°不成立;
③如图,当∠1=∠2=∠4时,,
∴,
即,将a消掉,可得5t2-36t+180=0,此方程无解,
④当∠1=∠2=∠5时,∠1=∠PDC>∠5,故不存在这样的a值.
综上所述,存在这样的a值,△ADP与△PBQ和△DCQ这两个三角形都相似,此时,BQ=.
解析分析:(1)知道了P、Q的速度,那么可用时间来表示出AP、BQ的长,也就表示出了BP、BQ的长,也就有了△BPQ的直角边的长,根据三角形的面积公式即可得出关于S与t的函数关系式;
(2)可根据(1)的函数的性质求出S的最大值;
(3)要分两种情况进行讨论,
①当∠ADP=∠BPQ时,AD,BP相对应,AP,BQ相对应,可以根据它们的比例关系求出此时t的值.进而求出BQ的长;
②当∠APD=∠BPQ时,AD,BQ相对应,AP,BP相对应,按照①的方法求t的值即可.
(4)与(3)的方法相同,也是按对应角的不同分成不同的状况进行讨论,最后看看求出的结果是否符合要求.

点评:本题主要考查了相似三角形的判定和性质,二次函数以及矩形的性质等知识点,要注意后两问中,要分对应角的不同来得出不同的对应线段成比例,从而得出运动时间的值.不要忽略掉任何一种情况.
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