如图,等边△ABC的边长为2,动点P,Q在线段BC上移动(都不与B,C重合),点P在Q的左边,PQ=1,过点P作PM⊥CB,交AC于M,过点Q作QN⊥CB,交AB于N

发布时间:2020-08-09 19:01:13

如图,等边△ABC的边长为2,动点P,Q在线段BC上移动(都不与B,C重合),点P在Q的左边,PQ=1,过点P作PM⊥CB,交AC于M,过点Q作QN⊥CB,交AB于N,连接MN.记CP的长为t.
(1)当t为何值时,四边形MPQN是矩形?
(2)设四边形MPQN的面积为S,请说明当P,Q移动时,S是否为定值?若是,求出这个定值;若不是,请求出S关于t的函数关系式;
(3)当t取何值时,以点C,P,M为顶点的三角形与以A,M,N为顶点的三角形相似.判断此时△MNP的形状,并请说出理由.

网友回答

解:(1)解法一:∵四边形MPQN是矩形,
∴PM=NQ,
∵△ABC是等边三角形,
∴∠B=∠C=60°,
又∵PM⊥CB,QN⊥CB,
∴∠MPC=∠NQB=90°,
∴△MPC≌△NQB,
∴CP=BQ=t,
又∵PQ=1,CP+PQ+BQ=2,
∴t+1+t=2,即t=;
解法二:∵△ABC是等边三角形,PM⊥CB,QN⊥CB,
∴∠B=∠C=60°,
在Rt△CPM和Rt△BQN中,
∵CP=t,BQ=1-t,
∴PM=CP?tanC=t?tan60°=t,
QN=BQ?tanB=(1-t)tan60°=(1-t),
∵四边形MPQN是矩形,
∴PM=NQ,
即:,
解得:;

(2)S是定值,同(1)中解法二有:∴,
∴;

(3)∵△CMP是Rt△,且∠CPM=90°,∠C=60°,△AMN中∠A=60°,
若使△CMP与△AMN相似,对应的顶点只能是:C→A,P→N,M→M或C→A,P→M,M→N,
①当C→A,P→N,M→M时,由△CMP∽△AMN得:
∵CM=2t,BN=2(1-t)
∴AM=2-2t,AN=2-2(1-t)=2t,
∴,
解得:;
②当C→A,P→M,M→N时,由△CMP∽△ANM得:,
∴,解得:,
综合,所求或.
当t=时,都有AM=CP=BN,AN=CM=BP,
且∠A=∠B=∠C=60°,
∴△ANM≌△CMP≌△BPN,
∴NM=MP=PN即△MNP是等边三角形.
解析分析:(1)可用两种方法:
①根据△ABC是等边三角形及PM⊥CB,QN⊥CB且PM=NQ,得出△MPC≌△NQB,从而求出t的值;
②由于四边形MPQN是矩形,所以在MPQN中PM=NQ,据此列出关于t的等式,解方程即可.
(2)根据(1)中所求PM、QN的表达式,利用梯形面积表达式即可求出S关于t的函数关系式;
(3)根据对应点和对应边的不同,会得到不同的相似三角形,再分两种情况讨论.

点评:此题是一道动点问题,解题的关键是充分利用相似三角形的性质和矩形的性质列出关于t的等式解答.
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