如图1,直角梯形ABCD中,AB∥CD,∠A=90°,CD=3,AD=4,tanB=2,过点C作CH⊥AB,垂足为H.点P为线段AD上一动点,直线PE∥AB,分别交B

发布时间:2020-08-07 05:47:40

如图1,直角梯形ABCD中,AB∥CD,∠A=90°,CD=3,AD=4,tanB=2,过点C作CH⊥AB,垂足为H.点P为线段AD上一动点,直线PE∥AB,分别交BC、CH于点E、Q.以PE为斜边向右作等腰Rt△PEF,直线EF交直线AB于点M,直线PF交直线AB于点N.设PD的长为x,MN的长为y.
(1)求PE的长(用x表示);
(2)求y与x的函数关系式及自变量x的取值范围(图2为备用图);
(3)当点M在线段AH上时,求x的取值范围(图3为备用图).

网友回答

解:(1)∵矩形ADCH,PE∥AB,
∴四边形CDPQ为矩形,
∴PQ=CD=3,CQ=PD=x;
∵PE∥CD,∴∠CEP=∠B,∴tan∠CEP==2;
∴EQ=,∴PE=3+.

(2)当点N在线段AH上时,过点F作FG⊥EP于G,GF的延长线交AB于点K;
∵等腰Rt△PEF,FG=EP=(3+)=+,
∴FK=AP-FG=(4-x)-(+)=-x;
∴y=2FK=5-x;
∵PD+FG≤AD,∴x+(3+)≤4,
∴0≤x≤2.
当点N在矩形ADCH外部时,由题意得:
AH=3,AP=4-x,QK=QE=,∠HKM=∠HMK=45°;
∴KH=MH=4-x-=4-x;
同理:AP=AN=4-x,
∴y=AH-AN-HM=3-(4-x)-(4-x),即y=x-5;
∵PD≤4,∴2<x≤4.

(3)如图,当M、A重合时,AH=HK=3,QE=QK=;
∴HK=AP-QK=(4-x)-x=4-x,
当点M从点A移动到点H时,K与H重合,即0≤KH≤3;
∴0≤4-x≤3,解得:≤x≤;
即当点M在线段AH上时,x的取值范围是≤x≤.
解析分析:(1)已知了PD的长为x,即CQ=x,结合∠B的正切值即可求得EQ的长,进而由PE=PQ+EQ求得PE表达式.
(2)此题分两种情况讨论:
①点N在矩形ADCH的内部,可过F作AH、PQ的垂线,设垂足为K、G;易知△MNF是等腰直角三角形,欲求MN,只需求出FK即可,已知了PE的表达式,即可得到FG的表达式,而KG的长易知,即可得到KF的值,由此求得y、x的函数关系式;
②当点N在矩形的外部时,那么△KMH、△ANP都是等腰直角三角形,欲求MN,需求出HM、AN,即KH、AP的长,AP的长易知,关键是KH的值;在等腰Rt△EQK中,QK=QE,即可得到KQ的长,而CQ=PD=x,由此可得KH的表达式,即可求出MN的长,从而求得y、x的函数关系式.
(3)首先由M、A重合时求得求得KH的表达式,当M从A移动到H时,此时K也与H重合,由此可得KH的取值范围,联立KH的表达式即可得到x的取值范围.

点评:此题主要考查了直角梯形、等腰直角三角形、矩形的性质以及锐角三角函数的定义等知识,在涉及动点问题时,一定要注意分类讨论思想的运用,以免漏解.
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