资源描述
1. 如图,在梯形ABCD中,AB∥CD,AB=7,CD=1,AD=BC=5.点M,N分别在边AD,BC上运动,并保持MN∥AB,ME⊥AB,NF⊥AB,垂足分别为E,F.(1)求梯形ABCD的面积; (2)求四边形MEFN面积的最大值. (3)试判断四边形MEFN能否为正方形,若能,求出正方形MEFN的面积;若不能,请说明理由.
C
D
A
B
E
F
N
M
G
H
解:(1)分别过D,C两点作DG⊥AB于点G,CH⊥AB于点H.
∵ AB∥CD, ∴ DG=CH,DG∥CH.
∴ 四边形DGHC为矩形,GH=CD=1.
∵ DG=CH,AD=BC,∠AGD=∠BHC=90°,
∴ △AGD≌△BHC(HL).
∴ AG=BH==3. ………2分
∵ 在Rt△AGD中,AG=3,AD=5,
∴ DG=4. ∴ .
C
D
A
B
E
F
N
M
G
H
(2)∵ MN∥AB,ME⊥AB,NF⊥AB,
∴ ME=NF,ME∥NF. ∴ 四边形MEFN为矩形.
∵ AB∥CD,AD=BC, ∴ ∠A=∠B.
∵ ME=NF,∠MEA=∠NFB=90°,
∴ △MEA≌△NFB(AAS).∴ AE=BF.
设AE=x,则EF=7-2x.
∵ ∠A=∠A,∠MEA=∠DGA=90°,
∴ △MEA∽△DGA.∴ .∴ ME=.
∴ .
当x=时,ME=<4,∴四边形MEFN面积的最大值为.
(3)能. 由(2)可知,设AE=x,则EF=7-2x,ME=.
若四边形MEFN为正方形,则ME=EF. 即 7-2x.解,得 .
∴ EF=<4.
∴ 四边形MEFN能为正方形,其面积为.
图①
B
A
Q
P
C
H
2. 已知:如图①,在RtΔABC中,∠C=900,AC=4cm,BC=3cm,点P由B出发沿BA方向向点A匀速运动,速度为1cm/s;点Q由A出发沿AC方向向点C匀速运动,速度为2cm/s;连接PQ.若设运动的时间为t(s)(0<t<2),解答下列问题:(1)当t为何值时,PQ∥BC?(2)设ΔAQP的面积为y(cm2),求y与t之间的函数关系式;(3)是否存在某一时刻t,使线段PQ恰好把RtΔABC的周长和面积同时平分?若存在,求出此时t的值;若不存在,说明理由;(4)如图②,连接PC,并把ΔPQC沿QC翻折,得到四边形PQP′C,那么是否存在某一时刻t,使四边形PQP′C为菱形?若存在,求出此时菱形的边长;若不存在,说明理由.
解:(1)在Rt△ABC中,,由题意知:AP = 5-t,AQ = 2t,
若PQ∥BC,则△APQ ∽△ABC,∴,∴,∴.
(2)过点P作PH⊥AC于H.
∵△APH ∽△ABC,
∴,∴,∴,∴.
(3)若PQ把△ABC周长平分,则AP+AQ=BP+BC+CQ.∴,
解得:.
若PQ把△ABC面积平分,则, 即-+3t=3.
∵ t=1代入上面方程不成立,
P ′
B
A
Q
P
C
图②
M
N
∴不存在这一时刻t,使线段PQ把Rt△ACB的周长和面积同时平分.
(4)过点P作PM⊥AC于M,PN⊥BC于N,
若四边形PQP ′ C是菱形,那么PQ=PC.
∵PM⊥AC于M,∴QM=CM.
∵PN⊥BC于N,易知△PBN∽△ABC.
∴, ∴,
∴, ∴,
∴,解得:.
∴当时,四边形PQP ′ C 是菱形. 此时, ,
在Rt△PMC中,, ∴菱形PQP ′ C边长为.
3. 如图,在Rt△ABC中,∠A=90º,AB=6,AC=8,D,E分别是边AB,AC的中点,点P从点D出发沿DE方向运动,过点P作PQ⊥BC于Q,过点Q作QR∥BA交AC于R,当点Q与点C重合时,点P停止运动.设BQ=x,QR=y.(1)求点D到BC的距离DH的长;(2)求y关于x的函数关系式(不要求写出自变量的取值范围);(3)是否存在点P,使△PQR为等腰三角形?若存在,请求出所有满足要求的x的值;若不存在,请说明理由.
解:(1),,,.点为中点,.
,.,
,.
(2),.,,
A
B
C
D
E
R
P
H
Q
M
2
1
,,即关于的函数关系式为:.
(3)存在,分三种情况:
①当时,过点作于,则.
,,
.
A
B
C
D
E
R
P
H
Q
,,
A
B
C
D
E
R
P
H
Q
,.
②当时,,
.
③当时,则为中垂线上的点,
于是点为的中点,
.,
,.综上所述,当为或6或时,为等腰三角形.
4. 如图,等腰梯形ABCD中,AB=4,CD=9,∠C=60°,动点P从点C出发沿CD方向向点D运动,动点Q同时以相同速度从点D出发沿DA方向向终点A运动,其中一个动点到达端点时,另一个动点也随之停止运动.(1)求AD的长;(2)设CP=x,问当x为何值时△PDQ的面积达到最大,并求出最大值;(3)探究:在BC边上是否存在点M使得四边形PDQM是菱形?若存在,请找出点M,并求出BM的长;不存在,请说明理由.
(1)解法一:如图25-1
过A作AE⊥CD,垂足为E .
依题意,DE=. …………………………2分
在Rt△ADE中,AD=. ………5分
图25-1
解法二:如图25-2
过点A作AE∥BC交CD于点E,则CE=AB=4 . …2分
∠AED=∠C=60°.
又∵∠D=∠C=60°,
∴△AED是等边三角形 .
∴AD=DE=9-4=5 . …………………………………5分
(2)解:如图25-1
图25-2
∵CP=x,h为PD边上的高,依题意,△PDQ的面积S可表示为:
S=PD·h
=(9-x)·x·sin60°=(9x-x2) =-(x-)2+.
由题意,知0≤x≤5 .
当x=时(满足0≤x≤5),S最大值=.
(3)证法一:如图25-3
假设存在满足条件的点M,则PD必须等于DQ . ………………………… 11分
于是9-x=x,x=.
此时,点P、Q的位置如图25-3所示,连QP .
△PDQ恰为等边三角形 .
过点Q作QM∥DC,交BC于M,点M即为所求.
连结MP,以下证明四边形PDQM是菱形 .
图25-3
易证△MCP≌△QDP,∴∠D=∠3 . MP=PD
∴MP∥QD , ∴四边形PDQM是平行四边形 .
又MP=PD , ∴四边形PDQM是菱形 . ………………………………… 13分
所以存在满足条件的点M,且BM=BC-MC=5-=. ………………… 14分
[注] 本题仅回答存在,给1分.
证法二:如图25-4
假设存在满足条件的点M,则PD必须等于DQ . ………………………… 11分
于是9-x=x,x=.
此时,点P、Q的位置如图25-4所示,△PDQ恰为等边三角形 .
过点D作DO⊥PQ于点O,延长DO交BC于点M,连结PM、QM,则DM垂直平分PQ,∴ MP=MQ .
易知∠1=∠C .
∴PQ∥BC .
又∵DO⊥PQ, ∴MC⊥MD
图25-4
∴MP= CD=PD
即MP=PD=DQ=QM
∴四边形PDQM是菱形 ……………………………………………………… 13分
所以存在满足条件的点M,且BM=BC-MC=5-= ……………… 14分
[注] 本题仅回答存在,给1分.
5. 如图1,在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=8厘米,点D在AC上,CD=3厘米.点P、Q分别由A、C两点同时出发,点P沿AC方向向点C匀速移动,速度为每秒k厘米,行完AC全程用时8秒;点Q沿CB方向向点B匀速移动,速度为每秒1厘米.设运动的时间为x秒(0<X<8),△DCQ的面积为y1平方厘米,△PCQ的面积为y2平方厘米.⑴求y1与x的函数关系,并在图2中画出y1的图象;⑵如图2,y2的图象是抛物线的一部分,其顶点坐标是(4,12),求点P的速度及AC的长;⑶在图2中,点G是x轴正半轴上一点(0<OG<6=,过G作EF垂直于x轴,分别交y1、y2于点E、F.①说出线段EF的长在图1中所表示的实际意义;②当0<x<6时,求线段EF长的最大值.
解:⑴∵,CD=3,CQ=x,
E
G
2 4 6 8 10
1210
8
6
4
2
y
O
x
F
∴.
图象如图所示.
⑵方法一:,CP=8k-xk,CQ=x,
∴.
∵抛物线顶点坐标是(4,12),
∴.
解得. 则点P的速度每秒厘米,AC=12厘米.
方法二:观察图象知,当x=4时,△PCQ面积为12.
此时PC=AC-AP=8k-4k=4k,CQ=4.
∴由,得 .解得.
则点P的速度每秒厘米,AC=12厘米.
方法三:设y2的图象所在抛物线的解析式是.
∵图象过(0,0),(4,12),(8,0),
∴ 解得 ∴. ①
∵,CP=8k-xk,CQ=x,
∴. ②
比较①②得.
则点P的速度每秒厘米,AC=12厘米.
⑶①观察图象,知
线段的长EF=y2-y1,表示△PCQ与△DCQ的面积差(或△PDQ面积).
②由⑵得 .(方法二,)
∵EF=y2-y1,
∴EF=,
∵二次项系数小于0,
∴在范围,当时,最大.
6、如图20,在平面直角坐标系中,四边形OABC是矩形,点B的坐标为(4,3).平行于对角线AC的直线m从原点O出发,沿x轴正方向以每秒1个单位长度的速度运动,设直线m与矩形OABC的两边分别交于点M、N,直线m运动的时间为t(秒).(1) 点A的坐标是__________,点C的坐标是__________; (2) 当t= 秒或 秒时,MN=AC;(3) 设△OMN的面积为S,求S与t的函数关系式;(4) 探求(3)中得到的函数S有没有最大值?若有,求出最大值;若没有,要说明理由.
解:(1)(4,0),(0,3); 2分
(2) 2,6; 4分
(3) 当0<t≤4时,OM=t.
由△OMN∽△OAC,得,
∴ ON=,S=. 6分
当4<t<8时,
如图,∵ OD=t,∴ AD= t-4.
方法一:
由△DAM∽△AOC,可得AM=,∴ BM=6-. 7分
由△BMN∽△BAC,可得BN==8-t,∴ CN=t-4. 8分
S=矩形OABC的面积-Rt△OAM的面积- Rt△MBN的面积- Rt△NCO的面积
=12--(8-t)(6-)-
=. 10分
方法二:
易知四边形ADNC是平行四边形,∴ CN=AD=t-4,BN=8-t. 7分
由△BMN∽△BAC,可得BM==6-,∴ AM=. 8分
以下同方法一.
(4) 有最大值.
方法一:
当0<t≤4时,
∵ 抛物线S=的开口向上,在对称轴t=0的右边, S随t的增大而增大,
∴ 当t=4时,S可取到最大值=6; 11分
当4<t<8时,
∵ 抛物线S=的开口向下,它的顶点是(4,6),∴ S<6.
综上,当t=4时,S有最大值6. 12分
方法二:
∵ S=
∴ 当0<t<8时,画出S与t的函数关系图像,如图所示. 11分
显然,当t=4时,S有最大值6.
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