如图,在矩形ABCD中,AB=3,BC=4,动点P从点D出发沿DA向终点A运动,同时动点Q从点A出发沿对角线AC向终点C

如图,在矩形ABCD中,AB=3,BC=4,动点P从点D出发沿DA向终点A运动,同时动点Q从点A出发沿对角线AC向终点C运动.过点P作PE∥DC,交AC于点E,动点P、Q的运动速度是每秒1个单位长度,运动时间为x秒,当点P运动到点A时,P、Q两点同时停止运动.设PE=y;
(1)求y关于x的函数关系式;
(2)探究:当x为何值时,四边形PQBE为梯形?
(3)是否存在这样的点P和点Q,使P、Q、E为顶点的三角形是等腰三角形?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.
不去想想闹心 1年前 已收到1个回答 举报

davis2006 春芽

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解题思路:(1)由四边形ABCD为矩形,得到∠D为直角,对边相等,可得三角形ADC为直角三角形,由AD与DC的长,利用勾股定理求出AC的长,再由PE平行于CD,利用两直线平行得到两对同位角相等,可得出三角形APE与三角形ADC相似,由相似得比例,将各自的值代入,整理后得到y与x的关系式;
(2)若QB与PE平行,得到四边形PQBE为矩形,不合题意,故QB与PE不平行,当PQ与BE平行时,利用两直线平行得到一对内错角相等,可得出一对邻补角相等,再由AD与BC平行,得到一对内错角相等,可得出三角形APQ与三角形BEC相似,由相似得比例列出关于x的方程,求出方程的解即可得到四边形PQBE为梯形时x的值;
(3)存在这样的点P和点Q,使P、Q、E为顶点的三角形是等腰三角形,分两种情况考虑:当Q在AE上时,由AE-AQ表示出QE,再根据PQ=PE,PQ=EQ,PE=QE三种情况,分别列出关于x的方程,求出方程的解即可得到满足题意x的值;当Q在EC上时,由AQ-AE表示出QE,此时三角形为钝角三角形,只能PE=QE列出关于x的方程,求出方程的解得到满足题意x的值,综上,得到所有满足题意的x的值.

(1)∵矩形ABCD,
∴∠D=90°,AB=DC=3,AD=BC=4,
∴在Rt△ACD中,利用勾股定理得:AC=
AD2+CD2=5,
∵PE∥CD,
∴∠APE=∠ADC,∠AEP=∠ACD,
∴△APE∽△ADC,
又PD=x,AD=4,AP=AD-PD=4-x,AC=5,PE=y,DC=3,
∴[AP/AD]=[AE/AC]=[PE/DC],即[4−x/4]=[AE/5]=[y/3],
∴y=-[3/4]x+3;

(2)若QB∥PE,四边形PQBE是矩形,非梯形,
故QB与PE不平行,
当QP∥BE时,∠PQE=∠BEQ,
∴∠AQP=∠CEB,
∵AD∥BC,
∴∠PAQ=∠BCE,
∴△PAQ∽△BCE,
由(1)得:AE=-[5/4]x+5,PA=4-x,BC=4,AQ=x,
∴[PA/BC]=[AQ/CE]=[AQ/AC−AE],即[4−x/4]=[x
5−(−
5/4x+5)]=[4x/5x],
整理得:5(4-x)=16,
解得:x=[4/5],
∴当x=[4/5]时,QP∥BE,而QB与PE不平行,此时四边形PQBE是梯形;

(3)存在.分两种情况:
当Q在线段AE上时:QE=AE-AQ=-[5/4]x+5-x=5-[9/4]x,
(i)当QE=PE时,5-[9/4]x=-[3/4]x+3,
解得:x=[4/3];
(ii)当QP=QE时,∠QPE=∠QEP,
∵∠APQ+∠QPE=90°,∠PAQ+∠QEP=90°,
∴∠APQ=∠PAQ,
∴AQ=QP=QE,
∴x=5-[9/4]x,
解得:x=

点评:
本题考点: 相似形综合题.

考点点评: 此题属于相似综合题,涉及的知识有:矩形的性质,勾股定理,相似三角形的判定与性质,平行线的性质,梯形的判定,以及等腰三角形的性质,利用了数形结合及分类讨论的数学思想,分类讨论时要做到不重不漏,考虑问题要全面.

1年前

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