如图,已知正方形ABCD的边长为4cm,动点P从点B出发,以2cm/s的速度沿B→C→D方向向点D运动;动点Q从点A出发

如图,已知正方形ABCD的边长为4cm,动点P从点B出发,以2cm/s的速度沿B→C→D方向向点D运动;动点Q从点A出发,以1cm/s的速度沿A→B方向向点B运动.若P、Q两点同时出发,运动时间为t秒.
(1)连接PD、PQ、DQ,求当t=1时,△PQD的面积S.
(2)试求当点P在BC上时S的最小值及当点P在CD上时S的最大值;
(3)当点P在BC上运动时,是否存在这样的t,使得△PQD是等腰三角形?若存在,请求出符合条件的t的值;若不存在,请说明理由.
甜蜜的期盼 1年前 已收到1个回答 举报

dd你龟儿 幼苗

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解题思路:(1)直接求△PQD的面积较麻烦,考虑间接求法,即割补法.
(2)仿照第(1)小题可求出当P点在BC上时S关于t的函数关系式,然后根据二次函数性质求最小值;当点P在CD上时,S可直接由三角形面积公式求得,然后根据一次函数性质,结合t的取值范围,求最大值.
(3)△PQD是等腰三角形有三种情况,需分别讨论.然后根据每种情况特点,结合已知条件,找出关于t的相等关系,通过解方程,求出t.

(1)如图1,当t=1时,AQ=1cm,BQ=4-AQ=3(cm),BP=CP=2cm.
S=S正方形ABCD-S△ADQ-S△BPQ-S△PCD
=42-[1/2]×4×1-[1/2]×2×3-[1/2]×2×4=7(cm2).

(2)①如图1,当0≤t≤2时,即点P在BC上时,
S=S正方形ABCD-S△ADQ-S△BPQ-S△PCD
=16-[1/2]•4•t-[1/2]•2 t•(4-t)-[1/2]•(4-2 t)•4
=t2-2 t+8.
=(t-1)2+7.
∴当t=1时,S有最小值7.
②如图2,当2≤t≤4时,即点P在CD上时,DP=8-2 t.
S=[1/2]•(8-2 t)•4=16-4 t.
根据一次函数的性质,S随t的增大而减小,
∴当t=2时,S有最大值8.

(3)①如图3,若PD=QD,则Rt△DCP≌Rt△DAQ(HL).
∴CP=AQ.即t=4-2 t,
解得t=[4/3].
②如图4,若PD=PQ,则PD2=PQ2,即42+(4-2t)2=(4-t)2+(2t)2
解得:t=-4±4
2,其中t=-4-4
2<0不合题意,舍去,
∴t=-4+4
2.
③如图5,若DQ=PQ,则DQ2=PQ2
即42+t2=(4-t)2+(2t)2
解得t=0或t=2.
∴t=[4/3]或t=-4+4
2或t=0或t=2时,△PQD是等腰三角形.

点评:
本题考点: 圆的综合题.

考点点评: 此题主要考查了割补法求图形面积,利用一次函数、二次函数求最值,全等三角形的判别与性质,一元二次方程,等腰三角形,勾股定理,方程思想,数形结合思想等.

1年前

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