如图所示,在直角梯形ABCD中,∠D=∠C=90°,AB=4,BC=6,AD=8,点P、Q同时从A点出发,分别做匀速运动

如图所示,在直角梯形ABCD中,∠D=∠C=90°,AB=4,BC=6,AD=8,点P、Q同时从A点出发,分别做匀速运动,其中点P沿AB、BC向终点C运动,速度为每秒2个单位,点Q沿AD向终点D运动,速度为每秒1个单位,当这两点中有一个点到达自己的终点时,另一个点也停止运动,设这两个点从出发运动了t秒.
(1)动点P与Q哪一点先到达自己的终点?此时t为何值;
(2)当O<t<2时,写出△PQA的面积S与时间t的函数关系式;
(3)以PQ为直径的圆能否与CD相切?若有可能,求出t的值或t的取值范围;若不可能,请说明理由.
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czg0551 春芽

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解题思路:(1)P点的运动的总路程为AB+BC=10,Q点的总路程为AD=8,可根据它们的速度求出各自到达终点时用的时间,进行比较即可;
(2)要求三角形PQA的面积就要求出三角形的底和高,底AQ可以用时间表示出来,高可以根据AP和∠A的度数来求;如果过B引AD边的垂线,那么∠A的余弦值就是(AD-BC)÷AB,据此可求出∠A的度数,也就能求出三角形APQ的高;然后根据三角形的面积公式即可得出关于S,t的函数关系式;
(3)当P在AB上时,即0<t<2,显然不可能和CD相切.
当P在BC上时,即2≤t≤5时,如果圆与CD相切,设切点为K,连接圆心和K,这条线段就是直角梯形DPOD的中位线,由此可用CP,DO表示出OK,也就可以用含t的式子表示出圆的直径;如果过P引AD的垂线,那么CP,DQ的差,CD,PQ这三者恰好可以根据勾股定理来得出关于t的方程,解方程后即可求出t的值.

(1)∵当P到c点时,t=5(秒),
当Q到D点时,t=8(秒),
∴点P先到达终点,此时t为5秒;
(2)如图,作BE⊥AD于点E,PF⊥AD于点F.
AE=2,在Rt△ABE中∠A=60°,PF=
3t,
∴s=

3
2t2(0<t<2);
(3)当0<t<2时,以PO为直径的圆与CD不可能相切.
当2≤t≤5时,设以PQ为直径的⊙O与CD相切于点K,
则有PC=10-2t,DQ=8-t,OK⊥DC.
∵OK是梯形PCDQ的中位线,
∴PQ=20K=PC+DO=18-3t.
在直角梯形PCDQ中,PO2=CD2+(DO-CP)2
解得:t=
13±
15
2.

13+
15
2>5,不合题意舍去.
2<
13−
15
2<5,
因此,当t=
13−
15
2时,以PQ为直径的圆与CD相切.

点评:
本题考点: 切线的判定;直角梯形;梯形中位线定理.

考点点评: 本题主要考查了直角梯形的性质,解直角三角形的应用以及中位线的应用等知识点.

1年前

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