题目:
在四边形ABCD中,DC∥AB,DA⊥AB,AD=4,DC=5,AB=8。动点P由B出发,沿BC向点C匀速运动;同时动点Q由A点出发,沿AB向点B匀速运动,两个动点的速度均为每秒1个单位。当P到达点C时,两个动点同时停止运动。连接PQ,设运动时间为t。
1、t为何值时,P,Q同时停止运动;2、记△PQB的面积为S,当t为何值时,S取最大值?并求出最大值;
3、当△PQB为等腰三角形时,求t的值。
分析:
题目1:
问:P,Q何时停止运动?答:P到达C时。
问:t为何值时,P到达C?答:速度×t=BC时。
由于速度已知(每秒1个单位),所以需要知道BC=?
作CE⊥AB,E为垂足。可以证明,四边形AECD是矩形,EC=AD=4,AE=DC=5。所以EB=3,BC=5,即t=5时,P到达C,此时P,Q停止运动。
题目2:求S的最大值,须先知道S的表达式。
S的表达式只能通过“底边×高/2求解”,有3种组合:
以BP为底,BP=t,高未知
以BQ为底,BQ=8-t,高未知
以PQ为底,底与高均未知
PQ的计算相对复杂,优先考虑BP或BQ为底。
BQ上的高是什么?
过P作PP'⊥AB,P'为垂足,则PP'为BQ上的高。可以证明△BPP'∽△BCE,所以可以求得PP'=4t/5,所以S=(8-t)×(4t/5)/2=2(-t^2+8t)/5。当t=4时,S取最大值32/5。
题目3:哪一组边是△PQB的腰?有三种可能
PQ=PB
QB=QP
BP=BQ
针对每1种可能性,分别求解
当PQ=PB时,PQ=t,QB=8-t。此时QP'=PB'。由于COS∠B=3/5,所以QP'=PB'=3t/5,即8-t=6t/5,可得t=40/11;
当QB=QP时,作QQ'⊥BC,垂足为Q'。则Q'B=Q'P=t/2。由于COS∠B=3/5,所以(t/2)/(8-t)=3/5,可得t=48/11;
当BP=BQ时,即有t=8-t,可得t=4。
注意到40/11,4,48/11均小于5(P未超出边界C),所以都满足题意。即,当t=40/11,t=4,或t=48/11时,△PQB为等腰三角形。
解题:
1、作CE⊥AB,E为垂足。
∵ ∠CEA=∠DAE=90度,DC∥AB
∴ 四边形AECD是矩形
∴ EC=AD=4,AE=DC=5
∴ EB=3,BC=5
当t=5时,P到达C,此时P,Q停止运动;
2、作PP'⊥AB,P'为垂足。
∵ ∠CEB=∠PP'B=90度,∠B为公共角
∴ △BPP'∽△BCE
∴ PP':CE=BP:BC
∴ PP'=4t/5
∵ BQ=8-t
∴ S=(8-t)×(4t/5)/2=2(-t^2+8t)/5。当t=4时,S取最大值32/5;
3、当PQ=PB时,PQ=t,QB=8-t。此时QP'=PB'。由于COS∠B=3/5,所以QP'=PB'=3t/5,即=8-t=6t/5,可得t=40/11;当QB=QP时,作QQ'⊥BC,垂足为Q'。则Q'B=Q'P=t/2。由于COS∠B=3/5,所以(t/2)/(8-t)=3/5,可得t=48/11;当BP=BQ时,即有t=8-t,可得t=4。
又,注意到40/11,4,48/11均小于5(P未超出边界C),所以都满足题意。即,当t=40/11,t=4,或t=48/11时,△PQB为等腰三角形。
回顾:
1、题目2,大家可以试试以PQ为底,或以BP为底;
2、题目3,要注意检验解的合理性。
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