题目内容
【题目】如图,等边△ABC的边长为8,动点M从点B出发,沿B→A→C→B的方向以每秒3个单位长度的速度运动,动点N从点C出发,沿C→A→B-C的方向以每秒2个单位长度的速度运动.
(1)若动点M、N同时出发,经过几秒第一次相遇?
(2)若动点M、N同时出发,且其中一点到达终点时,另一点即停止运动.在△ABC的边上是否存在一点D,使得以点A、M、N、D为顶点的四边形为平行四边形?若存在,求此时运动的时间及点D的具体位置;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)经过t=s第一次相遇. (2)运动了或s时,A、M、N、D四点能够成平行四边形,此时点D在BC上,且BD=或.
【解析】
(1)设经过t秒钟两点第一次相遇,然后根据点M运动的路程+点N运动的路程=AB+CA列方程求解即可;
(2)首先根据题意画出图形:如图②,当0≤t≤时,AN+CN=MB+CN=8;当<t≤4时,此时A、M、N三点在同一直线上,不能构成平行四边形;当4<t≤时,AN+NB=AN+AM=8;当<t≤8时,△BNM为等边三角形,由BN=BM可求得t的值,可得此时M、N重合,不能构成平行四边形..
(1)由题意得:3t+2t=16,解得:t=;
答:若动点M、N同时出发,经过t=s第一次相遇.
(2)①当0≤t≤时,点M、N、D的位置如图2所示:
∵四边形ANDM为平行四边形,
∴DM=AN,DM∥AN.
∴∠MDB=∠C=60°
∵△ABC为等边三角形,
∴∠B=∠C=60°.
∴∠MDB =∠B.
∴MB=MD= AN
∴AN+CN=MB+CN=8,即:3t+2t=8,t=,
此时点D在BC上,且BD=(或CD=),
②当<t≤4时,此时A、M、N三点在同一直线上,不能构成平行四边形;
③4<t≤时,点M、N、D的位置如图所1示:
∵四边形ANDM为平行四边形,
∴DN=AM,AM∥DN.
∴∠NDB=∠C=60°
∵△ABC为等边三角形,
∴∠B=∠C =60°.
∴∠NDB=∠B.
∴BN=ND= AM.
∴AN+NB=AN+AM=8,2t-8+3t-8=8,解得:t=,
此时点D在BC上,且BD=(或CD=),
④当<t≤8时,点M、N、D的位置如图所3示:
则BN=16-2t,BM=24-3t,
∵△ABC为等边三角形,
∴∠A=∠C=60°.
若MN∥AC,则∠BNM=∠A=60°, ∠BMN=∠C=60°
∴△BNM为等边三角形,
∴BN=BM,即:16-2t =24-3t,解得t=8,此时M、N重合,不能构成平行四边形.
答:运动了或s时,A、M、N、D四点能够成平行四边形,此时点D在BC上,且BD=或.