题目内容
【题目】如图,已知矩形ABCD的一条边AD=8 cm,点P在CD边上,AP=AB, PC=4cm,连结PB.点M从点P出发,沿PA方向匀速运动(点M与点P、A不重合);点N同时从点B出发,沿线段AB的延长线匀速运动,连结MN交PB于点F.
(1)求AB的长;
(2)若点M的运动速度为1cm/s,点N的运动速度为2cm/s,△AMN的面积为S,点M和点N的运动时间为,求S与的函数关系式,并求S的最大值;
(3)若点M和点N的运动速度相等,作ME⊥BP于点E.试问当点M、N在运动过程中,线段EF的长度是否发生变化?若变化,说明理由;若不变,求出线段EF的长度.
【答案】(1)10;(2)时,S取得最大值为45.(3)点M、N在运动过程中,线段EF的长度不变,长度为.
【解析】试题分析:(1)设AB=x,根据折叠可得AP=CD=x,DP=CD-CP=x-4,利用勾股定理,在Rt△ADP中,AD2+DP2=AP2,即82+(x-4)2=x2,即可解答;(2)过点M作MG⊥AN于点G,则∠AGM=∠D=90°,所以∠APD=∠MAG,则Rt△APD∽Rt△MAG,所以,即,可得出, 又因为,所以 ,则当时,S取得最大值为45;(3)作MQ∥AN,交PB于点Q,求出MP=MQ,BN=QM,得出MP=MQ,根据MH⊥PQ,得出HQ= PQ,根据∠QMF=∠BNF,证出△MFQ≌△NFB,得出QF=QB,再求出EF=PB,最后代入HF=PB即可得出线段EF的长度不变;
试题解析:
(1)设AB= ,则AP= ,DP= ,
在Rt△ADP中, 由勾股定理得:
,
解得: ,
∴AB =10.
(2)过点M作MG⊥AN于点G,则∠AGM=∠D=90°,
∵DC∥AB,
∴∠APD=∠MAG,
∴Rt△APD∽Rt△MAG,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴
∴当时,S取得最大值为45.
(3)作MQ∥AN,交PB于点Q,
∵AP=AB,MQ∥AN,
∴∠APB=∠ABP,∠ABP=∠MQP,
∴∠APB=∠MQP,
∴MP=MQ,
∵ME⊥PQ,
∴PE=EQ=PQ,
∵BN=PM,PM=MQ,
∴BN=QM,
∵MQ∥AN,∴∠QMF=∠BNF,
在△MFQ和△NFB中,
∵,
∴△MFQ≌△NFB,
∴QF=BF,
∴QF=QB,
∴EF=EQ+QF=PQ+QB=PB,
在Rt△PBC中,
∵PC=4,BC=8,
∴,
∴EF=PB=,
∴点M、N在运动过程中,线段EF的长度不变,长度为.