题目内容
【题目】已知,矩形ABCD中,AB=4cm,BC=8cm,AC的垂直平分线EF分别交AD、BC于点E、F,垂足为O.
(1)如图(1),连接AF、CE.
①四边形AFCE是什么特殊四边形?说明理由;
②求AF的长;
(2)如图(2),动点P、Q分别从A、C两点同时出发,沿△AFB和△CDE各边匀速运动一周.即点P自A→F→B→A停止,点Q自C→D→E→C停止.在运动过程中,已知点P的速度为每秒5cm,点Q的速度为每秒4cm,运动时间为t秒,当A、C、P、Q四点为顶点的四边形是平行四边形时,求t的值.
【答案】(1) ①菱形,理由见解析;②AF=5;(2) 秒.
【解析】
(1)①先证明四边形ABCD为平行四边形,再根据对角线互相垂直平分的平行四边形是菱形作出判定;
②根据勾股定理即可求AF的长;
(2)分情况讨论可知,P点在BF上;Q点在ED上时;才能构成平行四边形,根据平行四边形的性质列出方程求解即可.
(1)①∵四边形ABCD是矩形,
∴AD∥BC,
∴∠CAD=∠ACB,∠AEF=∠CFE.
∵EF垂直平分AC,
∴OA=OC.
在△AOE和△COF中,
∴△AOE≌△COF(AAS),
∴OE=OF(AAS).
∵EF⊥AC,
∴四边形AFCE为菱形.
②设菱形的边长AF=CF=xcm,则BF=(8﹣x)cm,
在Rt△ABF中,AB=4cm,由勾股定理,得
16+(8﹣x)2=x2,
解得:x=5,
∴AF=5.
(2)由作图可以知道,P点AF上时,Q点CD上,此时A,C,P,Q四点不可能构成平行四边形;
同理P点AB上时,Q点DE或CE上,也不能构成平行四边形.
∴只有当P点在BF上,Q点在ED上时,才能构成平行四边形,
∴以A,C,P,Q四点为顶点的四边形是平行四边形时,
∴PC=QA,
∵点P的速度为每秒5cm,点Q的速度为每秒4cm,运动时间为t秒,
∴PC=5t,QA=12﹣4t,
∴5t=12﹣4t,
解得:t=.
∴以A,C,P,Q四点为顶点的四边形是平行四边形时,t=秒.