题目内容
【题目】如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=4cm,BC=5cm,点D在BC上,且CD=3cm.动点P,Q同时从点C出发,均以1cm/s的速度运动,其中点P沿CA向终点A运动;点Q沿CB向终点B运动.过点P作PE∥BC,分别交AD,AB于点E,F,设动点Q运动的时间为t秒.
(1)求DQ的长(用含t的代数式表示);
(2)以点Q,D,F,E为顶点围成的图形面积为S,求S与t之间的函数关系式;
(3)连接PQ,若点M为PQ中点,在整个运动过程中,直接写出点M运动的路径长.
【答案】(1)当0≤t≤3时,DQ=3﹣t;当3<t≤5时,DQ=t﹣3.
(2);
(3)3.
【解析】
(1)由于CD=3cm,运动速度为1m/s,故进行分类讨论,分别为当0≤t≤3时,当3<t≤5时,分别计算出DQ的长度即可.
(2)根据梯形面积公式和三角形面积公式,分类进行讨论,分别当0≤t≤3时和当3<t≤4时,四点围成的是一个梯形,当4<t≤5时,E、F点重合,此时围成的是一个三角形.分别计算,用含t的式子将S表示出来即可.
(3)根据题意,CB>CA,故M点的运动轨迹分为两段,一段为P点运行到A点,Q点运行到与CA的长相等的地方可设为J点,此时M运行的路经长为等腰直角△JCA的底边的垂线CR,第二段,过R点作BC的平行线,与AB交于点T,此时P点已经停止在了A点,Q点继续由J点向B点运动,此时M点的运行轨迹即为RT的长,分别计算出两段的长,相加即可.
解:(1)当0≤t≤3时,DQ=CD-CQ
∵CD=3,CQ=t,
∴DQ =3﹣t;
当3<t≤5时,DQ=CQ-CD
∵CQ =t,CD =3,
∴DQ =t﹣3.
(2)①当0≤t≤3时,如图,
∵PC=t,AC=4,
∴,
,
,
∴.
②当3<t≤4时,如图,
∴.
③当4<t≤5时,如图,
∴.
综上所述
(3)点M运动的路径长为2,
如图,在CB上取一点J,使得CJ=CA,连接AJ,作CR⊥AJ于R,RT∥BC交AB于T.
由题意点M的运动路径是C→R→T,
∵CA=CJ=4,CR⊥AJ,∠ACJ=90°,
∴AJ=4,AR=RJ,
∴CR=AJ=2,
∵RT∥BJ,AR=RJ,
∴AT=TB,
∴RT=BJ=,
∴点M的运动路径的长为2.