题目内容
【题目】已知:如图,在菱形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,且AC=12cm,BD=16cm.点P从点A出发,沿AB方向匀速运动,速度为1cm/s;过点P作直线PF∥AD,PF交CD于点F,过点F作EF⊥BD,且与AD、BD分别交于点E、Q;连接PE,设点P的运动时间为t(s)(0<t<10).
解答下列问题:
(1)填空:AB= cm;
(2)当t为何值时,PE∥BD;
(3)设四边形APFE的面积为y(cm2)
①求y与t之间的函数关系式;
②若用S表示图形的面积,则是否存在某一时刻t,使得S四边形APFE=S菱形ABCD?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)10;(2)当t=5时,PE∥BD;(3)①,②存在t=4s,使得S四边形APFE=S菱形ABCD.
【解析】
试题分析:(1)由四边形ABCD是菱形,OA=AC,OB=BD.在Rt△AOB中,运用勾股定理求出AB=10.
(2)由△APE∽△ABD,得出,求出t的值即可;
(3)①过点C作CG⊥AB于点G,由S菱形ABCD=ABCG=ACBD,求出CG.据S平行四边形APFD=(AP+DF)CG.S△EFD=EFQD.得出y与t之间的函数关系式;
②由S菱形ABCD=ABCG,求出CG,由S四边形APFE=S菱形ABCD,求出t即可.
解:(1)∵在菱形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,且AC=12cm,BD=16cm,
∴BO=DO=8cm,AO=CO=6cm,
∴AB==10(cm),
故答案为:10;
(2)∵在菱形ABCD中,∴AB∥CD,∠ADB=∠CDB,
又∵PF∥AD,
∴四边形APFD为平行四边形,
∴DF=AP=t,
又∵EF⊥BD于Q,且∠ADB=∠CDB,
∴∠DEF=∠DFE,
∴DE=DF=t,
∴AE=10﹣t,
当PE∥BD时,△APE∽△ABD,
∴,
∴,
∴t=5,
∴当t=5时,PE∥BD;
(3)①∵∠FDQ=∠CDO,∠FQD=∠COD=90°,
∴△DFQ∽△DCO.
∴,
即,
∴.
∴,
同理,,
如图,过点C作CG⊥AB于点G,
∵S菱形ABCD=ABCG=ACBD,
即10CG=×12×16,
∴CG=.
∴S平行四边形APFD=DFCG=,
∴S△EFD=EFQD=
∴,
②当S四边形APFE=S菱形ABCD
则,
即t2﹣20t+64=0,
解这个方程,得t1=4,t2=16>10(不合,舍去)
∴存在t=4s,使得S四边形APFE=S菱形ABCD.