题目内容
【题目】如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=8,BC=6,CD⊥AB于点D.点P从点D出发,沿线段DC向点C运动,点Q从点C出发,沿线段CA向点A运动,两点同时出发,速度都为每秒1个单位长度,当点P运动到C时,两点都停止.设运动时间为t秒.
(1)求线段CD的长;
(2)当t为何值时,△CPQ与△ABC相似?
(3)是否存在某一时刻,使得PQ分△ACD的面积为2:3?若存在,求出t的值,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)CD=;(2)t为3秒或秒时,△CPQ与△ABC相似;(3)不存在,见解析.
【解析】
(1)先利用勾股定理求出AB=10,进利用面积法求出CD;
(2)先表示出CP,再判断出∠ACD=∠B,进而分两种情况,利用相似三角形得出比例式建立方程求解,即可得出结论;
(3)先判断出△CEQ∽△CDA,得出,进而表示出QE=t,再分当S△CPQ=S△ACD时,和当S△CPD=S△ACD时,利用面积建立方程求解即可得出结论.
解:(1)在Rt△ABC中,根据勾股定理得,AB===10,
∵S△ABC=ACBC=ABCD,
∴CD===,
(2)由(1)知,CD=,
由运动知,CQ=t,DP=t,
∴CP=CD﹣DP=﹣t,
∵∠ACB=90°,
∴∠ACD+∠BCD=90°,
∵CD⊥AB,
∴∠B+∠BCD=90°,
∴∠ACD=∠B,
∵△CPQ与△ABC相似,
∴①△CPQ∽△BCA,
∴,
∴,
∴t=3
②△CPQ∽△BAC,
∴,
∴
∴t=,
即:t为3秒或秒时,△CPQ与△ABC相似;
(3)假设存在,如图,
在Rt△ACD中,根据勾股定理得,AD===,
过点Q作CE⊥CD于E,
∴QE∥AD,
∴△CEQ∽△CDA,
∴,
∴,
∴QE=t,
∵S△CPQ=CPQE=(﹣t)t,
∴S△ACD=ADCD=××,
∵PQ分△ACD的面积为2:3,
∴①当S△CPQ=S△ACD时,
∴(﹣t)t=×××,
∴25t2﹣120t+384=0而△=1202﹣4×25×384=14400﹣38400<0,
此方程无解,即:此种情况不存在,
②当S△CPD=S△ACD时,(﹣t)t=×××,
∴25t2﹣120t+576=0,而△=1202﹣4×25×576=14400﹣57600<0,
此方程无解,即:此种情况不存在,
即:不存在某时刻,使得PQ分△ACD的面积为2:3.