题目内容

【题目】在矩形ABCD中,AB=5cm,BC=10cm,点P从点A出发,沿AB边向点B以每秒1cm的速度移动,同时点Q从点B出发沿BC边向点C以每秒2cm的速度移动,P、Q两点在分别到达B、C两点时就停止移动,设两点移动的时间为t秒,解答下列问题:

(1)如图1,当t为几秒时,△PBQ的面积等于4cm2?

(2)如图2,以Q为圆心,PQ为半径作⊙Q.在运动过程中,是否存在这样的t值,使⊙Q正好与四边形DPQC的一边(或边所在的直线)相切?若存在,求出t值;若不存在,请说明理由.

【答案】(1)t=1秒或4秒;(2)t=0秒或(﹣15+)秒.

【解析】

(1)由题意可知PA=t,BQ=2t,从而得到PB=5﹣t,BQ=2t,然后根据△PQB的面积=4cm2列方程求解即可;

(2)当t=0时,点P与点A重合时,点B与点Q重合,此时圆Q与PD相切;当⊙Q正好与四边形DPQC的DC边相切时,由圆的性质可知QC=QP,然后依据勾股定理列方程求解即可;

解:(1)∵当运动时间为t秒时,PA=t,BQ=2t,

∴PB=5﹣t,BQ=2t.

∵△PBQ的面积等于4cm2,

∴PBBQ=(5﹣t)2t.

∴(5﹣t)2t=4.

解得:t1=1,t2=4.

答:当t为1秒或4秒时,△PBQ的面积等于4cm2;

(2)由题意可知圆Q与PQ、CQ不相切.下面分两种情况讨论:

(Ⅰ)如图1所示:当t=0时,点P与点A重合时,点B与点Q重合.

∵∠DAB=90°,

∴∠DPQ=90°.

∴DP⊥PQ.

∴DP为圆Q的切线.

(Ⅱ)当⊙Q正好与四边形DPQC的DC边相切时,如图2所示.

由题意可知:PB=5﹣t,BQ=2t,PQ=CQ=10﹣2t.

在Rt△PQB中,由勾股定理可知:PQ2=PB2+QB2,即(5﹣t)2+(2t)2=(10﹣2t)2.

解得:t1=﹣15+,t2=﹣15﹣(舍去).

综上所述可知当t=0秒或t=(﹣15+)秒时,⊙Q与四边形DPQC的一边相切.

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