题目内容
(1)求BD的长;
(2)已知动点P、Q运动的速度分别为8cm/s、10cm/s.经过12秒后,P、Q分别到达M、N两点,试判断△AMN的形状,并说明理由,同时求出△AMN的面积;
(3)设问题(2)中的动点P、Q分别从M、N同时沿原路返回,动点P的速度不变,动点Q的速度改变为a cm/s,经过3秒后,P、Q分别到达E、F两点,若△BEF为直角三角形,试求a的值.
考点:四边形综合题
专题:综合题
分析:(1)根据菱形的性质得AB=BC=CD=AD=48,加上∠A=60°,于是可判断△ABD是等边三角形,所以BD=AB=48;
(2)如图1,根据速度公式得到12秒后点P走过的路程为96cm,则点P到达点D,即点M与D点重合,12秒后点Q走过的路程为120cm,而BC+CD=96,易得点Q到达AB的中点,即点N为AB的中点,根据等边三角形的性质得MN⊥AB,即△AMN为直角三角形,然后根据等边三角形面积可计算出S△AMN=288
cm2;
(3)由△ABD为等边三角形得∠ABD=60°,根据速度公式得经过3秒后点P运动的路程为24cm、点Q运动的路程为3acm,所以BE=DE=24cm,
然后分类讨论:当点Q运动到F点,且点F在NB上,如图1,则NF=3a,BF=BN-NF=24-3a,由于△BEF为直角三角形,而∠FBE=60°,只能得到∠EFB=90°,所以∠FEB=30°,根据含30度的直角三角形三边的关系得24-3a=
×24,解得a=4;当点Q运动到F点,且点F在BC上,如图2,则NF=3a,BF=BN-NF=3a-24,由于△BEF为直角三角形,而∠FBE=60°,若∠EFB=90°,则∠FEB=30°,根据含30度的直角三角形三边的关系得3a-24=
×24,解得a=12;若∠EFB=90°,易得此时点F在点C处,则3a=24+48,解得a=24.
(2)如图1,根据速度公式得到12秒后点P走过的路程为96cm,则点P到达点D,即点M与D点重合,12秒后点Q走过的路程为120cm,而BC+CD=96,易得点Q到达AB的中点,即点N为AB的中点,根据等边三角形的性质得MN⊥AB,即△AMN为直角三角形,然后根据等边三角形面积可计算出S△AMN=288
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(3)由△ABD为等边三角形得∠ABD=60°,根据速度公式得经过3秒后点P运动的路程为24cm、点Q运动的路程为3acm,所以BE=DE=24cm,
然后分类讨论:当点Q运动到F点,且点F在NB上,如图1,则NF=3a,BF=BN-NF=24-3a,由于△BEF为直角三角形,而∠FBE=60°,只能得到∠EFB=90°,所以∠FEB=30°,根据含30度的直角三角形三边的关系得24-3a=
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| 1 |
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解答:解:(1)∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC=CD=AD=48,
∵∠A=60°,
∴△ABD是等边三角形,
∴BD=AB=48,
即BD的长是48cm;
(2)如图1,12秒后点P走过的路程为8×12=96,则12秒后点P到达点D,即点M与D点重合,
12秒后点Q走过的路程为10×12=120,而BC+CD=96,所以点Q到B点的距离为120-96=24,则点Q到达AB的中点,即点N为AB的中点,
∵△ABD是等边三角形,而MN为中线,
∴MN⊥AB,
∴△AMN为直角三角形,
∴S△AMN=
S△ABD=
×
×482=288
(cm2);
(3)∵△ABD为等边三角形,
∴∠ABD=60°,
经过3秒后,点P运动的路程为24cm、点Q运动的路程为3acm,
∵点P从点M开始运动,即DE=24cm,
∴点E为DB的中点,即BE=DE=24cm,
当点Q运动到F点,且点F在NB上,如图1,则NF=3a,
∴BF=BN-NF=24-3a,
∵△BEF为直角三角形,
而∠FBE=60°,
∴∠EFB=90°(∠FEB不能为90°,否则点F在点A的位置),
∴∠FEB=30°,
∴BF=
BE,
∴24-3a=
×24,
∴a=4;
当点Q运动到F点,且点F在BC上,如图2,则NF=3a,
∴BF=BN-NF=3a-24,
∵△BEF为直角三角形,
而∠FBE=60°,
若∠EFB=90°,则∠FEB=30°,
∴BF=
BE,
∴3a-24=
×24,
∴a=12;
若∠EFB=90°,即FB⊥BD,
而DE=BE,
∴点F在BD的垂直平分线上,
∴此时点F在点C处,
∴3a=24+48,
∴a=24,
综上所述,若△BEF为直角三角形,a的值为4或12或24.
∴AB=BC=CD=AD=48,
∵∠A=60°,
∴△ABD是等边三角形,
∴BD=AB=48,
即BD的长是48cm;
(2)如图1,12秒后点P走过的路程为8×12=96,则12秒后点P到达点D,即点M与D点重合,
12秒后点Q走过的路程为10×12=120,而BC+CD=96,所以点Q到B点的距离为120-96=24,则点Q到达AB的中点,即点N为AB的中点,
∵△ABD是等边三角形,而MN为中线,
∴MN⊥AB,
∴△AMN为直角三角形,
∴S△AMN=
| 1 |
| 2 |
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| 2 |
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(3)∵△ABD为等边三角形,
∴∠ABD=60°,
经过3秒后,点P运动的路程为24cm、点Q运动的路程为3acm,
∵点P从点M开始运动,即DE=24cm,
∴点E为DB的中点,即BE=DE=24cm,
当点Q运动到F点,且点F在NB上,如图1,则NF=3a,
∴BF=BN-NF=24-3a,
∵△BEF为直角三角形,
而∠FBE=60°,
∴∠EFB=90°(∠FEB不能为90°,否则点F在点A的位置),
∴∠FEB=30°,
∴BF=
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| 2 |
∴24-3a=
| 1 |
| 2 |
∴a=4;
当点Q运动到F点,且点F在BC上,如图2,则NF=3a,
∴BF=BN-NF=3a-24,
∵△BEF为直角三角形,
而∠FBE=60°,
若∠EFB=90°,则∠FEB=30°,
∴BF=
| 1 |
| 2 |
∴3a-24=
| 1 |
| 2 |
∴a=12;
若∠EFB=90°,即FB⊥BD,
而DE=BE,
∴点F在BD的垂直平分线上,
∴此时点F在点C处,
∴3a=24+48,
∴a=24,
综上所述,若△BEF为直角三角形,a的值为4或12或24.
点评:本题考查了圆的综合题:熟练掌握等边三角形的判定与性质、菱形的性质;会运用含30度的直角三角形三边的关系计算几何计算;能运用分类讨论的思想解决数学问题.
练习册系列答案
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| A、30° | B、45° |
| C、60° | D、120° |