题目内容
19.(1)求证:△APR,△BPQ,△CQR的面积相等;
(2)求△PQR面积的最小值;
(3)用t(秒)(0≤t≤2)表示运动时间,是否存在t,使∠PQR=90°?若存在,请直接写出t的值;若不存在,请说明理由.
分析 (1)先利用锐角三角函数表示出QE=4t,QD=3(2-t),再由运动得出AP=3t,CR=4t,BP=3(2-t),AR=4(2-t),最后用三角形的面积公式即可得出结论;
(2)借助(1)得出的结论,利用面积差得出S△PQR=18(t-1)2+6,即可得出结论;
(3)先判断出∠DQR=∠EQP,用此两角的正切值建立方程求解即可.
解答 解:(1)如图,
在Rt△ABC中,AB=6,AC=8,根据勾股定理得,BC=10,sin∠B=$\frac{AC}{AB}$=$\frac{8}{10}$=$\frac{4}{5}$,sin∠C=$\frac{3}{4}$,
过点Q作QE⊥AB于E,
在Rt△BQE中,BQ=5t,
∴sin∠B=$\frac{QE}{BQ}$=$\frac{4}{5}$,
∴QE=4t,
过点Q作QD⊥AC于D,
在Rt△CDQ中,CQ=BC-BQ=10-5t,
∴QD=CQ•sin∠C=$\frac{3}{5}$(10-5t)=3(2-t),
由运动知,AP=3t,CR=4t,
∴BP=AB-AP=6-3t=3(2-t),AR=AC-CR=8-4t=4(2-t),
∴S△APR=$\frac{1}{2}$AP•AR=$\frac{1}{2}$×3t×4(2-t)=6t(2-t),
S△BPQ=$\frac{1}{2}$BP•QE=$\frac{1}{2}$×3(2-t)×4t=6t(2-t),
S△CQR=$\frac{1}{2}$CR•QD=$\frac{1}{2}$×4t×3(2-t)=6t(2-t),
∴S△APR=S△BPQ=S△CQR,
∴△APR,△BPQ,△CQR的面积相等;
(2)由(1)知,S△APR=S△BPQ=S△CQR=6t(2-t),
∵AB=6,AC=8,
∴S△PQR=S△ABC-(S△APR+S△BPQ+S△CQR)
=$\frac{1}{2}$×6×8-3×6t(2-t)=24-18(2t-t2)=18(t-1)2+6,
∵0≤t≤2,
∴当t=1时,S△PQR最小=6;![]()
(3)存在,由点P,Q,R的运动速度知,运动1秒时,点P,Q,R分别在AB,BC,AC的中点,此时,四边形APQR是矩形,即:t=1秒时,∠PQR=90°,
由(1)知,QE=4t,QD=3(2-t),AP=3t,CR=4t,AR=4(2-t),
∴BP=AB-AP=6-3t=3(2-t),AR=AC-CR=8-4t=4(2-t),
过点Q作QD⊥AC于D,作QE⊥AB于E,∵∠A=90°,
∴四边形APQD是矩形,
∴AE=DQ=3(2-t),AD=QE=4t,
∴DR=|AD-AR|=|4t-4(2-t)|=4|2t-2|,PE=|AP-AE|=|3t-3(2-t)|=3|2t-2|
∵∠DQE=90°,∠PQR=90°,
∴∠DQR=∠EQP,
∴tan∠DQR=tan∠EQP,
在Rt△DQR中,tan∠DQR=$\frac{DR}{DQ}$=$\frac{4|2t-2|}{3(2-t)}$,
在Rt△EQP中,tan∠EQP=$\frac{PE}{QE}$=$\frac{3|2t-2|}{4t}$,
∴$\frac{4|2t-2|}{3(2-t)}=\frac{3|2t-2|}{4t}$,
∴16t=9(2-t),
∴t=$\frac{18}{25}$.
即:t=1或$\frac{18}{25}$秒时,∠PQR=90°.
点评 此题是三角形综合题,主要考查了勾股定理,锐角三角函数,矩形的判定和性质,三角形的面积公式,解(1)的关键是求出QD,QE,解(2)的关键是建立函数关系式,解(3)的关键是用tan∠DQR=tan∠EQP建立方程,是一道中等难度的题目.
| A. | 1 | B. | 2 | C. | 2014 | D. | 2015 |
| A. | b2=c2-a2 | B. | a:b:c=3:4:5 | C. | ∠C=∠A-∠B | D. | ∠A:∠B:∠C=3:4:5 |