题目内容

3.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=6,BC=8,过点B做射线BB1∥AC,动点D从点A出发沿射线AC方向以每秒5个单位的速度运动,同时动点E从点C出发沿射线AC方向以每秒3个单位的速度运动,过点D作DH⊥AB于H,过点E作EF⊥AC交射线BB1于F,连接DF,设运动的时间为t秒(t>0).
(1)当t为2时,AD=AB,此时DE的长度为2;
(2)当△DEF与△ACB全等时,求t的值;
(3)以DH所在直线为对称轴,线段AC经轴对称变换后的图形为A′C′.
①当t>$\frac{6}{5}$时,设△ADA′的面积为S,直接写出S关于t的函数关系式;
③当线段A′C′与射线BB1有公共点时,求t的取值范围.

分析 (1)先求出AB,再由运动表示出AD=5t,利用AD=AB建立方程求出t即可;
(2)先判断出四边形BCEF是矩形,分AD<AE和AD>AE两种情况建立不等式即可得出结论;
(3)①先判断出△ABC∽△ADH得出比例式即可得出结论;
②找出分界点,当点A'落在射线BB1上的点B时,求出t=$\frac{5}{3}$,当点C'落在射线BB1上时,t=$\frac{43}{15}$即可得出结论.

解答 解:(1)在Rt△ABC中,AC=6,BC=8,根据勾股定理得,AB=$\sqrt{A{C}^{2}+B{C}^{2}}$=10,
由运动知,AD=5t,
∵AD=AB,
∴5t=10,
∴t=2,
∴CD=AD-AC=10-6=4,CE=3t=6,
∴DE=CE-CD=2,
故答案为2,2;

(2)∵∠ACB=90°,BB1∥AC,EF⊥AC,
∴四边形BCEF是矩形,EF=BC=8,
当AD<AE时,5t<6+3t,
∴0<t<3,
若DE=AC,△ACB≌△DEF,DE=AE-AD=6+3t-5t=6-2t,
∴6-2t=6,
∴t=0,
∵t>0(不合题意,舍),
当AD>AE时,5t>6+3t,
∴t>3,
若DE=AC,△ACB≌△DEF,DE=AD-AE=5t-6-3t=2t-6,
∴2t-6=6,
∴t=6,
∴当t=6时,△DEF与△ACB全等.

(3)①如图,
∵∠ACB=∠AHD,∠BAC=∠DAH,
∴△ABC∽△ADH,
∴$\frac{AB}{AD}=\frac{AC}{AH}=\frac{BC}{DH}$,
∴$\frac{10}{5t}=\frac{6}{AH}=\frac{8}{DH}$,
∴AH=3t,DH=4t,
∴S△ADA'=2S△ADH=2×$\frac{1}{2}$AH×DH=AH×DH=12t2,

②当点A'落在射线BB1上的点B时,AA'=AB=10,
∵DH⊥AB,
∴AA'=2AH=2×5t×cos∠A=6t=10,
∴t=$\frac{5}{3}$,
当点C'落在射线BB1上时,CC'∥AB,
∵BB1∥AC,
∴四边形ACC'B为平行四边形,
∴CC'=AB=10,
∵CC'=2CD×cos∠A=2×(5t-6)×$\frac{6}{10}$=$\frac{6}{5}$(5t-6),
∴t=$\frac{43}{15}$,
∴$\frac{5}{3}$≤t≤$\frac{43}{15}$,线段A'C'与射线BB1有公共点.

点评 此题是几何变换综合题,主要考查了直角三角形的性质,矩形的判断和性质,全等三角形的判断和性质,相似三角形的判定和性质,解(1)的关键是利用AD=AB建立方程,解(2)的关键是分两种情况讨论计算,解(3)①的关键是判断出△ABC∽△ADH,解(3)②的关键是找出分界点,求出分界点位置的时间t,是一道中考常考题.

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