题目内容

如图:直角梯形AOBC在平面直角坐标系中,AO=4,AC=5,OB=8,D在OB上,且OD=2,连CD.现有两个动点P、Q分别从点A和点O同时出发,其中点P以1/s的速度,沿AO向终点O移动;点Q以2/s的速度沿OB向终点B移动.过点P作PE∥AC交CD于点E.设动点运动时间为t秒.
(1)求CD的长,并用t的代数式表示DE;
(2)当t为何值时,①以P、E、Q、D为顶点的四边形是平行四边形;②以P、E、Q、B为顶点的四边形是平行四边形(注:只需从①,②中任选一种进行计算);并求出你所选平行四边形的面积;
(3)当t为何值时,△EDQ为直角三角形.
考点:四边形综合题
专题:压轴题
分析:(1)作CF⊥OB于F,EG⊥OB于G,由勾股定理就可以求出CD的值,就可以求出sin∠CDF的值,由三角函数值就可以表示出DE;
(2)①当四边形PEQD是平行四边形时,有其现在就可以得出PE=DQ,根据其性质建立方程求出其解即可;②当四边形ACBQ为平行四边形时,由PE=BQ建立方程求出其解即可;
(3)分情况讨论,当∠EQD=90°时,如图2由勾股定理建立(4-t)2+(2t-2)2=(5-
5
4
t)2就可以求出结论,
当∠DEQ=90°时,如图3,先求出EQ=
8t-8
5
,再由勾股定理,得方程(2t-2)2=(5-
5
4
t)2+(
8t-8
5
)2.求出其解即可.
解答:解:(1)作CF⊥OB于F,EG⊥OB于G,
∴∠EGD=∠CFD=90°.
∵AC∥OB,∠AOB=90°,
∴∠CAO=90°,
∴∠CAO=∠AOB=∠CFO=90°,
∴四边形AOFC是矩形,
∴AO=CF.AC=OF.
∵AC=5,OA=4
∴OF=5,CF=4
∵OD=2,
∴DF=3.
在Rt△DFC中,有勾股定理,得
CD=5.
∴sin∠CDB=
4
5
.tan∠CDF=
4
3

∴sin∠EDG=
4
5

∵EG⊥OB,AO⊥OB,
∴AO∥EG.∠EGO=90°.
∵PE∥OB,
∴四边形POGE是矩形,
∴OP=EG.
∵OA=4,AP=t,
∴OP=4-t.
∴EG=4-t
∴
EG
ED
=
4
5
,
∴
4-t
ED
=
4
5
,
∴DE=5-
5
4
t.
答:CD=5,DE=5-
5
4
t
;
(2)①∵四边形PEQD是平行四边形,
∴PE=DQ.
∵EG=4-t,tan∠CDF=
4
3
,
∴
EG
DG
=
4
3
,
∴
4-t
DG
=
4
3
,
∴DG=3-
3
4
t,
∴PE=2+3-
3
4
t=5-
3
4
t.
∵OQ=2t,
∴DQ=2t-2,
∴2t-2=5-
3
4
t.
∴t=
28
11
.
∴DQ=2×
28
11
-2=
34
11
,EG=4-
28
11
=
16
11
,
∴S=
34
11
×
16
11
=
544
121
;
②∵四边形PEQB是平行四边形,
∴PE=QB.
∵QB=OB-OQ=8-2t
∴8-2t=5-
3
4
t,
∴t=
12
5
,
∴EG=4-
12
5
=
8
5
.QB=8-2×
12
5
=
16
5
,
∴S=
8
5
×
16
5
=
128
25
;
(3)①当∠EQD=90°时,如图2
由勾股定理,得
(4-t)2+(2t-2)2=(5-
5
4
t)2,
解得:t1=
20
11
,t2=-
4
5
(舍去);
②当∠DEQ=90°时,如图3,
∴DF=OF-OD=5-
3
4
t-2=3-
3
4
t.
∵sin∠EDQ=
EQ
DQ
=
4
5
,
∴EQ=
8t-8
5

由勾股定理,得
(2t-2)2=(5-
5
4
t)2+(
8t-8
5
)2.
49t2-3848t+9424=0,
解得:t1=
124
49
,t2=76(舍去).
③∠EDQ不可能是直角,所以不存在.
t=
124
49
或=
20
11
时,△EDQ为直角三角形.
点评:本题考查了梯形的性质的运用,锐角三角函数值的运用,直角三角形的性质的运用,平行四边形的性质的运用,勾股定理的运用,平行四边形的面积的运用,解答时灵活运用锐角时间函数值求解是关键.
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