题目内容

10.在四边形ABCD中,AC∥BD,AB=13cm,AC=14cm,CD=15cm,BD=28cm.在直线BD上,动点P从B点出发向右运动,同时,另一个动点Q从D点出发向左运动.
(1)已知:动点P、Q的速度分别是1cm/s和2cm/s.求:运动多长时间后,以A、C、P、Q四点为顶点的四边形是平行四边形?(写出求解过程)
(2)若以A、C、P、Q四点为顶点的四边形是矩形,求:P、Q两点运动速度之比.(不写求解过程)VP:VQ=5:9或19:23.
(3)若以A、C、P、Q四点为顶点的四边形是菱形,求:P、Q两点运动速度之比.(不写求解过程,结果可以不化简)VP:VQ=(5+2$\sqrt{13}$):(9-2$\sqrt{13}$)或VP:VQ=(19+2$\sqrt{13}$):(23-2$\sqrt{13}$),.

分析 (1)如图1中,当AC=PQ时,以A、C、P、Q四点为顶点的四边形是平行四边形,列出方程即可解决问题.
(2)如图2中,作AE∥CD交BD于E,作AH⊥BD于D,CF⊥BD于F,分两种情形讨论即可.
(3)如图3中,作AE∥CD交BD于E,作AH⊥BD于D,CF⊥BD于F当AP=AC=PQ时,四边形APQC是菱形,由(2)可知,AE=CD=15,AD=12,BD=5,分两种情形列出方程解决.

解答 解:(1)如图1中,当AC=PQ时,以A、C、P、Q四点为顶点的四边形是平行四边形

由题意:28-t-2t=14或2t+t-28=14,
∴t=$\frac{14}{3}$或14,
∴运动$\frac{14}{3}$ 或14秒时间后,以A、C、P、Q四点为顶点的四边形是平行四边形.

(2)如图2中,作AE∥CD交BD于E,作AH⊥BD于D,CF⊥BD于F.

∵AC∥ED,AE∥CD,
∴四边形AEDC是平行四边形,
∴AE=CD=15,设BD为x,则AB2-BH2=AE2-HE2,
∴132-x2=152-(14-x)2,
解得x=5,
∴AH=12,BH=5,HE=9,
在RT△CFD中,DF=$\sqrt{C{D}^{2}-C{F}^{2}}$=9,
①当点P运动到点D、点Q运动到点F时,以A、C、P、Q四点为顶点的四边形是矩形,
∴VP:VQ=BH:DF=5:9,
②当点P运动到点F、点Q运动到点D时,以A、C、P、Q四点为顶点的四边形是矩形,
∴VP:VQ=BF:DH=19:23.
故答案分别为5:9或19:23.

(3)如图3中,作AE∥CD交BD于E,作AH⊥BD于D,CF⊥BD于F.



当AP=AC=PQ时,四边形APQC是菱形,由(2)可知,AE=CD=15,AD=12,BD=5,
∵AC=AP=14,
∴DP=$\sqrt{1{4}^{2}-1{2}^{2}}$=2$\sqrt{13}$,
∴BP=5+2$\sqrt{13}$,DQ=14-5-2$\sqrt{2}$=9-2$\sqrt{3}$,
∴VP:VQ=BP:DQ=(5+2$\sqrt{13}$):(9-2$\sqrt{13}$)或VP:VQ=(19+2$\sqrt{13}$):(23-2$\sqrt{13}$),
故答案为=(5+2$\sqrt{13}$):(9-2$\sqrt{13}$)或VP:VQ=(19+2$\sqrt{13}$):(23-2$\sqrt{13}$),

点评 本题考查四边形综合题、平行四边形的性质、勾股定理等知识,了、题的关键是添加辅助线构造相似三角形解决问题,所以中考常考题型.

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