题目内容

【题目】如图,在中,,于点,且,点分别从点向向匀速运动,速度均为;且运动过程中始终保持,直线交于点、交于点、交于点. 连接,设运动时间为.

(1)当_____时,四边形是平行四边形.

(2)连接,,设的面积为,求与之间的函数关系式;

(3)是否存在某一时刻,使?若存在,求出的值;若不存在,说明理由;

(4)连接,是否存在某一时刻,使点在线段的垂直平分线上?若存在,请直接写出此时的值;若不存在,说明理由.

【答案】(1)2. 5;(2);(3);(4)存在,

【解析】

(1)假设PQCM为平行四边形,根据平行四边形的性质得到对边平行,进而得到AP=AM,列出关于t的方程,求出方程的解得到满足题意t的值;

(2)根据PQ∥AC可得△PBQ∽△ABC,根据相似三角形的形状必然相同可知△BPQ也为等腰三角形,即BP=PQ=t,再由证得的相似三角形得底比底等于高比高,用含t的代数式就可以表示出BF,进而得到三角形的高,又点M的运动速度和时间可知点M走过的路程AM=t,所以三角形的底CM=5-t.最后根据三角形的面积公式即可得到y与t的关系式;

(3)根据三角形的面积公式,先求出三角形ABC的面积,又根据第二问求出的y与t的解析式中列比例式求出t的值即可;

(4)假设存在,则根据垂直平分线上的点到线段两端点的距离相等即可得到MP=MC,过点M作MH垂直AB,由一对公共角的相等和一对直角的相等即可得到△AHM∽△ADB,由相似得到对应边成比例进而用含t的代数式表示出AH和HM的长,再由AP的长减AH的长表示出PH的长,从而在直角三角形PHM中根据勾股定理表示出MP的平方,再由AC的长减AM的长表示出MC的平方,根据两者的相等列出关于t的方程进而求出t的值.

(1)假设四边形PQCM是平行四边形,则PM∥QC,
∴AP:AB=AM:AC,

∵AB=AC,

∴AP=AM,即5-t=t,

解得:t=2.5,

∴当t=2.5时,四边形PQCM是平行四边形;

(2)∵PQ∥AC,AB=AC

∴△PBQ∽△ABC,

∴△PBQ为等腰三角形,PQ=PB=t,
∴,即,解得:BF=,

∴FD=BD-BF=4-,

又∵MC=AC-AM=5-t,

∴y=MCFD=(5-t)(4-)

即;

(3)存在;

∵S△ABC=ACBD=×5×4=10,

,

根据题意可得:

解得:t=2,或t=8,

∵8>5,所以t=8不合题意,舍去

∴t=2;

(4)假设存在某一时刻t,使得M在线段PC的垂直平分线上,则MP=MC,

过M作MH⊥AB,交AB与H,如图所示:


∵∠A=∠A,∠AHM=∠ADB=90°,

∴△AHM∽△ADB,

∴,

又∵AD=

∴ ,

∴HM=,AH=,
∴HP=5-t-=5-,
在Rt△HMP中,MP2=()2+(5-)2=t2-16t+25,

又∵MC2=(5-t)2=25-10t+t2,

∵MP2=MC2,
∴t2-16t+25=25-10t+t2

得t1= ,t2=0(舍去),
∴t=s时,点M在线段PC的垂直平分线上.

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