题目内容

已知:如图,在△ABC中,∠A=90°,AB=6,AC=8,点P从点A开始沿AC边向点C匀速移动,点Q从点精英家教网A开始沿AB边向点B,再沿BC边向点C匀速移动.若P、Q两点同时从点A出发,则可同时到达点C.
(1)如果P、Q两点同时从点A出发,以原速度按各自的移动路线移动到某一时刻同时停止移动,当点Q移动到BC边上(Q不与C重合)时,求作以tan∠QCA、tan∠QPA为根的一元二次方程;
(2)如果P、Q两点同时从点A出发,以原速度按各自的移动路线移动到某一时刻同时停止移动,当S△PBQ=
125
时,求PA的长.
分析:(1)首先由勾股定理求出BC的长度,然后根据已知条件若P、Q两点同时从点A出发,则可同时到达点C,得出在相等的时间之内,Q点运动的路程是P点运动路程的2倍.如果作QH⊥AC,垂足为H,设P点移动的路程为x,Q点移动的路程为2x.那么根据正切函数的定义可分别求出tan∠QCA、tan∠QPA的值,再由一元二次方程根与系数的关系,求出以tan∠QCA、tan∠QPA为根的一元二次方程.
(2)如果P、Q两点同时从点A出发,当S△PBQ=
12
5
时,点Q的位置可能有两种情况:①点Q在AB上;②点Q在BC上.针对每一种情况,均可根据三角形的面积公式列出关于x的方程(设PA=x),求出的符合题意的解即为所求.
解答:解:在Rt△ABC中,AB=6,AC=8,
∴BC=10.
∵P、Q两点从点A同时出发,可同时到达点C,
∴
Sp
Sq
=
8
6+10
=
1
2
(1分)
(1)设P点移动的路程为x,Q点移动的路程为2x.
∴CP=8-x,BQ=2x-6,CQ=16-2x.(1分)
作QH⊥AC,垂足为H(如右下图).
∵∠A=90°,∴QH∥AB,
∴
QH
AB
=
CQ
CB
=
CH
AC

∴QH=
6
5
(8-x)
,CH=
8
5
(8-x)

∴PH=CH-CP=
3
5
(8-x),
∴tan∠QPA=
QH
PH
=2.(1分)
∵tan∠QCA=
3
4
,
∴tan∠QPA+tan∠QCA=
11
4
,
tan∠QPA•tan∠QCA=
3
2
,
∴以tan∠QCA、tan∠QPA为根的一元二次方程为
y2-
11
4
y+
3
2
=0
即4y2-11y+6=0.(1分)

精英家教网(2)当S△PBQ=
12
5
时,设PA=x,点Q的位置有两种情况:
①当点Q在AB上时(如图),
则AQ=2x,BQ=6-2x.
S△PBQ=
1
2
PA•BQ

=
1
2
x(6-2x)

=
12
5
,
∴x2-3x+
12
5
=0
,
∵△=9-
48
5
<0
,
∴此方程无实根,故点Q不能在AB上;(2分)
精英家教网②当点Q在BC边上时(如图),
则QB=2x-6.
作PG⊥BC,垂足为G,
∴△PCG∽△BCA,
∴
PG
BA
=
PC
BC
,
∴PG=
3
5
(8-x)
,
∴S△PBQ=
1
2
QB•PG

=
1
2
•(2x-6)•
3
5
(8-x)

=
12
5
.
∴x2-11x+28=0,
解得:x1=4,x2=7.
∴S△PBQ=
12
5
时,PA=4或7.(2分)
点评:本题主要考查了相似三角形的性质及判定,勾股定理、正切函数的定义、一元二次方程根与系数的关系等知识,综合性较强,难度较大.注意在求第二问时,虽然点Q不能在AB上,但是在讨论时,不能遗漏这种情况.
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