题目内容

如图,菱形ABCD的边长为24厘米,∠A=60°,质点P从点A出发沿线路ABBD作匀速运动,质点Q从点D同时出发沿线路DCCBBA作匀速运动.

(1)求BD的长;

(2)已知质点P、Q运动的速度分别为4厘米/秒、5厘米/秒,经过12秒后,P、Q分别到达M、N两点,若按角的大小进行分类,请你确定△AMN是哪一类三角形,并说明理由;

(3)设题(2)中的质点P、Q分别从M、N同时沿原路返回,质点P的速度不变,质点Q的速度改变为a厘米/秒,经过3秒后,P、Q分别到达E、F两点,若△BEF与题(2)中的△AMN相似,试求a的值.

答案:
解析:

  (1)菱形ABCD中,AB=AD,∠A=,∴△ABD是等边三角形.∴BD=24厘米

  (2)△AMN是直角三角形,确定理由如下:12秒后,点P运动到点M走过的路程为4×12=48(厘米),∵AB+BD=48厘米,

∴点M与点D重合,点Q运动到点N走过的路程为5×12=60(厘米),∵DC+CB+AB=60厘米

  ∴点N是AB的中点,连结MN,∵AM=MB,AN=BN

  ∴MN⊥AB,∴△AMN是直角三角形

  (3)点P从M点返回3秒走过的路程为4×3=12(厘米),∵BD=12厘米

  ∴点E是BD的中点,点Q从N点返回3秒走过的路程为3a厘米,∵△BEF与题(2)中的Rt△AMN相似,又∠EBF=∠A=,①若∠BFE=∠ANM=.

  (Ⅰ)当点F在BN上时,BF=BN-FN=12-3a,(法1)∵△BEF∽△AMN

  ∴,∴,解得a=2;(法2)在Rt△BEF中.∠BEF=,∴BF=BE.∴12-3a=×12,解得a=2

  (Ⅱ)当点F在BC上时,BF=3a-BN=3a-12,(法1)∵△BEF∽△AMN.∴,∴,解得a=6;(法2)在Rt△BEF中,∠BEF=,∴BF=BE,∴3a-12=×12,解得a=6;②若∠BEF=∠ANM=,即点F与点C重合.此时3a=BN=+BC=36,∴3a=36,∴a=12.综上所述,a=2或6或12.


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