题目内容

17.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=3cm,BC=4cm,点D为BC的中点,动点P从点A出发,沿A→B→A的方向以1cm/s的速度运动,当回到点A时停止运动,连接PD.设点P的运功时间为t(s).△BOP的面积为S(cm2)(这里规定:线段是面积为O的几何图形).
(1)求点D到AB的距离;
(2)求S与t之间的函数关系式;
(3)当PD∥AC时,求t的值;
(4)连结CP,若CP平分∠ACB,直接写出t的值.

分析 (1)根据勾股定理和相似三角形的判定和性质进行解答即可;
(2)分①当0≤t≤5时,②当5<t≤10时,两种情况进行解答即可;
(3)根据PD∥AC时,利用相似三角形的判定和性质解答即可;
(4)过点P作PF⊥BC,利用相似三角形的判定和性质进行解答.

解答 解:(1)如图1,过点D作DE⊥AB,垂足为点E,

∴∠BED=∠BCA=90°,
∴AB=$\sqrt{A{C}^{2}+B{C}^{2}}=5$,
∵∠B=∠B,
∴△BDE∽△BAC,
∴$\frac{DE}{AC}=\frac{BD}{AB}$,
∵点D为BC的中点,
∴BD=$\frac{1}{2}$BC=2,
∴$\frac{DE}{3}=\frac{2}{5},DE=\frac{6}{5}$,
∴点D到AB的距离为$\frac{6}{5}$;
(2)①当0≤t≤5时,BP=5-t,
${S}_{△BDP}=\frac{1}{2}BP•DE$,
∴$S=\frac{1}{2}×\frac{6}{5}(5-t)=-\frac{3}{5}t+3$;
②当5<t≤10时,BP=t-5,
${S}_{△BDP}=\frac{1}{2}BP•DE$,
$S=\frac{1}{2}×\frac{6}{5}(t-5)=\frac{3}{5}t-3$;
(3)如图2,当PD∥AC时,

∴△BDP∽△BCA,
∴$\frac{PB}{AB}=\frac{BD}{BC}=\frac{1}{2}$,
∴$\frac{5-t}{5}=\frac{1}{2}或\frac{t-5}{5}=\frac{1}{2}$,
解得:t=2.5或t=7.5;
(4)t=$\frac{15}{7}$或t=$\frac{55}{7}$,
如图3,过点P作PF⊥BC,垂足为点F,

∴∠PFB=∠ACB=90°,
∴PF∥AC,
∴△BFP∽△BCA,
∴$\frac{PF}{AC}=\frac{BF}{BC}=\frac{BP}{BA}$,
∴$\frac{PF}{3}=\frac{BF}{4}=\frac{5-t}{5}或PF=\frac{3}{5}(t-5),BF=\frac{4}{5}(t-5)$,
∵CP平分∠ACB,
∴∠PCF=∠FPC=45°,
∴CF=PF=$\frac{3}{5}(5-t)或CF=PF=\frac{3}{5}(t-5)$,
∴$\frac{3}{5}(5-t)+\frac{4}{5}(5-t)=4或\frac{3}{5}(t-5)+\frac{4}{5}(t-5)=4$,
∴$t=\frac{15}{7}或t=\frac{55}{7}$.

点评 本题考查了相似三角形的性质和判定,勾股定理,能求出符合情况的所有情况是解此题的关键,用了分类讨论思想.

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