Question

15．如图1，点P、Q分别是边长为6cm的等边△ABC边AB、BC上的动点，点P从顶点A，点Q从顶点B同时出发，且它们的速度是1cm/s．

（1）连接AQ、CP交于点M，求证：∠CMQ=60°；
（2）当运动时间为多少时，△PBQ是直角三角形？
（3）如图2，若点P、Q运动到终点B、C后继续在AB、BC的延长线上运动，直线AQ、CP交点为M，求∠CMQ的度数．

Answer 1

分析 （1）先证明△ABQ≌△CAP，从而得到∠BAQ=∠ACP，然后利用三角形的外角的性质求解即可；
（2）设时间为t，则AP=BQ=t，PB=6-t，①当∠PQB=90°时，②当∠BPQ=90°时，列方程得到结果；
（3）先证明△ACQ≌△CBP，从而得到∠CAQ=∠BCP然后依据∠CAM+∠ACM=∠BCP+∠ACM求解即可．

解答 （1）证明：∵等边三角形中，AB=AC，∠B=∠CAP=60°
又由条件得AP=BQ，
∴△ABQ≌△CAP（SAS），
∴∠BAQ=∠ACP，
∴∠CMQ=∠ACP+∠CAM=∠BAQ+∠CAM=∠BAC=60°；
（2）解：设时间为t，则AP=BQ=t，PB=6-t，
①当∠PQB=90°时，
∵∠B=60°，
∴PB=2BQ，得6-t=2t，t=2；
②当∠BPQ=90°时，
∵∠B=60°，
∴BQ=2BP，得t=2（6-t），t=4；
∴当第2秒或第4秒时，△PBQ为直角三角形；
（3）解：∵在等边三角形中，AB=AC，∠B=∠CAP=60°，
∴∠PBC=∠ACQ=120°，
又由条件得BP=CQ，AC=BC
∴△PBC≌△QCA（SAS），
∴∠BPC=∠MQC，
又∵∠PCB=∠MCQ，
∴∠CMQ=∠PBC=180°-60°=120°．

点评 本题考查等边三角形的性质、全等三角形的判定与性质，掌握等边三角形的性质、全等三角形的判定与性质是解题的关键．