题目内容

如图,在等腰梯形AB∥⊥CD中,BC∥AD,BC=8,AD=20,AB=DC=10,点P从A点出发沿AD边向点D移动,点Q自A点出发沿A→B→C的路线移动,且PQ∥DC,若AP=x,梯形位于线段PQ右侧部分的面积为S.

  

(1)分别求出当点Q位于AB、BC上时,S与x之间的函数关系式,并写出自变量x的取值范围;

(2)当线段PQ将梯形AB∥⊥CD分成面积相等的两部分时,x的值是多少?

(3)当(2)的条件下,设线段PQ与梯形AB∥⊥CD的中位线EF交于O点,那么OE与OF的长度有什么关系?借助备用图说明理由;并进一步探究:对任何一个梯形,当一直线l经过梯形中位线的中点并满足什么条件时,一定能平分梯形的面积?(只要求说出条件,不需要证明)

答案:
解析:

  (1)如图甲,当点Q位于AB上时,PQ的右侧图形为等腰上△AQP,底边AP=x,过Q、B点分别作QM⊥AD,BN⊥∠AD,垂足分别为M、N,又过B作BG∥DC交AD于G点,则有AG=12,BG=DC=AB=10,在Rt△ABN中,AB=10,AN=6,∴BN=8,∵△AQP为等腰三角形,∴AM=AP-x,又QM⊥AD,QM⊥AD,BN⊥AD,∴QM∥BN,∴,∴QM==x,∴S=AP·QM=x·x=x2,∴当点Q在AB上时,S=x2,自变量x的取值范围是0≤x≤12.当点Q在BC上时,PQ右侧四边形ABQP为梯形,则S=(QB+AP)·BN=[(x-12)+x]×8=8x-48,自变量x的取值范围是12≤x≤20

  (2)梯形ABCD的面积S0=+(BC+AD)·BN=(8+20)×8=112,易知点Q在AB移动时,△AQP的面积最在值为AG·BN=×12×8=48<,故线段PQ等分梯形ABCD的面积时点Q只可能在BC上,∴8x-48==56,∴x=13

基 (3)如图乙,当PQ等分梯形ABCD面积时,可知S四边形QCDP=S四边形ABQP,又EF是梯形的中应线,∴OE·BN=OF·BN,即OE=OF,探究发现:当直线l经过梯形中位线的中点且与较短的底(上底)相交时,其一定平分梯形的面积.


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