题目内容

【题目】如图1,在矩形ABCD中,BC=3,动点P从B出发,以每秒1个单位的速度,沿射线BC方向移动,作△PAB关于直线PA的对称△PAB' ,设点P的运动时间为t(s).

(1)若AB=2.

①如图2,当点B' 落在AC上时,求t的值;

②是否存在异于图2的时刻,使得△PCB’是直角三角形?若存在,请直接写出所有符合题意的t值?若不存在,请说明理由.

(2)若四边形ABCD是正方形,直线PB'与直线CD相交于点M,当点P不与点C重合时,求证:∠PAM=45°.

【答案】(1)①t=2-4;②存在,t=2;t=6;t=2;(2)详见解析

【解析】

(1)①利用勾股定理求出AC,由△PCB′∽△ACB,推出即可解决问题.

②分三种情形分别求解即可:如图2-1中,当∠PCB′=90°时.如图2-2中,当∠PCB′=90°时.如图2-3中,当∠CPB′=90°时.

(2)如图3-1中,当t<3时,由四边形ABCD是正方形,证明△MDA≌△MB’A,即可得到结论,如图3-2中,当t>3时,设∠APB=x,利用全等三角形的性质,翻折不变性即可解决问题.

解:(1)①如图1中,

∵四边形ABCD是矩形,

∴∠ABC=90°, ∴

∵∠PCB′=∠ACB,∠PB′C=∠ABC=90°,

∴△PCB′∽△ACB,

∴

∴

∴

∴

②如图2-1中,当∠PCB′=90°时,

∵四边形ABCD是矩形, ∴∠D=90°,AB=CD= AD=BC=3,

∴

∴

在Rt△PCB′中,∵

∴

∴

如图2-2中,当∠PCB′=90°时,

在Rt△ADB′中,,

在Rt△PCB′中则有:

解得t=6.

如图2-3中,当∠CPB′=90°时,则

则四边形为正方形,

综上所述,满足条件的t的值为2s或6s或s.

(2)如图3-1,当t<3时,

又∵翻折,

∴∠1=∠2,AB=AB’,∠B=∠AB’P

∵四边形ABCD是正方形,

∴AD=AB=AB’ ,∠D=∠B=∠AB’P= 90°

∵AM=AM

∴△MDA≌△MB’A(HL)

∴∠3=∠4

∴∠2+∠3=45°,

即∠PAM=45°

   (图3-1)

如图3-2,当t>3时,设∠APB=x

∴∠PAB=90°-x

∴∠DAP=x

同理:△MDA≌△MB’A(HL)

∴∠B’AM=∠DAM

∵翻折

∴∠PAB=∠PAB’=90°-x

∴∠DAB’=∠PAB’-∠DAP=90°-2x

∴∠DAM=∠DAB’=45°-x

∴∠MAP=∠DAM+∠PAD=45°

(图3-2)

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