题目内容

如图,△ABC是边长为6的等边三角形,P是AC边上一动点,由A向C运动(与A,C不重合),Q是CB延长线上一点,由B向CB延长线方向运动(Q不与B重合),连接PQ交AB于D.若两点同时出发,以相同的速度每秒1个单位运动,运动时间为t.
(1)当∠PQC=30°时,求t的值;
(2)过P作PE⊥AB于E,过Q作QF⊥AB,交CB的延长线于F,请找出图中在运动过程中的一对全等三角形,加以证明;
(3)在(2)的条件下,当P,Q在运动过程中线段ED的长是否发生变化?如果不变,求出线段ED的长;如果变化请说明理由.
考点:全等三角形的判定与性质,等边三角形的性质
专题:动点型
分析:(1)由△ABC是边长为6的等边三角形,可知∠ACB=60°,再由∠BQD=30°可知∠QPC=90°,设AP=x,则PC=6-x,QB=x,在Rt△QCP中,∠BQD=30°,PC=
1
2
QC,即6-x=
1
2
(6+x),求出x的值即可;
(2)连接QE,PF,由点P、Q做匀速运动且速度相同,可知AP=BQ,再根据全等三角形的判定定理得出△APE≌△BQF;
(3)由(2)中的全等三角形得到:AE=BF,PE=QF且PE∥QF,可知四边形PEQF是平行四边形,进而可得出EB+AE=BE+BF=AB,DE=
1
2
AB,由等边△ABC的边长为6可得出DE=3,故当点P、Q运动时,线段DE的长度不会改变.
解答: 解:(1)∵△ABC是边长为6的等边三角形,
∴∠ACB=60°,
∵∠BQD=30°,
∴∠QPC=90°,
设AP=x,则PC=6-x,QB=x,
∴QC=QB+BC=6+x,
∵在Rt△QCP中,∠BQD=30°,
∴PC=
1
2
QC,即6-x=
1
2
(6+x),解得x=2,
∴AP=2;

(2)△APE≌△BQF或△EPD≌△FQD.以△APE≌△BQF为例,证明如下:
连接QE,PF,
又∵PE⊥AB于E,
∴∠DFQ=∠AEP=90°,
∵点P、Q速度相同,
∴AP=BQ,
∵△ABC是等边三角形,
∴∠A=∠ABC=∠FBQ=60°,
在△APE和△BQF中,
∵∠AEP=∠BFQ=90°,
∴∠APE=∠BQF,
在△APE和△BQF中,
∠AEP=∠BFQ
∠A=∠FBQ
AP=BQ
,
∴△APE≌△BQF(AAS);

(3)当点P、Q同时运动且速度相同时,线段DE的长度不会改变.理由如下:
由(2)知,∵△APE≌△BQF,
∴AE=BF,PE=QF且PE∥QF,
∴四边形PEQF是平行四边形,
∴DE=
1
2
EF,
∵EB+AE=BE+BF=AB,
∴DE=
1
2
AB,
又∵等边△ABC的边长为6,
∴DE=3,
∴点P、Q同时运动且速度相同时,线段DE的长度不会改变.
点评:本题考查的是等边三角形的性质及全等三角形的判定定理、平行四边形的判定与性质,根据题意作出辅助线构造出全等三角形是解答此题的关键.
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