题目内容

(2013•天桥区一模)如图,已知△ABC中,AB=10cm,AC=8cm,BC=6cm.如果点P由B出发沿BA向点A匀速运动,同时点Q由A出发沿AC向点C匀速运动,它们的速度均为2cm/s.连接PQ,设运动的时间为t(单位:s)(0≤t≤4).
(1)当t为何值时,PQ∥BC.
(2)设△AQP的面积为S(单位:cm2),当t为何值时,S取得最大值,并求出最大值.
(3)是否存在某时刻t,使线段PQ恰好把△ABC的面积平分?若存在,求出此时t的值;若不存在,请说明理由.
分析:(1)证△APQ∽△ABC,推出
AP
AB
=
AQ
AC
,代入得出
10-2t
10
=
2t
8
,求出方程的解即可
(2)求出∠C=90°,过P作PD⊥AC于D,证△APD∽△ABC,代入得出方程
10-2t
10
=
PD
6
,求出PD=
3
5
(10-2t),根据三角形的面积公式求出即可;
(3)假设存在某时刻t,使线段PQ恰好把△ABC的面积平分,得出方程-
6
5
t2+6t=
1
2
×
1
2
×8×6,求出此方程无解,即可得出答案.
解答:解:(1)由题意知:BP=2t,AP=10-2t,AQ=2t,
∵PQ∥BC,
∴△APQ∽△ABC,
∴
AP
AB
=
AQ
AC
,
∴
10-2t
10
=
2t
8
,
t=
20
9
,
即当t为
20
9
s时,PQ∥BC;

(2)∵AB=10cm,AC=8cm,BC=6cm,
∴AB2=AC2+BC2,
∴∠C=90°,
过P作PD⊥AC于D,
则PD∥BC,
∴△APD∽△ABC,
∴
AP
AB
=
PD
BC
,
∴
10-2t
10
=
PD
6
,
PD=
3
5
(10-2t),
∴S=
1
2
AQ•PD=
1
2
•2t•
3
5
(10-2t)=-
6
5
t2+6t=-
6
5
(t-
5
2
)2+7.5,
∵-
6
5
<0,开口向下,有最大值,
当t=
5
2
秒时,S的最大值是7.5cm2.

(3)假设存在某时刻t,使线段PQ恰好把△ABC的面积平分,
则S△APQ=
1
2
S△ABC
即-
6
5
t2+6t=
1
2
×
1
2
×8×6
t2-5t+10=0,
∵△=52-4×1×10=-15<0,
∴此方程无解,
即不存在某时刻t,使线段PQ恰好把△ABC的面积平分.
点评:本题考查了三角形的面积,二次函数的最值,勾股定理的逆定理,相似三角形的性质和判定的应用,主要考查学生综合运用进行推理和计算的能力.
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