题目内容
如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=6,BC=8.动点P从点A开始沿折线AC-CB-BA运动,点P在AC,CB,BA边上运动,速度分别为每秒3,4,5个单位.直线l从与AC重合的位置开始,以每秒(1)当t=5秒时,点P走过的路径长为______;当t=______秒时,点P与点E重合;
(2)当点P在AC边上运动时,将△PEF绕点E逆时针旋转,使得点P的对应点M落在EF上,点F的对应点记为点N,当EN⊥AB时,求t的值;
(3)当点P在折线AC-CB-BA上运动时,作点P关于直线EF的对称点,记为点Q.在点P与直线l运动的过程中,若形成的四边形PEQF为菱形,请直接写出t的值.
【答案】分析:(1)由条件可以求出AB=10,根据P点在各边的速度可以求出在各边所用的时间,从而可以求出P在5秒内走的路程,根据CE=P走的路程-AC建立方程就可以求出其值;
(2)如图,由点P的对应点M落在EF上,点F的对应点为点N,可知∠PEF=∠MEN,由EF∥AC,∠C=90°可以得出∠CPE=∠PEF,又由EN⊥AB,就有∠B=∠MEN.可以得出∠CPE=∠B.最后利用三角函数的关系建立方程求出其解就可以了;
(3)根据菱形的性质和相似三角形的性质分两种情况当P点在AC上时和当P在AB上时可以分别求出t的值.
解答:解:(1)在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=6,BC=8.
由勾股定理,得AB=10,
∵点P在AC,CB,BA边上运动,速度分别为每秒3,4,5个单位,
∴点P在AC边上运动的时间为:6÷3=2秒,
点P在BC边上运动的时间为:8÷4=2秒,
∴点P在AB边上运动的时间为:5-2-2=1秒,
∴P点在AB边上运动的距离为:5×1=5,
∴当t=5秒时,点P走过的路径长为 19;
由题意可知,当(t-2)×4=
t时,点P与点E重合.
解得:t=3,
∴t=3秒时,点P与点E重合.
故答案为:19,3;
(2)如图,由点P的对应点M落在EF上,点F的对应点为点N,可知∠PEF=∠MEN,
∵P在AC上,
∴AP=3t (0<t≤2),
∴CP=6-3t,
.
∵EF∥AC,∠C=90°,
∴∠BEF=90°,∠CPE=∠PEF.
∵EN⊥AB,
∴∠B=∠MEN.
∵∠PEF=∠FEN,
∴∠CPE=∠B.
∵
,
,
∴
.
∴CP=
=
t
∴
.
解得:
.
(3)如图1,当P点在AC上时,(0<t≤2)
∴AP=3t,PC=6-3t,EC=
t,
∴BE=8-
t,
∵EF∥AC,
∴△FEB∽△ACB,
∴
,
∴
,
∴EF=6-t.
∵四边形PEMF是菱形,
∴∠POE=90°,OE=
EF=3-
t,
∵EF∥AC,∠C=90°,
∴∠OEC=90°,
∴四边形PCEO是矩形,
∴OE=PC.
∴3-
t=6-3t,
∴t=
,
如图2,当P在AB上时(4<t<6),
∵四边形PFME是菱形,
∴PE=PF,
∴∠PFE=∠PEF,
∵EF∥AC,∠C=90°,
∴∠FEB=∠FEP+∠PEB=90°,
∴∠B+∠EFB=90°,
∴∠B+∠FEP=90°,
∴∠PEB=∠B,
∴PE=PB.
∵PB=5(t-4),
∴BF=10(t-4),
∵sin∠B=
=
,
∴
,
∴EF=6t-24
∵CE=
t,
∴BE=8-
t,
∵△FEB∽△ACB,
∴
,
∴
,
∴EF=6-t.
∴6-t=6t-24
解得t=
∴t的值为
(秒)或
(秒).
点评:本题考查了勾股定理的运用,相似三角形的判定及性质的运用,菱形的性质的运用,三角函数值的运用及分类讨论思想的运用,解答本题时利用相似三角形的性质和菱形的性质是关键.
(2)如图,由点P的对应点M落在EF上,点F的对应点为点N,可知∠PEF=∠MEN,由EF∥AC,∠C=90°可以得出∠CPE=∠PEF,又由EN⊥AB,就有∠B=∠MEN.可以得出∠CPE=∠B.最后利用三角函数的关系建立方程求出其解就可以了;
(3)根据菱形的性质和相似三角形的性质分两种情况当P点在AC上时和当P在AB上时可以分别求出t的值.
解答:解:(1)在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=6,BC=8.
由勾股定理,得AB=10,
∵点P在AC,CB,BA边上运动,速度分别为每秒3,4,5个单位,
∴点P在AC边上运动的时间为:6÷3=2秒,
点P在BC边上运动的时间为:8÷4=2秒,
∴点P在AB边上运动的时间为:5-2-2=1秒,
∴P点在AB边上运动的距离为:5×1=5,
∴当t=5秒时,点P走过的路径长为 19;
由题意可知,当(t-2)×4=
解得:t=3,
∴t=3秒时,点P与点E重合.
故答案为:19,3;
(2)如图,由点P的对应点M落在EF上,点F的对应点为点N,可知∠PEF=∠MEN,
∵P在AC上,
∴AP=3t (0<t≤2),
∴CP=6-3t,
∵EF∥AC,∠C=90°,
∴∠BEF=90°,∠CPE=∠PEF.
∵EN⊥AB,
∴∠B=∠MEN.
∵∠PEF=∠FEN,
∴∠CPE=∠B.
∵
∴
∴CP=
∴
解得:
(3)如图1,当P点在AC上时,(0<t≤2)
∴AP=3t,PC=6-3t,EC=
∴BE=8-
∵EF∥AC,
∴△FEB∽△ACB,
∴
∴
∴EF=6-t.
∵四边形PEMF是菱形,
∴∠POE=90°,OE=
∵EF∥AC,∠C=90°,
∴∠OEC=90°,
∴四边形PCEO是矩形,
∴OE=PC.
∴3-
∴t=
如图2,当P在AB上时(4<t<6),
∵四边形PFME是菱形,
∴PE=PF,
∴∠PFE=∠PEF,
∵EF∥AC,∠C=90°,
∴∠FEB=∠FEP+∠PEB=90°,
∴∠B+∠EFB=90°,
∴∠B+∠FEP=90°,
∴∠PEB=∠B,
∴PE=PB.
∵PB=5(t-4),
∴BF=10(t-4),
∵sin∠B=
∴
∴EF=6t-24
∵CE=
∴BE=8-
∵△FEB∽△ACB,
∴
∴
∴EF=6-t.
∴6-t=6t-24
解得t=
∴t的值为
点评:本题考查了勾股定理的运用,相似三角形的判定及性质的运用,菱形的性质的运用,三角函数值的运用及分类讨论思想的运用,解答本题时利用相似三角形的性质和菱形的性质是关键.
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