题目内容
【题目】如图,在ABC中,∠A=90°,AB=3,AC=4,点M、Q分别是边AB、BC上的动点(点M不与A、B重合),且MQ⊥BC,过点M作MN∥BC.交AC于点N,连接NQ,设BQ=x.
(1)是否存在一点Q,使得四边形BMNQ为平行四边形,并说明理由;
(2)当BM=2时,求x的值;
(3)当x为何值时,四边形BMNQ的面积最大,并求出最大值.
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【答案】(1)存在,当BQ=MN=
时,四边形BMNQ为平行四边形,见解析;(2)
;(3)当x=
时,四边形BMNQ的面积最大,最大值为![]()
【解析】
(1)先证明△AMN∽△ABC,得到
=
=
;再设AM=3a、则MN=5a,即BQ=MN=5a.然后再证明△MBQ∽△NMA,再运用相似三角形的性质列式求出a,进而求得BQ的长;再由MN∥BQ,即可得到BQ=MN=
,四边形BMNQ为平行四边形;
(2)再证△BMQ∽△BCA可得
=
,即
=
,最后求解即可;
(3)先由勾股定理求出BC的长,再根据相似三角形的性质用x表示出QM、BM,然后根据梯形面积公式列出二次函数解析式,最后根据二次函数性质计算即可.
解:(1)存在,理由如下:
∵MN∥BC,
∴△AMN∽△ABC,
∴
=
=
,
设AM=3a,则MN=5a,
∴BQ=MN=5a,
∵MN∥BQ,
∴∠NMQ=∠MQB=90°,
∴∠AMN+∠BMQ=90°,
又∠B+∠BMQ=90°,
∴∠B=∠AMN,
又∠MQB=∠A=90°,
∴△MBQ∽△NMA,
∴
=
,即
=
,
解得a=
,
∴BQ=
,
∵MN∥BQ,
∴当BQ=MN=
,四边形BMNQ为平行四边形;
∴当BQ=MN时,四边形BMNQ为平行四边形,
(2)∵∠BQM=∠A=90°,∠B=∠B,
∴△BMQ∽△BCA,
∴
=
,即
=
,
解得x=
;
(3)∵∠A=90°,AB=3,AC=4,
∴BC=
=5,
∵△QBM∽△ABC,
∴
=
=
,即
=
=
,
解得,QM=
x,BM=
x,
∵MN∥BC,
∴
=
,即
=
,
解得,MN=5﹣
x,则四边形BMNQ的面积=
×(5﹣
x+x)×
x=﹣
(x﹣
)2+
,
∴当x=
时,四边形BMNQ的面积最大,最大值为
.