题目内容

14.已知如图1梯形ADEB中,AD⊥MN,BE⊥MN,垂足分别为点D、点E,点C在MN上,CD=BE,∠ACB=90°.
(1)求证:∠ACD=∠CBE;
(2)若DE=8,求梯形ADEB的面积;
(3)如图2,设梯形ADEB的周长为m,AB边中点O处有两个动点P、Q同时出发,沿着O→A→D→E→B→O的方向移动,点P的速度是点Q的3倍,当点Q第一次到达B点时,两点同时停止移动.
①两点同时停止时,点P移动的路程与点Q移动的路程之差<2m(填“<”,“>”或“=”)
②移动过程中,点P能否和点Q相遇?如果能,则用直线l连接相遇点和点O,并探索直线l与AB的位置关系,写出推理过程;如果不能,写出理由.

分析 (1)根据同角的余角相等,即可证明;
(2)只要证明△ADC≌△CEB,可得AD=CE,推出AD+BE=CD+CE=DE=8,根据S梯形ADEB=$\frac{1}{2}$•(AD+BE)•DE计算即可;
(3)①两点停止时,Q的运动路程=OA+AD+DE+BE,P运动的路程=3(OA+AD+DE+BE),路程差=2(OA+AD+DE+BE),由此即可判断;
②结论:直线l⊥AB.只要证明相遇时,两点在点C处即可解决问题;

解答 (1)证明:如图1中,

∵AD⊥MN,BE⊥MN,
∴∠ADC=∠CEB=∠ACB=90°,
∴∠ACD+∠BCE=90°,∠BCE+∠CBE=90°,
∴∠ACD=∠CBE,

(2)解:在△ADC和△CEB中,
$\left\{\begin{array}{l}{∠ACD=∠CBE}\\{CD=BE}\\{∠ADC=∠CEB}\end{array}\right.$,
∴△ADC≌△CEB,
∴AD=CE,
∴AD+BE=CD+CE=DE=8,
∴S梯形ADEB=$\frac{1}{2}$•(AD+BE)•DE=32.

(3)①解:如图2中,

两点停止时,Q的运动路程=OA+AD+DE+BE,P运动的路程=3(OA+AD+DE+BE),
路程差=2(OA+AD+DE+BE),
∵OA+AD+DE+BE<m,
∴路程差<2m,
故答案为<.
②结论:直线l⊥AB.理由如下:
设点Q的运动速度为V,则点P的运动速度为3V,运动时间为t.
相遇时:3Vt-Yt=m,
∴Vt=$\frac{m}{2}$,
由(1)可知AD=CE,CD=BE,OA=OB,
∴相遇时点Q、点P在点C处.
∵△ADC≌△CEB,
∴AC=CB,∵OA=OB,
∴OC⊥AB,即直线l⊥AB.

点评 本题考查四边形综合题、全等三角形的判定和性质、等腰直角三角形的性质、梯形的面积公式、路程、速度、时间的关系等知识,解题的关键是理解题意,灵活运用所学知识解决问题,属于中考压轴题.

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