题目内容

如图,在直角梯形ABCD中,AD∥BC,∠C=90°,若BC=16,DC=12,AD=21,动点P从点D出发,在线段AD上以每秒2个单位长度的速度向点A运动;动点Q从点B出发,在线段BC上以每秒1个单位长度的速度向点C运动.现点P,Q分别从点D,B同时出发,当点P运动到A点时,点Q随之停止运动,设运动的时间为t(s).
(1)当t为何值时,四边形ABQP是平行四边形;
(2)当t为何值时,四边形ABQP是直角梯形;
(3)是否存在以B,P,Q三点为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,请求出t的值;若不存在,请说明理由.
分析:(1)根据平行四边形的性质,得出AP=BQ,再根据动点P从点D出发,以每秒2个单位长度的速度向点A运动,得出PD=2t,BQ=t,从而得出AP=21-2t,解出t的值,即可得出答案;
(2)先过点B作BE⊥AD,根据AD和BC的值求出AE,再根据BQ=EP=t,AP=2t得出5+t=2t,求出t的值即可;
(3)过点P作PF⊥BC,分三种情况进行讨论,若PB=PQ,则BF=FQ=
1
2
t,得出5+
1
2
t=21-2t;若PB=PQ,则BP=t,得出122+(16-2t)2=t2,然后进行整理,判断出△<0,此情况不成立;若PQ=BQ,则PQ=t,求出FQ的值,再根据勾股定理得出122+(3t-16)2=t2,然后进行整理得出△<0,此情况不成立.
解答:解:(1)若四边形ABQP是平行四边形,则AP=BQ,
∵PD=2t,BQ=t,AD=21,
∴AP=21-2t,则21-2t=t,
解得:t=7,
∴当t为7秒时,四边形ABQP是平行四边形;
(2)如图,过点B作BE⊥AD,垂足为E,
∵AD=21,BC=16,
∴AE=21-16=5,
∵BQ=EP=t,AP=21-2t,
∴5+t=21-2t,解得:t=
16
3
,
∴当t为
16
3
秒时,四边形ABQP是直角梯形;
(3)存在;
如图,过点P作PF⊥BC,垂足为F,
若PB=PQ,则BF=FQ=
1
2
t,
∵AE=5,EP=BF=
1
2
t,
∴5+
1
2
t=21-2t,解得:t=
32
5
,
如图:若PB=PQ,则BP=t,
∵BC=ED=16,DP=2t,
∴EP=16-2t,
又∵EB=DC=12,
∴122+(16-2t)2=t2,
整理得:3t2-64t+400=0,
∵△=642-4×3×400<0,
∴此情况不成立;
若PQ=BQ,则PQ=t,
∵CF=PD=2t,CQ=BC-BQ=16-t,
∴FQ=CF-CQ=2t-(16-t)=3t-16,
∵PF=DC=12,
∴122+(3t-16)2=t2,
整理得:t2-12t+50=0,
∵△=122-4×1×50<0,
∴此情况不成立;
综上所述,
32
5
秒时,△BPQ是等腰三角形.
点评:此题考查了四边形的综合,用到的知识点是平行四边形的性质、勾股定理、直角梯形的性质,关键是根据题意作出辅助线,构造直角三角形,注意分类讨论的思想.
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