题目内容
【题目】如图,在菱形ABCD中,AB=5cm,BD=8cm.点P从点B出发,沿BA方向匀速运动,速度为
;同时,点Q从点D出发,沿DA方向匀速运动,速度为1cm/s.过点P作PN∥BC分别交BD,CD于点M,N,连接QM,QN.设运动时间为
.解答下列问题:
![]()
(1)当
为何值时,点
在线段
的垂直平分线上?
(2)设
的面积为
,求
与
的函数关系式;
(3)在运动过程中,是否存在某一时刻
,使
的面积为菱形
面积的
,若存在,求出
的值;若不存在,请说明理由;
(4)是否存在某一时刻
,使
为等腰三角形?若存在,请直接写出
的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
;(2)
;(3)存在,当
时,
的面积为菱形
面积的
;(4)存在,若
时,
;若
时,
;若
时,![]()
【解析】
(1)连接
,证明
得到
,根据垂直平分线的性质得出
,求出t的值即可;
(2)过点
作
,垂足为
,交
于点
,由菱形的性质求出
,证明
,得
,再求出
,根据三角形面积公式即可得出结论;
(3)假设存在某一时刻
,根据
的面积为菱形
面积的
列方程求解即可;
(4)分
,
,
三种情况分别求解即可
解:(1)连接![]()
∴
∴![]()
∵
∴![]()
∴
∴
∴![]()
若点
在线段
的垂直平分线上
∴
∴
∴![]()
∴当
时,点
在线段
的垂直平分线上.
![]()
(2)过点
作
,垂足为
,交
于点
.
![]()
∵![]()
∴![]()
连接
,交
于点
,根据题意
,
∴![]()
菱形面积:![]()
∴![]()
∵
,![]()
∴![]()
∴![]()
∴![]()
∴![]()
∵![]()
∴
的高等于![]()
∵四边形
是菱形
∴
,
∴![]()
∴![]()
![]()
∴
与
的函数关系式是
.
(3)假设存在某一时刻
,使
的面积为菱形
面积的
,
则![]()
解得,
,
(不合题意,舍去)
答:当
时,
的面积为菱形
面积的
.
(4)若
时,
由(2)得![]()
由题意得,
,![]()
∴过Q作
于点G,
![]()
∵
,![]()
∴![]()
在
中,
![]()
![]()
∴
;
若
时,
过N作
于J,如图,
![]()
则
,
![]()
而![]()
∴
;
若
时,
,
∴
.
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