题目内容

10.如图1,等边△ABC边长10 cm,D是AC上一点,DC=4 cm,点M以2 cm/秒的速度在线段BC上由C向B运动,点N在线段BA上由B向A运动,M、N同时出发.
(1)若点N与点M速度相等.
①当运动时间t为何值时,MN∥AC?
②当运动时间t为何值时,△BMN是直角三角形?
(2)若点N与点M运动速度不相等,M以点C为起点,顺时针沿△ABC的边经过B运动至A,N以点B为起点,顺时针沿△ABC的边经过A运动至C,问点N的速度为多少时,△BMN和△CDM的构成全等?

分析 (1)①由条件可得BN=BM,再用t表示出线段的长度,代入可求得t的值;
②设运动时间为t秒,分别表示CM和BN.分两种情况,运用特殊三角形的性质求解:I.∠NMB=90°;Ⅱ.∠BNM=90°;
(2)①如图1中,当点M在BC上,点N在AB上时,如果BM=CM,BN=CD,因为∠B=∠C=60°,则△DCM≌△NBM,求出点M的运动时间即可解决问题.
②如图2中,当点M在线段AB上,点N在线段AC上时,如果点N与点D重合,BM=CD时,则△DCM≌△MBN,求出点M的运动时间即可解决问题.

解答 解:(1)①∵MN∥AC且△ABC为等边三角形,
∴BN=BM,
∵BN=2t,BM=10-2t,
∴2t=10-2t,
解得t=2.5,
故运动时间t为2.5时,MN∥AC;

②设运动时间为t秒,△BMN是直角三角形有两种情况:
Ⅰ.当∠NMB=90°时,
∵∠B=60°,
∴∠BNM=90°-∠B=90°-60°=30°.
∴BN=2BM,
∴2t=2×(10-2t)
∴t=$\frac{10}{3}$(秒);
Ⅱ.当∠BNM=90°时,
∵∠B=60°,
∴∠BMN=90°-∠B=90°-60°=30°.
∴BM=2BN,
∴10-2t=2×2t
∴t=$\frac{5}{3}$(秒);
∴当t=$\frac{10}{3}$秒或t=$\frac{5}{3}$秒时,△BMN是直角三角形;

(2)①如图1中,当点M在BC上,点N在AB上时,如果BM=CM,BN=CD,因为∠B=∠C=60°,
∴△DCM≌△NBM,
∴BM=CM=5,BN=CD=4,
∴点M的运动时间t=$\frac{5}{2}$,
∴点N的运动速度=$\frac{4}{\frac{5}{2}}$=$\frac{8}{5}$cm/秒.
②如图2中,当点M在线段AB上,点N在线段AC上时,如果点N与点D重合,BM=CD时,
∴△DCM≌△MBN,
∴BM=CD=4,AN=6,
∴点M的运动时间t=$\frac{14}{2}$=7秒,
∴点N的运动速度=$\frac{16}{7}$cm/秒.
综上所述,点N的速度为$\frac{8}{5}$cm/秒或$\frac{16}{7}$cm/秒时,△BMN和△CDM的构成全等

点评 本题考查三角形综合题、全等三角形的判定和性质、直角三角形的性质、路程、速度、时间的关系等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,学会用分类讨论的思想思考问题,属于中考压轴题.

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