题目内容

【题目】如图1,在等边△ABC中,AB=6cm,动点P从点A出发以1cm/s的速度沿AB匀速运动,动点Q同时从点C出发以同样的速度沿BC的延长线方向匀速运动,当点P到达点B时,点P、Q同时停止运动.设运动时间为t(s),过点P作PE⊥AC于E,PQ交AC边于D,线段BC的中点为M,连接PM.

(1)当t为何值时,△CDQ与△MPQ相似;

(2)在点P、Q运动过程中,点D、E也随之运动,线段DE的长度是否会发生变化?若发生变化,请说明理由,若不发生变化,求DE的长;

(3)如图2,将△BPM沿直线PM翻折,得△B'PM,连接AB',当t为何值时,AB'的值最小?并求出最小值.

【答案】(1)t=3时,△PMQ∽△DCQ;(2)不变化.DE=3cm;(3)t为9﹣3时,AB'的值最小,最小值为3﹣3.

【解析】

(1)根据等边三角形的性质可得∠B=∠C=60°,然后判断出相似三角形的对应关系可得PM∥DC,即可得出P是AB的中点,从而求出结论;

(2)P是AB的中点,根据等边三角形的性质和判定证出△APK是等边三角形,利用AAS证出△PKD≌△QCD,从而证出DK=DC,即可求出结论;

(3)连接AM,易知当A,B',M在一条直线上时,AB'最小,利用三线合一和勾股定理求出∠BAM和AM,即可求出AB'的最小值,由折叠知,BP=B'P,∠PB'M=∠B=60°,最后根据AB'=B'P即可求出结论.

解:(1)∵△ABC是等边三角形,

∴∠B=∠C=60°,

∴∠DBQ=120°,

∵∠BQP=∠CQD,∠PMQ>90°,

∴只有当∠PMQ=∠DCQ=120°时,△PMQ∽△DCQ,

则PM∥DC,

∵M是BC的中点,

∴P是AB的中点,

即AP=3=t,

∴t=3时,△PMQ∽△DCQ;

(2)不变化.理由如下:

如图1中,作PK∥BC交AC于K.

∵△ABC是等边三角形,

∴∠B=∠A=60°,

∵PK∥BC,

∴∠APK=∠B=60°,

∴△APK是等边三角形,

∴PA=PK,

∵PE⊥AK,

∴AE=EK,

∵AP=CQ=PK,∠PKD=∠DCQ,∠PDK=∠QDC,

∴△PKD≌△QCD(AAS),

∴DK=DC,

∴DE=EK+DK=(AK+CK)=AC=3cm;

(3)如图2中,连接AM,

则AB'≥AM﹣MB',

而MB'=MB,

∴当A,B',M在一条直线上时,AB'最小,

即:点B'在AM上,(如图3)

∵BM=CM=3,AB=AC=6,

∴AM⊥BC,

∴∠BAM=∠BAC=30°,,

∵B'M=BM=3,

∴AB'的最小值为AM﹣B'M=,

由折叠知,BP=B'P,∠PB'M=∠B=60°,

∴∠APB'=∠PB'M﹣∠BAC=30°=∠BAM,

∴AB'=B'P=6﹣t=3﹣3,

∴t=9﹣3,

即:t为9﹣3时,AB'的值最小,最小值为3﹣3.

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