题目内容

如图1,已知Rt△ABC中,∠C=90°,AC=8cm,BC=6cm.点P由B出发沿BA方向向点A匀速运动,同时点Q由A出发沿AC方向向点C匀速运动,它们的速度均为2cm/s.以AQ、PQ为边作平行四边形AQPD,连接DQ,交AB于点E.设运动的时间为t(单位:s)(0≤t≤4).解答下列问题:
(1)用含有t的代数式表示AE=
 
.
(2)当t为何值时,DQ=AP.
(3)如图2,当t为何值时,平行四边形AQPD为菱形.
(4)直接写出:当DQ的长最小时,t的值.
考点:相似形综合题
专题:
分析:(1)首先利用勾股定理求得AB=10,然后表示出AP,利用平行四边形对角线互相平分表示出线段AE即可;
(2)利用矩形的性质得到△APQ∽△ABC,利用相似三角形对应边的比相等列出比例式即可求得t值;
(3)当□AQPD是菱形时,DQ⊥AP,根据∠BAC的余弦函数的定义求解即可;
(4)根据点P、Q的运动特征结合DQ的长度的特征求解即可.
解答:解:(1)如图1,∵Rt△ABC中,∠C=90°,AC=8cm,BC=6cm.
∴由勾股定理得:AB=10cm,
∵点P由B出发沿BA方向向点A匀速运动,速度均为2cm/s,
∴BP=2tcm,
∴AP=AB-BP=10-2t,
∵四边形AQPD为平行四边形,
∴AE=
1
2
AP=5-t.
故答案是:5-t;

(2)如图1,当DQ=AP时,□AQPD是矩形.
则PQ⊥AC,
∴PQ∥BC,
∴△APQ∽△ABC  
∴
2t
10-2t
=
8
10
,
解得 t=
20
9

∴当t=
20
9
时,DQ=AP;

(3)如图2,当□AQPD是菱形时,DQ⊥AP
则cos∠BAC=
AE
AQ
=
AC
AB
即 
5-t
2t
=
4
5
,
解得  t=
25
13

∴当t=
25
13
时,□AQPD是菱形;

(4)如图3,当DQ⊥AC时,DQ的长度最小.则
cos∠BAC=
AQ
AE
=
AC
AB
,即
2t
5-t
=
4
5
,
解得t=
10
7
.
∴当DQ的长最小时,t=
10
7
.
点评:本题考查了相似形的综合知识,正确的利用平行四边形、矩形、菱形的性质得到正方形是解决本题的关键.此类问题是初中数学的重点和难点,在中考中极为常见,一般以压轴题形式出现,难度较大.
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