题目内容
作:将一把三角尺放在边长为1的正方形ABCD上,并使它的直角顶点P在对角线AC上滑动,直角的一边始终经过点B,另一边与射线DC相交于点Q,设A、P两点间的距离为x.
探究:
(1)当点Q在边CD上时,线段PQ与线段PB之间有怎样的大小关系?试证明你观察到的结论;
(2)当点Q在边CD上时,设四边形PBCQ的面积为y,求y与x之间的函数关系式,并写出x的取值范围;(3)当点P在线段AC上滑动时,△PCQ是否能成为等腰三角形?如果可能,指出所有能使△PCQ成为等腰三角形的点Q的位置,并求出相应x的值;如果不可能,试说明理由.21·世纪*教育网
(1) 证明:过点P作MN∥BC,分别交AB、CD于点M、N,则四边形AMND和四边形BCNM都是矩形,△AMP和△CNP都是等腰三角形(如图1),∴NP=NC=MB.
∵∠BPQ=90°∴∠QPN+∠BPM=90°,而∠BPM+∠PBM=90°∴∠QPN=∠PBM.
又∵∠QNP=∠PMB=90°∴△QNP≌△PMB(ASA),∴PQ=PB.………………… 2分
(2)由(1)知△QNP≌△PMB,得NQ=MP.
设AP=x,∴AM=MP=NQ=DN=
x,BM=PN=CN=1-
x ,………………… 3分
∴CQ=CD-DQ=1-2×
x=1-
x
∴S△PBC=
BC•BM=
×1×(1-
x)=
-
x,
S△PCQ=
CQ•PN=
×(1-
x)(1-
x)=
-
x+
x2,
∴S四边形PBCQ=S△PBC+S△PCQ=
x2-
x+1, …………………………… 4分
即y=
x2-
x+1(0≤x<
). …………………………… 5分2·1·c·n·j·y
(3)△PCQ可能成为等腰三角形.
①当点Q在边DC上,由PQ2=CQ2得:(1-
x)2+(
x) 2=(1-
x) 2
解得x1=0,x2=
(舍去);
②当点Q在边DC的延长线上(如图2),由PC=CQ得:
-x=
x-1,
解得x=1.
③当点Q与C点重合,△PCQ不存在.
综上所述,x=0或1时,△PCQ为等腰三角形.…………………………… 8分(每种情况1分)