题目内容

已知,矩形ABCD中,AB=4 cm,BC=8 cm,AC的垂直平分线EF分别交AD、BC于点E、F,垂足为O.

(1)如图,连接AF、CE.求证四边形AFCE为菱形,并求AF的长;

(2)如图,动点P、Q分别从A、C两点同时出发,沿△AFB和△CDE各边匀速运动一周.即点P自A→F→B→A停止,点Q自C→D→E→C停止.在运动过程中,

①已知点P的速度为每秒5 cm,点Q的速度为每秒4 cm,运动时间为t秒,当A、C、P、Q四点为顶点的四边形是平行四边形时,求t的值.

②若点P、Q的运动路程分别为a、b(单位:cm,ab≠0),已知A、C、P、Q四点为顶点的四边形是平行四边形,求a与b满足的数量关系式.

答案:
解析:

  (1)证明:①∵四边形是矩形

  ∴∥

  ∴,

  ∵垂直平分,垂足为

  ∴

  ∴≌

  ∴

  ∴四边形为平行四边形

  又∵

  ∴四边形为菱形

  ②设菱形的边长,则

  在中,

  由勾股定理得,解得

  ∴

  (2)①显然当点在上时,点在上,此时、、、四点不可能构成平行四边形;同理点在上时,点在或上,也不能构成平行四边形.因此只有当点在上、点在上时,才能构成平行四边形

 

  ∴以、、、四点为顶点的四边形是平行四边形时,

  ∵点的速度为每秒5,点的速度为每秒4,运动时间为秒

  ∴,

  ∴,解得

  ∴以、、、四点为顶点的四边形是平行四边形时,秒.

  ②由题意得,以、、、四点为顶点的四边形是平行四边形时,点、在互相平行的对应边上.

  分三种情况:

  i)如图1,当点在上、点在上时,,即,得

  ii)如图2,当点在上、点在上时,,即,得

  iii)如图3,当点在上、点在上时,,即,得

综上所述,与满足的数量关系式是


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