Question

已知直角坐標(biāo)系中菱形ABCD的位置如圖,C、D兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(8,0)、(0,6).現(xiàn)有兩動點(diǎn)P、Q分別從A、C同時出發(fā),點(diǎn)P沿折線ADC向終點(diǎn)C運(yùn)動, 點(diǎn)Q沿線段CA向終點(diǎn)A運(yùn)動,當(dāng)P、Q兩點(diǎn)中有一點(diǎn)到達(dá)終點(diǎn)時,另一點(diǎn)也立即停止運(yùn)動,設(shè)運(yùn)動時間為t秒.

(1)填空：菱形ABCD的邊長是           ,面積是           ；

(2)探究下列問題：

①若點(diǎn)P的速度為每秒2.5個單位,點(diǎn)Q的速度為每秒3個單位,求△APQ的面積S關(guān)于t的函數(shù)關(guān)系式,并求出S的最大值；

②在運(yùn)動過程中,能否使得△APQ繞它的一邊中點(diǎn)旋轉(zhuǎn)180°,旋轉(zhuǎn)前后兩個三角形組成的四邊形為矩形,若存在,求出t的值；若不存在,請說明理由.

 

Answer 1

【答案】

（1）10,24；（2）①S最大=16；②或.

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)勾股定理可求得菱形ABCD的邊長是10,用菱形的面積公式即可求出面積；

（2）①分情況討論P(yáng)點(diǎn)的位置,借助三角形相似進(jìn)行計算；

②分別討論當(dāng)∠APQ=90°時,當(dāng)∠AQP=90°時,t的取值即可.

試題解析：（1）10,24；

（2）①當(dāng)P點(diǎn)在AD上時（0<t<4）

由題意,得AP=2.5t,AQ=16－3t.

如圖1,過點(diǎn)P作PG⊥AC,垂足為G,則 △APG∽△ADO,

∴,

∴PG=,

∴.

當(dāng)P點(diǎn)在CD上時,Q先到終點(diǎn),故 

AD+DP=2.5t,CQ==3t,則AQ=16-3t,CP=20-2.5t,

過點(diǎn)P作PG⊥AC,垂足為G,則 △PCH∽△DCO,

∴,

∴PH=12-,

∴.

當(dāng)0<t<4時,,

當(dāng)4≤t＜時,對稱軸為t= ,

根據(jù)二次函數(shù)的增減性t=4,S最大=12,

綜上可知：S最大=16 ；

②∵△APQ繞它的一邊中點(diǎn)旋轉(zhuǎn)180°,旋轉(zhuǎn)前后兩個三角形組成的四邊形為矩形,

∴△APQ為直角三角形.

當(dāng)∠APQ=90°時,

AP=2.5t,CQ=3t,則AQ=16－3t.

∵∠APQ=∠AOD=90°

∠PAQ=∠DAO

∴△APG∽△ADO,

∴,

∴ 

∴ 

當(dāng)∠AQP=90°時,

AP=2.5t,CQ=3t,則AQ=16－3t.

∵∠AQP=∠AOD=90°

∠PAQ=∠DAO

∴△APG∽△ADO,

∴,

∴ 

∴ 

∴當(dāng)或時,△APQ繞它的一邊中點(diǎn)旋轉(zhuǎn)180°,旋轉(zhuǎn)前后兩個三角形組成的四邊形為矩形.

考點(diǎn)：1.三角形相似,2.旋轉(zhuǎn)問題.