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专题9.3 四边形中的动点问题
【典例1】已知,矩形中,,,的垂直平分线分别交、于点、,垂足为.
(1)如图1-1,连接、.求证四边形为菱形,并求的长;
(2)如图1-2,动点、分别从、两点同时出发,沿和各边匀速运动一周.即点自→→→停止,点自→→→停止.在运动过程中,
①已知点的速度为每秒5,点的速度为每秒4,运动时间为秒,当、、、四点为顶点的四边形是平行四边形时,求的值;
②若点P、Q的运动路程分别为a、b(单位:,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.
【思路点拨】
(1)利用SAS证明△AOE≌△COF,得OE=OF,可知四边形AFCE是平行四边形,再说明AC⊥EF即可证明是菱形,设AF=CF=xcm,则BF=(8-x)cm,在Rt△ABF中,利用勾股定理得:42+(8-x)2=x2,解方程即可;
(2)①通过判断可知只有当点P在BF上,Q点在ED上,才能构成平行四边形,根据QA=PC,从而可求解;②由题意得:四边形APCQ是平行四边形时,点P,Q在互相平行的对应边上,分三种情况分别画出图形,从而解决问题.
【解题过程】
解:(1)证明:∵四边形ABCD是矩形,
∴ADBC,
∴∠CAD=∠ACB,∠AEF=∠CFE,
∵O为AC中点,
∴OA=OC,
∴△AOE≌△COF(AAS),
∴OE=OF,
∴四边形AFCE是平行四边形,
又∵AC平分∠EAF,
∴AC⊥EF,
∴四边形AFCE为菱形;
设菱形的边长AF=CF=xcm,则BF=(8-x)cm,
在Rt△ABF中,由勾股定理得:42+(8-x)2=x2,
解得x=5,
∴AF=5cm;
(2)解:①显然当点P在AF上时,Q点在CD上,此时A,C,P,Q的四点不可能构成平行四边形,
同理P点在AB上时,Q点在DE或CE上也不能构成平行四边形,
因此只有当点P在BF上,Q点在ED上,才能构成平行四边形,
∴以A,C,P,Q的四点为顶点的四边形是平行四边形时,PC=QA,
∵点P的速度为每秒5cm,点Q的速度为每秒4cm,运动时间为t秒,
∴PC=5t,QA=CD+AD-4t=12-4t,即QA=12-4t,
∴5t=12-4t,
∴,
∴t的值为;
∴当A、C、P、Q四点为顶点的四边形是平行四边形时,t的值为;
②由题意得:四边形APCQ是平行四边形时,点P,Q在互相平行的对应边上,分三种情况:
I:如图,
当P点在AF上,Q点在CE上,AP=CQ=CD+DE+CE-b,
即a=12-b,
∴a+b=12;
Ⅱ:如图,
当P点在BF上,Q点在DE上时,AQ=CP,则PC=AD+DC-b即12-b=a,,
∴a+b=12;
Ⅲ:如图,
当P点在AB上,Q点在CD上时,AP=CQ,
即12-a=b,
∴a+b=12,
综上所述,a与b满足的数量关系为a+b=12(ab0).
1.(2023春·八年级课时练习)如图,平行四边形中,,,平分交于,且,
(1)求证:;
(2)求平行四边形的面积;
(3)取中点,动点以每秒个单位的速度从点向点运动,动点以每秒个单位的速度从点向点运动,两点同时出发,当,中有一个点到达终点时,另一个点也停止运动,设运动时间为,是否存在,使得以,,,为顶点的四边形为平行四边形?如果存在,求出的值;如果不存在,说明理由.
2.(2022春·福建龙岩·八年级校考阶段练习)如图,在平面直角坐标系中,已知▱OABC的顶点A(10,0)、C(2,4),点D是OA的中点,点P在BC上由点B向点C运动.
(1)求点B的坐标;
(2)若点P运动速度为每秒2个单位长度,点P运动的时间为t秒,当四边形PCDA是平行四边形时,求t的值;
(3)当△ODP是等腰三角形时,直接写出点P的坐标.
3.(2023·全国·九年级专题练习)如图,在矩形ABCD中,AB=4,BC=5,延长BC到点E,使CE=3,连接DE.动点P从点B出发,以每秒2个单位的速度沿折线BC-CD向终点D运动,设点P运动的时间为t秒.(t>0)
(1)DE=______;
(2)连接AP,当四边形APED是菱形时,求菱形APED的周长;
(3)连接BP、PD,设四边形ABPD的面积为S,求S与t之间的函数关系式;
(4)直接写出点P到四边形ABED相邻两边距离相等时t的值.
4.(2022春·广东广州·八年级统考期末)如图,在四边形中,//,,,,,点从点出发,以的速度向点运动;点从点同时出发,以的速度向点运动.规定其中一个动点到达端点时,另一个动点也随之停止运动.从运动开始:
(1)当运动,判断此时:四边形的形状,并证明.
(2)当时,求长.
(3)当时,需经过多少时间?
5.(2022春·广东江门·八年级校考期中)如图,在四边形ABCD中,,,,