内容正文:
专题03 特殊平行四边形中的三种几何动点问题
类型一、面积问题
例.如图,在四边形中,,,,.点从点出发,以每秒的速度沿折线方向运动,点从点出发,以每秒的速度沿线段方向向点运动.已知动点,同时发,当点运动到点时,,运动停止,设运动时间为.
(1)直接写出的长(cm);
(2)当四边形为平行四边形时,直接写出四边形的周长(cm);
(3)在点、点的运动过程中,是否存在某一时刻,使得的面积为?若存在,请求出所有满足条件的的值;若不存在,请说明理由.
【变式训练1】如图,在四边形中,,点P自点A沿折线以的速度运动,点Q自点C沿向以的速度运动.点P,Q同时出发,其中一个点到达终点,另一个点也停止运动.设运动时间为.
(1)当P在边上,点Q在边上时,如图1.
①用含t的代数式表示:___________,___________;
②若四边形是平行四边形,求t的值?
(2)求的面积S与运动时间t之间的数量关系式,并写出t的取值范围.
【变式训练2】如图,在矩形ABCD中,AB=12,BC=18,点P从点A出发,以每秒2个单位长度的速度沿AD边做往返运动,在点P出发的同时,点Q从点B出发,以每秒1个单位长度的速度沿BC边向终点(运动,当点Q到达点C时,两点间时停止运动,连接PQ,设运动时间为t(秒).
(1)当t= 4时,PD的长度为
(2)当四边形ABQP为矩形时,t的值为
(3)设四边形ABQP的面积为S,求S与t之间的函数关系式;
(4)当PQ所在的直线将矩形ABCD分成的两部分的面积比为1∶2时,直接写出t的值.
【变式训练3】如图,在中,,平分,过点作的平行线交的延长线于点,连接.
(1)求证:四边形是菱形;
(2)如果,的长单位:米)是的两根,求的长以及菱形的面积;
(3)在(2)的条件下,若动点从出发,,沿以米秒的速度匀速直线运动到点C,动点从出发,沿以米秒的速度匀速直线运动到点,当运动到点时,运动停止.若、同时出发,问出发几秒钟后,的面积为米2
类型二、几何图形存在性问题
例1.如图,在中,,,.点从点出发沿方向以每秒个单位长的速度向点A匀速运动,同时点从点出发沿方向以每秒个单位长的速度向点匀速运动,当其中一个点到达终点时,另一个点也随之停止运动.设点运动的时间是秒.过点作于点,连接DE,EF.
(1)求的长;
(2)求证:;
(3)当为何值时,为直角三角形?请说明理由.
例2.如图,已知正方形的边长为,动点从点出发,以的速度沿方向向点运动,动点从点出发,以的速度沿方向向点运动,若、两点同时出发运动时间为.
(1)连接、、,求当为何值时,的面积为?
(2)当点P在上运动时,是否存在这样的t使得是以为一腰的等腰三角形?若存在,请求出符合条件的t的值;若不存在,请说明理由.
例3.如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,∠B=90°,AB=8cm,AD=12cm,BC=18cm,点P从点A出发以1cm/s的速度向点D运动;点Q从点C同时出发,以2cm/s的速度向点B运动,当点Q到达点B时,点P也停止运动,设点P,Q运动的时间为ts.
(1)从运动开始,当t取何值时,PQ∥CD?
(2)在整个运动过程中是否存在t值,使得四边形PQCD是菱形?若存在,请求出t值;若不存在,请说明理由;
(3)从运动开始,当t取何值时,四边形PQBA是矩形?
(4)在整个运动过程中是否存在t值,使得四边形PQBA是正方形?若存在,请求出t值;若不存在,请说明理由.
例4.如图,在菱形中,对角线与交于点,且,,现有两动点,分别从,同时出发,点沿线段向终点运动,点沿折线向终点运动,当其中一点到达终点时,另一点也随之停止运动,设运动时间为(秒).
(1)填空: ;菱形的面积 ;菱形的高 .
(2)若点的速度为每秒个单位,点的速度为每秒个单位(其中),当时在平面内存在点使得以,,,为顶点的四边形为菱形,请求出所有满足条件的的值.
类型三、直线位置关系问题
例1.如图,在中,,,,点D是边的中点,动点P从点A出发以每秒1个单位的速度沿向终点C运动,过点P作交折线于点Q(点Q不与点D重合),以、为邻边构造平行四边形,设点P的运动时间为t秒.
(1)直接写出的长.
(2)当点Q落在边上时,用含t的代数式表示的长.
(3)当平行四边形为轴对称图形时求t的值.
(4)连接,当与的某条边平行时,直接写出t的值.
例2.如图,在中,,,连接,恰有,过点作于点.动点从点出发沿以的速度向终点运动,同时点从点出发,以的速度沿射线运动,当点到达终点时,点也随之停止运动,设点运动的时间为.
(1)分别求和的长度;
(2)连接,当时,判断与是否垂直,并说明理由;
(3)试判断是否存在t的值,使得以P,Q,C,D为顶点的四边形为平行四边形?若存在,求出t