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第二部分 专题复习
专题十 动态问题
(2023·洛阳一模)如图1,在等边三角形ABC中,点D为AC的中点,点P从点A出发,沿A→B→C的路径匀速运动到点C,设点P的运动时间为x,△APD的面积为y,图2是点P运动时y随x变化的关系图象,则AB的长为 4 .
4
如图,在Rt△ABC中,AC=4 cm,BC=3 cm,点P由点B出发沿BA的方向向点A匀速运动,速度为1 cm/s,同时点Q由点A出发沿AC的方向向点C匀速运动,速度为2 cm/s,连接PQ,设运动的时间为t(s),其中0<t≤2.解答下列问题:
(1)当t为何值时,PQ∥BC?
解:(1)在Rt△ABC中,AB==5.
由题意,得BP=t,AP=5-t,AQ=2t.
∵PQ∥BC,∴△APQ∽△ABC.
∴=,即=.∴t=.
∴当t=时,PQ∥BC.
(2)设△APQ的面积为S(cm2),当t为何值时,S取得最大值,并求出最大值.
(2)如图1,过点P作PH⊥AC于点H.∵∠C=90°,∴AC⊥BC.
∴PH∥BC.∴△APH∽△ABC.
∴=.∴=.∴PH=3-t.
∴S=AQ·PH=×2t·(3-t)=-t2+3t=- +.
∵0<t≤2,∴当t为2时,S最大,最大值为 cm2.
(3)当t为何值时,以点P,Q,A为顶点的三角形与△ABC相似?
(3)分两种情况:
①如图2,当∠PQA=90°时,△APQ∽△ABC.
∴=,即=.解得t=.
②如图3,当∠APQ=90°时,△AQP∽△ABC.
∴=,即=.解得t=.
综上所述,t的值为或时,以点P,Q,A为顶点的三角形与△ABC相似.
(4)点P,Q在运动的过程中,△APQ能否成为等腰三角形?若能,请求出此时t的值;若不能,请说明理由.
(4)△APQ能成为等腰三角形.分三种情况:
①如图4,当AP=AQ时,5-t=2t.解得t=.
②如图5,当AP=PQ时,过点P作PM⊥AC于点M.
∴∠AMP=90°,AM=QM=AQ=t.
∵∠ACB=90°,∴PM∥BC.
∴△APM∽△ABC.∴=,即=.
解得t=(不符合题意,舍去).
③如图6,当PQ=AQ时,过点Q作QN⊥AB于点N.
∴∠ANQ=∠ACB=90°,AN=NP=AP=(5-t).
又∠NAQ=∠CAB,∴△ANQ∽△ACB.
∴=,即=.解得t=.
综上所述,当t的值为或时,△APQ能成为等腰三角形.
(广东中考)已知Rt△OAB,∠OAB=90°,∠ABO=30°,斜边OB=4,将Rt△OAB绕点O顺时针旋转60°,如图,连接BC.
(1)填空:∠OBC= 60 °;
60
解:(1)提示:由旋转的性质,得OB=OC,∠BOC=60°.
∴△OCB是等边三角形. ∴∠OBC=60°.
(2)如图1,连接AC,作OP⊥AC,垂足为点P,求OP的长;
(2)∵∠OAB=90°,OB=4,∠ABO=30°,
∴OA=OB=2,AB=OB·cos 30°=2.
由旋转的性质,得△OCB是等边三角形.
∴BC=OB=4,∠OBC=60°.
∴∠ABC=∠ABO+∠OBC=90°.
∴AC==2.
∴S△AOC=OA·AB=AC·OP.
∴OP==. ∴OP的长为.
(3)如图2,点M,N同时从点O出发,在△OCB边上运动,点M沿O→C→B路径匀速运动,点N沿O→B→C路径匀速运动,当两点相遇时运动停止,已知点M的运动速度为1.5单位长度/秒,点N的运动速度为1单位长度/秒,设运动时间为x秒,△OMN的面积为y,求当x为何值时y取得最大值?最大值为多少?
(3)①当0<x≤时,点M在OC上运动,点N在OB上运动,
如答图1,过点N作NE⊥OC于点E,
则ON=x,OM=1.5x,∠NOE=60°,∠NEO=90°.
∴OE=x,NE=ON·sin 60°=x.
∴y=OM·NE=×1.5x·x=x2.
∵>0,0<x≤,∴y随x的增大而增大.
∴当x=时,y有最大值,最大值为.
②当<x≤4时,点M在BC上运动,点N在OB上运动,
如答图2,过点M作MH⊥OB于点H,
则ON=x,∠HBM=60°,∠BHM=90°,BM=8-1.5x.
∴MH=BM·sin 60°=(8-1.5x).
∴y=ON·MH=x·(8-1.5x)=-x2+2x=- +.
∵-<0,∴当x=时,y有最大值.
∵x>,∴y最大值<.
③当4<x≤时,如答图3,点M,N都在BC上运动,
过点O作OG⊥BC于点G,则MN=12-2.5x,OG=AB=2.
∴y=OG·MN=×2×(12-2.5x)=12-) x.
∵-<0,∴y随x的增大而减小.
∴当x=4时,y有最大