第14章《全等三角形》动点问题专题 2026-2027学年人教版数学八年级上册
2026-10-28
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内容正文:
湖北省武汉市2026-2027学年度第一学期人教版八年级第14章《全等三角形》动点问题专题
一.选择题(共2小题)
1.如图,已知线段AB=20m,MA⊥AB于点A,MA=6m,射线BD⊥AB于点B,点P从点B向点A运动,每秒走1m,点Q从点B向点D运动,每秒走3m.若P,Q同时从B出发,则出发x秒后,在线段MA上有一点C,使△CAP与△PBQ全等,则x的值为( )
A.5 B.5或10 C.10 D.6或10
2.如图,CA⊥AB,垂足为点A,AB=24cm,AC=12cm,射线BM⊥AB,垂足为点B,一动点E从A点出发以3cm/s沿射线AN运动,点D为射线BM上一动点,随着E点运动而运动,且始终保持ED=CB,当点E运动( )秒时,△DEB与△BCA全等.(注:点E与A不重合)
A.4或12 B.12或16 C.4或16 D.4或12或16
二.填空题(共8小题)
3.如图,△ABC是边长为6cm的等边三角形,动点P,Q同时从A,B两点出发,分别在AB,BC边上匀速移动,它们的速度分别为2cm/s和1cm/s,当点P到达点B时,P,Q两点停止运动,设点P的运动时间为ts,则当t=____________________ s时,△PBQ为直角三角形.
4.如图,在四边形ABCD中,∠B=∠C=120°,AB=6cm,BC=9cm,CD=12cm,点P在线段BC上以2cm/s的速度由点B向点C运动,同时点Q在线段CD上由点C向点D匀速运动,若△BAP与△PCQ在某一时刻全等,则点Q运动速度为____________________ .
5.如图,四边形ABCD中,AB=12cm,BC=24cm,CD=20cm,∠B=∠C=60°.点E为线段AB的中点.点P在线段BC上以3cm/s的速度由B向C运动,同时点Q在线段CD上由C向D运动.当△BPE与△CPQ全等时,则点Q的速度为__________________ .
6.如图,Rt△ABC中,∠ACB=90°,CD是△ABC的高,BC=3cm,AB=5cm,现有一动点P,以1cm/s的速度从点C出发向点A匀速运动,到点A停止;同时,另一个动点Q,从点A出发向点B匀速运动,到点B停止.在两点运动过程中的某一时刻,△APQ恰好与△CBD全等,则点Q的运动速度为 ____________________ cm/s.
7.如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,∠B=∠C=60°,AB=3cm,BC=4cm,点P在线段BC上以1cm/s的速度由点B向点C运动,同时,点Q由点C向点D运动.设运动时间为ts,点Q运动速度为xcm/s,当△ABP与△PCQ全等时,t的值为 ________ .
8.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,BC=7cm,AC=24cm,CD为AB边上的高,直线CD上一点F满足CF=AB,点E从点B出发在直线BC上以3cm/s的速度移动,设运动时间为t秒,当t=____________________ 秒时,能使△ABC≌△CFE.
9.如图,在△ABC中,∠A=30°,AC=8cm,BC=6cm,CD为AB边上的高,点E从点B出发在射线BC上以2cm/s的速度移动,设运动时间为ts,当CE=CD时,t的值为________ .
10.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=21cm,BC=9cm,CD为AB边上的高,点E从点B出发,在直线BC上以3cm/s的速度移动,过点E作BC的垂线交直线CD于点F,当点E运动 __________ s时,CF=AB.
三.解答题(共4小题)
11.如图,小明和小楠两人围绕一个三角形的场地做游戏,开始时小明和小楠分别站在A、B两点,AB=AC=BC=10m.已知小明的速度是1m/s,小楠的速度是2m/s,当小楠第一次到达点B时,小明和小楠同时停止运动.
(1)小明和小楠同时运动几秒后,小楠追上小明?
(2)小明和小楠同时运动几秒后,恰好使得两人和点A可得到等边三角形?
(3)当小明和小楠在边BC上运动时(B、C两点除外),能否使得他们到点A的距离相等?如果能,请求出此时小明和小楠运动的时间;如果不能,请说明理由.
12.已知AB=12cm,AC=BD=10cm,点P在线段AB上以2cm/s的速度由点A向点B运动,同时点Q在线段BD上由点B向点D运动,它们运动的时间为t秒.
(1)如图1,若AC⊥AB,BD⊥AB,且点Q的运动速度与点P的运动速度相同,当t=1时,△ACP与△BPQ是否全等,并判断此时线段PC和线段PQ的位置关系和数量关系,请分别说明理由;
(2)如图2,若∠A=∠B=60°,设点Q的运动速度为vcm/s,是否存在实数v,使得△ACP与△BPQ全等?若存在,求出v,t的值;若不存在,请说明理由.
13.在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=BC,BC=8cm,D为AB的中点,动点E从点C开始沿射线CB方向以2cm/s的速度运动.
(1)如图1,当点E在BC边上运动时,过点D作DE的垂线交直线AC于点F,试探究线段CE,AF之间的数量关系,请写出结论并证明;
(2)动点P也同时从点C开始在直线AC上以1cm/s的速度向远离C点的方向运动,分别连接DC,DE,DP.设动点E的运动时间为ts,则当t为何值时,△DCP与△DBE全等?
14.如图,△ABC中,∠ACB=90°,AC=6cm,BC=8cm,直线l经过点C且与边AB相交.动点P从点A出发沿AC边向终点C运动;动点Q从点B出发沿BC边向终点C运动.点P和点Q的速度分别为1cm/s和2cm/s,两点同时出发并开始计时,设运动时间为t秒,当点Q到达终点C时,点P也随之停止运动.
(1)AP= _____ cm,CQ= ___________ cm(用含t的代数式表示);
(2)当S△ABP=S△ACQ时,求t的值;
(3)分别过点P和点Q作PE⊥l于点E,QF⊥l于点F,则当t= _____ 秒时,△PEC与△QFC全等.
湖北省武汉市2026-2027学年度第一学期人教版八年级第14章《全等三角形》动点问题专题
参考答案与试题解析
一.选择题(共2小题)
1.如图,已知线段AB=20m,MA⊥AB于点A,MA=6m,射线BD⊥AB于点B,点P从点B向点A运动,每秒走1m,点Q从点B向点D运动,每秒走3m.若P,Q同时从B出发,则出发x秒后,在线段MA上有一点C,使△CAP与△PBQ全等,则x的值为( )
A.5 B.5或10 C.10 D.6或10
【分析】求出BP=xm,BQ=3xm,AP=(20﹣x)m,根据全等三角形得出①AC=BP=xm,AP=BQ=3xm,②AC=BQ=3xm,BP=AP=xm,再列出方程,最后求出x即可.
【解答】解:∵出发x秒,点P从点B向点A运动,每秒走1m,点Q从点B向点D运动,每秒走3m,
∴BP=x•1=x(m),BQ=x•3=3x(m),则AP=(20﹣x)m,
∵MA⊥AB,BD⊥AB,
∴∠A=∠B=90°,
要使△CAP与△PBQ全等,有两种情况:
①AC=BP=xm,AP=BQ=3xm,
即20﹣x=3x,
解得:x=5;
②AC=BQ=3xm,BP=AP=xm,
即20﹣x=x,
解得:x=10,
当x=10时,AC=30,不符合题意,舍去,
所以x=5,
故选:A.
【点评】本题考查了全等三角形的判定定理,能熟记全等三角形的判定定理是解此题的关键,注意:全等三角形的判定定理有SAS,ASA,AAS,SSS,两直角三角形全等还有HL等.
2.如图,CA⊥AB,垂足为点A,AB=24cm,AC=12cm,射线BM⊥AB,垂足为点B,一动点E从A点出发以3cm/s沿射线AN运动,点D为射线BM上一动点,随着E点运动而运动,且始终保持ED=CB,当点E运动( )秒时,△DEB与△BCA全等.(注:点E与A不重合)
A.4或12 B.12或16 C.4或16 D.4或12或16
【分析】依题意得△DEB与△BCA都是直角三角形,且有以下三种情况讨论:①当E在线段AB上,且AC=BE=12cm时,则可依据“HL”判定Rt△ACB和Rt△BED全等,进而得AE=AB﹣BE=12(cm),由此即可得出点E的运动时间为4秒;②当E在BN上,且AC=BE=12cm时,则可依据“HL”判定Rt△ACB和Rt△BED全等,进而得AE=AB+BE=36cm,由此即可得出点E的运动时间为12秒;③当E在BN上,AB=EB=24cm时,则可依据“HL”判定Rt△ACB和Rt△BED全等,进而得AE=AB+BE=48cm,由此即可得出点E的运动时间为16秒.综上所述即可得出答案.
【解答】解:∵CA⊥AB,垂足为点A,射线BM⊥AB,垂足为点B,
∴∠EBD=∠A=90°,
∴△DEB与△BCA都是直角三角形,
又∵E从A点出发以3cm/s沿射线AN运动(点E与A不重合),AB=24cm,AC=12cm,
∴有以下三种情况讨论:
①当E在线段AB上,且AC=BE=12cm时,则Rt△ACB≌Rt△BED(HL),
∴AE=AB﹣BE=12(cm),
∴点E的运动时间为:12÷3=4(秒);
②当E在BN上,且AC=BE=12cm时,则Rt△ACB≌RT△BED(HL),
∴AE=AB+BE=24+12=36(cm),
∴点E的运动时间为:36÷3=12(秒);
③当E在BN上,AB=EB=24cm时,则Rt△ACB≌RT△BED(HL),
∴AE=AB+BE=24+24=48cm,
∴点E的运动时间为:48÷3=16(秒).
综上所述,当点E运动4或12或16秒时,△DEB与△BCA全等.
故选:D.
【点评】此题主要考查了全等三角形的判定,熟练掌握全等三角形的判定是解决问题的关键,分类讨论是解决问题的难点,也是易错点.
二.填空题(共8小题)
3.如图,△ABC是边长为6cm的等边三角形,动点P,Q同时从A,B两点出发,分别在AB,BC边上匀速移动,它们的速度分别为2cm/s和1cm/s,当点P到达点B时,P,Q两点停止运动,设点P的运动时间为ts,则当t= 或 s时,△PBQ为直角三角形.
【分析】先分别表示出BP,BQ的值,当∠BQP和∠BPQ分别为直角时,由等边三角形的性质就可以求出结论.
【解答】解:∵△ABC是等边三角形,
∴AB=BC=6cm,∠A=∠B=∠C=60°,
当∠PQB=90°时,∠BPQ=30°,
∴BP=2BQ.
∵BP=6﹣2x,BQ=x,
∴6﹣2x=2x,
解得x;
当∠QPB=90°时,∠PQB=30°,
∴BQ=2PB,
∴x=2(6﹣2x),
解得x.
答:或秒时,△BPQ是直角三角形.
故答案为或.
【点评】本题考查了等边三角形的性质的运用,30°角的直角三角形的性质的运用,勾股定理的运用,利用分类讨论是解题的关键.
4.如图,在四边形ABCD中,∠B=∠C=120°,AB=6cm,BC=9cm,CD=12cm,点P在线段BC上以2cm/s的速度由点B向点C运动,同时点Q在线段CD上由点C向点D匀速运动,若△BAP与△PCQ在某一时刻全等,则点Q运动速度为 cm/s或2cm/s .
【分析】设点P运动时间为t秒,点Q运动速度为vcm/s,则BP=2tcm,CQ=vtcm,根据∠B=∠C=120°,可得△BAP≌△CQP或△BAP≌△CPQ,再根据全等三角形的性质,即可求解.
【解答】解:设点P运动时间为t秒,点Q运动速度为vcm/s,则BP=2tcm,CQ=vtcm,
∵BC=9cm,
∴CP=BC﹣BP=(9﹣2t)cm,
∵∠B=∠C=120°,
∴△BAP≌△CQP或△BAP≌△CPQ,
①当△BAP≌△CQP时,CQ=AB=6cm,BP=CPBCcm,
∴2t,
∴t(s),
∴,
解得:v;
②当△BAP≌△CPQ时,CP=BA,BP=CQ=vtcm,
∴2t=vt,
解得:v=2;
综上所述,点Q运动速度为cm/s或2cm/s.
故答案为:cm/s或2cm/s.
【点评】本题主要考查了全等三角形的性质,掌握全等三角形的性质是解题的关键.
5.如图,四边形ABCD中,AB=12cm,BC=24cm,CD=20cm,∠B=∠C=60°.点E为线段AB的中点.点P在线段BC上以3cm/s的速度由B向C运动,同时点Q在线段CD上由C向D运动.当△BPE与△CPQ全等时,则点Q的速度为 1.5cm/s或3cm/s .
【分析】设点Q的运动速度为xcm/s,运动的时间为ts,则BP=3tcm,CQ=xtcm,由点E为线段AB的中点得到BE=6cm,由于∠B=∠C,根据全等三角形的判定定理可得到当BE=CQ,BP=CP时,△BPE≌△CPQ,即xt=6,3t=24﹣3t;当BE=CP,BP=CQ时,△BPE≌△CQP,即24﹣3t=6,3t=xt,然后分别求出x即可.
【解答】解:设点Q的运动速度为xcm/s,运动的时间为ts,则BP=3tcm,CQ=xtcm,
∵点E为线段AB的中点,
∴,
∵∠B=∠C,
∴当BE=CQ,BP=CP时,
在△BPE和△CPQ中,
,
△BPE≌△CPQ(SAS),
即xt=6,3t=24﹣3t,
解得t=4,x=1.5,
即此时点Q的运动速度为1.5cm/s;
当BE=CP,BP=CQ时,
在△BPE和△CQP中,
,
△BPE≌△CQP(SAS),
即24﹣3t=6,3t=xt,
解得t=6,x=3,
即此时点Q的运动速度为3cm/s;
综上所述,点Q的运动速度为1.5cm/s或3cm/s,
故答案为:1.5cm/s或3cm/s.
【点评】本题考查了全等三角形的判定,勾股定理,关键是相关性质和定理的熟练掌握.
6.如图,Rt△ABC中,∠ACB=90°,CD是△ABC的高,BC=3cm,AB=5cm,现有一动点P,以1cm/s的速度从点C出发向点A匀速运动,到点A停止;同时,另一个动点Q,从点A出发向点B匀速运动,到点B停止.在两点运动过程中的某一时刻,△APQ恰好与△CBD全等,则点Q的运动速度为 或 cm/s.
【分析】先利用怪怪的了计算出AC=4cm,再利用面积法求出CDcm,设点Q的运动速度为xcm/s,运动的时间为ts,则AP=(4﹣t)cm,AQ=xtcm,由于∠A=∠BCD,利用“SAS”可得到当AP=CB,AQ=CD或当AP=CD,AQ=CB得到△APQ与△CBD全等,即4﹣t=3,xt或4﹣t,xt=3,然后分别解方程求出对应的x的值即可.
【解答】解:∵∠ACB=90°,BC=3cm,AB=5cm,
∴AC4(cm),
设点Q的运动速度为xcm/s,运动的时间为ts,则AP=(4﹣t)cm,AQ=xtcm,
∵CD•ABAC•BC,
∴CD(cm),
∵∠A+∠B=90°,∠BCD+∠B=90°,
∴∠A=∠BCD,
∴当AP=CB,AQ=CD时,可根据“SAS”判断△APQ≌△CBD,
即4﹣t=3,xt,解得t=1,x;
当AP=CD,AQ=CB时,可根据“SAS”判断△APQ≌△CDB,
即4﹣t,xt=3,解得t,x;
综上所述,点Q的运动速度为或cm/s.
故答案为或.
【点评】本题考查了全等三角形的判定:熟练掌握全等三角形的5种判定方法是解决问题的关键.选用哪一种方法,取决于题目中的已知条件,也考查了勾股定理.
7.如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,∠B=∠C=60°,AB=3cm,BC=4cm,点P在线段BC上以1cm/s的速度由点B向点C运动,同时,点Q由点C向点D运动.设运动时间为ts,点Q运动速度为xcm/s,当△ABP与△PCQ全等时,t的值为 2或7 .
【分析】先表示出BP=tcm,CQ=xtcm,PC=(4﹣t)cm,由于∠B=∠C,根据全等三角形的判定方法,当BA=CP,BP=CQ时,△BAP∽△CPQ,即4﹣t=3,t=xt;当BA=CQ,BP=CP时,△BAP∽△CQP,即xt=3,t=4﹣t,然后分别解方程可得到t的值.
【解答】解:根据题意,BP=tcm,CQ=xtcm,PC=(4﹣t)cm,
∵∠B=∠C,
∴当BA=CP,BP=CQ时,根据“SAS”可判断△BAP∽△CPQ,
即4﹣t=3,t=xt,
解得t=7;
当BA=CQ,BP=CP时,根据“SAS”可判断△BAP∽△CQP,
即xt=3,t=4﹣t,
解得t=2;
综上所述,t的值为2或7时,△ABP与△PCQ全等.
故答案为:2或7.
【点评】本题考查了全等三角形的判定:熟练掌握全等三角形的5种判定方法是解决问题的关键.
8.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,BC=7cm,AC=24cm,CD为AB边上的高,直线CD上一点F满足CF=AB,点E从点B出发在直线BC上以3cm/s的速度移动,设运动时间为t秒,当t= 或时 秒时,能使△ABC≌△CFE.
【分析】分两种情况,当F在C上方时,当CE=AC=24cm时,△ABC≌△CFE.由BE=BC+CE=7+24=31(cm),得到t;当F在C下方时,CE′=AC=24cm时,△ABC≌△CFE,由BE′=CE′﹣BC=24﹣7=17(cm),求出t,即可得到答案.
【解答】解:如图,∵∠ACB=90°,CD⊥AB,
∴∠BCD+∠ACD=∠A+∠ACD=90°,
∴∠A=∠BCD,
∵∠ECF=∠BCD,
∴∠ECF=∠A,
当F在C上方时,
∵AB=CF,∠A=∠ECF,
∴当CE=AC=24cm时,△ABC≌△CFE.
∵BE=BC+CE=7+24=31(cm),
∴t;
当F在C下方时,
∵CF′=AB,∠BCD=∠A,
∴当CE′=AC=24cm时,△ABC≌△CFE,
∵BE′=CE′﹣BC=24﹣7=17(cm),
∴t,
∴当t或时,能使△ABC≌△CFE.
故答案为:或时.
【点评】本题考查全等三角形的判定,关键是要分两种情况讨论.
9.如图,在△ABC中,∠A=30°,AC=8cm,BC=6cm,CD为AB边上的高,点E从点B出发在射线BC上以2cm/s的速度移动,设运动时间为ts,当CE=CD时,t的值为 1或5 .
【分析】由含30度角的直角三角形的性质推出CDAC=4(cm),当E在线段BC上时,求出BE=BC﹣CE=2(cm),得到t=2÷2=1(s);当E在线段B的延长线上时,求出BE=BC+CE=10(cm),得到t=10÷2=5(s),即可得到答案.
【解答】解:∵CD为AB边上的高,
∴∠ADC=90°,
∵∠A=30°,
∴CDAC8=4(cm),
当E在线段BC上时,
∵CE=CD=4cm,
∴BE=BC﹣CE=6﹣4=2(cm),
∴t=2÷2=1(s);
当E在线段B的延长线上时,
BE=BC+CE=6+4=10(cm),
∴t=10÷2=5(s),
综上:t的值是1或5.
故答案为:1或5.
【点评】本题考查含30度角的直角三角形,关键是由含30度角的直角三角形的性质推出CDAC,分两种情况讨论.
10.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=21cm,BC=9cm,CD为AB边上的高,点E从点B出发,在直线BC上以3cm/s的速度移动,过点E作BC的垂线交直线CD于点F,当点E运动 4s或10 s时,CF=AB.
【分析】设点E运动的时间为ts,分两种情况讨论,一是点E从点B出发沿射线BC方向运动,可证明△CFE≌△ABC,则CE=AC=21cm,而BC=9cm,且BE=BC+CE,所以3t=21+9,求得t=10;二是点E从点B出发沿射线CB方向运动,可证明△CFE≌△ABC,则CE=AC=21cm,此时BE=CE﹣BC,所以3t=21﹣9,求得t=4,于是得到问题的答案.
【解答】解:设点E运动的时间为ts,
如图,点E从点B出发沿射线BC方向运动,
∵CD为AB边上的高,
∴CD⊥AB,
∵∠ACB=90°,EF⊥BC,
∴∠CEF=∠ACB=∠BDC=90°,
∴∠FCE=∠BCD=90°﹣∠ABC=∠A,
∵CF=AB,
∴△CFE≌△ABC(AAS),
∴CE=AC=21cm,
∵BC=9cm,且BE=BC+CE,
∴3t=9+21,
解得t=10;
如图,点E从点B出发沿射线CB方向运动,则∠CEF=∠ACB=90°,∠FCE=∠A=90°﹣∠ABC,
∵CF=AB,
∴△CFE≌△ABC(AAS),
∴CE=AC=21cm,
∵BC=9cm,且BE=CE﹣BC,
∴3t=21﹣9,
解得t=4;
综上,当点E运动4s或10s时,CF=AB,
故答案为:4s或10.
【点评】本题考查全等三角形的判定与性质、一元一次方程的应用,掌握分类讨论的数学思想解题的关键.
三.解答题(共4小题)
11.如图,小明和小楠两人围绕一个三角形的场地做游戏,开始时小明和小楠分别站在A、B两点,AB=AC=BC=10m.已知小明的速度是1m/s,小楠的速度是2m/s,当小楠第一次到达点B时,小明和小楠同时停止运动.
(1)小明和小楠同时运动几秒后,小楠追上小明?
(2)小明和小楠同时运动几秒后,恰好使得两人和点A可得到等边三角形?
(3)当小明和小楠在边BC上运动时(B、C两点除外),能否使得他们到点A的距离相等?如果能,请求出此时小明和小楠运动的时间;如果不能,请说明理由.
【分析】(1)根据小明的路程=小楠的路程﹣10列方程可解答;
(2)根据有一个角是60°的等腰三角形是等边三角形,可知当AM=AN即可符合条件,列方程可解答;
(3)证明△AMC≌△ANB(AAS),则CM=BN,列方程可解答.
【解答】解:(1)由题意得:2t﹣10=t,
∴t=10,
答:小明和小楠同时运动10秒后,小楠追上小明;
(2)∵△ABC是等边三角形,
∴∠A=60°,
当AN=AM时,△AMN是等边三角形,
∴10﹣2t=t,
∴t,
答:小明和小楠同时运动秒后,恰好使得两人和点A可得到等边三角形;
(3)如图1,当小明和小楠在边BC上运动时(B、C两点除外),能使得他们到点A的距离相等,即AM=AN,
由(1)知:当t=10时,小明和小楠在点C处相遇,
∵AM=AN,
∴∠AMN=∠ANM,
∴∠AMC=∠ANB,
∵△ABC是等边三角形,
∴∠B=∠C=60°,
∴△AMC≌△ANB(AAS),
∴CM=BN,
∴t﹣10=30﹣2t,
∴t.
∴当小明和小楠在边BC上运动时(B、C两点除外),能使得他们到点A的距离相等,此时小明和小楠运动的时间是秒.
【点评】本题是三角形和几何动点的综合题,考查了行程问题中的相遇问题和追及问题,等边三角形的性质和判定,最基本的数量关系:速度×时间=路程.
12.已知AB=12cm,AC=BD=10cm,点P在线段AB上以2cm/s的速度由点A向点B运动,同时点Q在线段BD上由点B向点D运动,它们运动的时间为t秒.
(1)如图1,若AC⊥AB,BD⊥AB,且点Q的运动速度与点P的运动速度相同,当t=1时,△ACP与△BPQ是否全等,并判断此时线段PC和线段PQ的位置关系和数量关系,请分别说明理由;
(2)如图2,若∠A=∠B=60°,设点Q的运动速度为vcm/s,是否存在实数v,使得△ACP与△BPQ全等?若存在,求出v,t的值;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)当t=1时,依题意得∠A=∠B=90°,AP=BQ=2cm,进而得AC=BP=10cm,由此可依据“SAS”判定△ACP和△BPQ全等得PC=PQ,∠C=∠BPQ,再根据∠C+∠APC=90°得∠BPQ+∠APC=90°,继而得∠CPQ=90°,则PC⊥PQ;
(2)依题意得AP=2tcm,BQ=vtcm,则BP=(12﹣2t)cm,再根据∠A=∠B=60°得当△ACP与△BPQ全等时,有以下两种情况:①当AC=BP,AP=BQ时,则△ACP≌△BPQ(SAS),由AC=BP得10=12﹣2t,解得t=1,由AP=BQ,得2t=vt,将t=1代入得v=2,②当AC=BQ,AP=BP时,则△ACP≌△BQP(SAS),由AP=BP得2t=12﹣2t,解得t=3,由AC=BQ得10=vt,将t=3代入得v,综上所述即可得出答案.
【解答】解:(1)当t=1时,△ACP与△BPQ全等,
线段PC和线段PQ的位置关系是:PC⊥PQ,数量关系是:PC=PQ,理由如下:
∵AC⊥AB,BD⊥AB,
∴∠A=∠B=90°,
∵点P在线段AB上以2cm/s的速度由点A向点B运动,
∴AP=2cm,
∵AB=12cm,AC=BD=10cm,
∴BP=AB﹣AP=10(cm),
∴AC=BP=10cm,
又∵且点Q的运动速度与点P的运动速度相同,
∴BQ=2cm,
∴AP=BQ=2cm,
在△ACP和△BPQ中,
,
∴△ACP≌△BPQ(SAS),
∴PC=PQ,∠C=∠BPQ,
在Rt△ACP中,∠C+∠APC=90°,
∴∠BPQ+∠APC=90°,
∴∠CPQ=180°﹣(∠BPQ+∠APC)=90°,
∴PC⊥PQ;
(2)依题意得:AP=2tcm,BQ=vtcm,
∵AB=12cm,AC=BD=10cm,
∴BP=AB﹣AP=(12﹣2t)cm,
又∵∠A=∠B=60°,
∴当△ACP与△BPQ全等时,有以下两种情况:
①当AC=BP,AP=BQ时,则△ACP≌△BPQ(SAS),
由AC=BP,得:10=12﹣2t,
解得:t=1,
由AP=BQ,得:2t=vt,
∵t=1,
∴v=2,
即当t=1s,v=2cm/s时,△ACP与△BPQ全等;
②当AC=BQ,AP=BP时,则△ACP≌△BQP(SAS),
由AP=BP,得:2t=12﹣2t,
解得:t=3,
由AC=BQ,得:10=vt,
∵t=3,
∴v,
即当t=3s,v=10/3cm/s时,△ACP与△BPQ全等,
综上所述:v,t的值分别为t=1s,v=2cm/s或t=3s,vcm/s.
【点评】此题主要考查了全等三角形的判定和性质,直角三角形的性质,熟练掌握全等三角形的判定和性质,直角三角形的性质是解决问题的关键,分类讨论是解决问题的易错点.
13.在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=BC,BC=8cm,D为AB的中点,动点E从点C开始沿射线CB方向以2cm/s的速度运动.
(1)如图1,当点E在BC边上运动时,过点D作DE的垂线交直线AC于点F,试探究线段CE,AF之间的数量关系,请写出结论并证明;
(2)动点P也同时从点C开始在直线AC上以1cm/s的速度向远离C点的方向运动,分别连接DC,DE,DP.设动点E的运动时间为ts,则当t为何值时,△DCP与△DBE全等?
【分析】(1)连接CD,根据等腰直角三角形性质得∠A=∠ABC=∠DCE=45°,CD⊥AB,CD=AD=BD,在根据DF⊥DE可得∠CDE=∠ADF,由此可依据“ASA”判定△CDE和△ADF全等,然后根据全等三角形的性质可得出线段CE,AF之间的数量关系;
(2)依题意有以下两种情况:①当点P在直线AC上沿AC方向运动时,设点M为AC延长线上的点,N为CB延长线上的点,先求出∠DCM=∠DBN=135°,再根据CD=BD,点P在AC的延长线上,得△DCP与△DBE全等时,点E在CB的延长线上,此时CP=BE,然后根据点E,P的运动速度和时间得CE=2tcm,CP=tcm,则BE=CE﹣BC=(2t﹣8)cm,最后根据CP=BE可求出t的值;当点P在直线上沿CA方向运动时,②根据CD=DB,∠DCP=∠DBE=45°得当CP=BE时,△DCP≌△DBE,依题意得CP=tcm,CE=2tcm则BE=(8﹣2t)cm,进而得t=8﹣2t,由可得t的值,综上所述即可得出答案.
【解答】解:(1)线段CE,AF之间的数量关系是:CE=AF,证明如下:
连接CD,如图1所示:
在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,D为AB的中点,
∴∠A=∠ABC=45°,CD⊥AB,CD=AD=BD,
∴∠DCE=∠A=∠ABC=45°,∠ADF+∠CDF=90°,
∵DF⊥DE,
∴∠CDE+∠CDF=90°,
∴∠CDE=∠ADF,
在△CDE和△ADF中,
,
∴△CDE≌△ADF(ASA),
∴CE=AF;
(2)依题意有以下两种情况:
①当点P在直线AC上沿AC方向运动时,
设点M为AC延长线上的点,N为CB延长线上的点,如图2所示:
∵∠ACB=90°,CD=BD,∠DCB=∠ABC=45°,
∴∠BCM=90°,
∴∠DCM=∠DCB+∠BCM=45°+90°=135°,
∵∠DBN=180°﹣∠ABC=180°﹣45°=135°,
∴∠DCM=∠DBN=135°,
又∵CD=BD,点P在AC的延长线上,
∴当△DCP与△DBE全等时,点E在CB的延长线上,
此时CP=BE,
根据点E,P的运动速度和时间得:CE=2tcm,CP=tcm,
∵AC=BC=8cm,
∴BE=CE﹣BC=(2t﹣8)cm,
∴t=2t﹣8,
解得:t=8(s),
②当点P在直线上沿CA方向运动时,如图3所示:
∴CD=DB,∠DCP=∠DBE=45°,
∴当CP=BE时,△DCP≌△DBE,
依题意得:CP=tcm,CE=2tcm,
∴BE=BC﹣CE=(8﹣2t)cm,
∴当CP=BE时,t=8﹣2t,
解得:t(s),
∴当t为8或s时,△DCP与△DBE全等.
【点评】此题主要考查了全等三角形的判定,等腰直角三角形的性质,准确识图,熟练掌握全等三角形的判定,等腰直角三角形的性质是解决问题的关键.
14.如图,△ABC中,∠ACB=90°,AC=6cm,BC=8cm,直线l经过点C且与边AB相交.动点P从点A出发沿AC边向终点C运动;动点Q从点B出发沿BC边向终点C运动.点P和点Q的速度分别为1cm/s和2cm/s,两点同时出发并开始计时,设运动时间为t秒,当点Q到达终点C时,点P也随之停止运动.
(1)AP= t cm,CQ= (8﹣2t) cm(用含t的代数式表示);
(2)当S△ABP=S△ACQ时,求t的值;
(3)分别过点P和点Q作PE⊥l于点E,QF⊥l于点F,则当t= 2 秒时,△PEC与△QFC全等.
【分析】(1)依题意得AP=tcm,BQ=2tcm,再根据BC=8cm得CQ=(8﹣2t)cm,据此可得出答案;
(2)先求出S△ABPAP•BC=4t(cm2),S△ACQCQ•AC=(24﹣6t)cm2,根据S△ABP=S△ACQ得4t=24﹣6t,由此可得t=2.4;
(3)PE⊥l于点E,QF⊥l于点F,则∠PEC=∠CFQ=90°,证明∠EPC=∠FCQ,进而得当PC=CQ时,则可依据“AAS”判定△PEC和△CFQ全等,再求出PC=(6﹣t)cm得6﹣t=8﹣2t,由此可得t=2.
【解答】解:(1)∵动点P从点A出发沿AC边向终点C运动,速度为1cm/s,时间为t秒,
∴AP=tcm,
∵动点Q从点B出发沿BC边向终点C运动,速度为2cm/s,时间为t秒,
∴BQ=2tcm,
又∵BC=8cm,
∴CQ=(8﹣2t)cm,
故答案为:t;(8﹣2t);
(2)如图1所示:
在△ABC中,∠ACB=90°,AC=6cm,BC=8cm,
∴S△ABPAP•BCt×8=4t(cm2),S△ACQCQ•AC(8﹣2t)×6=(24﹣6t)cm2,
当S△ABP=S△ACQ时,则4t=24﹣6t,
解得:t=2.4;
(3)如图2所示:
∵PE⊥l于点E,QF⊥l于点F,
∴∠PEC=∠CFQ=90°,
在Rt△PEC中,∠EPC+∠ECP=90°,
又∵∠FCQ+∠ECP=∠ACB=90°,
∴∠EPC=∠FCQ,
∴当PC=CQ时,则△PEC≌△CFQ(AAS),
∵AC=6cm,AP=tcm,
∴PC=AC﹣AP=(6﹣t)cm,
由(1)可知:CQ=(8﹣2t)cm,
∴6﹣t=8﹣2t,
解得:t=2,
∴当t=2秒时,△PEC与△QFC全等.
故答案为:2.
【点评】此题主要考查了直角三角形的性质,全等三角形的判定,理解直角三角形的性质,熟练掌握全等三角形的判定是解决问题的关键.
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