Question

【題目】如圖1，在銳角△ABC中，AB=5，tanC=3，BD⊥AC于點(diǎn)D，BD=3，點(diǎn)P從點(diǎn)A出發(fā)，以每秒1個(gè)單位長(zhǎng)度的速度沿AB向終點(diǎn)B運(yùn)動(dòng)，過(guò)點(diǎn)P作PE∥AC交邊BC于點(diǎn)E，以PE為邊作Rt△PEF，使∠EPF=90°，點(diǎn)F在點(diǎn)P的下方，且EF∥AB．設(shè)△PEF與△ABD重疊部分圖形的面積為S（平方單位）（S＞0），點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t（秒）

（t＞0）．

（1）求線段AC的長(zhǎng)．

（2）當(dāng)△PEF與△ABD重疊部分圖形為四邊形時(shí)，求S與t之間的函數(shù)關(guān)系式，并寫(xiě)出t的取值范圍．

（3）若邊EF所在直線與邊AC交于點(diǎn)Q，連結(jié)PQ，如圖2，直接寫(xiě)出△ABC的某一頂點(diǎn)到P、Q兩點(diǎn)距離相等時(shí)t的值．

Answer 1

【答案】（1）5（2）S=（5﹣t）2（3）綜上所述，t=s或s或s時(shí)，滿足題目要求

【解析】分析: （1）在Rt△ABD中，利用勾股定理求出AD，在Rt△BDC中，求出CD即可．

（2）分2種情形求解：如圖1中，當(dāng)0＜t≤1時(shí)，重疊部分是四邊形PMDN．如圖2中，當(dāng)≤t＜5時(shí)，重疊部分是四邊形PNMF．

（3）如圖5中，當(dāng)PQ的垂直平分線經(jīng)過(guò)當(dāng)A時(shí)．根據(jù)PE=PA，可得t=5-t解決問(wèn)題．如圖6中，當(dāng)PQ的垂直平分線經(jīng)過(guò)點(diǎn)B時(shí)，作EN⊥AC于N，EP交BD于M．在Rt△BQD中，根據(jù)BQ2=QD2+BD2，列出方程即可解決問(wèn)題.

詳解:

（1）在Rt△ABD中，∠BDA=90°，AB=5，BD=3，

∴AD===4，

在Rt△BCD中，∠BDC=90°，BD=3，tanc=3，∴CD===1，

∴AC=AD+CD=4+1=5．

（2）如圖1中，當(dāng)0＜t≤1時(shí)，重疊部分是四邊形PMDN．

易知PA=t，AM=t，PM=t，DM=4﹣t，

∴S=t（4﹣t）=﹣t2+t．

如圖2中，當(dāng)≤t＜5時(shí)，重疊部分是四邊形PNMF．

∵AB=5，AC=AD+CD=4+1=5，

∴AC=AB，

易證PB=PE=5﹣t，PF=（5﹣t），PN=（5﹣t），

S=（5﹣t）（5﹣t）﹣（5﹣t）（5﹣t）=（5﹣t）2．

（3）如圖3中，當(dāng)A到P、Q距離相等時(shí)．

易知四邊形APEQ時(shí)菱形，∴PE=PA，即t=5﹣t，∴t=．

如圖4中，當(dāng)B到P、Q距離相等時(shí)，作EN⊥AC于N，EP交BD于M．

易知四邊形PENG是矩形，四邊形DMEN是矩形，∴PG=EN=t，EM=DN=PE﹣PM=（5﹣t），

QN=EN=t，∴QD=4﹣（5﹣t）=t﹣1，在Rt△BQD中，∵BQ2=QD2+BD2，

∴（5﹣t）2=32+（t﹣1）2，∴t=．

如圖5中，當(dāng)C到P、Q距離相等時(shí)，作PM⊥AC與M，連接PC．

由PC=CQ，可得：（t）2+（5﹣t）2=t2，解得t=

綜上所述，t=s或s或s時(shí)，滿足題目要求．

點(diǎn)睛: 本題考查三角形綜合題、解直角三角形、勾股定理、銳角三角函數(shù)等知識(shí)，解題的關(guān)鍵是靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題，學(xué)會(huì)用分類(lèi)討論的思想思考問(wèn)題，學(xué)會(huì)構(gòu)建方程解決問(wèn)題，屬于中考?jí)狠S題.