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知識(shí)點(diǎn)剖析
在解答初中數(shù)學(xué)幾何問(wèn)題中,將復(fù)雜的圖形通過(guò)各種輔助線分割成各類經(jīng)典簡(jiǎn)單的幾何圖形,由難化簡(jiǎn)是最有效的解題手段。
在今天的題型講解中,我們將通過(guò)幾道經(jīng)典例題協(xié)助同學(xué)們解決和使用平行四邊形知識(shí)點(diǎn)來(lái)解題。
平行四邊形問(wèn)題
01
原理講解
如圖:直角三角形ABC,AB=8,BC=6,AC=10.D在AC從A往B運(yùn)動(dòng),每秒2個(gè)單位,E在BC從B往C運(yùn)動(dòng),每秒1個(gè)單位,EF始終平行AB。當(dāng)時(shí)間為何值時(shí),四邊形AFED為平行四邊形
1.表示線段
2.求解DE∥AC
3.A字形相似時(shí)即可
4.解方程
02
典型例題
1.(寧波期中)如圖,在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=8,AC=6,動(dòng)點(diǎn)P從點(diǎn)A開(kāi)始,沿邊AC向點(diǎn)C以每秒1個(gè)單位長(zhǎng)度的速度運(yùn)動(dòng),動(dòng)點(diǎn)D從點(diǎn)A開(kāi)始,沿邊AB向點(diǎn)B以每秒5/3個(gè)單位長(zhǎng)度的速度運(yùn)動(dòng),且恰好能始終保持連結(jié)兩動(dòng)點(diǎn)的直線PD⊥AC,動(dòng)點(diǎn)Q從點(diǎn)C開(kāi)始,沿邊CB向點(diǎn)B以每秒2個(gè)單位長(zhǎng)度的速度運(yùn)動(dòng),連結(jié)PQ.點(diǎn)P,D,Q分別從點(diǎn)A,C同時(shí)出發(fā),當(dāng)其中一點(diǎn)到達(dá)端點(diǎn)時(shí),另兩個(gè)點(diǎn)也隨之停止運(yùn)動(dòng),設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t秒(t≥0).
(1)當(dāng)t為何值時(shí),四邊形BQPD的面積為△ABC面積的一半?
(2)是否存在t的值,使四邊形PDBQ為平行四邊形?若存在,求出t的值;若不存在,說(shuō)明理由.
【分析】(1)先根據(jù)題意用t表示出CQ,AP,AD的長(zhǎng),再根據(jù)勾股定理得出PD的長(zhǎng),由S四邊形BQPD=S△ABC﹣S△CPQ﹣S△APD即可得出t的值;
(2)根據(jù)平行四邊形的對(duì)邊平行且相等即可得出結(jié)論.
【解答】
解:(1)∵由題意可得:CQ=2t,AP=t,AD=5/3t,
∴BQ=8﹣2t,CP=6﹣t.
又∵PD⊥AC,
∴PD=√AP2-√AD2=4/3t.
∵S四邊形BQPD=S△ABC﹣S△CPQ﹣S△APD,
∴24﹣(1/2×2t×(6﹣t)+1/2t×4/3t)=12,
(t﹣9)2=45,解得t=9±3√5,
t=9+3√5(不合題意,舍去),
∴當(dāng)t=9﹣3√5時(shí),四邊形BQPD的面積為三角形ABC面積的一半;
(2)存在,t=2.4(秒).
若四邊形BQPD為平行四邊形,則BQ與PD平行且相等,
即:3/4t=8﹣2t,
解得t=2.4.
答:存在t的值,使四邊形PDBQ為平行四邊形,此時(shí)t=2.4秒.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查的是平行四邊形的判定定理,熟知平行四邊形的對(duì)邊平行且相等是解答此題的關(guān)鍵.
03
同類練習(xí)
1.(2018春·達(dá)川區(qū)期末)如圖1,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=6,BC=8,動(dòng)點(diǎn)P從點(diǎn)A開(kāi)始沿邊AC向點(diǎn)C以每秒1個(gè)單位長(zhǎng)度的速度運(yùn)動(dòng),動(dòng)點(diǎn)Q從點(diǎn)C開(kāi)始沿邊CB向點(diǎn)B以每秒2個(gè)單位長(zhǎng)度的速度運(yùn)動(dòng),過(guò)點(diǎn)P作PD∥BC,交AB于點(diǎn)D,連接PQ,點(diǎn)P、Q分別從點(diǎn)A、C同時(shí)出發(fā),當(dāng)其中一點(diǎn)到達(dá)端點(diǎn)時(shí),另一點(diǎn)也隨之停止運(yùn)動(dòng),設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t秒(t≥0).
(1)直接用含t的代數(shù)式分別表示:QB= 8﹣2t ,PD=3/4t ;
(2)是否存在t的值,使四邊形PDBQ為平行四邊形?若存在,求出t的值;若不存在,說(shuō)明理由.
(3)如圖2,在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,求出線段PQ中點(diǎn)M所經(jīng)過(guò)的路徑長(zhǎng).
【分析】
(1)根據(jù)題意得到CQ=2t,AP=t,求出BQ,證明△ADP∽△ABC,根據(jù)相似三角形的性質(zhì)求出PD;
(2)根據(jù)平行四邊形的判定方法列出關(guān)于t的方程,解方程即可;
(3)以點(diǎn)C為原點(diǎn),以AC所在的直線為x軸,建立平面直角坐標(biāo)系,利用待定系數(shù)法求出直線M′M′′的解析式,根據(jù)一次函數(shù)圖象上得的坐標(biāo)特征得到PQ的中點(diǎn)M在直線M′M′′上,根據(jù)勾股定理計(jì)算即可.
【解答】
解:(1)由題意得,CQ=2t,AP=t,
則BQ=8﹣2t,
∵DP⊥AC,BC⊥AC,
∴PD∥BC,
∴△ADP∽△ABC,
∴AP/AC=PD/BC,即t/6=PD/8,
解得,PD=4/3t,
故答案為:8﹣2t;4/3t;
(2)存在,
∵PD∥BC,
∴當(dāng)PD=BQ時(shí),四邊形PDBQ為平行四邊形,
∴8﹣2t=4/3t,
解得,t=2.4,
則當(dāng)t=2.4時(shí),四邊形PDBQ為平行四邊形;
(3)以點(diǎn)C為原點(diǎn),以AC所在的直線為x軸,建立如圖2所示的平面直角坐標(biāo)系,
由題意得,0≤t≤4,
當(dāng)t=0時(shí),點(diǎn)M′的坐標(biāo)為(3,0),
當(dāng)t=4時(shí),點(diǎn)M′′的坐標(biāo)為(1,4),
設(shè)直線M′M′′的解析式為:y=kx+b,
則,
3k+b=0
k+b=4
解得,k=-2,b=6
∴直線M′M′′的解析式為:y=﹣2x+6,
由題意得,點(diǎn)P的坐標(biāo)為(6﹣t,0),點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(0,2t)
∴在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中PQ的中點(diǎn)M的坐標(biāo)為[(6-t)/2,t],
當(dāng)x=(6-t)/2時(shí),y=﹣2×(6-t)/2+6=t,
∴點(diǎn)M在直線M′M′′上,
作M′′N⊥x軸于N,
則M′′N=4,M′N=2,
由勾股定理得,M′M′′=√42+√22=2√5,
∴線段PQ中點(diǎn)M所經(jīng)過(guò)的路徑長(zhǎng)為2√5.
【點(diǎn)評(píng)】
本題考查的是平行四邊形的判定、待定系數(shù)法求一次函數(shù)解析式、點(diǎn)的軌跡問(wèn)題,掌握待定系數(shù)法求一次函數(shù)解析式的一般步驟、正確確定點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡是解題的關(guān)鍵.
2.(2014春·湖北校級(jí)期中)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,AB∥OC,A(0,12),B(21,12),C(16,0).一動(dòng)點(diǎn)P從點(diǎn)A出發(fā),在線段AB上以每秒2個(gè)單位長(zhǎng)度的速度向點(diǎn)B運(yùn)動(dòng);動(dòng)點(diǎn)Q從點(diǎn)O出發(fā)在線段OC上以每秒1個(gè)單位長(zhǎng)度的速度向點(diǎn)C運(yùn)動(dòng),點(diǎn)P、Q分別從點(diǎn)A、O同時(shí)出發(fā),當(dāng)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)B時(shí),點(diǎn)Q隨之停止運(yùn)動(dòng).設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t(秒).
(1)設(shè)△PQC面積為S,求S與t之間的函數(shù)關(guān)系式;
(2)當(dāng)t為何值時(shí),四邊形PQCB是平行四邊形?并求出此時(shí)P、Q兩點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)當(dāng)t為何值時(shí),△PQC是以PQ為腰的等腰三角形?并求出P、Q兩點(diǎn)的坐標(biāo).
【分析】
(1)根據(jù)題意可得QO=t,QC=16﹣t,根據(jù)三角形的面積公式可得S=×12×(16﹣t),再整理可得關(guān)系式;
(2)由題意得:QP=2t,QO=t,PB=21﹣2t,QC=16﹣t,根據(jù)平行四邊形的判定可得21﹣2t=16﹣t,再解方程即可;
(3)①當(dāng)PQ=CQ時(shí),122+t2=(16﹣t)2,解方程得到t的值,再求P點(diǎn)坐標(biāo);②當(dāng)PQ=PC時(shí),由題意得:QM=t,CM=16﹣2t,進(jìn)而得到方程t=16﹣2t,再解方程即可.
【解答】
解:(1)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t秒,則QO=t,
∵CO=16,
∴QC=16﹣t,
∵動(dòng)點(diǎn)P從點(diǎn)A出發(fā),在線段AB上移動(dòng),
∴P點(diǎn)縱坐標(biāo)為12,
∴S=1/2×12×(16﹣t)=﹣6t+96;
(2)由題意得:AP=2t,QO=t,
則:PB=21﹣2t,QC=16﹣t,
∵當(dāng)PB=QC時(shí),四邊形PQCB是平行四邊形,
∴21﹣2t=16﹣t,
解得:t=5,
∴P(10,12),Q(5,0);
(3)當(dāng)PQ=CQ時(shí),過(guò)Q作QN⊥AB,
由題意得:122+t2=(16﹣t)2,
解得:t=7/2,
故P(7,12)Q(7/2,0),
當(dāng)PQ=PC時(shí),過(guò)P作PM⊥x軸,
由題意得:QM=t,CM=16﹣2t,
t=16﹣2t,
解得:t=16/3,
2t=32/3,
故P( 32/3,12)Q(16/3,0).
【點(diǎn)評(píng)】此題主要考查了平行四邊形的判定,等腰三角形的判定,關(guān)鍵是注意分類討論,不要漏解.
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