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四边形
专题
经典
复习
原创
解答
18
四边形专题复习
1.平行四边形的判定和性质:
性 质
判 定
①平行四边形对边平行;
②平行四边形对边相等;
③平行四边形对角相等;
④平行四边形邻角互补;
⑤平行四边形对角线互相平分.
⑥平行四边形的面积
⑦平行四边形是中心对称图形,其对称中心是对角线交点
①两组对边分别平行的四边形;
②两组对边分别相等的四边形;
③一组对边平行且相等的四边形;
④两组对角分别相等的四边形;
⑤对角线互相平分的四边形.
注意:
1.平行四边形的面积:平行四边形的面积等于它的底和该底上的高的积.如图1,
2. 拓展:同底(等底)同高(等高)的平行四边形面积相等.如图2,
3. 平行四边对角线分得的四个三角形面积相等。
2.矩形的判定和性质
判 定
性 质
①有一个角是直角的平行四边形是矩形.
②有三个角是直角的四边形是矩形.
③对角线相等的平行四边形是矩形.
①矩形具备平行四边形的性质.
②矩形四个角都是直角.
③矩形两条对角线相等.
④矩形是中心对称图形,又是轴对称图形,它有两条对称轴.
⑤矩形面积S=ab(a、b分别表示矩形的长和宽).
3.菱形的判定和性质
判 定
性 质
①一组邻边相等的平行四边形是菱形.
②四条边都相等的四边形是菱形.
③对角线互相垂直的平行四边形是菱形.
①菱形具备平行四边形的性质.
②菱形四边都相等.
③菱形两条对角线互相垂直且每条对角线平分一组对角.
④菱形既是中心对称图形,又是轴对称图形,它有两条对称轴.
⑤菱形面积分别表示菱形两对角线的长).
4.正方形的判定和性质
判 定
性 质
①有一个角是直角且一组邻边相等的平行四边形是正方形.
②一组邻边相等的矩形是正方形.
③一个角是直角的菱形是正方形.
④对角线相等且互相垂直的平行四边形是正方形.
①正方形具备平行四边形性质.
②正方形既具备矩形特殊性质,又具备菱形特殊性质,即:四边都相等;四个角都是直角;两条对角线互相垂直平分且相等,每条对角线平分一组对角;既是中心对称图形,又是轴对称图形,它有4条对称轴.③面积S=a2 (a表示正方形的边长).
5.梯形的判定和性质
类别
判 定
性 质
梯形
一组对边平行而另一组对边不平行的四边形是梯形
①梯形一组对边平行而另一组对边不平行.
②梯形中位线平行于两底且等于两底和的一半.
③是梯形的上下底,h是高,m是中位线).
等腰
梯形
①两腰相等的梯形是等腰梯形.
②同一底上两角相等的梯形是等腰梯形.
③对角线相等的梯形是等腰梯形.
①等腰梯形具有一般梯形的性质.
②等腰梯形两腰相等.
③等腰梯形同一底上两角相等.
④等腰梯形对角线相等.
⑤等腰梯形是轴对称图形.
直角
梯形
有一个角是直角的梯形是直角梯形.
①直角梯形具有一般梯形的性质.
②直角梯形的一腰垂直于底边.
6.梯形中的常用辅助线:
7.平行线等分线段定理
(1)如果一组平行线在一条直线上截得的线段相等,那么在其它直线上所截得的线段也相等.
(2)经过三角形一边中点且与另一边平行的直线必平分第三边.
(3)经过梯形一腰中点且与底边平行的直线必平分另一腰.
8.三角形中位线定理:
三角形的中位线平行于第三边且等于第三边的一半.
梯形的中位线平行于两底且等于两底和的一半.
典型例题:
例1.如图,ABCD中,AE=CF,AE与CF交于点O,连结BO.求证:∠AOB=∠COB.
解:作BM⊥CF于M,BN⊥AE于N,连接BE、BF;
根据和AE=CF,可证BN=BM,
于是∠AOB=∠COB.
例2.如图:工人师傅要把一块三角形的钢板,通过切割焊接成一个与其面积相等的平行四边形.请你设计一种方案并在图中标出焊接线,然后证明你的结论.
解:如图,分别取边AB、AC的中点D、E,沿线段DE切割开,将△ADE的边AE与边EC重合(点A与点C重合、点E与点E重合)后焊接,点D至点F处,则所得四边形DBCF为平行四边形.证明略
.
例3. 已知:平行四边形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,BD=2AD,E,F,G分别是OC,OD,AB的中点.求证:(1)BE⊥AC; (2)EG=EF。
证明:(1)∵ 四边形ABCD是平行四边形,∴ AD=BC,BD=2BO.
由已知BD=2AD,∴ BO=BC,又E是OC中点,∴ BE⊥AC.
(2)由(1)BE⊥AC,又G是AB中点,∴
∵ EF是△OCD的中位线,∴ 又,∴
例4.如图,ABCD为等腰梯形,AB∥CD,对角线AC,BD交于O,且∠AOB=60°,又E,F,G分别为DO,AO,BC的中点.
求证:△EFG是等边三角形。
证明:连接EC.∵ ABCD为等腰梯形,∴ AD=BC,且AC=BD.
又∵ DC=DC,∴ △ADC≌△BCD,∠ACD=∠BDC,∴ △ODC为等腰三角形.
∵ ∠DOC=∠AOB=60°, ∴ △ODC为等边三角形.
又∵ E为OD中点, ∴ ∠OEC=90°.
在Rt△BEC中,G为斜边的中点, ∴ 。同理 .
在△OAD中,∵ E,F分别为OD,OA的中点.
∴ ,故△EFG为等边三角形.
例5.已知,如图,正方形ABCD的边长为6,菱形EFGH的三个顶点E,G,H分别在正方形ABCD边AB,CD,DA上,AH=2,连接CF. (1)当DG=2时,求△FCG的面积;(2)设DG=x,用含x的代数式表示△FCG的面积;(3)判断△FCG的面积能否等于1,并说明理由.
解:(1)∵ 正方形ABCD中,AH=2,∴ DH=4.
又DG=2,因此HG=,即菱形EFGH的边长为.
在△AHE和△DGH中,∠A=∠D=90°, AH=DG=2,EH=HG=,
∴ △AHE≌△DGH。∴ ∠AHE=∠DGH。
∵ ∠DGH+∠DHG=90°,∴ ∠DHG+∠AHE=90°,
∴ ∠GHC=90°,即菱形EFGH是正方形.同理可以证明△DGH≌△CFG.
因此∠FCG=90°,即点F在BC边上,同时可得CF=2,从而
(2)作FM⊥DC,M为垂足,连结GE,
∵ AB∥CD,∴ ∠AEG=∠MGE, ∵ HE∥GF,∴ ∠HEG=∠FGE。
∴ ∠AEH=∠MGF。 在△AHE和△MFG中,∠A=∠M=90°,HE=FG,
∴ △AHE≌△MFG。∴ FM=HA=2,
即无论菱形EFGH如何变化,点F到直线CD的距离始终为定值2。
因此
(3)若,由,得,此时,在△DGH中,。
相应地,在△AHE中,,即点E已经不在边AB上。故不可能有。
另法:由于点G在边DC上,因此菱形的边长至少为DH=4,
当菱形的边长为4时,点E在AB边上且满足,此时,当点E逐渐向右运动至点B时,
HE的长(即菱形的边长)将逐渐变大,最大值为。
此时,,故。
而函数的值随着的增大而减小,
因此,当时,取得最小值为。
又因为,所以△FCG的面积不可能等于1。
巩固练习:
1、把正方形绕着点,按顺时针方向旋转得到正方形,边与交于点(如图).试问线段与线段相等吗?请先观察猜想,然后再证明你的猜想.
D
C
A
B
G
H
F
E
2、四边形ABCD、DEFG都是正方形,连接AE、CG.(1)求证:AE=CG;(2)观察图形,猜想AE与CG之间的位置关系,并证明你的猜想.
3、将平行四边形纸片ABCD按如图方式折叠,使点C与A重合,点D落到D′ 处,折痕为EF.
A
B
C
D
E
F
D′
(1)求证:△ABE≌△AD′F;(2)连接CF,判断四边形AECF是什么特殊四边形?证明你的结论.
挑战自我:
1、 (2010年眉山市).如图,每个小正方形的边长为1,A、B、C是小正方形的顶点,则∠ABC的度数为( )
A.90° B.60° C.45° D.30°
2、(2010福建龙岩中考)下列图形中,单独选用一种图形不能进行平面镶嵌的图形是( )
A. 正三角形 B. 正方形 C. 正五边形 D. 正六边形
3.(2010年北京顺义)若一个正多边形的一个内角是120°,则这个正多边形的边数是( )
A.9 B.8 C.6 D.4
4、(2010年福建福州中考)如图4,在□ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,若AC=14,BD=8,AB=10,则△OAB的周长为 。
5、(2010年宁德市)如图,在□ABCD中,AE=EB,AF=2,则FC等于_____.
第5题图
F
A E B
C
D
6题
6、 (2010年滨州)如图,平行四边形ABCD中, ∠ABC=60°,E、F分别在CD、BC的延长线上,AE∥BD,EF⊥BC,DF=2,则EF的长为
A
B
C
D
7、 (2010年福建晋江)如图,请在下列四个关系中,选出两个恰当的关系作为条件,推出四边形是平行四边形,并予以证明.(写出一种即可)关系:①∥,②,③,④.
已知:在四边形中, , ;求证:四边形是平行四边形.
D
A
B
C
8、(2010年宁波市)如图1,有一张菱形纸片ABCD,,。
(1)请沿着AC剪一刀,把它分成两部分,把剪开的两部分拼成一个平行四
边形,在图2中用实数画出你所拼成的平行四边形;若沿着BD剪开,
请在图3中用实线画出拼成的平行四边形;并直接写出这两个平行四边
形的周长。
(图1)
(2)沿着一条直线剪开,拼成与上述两种都不全等的平行四边形,请在图4
中用实线画出拼成的平行四边形。(注:上述所画的平行四边形都不能与原菱形全等)
D
A
B
C
D
A
B
C
D
A
B
C
(图4)
(图3)
(图2)
周长为__________ 周长为__________
9、(2007天津市)在梯形ABCD中,AD//BC,对角线AC⊥BD,且,BD=12c m,求梯形中位线的长。
10、(2007·山东)如图,在周长为20cm的□ABCD中,AB≠AD,AC、BD相交于点O,OE⊥BD交AD于E,则△ABE的周长为( ) (A)4cm (B)6cm (C)8cm (D)10cm
11题
10题
11、(2006·山东)如图,在平行四边形ABCD中,AE⊥BC于E,AF⊥CD于F,∠EAF=45o,且AE+AF=,则平行四边形ABCD的周长是 .
直击中考:
1. (2011安徽)如图,D是△ABC内一点,BD⊥CD,AD=6,BD=4,CD=3,E、F、G、H分别是AB、AC、CD、BD的中点,则四边形EFGH的周长是( )【答案】D
A.7 B.9 C.10 D.11
2. (2011山东威海)在□ABCD中,点E为AD的中点,连接BE,交AC于点F,则AF:CF=( )
A.1:2 B.1:3 C.2:3 D.2:5 【答案】A
3. (2011四川重庆)下面图形都是由同样大小的平行四边形按一定的规律组成,其中,第①个图形一共有1个平行四边形,第②个图形一共有5个平行四边形,第③个图形一共有11个平行四边形,……,则第⑥个图形中平行四边形的个数为( ) 【答案】C
……
图① 图② 图③ 图④
A.55 B.42 C.41 D.29
4. (2011宁波市)一个多边形的内角和是720°,这个多边形的边数是( )【答案】C
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
5. (2011广东汕头)正八边形的每个内角为( )【答案】B
A.120° B.135° C.140° D.144°
6、(2011山东德州)图1是一个边长为1的等边三角形和一个菱形的组合图形,菱形边长为等边三角形边长的一半,以此为基本单位,可以拼成一个形状相同但尺寸更大的图形(如图2),依此规律继续拼下去(如图3),……,则第n个图形的周长是( )【答案】C
图1
图2
图3
……
(A) (B) (C) (D)
7. (2011山东泰安)如图,边长为6的大正方形中有两个小正方形,若两个小正方形的面积分别为S1,S2,则S1+S2的值为( )【答案】B
A.17 B.17 C.18 D.19
8. (2011山东泰安)如图,点O是矩形ABCD的中心,E是AB上的点,沿CE折叠后,点B恰好与点O重合,若BC=3,则折痕CE的长为( )【答案】A
A.2 B. C. D.6
9. (2011四川重庆)如图,正方形ABCD中,AB=6,点E在边CD上,且CD=3DE.将△ADE沿AE对折至△AFE,延长EF交边BC于点G,连结AG、CF.下列结论:①△ABG≌△AFG;②BG=GC;③AG∥CF;④S△FGC=3.其中正确结论的个数是( ) 【答案】C
A.1 B.2 C.3 D.4
10. (2011浙江省嘉兴)如图,①②③④⑤五个平行四边形拼成一个含30°内角的菱形EFGH(不重叠无缝隙).若①②③④四个平行四边形面积的和为14cm2,四边形ABCD面积是11cm2,则①②③④四个平行四边形周长的总和为( )【答案】A
(A)48cm (B)36cm(C)24cm (D)18cm
(第10题)
①
②
③
④
⑤
11. ( 2011重庆江津)如图,四边形ABCD中,AC=a,BD=b,且AC⊥BD,顺次连接四边形ABCD各边中点,得到四边形A1B1C1D1,再顺次连接四边形A1B1C1D1各边中点,得到四边形A2B2C2D2……,如此进行下去,得到四边形AnBnCnDn.下列结论正确的有( ) 【答案】C
①四边形A2B2C2D2是矩形; ②四边形A4B4C4D4是菱形;
③四边形A5B5C5D5的周长; ④四边形AnBnCnDn的面积是
A.①② B.②③ C.②③④ D.①②③④
…
A1
A
A2
A3
B
B1
B2
B3
C
C2
C1
C3
D
D2
D1
D3
12. (2011湖北武汉市)如图,在菱形ABCD中,AB=BD,点E,F分别在AB,AD上,且AE=DF.连接BF与DE相交于点G,连接CG与BD相交于点H.下列结论:( ) 【答案】D
①△AED≌△DFB; ②S四边形 BCDG= CG2;③若AF=2DF,则BG=6GF.其中正确的结论
A.只有①②. B.只有①③.C.只有②③. D.①②③.
A
B
C
D
E
F
G
H
第12题图
13. (2011山东烟台)如图,三个边长均为2的正方形重叠在一起,O1、O2是其中两个正方形的中心,则阴影部分的面积是 . 【答案】2
14. (2011浙江绍兴) 取一张矩形纸片按照图1、图2中的方法对折,并沿图3中过矩形顶点的斜线(虚线)剪开,那剪下的①这部分展开,平铺在桌面上,若平铺的这个图形是正六边形,则这张矩形纸片的宽和长之比为 . 【答案】
15. (2011甘肃兰州)如图,依次连结第一个矩形各边的中点得到一个菱形,再依次连结菱形各边的中点得到第二个矩形,按照此方法继续下去。已知第一个矩形的面积为1,则第n个矩形的面积为 。【答案】
……
16、(2009年宜宾)如图,菱形ABCD的对角线长分别为,以菱形ABCD各边的中点为顶点作矩形A1B1C1D1,然后再以矩形A1B1C1D1的中点为顶点作菱形A2B2C2D2,……,如此下去,得到四边形A2009B2009C2009D2009的面积用含 的代数式表示为 .【答案】.
17、(2009 黑龙江大兴安岭)如图,边长为1的菱形中,.连结对角线,以为边作第二个菱形,使 ;连结,再以为边作第三个菱形,使 ;……,按此规律所作的第个菱形的边长为 .【答案】
18.(2011山东日照,16,4分)正方形ABCD的边长为4,M、N分别是BC、CD上的两个动点,且始终保持AM⊥MN.当BM= 时,四边形ABCN的面积最大. 【答案】2;
19、(2011四川宜宾)如图,平行四边形ABCD的对角线AC、BD交于点O,E、F在AC上,G、H在BD上,AF=CE,BH=DG.
求证:GF∥HE.
H
A
C
B
D
O
E
G
F
【答案】证明:∵平行四边形ABCD中,OA=OC,
由已知:AF=CE AF-OA=CE-OC ∴OF=OE 同理得:OG=OH
∴四边形EGFH是平行四边形 ∴GF∥HE
20、(2011四川成都10分) 如图,已知线段AB∥CD,AD与BC相交于点K,E是线段AD上一动点.
(1)若BK=KC,求的值;
(2)连接BE,若BE平分∠ABC,则当AE=AD时,猜想线段AB、BC、CD三者之间有怎样的等量关系?请写出你的结论并予以证明.再探究:当AE=AD (),而其余条件不变时,线段AB、BC、CD三者之间又有怎样的等量关系?请直接写出你的结论,不必证明.
【答案】解:(1)∵AB∥CD,BK=KC,∴==.
(2)如图所示,分别过C、D作BE∥CF∥DG分别交于AB的延长线于F、G三点,
∵BE∥DG,点E是AD的点,∴AB=BG;∵CD∥FG,CD∥AG,∴四边形CDGF是平行四边形,∴CD=FG;
∵∠ABE=∠EBC ,BE∥CF,∴∠EBC=∠BCF,∠ABE=∠BFC,∴BC=BF,
∴AB-CD=BG-FG=BF=BC,∴AB=BC+CD.
当AE=AD ()时,()AB=BC+CD.
21、(2011贵州安顺10分)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,BC的垂直平分线DE交BC于D,交AB于E,F在DE上,且AF=CE=AE.
⑴说明四边形ACEF是平行四边形;
⑵当∠B满足什么条件时,四边形ACEF是菱形,并说明理由.
第25题图
【答案】(1)证明:由题意知∠FDC =∠DCA = 90°.∴EF∥CA ∴∠AEF =∠EAC
∵AF = CE = AE ∴∠F =∠AEF =∠EAC =∠ECA 又∵AE = EA
∴△AEC≌△EAF,∴EF = CA,∴四边形ACEF是平行四边形 .
(2)当∠B=30°时,四边形ACEF是菱形 .
理由是:∵∠B=30°,∠ACB=90°,∴AC=,∵DE垂直平分BC,∴ BE=CE
又∵AE=CE,∴CE=,∴AC=CE,∴四边形ACEF是菱形.
22、(2011山东滨州10分)如图,在△ABC中,点O是AC边上(端点除外)的一个动点,过点O作直线MN∥BC.设MN交∠BCA的平分线于点E,交∠BCA的外角平分线于点F,连接AE、AF。那么当点O运动到何下时,四边形AECF是矩形?并证明你的结论。
(第24题图)
【答案】当点O运动到AC的中点(或OA=OC)时,
四边形AECF是矩形………………2分
证明:∵CE平分∠BCA,∴∠1=∠2,………………3分
又∵MN∥BC, ∴∠1=∠3,
∴∠3=∠2,∴EO=CO. ………………5分
同理,FO=CO………………6分
∴EO=FO
又OA=OC, ∴四边形AECF是平行四边形………………7分
又∵∠1=∠2,∠4=∠5,∴∠1+∠5=∠2+∠4. ………………8分
又∵∠1+∠5+∠2+∠4=180°∴∠2+∠4=90°………………9分
∴四边形AECF是矩形………………10分
23、(2011湖北襄阳10分)如图9,点P是正方形ABCD边AB上一点(不与点A,B重合),连接PD并将线段PD绕点P顺时针方向旋转90°得到线段PE,PE交边BC于点F,连接BE,DF.
(1)求证:∠ADP=∠EPB;
(2)求∠CBE的度数;
(3)当的值等于多少时,△PFD∽△BFP?并说明理由.
图9
【答案】(1)证明:∵四边形ABCD是正方形
∴∠A=∠PBC=90°,AB=AD,∴∠ADP+∠APD=90° 1分
∵∠DPE=90° ∴∠APD+∠EPB=90°
∴∠ADP=∠EPB. 2分
(2)过点E作EG⊥AB交AB的延长线于点G,则∠EGP=∠A=90° 3分
又∵∠ADP=∠EPB,PD=PE,∴△PAD≌△EGP
∴EG=AP,AD=AB=PG,∴AP=EG=BG 4分
∴∠CBE=∠EBG=45°. 5分
(3)方法一:
当时,△PFE∽△BFP. 6分
∵∠ADP=∠FPB,∠A=∠PBF,∴△ADP∽△BPF 7分
设AD=AB=a,则AP=PB=,∴BF=BP· 8分
∴,
∴ 9分
又∵∠DPF=∠PBF=90°,∴△ADP∽△BFP 10分
方法二:
假设△ADP∽△BFP,则. 6分
∵∠ADP=∠FPB,∠A=∠PBF,∴△ADP∽△BPF 7分
∴, 8分
∴, 9分
∴PB=AP, ∴当时,△PFE∽△BFP. 10分
24. (2011湖南永州10分)探究问题:
⑴方法感悟:如图①,在正方形ABCD中,点E,F分别为DC,BC边上的点,且满足∠EAF=45°,连接EF,求证DE+BF=EF.
感悟解题方法,并完成下列填空:
将△ADE绕点A顺时针旋转90°得到△ABG,此时AB与AD重合,由旋转可得:
AB=AD,BG=DE, ∠1=∠2,∠ABG=∠D=90°,
∴∠ABG+∠ABF=90°+90°=180°,
因此,点G,B,F在同一条直线上.
∵∠EAF=45° ∴∠2+∠3=∠BAD-∠EAF=90°-45°=45°.
∵∠1=∠2, ∴∠1+∠3=45°.
即∠GAF=∠_________.
又AG=AE,AF=AF
∴△GAF≌_______.
∴_________=EF,故DE+BF=EF.
(第25题)①
⑵方法迁移:
如图②,将沿斜边翻折得到△ADC,点E,F分别为DC,BC边上的点,且∠EAF=∠DAB.试猜想DE,BF,EF之间有何数量关系,并证明你的猜想.
(第25题)②
(第25题)②解得图
⑶问题拓展:
如图③,在四边形ABCD中,AB=AD,E,F分别为DC,BC上的点,满足,试猜想当∠B与∠D满足什么关系时,可使得DE+BF=EF.请直接写出你的猜想(不必说明理由).
(第25题)③
【答案】⑴EAF、△EAF、GF.
⑵DE+BF=EF,理由如下:
假设∠BAD的度数为,将△ADE绕点A顺时针旋转得到△ABG,此时AB与AD重合,由旋转可得:
AB=AD,BG=DE, ∠1=∠2,∠ABG=∠D=90°,
∴∠ABG+∠ABF=90°+90°=180°,
因此,点G,B,F在同一条直线上.
∵∠EAF= ∴∠2+∠3=∠BAD-∠EAF=
∵∠1=∠2, ∴∠1+∠3=.
即∠GAF=∠EAF又AG=AE,AF=AF
∴△GAF≌△EAF.∴GF=EF,
又∵GF=BG+BF=DE+BF ∴DE+BF=EF.
⑶当∠B与∠D互补时,可使得DE+BF=EF.
25、(2007南充)如图, 等腰梯形ABCD中,AB=15,AD=20,∠C=30º.点M、N同时以相同速度分别从点A、点D开始在AB、AD(包括端点)上运动.
(1)设ND的长为x,用x表示出点N到AB的距离,并写出x的取值范围.
(2)当五边形BCDNM面积最小时,请判断△AMN的形状.
A
D
C
B
M
N
D
C
B
M
N
A
P
解:(1)过点N作BA的垂线NP,交BA的延长线于点P. ………………(1分)
由已知,AM=x,AN=20-x.
∵ 四边形ABCD是等腰梯形,AB∥CD,∠D=∠C=30º,
∴ ∠PAN=∠D=30º.
在Rt△APN中,PN=ANsin∠PAN=(20-x),
即点N到AB的距离为(20-x). ………………………………(3分)
∵ 点N在AD上,0≤x≤20,点M在AB上,0≤x≤15,
∴ x的取值范围是 0≤x≤15. ………………………………(4分)
(2)根据(1),S△AMN=AM•NP=x(20-x)=. ……(5分)
∵ <0,∴ 当x=10时,S△AMN有最大值. …………………………(6分)
又∵ S五边形BCDNM=S梯形-S△AMN,且S梯形为定值,
∴ 当x=10时,S五边形BCDNM有最小值. …………………………(7分)
当x=10时,即ND=AM=10,AN=AD-ND=10,即AM=AN.
则当五边形BCDNM面积最小时,△AMN为等腰三角形. …………(8分)
26、(2007福建晋江)如图,四边形ABCD为矩形,AB=4,AD=3,动点M、N分别从D、B同时出发,以1个单位/秒的速度运动,点M沿DA向终点A运动,点N沿BC向终点C运动。过点N作NP⊥BC,交AC于点P,连结MP。已知动点运动了秒。⑴请直接写出PN的长;(用含的代数式表示)⑵若0秒≤≤1秒,试求△MPA的面积S与时间秒的函数关系式,利用函数图象,求S的最大值。⑶若0秒≤≤3秒,△MPA能否为一个等腰三角形?若能,试求出所有的对应值;若不能,试说明理由。
M
A
B
C
N
D
P
解:⑴;⑵延长NP交AD于点Q,则PQ⊥AD,由⑴得:PN=,
则。依题意,可得:
y
x
x=1.5
1
2
3
4
1
2
O
∵0≤≤1.5
即函数图象在对称轴的左侧,函数值S随着的增大而增大。
∴当时,S有最大值 ,S最大值=。
⑶△MPA能成为等腰三角形,
共有三种情况,以下分类说明:
①若PM=PA,
∵PQ⊥MA ∴MQ=QA=
又DM+MQ+QA=AD ∴,即
②若MP=MA,则MQ=,PQ=,MP=MA=
在Rt△PMQ中,由勾股定理得:
∴,解得:(不合题意,舍去)
③若AP=AM,由题意可得:,AM=∴,解得:
综上所述,当,或,或时,△MPA是等腰三角形。
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