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如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=12,BC=16,动点P从点A出发沿...

如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=12,BC=16,动点P从点A出发沿AC边向点C以每秒3个单位长的速度运动,动点Q从点C出发沿CB边向点B以每秒4个单位长的速度运动.P,Q分别从点A,C同时出发,当其中一点到达端点时,另一点也随之停止运动.在运动过程中,△PCQ关于直线PQ对称的图形是△PDQ.设运动时间为t(秒).
(1)设四边形PCQD的面积为y,求y与t的函数关系式及自变量t的取值范围;
(2)是否存在时刻t,使得PD∥AB?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由;
(3)通过观察、画图或折纸等方法,猜想是否存在时刻t,使得PD⊥AB?若存在,请估计t的值在括号中的哪个时间段内(0≤t≤1;1<t≤2;2<t≤3;3<t≤4);若不存在,请简要说明理由.
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(1)由三角形PCQ的面积列出关于t的一元二次方程,然后根据轴对称图形的性质知y=2S△PCQ,即y=-12t2+48t; (2)反证法.假设存在时刻t,使得PD∥AB,延长PD交BC于点M.在直角三角形ABC中利用勾股定理求得AB=20;易证明Rt△QMD∽Rt△ABC,然后根据相似三角形的对应边成比例求得QM=t; (3)通过画图,可以知存在时刻t,使得PD⊥AB. 【解析】 (1)由题意知CQ=4t,PC=12-3t,(1分) ∴S△PCQ=. ∵△PCQ与△PDQ关于直线PQ对称, ∴y=2S△PCQ=-12t2+48t.(2分) ((0<t<4)(1分) (2)设存在时刻t,使得PD∥AB,延长PD交BC于点M,如图,(1分) 若PD∥AB,则∠QMD=∠B,又∵∠QDM=∠C=90°, ∴Rt△QMD∽Rt△ABC, 从而,(2分) ∵QD=CQ=4t,AC=12, AB==20, ∴QM=.(2分) 若PD∥AB,则,得,(2分) 解得t=.(1分) ∴当t=秒时,PD∥AB. (3)存在时刻t,使得PD⊥AB.时间段为:2<t≤3.(2分)
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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