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如图,在矩形ABCD中,AD=4cm,AB=m(m>4),点P是AB边上的任意一...

如图,在矩形ABCD中,AD=4cm,AB=m(m>4),点P是AB边上的任意一点(不与点A、B重合),连接PD,过点P作PQ⊥PD,交直线BC于点Q.
(1)当m=10时,是否存在点P使得点Q与点C重合?若存在,求出此时AP的长;若不存在,说明理由;
(2)连接AC,若PQ∥AC,求线段BQ的长(用含m的代数式表示);
(3)若△PQD为等腰三角形,求以P、Q、C、D为顶点的四边形的面积S与m之间的函数关系式,并写出m的取值范围.

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(1)假设存在一点P,使点Q与点C重合,再设AP的长为x,利用勾股定理即可用x表示出DP、PC的长,在Rt△PCD中可求出x的值; (2)连接AC,设BP=y,则AP=m-y,由相似三角形的判定定理得出△PBQ∽△ABC,△APD∽△BQP,再根据相似三角形的对应边成比例即可求出BQ的表达式; (3)连接DQ,把四边形PQCD化为两个直角三角形,再用m表示出PD及CQ的长,利用三角形的面积公式即可解答. 【解析】 (1)存在点P. 假设存在一点P,使点Q与点C重合,如图1所示,设AP的长为x,则BP=10-x, 在Rt△APD中,DP2=AD2+AP2,即DP2=42+x2, 在Rt△PBC中,PC2=BC2+PB2,即PC2=42+(10-x)2, 在Rt△PCD中,CD2=DP2+PC2,即102=42+x2+42+(10-x)2, 解得x=2或8, 故当m=10时,存在点P使得点Q与点C重合,此时AP=2或8; (2)连接AC,设BP=y,则AP=m-y, ∵PQ∥AC, ∴△PBQ∽△ABC, ∴=,即=①, ∵DP⊥PQ, ∴∠APD+∠BPQ=90°, ∵∠APD+∠ADP=90°,∠BPQ+∠PQB=90°, ∴∠APD=∠BQP, ∴△APD∽△BQP, ∴=,即=②, ①②联立得,BQ=; (3)连接DQ,  由已知PQ⊥PD,所以只有当DP=PQ时,△PQD为等腰三角形(如图), ∴∠BPQ=∠ADP,又∠B=∠A=90°, ∴△PBQ≌△DAP, ∴PB=DA=4,AP=BQ=m-4, ∴以P、Q、C、D为顶点的四边形的面积S与m之间的函数关系式为: S四边形PQCD=S矩形ABCD-S△DAP-S△QBP=4m-×4×(m-4)-×4×(m-4)=16, ∵AD=4,m>4,△PBC中PB是直角三角形的另一直角边, ∴4<m<8.
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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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