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如图,在等腰梯形ABCD中,AD∥BC,AB=DC=50,AD=75,BC=13...

如图,在等腰梯形ABCD中,AD∥BC,AB=DC=50,AD=75,BC=135.点P从点B出发沿折线段BA-AD-DC以每秒5个单位长的速度向点C匀速运动;点Q从点C出发沿线段CB方向以每秒3个单位长的速度匀速运动,过点Q向上作射线QK⊥BC,交折线段CD-DA-AB于点E.点P、Q同时开始运动,当点P与点C重合时停止运动,点Q也随之停止.设点P、Q运动的时间是t秒(t>0).
(1)当点P到达终点C时,求t的值,并指出此时BQ的长;
(2)当点P运动到AD上时,t为何值能使PQ∥DC;
(3)设射线QK扫过梯形ABCD的面积为S,分别求出点E运动到CD、DA上时,S与t的函数关系式;(不必写出t的取值范围)
(4)△PQE能否成为直角三角形?若能,写出t的取值范围;若不能,请说明理由.

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(1)把BA,AD,DC它们的和求出来再除以速度每秒5个单位就可以求出t的值,然后也可以求出BQ的长; (2)如图1,若PQ∥DC,又AD∥BC,则四边形PQCD为平行四边形,从而PD=QC,用t分别表示QC,BA,AP,然后就可以得出关于t的方程,解方程就可以求出t; (3)①当点E在CD上运动时,如图2分别过点A、D作AF⊥BC于点F,DH⊥BC于点H,则四边形ADHF为矩形,然后根据已知条件可以证明△ABF≌△DCH,根据全等三角形的性质可以得到FH=AD=75,BF=CH=30,DH=AF=40,再求出tanC=,在Rt△CQE中,QE,QC就可以用t表示,这样射线QK扫过梯形ABCD的面积为S也可以用t表示了; ②当点E在DA上运动时,如图1.过点D作DH⊥BC于点H,由①知DH=40,CH=30,又QC=3t,从而ED=QH=QC-CH=3t-30,现在的射线QK扫过梯形ABCD的面积S就是梯形QCDE,可以用t表示了. (4)△PQE能成为直角三角形. ①当点P在BA(包括点A)上,即0<t≤10时,如图2.过点P作PG⊥BC于点G,则PG=PB•sinB=4t,又有QE=4t=PG,易得四边形PGQE为矩形,此时△PQE总能成为直角三角形 ②当点P、E都在AD(不包括点A但包括点D)上,即10<t≤25时,如图1.由QK⊥BC和AD∥BC可知,此时,△PQE为直角三角形,但点P、E不能重合,即5t-50+3t-30≠75,解得t≠. ③当点P在DC上(不包括点D但包括点C),即25<t≤35时,如图3.由ED>25×3-30=45, 可知,点P在以QE=40为直径的圆的外部,故∠EPQ不会是直角.由∠PEQ<∠DEQ,可知∠PEQ一定是锐角.对于∠PQE, ∠PQE≤∠CQE,只有当点P与C重合,即t=35时,如图4,∠PQE=90°,△PQE为直角三角形. 【解析】 (1)t=(50+75+50)÷5=35(秒)时,点P到达终点C.(1分) 此时,QC=35×3=105, ∴BQ的长为135-105=30.(2分) (2)如图1,若PQ∥DC, 又∵AD∥BC, ∴四边形PQCD为平行四边形, ∴PD=QC, 由QC=3t,BA+AP=5t 得50+75-5t=3t, 解得t=. 经检验,当t=时,有PQ∥DC.(4分) (3)①当点E在CD上运动时,如图2.分别过点A、D 作AF⊥BC于点F,DH⊥BC于点H,则四边形 ADHF为矩形,且△ABF≌△DCH,从而 FH=AD=75,于是BF=CH=30. ∴DH=AF=40. 又∵QC=3t, 从而QE=QC•tanC=3t•=4t. (注:用相似三角形求解亦可) ∴S=S△QCE=QE•QC=6t2;(6分) ②当点E在DA上运动时,如图1.过点D作DH⊥BC于点H,由①知DH=40,CH=30,又QC=3t,从而ED=QH=QC-CH=3t-30. ∴S=S梯形QCDE=(ED+QC)DH=120t-600.(8分) (4)△PQE能成为直角三角形.(9分) 当△PQE为直角三角形时,t的取值范围是0<t≤25且t≠或t=35.(12分)根据全等三角形的性质 (注:(4)问中没有答出t≠或t=35者各扣(1),其余写法酌情给分) 下面是第(4)问的解法,仅供教师参考: ①当点P在BA(包括点A)上,即0<t≤10时,如图2. 过点P作PG⊥BC于点G,则PG=PB•sinB=4t, 又有QE=4t=PG,易得四边形PGQE为矩形,此时△PQE总能成为直角三角形. ②当点P、E都在AD(不包括点A但包括点D)上,即10<t≤25时,如图1. 由QK⊥BC和AD∥BC可知,此时,△PQE为直角三角形,但点P、E不能重合, 即5t-50+3t-30≠75,解得t≠. ③当点P在DC上(不包括点D但包括点C), 即25<t≤35时,如图3.由ED>25×3-30=45, 可知,点P在以QE=40为直径的圆的外部,故 ∠EPQ不会是直角. 由∠PEQ<∠DEQ,可知∠PEQ一定是锐角. 对于∠PQE,∠PQE≤∠CQE,只有当点P与C 重合,即t=35时,如图4,∠PQE=90°,△PQE 为直角三角形. 综上所述,当△PQE为直角三角形时,t的取值范围是0<t≤25且t≠或t=35.
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考点分析:
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[(2),(3),(4)中的结果保留π].
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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