Question

在△ABC中，∠C=Rt∠，AC=4cm，BC=5cm，點D在BC上，且以CD=3cm，現(xiàn)有兩個動點P、Q分別從點A和點B同時出發(fā)，其中點P以1cm/s的速度，沿AC向終點C移動；點Q以1.25cm/s的速度沿BC向終點C移動．過點P作PE∥BC交AD于點E，連接EQ．設(shè)動點運動時間為x秒．
（1）AE=______；DE=______．（用含x的代數(shù)式表示的長度）
（2）當x為何值時，四邊形PCQE為矩形；
（3）當x為何值時，△EDQ為等腰三角形．
（4）在點Q，E運動過程中，直線QE與AB是否能平行？（直接作答）

Answer 1

【答案】分析：（1）利用勾股定理列式求出AD，再根據(jù)PE∥BC判斷出△AEP和△ADC相似，根據(jù)相似三角形對應(yīng)邊成比例列式求解即可得到AE，然后用DE=AD-AE計算即可得解；
（2）表示出CQ，PE，然后根據(jù)矩形的對邊相等可得PE=CQ，然后解方程即可得解；
（3）先驗證點Q在BD上時，△EDQ不可能是等腰三角形，然后表示出點Q在CD上時DQ的長度，再分①DQ=DE時，列出方程求解即可；②DQ=EQ時，過點Q作QF⊥AD于F，根據(jù)等腰三角形三線合一的性質(zhì)表示出DF，再利用∠ADC的余弦值列式進行計算即可得解；③DE=EQ時，過點E作EG⊥CD，根據(jù)等腰三角形三線合一的性質(zhì)表示出DG，再利用∠ADC的余弦值列式進行計算即可得解；
（4）假設(shè)存在QE∥AB，先判定出△ABD和△EQD相似，根據(jù)相似三角形對應(yīng)邊成比例列式進行計算即可得解．
解答：解：（1）∵AC=4cm，CD=3cm，∠C=90°，
∴AD===5cm，
∵PE∥BC，
∴△AEP∽△ADC，
∴=，
即=，
解得AE=x，
DE=AD-AE=5-x；

（2）∵點Q的速度是1.25cm/s，
∴CQ=BC-BQ=5-1.25x，
∵△AEP∽△ADC，
∴=，
即=，
解得PE=x，
要使四邊形PCQE為矩形，
則PE=CQ，
即x=5-1.25x，
解得x=，
所以，x=秒時，四邊形PCQE為矩形；

（3）點Q在BD上時，DQ=BD-BQ=2-1.25x，
△EDQ為等腰三角形時，DQ=ED，
所以，2-1.25x=5-x，方程無解，
所以，點Q不可能在BD上，只能在CD上，才可使△EDQ為等腰三角形，
此時，DQ=BQ-BD=1.25x-2，

①如圖1，DQ=DE時，1.25x-2=5-x，
解得x=；
②如圖2，DQ=EQ時，過點Q作QF⊥AD于F，
則DF=DE=（5-x）=-x，
cos∠ADC==，
解得x=；

③如圖3，DE=EQ時，過點E作EG⊥CD，
則DG=DQ=（1.25x-2）=x-1，
cos∠ADC==，
解得x=，
綜上所述，x為秒或或秒時，△EDQ為等腰三角形；

（4）假設(shè)存在QE∥AB，則△ABD∽△EQD，
所以，=，
即=，
解得x=0，
所以，在點Q，E運動過程中，不能使直線QE與AB平行．
點評：本題是對相似三角形的綜合考查，主要利用了勾股定理，矩形的對邊相等的性質(zhì)，相似三角形對應(yīng)邊成比例，等腰三角形三線合一的性質(zhì)，（3）根據(jù)等腰三角形腰的不同分情況討論是本題的難點．