从点A开始沿边AC向点C以每秒1个单位长度的速度运动,动点Q从点C开始沿边CB向点B以每秒2个单位长度的速度运动,过点P作PDBC,交AB于点D,联结PQ.点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,设运动的时间为t秒(t≥0).
(1)直接用含t的代数式分别表示:QB=_______,PD=_______;(2)是否存在t的值,使四边形PDBQ为菱形?若存在,求出t的值;若不存在,说明理由,并探究如何改变点Q的速度(匀速运动),使四边形PDBQ在某一时刻为菱形,求点Q的速度;(3)如图2,在整个运动过程中,求出线段PQ的中点M所经过的路径长.
图1
图2
动感体验
请打开几何画板文件名“12福州21”,拖动左图中的点P运动,可以体验到,PQ的中点M的运动路径是一条线段.拖动右图中的点Q运动,可以体验到,当PQAB时,四边形PDBQ为菱形.
请打开超级画板文件名“12福州21”,拖动点Q向上运动,可以体验到,PQ的中点M
f的运动路径是一条线段.点击动画按钮的左部,Q的速度变成107,可以体验到,当PQAB时,四边形PDBQ为菱形.点击动画按钮的中部,Q的速度变成1
思路点拨
1.菱形PDBQ必须符合两个条件,点P在∠ABC的平分线上,PQAB.先求出点P运动的时间t,再根据PQAB,对应线段成比例求CQ的长,从而求出点Q的速度.
2.探究点M的路径,可以先取两个极端值画线段,再验证这条线段是不是点M的路径.
满分解答
(1)QB=8-2t,PD=4t.3
(2)如图3,作∠ABC的平分线交CA于P,过点P作PQAB交
BC于Q,那么四边形PDBQ是菱形.
过点P作PE⊥AB,垂足为E,那么BE=BC=8.
在Rt△ABC中,AC=6,BC=8,所以AB=
10.
图3
在Rt△APE中,cosAAE23,所以t10.
APt5
3
当
PQAB
时,
CQ
CP
,即
CQ
6
103
.解得CQ
32
.
CBCA
86
9
所以点Q的运动速度为321016.9315
(3)以C为原点建立直角坐标系.如图4,当t=0时,PQ的中点就是AC的中点E3,0.如图5,当t=4时,PQ的中点就是PB的中点F1,4.直线EF的解析式是y=-2x+6.
如图6,PQ的中点M的坐标可以表示为(6t,t).经验证,点M(6t,t)在直
2
2
线EF上.
所以PQ的中点M的运动路径长就是线段EF的长,EF=25.
图4
图5
图6
f考点伸展
第(3)题求点M的运动路径还有一种通用的方法是设二次函数:当t=2时,PQ的中点为2,2.设点M的运动路径的解析式为y=ax2+bx+c,代入E3,0、F1,4和2,2,
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