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  • 自選題:如圖,已知在矩形ABCD中,AB=2,BC=3,P是線段AD邊上的任意一點(不含端點A、D),連接PC,過點P作PE⊥PC交AB于E. (1)在線段AD上是否存在不同于P的點Q,使得QC⊥QE?若存在,求線段

    自選題:
    如圖,已知在矩形ABCD中,AB=2,BC=3,P是線段AD邊上的任意一點(不含端點A、D),連接PC,過點P作PE⊥PC交AB于E.

    (1)在線段AD上是否存在不同于P的點Q,使得QC⊥QE?若存在,求線段AP與AQ之間的數(shù)量關(guān)系;若不存在,請說明理由;
    (2)當(dāng)點P在AD上運動時,對應(yīng)的點E也隨之在AB上運動,求BE的取值范圍.
    數(shù)學(xué)人氣:613 ℃時間:2020-02-04 09:36:42
    優(yōu)質(zhì)解答
    (1)假設(shè)存在這樣的點Q;
    ∵PE⊥PC,
    ∴∠APE+∠DPC=90°,
    ∵∠D=90°,
    ∴∠DPC+∠DCP=90°,
    ∴∠APE=∠DCP,
    又∵∠A=∠D=90°,
    ∴△APE∽△DCP,
    AP
    DC
    =
    AE
    DP
    ,
    ∴AP?DP=AE?DC;
    同理可得AQ?DQ=AE?DC;
    ∴AQ?DQ=AP?DP,即AQ?(3-AQ)=AP?(3-AP),
    ∴3AQ-AQ2=3AP-AP2,
    ∴AP2-AQ2=3AP-3AQ,
    ∴(AP+AQ)(AP-AQ)=3(AP-AQ);
    ∵AP≠AQ,
    ∴AP+AQ=3
    ∵AP≠AQ,
    ∴AP≠
    3
    2
    ,即P不能是AD的中點,
    ∴當(dāng)P是AD的中點時,滿足條件的Q點不存在.
    當(dāng)P不是AD的中點時,總存在這樣的點Q滿足條件,此時AP+AQ=3.
    (2)設(shè)AP=x,AE=y,由AP?DP=AE?DC可得x(3-x)=2y,
    ∴y=
    1
    2
    x(3-x)=-
    1
    2
    x2+
    3
    2
    x=-
    1
    2
    (x-
    3
    2
    2+
    9
    8
    ,
    ∴當(dāng)x=
    3
    2
    (在0<x<3范圍內(nèi))時,y最大值=
    9
    8
    ;
    而此時BE最小為
    7
    8

    又∵E在AB上運動,且AB=2,
    ∴BE的取值范圍是
    7
    8
    ≤BE<2.
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