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  • 如圖在平行四邊形ABCD中,AB=6cm,AD=AC=5cm.點(diǎn)P由C出發(fā)沿CA方向勻速運(yùn)動(dòng),速度為1cm/s;同時(shí),線段EF由AB

    如圖在平行四邊形ABCD中,AB=6cm,AD=AC=5cm.點(diǎn)P由C出發(fā)沿CA方向勻速運(yùn)動(dòng),速度為1cm/s;同時(shí),線段EF由AB
    同時(shí),線段EF由AB出發(fā)沿AD方向勻速運(yùn)動(dòng),速度為1cm/s,交AC于Q,連接PE.PF.設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t(s)(0〈t〈5).
    (1).當(dāng)t為何值時(shí),PE∥CD?
    (2)試判斷三角形PEF形狀,并并請說明理由;
    (3)當(dāng)0<t<2.5時(shí),
    ①在上述運(yùn)動(dòng)過程中,五邊形ABFPE的面積是否為定值?如果是,直接寫出五邊形ABFPE的面積,如果不是,說明理由;
    ②試求三角形PEQ的面積的取值范圍.
    數(shù)學(xué)人氣:333 ℃時(shí)間:2019-11-16 04:59:19
    優(yōu)質(zhì)解答
    (1)首先用t表示出AE、CP、AP的長,若PE∥CD,那么△APE∽△ACD,根據(jù)相似三角形所得比例線段即可求得此時(shí)t的值.
    (2)由于AD=AC,且QE∥CD,所以△AQE也是等腰三角形,即AQ=AE,由P、Q的速度可知:CP=AE=AQ,進(jìn)而可求得CQ=AP,同理可證得△CFQ也是等腰三角形,即CF=CQ,由此得CF=AP,已求得AE=PC,而∠DAC=∠FCP,由此可證得△FCP≌△PAE,即可證得PF=PE,即△PEF是等腰三角形.
    (3)①由(2)的全等三角形知:△AEP、△EPC的面積相等,因此五邊形的面積可轉(zhuǎn)化為△ABC的面積,所以五邊形的面積是個(gè)定值;
    ②由(1)的相似三角形,易求得QE的表達(dá)式,分別過C、P作AB、EF的垂線CG、PH,交AB于G,交EF于H,根據(jù)等腰三角形三線合一的性質(zhì),易求得AG、BG的值,進(jìn)而可求得∠ACG(即∠EPH)的余弦值,即可根據(jù)PQ的長表示出QE邊上的高PH的值,由三角形的面積公式,可得關(guān)于△PQE的面積和t的函數(shù)關(guān)系式,根據(jù)函數(shù)的性質(zhì)即可得到△PQE的最大面積,從而求得其面積的取值范圍.(本題12分)
    (1)由題意知AE=BF=CP=t,AP=5-t,
    在▱ABCD中,AD=BC=AC=5,AB=EF=CD=6,
    當(dāng)PE∥CD時(shí),△APE∽△ACD,
    ∴ T/5=5-T/5,
    ∴t=2.5.
    (2)是等腰三角形.
    證明:在▱ABCD中,AD=BC=AC=5,AB=EF=CD=6,∴∠CAB=∠CBA,
    ∵AB∥EF,∴∠CQF=∠CAB,∠CFQ=∠CBA,
    ∴∠CFQ=∠CQF,∴CF=CQ,
    ∴AQ=BF=AE,∴AP=CQ=CF,
    ∵AD∥BC,∴∠PAE=∠FCP,
    ∴△PAE≌△FCP(SAS),∴PE=PF.
    (3)①是定值,為12.
    理由:由(2)的全等三角形知:S△AEP=S△PCF,即S五邊形BFPEA=S△ABC;
    過C作CG⊥AB于G,
    等腰△ACB中,AG=BG=3,AC=BC=5,則CG=4;
    ∴S五邊形BFPEA=S△ABC= ×6×4=12.
    ②由(1)知:△APE∽△ACD,
    ∴OE/CD=AE/AD ,即 OE/6=T/5,QE=6T/5 ;
    過P作PH⊥EF于H,
    由①易得:cos∠APH=cos∠ACG=4/5 ,
    故PH= 4/5PQ= 4/5(5-2t);
    設(shè)△PEQ的面積為y,則Y= -24/25(T-5/4)的平方+3/2,
    ∴當(dāng) t=5/4時(shí),y最大=3/2 ,
    ∴ 0>sPEO
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