四边形变式题

  • 格式:doc
  • 大小:431.50 KB
  • 文档页数:10

四边形变式题一、动点型例1、(2004•南京)如图,在矩形ABCD中,AB=20cm,BC=4cm,点P从A开始沿折线A-B-C-D以4cm/s 的速度移动,点Q从C开始沿CD边以1cm/s的速度移动,如果点P、Q分别从A、C同时出发,当其中一点到达D时,另一点也随之停止运动.设运动时间为t(s).(1)t为何值时,四边形APQD为矩形;(2)如图,如果⊙P和⊙Q的半径都是2cm,那么t为何值时,⊙P和⊙Q外切.变式:在矩形ABCD中,AB=20cm,BC=4cm,点P从A开始沿折线A-B-C-D以4cm/s的速度移动,点Q 从C开始沿CD边以1cm/s的速度移动,如果点P、Q分别从A、C同时出发,当其中一点到达D时,另一点也随之停止运动.设运动时间为t(s).(1)t为何值时,四边形APQD为矩形?(2)设四边形APQD的面积为S,求S与t的函数关系式,并写出自变量t的取值范围;(3)如图2,如果⊙P和⊙Q的半径都是3cm,那么t为何值时,⊙P和⊙Q外切?(直接写出答案,不必写过程)解:(1)∵AP=4t,DQ=20-t,当四边形APQD为矩形时,则AP=DQ,即4t=20-t,∴t=4.(2)①当P在AB上,S=1/2(DQ+AP)AD,=1/2(4t+20-t)×4=6t+40(0<t≤5),②当P在CB上,S=S矩形ABCD-S△ABO-S△QCP,=4×20-1/2×20×(4t-20)-1/2×t×(24-4t)=80-40t+200-12t+2t2=2t2-52t+280(5<t<6),(3)t1=4-552;t2=4+552;t3=90/17;t4=6;t5=10.例2、如图,矩形ABCD中,AB=4cm,BC=8cm,动点M从点D出发,按折线DCBAD方向以2cm/s的速度运动,动点N从点D出发,按折线DABCD方向以1cm/s的速度运动.(1)若动点M、N同时出发,经过几秒钟两点相遇?(2)若点E在线段BC上,BE=2cm,动点M、N同时出发且相遇时均停止运动,那么点M运动到第几秒钟时,与点A、E、M、N恰好能组成平行四边解:(1)设t秒时两点相遇,则有t+2t=24,解得t=8.答:经过8秒两点相遇.(4分)(2)由(1)知,点N一直在AD上运动,所以当点M运动到BC边上的时候,点A、E、M、N才可能组成平行四边形,设经过x秒,四点可组成平行四边形.分两种情形:(1分)①8-x=10-2x,解得x=2,(4分)②8-x=2x-10,解得x=6,(4分)答:第2秒或6秒钟时,点A、E、M、N组成平行四边形.(1分)变式:如图,矩形ABCD中,AB=4cm,BC=8cm,动点M从点D出发,按折线DCBAD方向以2cm/s的速度运动,动点N从点D出发,按折线DABCD方向以1cm/s的速度运动.(1)若动点M、N同时出发,经过几秒钟两点相遇?(2)若点E在线段BC上,BE=1cm,若动点M、N同时出发,相遇时停止运动.①经过几秒钟,点A、E、M、N组成平行四边形?②经过几秒钟,点A、E、M、N组成等腰梯形?解:(1)设t秒时两点相遇,则有t+2t=24,解得t=8.答:经过8秒两点相遇.(2)①由(1)知,点N一直在AD上运动,所以当点M运动到BC边上的时候,点A、E、M、N才可能组成平行四边形,所以2<t<6,设经过t秒,四点可组成平行四边形.分两种情形:①当M点在E点右侧,t-(2t-4)=1,解得t=3,②当M点在B点与E点之间,则MC=2t-4,BM=8-(2t-4)=12-2t,∴ME=1-(12-2t)=2t-11,2t-11=8-t,解得t=19/3(舍去),∴t=3;②当点M在点E的右侧时,t=5,当点M在点E的左侧时t=5s(t=5时没有运动到E点左边,故舍去)例3、如图,矩形ABCD 中,AB=6cm ,BC=12cm ,点P 从A 开始沿AB 边向点B 以1cm/s 的速度移动,点Q 从点B 开始沿BC 边向点C 以2cm/s 的速度移动,如果P ,Q 分别是从A ,B 同时出发,求:(1)经过多少时间,△PBQ 的面积等于8cm2?(2)经过多少时间,五边形APQCD 的面积最小,最小值是多少?解:(1)设运动时间为t ,则PB=6-t ,BQ=2t ,则S △PBQ=1/2PB •BQ=1/2×(6-t )×2t=8,解得t=2或t=4,故经过2秒或4秒时,△PBQ 的面积等于8cm2.(2)根据(1)中所求出的S △PBQ=1/2PB •BQ=1/2×(6-t )×2t ,整理得S △PBQ=-t2+6t .当t=-b/2a=3时,S △PBQ 最大=-)1(436 =9, 故S 五边形APQCD=S 矩形ABCD-S △PBQ 最大=6×12-9=63cm2.故当t=3秒,五边形APQCD 的面积最小,最小值是63cm2(4分)变式:如图,在矩形ABCD 中,AB=6 cm ,BC=12 cm ,点P 从点A 开始以1 cm/s 的速度沿AB 边向点B 移动,点Q 从点B 开始以2 cm/s 的速度沿BC 边向点C 移动.如果P 、Q 分别从A 、B 同时出发,设移动的时间为t .求:(1)当t 为多少时,△PBQ 的面积等于8 cm2?(2)当t 为多少时,△PQD 是以PD 为斜边的直角三角形?解:(1)AP=t ,BP=6-t ,BQ=2t ,△PBQ 的面积等于8cm2则1/2(6-t )×2t=8整理得t2-6t+8=0,解得t1=2,t2=4即当t 为2秒或4秒时,△PBQ 的面积等于8cm2;(2)易得PD2=t2+122,PQ2=(6-t )2+(2t )2,QD2=(12-2t )2+62,∵△PQD 是以PD 为斜边的直角三角形∴PD2=PQ2+QD2,即t2+122=(6-t )2+(2t )2+(12-2t )2+62,整理得2t2-15t+18=0,解之得t1=6,t2=3/2,即当t 为3/2秒或6秒时,△PQD 是以PD 为斜边的直角三角形.二、变式型1、(2011•潍坊)已知正方形ABCD 的边长为a ,两条对角线AC 、BD 相交于点O ,P 是射线AB 上任意一点,过P 点分别作直线AC 、BD 的垂线PE 、PF ,垂足为E 、F .(1)如图1,当P 点在线段AB 上时,求PE+PF 的值.(2)如图2,当P 点在线段AB 的延长线上时,求PE-PF 的值.解答:解:(1)∵ABCD 是正方形,∴AC ⊥BD ,∵PF ⊥BD ,∴PF ∥AC ,同理PE ∥BD ,∴四边形PFOE为矩形,故PE=OF.又∵∠PBF=45°,∴PF=BF.∴PE+PF=OF+FB=OB=acos45°=a.(2)∵ABCD是正方形,∴AC⊥BD,∵PF⊥BD,∴PF∥AC,同理PE∥BD,∴四边形PFOE为矩形,故PE=OF.又∵∠PBF=∠OBA=45°,∴PF=BF.∴PE﹣PF=OF﹣BF=OB=acos45°=a.2、(2011•来宾)已知正方形ABCD的对角线AC与BD交于点O,点E、F分别是OB、OC上的动点,(1)如果动点E、F满足BE=CF(如图):①写出所有以点E或F为顶点的全等三角形(不得添加辅助线);②证明:AE⊥BF;(2)如果动点E、F满足BE=OF(如图),问当AE⊥BF时,点E在什么位置,并证明你的结论.解答:(1)解:①△ABE≌△BCF,△AOE≌△BOF,②证明:根据正方形的性质,∵,∴∠BAE=∠CBF,根据外角性质,∠AFB=∠BCF+∠CBF=45°+∠CBF,又∵∠FAM=45°﹣∠BAE,∴∠AMF=180°﹣(∠FAM+∠AFM)=180°﹣(45°+∠CBF+45°﹣∠BAE)=90°,∴AE⊥BF;(2)AE⊥BF于点M,如图所示:∵∠BME=∠AOE,∠BEM=∠AEO,∴△BEM∽△AEO,∴==,即AO==,∵∠MBE=∠OBF,∠BME=∠BOF,∴△BEM∽△BOF,∴==,即BO==,∵AO=BO,BE=OF,∴BE=EO,∴当AE⊥BF时,点E在BO中点.3、(2011•宿迁)如图,在边长为2的正方形ABCD中,P为AB的中点,Q为边CD上一动点,设DQ=t (0≤t≤2),线段PQ的垂直平分线分别交边AD、BC于点M、N,过Q作QE⊥AB于点E,过M作MF ⊥BC于点F.(1)当t≠1时,求证:△PEQ≌△NFM;(2)顺次连接P、M、Q、N,设四边形PMQN的面积为S,求出S与自变量t之间的函数关系式,并求S的最小值.解:(1)∵四边形ABCD是正方形∴∠A=∠B=∠D=90°,AD=AB∵QE⊥AB,MF⊥BC ∴∠AEQ=∠MFB=90°∴四边形ABFM、AEQD都是矩形∴MF=AB,QE=AD,MF⊥QE又∵PQ⊥MN ∴∠EQP=∠FMN又∵∠QEP=∠MFN=90°∴△PEQ≌△NFM.(2)∵点P是边AB的中点,AB=2,DQ=AE=t∴P A=1,PE=1-t,QE=2由勾股定理,得PQ =22PE QE +=4)1(2+-t∵△PEQ ≌△NFM ∴MN =PQ =4)1(2+-t又∵PQ ⊥MN ∴S =MN PQ ⋅21=[]4)1(212+-t =21t 2-t +25 ∵0≤t ≤2 ∴当t =1时,S 最小值=2.综上:S =21t 2-t +25,S 的最小值为2. 4、(2010•汕头)已知两个全等的直角三角形纸片ABC 、DEF ,如图(1)放置,点B 、D 重合,点F 在BC 上,AB 与EF 交于点G 、∠C=∠EFB=90°,∠E=∠ABC=30°,AB=DE=4.(1)求证:△EGB 是等腰三角形;(2)若纸片DEF 不动,问△ABC 绕点F 逆时针旋转最小度时,四边形ACDE 成为以ED 为底的梯形(如图(2)).求此梯形的高.证明: E (1)如图(1),在Rt △DEF 中, ∵∠EFB=90°,∠E=30°∴∠EDF=60° ------------------1分 又∵∠ABC=30° ∴∠EBG=∠EBF-∠ABC=30° -------------------2分 则 ∠E=∠GBE -------------------3分 ∴EG=BG∴ △EGB 是等腰三角形。