已知梯形ABCD,AD∥BC,AB⊥BC,AD=1,AB=2,BC=3,
问题1:如图1,P为AB边上的一点,以PD,PC为边作平行四边形PCQD,请问对角线PQ,DC的长能否相等,为什么?
问题2:如图2,若P为AB边上一点,以PD,PC为边作平行四边形PCQD,请问对角线PQ的长是否存在最小值?如果存在,请求出最小值,如果不存在,请说明理由.
问题3:若P为AB边上任意一点,延长PD到E,使DE=PD,再以PE,PC为边作平行四边形PCQE,请探究对角线PQ的长是否也存在最小值?如果存在,请求出最小值,如果不存在,请说明理由.
问题4:如图3,若P为DC边上任意一点,延长PA到E,使AE=nPA(n为常数),以PE、PB为边作平行四边形PBQE,请探究对角线PQ的长是否也存在最小值?如果存在,请求出最小值,如果不存在,请说明理由.
解:问题1:对角线PQ与DC不可能相等。理由如下:
∵四边形PCQD是平行四边形,若对角线PQ、DC相等,则四边形PCQD是矩形,
∴∠DPC=90°。
∵AD=1,AB=2,BC=3,∴DC=2。
设PB=x,则AP=2-x,
在Rt△DPC中,PD2+PC2=DC2,即x2+32+(2-x)2+12=8,化简得x2-2x+3=0,
∵△=(-2)2-4×1×3=-8<0,∴方程无解。
∴不存在PB=x,使∠DPC=90°。∴对角线PQ与DC不可能相等。
问题2:存在。理由如下:
如图2,在平行四边形PCQD中,设对角线PQ与DC相交于点G,
则G是DC的中点。过点Q作QH⊥BC,交BC的延长线于H。
∵AD∥BC,∴∠ADC=∠DCH,即∠ADP+∠PDG=∠DCQ+∠QCH。
∵PD∥CQ,∴∠PDC=∠DCQ。∴∠ADP=∠QCH。
又∵PD=CQ,∴Rt△ADP≌Rt△HCQ(AAS)。∴AD=HC。
∵AD=1,BC=3,∴BH=4,
∴当PQ⊥AB时,PQ的长最小,即为4。
问题3:存在。理由如下:
如图3,设PQ与DC相交于点G,
∵PE∥CQ,PD=DE,∴。
∴G是DC上一定点。
作QH⊥BC,交BC的延长线于H,
同理可证∠ADP=∠QCH,∴Rt△ADP∽Rt△HCQ。∴。
∵AD=1,∴CH=2。∴BH=BG+CH=3+2=5。
∴当PQ⊥AB时,PQ的长最小,即为5。
问题4:如图3,设PQ与AB相交于点G,
∵PE∥BQ,AE=nPA,∴。
∴G是DC上一定点。
作QH∥PE,交CB的延长线于H,过点C作CK⊥CD,交QH的延长线于K。
∵AD∥BC,AB⊥BC,
∴∠D=∠QHC,∠DAP+∠PAG=∠QBH+∠QBG=90°
∠PAG=∠QBG,
∴∠QBH=∠PAD。∴△ADP∽△BHQ,∴,
∵AD=1,∴BH=n+1。∴CH=BH+BC=3+n+1=n+4。
过点D作DM⊥BC于M,则四边形ABND是矩形。
∴BM=AD=1,DM=AB=2。∴CM=BC-BM=3-1=2=DM。
∴∠DCM=45°。∴∠KCH=45°。
∴CK=CH•cos45°= (n+4),
∴当PQ⊥CD时,PQ的长最小,最小值为 (n+4)。
解析
科目:初中数学 来源: 题型:
A、6 | ||
B、8 | ||
C、4 | ||
D、4
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3 |
29 |
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