Question

【題目】如圖，在△ABC中，∠C=90°，AC=6cm，BC=8cm，D、E、F分別是AC、BC、AB的中點(diǎn)，連接DE．點(diǎn)P從點(diǎn)D出發(fā)，沿DE方向勻速運(yùn)動(dòng)；同時(shí)，點(diǎn)Q從點(diǎn)E出發(fā)，沿EB方向勻速運(yùn)動(dòng)，兩者速度均為1cm/s；當(dāng)其中一點(diǎn)停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，另外一點(diǎn)也停止運(yùn)動(dòng)．連接PQ、PF，設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為ts（0＜t＜4）．解答下列問(wèn)題：

（1）當(dāng)t為何值時(shí)，△EPQ為等腰三角形？

（2）如圖①，設(shè)四邊形PFBQ的面積為ycm2，求y與t之間的函數(shù)關(guān)系式；

（3）當(dāng)t為何值時(shí)，四邊形PFBQ的面積與△ABC的面積之比為2：5？

（4）如圖②，連接FQ，是否存在某一時(shí)刻，使得PF與QF互相垂直？若存在，求出此時(shí)t的值；若不存，請(qǐng)說(shuō)明理由．

Answer 1

【答案】（1）當(dāng)t=時(shí)，△EPQ為等腰三角形；（2）y=；（3）1；（4）t=時(shí)，PF與QF互相垂直.

【解析】

（1）根據(jù)勾股定理求出AB=10，由DE是中位線可知DE=5，△EPQ為等腰三角形只需PE=EQ，即t=5-t,解方程即可.（2）過(guò)P作PH⊥BC于H，連接FE，由sin∠PEH=，可知PH=，即△EQP的高，根據(jù)△CDE可求出DE邊的高，即△PEF和△EFB的高，根據(jù)y=S△PEF+S△EFB﹣S△EQP，即可得答案；（3）先求出△ABC的面積，根據(jù)（2）所得關(guān)系式及已知面積比，列方程即可得答案.（4）如圖③過(guò)P作PG⊥AB于G，過(guò)Q作QH⊥AB于H，過(guò)D作DM⊥AB于M，由勾股定理可知AM的長(zhǎng)，△BHQ中，利用∠B的三角函數(shù)值可得BH、QH的長(zhǎng)，由PF⊥FQ，可證明△PGF∽△FHQ，根據(jù)對(duì)應(yīng)邊的關(guān)系列出方程即可求得t的值.

（1）∠C=90°，AC=6cm，BC=8cm，

∴AB=10cm，

由題意得：DP=EQ=t，

∵D為AC的中點(diǎn)，E為BC的中點(diǎn)，

∴DE=AB=5cm，

當(dāng)EP=EQ時(shí)，5﹣t=t，

t=，

即當(dāng)t=時(shí)，△EPQ為等腰三角形；

（2）如圖②，過(guò)P作PH⊥BC于H，連接FE，

sin∠PEH= ，

∴ ，

∴PH= ，

設(shè)△DCE中，DE邊上的高為h，

×3×4=×5h，h=，

∴y=S△PEF+S△EFB﹣S△EQP，

=×PE+×FB﹣EQPH，

=（5﹣t）+×5﹣ ，

=﹣t+12；

（3）∵，

∴5S四邊形PFBQ=2S△ABC，

∴5（﹣t+12）=2××6×8，

t2﹣9t+8=0，

t1=1，t2=8（舍）；

（4）如圖③，過(guò)P作PG⊥AB于G，過(guò)Q作QH⊥AB于H，過(guò)D作DM⊥AB于M，

由（3）知：PG=DM=，

Rt△ADM中，∵AD=3，

∴AM=，

∴FG=5﹣﹣t=﹣t，

Rt△QHB中，BQ=4﹣t，

sin∠B= ，

∴QH=，

∴BH=，

∴FH=5﹣BH=，

∵PF⊥FQ，

易得△PGF∽△FHQ，

∴，

∴PGQH=FHGF，

∴，

4t2﹣11t=0，

t1=0（舍），t2=．

∴當(dāng)t=時(shí)，PF與QF互相垂直．