Question

如圖，已知矩形ABCD中，AB=8cm，BC=6cm，如果點P由C出發(fā)沿CA方向向點A勻速運動，同時點Q由A出發(fā)沿AB方向向點B勻速運動，它們的速度均為2cm/s，連接PQ，設(shè)運動的時間為t．（單位：s）．（0≤t≤4）解答下列問題：
（1）求AC的長；
（2）當(dāng)t為何值時，PQ∥BC；
（3）設(shè)△AQP的面積為S（單位：cm²），當(dāng)t為何值時，s=cm²；
（4）是否存在某時刻t，使線段PQ恰好把△ABC的面積平分？若存在求出此時t的值；若不存在，請說明理由．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)勾股定理直接求出AC的長即可；
（2）由PQ∥BC時的比例線段關(guān)系，列一元一次方程求解；
（3）如圖2所示，過P點作PD⊥AC于點D，構(gòu)造比例線段，求得PD，從而可以得到S的表達(dá)式，然后利用s=cm²求出即可；
（4）要點是利用（3）中求得的△AQP的面積表達(dá)式，再由線段PQ恰好把△ABC的面積平分，列出一元二次方程；由于此一元二次方程的判別式小于0，則可以得出結(jié)論：不存在這樣的某時刻t，使線段PQ恰好把△ABC的面積平分；
解答：解：（1）∵AB=8cm，BC=6cm，
∴AC==10（cm）；

（2）當(dāng)PQ∥BC時，
∵CP=2t，則AP=10-2t．
∵PQ∥BC，
∴=，即=，
解得：t=，
∴當(dāng)t=s時，PQ∥BC．

（3）如圖2所示，過P點作PD⊥AC于點D．
∴PD∥BC，
∴=，
即=，
解得：PD=6-t．
S=×AQ×PD=×2t×（6-t）
=-t²+6t=
整理得出：
t²-5t+6=0，
（t-2）（t-3）=0，
解得：t₁=2，t₂=3，
故當(dāng)t為2或3時，s=cm²；

（4）假設(shè)存在某時刻t，使線段PQ恰好把△ABC的面積平分，
則有S_△AQP=S_△ABC，而S_△ABC=AC•BC=24，
∴此時S_△AQP=12．
由（2）可知，S_△AQP=-t²+6t，
∴-t²+6t=12，化簡得：t²-5t+10=0，
∵△=（-5）²-4×1×10=-15＜0，此方程無解，
∴不存在某時刻t，使線段PQ恰好把△ABC的面積平分．
點評：此題考查了相似三角形線段比例關(guān)系、勾股定理一元一次方程的解法、一元二次方程的解法與判別式等知識點，涉及的考點眾多，計算量偏大，有一定的難度．本題考查知識點非常全面，是一道測試學(xué)生綜合能力的好題．