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如图,在矩形ABCD中,AD=4cm,AB=m(m>4),点P是AB边上的任意一点(不与点A、B重合),连接PD,过点P

来源:学生作业帮 编辑:搜狗做题网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/06/30 15:54:09
如图,在矩形ABCD中,AD=4cm,AB=m(m>4),点P是AB边上的任意一点(不与点A、B重合),连接PD,过点P作PQ⊥PD,交直线BC于点Q.

(1)当m=10时,是否存在点P使得点Q与点C重合?若存在,求出此时AP的长;若不存在,说明理由;
(2)连接AC,若PQ∥AC,求线段BQ的长(用含m的代数式表示);
(3)若△PQD为等腰三角形,求以P、Q、C、D为顶点的四边形的面积S与m之间的函数关系式,并写出m的取值范围.
如图,在矩形ABCD中,AD=4cm,AB=m(m>4),点P是AB边上的任意一点(不与点A、B重合),连接PD,过点P
(1)存在点P.
假设存在一点P,使点Q与点C重合,如图1所示,设AP的长为x,则BP=10-x,
在Rt△APD中,DP2=AD2+AP2,即DP2=42+x2
在Rt△PBC中,PC2=BC2+PB2,即PC2=42+(10-x)2
在Rt△PCD中,CD2=DP2+PC2,即102=42+x2+42+(10-x)2
解得x=2或8,
故当m=10时,存在点P使得点Q与点C重合,此时AP=2或8;
(2)连接AC,设BP=y,则AP=m-y,
∵PQ∥AC,
∴△PBQ∽△ABC,

BQ
BC=
BP
AB,即
BQ
4=
y
m①,
∵DP⊥PQ,
∴∠APD+∠BPQ=90°,
∵∠APD+∠ADP=90°,∠BPQ+∠PQB=90°,
∴∠APD=∠BQP,
∴△APD∽△BQP,

AD
PB=
AP
BQ,即
4
y=
m-y
BQ②,
①②联立得,BQ=
4m2-64
m2;
(3)连接DQ,
 由已知PQ⊥PD,所以只有当DP=PQ时,△PQD为等腰三角形(如图),
∴∠BPQ=∠ADP,又∠B=∠A=90°,
∴△PBQ≌△DAP,
∴PB=DA=4,AP=BQ=m-4,
∴以P、Q、C、D为顶点的四边形的面积S与m之间的函数关系式为:
S四边形PQCD=S矩形ABCD-S△DAP-S△QBP=4m-
1
2×4×(m-4)-
1
2×4×(m-4)=16,
当Q在BC延长线上时,S=
1
2m2-2m(m>8)
∵AD=4,m>4,△PBC中PB是直角三角形的另一直角边,
∴m>4.