7、如图,在梯形ABCD中,AD‖BC,∠B=90°,AD=16cm,AB=12cm,BC=21cm,动点P从点B出发,沿射线BC的方向以每秒2cm的速度运动,动点Q从点A出发,在线段AD上以每秒1cm的速度向点D运动,点P,Q分别从点B,A同时出发,当点Q运动到点D时,点P随之停止运动,设运动的时间为t(秒).(1)当t为何值时,四边形PQDC是平行四边形;(2)当t为何值时,以C,D,Q,P为顶点的梯形面积等于60cm2?(3)是否存在点P,使△PQD是等腰三角形?若存在,请求出所有满足要求的t的值,若不存在,请说明理由.
分析:
(1)由题意已知,AD∥BC,要使四边形PQDC是平行四边形,则只需要让QD=PC即可,因为Q、P点的速度
已知,AD、BC的长度已知,要求时间,用时间=路程÷速度,即可求出时间;
(2)要使以C、D、Q、P为顶点的梯形面积等于60cm2,可以分为两种情况,即点P、Q在BC、AD,点P在
BC延长线上,再利用梯形面积公式,即(QD+PC)×AB÷2=60,因为Q、P点的速度已知,AD、AB、
BC的长度已知,用t可分别表示QD、BC的长,即可求得时间t;
(3)使△PQD是等腰三角形,可分三种情况,即PQ=PD、PQ=QD、QD=PD;可利用等腰三角形及直角梯形的
性质,分别用t表达等腰三角形的两腰长,再利用两腰相等即可求得时间t.
解答:
解:(1)∵四边形PQDC是平行四边形
∴DQ=CP
∵DQ=AD-AQ=16-t,
CP=21-2t
∴16-t=21-2t
解得t=5
∴当t=5秒时,四边形PQDC是平行四边形;
(2)若点P、Q在BC、AD上时,
DQ+CP 2 •AB=60
即16-t+21-2t 2 ×12=60
解得t=9(秒)
若点P在BC延长线上时,则CP=2t-21,
∴2t-21+16-t 2 ×12=60
解得t=15(秒)
∴当t=9或15秒时,以C,D,Q,P为顶点的梯形面积等60cm2;
(3)当PQ=PD时
作PH⊥AD于H,则HQ=HD
∵QH=HD=1 2 QD=1 2 (16-t)
由AH=BP得2t=1 2 (16-t)+t
解得t=16 3 秒;
当PQ=QD时QH=AH-AQ=BP-AQ=2t-t=t,QD=16-t,
∵QD2=PQ2=t2+122
∴(16-t)2=122+t2
解得t=7 2 (秒);
当QD=PD时DH=AD-AH=AD-BP=16-2t,
∵QD2=PD2=PH2+HD2=122+(16-2t)2
∴(16-t)2=122+(16-2t)2
即3t2-32t+144=0
∵△<0
∴方程无实根
综上可知,当t=16 3 秒或t=7 2 秒时,△PQD是等腰三角形.