Question

【題目】已知：如圖①，在平行四邊形ABCD中，AB=3cm，BC=5cm，AC⊥AB，△ACD沿AC的方向勻速平移得到△PNM停止平移時，點Q也停止移動，如圖②，設移動時間為t（s）（0＜t＜4）．連接PQ、MQ、MC．

（1）當t為何值時，PQ∥AB？
（2）當t=3時，求△QMC的面積；
（3）是否存在t，使PQ⊥MQ？若存在，求出t的值；若不存在，請說明理由．

Answer 1

【答案】
（1）

解：如圖所示，

AB=3cm，BC=5cm，AC⊥AB，

∴Rt△ABC中，AC=4，

若PQ∥AB，則有 = ，

∵CQ=PA=t，CP=4﹣t，QB=5﹣t，

∴ = ，

即20﹣9t+t2=t2，

解得t= ，

當t= 時，PQ∥AB

（2）

解：如圖所示，過點P作PD⊥BC于點D，

∴∠PDC=∠A=90°，

∵∠PCD=∠BCA

∴△CPD∽△CBA，

∴ = ，

當t=3時，CP=4﹣3=1，

∵BA=3，BC=5，

∴ = ，

∴PD= ，

又∵CQ=3，PM∥BC，

∴S△QMC= ×3× = ；

（3）

解：存在時刻t= ，使PQ⊥MQ，

理由如下：如圖所示，過點M作ME⊥BC的延長線于點E，

∵△CPD∽△CBA，

∴ = = ，

∵BA=3，CP=4﹣t，BC=5，CA=4，

∴ = = ，

∴PD= （4﹣t），CD= （4﹣t）．

∵PQ⊥MQ，

∴∠PDQ=∠QEM=90°，∠PQD=∠QME，

∴△PDQ∽△QEM，

∴ = ，即PDEM=QEDQ．

∵EM=PD= （4﹣t）= ﹣ t，

DQ=CD﹣CQ= （4﹣t）﹣t= ﹣ t，

QE=DE﹣DQ=5﹣[ （4﹣t）﹣t]= + t，

∴（ ﹣ t）2=（ ﹣ t）（ + t），

即2t2﹣3t=0，

∴t= 或t=0（舍去），

∴當t= 時，PQ⊥MQ．

【解析】（1）根據勾股定理求出AC，根據PQ∥AB，得出關于t的比例式，求解即可；（2）過點P作PD⊥BC于D，根據△CPD∽△CBA，列出關于t的比例式，表示出PD的長，再根據S△QMC= QCPD，進行計算即可；（3）過點M作ME⊥BC的延長線于點E，根據△CPD∽△CBA，得出PD= （4﹣t），CD= （4﹣t），再根據△PDQ∽△QEM，得到 = ，即PDEM=QEDQ，進而得到方程（ ﹣ t）2=（ ﹣ t）（ + t），求得t= 或t=0（舍去），即可得出當t= 時，PQ⊥MQ．
【考點精析】關于本題考查的相似三角形的應用，需要了解測高：測量不能到達頂部的物體的高度，通常用“在同一時刻物高與影長成比例”的原理解決；測距：測量不能到達兩點間的舉例，常構造相似三角形求解才能得出正確答案．