如图,在△ABC中,AB=AC,AD⊥BC于点D,BC=10cm,AD=8cm,点P从点B出发,在线段BC上以每秒3cm的速度向点C匀速运动,与此同时,垂直于AD的直线m从底边BC出发,以每秒2cm的速度沿DA方向匀速平移,
如图,在△ABC中,AB=AC,AD⊥BC于点D,BC=10cm,AD=8cm,点P从点B出发,在线段BC上以每秒3cm的速度向点C匀速运动,与此同时,垂直于AD的直线m从底边BC出发,以每秒2cm的速度沿DA方向匀速平移,分别交AB、AC、AD于E、F、H,当点P到达点C时,点P与直线m同时停止运动,设运动时间为t秒(t>0).
(1)当t=2时,连接DE、DF,求证:四边形AEDF为菱形;
(2)当t=2时,求△PEF的面积;
(3)是否存在某一时刻t,使△PEF为直角三角形?若存在,请求出此时刻t的值;若不存在,请说明理由.
答案和解析
(1)证明:∵AB=AC,AD⊥BC,
∴∠BAD=∠CAD,又直线m垂直于AD,
∴AD垂直平分EF,
当t=2时,DH=4,又AD=8,
∴AH=HD,
则AD与EF垂直平分,
∴四边形AEDF为菱形;
(2) ∵m∥BC,
∴△AEF∽△ABC,
∴
=,
∴EF=BC=5,
∴△PEF的面积=×EF×DH=10cm2;
(3) 如图1,当PE⊥EF时,
由题意得,BP=3t,PE=2t,
∵PE⊥EF,AD⊥BC,
∴EP∥AD,
∴=,即=,
则t不存在;
如图2,当PF⊥EF时,
PF=2t,CP=10-3t,
∵PF∥AD,
∴=,即=,
解得t=,
∴当t=时,△PEF为直角三角形.
如图3,
当EP⊥FP时,分别过E、F作BC的垂线,垂足分别是G、M.
由于EF平行BC,又因为∠EGP=∠FPE=∠PMF=90°
故易证△EGP∽△FPE∽△PMF;
又△BGE∽△BDA,EG=2t,故可以求得BG=t,从而GP=BP-BG=t,
由等腰三角形的对称性可知,CM=t,从而PM=BC-BP-MC=10-t;
因为△EGP∽△PMF,有=,分别代入数据,
有=
整理得(t-)t=0,故t=0(舍去),t=
综上当t=或
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