Question

已知等腰梯形中，AB=DC=2，AD∥BC，AD=3，腰與底相交所成的銳角為60°，動點(diǎn)P在線段BC上運(yùn)動（ 點(diǎn)P不與B、C點(diǎn)重合），并且∠APQ=60°，PQ交射線CD于點(diǎn)Q，若CQ=y，BP=x，
（1）求下底BC的長．
（2）求y與x的函數(shù)解析式，并指出當(dāng)點(diǎn)P運(yùn)動到何位置時，線段CQ最長，最大值為多少？
（3）在（2）的條件下，當(dāng)CQ最長時，PQ與AD交于點(diǎn)E，求QE的長．

Answer 1

【答案】分析：（1）過點(diǎn)D作DE∥AB，交BC于E，得到?ABED和等邊△DEC，則BC=BE+EC=5；
（2）根據(jù)兩角對應(yīng)相等的兩三角形相似證明出△CPQ∽△BAP，由相似三角形對應(yīng)邊成比例得到CQ：BP=CP：BA，則y=-x²+x，根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)可得當(dāng)x=，即當(dāng)點(diǎn)P運(yùn)動到BC中點(diǎn)時，線段CQ有最大值；
（3）在（2）的條件下，當(dāng)CQ最長時，BP=CP=，CQ=，則QD=．先由DE∥CP，得出△QDE∽△QCP，根據(jù)相似三角形的性質(zhì)列出比例式，求出DE=，并且得出QE：QP=9：25，那么可設(shè)QE=9k，QP=25k．再根據(jù)兩角對應(yīng)相等的兩三角形相似證明△DEQ∽△PEA，DE：PE=EQ：EA，根據(jù)相似三角形的對應(yīng)邊成比例得出：16k=9k：，解方程求出k=，進(jìn)而得到QE的長度．
解答：解：（1）如圖1，過點(diǎn)D作DE∥AB，交BC于E，
∵AD∥BC，
∴四邊形ABED是平行四邊形，
∴BE=AD=3，DE=AB=DC=2，
∵DE∥AB，
∴∠DEC=∠B=60°，
∴△DEC為等邊三角形，
∴EC=DC=2，
∴BC=BE+EC=3+2=5；

（2）如圖2，在△CPQ與△BAP中，
∵，
∴△CPQ∽△BAP，
∴CQ：BP=CP：BA，即y：x=（5-x）：2，
∴y=-x²+x，
當(dāng)x==，即當(dāng)點(diǎn)P運(yùn)動到BC中點(diǎn)時，線段CQ最長，
此時最大值為=；

（3）如圖3，在（2）的條件下，當(dāng)CQ最長時，BP=CP=，CQ=，
∴QD=CQ-CD=-2=．
∵DE∥CP，
∴△QDE∽△QCP，
∴QE：QP=DE：CP=QD：QC，
即QE：QP=DE：=：=9：25，
∴可設(shè)QE=9k，QP=25k，且DE=，
∴PE=QP-QE=16k，AE=AD-DE=3-=．
在△DEQ與△PEA中，
∵，
∴△DEQ∽△PEA，
∴DE：PE=EQ：EA，
∴：16k=9k：，
解得k=，
∴QE=9k=．
點(diǎn)評：本題考查了等腰梯形的性質(zhì)，相似三角形的判定與性質(zhì)，二次函數(shù)的性質(zhì)，綜合性較強(qiáng)，有一定難度．