等腰三角形的存在性问题一般为几何综合题,常与勾股定理、距离公式等知识点相结合,根据“三线合一”得到直角三角形,也可与相似三角形相结合,综合性强。等腰三角形常存在性问题一般有两种处理思路,在2020年中考数学专题复习,等腰三角形的存在性,掌握两种解题方法这篇文章中有详细介绍。
例题:如图,在△ABC中,∠C=90°,AC=12cm,BC=16cm,D、E分别是AC、AB的中点,连接DE.点P从点D出发,沿DE方向匀速运动,速度为2cm/s;同时,点Q从点B出发,沿BA方向匀速运动,速度为4cm/s,当点P停止运动时,点Q也停止运动.连接PQ,设运动时间为t(0<t<4)s.解答下列问题:
(1)当t为何值时,以点E、P、Q为顶点的三角形与△ADE相似?
(2)当t为何值时,△EPQ为等腰三角形?
分析:以点E、P、Q为顶点的三角形与△ADE相似,由图可知,△ADE为直角三角形,要使得两个三角形相似,那么以E、P、Q为顶点的三角形也必须是直角三角形。点P只能在线段DE上,当点Q在线段BE上时,以点E、P、Q为顶点的三角形为钝角三角形,不可能为直角三角形,那么两个三角形不会相似。
当点Q在线段AE上时,△EPQ可能为直角三角形。三角形中有三个角,本来每个角都可能是直角,需要分三种情况讨论,但是∠PEQ为锐角,因此需要分两种情况讨论。
当PQ⊥AB时,△EQP∽△EDA,∴PE:AE=QE:DE,由题意得:PE=8-2t,QE=4t-10,即82t:10=4t10:8,∴t=41/14;
当PQ⊥DE时,△PQE∽△DAE,∴PE:ED=QE:AE,∴82t:8=4t10:10,∴t=40/13,
第一小问可以看作是直角三角形的存在性问题,利用直角三角形存在性问题的解题思路进行考虑,然后借助相似三角形来解决问题。
第二小问为等腰三角形的存在性问题,根据点Q的位置,需要分两大种情况进行讨论,每一大种情况中本来还需要分三小种情况进行分析,但是当点Q在线段BE上时,△PEQ为钝角三角形,只可能满足PE=EQ。
当点Q在线段BE上时,由EP=EQ,可得8-2t=10-4t,t=1.
当点Q在线段AE上时,需要分三种情况进行讨论。
当点Q在线段AE上时,由EQ=EP,可得8-2t=4t-10,∴t=3.
当点Q在线段AE上时,由EQ=QP,过点Q作QH⊥DE交DE于点H,根据“三线合一”可得PH=HE=1/2PE,再根据△QHE∽△ADE得到:1/2(8-2t):(4t-10)=4:5,∴t=20/7.
当点Q在线段AE上时,由PQ=EP,考虑的方法与上一种情况一样,根据“三线合一”得到两个三角形相似。
可得1/2(4t-10):(8-2t)=4:5,解得t=1/96.