人教版2024-2025学年级八年级数学下册《平行四边形》练习专题3平行四边形(特殊平行四边形)中的动点问题(原卷版+解析)

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名称 人教版2024-2025学年级八年级数学下册《平行四边形》练习专题3平行四边形(特殊平行四边形)中的动点问题(原卷版+解析)
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资源类型 试卷
版本资源 人教版
科目 数学
更新时间 2025-04-24 20:30:00

文档简介

专题 平行(特殊平行)四边形中的动点问题
类型一:平行四边形中的动点问题
类型二:矩形中的动点问题
类型三:菱形中的动点问题
类型四:正方形中的动点问题
类型一:平行四边形中的动点问题
1.如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,∠A=90°,AD=16,BC=21,CD=13,动点P从点B出发,沿射线BC以每秒3个单位的速度运动,动点Q同时从点A出发,在线段AD上以每秒1个单位的速度向终点D运动,当动点Q到达点D时,动点P也同时停止运动.设点P的运动时间为t(秒).以点P、C、D、Q为顶点的四边形是平行四边形时t值为(  )秒.
A.2或 B. C.或 D.
【分析】由题意已知,AD∥BC,要使P、Q、D、C为顶点的四边形为平行四边形,则只需要让QD=PC即可,列出等式可求解.
【解答】解:∵四边形PQDC是平行四边形,
∴DQ=CP,
当P从B运动到C时,且P在BC上,
∵DQ=AD﹣AQ=16﹣t,CP=21﹣3t,
∴16﹣t=21﹣3t,
解得t,
∴当t秒时,四边形PQDC是平行四边形;
当点P在BC延长线上时,
∴16﹣t=3t﹣21,
解得t,
∴t秒或秒时,P、Q、D、C为顶点的四边形为平行四边形.
故选:C.
2.如图,等边三角形ABC的边长为8cm.动点M从点B出发,沿B→A→C的方向以3cm/s的速度运动,动点N从点C出发,沿C→A→B方向以5cm/s的速度运动,若动点M,N同时出发,且其中一点到达终点时,另一点也停止运动,当点A,M,N以及△ABC的边上一点D构成的四边形AMDN为平行四边形时,t的值为(  )
A.2或3 B.2或4 C.1或3 D.1或2
【分析】分三种情况讨论,由平行四边形的性质和等边三角形的性质可列方程,即可求解.
【解答】解:①当,点M、N、D的位置如图所示:
∵四边形ANDM是平行四边形,
∴DM=AN,DM∥AN,DN∥AB,
∴∠MDB=∠C=60°,∠NDC=∠B=60°,
∴∠NDC=∠C,
∴ND=NC,
∴DM+DN=AN+NC=AC=8,即:3t+5t=8,
解得:t=1,
②当时,点M、N、D在同一直线上,不能构成四边形,
③当时,点M、N、D的位置如图所示:
∵四边形ANDM是平行四边形,
∴DN=AM,AM∥DN,
∴∠NDB=∠ACB=60°,
∵△ABC为等边三角形,
∴∠B=60°,
∴∠NDB=∠B=60°,
∴ND=NB,
∴NB+MC=AM+CM=8,即:3t﹣8+5t﹣8=8,
解得:t=3,
综上所述,t的值为1或3,
故选:C.
3.如图, ABCD中,AB=22cm,BC=8cm,∠A=45°,动点E从A出发,以2cm/s的速度沿AB向点B运动,动点F从点C出发,以1cm/s的速度沿着CD向D运动,当点E到达点B时,两个点同时停止.则EF的长为10cm时点E的运动时间是(  )
A.6s B.6s或10s C.8s D.8s或12s
【分析】过点D作DG⊥AB于点G,由∠A=45°,可得△ADG是等腰直角三角形,过点F作FH⊥AB于点H,得矩形DGHF,利用勾股定理得EH=6cm,由题意可得AE=2t cm,CF=t cm,然后分两种情况列方程求出t的值即可.
【解答】解:在 ABCD中,CD=AB=22cm,AD=BC=8cm,
如图,过点D作DG⊥AB于点G,
∵∠A=45°,
∴△ADG是等腰直角三角形,
∴AG=DGAD=8,
过点F作FH⊥AB于点H,
得矩形DGHF,
∴DG=FH=8cm,DF=GH,
∵EF=10cm,
∴EH6cm,
由题意可知:AE=2t cm,CF=t cm,
∴GE=AE=AG=(2t﹣8)cm,DF=CD﹣CF=(22﹣t)cm,
∴GH=GE+EH=(2t﹣8)+6=(2t﹣2)cm,
∴2t﹣2=22﹣t,
解得t=8,
当F点在E点左侧时,
由题意可知:AE=2t cm,CF=t cm,
∴GE=AE﹣AG=(2t﹣8)cm,DF=CD﹣CF=(22﹣t)cm,
∴GH=GE﹣EH=(2t﹣8)﹣6=(2t﹣14)cm,
∴2t﹣14=22﹣t,
解得t=12,
∵点E到达点B时,两点同时停止运动,
∴2t≤22,解得t≤11.
∴t=12不符合题意,舍去,
∴EF的长为10cm时点E的运动时间是8s,
故选:C.
4.如图,四边形ABCD中,AD∥BC,AD=8cm,BC=12cm,M是BC上一点,且BM=9cm,点E从点A出发以1cm/s的速度向点D运动,点F从点C出发,以3cm/s的速度向点B运动,当其中一点到达终点,另一点也随之停止,设运动时间为t(s),则当以A、M、E、F为顶点的四边形是平行四边形时,t的值是(  )
A. B.3 C.3或 D.或
【分析】分两种情形由平行四边形的判定列出方程即可解决问题.
【解答】解:①当点F在线段BM上,AE=FM时,以A、M、E、F为顶点的四边形是平行四边形,
则有t=9+3t﹣12,解得t,
②当F在线段CM上,AE=FM时,以A、M、E、F为顶点的四边形是平行四边形,
则有t=12﹣9﹣3t,解得t,
综上所述,t或时,以A、M、E、F为顶点的四边形是平行四边形.
故选:D.
5.如图,在 ABCD中,已知AD=15cm,点P在AD上以1cm/s的速度从点A向点D运动,点Q在CB上以4cm/s的速度从点C出发在CB上往返运动.两点同时出发,当点Q第一次返回C点时点P也停止运动,设运动时间为t(s)(t>0).当t= 3或5 时,四边形PDCQ是平行四边形.
【分析】根据平行四边形的性质得出DP=CQ,分情况讨论,再列出方程,求出方程的解即可.
【解答】解:设经过t秒,四边形PDCQ是平行四边形,
∵P在AD上运动,
∴t7.5,即0<t≤7.5,
∵四边形PDCQ是平行四边形,
∴DP=CQ,
分为以下情况:①点Q的运动路线是C﹣B,方程为4t=15﹣t,
解得t=3,
②点Q的运动路线是C﹣B﹣C,方程为15﹣415﹣t,
解得:t=5;
故答案为:3或5.
6.如图,在四边形ABCD中,AD=6,BC=16,AD∥BC,AB=8,∠ABC=60°,点E是BC的中点.点P以每秒1个单位长度的速度从点A出发,沿AD向点D运动;点Q同时以每秒2个单位长度的速度从点C出发,沿CB向点B运动.点P停止运动时,点Q也随之停止运动.设运动时间为t秒.
(1)线段PD=  6﹣t ;CQ=  2t ;QE=  8﹣2t(0<t<4)或2t﹣8(4<t<6) (用含t的代数式表示);
(2)当t为何值时,以点P,Q,E,D为顶点的四边形是平行四边形?
【分析】(1)AD=6,BC=16,点E是BC的中点,得PD=6﹣AP,BE=CE=8,则QE=8﹣CQ或QE=CQ﹣8,而CQ=2t,AP=t,则PD=6﹣t;若点Q与点E重合,则2t=8,求得t=4;若点P与点D重合,则t=6,所以当0<t<4时,则QE=8﹣2t,当4<t<6时,则QE=2t﹣8,于是得到问题的答案;
(2)由PD∥QE,可知当PD=QE时,以P、Q、E、D为顶点的四边形是平行四边形,再分两种情况讨论,一是当0<t<4,且PD=QE时,则6﹣t=8﹣2t;二是当4<t<6,且PD=QE时,则6﹣t=2t﹣8,解方程求出相应的t值即可.
【解答】解:(1)∵AD=6,BC=16,点E是BC的中点,点P在AD上,点Q在BC上,
∴PD=6﹣AP,BE=CEBC=8,
∴QE=8﹣CQ或QE=CQ﹣8,
∵点P以每秒1个单位长度的速度从点A出发,沿AD向点D运动,
∴AP=t,
∴PD=6﹣t;
∵点Q同时以每秒2个单位长度的速度从点C出发,沿CB向点B运动,
∴CQ=2t,
若点Q与点E重合,则2t=8,
解得t=4;
若点P与点D重合,则t=6,
当0<t<4时,则QE=8﹣2t,
当4<t<6时,则QE=2t﹣8,
故答案为:6﹣t,2t,8﹣2t或2t﹣8.
(2)∵AD∥BC,点E是BC的中点,点P在AD上,点Q在BC上,
∴PD∥QE,
∴当PD=QE时,以P、Q、E、D为顶点的四边形是平行四边形,
当0<t<4,且PD=QE时,则6﹣t=8﹣2t,
解得t=2;
当4<t<6,且PD=QE时,则6﹣t=2t﹣8,
解得t,
综上所述,当t=2或t时,以点P,Q,E,D为顶点的四边形是平行四边形.
7.如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,∠B=90°,AB=8cm,AD=12cm,BC=18cm,点P从点A出发,以2cm/s的速度沿A→D→C运动,点P从点A出发的同时,点Q从点C出发,以1cm/s的速度向点B运动,当点P到达点C时,点Q也停止运动,设点P、Q运动的时间为t秒,从运动开始,当t取何值时,PQ∥CD?
【分析】首先判定当PQ∥CD时,四边形PDCQ是平行四边形,然后利用其性质PD=QC,构建方程,即可得解.
【解答】解:当t=4时,PQ∥CD,理由如下:
当PQ∥CD时,四边形PDCQ是平行四边形,
此时PD=QC,PD=12﹣2t,QC=t,
∴12﹣2t=t,
∴t=4,
∴当t=4时,PQ∥CD.
8.如图,四边形ABCD是平行四边形,AB=6cm,AD=12cm,EF是△ABD的中位线,G为BC上一动点,H为CD上一动点,点G以2cm/s的速度从C点向B点运动,同时点H以1cm/s的速度从D点向C点运动,用t(s)表示时间(0≤t≤6).当t为何值时,四边形EFHG是平行四边形?
【分析】根据题意得出点G和点H分别同时运动到BC、DC的中点时,四边形EFHG是平行四边形,即可得到答案.
【解答】解:若四边形EFHG是平行四边形,
则EF=GH,EF∥GH,
∵EF是△ABD的中位线,
∴,
∴,
此时点G和点H分别同时运动到BC、DC的中点,
∵四边形ABCD是平行四边形,AB=6cm,AD=12cm,
∴AD=BC=12cm,AB=CD=6cm,
∴,
∴点G运动到BC的中点所需时间6÷2=3s,
同理,点H运动到DC的中点所需时间3÷1=3s,
∴t=3时,点G和点H分别同时运动到BC、DC的中点,
∴t=3时,四边形EFHG是平行四边形.
9.已知:在 ABCD中,动点P在AD边上,以每秒0.5cm的速度从点A向点D运动.
(1)如图1,在运动过程中,若CP平分∠BCD,且满足CD=CP,求∠B的度数.
(2)如图2,另一动点Q在BC边上,以每秒2cm的速度从点C出发,在BC间往返运动,P,Q两点同时出发,当点P到达点D时停止运动(同时Q点也停止),若AD=6cm,求当运动时间为多少秒时,以P,D,Q,B四点组成的四边形是平行四边形.
【分析】(1)易证∠DPC=∠DCP,得DP=CD,又CD=CP,则△PDC是等边三角形,即可得出结果;
(2)若以P,D,Q,B四点组成的四边形是平行四边形,则PD=BQ,设运动时间为t秒,
①当0≤t≤3时,6﹣0.5t=6﹣2t,解得t=0;
②当3<t≤6时,6﹣0.5t=2t﹣6,解得t=4.8;
③当6<t≤9时,6﹣0.5t=18﹣2t,解得t=8;
④当9<t≤12时,6﹣0.5t=2t﹣18,解得t=9.6.
【解答】解:(1)∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,
∴∠DPC=∠PCB,
∵CP平分∠BCD,
∴∠PCD=∠PCB,
∴∠DPC=∠DCP,
∴DP=CD,
∵CD=CP,
∴CP=CD=DP,
∴△PDC是等边三角形,
∴∠B=60°;
(2)∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,
∴PD∥BC,
若以P,D,Q,B四点组成的四边形是平行四边形,则PD=BQ,
设运动时间为t秒,
①当0≤t≤3时,PD=6﹣0.5t,BQ=6﹣2t,
∴6﹣0.5t=6﹣2t,
解得:t=0;
②当3<t≤6时,PD=6﹣0.5t,BQ=2t﹣6,
∴6﹣0.5t=2t﹣6,
解得:t=4.8;
③当6<t≤9时,PD=6﹣0.5t,BQ=18﹣2t,
∴6﹣0.5t=18﹣2t,
解得:t=8;
④当9<t≤12时,PD=6﹣0.5t,BQ=2t﹣18,
∴6﹣0.5t=2t﹣18,
解得:t=9.6;
综上所述,当运动时间为0秒或4.8秒或8秒或9.6秒时,以P,D,Q,B四点组成的四边形是平行四边形.
类型二:矩形中的动点问题
10.如图,在长方形ABCD中,AB=10cm,点E在线段AD上,且AE=6cm,动点P在线段AB上,从点A出发以2cm/s的速度向点B运动,同时点Q在线段BC上.以v cm/s的速度由点B向点C运动,当△EAP与△PBQ全等时,v的值为(  )
A.2 B.4 C.4或 D.2或
【分析】当△EAP与△PBQ全等时,有两种情况:①当EA=PB时,△APE≌△BQP,②当AP=BP时,△AEP≌△BQP,分别按照全等三角形的性质及行程问题的基本数量关系求解即可.
【解答】解:当△EAP与△PBQ全等时,有两种情况:
①当EA=PB时,△APE≌△BQP(SAS),
∵AB=10cm,AE=6cm,
∴BP=AE=6cm,AP=4cm,
∴BQ=AP=4cm;
∵动点P在线段AB上,从点A出发以2cm/s的速度向点B运动,
∴点P和点Q的运动时间为:4÷2=2s,
∴v的值为:4÷2=2cm/s;
②当AP=BP时,△AEP≌△BQP(SAS),
∵AB=10cm,AE=6cm,
∴AP=BP=5cm,BQ=AE=6cm,
∵5÷2=2.5s,
∴2.5v=6,
∴v.
故选:D.
11.如图,在长方形ABCD中,AD=8cm,AB=6cm,E为AD的中点,若点P在线段AB上以2cm/s的速度由点A向点B运动,同时,点Q在线段BC上由点C向点B匀速运动,当△AEP与△BPQ全等时,则点Q的运动速度是(  )
A. B.6或 C.或6 D.
【分析】根据四边形ABCD是长方形可得∠A=∠B=90°,设运动的时间为t s,点Q的运动速度是x cm/s,根据题意分别表示出AP=2t(cm),PB=AB﹣AP=6﹣2t(cm),BQ=8﹣tx(cm),再根据全等三角形的对应边相等分两种情况讨论,当△AEP≌△BQP时,当△AEP≌△BPQ时,分别建立方程组求解即可.
【解答】解:∵四边形ABCD是矩形,AD=8cm,AB=6cm,
∴∠A=∠B=90°,BC=AD=8cm,
∵E为AD的中点,
∴AE=4cm,
设运动的时间为t秒,点Q的运动速度是x cm/s,
依题有:AP=2t(cm),PB=AB﹣AP=6﹣2t(cm),BQ=BC﹣CQ=8﹣tx(cm),
①当△AEP≌△BQP时,

解得:;
即点Q的运动速度为时,△AEP与△BPQ全等,
②当△AEP≌△BPQ时,

解得:;
即点Q的运动速度为6cm/s时,△AEP与△BPQ全等,
综上可得,点Q的运动速度为或6cm/s时,△AEP与△BPQ全等,
故选:B.
12.矩形ABCD中,AD=32厘米,AB=24厘米,点P是线段AD上一动点,O为BD的中点,PO的延长线交BC于Q.若P从点A出发,以1厘米/秒的速度向D运动(不与D重合).设点P运动时间为t秒,若点P和Q与点A、B、C、D中的两个点为顶点的四边形是菱形.则t的值为(  )
A.7 B.20 C.7或25 D.7或20
【分析】分两种情况:①如果四边形APCQ是菱形,则AP=AQ=CQ=t,在Rt△ABQ中,根据勾股定理得出AB2+BQ2=AQ2,列出关于t的方程,解方程求出t的值;②如果四边形PBQD是菱形,则PD=BP=32﹣t,在Rt△ABP中,根据勾股定理得出AB2+AP2=BP2,列出关于t的方程,解方程求出t的值.
【解答】解:分两种情况:
①如果四边形APCQ是菱形,则AP=AQ=CQ=t.
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠ABQ=90°,
在Rt△ABQ中,由勾股定理得:AB2+BQ2=AQ2,
即242+(32﹣t)2=t2,
解得:t=25,即运动时间为25秒时,四边形APCQ是菱形.
②如果四边形PBQD是菱形,则PD=BP=32﹣t,
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠A=90°,
在Rt△ABP中,由勾股定理得:AB2+AP2=BP2,
即242+t2=(32﹣t)2,
解得:t=7,即运动时间为7秒时,四边形PBQD是菱形;
故选:C.
13.如图.在四边形ABCD中,AD∥BC,∠B=90°,AB=8cm,AD=10cm.BC=12cm.点P从点A出发,以1cm/s的速度向点D运动,点Q从点C同时出发,以4cm/s的速度在线段BC上来回运动,当点P当到达点D时,P、O两点停止运动.在此运动过程中,出现PQ∥CD和PQ=CD的次数分别是(  )
A.3,6 B.3,7 C.4,6 D.4,7
【分析】根据题意分别求得PQ∥CD和PQ=CD的情形,分类讨论,即可求解.
【解答】解:设点P的运动时间为t,
∵AD=10,点P从点A出发,以1cm/s的速度向点D运动,当点P当到达点D时,P、O两点停止运动.
∴秒,AP=t,则PD=10﹣t
∵BC=12cm,点Q从点C同时出发,以4cm/s的速度在线段BC上来回运动,
∴,
当PQ∥CD时,则四边形PDCQ是平行四边形,
∴PD=CQ
当0≤t<3时,点Q从C到B运动,CQ=4t,
∴10﹣t=4t,解得:t=2,
当3≤t<6时,点Q从B到C运动,CQ=2×12﹣4t,
∴10﹣t=2×12﹣4t,
4t﹣t=24﹣10,
3t=14,
解得:,
当6≤t<9时,点Q从C到B运动,CQ=4t﹣2×12,
∴10﹣t=4t﹣2×12,解得:,
当9≤t≤10,点Q从B到C运动,CQ=3×12﹣4t,
∴10﹣t=3×12﹣4t,解得:(舍去),
∴PQ∥CD能出现三次,
如图所示,过点P,D分别作BC的垂线,垂足分别为F,E,
∵AD∥BC,∠B=90°,
∴四边形ABED是矩形,
∴BE=AD=10,CE=BC﹣BE=12﹣10=2,DE=AB=8,
∴Rt△CDE中,,
当PQ=CD时,
在Rt△PFQ中,,
∴FQ=2,
当0≤t<3时,点Q从C到B运动,FQ=|BQ﹣BF|=|BQ﹣AP|=|12﹣4t﹣t|=|12﹣5t|,
∴|12﹣5t|=2,解得:t=2或,
当3≤t<6时,点Q从B到C运动,FQ=|BQ﹣BF|=|BQ﹣AP|=|4t﹣12﹣t|=|12﹣3t|,
∴|12﹣3t|=2,解得:或,
当6≤t<9时,点Q从C到B运动,FQ=|BQ﹣BF|=|BQ﹣AP|=|12×3﹣4t﹣t|=|36﹣5t|,
∴|36﹣5t|=2,解得:或,
当9≤t≤10,点Q从B到C运动,FQ=|BQ﹣BF|=|BQ﹣AP|=|4t﹣36﹣t|=|3t﹣36|,
∴|36﹣3t|=2,解得:(舍去)或(舍去),
∴PQ=CD能出现6次,
故选:A.
14.如图,在矩形ABCD中,AB=4,∠ACB=30°,点P从点A出发沿AB以每秒1个单位长度的速度向终点B运动,点Q从点C出发沿CA以每秒2个单位长度的速度向终点A运动.连结PQ,当时间是1秒时,PQ的长度是(  )
A. B.6 C. D.4
【分析】作QH⊥AB,由矩形ABCD中,AB=4,∠ACB=30°,得AC=2AB=8,CQ=1×2=2,得AQ=8﹣2=6,AH3,QH3,由AP=1×1=1,得PH=3﹣1=2,即可得PQ.
【解答】解:作QH⊥AB,由矩形ABCD中,AB=4,∠ACB=30°,
得AC=2AB=8,CQ=1×2=2,
得AQ=8﹣2=6,AH3,QH3,
由AP=1×1=1,
得PH=3﹣1=2,
得PQ.
故选:C.
15.如图,这是一张矩形纸片ABCD,其中AB=4cm,AD=8cm,E是BC边上的一点,且BE=3cm,点P以2cm/s的速度从点A开始沿A﹣D﹣C﹣B﹣A的方向运动一周停止,当△AEP是以AE为腰的等腰三角形时,点P运动的时间t为  或3或6 s.
【分析】分三种情况进行讨论:当AE=AP1=5cm时,当AE=EP2=5cm时,当AE=EP3=5cm时,分别画出图形,求出点P运动的时间即可.
【解答】解:∵四边形ABCD为矩形,
∴AD=BC=8cm,AB=CD=4cm,∠ABC=∠BCD=∠ADC=∠BAD=90°,
如图1,当AE=AP1=5cm时,
所以.
如图2,当AE=EP2=5cm时,过点E作EF⊥AP2于点F,
∵∠ABE=∠AFE=∠BAF=90°,
∴四边形ABEF为长方形,
∴AF=BE=3cm,
∵AE=EP2=5cm,EF⊥AP2,
∴AP2=2AF,
∴AP2=6cm,
所以.
如图3,当AE=EP3=5cm时,此时点P3与点C重合,
所以点P3运动的距离=AD+CD=8+4=12(cm),
所以.
综上所述,当△AEP是以AE为腰的等腰三角形时,点P运动的时间t为或3s或6s.
故答案为:或3或6.
16.如图,在矩形ABCD中,AB=13cm,AD=4cm,点E、F同时分别从D、B两点出发,以1cm/s的速度沿DC、BA向终点C、A运动,点G、H分别为AE、CF的中点,设运动时间为t(s).
(1)求证:四边形EGFH是平行四边形.
(2)填空:当t为   s时,四边形EGFH是菱形.
【分析】(1)证明△ADE≌△CBF,进而可得GE∥HF,且GE=HF,即可得出结论;
(2)当四边形EGFH是菱形,点G是AE的中点,则,可得EF⊥AB,再根据DE=AF,证明四边形AFED是矩形,列方程求解即可;
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是矩形,
∴∠D=∠B=90°,AB∥CD,AD=CB,
∴∠DEA=∠EAF,
∵点E、F同时分别从D,B两点出发,以1cm/s的速度沿DC、BA向终点C、A运动,
∴DE=BF,
在△ADE和△CBF中,

∴△ADE≌△CBF(SAS),
∴AE=CF,∠DEA=∠EAF=∠CFB,
又∵点G、H分别为AE、CF的中点,
∴GE∥HF,且GE=HF,
∴四边形EGFH是平行四边形;
(2)解:连接EF,
∵四边形EGFH是菱形,点G是AE的中点,
∴,
∴∠FEG=∠GFE,∠GAF=∠GFA,
∵∠FEG+∠GFE+∠GAF+∠GFA=2(∠GFE+∠GFA)=180°,
∴∠AFE=∠GFE+∠GFA=90°,
∴EF⊥AB,
∵∠BAD=∠D=∠AFE=90°,
∴四边形AFED是矩形,
∴DE=AF,
∴t=13﹣t,
∴,
故答案为:;
17.如图,矩形ABCD中,CD=4,∠CBD=30°.一动点P从B点出发沿对角线BD方向以每秒2个单位长度的速度向点D匀速运动,同时另一动点Q从D点出发沿DC方向以每秒1个单位长度的速度向点C匀速运动,当其中一个点到达终点时,另一个点也随之停止运动.设点P、Q运动的时间为t秒(t>0).过点P作PE⊥BC于点E,连接EQ,PQ.
(1)求证:PE=DQ;
(2)当t为何值时,△PQE为直角三角形?请说明理由.
【分析】(1)由垂直得∠BEP=90°,在Rt△BEP中,BP=2t,由∠CBD=30°,可得PE=t,即可证明结果;
(2)分类讨论:①当∠EPQ=90°,②当∠PQE=90°,③当∠PEQ=90°即可.
【解答】(1)证明:∵PE⊥BC,
∴∠BEP=90°,
在Rt△BEP中,BP=2t,
∵∠CBD=30°,
∴PE=t,
又∵DQ=t,
∴PE=DQ;
(2)解:①当∠EPQ=90°时,四边形EPQC为矩形,
∴PE=QC,
∵PE=t,QC=4﹣t,
∴t=4﹣t,即t=2;
②当∠PQE=90°时,∠DPQ=∠PQE=90°,
在Rt△DPQ中,∠PQD=90°﹣60°=30°,
∴DQ=2DP,
∵DQ=t,DP=8﹣2t
∴t=2(8﹣2t),
∴t,
③当∠PEQ=90°时,此种情况不存在,
综上所述,当t=2或时,△PQE为直角三角形.
18.已知,如图,在长方形ABCD中,AB=4,AD=6.延长BC到点E,使CE=3,连接DE.
(1)动点P从点B出发,以每秒1个单位的速度沿BC﹣CD﹣DA向终点A运动,设点P运动的时间为t秒,求当t为何值时,△ABP和△DCE全等?
(2)若动点P从点B出发,以每秒1个单位的速度仅沿着BE向终点E运动,连接DP.设点P运动的时间为t秒,是否存在t,使△PDE为等腰三角形?若存在,请求出t的值;否则,说明理由.
【分析】(1)若△ABP与△DCE全等,可得AP=CE=3或BP=CE=3,根据时间路程的关系可求t的值;
(2)根据题意可得:CD=4,根据勾股定理可求DE的长;分PD=DE,PE=DE,PD=PE三种情况讨论,可求t的值.
【解答】解:(1)若△ABP与△DCE全等,
∴BP=CE或AP=CE,
当BP=CE=3时,则t=3÷1=3,
当AP=CE=3时,则t=(6+6+4﹣3)÷1=13,
∴当t为3或13时,△ABP和△DCE全等;
(2)∵四边形ABCD是矩形,
∴AB=CD=4,AD=BC=6,CD⊥BC,
在Rt△DCE中,CE=3,
∴DE5,
若△PDE为等腰三角形,
则PD=DE或PE=DE或PD=PE,
当PD=DE时,
∵PD=DE,DC⊥BE,
∴PC=CE=3,
∵BP=BC﹣CP=3,
∴t=3÷1=3,
当PE=DE=5时,
∵BP=BE﹣PE,
∴BP=9﹣5=4,
∴t=4÷1=4,
当PD=PE时,
∴PE=PC+CE=3+PC,
∴PD=3+PC,
在Rt△PDC中,DP2=CD2+PC2.
∴(3+PC)2=16+PC2,
∴PC,
∵BP=BC﹣PC,
∴BP,
∴t1,
综上所述:当t=3或4或时,△PDE为等腰三角形.
19.在小学,我们已经初步了解到,长方形的对边平行且相等,每个内角都是90°.如图,长方形ABCD中,AD=9厘米,AB=4厘米,E为边AD上一动点,从点D出发,以1厘米/秒向终点A运动,同时动点P从点B出发,以a厘米/秒向终点C运动,运动的时间为t秒.
(1)当t=3时,
①求线段CE的长;
②若此时EP平分∠AEC,求a的值;
(2)若a=1,且△CEP是以CE为腰的等腰三角形,求t的值.
【分析】(2)①当t=3时,则DE=3厘米,BP=3a厘米,在Rt△CDE中由勾股定理可求出CE的长;
②根据EP平分∠AEC及AD∥BC得∠CPE=∠AEP=∠CPE,则CP=CE=5厘米,由此得BP=BC﹣CP=4厘米,则3a=4,由此可得a的值;
(2)根据a=1厘米/秒得BP=DE=t厘米,则CP=BC﹣BP=(9﹣t)厘米,当△CEP是以CE为腰的等腰三角形时,有以下两种情况:①当CE=CP时,由勾股定理得CE2=t2+16,则t2+16=(9﹣t)2,由此可解出t;②当CE=PE时,过点P作PF⊥AD于F,证四边形ABPF为矩形得AF=BP=t厘米,PF=AB=CD=4厘米则EF=AD﹣AF﹣DE=(9﹣2t)厘米,证Rt△PEF和Rt△CED得EF=DE,即9﹣2t=t,由此可解出t,综上所述即可得出t的值.
【解答】解:(1)①当t=3时,
依题意得:DE=3厘米,BP=3a厘米,如图1所示:
∵四边形ABCD为矩形,
∴AB=CD=4厘米,AD=BC=9厘米,∠D=90°,AD∥BC,
在Rt△CDE中,由勾股定理得:CE5(厘米);
②∵EP平分∠AEC,
∴∠AEP=∠CEP,
∵AD∥BC,
∴∠CPE=∠AEP,
∴∠CPE=∠CEP,
∴CP=CE=5厘米,
∴BP=BC﹣CP=9﹣5=4(厘米),
∴3a=4,
∴a(厘米/秒);
(2)∵a=1厘米/秒,运动的时间为t秒,
∴BP=DE=t厘米,
则CP=BC﹣BP=(9﹣t)厘米,
当△CEP是以CE为腰的等腰三角形时,有以下两种情况:
①当CE=CP时,如图2所示:
在Rt△CDE中,由勾股定理得:CE2=DE2+CD2=t2+16,
∴t2+16=(9﹣t)2,
解得:t(秒);
②当CE=PE时,过点P作PF⊥AD于F,如图3所示:
∵四边形ABCD为矩形,
∴∠A=∠B=90°,
又∴PF⊥AD,
∴四边形ABPF为矩形,
∴AF=BP=t厘米,PF=AB=CD=4厘米
∴EF=AD﹣AF﹣DE=(9﹣2t)厘米,
在Rt△PEF和Rt△CED中,

∴Rt△PEF≌Rt△CED(HL),
∴EF=DE,
即9﹣2t=t,
解得:t=3(秒),
综上所述:t的值为秒或3秒.
类型三:菱形中的动点问题
20.如图,在菱形ABCD中,AB=6cm,∠A=60°,点P从点A出发,以1cm/s的速度沿AB向点B运动,同时,点Q从点C出发,以2cm/s的速度沿CB向点B运动,设点P的运动时间为t s,当△PDQ为等边三角形时,t的值为(  )
A.1 B.1.3 C.1.5 D.2
【分析】延长AB至点M,使BM=AP,连接QM,易证△ADP≌△MPQ,即可推出△BMQ是等边三角形,列出方程即可解决问题.
【解答】解:如图,延长AB至点M,使BM=AP,连接QM.
∵四边形ABCD是菱形,∠A=60°,
∴AB=AD,
∴∠APD+∠ADP=120°,
∵BM=AP,
∴AD=MP,
∵△PDQ为等边三角形,
∴DP=PQ,∠DPQ=60°,
∴∠MPQ+∠APD=120°,
∴∠ADP=∠MPQ.
在△ADP和△MPQ中,

∴△ADP≌△MPQ(SAS),
∴AP=MQ,∠M=∠A=60°.
又∵BM=AP,
∴△BMQ是等边三角形,
∴BQ=AP.
∵AP=t cm,CQ=2t cm,
∴BC=CQ+BQ=3t cm.
∵BC=6cm.
∴3t=6,
∴t=2.
故选:D.
21.如图,菱形ABCD,∠A=60°,AB=6,点E、F分别为AD、DC上的动点,∠EBF=60°,点E从点A向点D运动过程中,AE+CF的长度(  )
A.恒等于6 B.恒等于9
C.逐渐增加 D.先增加再减小
【分析】连接BD,由菱形的性质推出AB=BC=CD=AD,∠C=∠A=60°,判定△ABD、△CDB是等边三角形,得到∠CBD=∠ADB=60°,BC=BD,由∠EBD+∠DBF=∠CBF+∠DBF=60°,推出∠CBF=∠EBD,由ASA判定△CBF≌△DBE,得到CF=DE,于是得到AE+CF=AE+DE=AD=6.
【解答】解:连接BD,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC=CD=AD,∠C=∠A=60°,
∴△ABD、△CDB是等边三角形,
∴∠CBD=∠ADB=60°,BC=BD,
∵∠EBF=60°,
∴∠EBD+∠DBF=∠CBF+∠DBF=60°,
∴∠CBF=∠EBD,
在△CBF和△DBE中,

∴△CBF≌△DBE(ASA),
∴CF=DE,
∴AE+CF=AE+DE=AD,
∵AB=6,
∴AE+CF=6.
故选:A.
22.如图,在平面直角坐标系中,四边形OABC是菱形,∠AOC=120°,点B的坐标为(6,0),点P在菱形OABC的边上,从点O出发以每秒2个单位长度的速度,沿A→B→C→O→A…的路线作循环运动,则第2024秒时,点P的坐标为(  )
A. B. C. D.
【分析】探究规律,利用规律解决问题即可.
【解答】解:∵四边形OABC是菱形,∠AOC=120°,点B的坐标为(6,0),
∴A(3,3),C(3,﹣3),
第1秒时,点P在OA上,OP=2,此时P(1,),
第2秒时,点P在OA上,OP=4,此时P(2,2),
菱形每12秒一个循环,2024÷12=168...8,
∴2024秒时,点P在第四象限,
∵2024÷12=168…8
∴点P在BC上,P(4,﹣2),
故选:B.
23.在菱形ABCD中,AB=4,∠B=2∠A,点E,F分别是AD,AB的中点,动点P从B出发,沿着顺时针方向运动到C点,当△PEF为直角三角形时,BP的长度为  3或或. .
【分析】本题分三种情况:①当点P在AB边上时,②当点P在AD边上时,③当点P在CD边上时,需分别画出图形,再求值.
【解答】解:∵四边形ABCD为菱形,AB=4,
∴AB=BC=CD=AD=4,
∵AD∥BC,
∴∠A+∠B=180°,
∵∠B=2∠A,
∴∠A+2∠A=180°,
∴∠A=60°.
∵E,F分别是AD,AB的中点,
∴AE,AF,
∴AE=AF=2.
连接EF,△AEF是等边三角形;
①当点P在AB边上时;如图,
当点P是AF的中点时,△PEF为直角三角形,
此时APAF=1,
∴BP=AB﹣AP=4﹣1=3;
②当点P在AD边上时;如图,
连接PF,
当点P是AE的中点时,△PEF为直角三角形,
此时,
连接BD,BE,BP,
∵AB=AD,∠BAD=60°,
∴△ABD是等边三角形,
∴BE⊥AD,
由勾股定理得,
由勾股定理得:;
③当点P在CD边上时,连接BD,AC,PE,PF,PB,如图,
当点P是CD的中点时,此时,
∵AC⊥BD,PE为△ACD的中位线,EF为△ABD的中位线,
∴PE∥AC,EF∥BD,
∴PE⊥EF,
∴△PEF为直角三角形,
∵CD=BC,∠BCD=∠BAD=60°,
∴△BCD是等边三角形,
∴BP⊥CD,
由勾股定理得;
综上,PB的长为3或或.
故答案为:3或或.
24.如图,已知菱形ABCD的边长为2,∠ABC=60°,点M、N分别是边BC、CD上的两个动点,∠MAN=60°,连接MN.
(1)△AMN 是等边三角形吗?如是,请证明;如不是,请说明理由.
(2)在M、N运动的过程中,四边形CMAN的面积是否发生变化?若不变化,求出面积的值;若变化,说明理由.
【分析】(1)连接AC,证明△BAM≌△CAN(ASA),推出AM=AN可得结论;
(2)利用全等三角形的性质得到四边形AMCN的面积不发生变化.
【解答】解:(1)△AMN是等边三角形,
证明:如图,连接AC,
∵四边形ABCD是菱形,
∴∠B=∠D=60°,AB=BC=CD=AD,
∴△ABC,△ACD都是等边三角形,
∴AB=AC,∠B=∠BAC=∠ACD=∠MAN=60°,
∴∠BAM=∠CAN,
在△BAM和△CAN中,

∴△BAM≌△CAN(ASA),
∴AM=AN,
∵∠MAN=60°,
∴△AMN是等边三角形;
(2)四边形CMAN的面积不发生变化,理由如下:
∵△BAM≌△CAN,
∴S△BAM=S△CAN,
∴四边形AMCN的面积=S△ACD2,
∴四边形AMCN的面积不发生变化.
25.如图,在菱形ABCD中,∠DAB=60°,AB=2,点E为边AB上一个动点,延长BA到点F,使AF=AE,且CF、DE相交于点G.
(1)当点E运动到AB中点时,证明:四边形DFEC是平行四边形;
(2)当CG=2时,求AE的长.
【分析】(1)利用平行四边形的判定定理:两边平行且相等的四边形是平行四边形,
(2)利用三角形相似,求出此时FG的长,再借助直角三角形勾股定理求解.
【解答】(1)证明:连接DF,CE,如图所示:

∵E为AB中点,
∴AE=AFAB,
∴EF=AB=CD,
∵四边形ABCD是菱形,
∴EF∥CD,
∴四边形DFEC是平行四边形.
(2)解:作CH⊥BH,设AE=FA=m,如图所示,

∵四边形ABCD是菱形,
∴CD∥EF,
∴△CDG∽△FEG,
∴,
∴FG=2m,
在Rt△CBH中,∠CBH=60°,BC=2,
sin60°,CH,
cos60°,BH=1,
在Rt△CFH中,CF=2+2m,CH,FH=3+m,
CF2=CH2+FH2,
即(2+2m)2=()2+(3+m)2,
整理得:3m2+2m﹣8=0,
解得:m1,m2=﹣2(舍去),
∴.
26.如图,在Rt△ABC中,∠B=90°,AB=6,∠C=30°.点E从点B出发沿BA方向以每秒1个单位的速度向点A匀速运动,同时点D从点C出发沿CA方向向点A匀速运动,当其中一个点到达终点时,另一个点也随之停止运动.设点D、E运动的时间是t秒(t>0).过点D作DF⊥BC交BC于点F,连接DE、EF.
请问:(1)若t=3,请问点D每秒运动多少个单位时,四边形AEFD是平行四边形?
(2)若四边形AEFD为菱形,此时t= 2 ,点D每秒运动  4 个单位.(请直接写出结果,不说明理由)
【分析】(1)设点D每秒运动x个单位,由平行四边形的性质得DF=AE=3,再由含30°角的直角三角形的性质得CD=2DF=6,即3x=6,解得x=2即可;
(2)由含30°角的直角三角形的性质得AC=2AB=12,再由菱形的性质得DF=AD=AE=6﹣t,然后由含30°角的直角三角形的性质得CD=2DF=12﹣2t,利用AD+CD=AC得6﹣t+12﹣2t=12,解得t=2,即可解决问题.
【解答】解:(1)设点D每秒运动x个单位时,四边形AEFD是平行四边形,
当t=3时,BE=3×1=3,
∴AE=AB﹣BE=6﹣3=3,
∵四边形AEFD是平行四边形,
∴DF=AE=3,
∵DF⊥BC,∠C=30°,
∴CD=2DF=6,
即3x=6,
解得:x=2,
答:点D每秒运动2个单位时,四边形AEFD是平行四边形;
(2)∵∠B=90°,∠C=30°,AB=6,
∴AC=2AB=12,
由题意可知,BE=t,
∵四边形AEFD是菱形,
∴DF=AD=AE=6﹣t,
∵DF⊥BC,∠C=30°,
∴CD=2DF=12﹣2t,
∵AD+CD=AC,
∴6﹣t+12﹣2t=12,
解得:t=2,
∴CD=12﹣2t=12﹣4=8,
设点D每秒运动y个单位,
则2y=8,
解得:y=4,
故答案为:2,4.
27.如图,在菱形ABCD中,∠B=60°,BC=5cm,点E从点A出发沿射线AD以1cm/s的速度运动,同时点F从点B出发沿射线BC以2cm/s的速度运动,设运动时间为t(s).
(1)连接EF,当EF经过BD边的中点G时,求证:△DGE≌△BGF;
(2)四点A、C、F、E能否组成平行四边形?若能,求出t值;若不能,请说明理由.
【分析】(1)由题意得到BG=DG,再由AD与BC平行,利用两直线平行内错角相等得到两对角相等,利用AAS即可得证;
(2)分别从当点F在C的左侧时与当点F在C的右侧时去分析,由当AE=CF时,以A、C、E、F为顶点四边形是平行四边形,可得方程,解方程即可求得答案.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴AD∥BC,
∴∠EDG=∠FBG,∠DEG=∠BFG,
∵G为BD的中点,
∴BG=DG,
∵在△GDE和△GBF中,

∴△DGE≌△BGF(AAS);
(2)解:①当点F在C的左侧时,根据题意得:AE=tcm,BF=2tcm,
则CF=BC﹣BF=5﹣2t(cm),
∵AD∥BC,
∴当AE=CF时,四边形AFCE是平行四边形,
即t=5﹣2t,
解得:t;
②当点F在C的右侧时,根据题意得:AE=tcm,BF=2tcm,
则CF=BF﹣BC=2t﹣5(cm),
∵AD∥BC,
∴当AE=CF时,四边形AECF是平行四边形,
即t=2t﹣5,
解得:t=5;
综上可得:当t或5s时,以A、C、E、F为顶点四边形是平行四边形.
类型四:正方形中的动点问题
28.如图,在边长为8cm的正方形ABCD中,E为边AB上一点,且AE=2cm,点F在边BC上以1cm/s的速度由点B向点C运动;同时,点G在边CD上以x cm/s的速度由点C向点D运动,它们运动的时间为t s,连结EF,FG.当△EBF与△FCG全等时,t的值为(  )
A.1 B.2 C.2或4 D.1或1.5
【分析】由正方形的性质得AB=BC=8cm,∠B=∠C=90°,而AE=2cm,则BE=6cm,再分两种情况讨论,一是当BE=CF=6cm,BF=CG时,可根据“SAS”证明△EBF≌△FCG,由8﹣t=6,求得t=2;二是当BE=CG,BF=CF时,可根据“SAS”证明△EBF≌△GCF,由t=8﹣t,求得t=4,于是得到问题的答案.
【解答】解:∵四边形ABCD是边长为8cm的正方形,
∴AB=BC=8cm,∠B=∠C=90°,
∵E为边AB上一点,且AE=2cm,
∴BE=8﹣2=6(cm),
当BE=CF=6cm,BF=CG时,
在△EBF和△FCG中,

∴△EBF≌△FCG(SAS),
∵8﹣t=6,
∴t=2;
当BE=CG,BF=CF时,
∴在△EBF和△GCF中,

∴△EBF≌△GCF(SAS),
∵t=8﹣t,
∴t=4,
故选:C.
29.如图,在正方形ABCD中,点E从点B出发,沿边BC方向向终点C运动,DF⊥AE交AB于点F,以FD,FE为邻边构造平行四边形DFEP,连接CP,则∠FAE+∠EPC=(  )
A.30° B.45° C.60° D.无法确定
【分析】过点P作PH⊥BC交BC的延长线于H,先证明△ABE和△DAF全等得AE=DF,再根据平行四边形性质得DF=EP,DF∥EP,进而得AE=EP,EP⊥AE,再证明△ABE和△EHP全等得AB=BH,BE=PH,由此可得BE=CH=PH,则△PCH为等腰直角三角形,进而得∠PCH=∠3+∠EPC=45°,据此即可得出答案.
【解答】解:过点P作PH⊥BC交BC的延长线于H,如图所示:
则∠H=90°,
∵四边形ABCD为正方形,
∴AB=BC=DA,∠B=∠DAB=90°,
∴∠FAE+∠1=90°,
∵DF⊥AE,
∴∠1+∠2=90°,
∴∠FAE=∠2,
在△ABE和△DAF中,

∴△ABE≌△DAF(ASA),
∴AE=DF,
∵四边形DFEP是平行四边形,
∴DF=EP,DF∥EP,
∴AE=EP,EP⊥AE,
∴∠3+∠AEB=90°,
又∵∠FAE+∠AEB=90°,
∴∠FAE=∠3,
在△ABE和△EHP中,

∴△ABE≌△EHP(AAS),
∴AB=BH,BE=PH,
∴BC=EH,
∵BC=BE+CE,EH=CE+CH,
∴BE=CH,
∴BE=CH=PH,
∴△PCH为等腰直角三角形,
∴∠PCH=45°,
∴∠3+∠EPC=45°,
∴∠FAE+∠EPC=45°.
故选:B.
30.如图,在正方形ABCD中,AB=4,E是边BC上的一点且CE=3,连结DE,动点M从点A以每秒2个单位的速度沿AB—BC—CD—DA向终点A运动.设点M的运动时间为t秒,当△ABM和△DCE全等时,t的值为(  )
A.3.5 B.4.5 C.3.5或5.5 D.3.5或6.5
【分析】分两种情况进行讨论,根据题意得出BM=2t﹣4=3和AM=16﹣2t=3即可求得.
【解答】解:∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=CD,∠ABC=∠BAD=∠DCE=90°,
如图,当点M在BC上时,
∵△ABM′和△DCE全等,
∴BM'=CE=3,
由题意得:BM′=2t﹣4=3,
所以t=3.5;
当点M在AD上时,
∵△ABM″和△CDE全等,
∴AM″=CE=3,
由题意得:AM″=16﹣2t=3,
解得t=6.5.
所以,当t的值为3.5或6.5时.△ABM和△DCE全等.
故选:D.
31.如图,正方形ABCD的边长为2cm,点E在BC的延长线上,且CE=BC,动点P从B点开始,以1cm/s的速度沿折线B→A→D→C做匀速运动,同时动点Q从点B出发,以相同的速度,沿B→C→E→C做匀速运动.设点P运动的时间为t秒,四边形PQED的面积为S,若四边形PQED的形状是平行四边形时,则t的取值范围是  2≤t<4 .
【分析】结合所给的条件,观察图形可知,当点P在AD上运动,同时点Q在CE上运动,四边形PQED是平行四边形,由PD=4﹣t,且0<PD≤2,得0<4﹣t≤2,则2≤t<4,于是得到问题的答案.
【解答】解:根据题意,当PD∥EQ,且PD=EQ时,四边形PQED是平行四边形,
∵AB=BC=2cm,AB+AD=BE=4cm,且点P、点Q的速度都是1cm/s,
∴当点P在AD上运动,同时点Q在CE上运动,四边形PQED是平行四边形,
∵PD=4﹣t,且0<PD≤2,
∴0<4﹣t≤2,
解得2≤t<4,
∴t的取值范围是2≤t<4,
故答案为:2≤t<4.
32.如图,已知正方形ABCD的边长为10cm,点E在AB边上,BE=6cm.点P在线段BC上以4cm/s的速度由B点向C点运动,同时,点Q在线段CD上由C点向D点运动.
(1)若点Q的运动速度与点P的运动速度相等,经过1s后,△BPE与△CQP是否全等?请说明理由.
(2)若点Q的运动速度与点P的运动速度不相等,当点Q的运动速度为多少时,能使△BPE与△CQP全等?
【分析】(1)由“SAS”可证△BPE≌△CQP;
(2)由全等三角形的性质可得BP=PC,列出方程可求t的值,即可求解.
【解答】解:(1)△BPE≌△CQP,理由如下:
经过1秒后,BP=4cm,CQ=4cm,
∴BP=CQ.
∵BC=10㎝,
∴PC=6cm.
PC=6cm,
∴BE=PC,
在△BPE和△CQP中,

∴△BPE≌△CQP(SAS);
(2)设经过t秒后,
△BPE≌△CPQ,
当点Q与点P速度不相同时,BP=PC,此时△BPE≌△CPQ,
∴4t=10﹣4t,
解得,
又CQ=BE=6cm,
∴.
当△PBE≌△QCP时,BP=QC,此时,点P和点Q的运动速度相同,不存在这种全等.
33.已知四边形ABCD是边长为8cm的正方形,P,Q是正方形边上的两个动点,点P从点A出发,以2cm/s的速度沿A→B→C方向运动,点Q同时从点D出发以1cm/s速度沿D→C方向运动.设点P运动的时间为t(0<t<8).
(1)如图1,点P在AB边上,PQ,AC相交于点O,当PQ,AC互相平分时,求t的值;
(2)如图2,点P在BC边上,AP,BQ相交于点H,当AP⊥BQ时,求t的值.
【分析】(1)根据题意用t表示CQ与AP,证明四边形APCQ为平行四边形,得AP=CQ,由此列出t的方程即可;
(2)根据题意用t表示CQ与BP,证明△ABP≌△BCQ得BP=CQ,由此列出t的方程即可.
【解答】解:(1)由题意得DQ=t cm,AP=2t cm,
∵四边形ABCD是边长为8cm的正方形,
∴CQ=(8﹣t)cm,
当PQ,AC互相平分时,四边形APCQ为平行四边形,
∴AP=CQ,
∴2t=8﹣t,
解得t,
即t的值为s;
(2)∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC,∠ABP=∠BCQ=90°,
∵AP⊥BQ,
∴∠BAP+∠ABH=∠ABH+∠CBQ=90°,
∴∠BAP=∠CBQ,
∴△ABP≌△BCQ(ASA),
∴BP=CQ,
∵BP=2t﹣AB=2t﹣8,CQ=8﹣t,
∴2t﹣8=8﹣t,
解得t,
即t的值为s.
34.如图,正方形ABCD的顶点B在矩形AEFG的边EF上运动.
(1)如图1,点C在FG上,求∠FBG的大小;
(2)如图1,C是FG的中点,求证:CH=DH;
(3)如图2,若AE=2,EF=3,,直接写出BE的长.
【分析】(1)运用AAS证明△AEB≌△BFC解题即可;
(2)分别延长AG与BC交于点P,可以证得△PCG≌△BCF,得到PC=BC,进而证明△ADH≌△PCH得到结论;
(3)过点C作CM⊥FG于点M,作CN⊥EF于点N,连CG,则四边形CMFN为矩形,根据△AEB≌△BNC得到CM、GM的长,在Rt△GMC中利用勾股定理解题即可.
【解答】解:(1)∵四边形ABCD是正方形,四边形AEFG是矩形,
∴AB=BC,AE=GF,∠E=∠F=∠ABC=90°.
又∵∠EBA+∠FBC=∠BCF+∠FBC=90°,
∴∠EBA=∠BCF.
∴△AEB≌△BFC(AAS).
∴AE=BF.
∴GF=BF.
∴∠FBG=∠BGF=45°;
(2)证明:如图1,分别延长AG与BC交于点P.
∵∠PGC=∠BFC=90°,CG=FC,∠PCG=∠BCF,
∴△PCG≌△BCF,
∴PC=BC.
∵AD=BC,
∴AD=PC.
又∵∠ADH=∠PCH=90°,∠AHD=∠PHC,
∴△ADH≌△PCH(AAS).
∴DH=CH.
(3)解:过点C作CM⊥FG于点M,作CN⊥EF于点N,连CG,
则四边形CMFN为矩形,
由(1)可得△AEB≌△BNC,
∴BN=AE=2,CN=BE,
设:CN=BE=x
则:CM=FN=|2﹣3+x|=|x﹣1|,FM=CN=x,
∴GM=|2﹣x|
在Rt△GMC中,
GC2=MC2+MG2=(x﹣1)2+(2﹣x)2=2,
解得:或.
∴或.
21世纪教育网(www.21cnjy.com)专题 平行(特殊平行)四边形中的动点问题
类型一:平行四边形中的动点问题
类型二:矩形中的动点问题
类型三:菱形中的动点问题
类型四:正方形中的动点问题
类型一:平行四边形中的动点问题
1.如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,∠A=90°,AD=16,BC=21,CD=13,动点P从点B出发,沿射线BC以每秒3个单位的速度运动,动点Q同时从点A出发,在线段AD上以每秒1个单位的速度向终点D运动,当动点Q到达点D时,动点P也同时停止运动.设点P的运动时间为t(秒).以点P、C、D、Q为顶点的四边形是平行四边形时t值为(  )秒.
A.2或 B. C.或 D.
2.如图,等边三角形ABC的边长为8cm.动点M从点B出发,沿B→A→C的方向以3cm/s的速度运动,动点N从点C出发,沿C→A→B方向以5cm/s的速度运动,若动点M,N同时出发,且其中一点到达终点时,另一点也停止运动,当点A,M,N以及△ABC的边上一点D构成的四边形AMDN为平行四边形时,t的值为(  )
A.2或3 B.2或4 C.1或3 D.1或2
3.如图, ABCD中,AB=22cm,BC=8cm,∠A=45°,动点E从A出发,以2cm/s的速度沿AB向点B运动,动点F从点C出发,以1cm/s的速度沿着CD向D运动,当点E到达点B时,两个点同时停止.则EF的长为10cm时点E的运动时间是(  )
A.6s B.6s或10s C.8s D.8s或12s
4.如图,四边形ABCD中,AD∥BC,AD=8cm,BC=12cm,M是BC上一点,且BM=9cm,点E从点A出发以1cm/s的速度向点D运动,点F从点C出发,以3cm/s的速度向点B运动,当其中一点到达终点,另一点也随之停止,设运动时间为t(s),则当以A、M、E、F为顶点的四边形是平行四边形时,t的值是(  )
A. B.3 C.3或 D.或
5.如图,在 ABCD中,已知AD=15cm,点P在AD上以1cm/s的速度从点A向点D运动,点Q在CB上以4cm/s的速度从点C出发在CB上往返运动.两点同时出发,当点Q第一次返回C点时点P也停止运动,设运动时间为t(s)(t>0).当t=   时,四边形PDCQ是平行四边形.
6.如图,在四边形ABCD中,AD=6,BC=16,AD∥BC,AB=8,∠ABC=60°,点E是BC的中点.点P以每秒1个单位长度的速度从点A出发,沿AD向点D运动;点Q同时以每秒2个单位长度的速度从点C出发,沿CB向点B运动.点P停止运动时,点Q也随之停止运动.设运动时间为t秒.
(1)线段PD=    ;CQ=    ;QE=    (用含t的代数式表示);
(2)当t为何值时,以点P,Q,E,D为顶点的四边形是平行四边形?
7.如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,∠B=90°,AB=8cm,AD=12cm,BC=18cm,点P从点A出发,以2cm/s的速度沿A→D→C运动,点P从点A出发的同时,点Q从点C出发,以1cm/s的速度向点B运动,当点P到达点C时,点Q也停止运动,设点P、Q运动的时间为t秒,从运动开始,当t取何值时,PQ∥CD?
8.如图,四边形ABCD是平行四边形,AB=6cm,AD=12cm,EF是△ABD的中位线,G为BC上一动点,H为CD上一动点,点G以2cm/s的速度从C点向B点运动,同时点H以1cm/s的速度从D点向C点运动,用t(s)表示时间(0≤t≤6).当t为何值时,四边形EFHG是平行四边形?
9.已知:在 ABCD中,动点P在AD边上,以每秒0.5cm的速度从点A向点D运动.
(1)如图1,在运动过程中,若CP平分∠BCD,且满足CD=CP,求∠B的度数.
(2)如图2,另一动点Q在BC边上,以每秒2cm的速度从点C出发,在BC间往返运动,P,Q两点同时出发,当点P到达点D时停止运动(同时Q点也停止),若AD=6cm,求当运动时间为多少秒时,以P,D,Q,B四点组成的四边形是平行四边形.
类型二:矩形中的动点问题
10.如图,在长方形ABCD中,AB=10cm,点E在线段AD上,且AE=6cm,动点P在线段AB上,从点A出发以2cm/s的速度向点B运动,同时点Q在线段BC上.以v cm/s的速度由点B向点C运动,当△EAP与△PBQ全等时,v的值为(  )
A.2 B.4 C.4或 D.2或
11.如图,在长方形ABCD中,AD=8cm,AB=6cm,E为AD的中点,若点P在线段AB上以2cm/s的速度由点A向点B运动,同时,点Q在线段BC上由点C向点B匀速运动,当△AEP与△BPQ全等时,则点Q的运动速度是(  )
A. B.6或 C.或6 D.
12.矩形ABCD中,AD=32厘米,AB=24厘米,点P是线段AD上一动点,O为BD的中点,PO的延长线交BC于Q.若P从点A出发,以1厘米/秒的速度向D运动(不与D重合).设点P运动时间为t秒,若点P和Q与点A、B、C、D中的两个点为顶点的四边形是菱形.则t的值为(  )
A.7 B.20 C.7或25 D.7或20
13.如图.在四边形ABCD中,AD∥BC,∠B=90°,AB=8cm,AD=10cm.BC=12cm.点P从点A出发,以1cm/s的速度向点D运动,点Q从点C同时出发,以4cm/s的速度在线段BC上来回运动,当点P当到达点D时,P、O两点停止运动.在此运动过程中,出现PQ∥CD和PQ=CD的次数分别是(  )
A.3,6 B.3,7 C.4,6 D.4,7
14.如图,在矩形ABCD中,AB=4,∠ACB=30°,点P从点A出发沿AB以每秒1个单位长度的速度向终点B运动,点Q从点C出发沿CA以每秒2个单位长度的速度向终点A运动.连结PQ,当时间是1秒时,PQ的长度是(  )
A. B.6 C. D.4
15.如图,这是一张矩形纸片ABCD,其中AB=4cm,AD=8cm,E是BC边上的一点,且BE=3cm,点P以2cm/s的速度从点A开始沿A﹣D﹣C﹣B﹣A的方向运动一周停止,当△AEP是以AE为腰的等腰三角形时,点P运动的时间t为    s.
16.如图,在矩形ABCD中,AB=13cm,AD=4cm,点E、F同时分别从D、B两点出发,以1cm/s的速度沿DC、BA向终点C、A运动,点G、H分别为AE、CF的中点,设运动时间为t(s).
(1)求证:四边形EGFH是平行四边形.
(2)填空:当t为   s时,四边形EGFH是菱形.
17.如图,矩形ABCD中,CD=4,∠CBD=30°.一动点P从B点出发沿对角线BD方向以每秒2个单位长度的速度向点D匀速运动,同时另一动点Q从D点出发沿DC方向以每秒1个单位长度的速度向点C匀速运动,当其中一个点到达终点时,另一个点也随之停止运动.设点P、Q运动的时间为t秒(t>0).过点P作PE⊥BC于点E,连接EQ,PQ.
(1)求证:PE=DQ;
(2)当t为何值时,△PQE为直角三角形?请说明理由.
18.已知,如图,在长方形ABCD中,AB=4,AD=6.延长BC到点E,使CE=3,连接DE.
(1)动点P从点B出发,以每秒1个单位的速度沿BC﹣CD﹣DA向终点A运动,设点P运动的时间为t秒,求当t为何值时,△ABP和△DCE全等?
(2)若动点P从点B出发,以每秒1个单位的速度仅沿着BE向终点E运动,连接DP.设点P运动的时间为t秒,是否存在t,使△PDE为等腰三角形?若存在,请求出t的值;否则,说明理由.
19.在小学,我们已经初步了解到,长方形的对边平行且相等,每个内角都是90°.如图,长方形ABCD中,AD=9厘米,AB=4厘米,E为边AD上一动点,从点D出发,以1厘米/秒向终点A运动,同时动点P从点B出发,以a厘米/秒向终点C运动,运动的时间为t秒.
(1)当t=3时,
①求线段CE的长;
②若此时EP平分∠AEC,求a的值;
(2)若a=1,且△CEP是以CE为腰的等腰三角形,求t的值.
类型三:菱形中的动点问题
20.如图,在菱形ABCD中,AB=6cm,∠A=60°,点P从点A出发,以1cm/s的速度沿AB向点B运动,同时,点Q从点C出发,以2cm/s的速度沿CB向点B运动,设点P的运动时间为t s,当△PDQ为等边三角形时,t的值为(  )
A.1 B.1.3 C.1.5 D.2
21.如图,菱形ABCD,∠A=60°,AB=6,点E、F分别为AD、DC上的动点,∠EBF=60°,点E从点A向点D运动过程中,AE+CF的长度(  )
A.恒等于6 B.恒等于9
C.逐渐增加 D.先增加再减小
22.如图,在平面直角坐标系中,四边形OABC是菱形,∠AOC=120°,点B的坐标为(6,0),点P在菱形OABC的边上,从点O出发以每秒2个单位长度的速度,沿A→B→C→O→A…的路线作循环运动,则第2024秒时,点P的坐标为(  )
A. B. C. D.
23.在菱形ABCD中,AB=4,∠B=2∠A,点E,F分别是AD,AB的中点,动点P从B出发,沿着顺时针方向运动到C点,当△PEF为直角三角形时,BP的长度为    .
24.如图,已知菱形ABCD的边长为2,∠ABC=60°,点M、N分别是边BC、CD上的两个动点,∠MAN=60°,连接MN.
(1)△AMN 是等边三角形吗?如是,请证明;如不是,请说明理由.
(2)在M、N运动的过程中,四边形CMAN的面积是否发生变化?若不变化,求出面积的值;若变化,说明理由.
25.如图,在菱形ABCD中,∠DAB=60°,AB=2,点E为边AB上一个动点,延长BA到点F,使AF=AE,且CF、DE相交于点G.
(1)当点E运动到AB中点时,证明:四边形DFEC是平行四边形;
(2)当CG=2时,求AE的长.
26.如图,在Rt△ABC中,∠B=90°,AB=6,∠C=30°.点E从点B出发沿BA方向以每秒1个单位的速度向点A匀速运动,同时点D从点C出发沿CA方向向点A匀速运动,当其中一个点到达终点时,另一个点也随之停止运动.设点D、E运动的时间是t秒(t>0).过点D作DF⊥BC交BC于点F,连接DE、EF.
请问:(1)若t=3,请问点D每秒运动多少个单位时,四边形AEFD是平行四边形?
(2)若四边形AEFD为菱形,此时t=   ,点D每秒运动    个单位.(请直接写出结果,不说明理由)
27.如图,在菱形ABCD中,∠B=60°,BC=5cm,点E从点A出发沿射线AD以1cm/s的速度运动,同时点F从点B出发沿射线BC以2cm/s的速度运动,设运动时间为t(s).
(1)连接EF,当EF经过BD边的中点G时,求证:△DGE≌△BGF;
(2)四点A、C、F、E能否组成平行四边形?若能,求出t值;若不能,请说明理由.
类型四:正方形中的动点问题
28.如图,在边长为8cm的正方形ABCD中,E为边AB上一点,且AE=2cm,点F在边BC上以1cm/s的速度由点B向点C运动;同时,点G在边CD上以x cm/s的速度由点C向点D运动,它们运动的时间为t s,连结EF,FG.当△EBF与△FCG全等时,t的值为(  )
A.1 B.2 C.2或4 D.1或1.5
29.如图,在正方形ABCD中,点E从点B出发,沿边BC方向向终点C运动,DF⊥AE交AB于点F,以FD,FE为邻边构造平行四边形DFEP,连接CP,则∠FAE+∠EPC=(  )
A.30° B.45° C.60° D.无法确定
30.如图,在正方形ABCD中,AB=4,E是边BC上的一点且CE=3,连结DE,动点M从点A以每秒2个单位的速度沿AB—BC—CD—DA向终点A运动.设点M的运动时间为t秒,当△ABM和△DCE全等时,t的值为(  )
A.3.5 B.4.5 C.3.5或5.5 D.3.5或6.5
31.如图,正方形ABCD的边长为2cm,点E在BC的延长线上,且CE=BC,动点P从B点开始,以1cm/s的速度沿折线B→A→D→C做匀速运动,同时动点Q从点B出发,以相同的速度,沿B→C→E→C做匀速运动.设点P运动的时间为t秒,四边形PQED的面积为S,若四边形PQED的形状是平行四边形时,则t的取值范围是    .
32.如图,已知正方形ABCD的边长为10cm,点E在AB边上,BE=6cm.点P在线段BC上以4cm/s的速度由B点向C点运动,同时,点Q在线段CD上由C点向D点运动.
(1)若点Q的运动速度与点P的运动速度相等,经过1s后,△BPE与△CQP是否全等?请说明理由.
(2)若点Q的运动速度与点P的运动速度不相等,当点Q的运动速度为多少时,能使△BPE与△CQP全等?
33.已知四边形ABCD是边长为8cm的正方形,P,Q是正方形边上的两个动点,点P从点A出发,以2cm/s的速度沿A→B→C方向运动,点Q同时从点D出发以1cm/s速度沿D→C方向运动.设点P运动的时间为t(0<t<8).
(1)如图1,点P在AB边上,PQ,AC相交于点O,当PQ,AC互相平分时,求t的值;
(2)如图2,点P在BC边上,AP,BQ相交于点H,当AP⊥BQ时,求t的值.
34.如图,正方形ABCD的顶点B在矩形AEFG的边EF上运动.
(1)如图1,点C在FG上,求∠FBG的大小;
(2)如图1,C是FG的中点,求证:CH=DH;
(3)如图2,若AE=2,EF=3,,直接写出BE的长.
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