三角形的动点问题-浙教版数学八年级上册培优训练
一、选择题
1.(2025八上·镇海区期末)如图,等腰 ,点 是 的中点,点 为线段 上一动点,连结 .设 , 的面积为 ,若 关于 的函数表达式为 ,则 的长度为( )
A. B.5 C. D.
2.(2024八上·诸暨月考)如图,在中,已知,,,直线,动点从点开始沿射线方向以每秒的速度运动,动点也同时从点开始在直线上以每秒的速度运动,连接,,设运动时间为秒.当时,的值应为( )
A.2或5 B.5或12 C.2或10 D.5或10
3.(2020八上·椒江期中)如图,在 中,AB=20cm,AC=12cm,点P从点B出发以每秒3cm的速度向点A运动,点Q从点A同时出发以每秒2cm的速度向点C运动,其中一个动点到达端点时,另一个动点也随之停止运动,当AP=AQ时,点P、点Q运动的时间是( )
A.4秒 B.3.5秒 C.3秒 D.2.5秒
4.(2024八上·宁波开学考)如图, 在 中, 是射线 上的动点, , 则当 是直角三角形时, 的长为( )
A. B. C. D.
二、填空题
5.(2025八上·镇海区开学考)如图,,,,点P在线段上以的速度由点A向点B运动,点Q在线段上由点B向点D运动,两个动点同时出发,设运动时间为,则当点Q的运动速度为 时,与有可能全等.
6.(2025八上·宁海期中)如图△ABC中,∠ACB=90°,BC=6cm,AC=8cm,动点P从A出发,以2cm/s的速度沿AB移动到B,则点P出发 s时,△BCP为等腰三角形.
7.(2024八上·拱墅月考)如图,在中,厘米,,厘米,点为AB的中点.如果点在线段BC上以⒉厘米/秒的速度由B点向点运动,同时,点在线段CA上由点向点运动.当点的运动速度为 厘米/秒时,能够在某一时刻使与全等.
8.(2023八下·义乌月考)如图,在 中,,,,点P从A点出发,沿射线方向以1cm/s的速度移动,点Q从B点出发,沿射线方向以4cm/s的速度移动.
(1) ;
(2)如果P、Q两点同时出发,问:经过 秒后的面积等于.
三、解答题
9.(2025八上·义乌月考)如图,已知在△ABC中,AB=AC=10cm,BC=8cm,D为AB的中点,设点P在线段BC上以3cm/s的速度由B点向C点运动,点Q在线段CA上由C点向A点运动.
(1)若Q点运动的速度与P点相同,且点P,Q同时出发,经过1秒钟后△BPD与△CQP是否全等?并说明理由.
(2)若点P,Q同时出发,但运动速度不相同,当Q点的运动速度为多少时,能在运动过程中有△BPD与△CQP全等?
(3)若点Q以(2)中的运动速度从C点出发,点P以原来的速度从点B同时出发,都是沿△ABC的三边逆时针运动,经过多少时间点P与点Q第二次在三角形的哪边上相遇?
10.如图,已知△ABC 中,∠C=90°,AC=8cm,BC=6cm,P,Q是△ABC边上的两个动点,点P 从点 A 开始沿A→C 方向运动,且速度为 1 cm/s,点 Q 从点 C 开始沿C→B→A 方向运动,且速度为 2cm /s,它们同时出发,设运动的时间为ts.
(1)当t=2时,求PQ的长.
(2)求运动几秒时,△APB 是等腰三角形.
(3)当点 Q 在边 BA 上运动时,求能使△CBQ成为等腰三角形的运动时间.
11.(2025八上·诸暨月考) 如图,,点在线段上以的速度,由运动,同时点在线段上由运动.
(1)如图1,若点的运动速度与点的运动速度相等,当运动时间是否全等?说明理由,并直接判断此时线段和线段的位置关系;
(2)如图2,将“”为改“”,其他条件不变,若的运动速度与的运动速度不相等,当的运动速度为多少时,能使全等.
(3)在图2的基础上延长交于点,使分别是中点,如图3,若点以(2)中的运动速度从点出发,点以原来速度从点同时出发,都逆时针沿三边运动,求出经过多长时间点与点第一次相遇.
四、综合题
12.(2024八下·桂阳期中)如图1,点分别是边长为的等边的边上的动点,点从顶点,点从顶点同时出发,且它们的速度都为.
(1)连接交于点,则在运动的过程中,变化吗?若变化,则说明理由;若不变,则求出它的度数;
(2)点在运动过程中,设运动时间为,当为何值时,为直角三角形?
(3)如图2,若点在运动到终点后继续在射线上运动,直线交点为,在运动的过程中,的大小变化吗?若变化请说明理由:若不变,请求出它的度数.
13.(2023·前郭尔罗斯模拟)已知等边三角形ABC,过A点作AC的垂线l,点P为l上一动点(不与点A重合),连接CP,把线段CP绕点C逆时针方向旋转60°得到CQ,连QB.
(1)如图1,判断线段AP与BQ的数量关系,并说明理由;
(2)如图2,当点P、B在AC同侧且AP=AC时,求证:直线PB垂直平分线段CQ;
(3)如图3,若等边三角形ABC的边长为4,点P、B分别位于直线AC异侧,且△APQ的面积等于,请直接写出线段AP的长度.
14.(2025八上·长兴月考)如图,在等边△ABC中,∠ABC=∠CAB=∠BCA=60°,射线AP交BC边于点P,D为射线AP上一点,以BD为边作等边△BDE,连结CE交射线AP于点M.
(1)当点D在线段AP上时,
①求证:AD=CE.
②求∠CMD的度数.
(2)当点D不在线段AP上时,∠CMD的度数是否发生改变 若不变,请说明理由:若改变,请求出此时∠CMD的度数.
(3)当BD⊥CE时,请直接写出∠CAD与∠CBD的数量关系:
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】三角形-动点问题
【解析】【解答】解:过点B作BH⊥AC于点H,过点A作AO⊥BC于点O,
∵,
令y=0,则解得x=4,
这时点P与点C重合,即BC=4,
当x=0时,点P与点B重合,这时y=6,
∴△ABC的面积为12,
则,解得AO=6,
又因为AB=AC,
∴BO=OC=2,
∴,
故答案为:D.
【分析】先过点B作BH⊥AC于点H,过点A作AO⊥BC于点O,令y=0,求出x=4,即可得到BC=4,然后当x=0时求出y=6,即可得到△ABC的面积为12,求出OA长,然后利用勾股定理解题即可.
2.【答案】C
【知识点】三角形全等及其性质;三角形-动点问题
【解析】【解答】解:∵,
∴
如图,当点在射线上时,在上,,
∵
∴,
∴.
如图,当点在的反向延长线上时,
∵,
∴,
∴.
综上所述,当或时,,
故选:.
【分析】分"点在射线上"、“点在的反向延长线上”两种情况讨论,分别列出关于的方程,求出的值.
3.【答案】A
【知识点】三角形-动点问题
【解析】【解答】解:设运动时间为t秒时,AP=AQ,
根据题意得:20-3t=2t,
解得:t=4.
故答案为:A.
【分析】设运动时间为t秒时,AP=AQ,根据点P、Q的出发点及速度,即可得出关于t的一元一次方程,解之即可得出结论.
4.【答案】C
【知识点】等边三角形的性质;等边三角形的判定;三角形-动点问题
【解析】【解答】解:当∠APB=90°时,如图1,
∵OA=OB,
∴PO是AB边上的中线,
∴PO=OB=AB=1,
∵∠AOC=∠BOP=60°,
∴△BOP是等边三角形,
∴BP=OP=1,
∴;
当∠ABP=90°时,如图2,
在Rt△BOP中,∠BOP=60°,
∴∠BPO=90°-∠BOP=90°-60°=30°,
∴PO=2BO=2,
在Rt△BOP中,
,
在Rt△ABP中,
;
当∠APB=90°时,如图3,
∵PC是Rt△ABP的边AB上的中线,
∴PO=AO=AB=1,
∵∠AOC=60°,
∴△POA是等边三角形,
∴AP=AO=1,
∴AP的长为或或1.
故答案为:C.
【分析】分情况讨论:当∠APB=90°时,利用直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,可求出PO=OB=1,由此可证得△BOP是等边三角形,利用等边三角形的性质可得到BP的长,利用勾股定理求出AP的长;当∠ABP=90°时利用直角三角形的两锐角互余可求出∠BPO的度数,同时求出PO的长,利用勾股定理求出BP的长,利用勾股定理求出AP的长;当∠APB=90°时,可求出PO=AO=1,可证得△POA是等边三角形,利用等边三角形的性质可求出AP的长;综上所述可得到符合题意的AP的长.
5.【答案】1或
【知识点】三角形全等的判定-SAS;三角形-动点问题
【解析】【解答】解:当,时,
,
、Q运动的路程和时间相同,
和P的运动速度相同是;
当,时,
,
,
运动的时间是,
,
运动的速度是,
当点Q的运动速度为1或时,与全等.
故答案为:1或.
【分析】分两种情况讨论:当,时;当,时,分别求得Q的运动速度即可求解.
6.【答案】2或2.5或1.4
【知识点】等腰三角形的判定;勾股定理;三角形-动点问题
【解析】【解答】解:∵△ABC中,∠ACB=90°,BC=6cm,AC=8cm,∴AB= =10,
∵当BC=BP时,△BCP为等腰三角形,即BC=BP=6cm,△BCP为等腰三角形,
∴AP=AB-BP=10-6=4,
∵动点P从A出发,以2cm/s的速度沿AB移动,
∴点P出发4÷2=2 s时,△BCP为等腰三角形;
当点P从A出发,以2cm/s的速度沿AB移动到AB的中点时,此AP=BP=PC,则△BCP为等腰三角形,点P出发5÷2=2.5s时,△BCP为等腰三角形;
当BC=PC时,过点C作CD⊥AB于点D,如图,
∴∠ADC=∠BDC=90°,BP=2PD=2BD,
∴CD2=BC2-BD2=AC2-AD2
设点P的运动时间为ts,
∴AP=2t,
∴BP=10-2t,
∴PD=BD=5-t,AD=2t+5-t=5+t,
62-(5-t)2=82-(5+t)2
解之:t=1.4
∴点P出发1.4s时,△BCP为等腰三角形.
综上所述,点P出发2s或2.5s或1.4s时,△BCP为等腰三角形.
故答案为:2或2.5或1.4.
【分析】利用勾股定理求出AB的长,再分情况讨论:当BC=BP时,△BCP为等腰三角形;当点P从A出发,以2cm/s的速度沿AB移动到AB的中点时,此AP=BP=PC,则△BCP为等腰三角形;分别求出点P的运动时间;当BC=PC时,过点C作CD⊥AB于点D;利用等腰三角形的性质和勾股定理可证得CD2=BC2-BD2=AC2-AD2,BP=2PD=2BD,设点P的运动时间为ts,可表示出AP、BP、PD、BD、AD的长,利用勾股定理可得到关于t的方程,解方程求出t的值,综上所述,可得到符合题意的t的值.
7.【答案】3
【知识点】三角形全等的判定;等腰三角形的性质;三角形-动点问题
【解析】【解答】解:∵AB=AC=12厘米,
∴点D为AB的中点,
∴BD=厘米
∵能够在某一时刻使与全等.
∴CQ=BD=6厘米,BP=PC=cm, ,
∵ 点在线段BC上以⒉厘米/秒的速度由B点向点运动,
∴当P运动到BC中点的时间为:BP÷2=4÷2=2秒
∵点P和点Q是同时运动
∴ 点的运动速度为:CQ÷2=6÷2=3厘米/s
故答案为:3.
【分析】根据等腰三角形的性质以及已知条件,可以推断出BD的值,根据全等三角形的性质,可以推断出CQ=BD,BP=PC,,根据点P点Q的同时运动,时间=距离÷速度,速度=距离÷时间,可以推断出点Q的运动速度.
8.【答案】(1)
(2)1或7或
【知识点】三角形的面积;含30°角的直角三角形;勾股定理;三角形-动点问题
【解析】【解答】解:(1)∵,,,
∴,
∴ ,
∴,
∴;
(2)过点Q作于点E,则,如图所示,
当运动时间为t秒时,,,,,
依题意得:.
当时,,
解得:,;
当时,,
解得:(不符合题意,舍去),.
∴经过1或7或秒后,的面积等于.
故答案为:1或7或.
【分析】(1)根据含30°角的直角三角形的性质可得BC=2AC,然后结合勾股定理进行计算;
(2)过点Q作QE⊥AB于点E,则QE=BQ,当运动时间为t秒时,AP=tcm,BQ=4tcm,PB=|8-t|cm,QE=2tcm,依题意得:|8-t|·2t=7,求解即可.
9.【答案】(1)解:全等,理由如下:
∵t=1s,点Q的运动速度与点P的运动速度相等,
∴BP=CQ=3×1=3(cm),
∵AB = 10cm, 点D为AB的中点,
∴BD=5(cm).
又∵PC = BC-BP, BC =8cm,
∴PC=8-3=5(cm),
∴PC=BD,
又∵AB=AC,
∴∠B=∠C,
在△BPD和△CQP中,
∴△BPD≌△CQP(SAS);
(2)解:∵点Q的运动速度与点P的运动速度不相等,∴ BP与CQ不是对应边,即BP≠CQ,
且 则BP=PC=4(cm),CQ=BD=5(cm)
∴点P,点Q运动的时间
(3)解: 设经过x秒后点P与点Q第一次相遇,由题意,得 解得
∴点P运动192cm,
∴点P与点Q在AB上第二次相遇.
【知识点】一元一次方程的实际应用-行程问题;三角形全等的判定-SAS;三角形-动点问题;全等三角形中对应边的关系
【解析】【分析】(1)由“SAS”可证
(2)根据全等三角形的性质得出BP=PC=4cm,CQ=BD=5cm,则可得出答案;
(3)由题意列出方程 解方程可得出答案.
10.【答案】(1)解:当t=2时,AP=2,CQ=2t=4,
则CP=AC-AP=8-2=6.
在 Rt△CPQ 中,PQ=
即 PQ 的长为
(2)解:当PB=PA时,△APB是等腰三角形,此时PA=t=PB,则 PC=8-t.
在Rt△CBP 中,由
得
解得
故运动 时,△APB是等腰三角形.
(3)解:分情况讨论:①当 QC = QB 时,∠B =∠BCQ.
因为∠B+∠A = ∠BCQ +∠ACQ =90°,
所以∠A=∠ACQ,
所以AQ=CQ=BQ.
在Rt△BCA中, 10,
所以AQ=CQ=BQ=5.
因为 BQ=2t-6,
所以2t-6=5,解得t=5.5.
②当BQ=BC时,2t-6=6,解得t=6.
③当 CQ = CB 时,过点 C 作 是CN⊥AB,垂足为 N,如图,
则 A
即 解得 CN=
所以
所以
所以 解得
综上所述,当运动时间为5.5s或6s 或 时,△BCQ为等腰三角形
【知识点】三角形的面积;等腰三角形的判定;勾股定理;三角形-动点问题
【解析】【分析】(1)可求得AP和CQ,则可求得CP,在Rt△CPQ中,由勾股定理可求得PQ的长;
(2)根据等腰三角形、直角三角形的勾股定理列方程求解即可;
(3)分三种情况,即QC=QB,CB=BQ,BC=CQ,分别求出点Q运动的距离,进而计算出时间.
11.【答案】(1)解:全等,理由如下:
依题意AP=BQ=4cm
∵AB=16cm
∴PB=AB-AP=12cm
在与中,
∴
PC与PQ的位置关系是垂直。
(2)解:分析可知一定是
∴AP=BP
即4t=16-4t
解得t=2
∴BQ=AC=12cm
12÷2=6(cm/s)
∴当Q的速度为6cm/s时, 能使全等 。
(3)解:∵点C、D分别是AE,BE中点
∴AE=2AC=24cm,BE=2BD=24cm
依题意6t-4t=48
解得t=24
∴经过24s点P与点Q第一次相遇
【知识点】三角形全等及其性质;线段的中点;三角形全等的判定-SAS;三角形-动点问题
【解析】【解答】解:(1)∵
∴
∵
∴
∴
即PC⊥PQ
【分析】(1)利用SAS判定易证,进一步得到对应角,等量代换可证明,从而可得,说明PC⊥PQ;
(2)根据题意不难得到对应关系是,于是对应边AP=BP,用含t的式子表示出AP与BP,建立方程即可求出t=2,从而可知BQ=12cm,用它除以2就是点Q的速度;
(3)不难求出AE=BE=24cm,利用点Q的路程减点P的路程等于AE+BE可建立方程6t-4t=48,求解即得。
12.【答案】(1)解:为等边三角形,
,,
点从顶点,点从顶点同时出发,且它们的速度都为,
,
在和中
,
,
,
在、运动的过程中,不变,;
(2)解:运动时间为,则,
,
当时,
,
,
,解得,
当时,
,
,
,解得,
当为或 时,为直角三角形;
(3)解:在等边三角形中,,,
,且,
在和中
,
,
又,
,
在、运动的过程中,的大小不变,.
【知识点】三角形全等及其性质;等边三角形的性质;含30°角的直角三角形;三角形全等的判定-SAS;三角形-动点问题
【解析】【分析】(1)根据等边三角形性质可得,,由题意可得,根据全等三角形判定定理可得,则,再根据角之间的关系即可求出答案.
(2)根据题意可得,,分情况讨论:当时,当时,根据含30°角的直角三角形性质建立方程,解方程即可求出答案.
(3)根据等边三角形判定定理可得,,则,且,再根据全等三角形判定定理可得,则,再根据角之间的关系即可求出答案.
13.【答案】(1)解:AP=BQ.
理由如下:
在等边△ABC中,AC=BC,∠ACB=60°,
由旋转可得,CP=CQ,∠PCQ=60°,
∴∠ACB=∠PCQ,
∴∠ACB-∠PCB=∠PCQ-∠PCB,即∠ACP=∠BCQ,
∴△ACP≌△BCQ(SAS),
∴AP=BQ;
(2)证明:在等边△ABC中,AC=BC,∠ACB=60°,
由旋转可得,CP=CQ,∠PCQ=60°,
∴∠ACB=∠PCQ,
∴∠ACB-∠PCB=∠PCQ-∠PCB,即∠ACP=∠BCQ,
∴△ACP≌△BCQ(SAS),
∴AP=BQ,∠CBQ=∠CAP=90°;
∴BQ=AP=AC=BC.
∵AP=AC,∠CAP=90°,
∴∠BAP=30°,∠ABP=∠APB=75°,
∴∠CBP=∠ABC+∠ABP=135°,
∴∠CBD=45°,
∴∠QBD=45°,
∴∠CBD=∠QBD,即BD平分∠CBQ,
∴BD⊥CQ,且点D是CQ的中点,即直线PB垂直平分线段CQ;
(3)或或
【知识点】三角形全等及其性质;三角形全等的判定-SAS;三角形-动点问题
【解析】【分析】(1)根据旋转的性质求出 CP=CQ,∠PCQ=60°, 再利用全等三角形的判定与性质证明求解即可;
(2)先求出 ∠ACP=∠BCQ, 再求出 △ACP≌△BCQ(SAS), 最后求解即可;
(3)结合图形,利用三角形的面积公式计算求解即可。
14.【答案】(1)解:①证明:,
.
在和中,
,
;
②如图,
由(1)①知:,
.
与为等边三角形,
,
,
.
,
(2)解:当点D不在线段AP上时,∠CMD的度数发生改变,此时∠CMD的度数为120°
∵∠ABC = ∠DBE=60°
∴∠ABD= ∠CBE.
在△ABD和△CBE中,
.
∵与为等边三角形
∴,
∴,
∴.
∵,
∴,
∴
(3)解:∠CBD-∠CAD=30°.
【知识点】三角形内角和定理;三角形全等及其性质;等边三角形的性质;三角形全等的判定-SAS
【解析】【解答】解:(3)设BD⊥CE于O,
∵BD⊥CE,
∴∠BOC=90°,
∴∠ECB+∠CBD=90°①,
∵△ABC为等边三角形,
∴∠CAB=60°,
∴∠CAD+∠BAD =60°,
由(2)知,,
∴ ∠ECB+∠CAD=60°②,
①-②得,∠CBD-∠CAD=30°.
【分析】(1)①先证明,再证明,进而得出结论;
②先说明,再根据等边三角形,进而得出 ,,进而得出答案;
(2)先证明得出,再根据等边三角形即可得出答案;
(3)由BD⊥CE,得∠BMC=90°(需确认点M的位置),在△BMC中,∠BMC=90°,结合等边三角形的性质,可推导角度关系,由△ABD≌△CBE得∠BAD=∠BCE,在△BMC中,∠BCE+∠CBD=90°,结合∠BAD=∠BCE得∠BAD+∠CBD=90°,将∠BAD=60° ∠CAD代入得(60° ∠CAD)+∠CBD=90°,整理得CBD ∠CAD=30°.
1 / 1三角形的动点问题-浙教版数学八年级上册培优训练
一、选择题
1.(2025八上·镇海区期末)如图,等腰 ,点 是 的中点,点 为线段 上一动点,连结 .设 , 的面积为 ,若 关于 的函数表达式为 ,则 的长度为( )
A. B.5 C. D.
【答案】D
【知识点】三角形-动点问题
【解析】【解答】解:过点B作BH⊥AC于点H,过点A作AO⊥BC于点O,
∵,
令y=0,则解得x=4,
这时点P与点C重合,即BC=4,
当x=0时,点P与点B重合,这时y=6,
∴△ABC的面积为12,
则,解得AO=6,
又因为AB=AC,
∴BO=OC=2,
∴,
故答案为:D.
【分析】先过点B作BH⊥AC于点H,过点A作AO⊥BC于点O,令y=0,求出x=4,即可得到BC=4,然后当x=0时求出y=6,即可得到△ABC的面积为12,求出OA长,然后利用勾股定理解题即可.
2.(2024八上·诸暨月考)如图,在中,已知,,,直线,动点从点开始沿射线方向以每秒的速度运动,动点也同时从点开始在直线上以每秒的速度运动,连接,,设运动时间为秒.当时,的值应为( )
A.2或5 B.5或12 C.2或10 D.5或10
【答案】C
【知识点】三角形全等及其性质;三角形-动点问题
【解析】【解答】解:∵,
∴
如图,当点在射线上时,在上,,
∵
∴,
∴.
如图,当点在的反向延长线上时,
∵,
∴,
∴.
综上所述,当或时,,
故选:.
【分析】分"点在射线上"、“点在的反向延长线上”两种情况讨论,分别列出关于的方程,求出的值.
3.(2020八上·椒江期中)如图,在 中,AB=20cm,AC=12cm,点P从点B出发以每秒3cm的速度向点A运动,点Q从点A同时出发以每秒2cm的速度向点C运动,其中一个动点到达端点时,另一个动点也随之停止运动,当AP=AQ时,点P、点Q运动的时间是( )
A.4秒 B.3.5秒 C.3秒 D.2.5秒
【答案】A
【知识点】三角形-动点问题
【解析】【解答】解:设运动时间为t秒时,AP=AQ,
根据题意得:20-3t=2t,
解得:t=4.
故答案为:A.
【分析】设运动时间为t秒时,AP=AQ,根据点P、Q的出发点及速度,即可得出关于t的一元一次方程,解之即可得出结论.
4.(2024八上·宁波开学考)如图, 在 中, 是射线 上的动点, , 则当 是直角三角形时, 的长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】等边三角形的性质;等边三角形的判定;三角形-动点问题
【解析】【解答】解:当∠APB=90°时,如图1,
∵OA=OB,
∴PO是AB边上的中线,
∴PO=OB=AB=1,
∵∠AOC=∠BOP=60°,
∴△BOP是等边三角形,
∴BP=OP=1,
∴;
当∠ABP=90°时,如图2,
在Rt△BOP中,∠BOP=60°,
∴∠BPO=90°-∠BOP=90°-60°=30°,
∴PO=2BO=2,
在Rt△BOP中,
,
在Rt△ABP中,
;
当∠APB=90°时,如图3,
∵PC是Rt△ABP的边AB上的中线,
∴PO=AO=AB=1,
∵∠AOC=60°,
∴△POA是等边三角形,
∴AP=AO=1,
∴AP的长为或或1.
故答案为:C.
【分析】分情况讨论:当∠APB=90°时,利用直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,可求出PO=OB=1,由此可证得△BOP是等边三角形,利用等边三角形的性质可得到BP的长,利用勾股定理求出AP的长;当∠ABP=90°时利用直角三角形的两锐角互余可求出∠BPO的度数,同时求出PO的长,利用勾股定理求出BP的长,利用勾股定理求出AP的长;当∠APB=90°时,可求出PO=AO=1,可证得△POA是等边三角形,利用等边三角形的性质可求出AP的长;综上所述可得到符合题意的AP的长.
二、填空题
5.(2025八上·镇海区开学考)如图,,,,点P在线段上以的速度由点A向点B运动,点Q在线段上由点B向点D运动,两个动点同时出发,设运动时间为,则当点Q的运动速度为 时,与有可能全等.
【答案】1或
【知识点】三角形全等的判定-SAS;三角形-动点问题
【解析】【解答】解:当,时,
,
、Q运动的路程和时间相同,
和P的运动速度相同是;
当,时,
,
,
运动的时间是,
,
运动的速度是,
当点Q的运动速度为1或时,与全等.
故答案为:1或.
【分析】分两种情况讨论:当,时;当,时,分别求得Q的运动速度即可求解.
6.(2025八上·宁海期中)如图△ABC中,∠ACB=90°,BC=6cm,AC=8cm,动点P从A出发,以2cm/s的速度沿AB移动到B,则点P出发 s时,△BCP为等腰三角形.
【答案】2或2.5或1.4
【知识点】等腰三角形的判定;勾股定理;三角形-动点问题
【解析】【解答】解:∵△ABC中,∠ACB=90°,BC=6cm,AC=8cm,∴AB= =10,
∵当BC=BP时,△BCP为等腰三角形,即BC=BP=6cm,△BCP为等腰三角形,
∴AP=AB-BP=10-6=4,
∵动点P从A出发,以2cm/s的速度沿AB移动,
∴点P出发4÷2=2 s时,△BCP为等腰三角形;
当点P从A出发,以2cm/s的速度沿AB移动到AB的中点时,此AP=BP=PC,则△BCP为等腰三角形,点P出发5÷2=2.5s时,△BCP为等腰三角形;
当BC=PC时,过点C作CD⊥AB于点D,如图,
∴∠ADC=∠BDC=90°,BP=2PD=2BD,
∴CD2=BC2-BD2=AC2-AD2
设点P的运动时间为ts,
∴AP=2t,
∴BP=10-2t,
∴PD=BD=5-t,AD=2t+5-t=5+t,
62-(5-t)2=82-(5+t)2
解之:t=1.4
∴点P出发1.4s时,△BCP为等腰三角形.
综上所述,点P出发2s或2.5s或1.4s时,△BCP为等腰三角形.
故答案为:2或2.5或1.4.
【分析】利用勾股定理求出AB的长,再分情况讨论:当BC=BP时,△BCP为等腰三角形;当点P从A出发,以2cm/s的速度沿AB移动到AB的中点时,此AP=BP=PC,则△BCP为等腰三角形;分别求出点P的运动时间;当BC=PC时,过点C作CD⊥AB于点D;利用等腰三角形的性质和勾股定理可证得CD2=BC2-BD2=AC2-AD2,BP=2PD=2BD,设点P的运动时间为ts,可表示出AP、BP、PD、BD、AD的长,利用勾股定理可得到关于t的方程,解方程求出t的值,综上所述,可得到符合题意的t的值.
7.(2024八上·拱墅月考)如图,在中,厘米,,厘米,点为AB的中点.如果点在线段BC上以⒉厘米/秒的速度由B点向点运动,同时,点在线段CA上由点向点运动.当点的运动速度为 厘米/秒时,能够在某一时刻使与全等.
【答案】3
【知识点】三角形全等的判定;等腰三角形的性质;三角形-动点问题
【解析】【解答】解:∵AB=AC=12厘米,
∴点D为AB的中点,
∴BD=厘米
∵能够在某一时刻使与全等.
∴CQ=BD=6厘米,BP=PC=cm, ,
∵ 点在线段BC上以⒉厘米/秒的速度由B点向点运动,
∴当P运动到BC中点的时间为:BP÷2=4÷2=2秒
∵点P和点Q是同时运动
∴ 点的运动速度为:CQ÷2=6÷2=3厘米/s
故答案为:3.
【分析】根据等腰三角形的性质以及已知条件,可以推断出BD的值,根据全等三角形的性质,可以推断出CQ=BD,BP=PC,,根据点P点Q的同时运动,时间=距离÷速度,速度=距离÷时间,可以推断出点Q的运动速度.
8.(2023八下·义乌月考)如图,在 中,,,,点P从A点出发,沿射线方向以1cm/s的速度移动,点Q从B点出发,沿射线方向以4cm/s的速度移动.
(1) ;
(2)如果P、Q两点同时出发,问:经过 秒后的面积等于.
【答案】(1)
(2)1或7或
【知识点】三角形的面积;含30°角的直角三角形;勾股定理;三角形-动点问题
【解析】【解答】解:(1)∵,,,
∴,
∴ ,
∴,
∴;
(2)过点Q作于点E,则,如图所示,
当运动时间为t秒时,,,,,
依题意得:.
当时,,
解得:,;
当时,,
解得:(不符合题意,舍去),.
∴经过1或7或秒后,的面积等于.
故答案为:1或7或.
【分析】(1)根据含30°角的直角三角形的性质可得BC=2AC,然后结合勾股定理进行计算;
(2)过点Q作QE⊥AB于点E,则QE=BQ,当运动时间为t秒时,AP=tcm,BQ=4tcm,PB=|8-t|cm,QE=2tcm,依题意得:|8-t|·2t=7,求解即可.
三、解答题
9.(2025八上·义乌月考)如图,已知在△ABC中,AB=AC=10cm,BC=8cm,D为AB的中点,设点P在线段BC上以3cm/s的速度由B点向C点运动,点Q在线段CA上由C点向A点运动.
(1)若Q点运动的速度与P点相同,且点P,Q同时出发,经过1秒钟后△BPD与△CQP是否全等?并说明理由.
(2)若点P,Q同时出发,但运动速度不相同,当Q点的运动速度为多少时,能在运动过程中有△BPD与△CQP全等?
(3)若点Q以(2)中的运动速度从C点出发,点P以原来的速度从点B同时出发,都是沿△ABC的三边逆时针运动,经过多少时间点P与点Q第二次在三角形的哪边上相遇?
【答案】(1)解:全等,理由如下:
∵t=1s,点Q的运动速度与点P的运动速度相等,
∴BP=CQ=3×1=3(cm),
∵AB = 10cm, 点D为AB的中点,
∴BD=5(cm).
又∵PC = BC-BP, BC =8cm,
∴PC=8-3=5(cm),
∴PC=BD,
又∵AB=AC,
∴∠B=∠C,
在△BPD和△CQP中,
∴△BPD≌△CQP(SAS);
(2)解:∵点Q的运动速度与点P的运动速度不相等,∴ BP与CQ不是对应边,即BP≠CQ,
且 则BP=PC=4(cm),CQ=BD=5(cm)
∴点P,点Q运动的时间
(3)解: 设经过x秒后点P与点Q第一次相遇,由题意,得 解得
∴点P运动192cm,
∴点P与点Q在AB上第二次相遇.
【知识点】一元一次方程的实际应用-行程问题;三角形全等的判定-SAS;三角形-动点问题;全等三角形中对应边的关系
【解析】【分析】(1)由“SAS”可证
(2)根据全等三角形的性质得出BP=PC=4cm,CQ=BD=5cm,则可得出答案;
(3)由题意列出方程 解方程可得出答案.
10.如图,已知△ABC 中,∠C=90°,AC=8cm,BC=6cm,P,Q是△ABC边上的两个动点,点P 从点 A 开始沿A→C 方向运动,且速度为 1 cm/s,点 Q 从点 C 开始沿C→B→A 方向运动,且速度为 2cm /s,它们同时出发,设运动的时间为ts.
(1)当t=2时,求PQ的长.
(2)求运动几秒时,△APB 是等腰三角形.
(3)当点 Q 在边 BA 上运动时,求能使△CBQ成为等腰三角形的运动时间.
【答案】(1)解:当t=2时,AP=2,CQ=2t=4,
则CP=AC-AP=8-2=6.
在 Rt△CPQ 中,PQ=
即 PQ 的长为
(2)解:当PB=PA时,△APB是等腰三角形,此时PA=t=PB,则 PC=8-t.
在Rt△CBP 中,由
得
解得
故运动 时,△APB是等腰三角形.
(3)解:分情况讨论:①当 QC = QB 时,∠B =∠BCQ.
因为∠B+∠A = ∠BCQ +∠ACQ =90°,
所以∠A=∠ACQ,
所以AQ=CQ=BQ.
在Rt△BCA中, 10,
所以AQ=CQ=BQ=5.
因为 BQ=2t-6,
所以2t-6=5,解得t=5.5.
②当BQ=BC时,2t-6=6,解得t=6.
③当 CQ = CB 时,过点 C 作 是CN⊥AB,垂足为 N,如图,
则 A
即 解得 CN=
所以
所以
所以 解得
综上所述,当运动时间为5.5s或6s 或 时,△BCQ为等腰三角形
【知识点】三角形的面积;等腰三角形的判定;勾股定理;三角形-动点问题
【解析】【分析】(1)可求得AP和CQ,则可求得CP,在Rt△CPQ中,由勾股定理可求得PQ的长;
(2)根据等腰三角形、直角三角形的勾股定理列方程求解即可;
(3)分三种情况,即QC=QB,CB=BQ,BC=CQ,分别求出点Q运动的距离,进而计算出时间.
11.(2025八上·诸暨月考) 如图,,点在线段上以的速度,由运动,同时点在线段上由运动.
(1)如图1,若点的运动速度与点的运动速度相等,当运动时间是否全等?说明理由,并直接判断此时线段和线段的位置关系;
(2)如图2,将“”为改“”,其他条件不变,若的运动速度与的运动速度不相等,当的运动速度为多少时,能使全等.
(3)在图2的基础上延长交于点,使分别是中点,如图3,若点以(2)中的运动速度从点出发,点以原来速度从点同时出发,都逆时针沿三边运动,求出经过多长时间点与点第一次相遇.
【答案】(1)解:全等,理由如下:
依题意AP=BQ=4cm
∵AB=16cm
∴PB=AB-AP=12cm
在与中,
∴
PC与PQ的位置关系是垂直。
(2)解:分析可知一定是
∴AP=BP
即4t=16-4t
解得t=2
∴BQ=AC=12cm
12÷2=6(cm/s)
∴当Q的速度为6cm/s时, 能使全等 。
(3)解:∵点C、D分别是AE,BE中点
∴AE=2AC=24cm,BE=2BD=24cm
依题意6t-4t=48
解得t=24
∴经过24s点P与点Q第一次相遇
【知识点】三角形全等及其性质;线段的中点;三角形全等的判定-SAS;三角形-动点问题
【解析】【解答】解:(1)∵
∴
∵
∴
∴
即PC⊥PQ
【分析】(1)利用SAS判定易证,进一步得到对应角,等量代换可证明,从而可得,说明PC⊥PQ;
(2)根据题意不难得到对应关系是,于是对应边AP=BP,用含t的式子表示出AP与BP,建立方程即可求出t=2,从而可知BQ=12cm,用它除以2就是点Q的速度;
(3)不难求出AE=BE=24cm,利用点Q的路程减点P的路程等于AE+BE可建立方程6t-4t=48,求解即得。
四、综合题
12.(2024八下·桂阳期中)如图1,点分别是边长为的等边的边上的动点,点从顶点,点从顶点同时出发,且它们的速度都为.
(1)连接交于点,则在运动的过程中,变化吗?若变化,则说明理由;若不变,则求出它的度数;
(2)点在运动过程中,设运动时间为,当为何值时,为直角三角形?
(3)如图2,若点在运动到终点后继续在射线上运动,直线交点为,在运动的过程中,的大小变化吗?若变化请说明理由:若不变,请求出它的度数.
【答案】(1)解:为等边三角形,
,,
点从顶点,点从顶点同时出发,且它们的速度都为,
,
在和中
,
,
,
在、运动的过程中,不变,;
(2)解:运动时间为,则,
,
当时,
,
,
,解得,
当时,
,
,
,解得,
当为或 时,为直角三角形;
(3)解:在等边三角形中,,,
,且,
在和中
,
,
又,
,
在、运动的过程中,的大小不变,.
【知识点】三角形全等及其性质;等边三角形的性质;含30°角的直角三角形;三角形全等的判定-SAS;三角形-动点问题
【解析】【分析】(1)根据等边三角形性质可得,,由题意可得,根据全等三角形判定定理可得,则,再根据角之间的关系即可求出答案.
(2)根据题意可得,,分情况讨论:当时,当时,根据含30°角的直角三角形性质建立方程,解方程即可求出答案.
(3)根据等边三角形判定定理可得,,则,且,再根据全等三角形判定定理可得,则,再根据角之间的关系即可求出答案.
13.(2023·前郭尔罗斯模拟)已知等边三角形ABC,过A点作AC的垂线l,点P为l上一动点(不与点A重合),连接CP,把线段CP绕点C逆时针方向旋转60°得到CQ,连QB.
(1)如图1,判断线段AP与BQ的数量关系,并说明理由;
(2)如图2,当点P、B在AC同侧且AP=AC时,求证:直线PB垂直平分线段CQ;
(3)如图3,若等边三角形ABC的边长为4,点P、B分别位于直线AC异侧,且△APQ的面积等于,请直接写出线段AP的长度.
【答案】(1)解:AP=BQ.
理由如下:
在等边△ABC中,AC=BC,∠ACB=60°,
由旋转可得,CP=CQ,∠PCQ=60°,
∴∠ACB=∠PCQ,
∴∠ACB-∠PCB=∠PCQ-∠PCB,即∠ACP=∠BCQ,
∴△ACP≌△BCQ(SAS),
∴AP=BQ;
(2)证明:在等边△ABC中,AC=BC,∠ACB=60°,
由旋转可得,CP=CQ,∠PCQ=60°,
∴∠ACB=∠PCQ,
∴∠ACB-∠PCB=∠PCQ-∠PCB,即∠ACP=∠BCQ,
∴△ACP≌△BCQ(SAS),
∴AP=BQ,∠CBQ=∠CAP=90°;
∴BQ=AP=AC=BC.
∵AP=AC,∠CAP=90°,
∴∠BAP=30°,∠ABP=∠APB=75°,
∴∠CBP=∠ABC+∠ABP=135°,
∴∠CBD=45°,
∴∠QBD=45°,
∴∠CBD=∠QBD,即BD平分∠CBQ,
∴BD⊥CQ,且点D是CQ的中点,即直线PB垂直平分线段CQ;
(3)或或
【知识点】三角形全等及其性质;三角形全等的判定-SAS;三角形-动点问题
【解析】【分析】(1)根据旋转的性质求出 CP=CQ,∠PCQ=60°, 再利用全等三角形的判定与性质证明求解即可;
(2)先求出 ∠ACP=∠BCQ, 再求出 △ACP≌△BCQ(SAS), 最后求解即可;
(3)结合图形,利用三角形的面积公式计算求解即可。
14.(2025八上·长兴月考)如图,在等边△ABC中,∠ABC=∠CAB=∠BCA=60°,射线AP交BC边于点P,D为射线AP上一点,以BD为边作等边△BDE,连结CE交射线AP于点M.
(1)当点D在线段AP上时,
①求证:AD=CE.
②求∠CMD的度数.
(2)当点D不在线段AP上时,∠CMD的度数是否发生改变 若不变,请说明理由:若改变,请求出此时∠CMD的度数.
(3)当BD⊥CE时,请直接写出∠CAD与∠CBD的数量关系:
【答案】(1)解:①证明:,
.
在和中,
,
;
②如图,
由(1)①知:,
.
与为等边三角形,
,
,
.
,
(2)解:当点D不在线段AP上时,∠CMD的度数发生改变,此时∠CMD的度数为120°
∵∠ABC = ∠DBE=60°
∴∠ABD= ∠CBE.
在△ABD和△CBE中,
.
∵与为等边三角形
∴,
∴,
∴.
∵,
∴,
∴
(3)解:∠CBD-∠CAD=30°.
【知识点】三角形内角和定理;三角形全等及其性质;等边三角形的性质;三角形全等的判定-SAS
【解析】【解答】解:(3)设BD⊥CE于O,
∵BD⊥CE,
∴∠BOC=90°,
∴∠ECB+∠CBD=90°①,
∵△ABC为等边三角形,
∴∠CAB=60°,
∴∠CAD+∠BAD =60°,
由(2)知,,
∴ ∠ECB+∠CAD=60°②,
①-②得,∠CBD-∠CAD=30°.
【分析】(1)①先证明,再证明,进而得出结论;
②先说明,再根据等边三角形,进而得出 ,,进而得出答案;
(2)先证明得出,再根据等边三角形即可得出答案;
(3)由BD⊥CE,得∠BMC=90°(需确认点M的位置),在△BMC中,∠BMC=90°,结合等边三角形的性质,可推导角度关系,由△ABD≌△CBE得∠BAD=∠BCE,在△BMC中,∠BCE+∠CBD=90°,结合∠BAD=∠BCE得∠BAD+∠CBD=90°,将∠BAD=60° ∠CAD代入得(60° ∠CAD)+∠CBD=90°,整理得CBD ∠CAD=30°.
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