Question

如圖，在梯形ABCD中，AD∥BC，AD=6，DC=10，AB=，∠B=45°．動點M從B點出發(fā)沿線段BC以每秒2個單位長度的速度向終點C運動；動點N同時從C點出發(fā)沿線段CD以每秒1個單位長度的速度向終點D運動．設(shè)運動的時間為t秒．
（1）求BC的長．
（2）當(dāng)MN∥AB時，求t的值．
（3）試探究：t為何值時，△MNC為等腰三角形．

Answer 1

【答案】分析：（1）作梯形的兩條高，根據(jù)直角三角形的性質(zhì)和矩形的性質(zhì)求解；
（2）平移梯形的一腰，根據(jù)平行四邊形的性質(zhì)和相似三角形的性質(zhì)求解；
（3）因為三邊中，每兩條邊都有相等的可能，所以應(yīng)考慮三種情況．結(jié)合路程=速度×時間求得其中的有關(guān)的邊，運用等腰三角形的性質(zhì)和解直角三角形的知識求解．
解答：解：（1）如圖①，過A、D分別作AK⊥BC于K，DH⊥BC于H，則四邊形ADHK是矩形．
∴KH=AD=6．
在Rt△ABK中，AK=AB•sin45°=8•=8，BK=AB•cos45°=8•=8．
在Rt△CDH中，由勾股定理得，HC==6．
∴BC=BK+KH+HC=8+6+6=20．

（2）如圖②，過D作DG∥AB交BC于G點，則四邊形ADGB是平行四邊形．
∵MN∥AB，
∴MN∥DG．
∴BG=AD=6．
∴GC=20-6=14．
由題意知，當(dāng)M、N運動到t秒時，CN=t，CM=20-2t．
∵DG∥MN，
∴∠NMC=∠DGC，又∠C=∠C，
∴△MNC∽△GDC，
∴CN：CD=CM：CG，即=．
解得，t=，
則t=秒時，MN∥AB；

（3）分三種情況討論：
①當(dāng)NC=MC時，如圖③，即t=20-2t，
∴t=．
②當(dāng)MN=NC時，如圖④，過N作NE⊥MC于E．
解法一：
由等腰三角形三線合一性質(zhì)得
EC=MC=（20-2t）=10-t．
在Rt△CEN中，cosC=EC：NC=（10-t）：t，
又在Rt△DHC中，cosC=CH：CD=3：5，
∴（10-t）：t=3：5．
解得t=．

解法二：
∵∠C=∠C，∠DHC=∠NEC=90°，
∴△NEC∽△DHC．
∴NC：DC=EC：HC，
即 =．
∴t=．
③當(dāng)MN=MC時，如圖⑤，過M作MF⊥CN于F點．FC=NC=t．
解法一：（方法同②中解法一） cosC=FC：MC=t：（20-2t）=，
解得 t=．

解法二：
∵∠C=∠C，∠MFC=∠DHC=90°，
∴△MFC∽△DHC．
∴FC：HC=MC：DC，
即 t：6=（20-2t）：10，
∴t=．
綜上所述，當(dāng)t=、t=或t=時，△MNC為等腰三角形．
點評：本題考查了相似三角形的判定和性質(zhì)、等腰三角形的判定、勾股定理以及梯形的性質(zhì)、解直角三角形，注意梯形中常見的輔助線：平移一腰、作兩條高．構(gòu)造等腰三角形的時候的題目，注意分情況討論．此題的知識綜合性較強，能夠從中發(fā)現(xiàn)平行四邊形、等腰三角形等，根據(jù)它們的性質(zhì)求解．