Question

【題目】問(wèn)題情境：如圖1，直角三角板ABC中，∠C＝90°，AC＝BC，將一個(gè)用足夠長(zhǎng)的的細(xì)鐵絲制作的直角的頂點(diǎn)D放在直角三角板ABC的斜邊AB上，再將該直角繞點(diǎn)D旋轉(zhuǎn)，并使其兩邊分別與三角板的AC邊、BC邊交于P、Q兩點(diǎn)．

問(wèn)題探究：（1）在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，

①如圖2，當(dāng)AD＝BD時(shí)，線段DP、DQ有何數(shù)量關(guān)系？并說(shuō)明理由．

②如圖3，當(dāng)AD＝2BD時(shí)，線段DP、DQ有何數(shù)量關(guān)系？并說(shuō)明理由．

③根據(jù)你對(duì)①、②的探究結(jié)果，試寫出當(dāng)AD＝nBD時(shí)，DP、DQ滿足的數(shù)量關(guān)系為_______________（直接寫出結(jié)論，不必證明）

（2）當(dāng)AD＝BD時(shí)，若AB＝20，連接PQ，設(shè)△DPQ的面積為S，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，S是否存在最小值或最大值？若存在，求出最小值或最大值；若不存在，請(qǐng)說(shuō)明理由．

圖1 圖2 圖3

Answer 1

【答案】（1）① DP=DQ，理由見(jiàn)解析； ②DP=2DQ，理由見(jiàn)解析； ③DP=nDQ；（2）S有最小值為25； S有最大值為10，理由見(jiàn)解析.

【解析】

（1）①首先利用等腰直角三角形的性質(zhì)得出△ADP≌△CDQ（ASA），即可得出答案；

②首先得出△DPM∽△DQN，則，求出△AMD∽△BND，進(jìn)而得出答案.

③根據(jù)已知得出Rt△DNP∽R(shí)t△DMQ，則，則AD=nBD，求出即可；

（2）當(dāng)DP⊥AC時(shí)，x最小，最小值是5.此時(shí)，S有最小值；當(dāng)點(diǎn)P與點(diǎn)A重合時(shí)，x最大，最大值為10，分別求出即可．

解：（1）①DP＝DQ

理由：連接CD，

∵AD=BD，△ABC是等腰直角三角形，

∴AD=CD，∠A＝∠DCQ，∠ADC＝90°，∴∠ADP＋∠PDC＝∠CDQ＋∠PDC＝90°，

∴∠ADP＝∠CDQ，∴△ADP≌△CDQ，∴DP=DQ.

② DP=" 2DQ" ．

理由：如圖，過(guò)點(diǎn)D作DM⊥AC、DN⊥BC，垂足分別為M、N，

∴∠DMP＝∠DNQ＝90°，∠MDP＝∠NDQ，

∴△DPM∽△DQN，∴DM:DN="DP:DQ" ．

∵∠AMD＝∠DNB＝90°，∠A＝∠B，

∴△AMD∽△BND，∴AD:BD=DM:DN．

∴DP:DQ=AD:BD=2BD:BD=2:1，

∴DP=2DQ．

③DP=NQ．

（2）存在，設(shè)DQ=x，由（1）①知DP=x，

∴S=

，

當(dāng)DP⊥AC時(shí)，x最小，最小值是，此時(shí)，S有最小值，

當(dāng)點(diǎn)P與點(diǎn)A重合時(shí)，x最大，最大值是10，此時(shí)，S有最大值，