在▱ABCD中,P是AB边上的任意一点,过P点作PE⊥AB,交AD于E,连结CE,CP.已知∠A=60°;
(1)若BC=8,AB=6,当AP的长为多少时,△CPE的面积最大,并求出面积的最大值.
(2)试探究当△CPE≌△CPB时,▱ABCD的两边AB与BC应满足什么关系?
在▱ABCD中,P是AB边上的任意一点,过P点作PE⊥AB,交AD于E,连结CE,CP.已知∠A=60°;
(1)若BC=8,AB=6,当AP的长为多少时,△CPE的面积最大,并求出面积的最大值.
(2)试探究当△CPE≌△CPB时,▱ABCD的两边AB与BC应满足什么关系?
考点:
四边形综合题.
专题:
计算题.
分析:
(1)延长PE交CD的延长线于F,设AP=x,△CPE的面积为y,由四边形ABCD为平行四边形,利用平行四边形的对边相等得到AB=DC,AD=BC,在直角三角形APE中,根据∠A的度数求出∠PEA的度数为30度,利用直角三角形中30度所对的直角边等于斜边的一半表示出AE与PE,由AD﹣AE表示出DE,再利用对顶角相等得到∠DEF为30度,利用30度所对的直角边等于斜边的一半表示出DF,由两直线平行内错角相等得到∠F为直角,表示出三角形CPE的面积,得出y与x的函数解析式,利用二次函数的性质即可得到三角形CPE面积的最大值,以及此时AP的长;
(2)由△CPE≌△CPB,利用全等三角形的对应边相等,对应角相等得到BC=CE,∠B=∠PEC=120°,进而得出∠ECD=∠CED,利用等角对等边得到ED=CD,即三角形ECD为等腰三角形,过D作DM垂直于CE,∠ECD=30°,利用锐角三角形函数定义表示出cos30°,得出CM与CD的关系,进而得出CE与CD的关系,即可确定出AB与BC满足的关系.
解答:
解:(1)延长PE交CD的延长线于F,
设AP=x,△CPE的面积为y,
∵四边形ABCD为平行四边形,
∴AB=DC=6,AD=BC=8,
∵Rt△APE,∠A=60°,
∴∠PEA=30°,
∴AE=2x,PE=x,
在Rt△DEF中,∠DEF=∠PEA=30°,DE=AD﹣AE=8﹣2x,
∴DF=DE=4﹣x,
∵AB∥CD,PF⊥AB,
∴PF⊥CD,
∴S△CPE=PE•CF,
即y=×
x×(10﹣x)=﹣
x2+5
x,
配方得:y=﹣(x﹣5)2+
,
当x=5时,y有最大值,
即AP的长为5时,△CPE的面积最大,最大面积是;
(2)当△CPE≌△CPB时,有BC=CE,∠B=∠PEC=120°,
∴∠CED=180°﹣∠AEP﹣∠PEC=30°,
∵∠ADC=120°,
∴∠ECD=∠CED=180°﹣120°﹣30°=30°,
∴DE=CD,即△EDC是等腰三角形,
过D作DM⊥CE于M,则CM=CE,
在Rt△CMD中,∠ECD=30°,
∴cos30°==
,
∴CM=CD,
∴CE=CD,
∵BC=CE,AB=CD,
∴BC=AB,
则当△CPE≌△CPB时,BC与AB满足的关系为BC=AB.
点评:
此题考查了四边形的综合题,涉及的知识有:平行四边形的性质,含30度直角三角形的性质,平行线的判定与性质,以及二次函数的性质,是一道多知识点综合的探究题.