Question

如图，在梯形ABCD中，AD∥BC，BC=4，点M是AD的中点，△MBC是等边三角形．
（1）求证：梯形ABCD是等腰梯形；
（2）动点P、Q分别在线段BC和MC上运动，且∠MPQ=60°保持不变．设PC=x，MQ=y，求y与x的函数关系式；
（3）在（2）中当y取最小值时，判断△PQC的形状，并说明理由．

Answer 1

（1）证明：∵△MBC是等边三角形，
∴MB=MC，∠MBC=∠MCB=60°．
∵M是AD中点，
∴AM=MD．
∵AD∥BC，
∴∠AMB=∠MBC=60°，∠DMC=∠MCB=60°．
∴△AMB≌△DMC．
∴AB=DC．
∴梯形ABCD是等腰梯形．

（2）解：在等边△MBC中，MB=MC=BC=4，∠MBC=∠MCB=60°，
∠MPQ=60°，
∴∠BMP+∠BPM=∠BPM+∠QPC=120°．
∴∠BMP=∠QPC．
∴△BMP∽△CQP．
∴．
∵PC=x，MQ=y，
∴BP=4-x，QC=4-y．
∴．
∴y=x²-x+4．

（3）解：△PQC为直角三角形，
理由是：
∵y=（x-2）²+3，
∴当y取最小值时，x=PC=2．
∴P是BC的中点，MP⊥BC而∠MPQ=60°．
∴∠CPQ=30°．
∴∠PQC=90°．
∴△PQC为直角三角形．
分析：（1）要证梯形ABCD是等腰梯形，只需证△AMB≌△DMC．
（2）由△BMP∽△CQP，可得到BP与CQ的关系，从而转化成y与x的函数关系式．
（3）先利用二次函数求最值，求出y取最小值时x的值和y的最小值，从而确定P、Q的位置，判断出△PQC的形状．
点评：主要考查了二次函数的解析式的求法和与几何图形结合的综合能力的培养．要会利用数形结合的思想把代数和几何图形结合起来．