8. 村里要修一条灌溉渠,其横截面是面积为 1.6 m² 的等腰梯形,它的上底比渠深多 2 m,下底比渠深多 0.4 m,求灌溉渠横截面的上、下底长及灌溉渠的深度。
答案
8. 上底长为2.8m,下底长为1.2m,渠深为0.8m
解析
设灌溉渠的深度为$x$ m,则上底长为$(x + 2)$ m,下底长为$(x + 0.4)$ m。
根据等腰梯形面积公式$S = \frac{(上底 + 下底)×高}{2}$,可得方程:
$\frac{(x + 2 + x + 0.4)×x}{2} = 1.6$
化简得:
$\frac{(2x + 2.4)x}{2} = 1.6$
$(2x + 2.4)x = 3.2$
$2x² + 2.4x - 3.2 = 0$
$5x² + 6x - 8 = 0$
解方程$5x² + 6x - 8 = 0$,判别式$\Delta = 6² - 4×5×(-8) = 36 + 160 = 196$,
$x = \frac{-6 ± \sqrt{196}}{2×5} = \frac{-6 ± 14}{10}$
解得$x_1 = \frac{8}{10} = 0.8$,$x_2 = \frac{-20}{10} = -2$(深度不能为负,舍去)。
上底长:$x + 2 = 0.8 + 2 = 2.8$ m,
下底长:$x + 0.4 = 0.8 + 0.4 = 1.2$ m。
灌溉渠横截面的上底长为2.8 m,下底长为1.2 m,渠深为0.8 m。
根据等腰梯形面积公式$S = \frac{(上底 + 下底)×高}{2}$,可得方程:
$\frac{(x + 2 + x + 0.4)×x}{2} = 1.6$
化简得:
$\frac{(2x + 2.4)x}{2} = 1.6$
$(2x + 2.4)x = 3.2$
$2x² + 2.4x - 3.2 = 0$
$5x² + 6x - 8 = 0$
解方程$5x² + 6x - 8 = 0$,判别式$\Delta = 6² - 4×5×(-8) = 36 + 160 = 196$,
$x = \frac{-6 ± \sqrt{196}}{2×5} = \frac{-6 ± 14}{10}$
解得$x_1 = \frac{8}{10} = 0.8$,$x_2 = \frac{-20}{10} = -2$(深度不能为负,舍去)。
上底长:$x + 2 = 0.8 + 2 = 2.8$ m,
下底长:$x + 0.4 = 0.8 + 0.4 = 1.2$ m。
灌溉渠横截面的上底长为2.8 m,下底长为1.2 m,渠深为0.8 m。
9. 如图所示,在△ABC 中,∠C = 90°,点 P 从点 A 开始沿边 AC 向点 C 以 1 cm/s 的速度移动,到达点 C 时停止,点 Q 从点 B 开始沿边 BC 向点 C 以 2 cm/s 的速度移动,到达点 C 时停止。如果 P,Q 分别从 A,B 同时出发,经几秒时间△PQC 的面积等于 8 cm²?

答案
解:设经过$x$秒$△ PQC$的面积等于$8cm^{2}$。
已知$AP = x cm$,$BQ = 2x cm$,则$PC=(6 - x)cm$,$QC=(8 - 2x)cm$。
因为$∠ C = 90°$,根据三角形面积公式$S=\frac{1}{2}ah$($a$为底,$h$为高),对于$△ PQC$,$a = PC$,$h = QC$,所以$S_{△ PQC}=\frac{1}{2}(6 - x)(8 - 2x)$。
由$\frac{1}{2}(6 - x)(8 - 2x)=8$,
展开括号得$\frac{1}{2}(48-12x - 8x + 2x^{2}) = 8$,
即$24-10x + x^{2}=8$,
移项化为一元二次方程的一般形式:$x^{2}-10x + 16 = 0$,
分解因式得$(x - 2)(x - 8)=0$,
则$x - 2 = 0$或$x - 8 = 0$,
解得$x_{1}=2$,$x_{2}=8$。
又因为点$P$从$A$到$C$用时$6÷1 = 6s$,点$Q$从$B$到$C$用时$8÷2 = 4s$,$x = 8$超过了$Q$到达$C$点的时间,所以舍去$x = 8$。
综上,经过$2$秒$△ PQC$的面积等于$8cm^{2}$。
已知$AP = x cm$,$BQ = 2x cm$,则$PC=(6 - x)cm$,$QC=(8 - 2x)cm$。
因为$∠ C = 90°$,根据三角形面积公式$S=\frac{1}{2}ah$($a$为底,$h$为高),对于$△ PQC$,$a = PC$,$h = QC$,所以$S_{△ PQC}=\frac{1}{2}(6 - x)(8 - 2x)$。
由$\frac{1}{2}(6 - x)(8 - 2x)=8$,
展开括号得$\frac{1}{2}(48-12x - 8x + 2x^{2}) = 8$,
即$24-10x + x^{2}=8$,
移项化为一元二次方程的一般形式:$x^{2}-10x + 16 = 0$,
分解因式得$(x - 2)(x - 8)=0$,
则$x - 2 = 0$或$x - 8 = 0$,
解得$x_{1}=2$,$x_{2}=8$。
又因为点$P$从$A$到$C$用时$6÷1 = 6s$,点$Q$从$B$到$C$用时$8÷2 = 4s$,$x = 8$超过了$Q$到达$C$点的时间,所以舍去$x = 8$。
综上,经过$2$秒$△ PQC$的面积等于$8cm^{2}$。
解析
【分析】
要解决这个问题,首先需要明确动点的运动速度和方向,用时间变量表示出△PQC的两条直角边长度。因为∠C=90°,△PQC是直角三角形,可利用直角三角形面积公式列出方程,最后还要结合动点的运动时间范围,对求出的解进行取舍,确保解符合实际运动情况。具体步骤为:先设运动时间为x秒,分别表示出PC和QC的长度,再根据面积为8cm²列方程求解,最后验证解的合理性。
【解析】
设经过$x$秒$△ PQC$的面积等于$8\mathrm{cm}^2$。
已知点P的速度是1cm/s,点Q的速度是2cm/s,因此:
$AP = x\mathrm{cm}$,$BQ = 2x\mathrm{cm}$,
则$PC=(6 - x)\mathrm{cm}$,$QC=(8 - 2x)\mathrm{cm}$。
因为$∠ C = 90°$,根据直角三角形面积公式$S=\frac{1}{2}ah$($a$、$h$为两条直角边),可得:
$S_{△ PQC}=\frac{1}{2}(6 - x)(8 - 2x)$
根据题意列方程:
$\frac{1}{2}(6 - x)(8 - 2x)=8$
展开括号:
$\frac{1}{2}(48-12x - 8x + 2x^2) = 8$
化简得:
$24-10x + x^2=8$
移项化为一元二次方程的一般形式:
$x^2-10x + 16 = 0$
分解因式:
$(x - 2)(x - 8)=0$
解得:
$x_1=2$,$x_2=8$
又因为点P从A到C用时$6÷1 = 6\mathrm{s}$,点Q从B到C用时$8÷2 = 4\mathrm{s}$,当$x=8$时,点Q早已到达C点停止运动,不符合实际情况,故舍去$x=8$。
【答案】
经过2秒时间$△ PQC$的面积等于$8\mathrm{cm}^2$。
【知识点】
一元二次方程的应用,直角三角形面积公式,动点问题的取值限制
【点评】
本题是一元二次方程在几何动点问题中的典型应用,核心是用时间变量表示线段长度,结合几何图形的面积公式构建方程。解题时需注意结合动点的运动时间范围,对方程的解进行合理性验证,避免出现不符合实际运动逻辑的解,培养严谨的解题思维。
【难度系数】
0.6
要解决这个问题,首先需要明确动点的运动速度和方向,用时间变量表示出△PQC的两条直角边长度。因为∠C=90°,△PQC是直角三角形,可利用直角三角形面积公式列出方程,最后还要结合动点的运动时间范围,对求出的解进行取舍,确保解符合实际运动情况。具体步骤为:先设运动时间为x秒,分别表示出PC和QC的长度,再根据面积为8cm²列方程求解,最后验证解的合理性。
【解析】
设经过$x$秒$△ PQC$的面积等于$8\mathrm{cm}^2$。
已知点P的速度是1cm/s,点Q的速度是2cm/s,因此:
$AP = x\mathrm{cm}$,$BQ = 2x\mathrm{cm}$,
则$PC=(6 - x)\mathrm{cm}$,$QC=(8 - 2x)\mathrm{cm}$。
因为$∠ C = 90°$,根据直角三角形面积公式$S=\frac{1}{2}ah$($a$、$h$为两条直角边),可得:
$S_{△ PQC}=\frac{1}{2}(6 - x)(8 - 2x)$
根据题意列方程:
$\frac{1}{2}(6 - x)(8 - 2x)=8$
展开括号:
$\frac{1}{2}(48-12x - 8x + 2x^2) = 8$
化简得:
$24-10x + x^2=8$
移项化为一元二次方程的一般形式:
$x^2-10x + 16 = 0$
分解因式:
$(x - 2)(x - 8)=0$
解得:
$x_1=2$,$x_2=8$
又因为点P从A到C用时$6÷1 = 6\mathrm{s}$,点Q从B到C用时$8÷2 = 4\mathrm{s}$,当$x=8$时,点Q早已到达C点停止运动,不符合实际情况,故舍去$x=8$。
【答案】
经过2秒时间$△ PQC$的面积等于$8\mathrm{cm}^2$。
【知识点】
一元二次方程的应用,直角三角形面积公式,动点问题的取值限制
【点评】
本题是一元二次方程在几何动点问题中的典型应用,核心是用时间变量表示线段长度,结合几何图形的面积公式构建方程。解题时需注意结合动点的运动时间范围,对方程的解进行合理性验证,避免出现不符合实际运动逻辑的解,培养严谨的解题思维。
【难度系数】
0.6
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