三角形ABC是等腰直角三角形。角BAC=90度,BC=5cm,D是BC的中点,点P从A点出发,以2cm/s的速度沿着射线CA方向运动,连接PD交AB于点E,过点D作PD的垂线交直线AC于点F,交直线AB于点G。当运动时间为1.5秒时,BG等于多少
时间: 2024-03-04 17:50:19 浏览: 13
首先,我们可以通过勾股定理计算出三角形ABC的斜边AC的长度为 $AC = \sqrt{BC^2 + AB^2} = \sqrt{5^2 + 5^2} = 5\sqrt{2}$。
因为PD垂直于AF,所以$\angle APD = \angle AFD = 90^{\circ}$。
我们可以通过向量的方法求出向量 $\overrightarrow{AE}$ 和向量 $\overrightarrow{AD}$,然后计算出它们的夹角,再利用余弦定理计算出 $AE$ 的长度。
向量 $\overrightarrow{AD}$ 的坐标为 $(0, -\frac{5}{2})$,向量 $\overrightarrow{AP}$ 的坐标为 $(2t, 2t)$,其中 $t$ 为时间。
因此,向量 $\overrightarrow{AE}$ 的坐标为 $(2t, 2t - \frac{5}{2})$。
根据向量的点积公式,$\overrightarrow{AE}\cdot\overrightarrow{AD} = |\overrightarrow{AE}|\cdot|\overrightarrow{AD}|\cdot\cos\angle EAD$。
解出 $\cos\angle EAD$ 后,再利用余弦定理计算 $AE$ 的长度。
$\overrightarrow{AE}\cdot\overrightarrow{AD} = (2t)\cdot0 + (2t - \frac{5}{2})\cdot(-\frac{5}{2}) = -\frac{25}{4}t + 25$
$|\overrightarrow{AE}| = \sqrt{(2t)^2 + (2t - \frac{5}{2})^2}$
$|\overrightarrow{AD}| = \frac{5}{2}$
$\cos\angle EAD = \frac{\overrightarrow{AE}\cdot\overrightarrow{AD}}{|\overrightarrow{AE}|\cdot|\overrightarrow{AD}|} = \frac{-\frac{25}{4}t + 25}{\frac{5}{2}\sqrt{t^2 + (t-\frac{5}{4})^2}}$
$AE = \sqrt{AD^2 + DE^2} = \sqrt{\frac{25}{4} + \frac{25}{16}(1+\cos\angle EAD)^2}$
$AE = \frac{5}{4}\sqrt{17 + 16\cos\angle EAD}$
当 $t=1.5$ 时,$\cos\angle EAD = -\frac{1}{\sqrt{17}}$。
$AE = \frac{5}{4}\sqrt{17 - 16\sqrt{17}}$
现在我们来计算 $BG$ 的长度。
因为 $\triangle AGB \sim \triangle ACD$,所以 $\frac{BG}{AC} = \frac{AB}{AD}$。
$BG = \frac{AB\cdot AC}{AD} = \frac{5\cdot 5\sqrt{2}}{\frac{5}{2}} = 50\sqrt{2}$。
因此,当运动时间为1.5秒时,$BG$ 的长度为 $50\sqrt{2}$ 厘米。