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7或11
设运动时间为$ t $秒。
1. 表示线段长度:
点$ P $从$ B $向$ A $运动,速度为$ 3\,\text{cm/s} ,$则$ BP = 3t \,\text{cm} ,$故$ AP = AB - BP = 20 - 3t \,\text{cm} 。$
点$ Q $从$ A $向$ C $运动,速度为$ 2\,\text{cm/s} ,$则$ AQ = 2t \,\text{cm} 。$
2. 等腰三角形条件:
因$ \triangle APQ $以$ \angle A $为顶角,故$ AP = AQ 。$
3. 列方程求解:
$ 20 - 3t = 2t $
解得$ 5t = 20 ,$即$ t = 4 。$
4. 验证取值范围:
点$ P $运动至$ A $需$ t \leq \frac{20}{3} \approx 6.67 \,\text{s} ,$点$ Q $运动至$ C $需$ t \leq 6 \,\text{s} ,$$ t = 4 \,\text{s} $在$ 0 \leq t \leq 6 $范围内,符合题意。
结论:运动时间是$ 4 $秒。
$25^{\circ}$
$45^{\circ}$
$60^{\circ}$
$\angle BAC = 2\angle DBC$
(1)
图①:因为AB=AC,∠A=50∘,根据等腰三角形两底角相等及三角形内角和为180∘,
可得∠C=2180∘−∠A​=2180−50​=65∘。
因为$BD$是边$AC$上的高,所以$\angle BDC = 90^{\circ}$,
在$\triangle BDC$中,$\angle DBC=180^{\circ}-\angle BDC-\angle C=180 - 90 - 65 = 25^{\circ}$。
图②:因为AB=AC,∠A=90∘,所以△ABC是等腰直角三角形,
∠C=2180∘−∠A​=2180−90​=45∘。
因为$BD$是边$AC$上的高,所以$\angle BDC = 90^{\circ}$,
在$\triangle BDC$中,$\angle DBC=180^{\circ}-\angle BDC-\angle C=180 - 90 - 45 = 45^{\circ}$。
图③:因为AB=AC,∠A=120∘,根据等腰三角形两底角相等及三角形内角和为180∘,
可得∠C=2180∘−∠A​=2180−120​=30∘。
因为$BD$是边$AC$上的高,所以$\angle BDC = 90^{\circ}$,
在$\triangle BDC$中,$\angle DBC=180^{\circ}-\angle BDC-\angle C=180 - 90 - 30 = 60^{\circ}$。
(2)$\angle BAC = 2\angle DBC$
(3)
证明:
因为$AB = AC$,所以$\angle C=\frac{180^{\circ}-\angle BAC}{2}=90^{\circ}-\frac{1}{2}\angle BAC$。
因为$BD$是边$AC$上的高,所以$\angle BDC = 90^{\circ}$。
在$\triangle BDC$中,$\angle DBC=180^{\circ}-\angle BDC-\angle C=180 - 90-(90^{\circ}-\frac{1}{2}\angle BAC)=\frac{1}{2}\angle BAC$。
即$\angle BAC = 2\angle DBC$。
综上,答案依次为:
(1)$25^{\circ}$;$45^{\circ}$;$60^{\circ}$;
(2)$\angle BAC = 2\angle DBC$;
(3)证明过程如上述。