(1)中的结论是否成立。
请写出你的结论,不需说明理由。
8.(2014•宿迁)如图,已知△BAD和△BCE均为等腰直角三角形,∠BAD=∠BCE=90°,点M为DE的中点,过点E与AD平行的直线交射线AM于点N.
(1)当A,B,C三点在同一直线上时(如图1),求证:
M为AN的中点;
(2)将图1中的△BCE绕点B旋转,当A,B,E三点在同一直线上时(如图2),求证:
△ACN为等腰直角三角形;
(3)将图1中△BCE绕点B旋转到图3位置时,
(2)中的结论是否仍成立?
若成立,试证明之,若不成立,请说明理由.
9.在矩形ABCD中,AD=2AB=4,E是AD的中点,一块足够大的三角板的直角顶点与点E重合,将三角板绕点E旋转,三角板的两直角边分别交AB,BC(或它们的延长线)于点M,N,设∠AEM=α(0°<α<90°),给出下列四个结论:
①AM=CN;②∠AME=∠BNE;③BN-AM=2;④S△EMN=
.
上述结论中正确的是
把两个全等的等腰直角三角形ABC和EFG(其直角边长均为4)叠放在一起(如图①),且使三角板EFG的直角顶点G与三角板ABC的斜边中点O重合。
现将三角板EFG绕O点顺时针旋转(旋转角α满足条件:
0°<α<90°),四边形CHGK是旋转过程中两三角板的重叠部分(如图②).
(1)在上述旋转过程中,BH与CK有怎样的数量关系四边形CHGK的面积有何变化?
证明你发现的结论;
(2)连接HK,在上述旋转过程中,设BH=x,△GKH的面积为y,求y与x之间的函数关系式,并写出自变量x的取值范围;
(3)在
(2)的前提下,是否存在某一位置,使△GKH的面积恰好等于△ABC面积的
?
若存在,求出此时x的值;若不存在,说明理由。
参考答案:
1.
(1)解:
连接AD,如图,∵△ABC是等腰直角三角形,∴∠B=∠C=45°,∠EAD=45°,AD=DC,AD⊥BC,∵∠EDF=90°,∴∠EDA+∠ADF=∠ADF+∠FDC=90°,∴∠EDA=∠FDC,在△EDA和△FDC中,
(2)证明:
过点E、F分别作BC的垂线交BC于点G、H,如图,∵∠FDH=∠ADE,又∵∠EGD=∠ADC=90°,∴EG∥AD,∴∠GED=∠ADE,∴∠FDH=∠GED,在△EDG和△FDH中,
2.BE=CE,BE⊥CE。
证明:
∵D是AC的中点,∴AC=2CD。
∵AC=2AB,∴CD=AB。
∵AE=ED,∠AED=900,∴∠EAD=∠EDA=450,∴∠EDC=180-∠EDA=1350,∵∠BAC=900,∴∠BAE=∠BAC+∠EAD=1350,∴∠BAE=∠EDC,∴△BAE≌△CDE(ASA),∴BE=CE,∠DEC=∠AEB。
∵∠AEB+∠BED=900,∴∠CED+∠BED=900,∴∠BEC=900,∴BE⊥CE。
3.
(1)证明:
∵∠ACB=90°,D是AB的中点.∴CD=AD=BD,又∵∠B=90°﹣∠A=60°,
∴△BCD是等边三角形.又∵CN⊥DB,∴DN=
DB.∵∠EDF=90°,△BCD是等边三角形,∴∠ADG=30°,而∠A=30°.∴GA=GD.∵GM⊥AB,∴AM=
AD.又∵AD=DB,∴AM=DN.
(2)解:
(1)的结论依然成立.理由如下:
∵DF∥AC,∴∠1=∠A=30°,∠AGD=∠GDH=90°,
∴∠ADG=60°.∵∠B=60°,AD=DB,∴△ADG≌△DBH,∴AG=DH.又∵GM⊥AB,HN⊥AB,∴∠GMA=∠HND=90°,∵∠1=∠A,∴Rt△AMG≌Rt△DNH,∴AM=DN.
4.解:
探究一:
(1)连接BE,根据E是AC的中点和等腰直角三角形的性质,得:
BE=CE,∠PBE=∠C,又∵∠BEP=∠CEQ,则△BEP≌△CEQ,得EP=EQ;
(2)作EM⊥AB,EN⊥BC于M,N,∴∠EMP=∠ENC,∵∠MEP+∠PEN=∠PEN+∠NEF=90°,∴∠MEP=∠NEF,∴△MEP∽△NEQ,
∴EP:
EQ=EM:
EN=AE:
CE=1:
2;
(3)过E点作EM⊥AB于点M,作EN⊥BC于点N,
∵在四边形PEQB中,∠B=∠PEQ=90°,∴∠EPB+∠EQB=180°(四边形的内角和是360°),
又∵∠EPB+∠MPE=180°(平角是180°),∴∠MPE=∠EQN(等量代换),
∴Rt△MEP∽Rt△NEQ(AA),∴
(两个相似三角形的对应边成比例);
在Rt△AME∽Rt△ENC,∴
=m=
,∴
=1:
m=
,EP与EQ满足的数量关系式为EP:
EQ=1:
m,∴0<m≤2+
;(当m>2+
时,EF与BC不会相交).
探究二:
若AC=30cm,
(1)设EQ=x,则S=
x2,所以当x=10
时,面积最小,是50cm2;
当x=10
时,面积最大,是75cm2.
(2)当x=EB=5
时,S=62.5cm2,故当50<S≤62.5时,这样的三角形有2个;当S=50或62.5<S≤75时,这样的三角形有一个.
(第4题图)
(第5题图)
5.解:
(1)①△DEF等腰直角三角形,
证明如下,如图2,∵AC=BC,∠C=90°,D为AB中点,连接CD,∴CD平分∠C,CD⊥AB,
∵∠DCB=∠B=45°,∴CD=DB=1,∵∠EDC+∠CDF=∠CDF+∠FDB=90°,∴∠EDC=∠FDB,在△DCE和△DFB中,
,∴△DCE≌△DFB(ASA),
∴DE=DF,∴△DEF是等腰三角形.
②四边形ECFD的面积不发生变化;
理由如下:
∵△DCE≌△DFB,∴S四边形ECFD=S△BCD=
×1×1=
,
∴四边形ECFD的面积不发生变化.
(2)如图3a,当G在线段CB延长线上时,∵∠FGE<45°,∠FEG=45°,∠EFG>90°
∴△EFG不可能是等腰三角形;
如图3b,当G与C重合时,E与A重合,F与C重合,此时FE=FG,CG=
,
如图3c,当G在线段BC上时,∵∠EGF>45°,∠EFG>45°,∠FEG=45°,∴只能EF=EG,
∵EC⊥FG,∴FC=CG,∵∠EDF=90°,∴∠FDG=90°,∴DC=
FG=CG,∴CG=1;
综上,CG的值为
或1.
6.解:
(1)∵∠ACB=90°,点D为AB的中点,∴CD=AD=BD=
AB,∴∠ACD=∠A=30°,
∴∠ADC=180°﹣30°×2=120°,∴∠ADE=∠ADC﹣∠EDF=120°﹣90°=30°;
(2)∵∠EDF=90°,∴∠PDM+∠E′DF=∠CDN+∠E′DF=90°,∴∠PDM=∠CDN,
∵∠B=60°,BD=CD,∴△BCD是等边三角形,∴∠BCD=60°,∵∠CPD=∠A+∠ADE=30°+30°=60°,∴∠CPD=∠BCD,在△DPM和△DCN中,
,∴△DPM∽△DCN,∴
=
,∵
=tan∠ACD=tan30°=
,
∴
的值不随着α的变化而变化,是定值
.
7.
考点:
相似三角形的判定与性质;全等三角形的判定与性质;含30度角的直角三角形;旋转的性质.菁优网版权所有
专题:
几何综合题;压轴题.
分析:
(1)由题意易证出AG=
AD,DH=
DB,而AD=DB,可得AG=DH;
(2)可由证△AMD≌△DNB,再证△AMG≌△DNH,证出AG=DH;
(3)可证Rt△AGM∽Rt△NHB,Rt△DGM∽Rt△NHD,证出AG=DH.
解答:
解:
(1)∵α=30°,∴∠ADM=30°,∵∠A=30°,∴∠ADM=∠A.∴AM=DM.
又∵MG⊥AD于G,∴AG=
AD.∵∠CDB=180°﹣∠EDF﹣∠ADM=60°,∠B=60°,
∴△CDB是等边三角形.又∵CH⊥DB于H,∴DH=
DB.∵在△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,∴BC=
AB.∵BC=BD,∴AD=DB.∴AG=DH.
(2)结论成立.理由如下:
在△AMD与△DNB中,∠A=∠NDB=30°,AD=DB,∠MDA=∠B=60°,∴△AMD≌△DNB,∴AM=DN.又∵在△AMG与△DNH中,∠A=∠NDB,∠MGA=∠NHD=90°,∴△AMG≌△DNH.∴AG=DH.
(3)方法一:
解:
结论成立.Rt△AGM∽Rt△NHB,Rt△DGM∽Rt△NHD.
∵∠C=∠MDN=90°,∴C,D两点在以MN为直径的圆上,∴C,M,D,N四点共圆,∴∠DNM=∠DCA=30°,∴DN=
DM。
又∵△DGM∽△NHD,∴DH=
MG=AG.
方法二:
解:
当0°<α<90°时,
(1)中的结论成立.在Rt△AMG中,∠A=30°,∴∠AMG=60°=∠B.又∵∠AGM=∠NHB=90°,∴△AGM∽△NHB.∴
①
∵∠MDG=α,∴∠DMG=90°﹣α=∠NDH.又∵∠MGD=∠DHN=90°,∴Rt△MGD∽Rt△DHN.∴
=
②
①×②,得.
=
,由比例的性质,得
=
。
∵AD=DB,∴AG=DH.
点评:
此题主要考查图形的旋转,直角三角形的性质,三角形全等的判定,三角形相似的判定及性质的灵活运用.此题用同学们常用的一副三角板作为情境,培养同学们灵活运用知识的能力.
8.
考点:
几何变换综合题;平行线的性质;全等三角形的判定与性质;等腰直角三角形;多边形内角与外角.菁优网版权所有
专题:
几何综合题;压轴题.
分析:
(1)由EN∥AD和点M为DE的中点可以证到△ADM≌△NEM,从而证到M为AN的中点.
(2)易证AB=DA=NE,∠ABC=∠NEC=135°,从而可以证到△ABC≌△NEC,进而可以证到AC=NC,∠ACN=∠BCE=90°,则有△ACN为等腰直角三角形.
(3)延长AB交NE于点F,易得△ADM≌△NEM,根据四边形BCEF内角和,可得∠ABC=∠FEC,从而可以证到△ABC≌△NEC,进而可以证到AC=NC,∠ACN=∠BCE=90°,则有△ACN为等腰直角三角形.
解答:
(1)证明:
如图1,∵EN∥AD,∴∠MAD=∠MNE,∠ADM=∠NEM.
∵点M为DE的中点,∴DM=EM.在△ADM和△NEM中,
∴
.∴△ADM≌△NEM.∴AM=MN.∴M为AN的中点.
(2)证明:
如图2,∵△BAD和△BCE均为等腰直角三角形,∴AB=AD,CB=CE,∠CBE=∠CEB=45°.∵AD∥NE,∴∠DAE+∠NEA=180°.∵∠DAE=90°,∴∠NEA=90°.∴∠NEC=135°.∵A,B,E三点在同一直线上,∴∠ABC=180°﹣∠CBE=135°.∴∠ABC=∠NEC.∵△ADM≌△NEM(已证),∴AD=NE.∵AD=AB,
∴AB=NE.在△ABC和△NEC中,
,∴△ABC≌△NEC.
∴AC=NC,∠ACB=∠NCE.∴∠ACN=∠BCE=90°.∴△ACN为等腰直角三角形.
(3)△ACN仍为等腰直角三角形.证明:
如图3,延长AB交NE于点F,
∵AD∥NE,M为中点,∴易得△ADM≌△NEM,∴AD=NE.∵AD=AB,
∴AB=NE.∵AD∥NE,∴AF⊥NE,在四边形BCEF中,∵∠BCE=∠BFE=90°
∴∠FBC+∠FEC=360°﹣180°=180°。
∵∠FBC+∠ABC=180°,∴∠ABC=∠FEC
在△ABC和△NEC中,
,∴△ABC≌△NEC.∴AC=NC,∠ACB=∠NCE.∴∠ACN=∠BCE=90°.∴△ACN为等腰直角三角形.
点评:
本题考查了全等三角形的判定与性质、平行线的性质、等腰直角三角形的判定与性质、多边形的内角与外角等知识,渗透了变中有不变的辩证思想,是一道好题.
9.①如图:
在矩形ABCD中,AD=2AB,E是AD的中点,作EF⊥BC于点F,则有AB=AE=EF=FC.
∵∠AEM+∠DEN=90°,∠FEN+∠DEN=90°,
∴∠AEM=∠FEN,
∴Rt△AME≌Rt△FNE,
∴AM=FN,
∴MB=CN.
∵AM不一定等于CN,
∴①错误.
②由①有Rt△AME≌Rt△FNE,
∴∠AME=∠BNE,
∴②正确,
③由①得,BM=CN.
∵AD=2AB=4,
∴BC=4,AB=2
∴BN-AM=BC-CN-AM=BC-BM-AM=BC-(BM+AM)=BC-AB=4-2=2,
∴③正确,
④如图:
由①得,CN=CF-FN=2-AM,AE=12,
AD=2,AM=FN,
∴AM=AEtanα,
∵cosα=AMAE=AEAE2+AM2−−−−−−−−−−√,
∴cos2α=AE2AE2+AM2−−−−−−−−−−√,
∴2cos2a=2×(1+AM2AE2)=2+2tan2α,
∴S△EMN=S四边形ABNE-S△AME-S△MBN
=12(AE+BN)×AB-12AE×AM-12×BN×BM
=12(AE+BC-CF+FN)×2-12AE×AM-12×(BC-2+AM)×(2-AM)
=AE+AM-12AE×AM+12AM2
=2+tana-2tana+2tan2a
=2(1+tan2a)=2cos2a,
∴④正确.
10.
(1)在上述旋转过程中,BH=CK,四边形CHGK的面积不变。
证明:
连接CG,KH,
∵△ABC为等腰直角三角形,O(G)为其斜边中点,
∴CG=BG,CG⊥AB,
∴∠ACG=∠B=45∘,
∵∠BGH与∠CGK均为旋转角,
∴∠BGH=∠CGK,
在△BGH与△CGK中,
∠B=∠KCG,BG=CG,∠BGH=∠CGK
∴△BGH≌△CGK(ASA),
∴BH=CK,S△BGH=S△CGK.
∴S四边形CHGK=S△CHG+S△CGK=S△CHG+S△BGH=12S△ABC=12×12×4×4=4,
即:
S四边形CHGK的面积为4,是一个定值,在旋转过程中没有变化;
(2)∵AC=BC=4,BH=x,
∴CH=4−x,CK=x.
由S△GHK=S四边形CHGK−S△CHK,
得y=4−1/2x(4−x),
∴
.
由0∘<α<90∘,得到BH最大=BC=4,
∴0(3)存在。
根据题意,得
,
解这个方程,得
,
即:
当x=1或x=3时,△GHK的面积均等于△ABC的面积的
.