如图,矩形ABCD中,点M从A点出发在线段AB上作匀速运动(不与A、B重合),同时点N从B点出发在线段BC上作匀速运动.
(1)如图1,若M为AB中点,且DM⊥MN.请在图中找出两对相似三角形:
①________∽_________,②________∽________,选择其中一对加以证明;
(2)①如图2,若AB=5,BC=3点M的速度为1个单位长度/秒,点N的速度为个单位长度/秒,运动的时间为t秒.当t为何值时,△DAM与△MBN相似?请说明理由;
②如果把点N的速度改为a个单位长度/秒,其它条件不变,是否存在a的值,使得△DAM与△MBN和△DCN这两个三角形都相似?若存在,请求出a的值;若不存在,请说明理由.
网友回答
解:(1)有△DAM∽△MBN,△DAM∽△DMN,△DMN∽△MBN三对相似;
选△DAM∽△MBN,
证明:∵四边形ABCD是矩形,
∴∠A=∠B=90°,
∴∠ADM=90°-∠AMD,
∵DM⊥MN,
∴∠BMN=180°-90°-∠AMD=90°-∠AMD,
∴∠ADM=∠BMD,
∴△DAM∽△MBN;
选△DAM∽△DMN,
证明:延长NM交DA的延长线于E点,如图1.
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠DAB=∠B=90°,
∴∠EAM=∠B=90°,
又∵∠AME=∠BMN,AM=BM,
∴△AME≌△BMN,
∴EM=MN,
又∵DM⊥MN,
∴DE=DN,
∴∠ADM=∠NDM,
又∵∠DAM=∠DMN=90°,
∴△DAM∽△DMN;
选△DAM∽△MBN,
证明:延长MN交DA的延长线于E点,如图1.
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠DAB=∠B=90°,
∴∠EAM=∠B=90°,
又∵∠AME=∠BMN,AM=BM,
∴△AME≌△BMN,
∴EM=MN,∠E=∠MNB,
又∵DM⊥MN,
∴DE=DN,
∴∠E=∠DNM,
∴∠DNM=∠MNB,
又∵∠DMN=∠B=90°,
∴△DMN∽△MBN;
(2)①如图2,AM=t,MB=5-t,BN=t(0<t<5),
分两种情况:(Ⅰ)当∠1=∠3时,△DAM∽△MBN,
∴,
∴,
解得:t=,
(Ⅱ)当∠2=∠3时,△DAM∽△NBM,
∴,
∴AM?BN=AD?BM,
∴t×t=3(5-t),
解得:t3=-3,t4=--3(不合题意舍去),
∴当t=时,△DAM∽△MBN;当t=-3时,△DAM∽△NBM.
②分四种情况:(Ⅰ)当∠1=∠3=∠6时,∠DMN=90°,△DAM∽△MBN∽△DCN,
由,
得:BN=,
∴CN=,
由,得:CN?MB=DC?BN,
∴-(5-t)=5-,
化简得:t2-10t+9=0,解得:t1=1,t2=9(不合题意舍去),a=,
(Ⅱ)当∠1=∠3=∠5时,
∵∠5+∠6=90°,
∴∠1+∠6=90°,(与已知条件矛盾)
所以此时不存在.
(Ⅲ)当∠2=∠3=∠6时,
方法一:∵∠1+∠2=90°,
∴∠1+∠6=90°,(与已知条件矛盾)所以此时不存在.
方法二:由,
得:BN=,
∴CN=,
由,得:CN?MB=DC?BN,
∴(5-t)=5-,
解得:t=5(不合题意舍去),所以此时不存在.
(Ⅳ)当∠2=∠3=∠5时,△DAM∽△NBM∽△DCN,
由(Ⅲ)得BN=,
∴CN=,
由,得:CN?NB=DC?BM,
∴-=5(5-t),
化简得:5t2-18t+45=0方程没有实数根,所以此时不存在.
综上所述:当a=时,△DAM∽△MBN∽△DCN.
解析分析:(1)首先可得有△DAM∽△MBN,△DAM∽△DMN,△DMN∽△MBN三对相似;然后选择其中的一对证明即可,注意应用矩形的性质,特别是同角或等角的余角相等的性质的应用;(2)①如图2可得AM=t,MB=5-t,BN=t(0<t<5),然后分两种情况:(Ⅰ)当∠1=∠3时,△DAM∽△MBN与(Ⅱ)当∠2=∠3时,△DAM∽△NBM去分析根据相似三角形的对应边成比例,即可得方程,解方程即可求得