如图,已知△ABC中∠C=90°,BC=4,AC=3,点P是斜边AB上的一动点,作PE⊥BC于点E,作PF⊥AC于点F,垂足分别为E、F.
(1)求证:四边形PECF是矩形;
(2)想一想,当点P运动到什么地方时,△APF与△PBE全等,证明你的猜想;
(3)想一想,当点P运动到什么地方时,四边形PECF是正方形,证明你的猜想;
(4)想一想,当点P运动到什么地方时,四边形PECF的面积最大,并求出这个最大值.
网友回答
解:(1)证明:∵PE⊥BC,
∴∠PEC=90°
同理:∠PFC=∠C=90°,
∴四边形PECF是矩形(有三个角是直角的四边形是矩形);
(2)P运动到线段AB的中点时,△APF与△PBE全等
∵PE⊥BC,
∴∠PEB=∠C=90°,
∴PE∥AC,
∴∠EPB=∠A
同理∠APF=∠B,
若点P是AB的中点则有AP=PB,
可得△APF≌△PBE(ASA);
(3)当AP=时,四边形PECF是正方形,
由(1)知四边形PECF是矩形,若四边形PECF是正方形,
则有PE=PF,设PE=PF=x,
则CF=x,AF=3-x,
∵PE∥AC,
∴∠BEP=∠C,∠BPE=∠A,
∴△APF∽△ABC,
∴,即,
解得x=,
经检验x=是方程的根,
∴AF=3-x=,CF=x=,
在Rt△AFP中,根据勾股定理得:AP==,
即当AP=时,PE=PF=,
矩形PECF是正方形;
(4)当AP=时,四边形PECF的面积最大.
由(1)知四边形PECF是矩形,
∵∠C=90°,BC=4,AC=3,
∴根据勾股定理得:AB==5,
设AP=x,则由△APF∽△ABC可得:,即PF=,
==,即AF=,
∴PE=3-,
∴S矩形PECF=PF?FC=x(3-x)
∵x(3-x)=-(x-)2+3,
∴当x=时四边形PECF的面积最大,最大值为3.
解析分析:(1)知道什么是矩形即可求解,即确定四个角都是直角即可.
(2)若使两三角形全等,因为都是直角三角形,且PF∥BC,只需一条边相等即可,即P运动到中点位置时,两条斜边相等.
(3)由(1)知四边形PECF是矩形,要使其为正方形,只需相邻两条边相即可.先假设其两邻边相等,即PE=PF,在假设其为一未知量x,通过相似三角形求其具体的值.
(4)这一问涉及二次函数求最值问题,可先假设AP=x,由△APF∽△ABC,求出x的值,进而求出其最大面积,即P点移动到AB中点时的面积为最大.
点评:熟练掌握正方形及矩形的性质及判定,理解直角三角形勾股定理的概念,能够求解二次函数的最值问题.