解答题如图,正方形ABCD的边长为4,E为CD的中点,F为AD边上一点,且不与点D重合

发布时间:2020-07-09 07:19:30

解答题如图,正方形ABCD的边长为4,E为CD的中点,F为AD边上一点,且不与点D重合,AF=a,
(1)判断四边形BCEF的面积是否存在最大或者最小值,若存在,求出来,若不存在,说明理由
(2)若∠BFE=∠FBC,求tan∠AFB?的值
(3)在(2)的条件下,若将“E是CD的中点”改为“CE=k?DE”,其中k为正整数,其他条件不变,请直接写出tan∠AFB的值(用k的代数式表示)

网友回答

解:(1)如图,连接BE,
S四边形BCEF=S正方形ABCD-S△ABF-S△DEF=42-×4×a-×2×(4-a)=12-a,
∵F为AD边上一点,且不与点D重合,
∴0≤a<4,
∴当点F与点A重合时,a=0,S四边形BCEF存在最大值12.
S四边形BCEF不存在最小值.
(2)如图,延长BC,FE交于点P,
∵正方形ABCD,
∴AD∥BC.
∴△DEF∽△CEP.
∵E为CD的中点,
∴==1,PF=2EF.
∵∠BFE=∠FBC,
∴PB=PF.
∵AF=a,
∴PC=DF=4-a,PB=PF=8-a,
EF==.
∵Rt△DEF中,EF2=DE2+DF2,
∴=22+(4-a)2整理,得3a2-16a+16=0,
解得,a1=,a2=4;
∵F点不与D点重合,
∴a=4不成立,a=,tan∠AFB==3.
(3)延长BC,FE交于点P,
∵正方形ABCD,
∴AD∥BC,
∴△DEF∽△CEP.
∵E为CD的中点,
∴==1,
==,PF=(k+1)EF.
∵∠BFE=∠FBC,
∴PB=PF,
∵AF=a,
∴PC=DF=4-a,PB=PF=8-a.
EF==.
∵Rt△DEF中,EF2=DE2+DF2,
∴( )2=( )2+(4-a)2整理,
×=(4-a)2,
(k+1)2=,
解得a=,
∴tan∠AFB==2k+1(k为正数).解析分析:(1)由于S四边形BCEF=S正方形ABCD-S△ABF-S△DEF,用含a的代数式表示S四边形BCEF=12-a,而0≤a<4,即S四边形BCEF存在最大值12,S四边形BCEF不存在最小值;(2)延长BC,FE交于点P,构造等腰三角形PEB,利用正方形的性质和中点的性质求得PB的长后,由勾股定理求得a的值.则可求出AB,AF的值.再用tan∠AFB=;求得tan∠AFB的值;(3)用(2)的方法求得tan∠AFB的值.点评:本题利用了正方形的性质,中点的性质,等腰三角形的性质,三角形的面积公式,勾股定理求解.
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