如图,在△ABC中,∠C=90°,∠A=30°,BC=2,D是AB中点,等腰直角三角板的直角顶点落在点D上,使三角板绕点D旋转.
(1)如图1,当三角板两边分别交边AC、BC于F、E时,线段EF与AF、BE有怎样的关系并加以证明.
(2)如图1,设AF=x,四边形CEDF的面积为y.求y关于x的函数关系式,写出自变量x的取值范围.
(3)在旋转过程中,当三角板一边DM经过点C时,另一边DN交CB延长线于点E,连接AE与CD延长线交于H,如图2,求DH的长.
网友回答
解:(1)线段EF与AF、BE的关系为:EF2=AF2+BE2.理由如下:
延长ED至DG,使DG=DE,连接AG,FG,如图1,
∵FD⊥GN,
∴FG=EF.
∵D是AB中点,
∴AD=BD,
∵∠ADG=∠EDB,
∴△BED≌△AGD,
∴AG=BE,∠GAD=∠B.
∵△ABC是直角三角形,
∴∠BAC+∠B=90°,
∴∠BAC+∠DAG=90°,
∴AG2+AF2=FG2.
∴EF2=AF2+BE2.
(2)作FR⊥AB,ES⊥AB,(如图3)
∴∠FRA=∠ESB=90°.
∵∠A=30°,
∴∠B=60°,
∴∠SEB=30°,
∴SB=BE,SE=SB.
∵在Rt△FCE中,由勾股定理,得,CF2+CE2=EF2,
∵EF2=AF2+BE2,
∴CF2+CE2=AF2+BE2,
∵∠A=30°,BC=2,
∴AB=4,AC=2,
∴CF=2-x,CE=2-BE.
∴(2-x)2+(2-BE)2=x2+BE2
∴BE=4-x,
∴SB=2-x,
∴SE=2-x,
∴y=×2×2-2×x?-×2×(2-x),
y=2-x-2+x,
y=x
当E点与C点重合时,ED=CD=2,DF=,则CF=,
∴x=;
当E点与B点重合时,AF=,
∴x的取值范围为:≤x≤
(3)作AP⊥MD,(如图2)
∴AP=,
∵CD=2,
∴DE=2,EC=4,
∴S△AHC+S△CHE=S△AEC.
∴×CH+×CH×2=×4×2,
∴CH=,
∴DH=-2=
解析分析:(1)延长ED至DG,使DG=DE,连接AG,FG,证明△BED≌△AGD,可以得出∠GAD=∠B,AG=BE,由∠BAC+∠B=90°,得出∠GAF=90°,得出△GAF是直角三角形,∵MD⊥DN,GD=DE,得出FG=EF,由勾股定理就可以得出AG2+AF2=FG2,从而得出结论.
(2)作FR⊥AB,ES⊥AB分别于R、S,在Rt△ARF中由勾股定理可以表示出FR,从而可以表示出△FAD的面积,由勾股定理,得CF2+CE2=EF2,再由(1)的结论建立等量关系表示出BE,从而求出ES,就可以表示出△EDB的面积,进而可以表示出y的值.
(3)作AP⊥MD,交MD的延长线于点P,由条件可以求出AP=,DE=2,EC=4,可以求出△ACE的面积,然后用S△AHC+S△CHE=S△AEC建立等量关系可以求出CH的值,再减去CD的值就求出了DH.
点评:本题考查了等腰直角三角形的性质,全等三角形的判定与性质,勾股定理的运用,含30°的直角三角形的性质.