在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,点D为射线BC上一动点,以AD为边作正方形ADEF,连接CF.
(1)如图1,当点D在线段BC上时,求证:BC⊥CF;
(2)如图2,当点D在线段BC延长线上时,请探究线段CF,BC,CD之间的关系;
(3)如图3,在(1)的条件下,若BC=2,CF交DE于点P,连接AP,求△ACP的面积的最大值.
网友回答
(1)证明:∵∠BAC=90°,AB=AC,
∴∠ABC=∠ACB=45°,
在正方形ADEF中,∠DAF=90°,AD=AF,
∵∠BAD+∠CAD=∠BAC=90°,
∠CAF+∠CAD=∠DAF=90°,
∴∠BAD=∠CAF,
在△ABD和△ACF中,,
∴△ABD≌△ACF(SAS),
∴∠ACF=∠ABD=45°,
∴∠BCF=∠ACB+∠ACF=45°+45°=90°,
∴BC⊥CF;
(2)∵∠BAD-∠CAD=∠BAC=90°,
∠CAF-∠CAD=∠DAF=90°,
∴∠BAD=∠CAF,
同(1)可得△ABD≌△ACF,
∴BD=CF,
∴BC+CD=CF;
(3)如图,过点A作AG⊥BC于G,
∵∠BAC=90°,AB=AC,BC=2,
∴AG=BG=BC=×2=1,
设BD=x,则DG=|x-1|,
在Rt△ADG中,AD===,
由(1)得,△ABD≌△ACF,
∴S△APC=S△ACF-S△APF=S△ABD-S△APF,
=x?1-AF?AD,
=x-AD2,
=x-(x2-2x+2),
=-(x2-3x+2),
=-(x-)2+,
∵-<0,
∴当x=时,S有最大值,
即BD=时,△ACP的面积有最大值为.
解析分析:(1)根据等腰直角三角形的性质可得∠ABC=∠ACB=45°,根据正方形的性质可得∠DAF=90°,AD=AF,根据同角的余角相等求出∠BAD=∠CAF,然后利用“边角边”证明△ABD和△ACF全等,根据全等三角形对应角相等可得∠ACF=∠ABD=45°,然后求出∠BCF=90°,从而得证;
(2)同(1)求出△ABD和△ACF全等,然后根据全等三角形对应边相等可得BD=CF,从而得到BC+CD=CF;
(3)过点A作AG⊥BC于G,根据等腰直角三角形的性质求出AG、BG,设BD=x,表示出DG,再利用勾股定理列式表示出AD,然后根据S△APC=S△ACF-S△APF列式整理,再根据二次函数的最值问题解答.
点评:本题考查了正方形的性质,等腰直角三角形的性质,全等三角形的判定与性质,以及二次函数的最值问题,正方形的问题,往往都是通过作辅助线构造出全等三角形求解,要熟练掌握并灵活运用,(3)表示出△APC的面积是难点,也是解题的关键.