已知等边△ABC和Rt△DEF按如图所示的位置放置,点B,D重合,且点E、B(D)、C在同一条直线上.其中∠E=90°,∠EDF=30°,AB=DE=,现将△DEF沿

发布时间:2020-08-07 21:53:04

已知等边△ABC和Rt△DEF按如图所示的位置放置,点B,D重合,且点E、B(D)、C在同一条直线上.其中∠E=90°,∠EDF=30°,AB=DE=,现将△DEF沿直线BC以每秒个单位向右平移,直至E点与C点重合时停止运动,设运动时间为t秒.
(1)试求出在平移过程中,点F落在△ABC的边上时的t值;
(2)试求出在平移过程中△ABC和Rt△DEF重叠部分的面积s与t的函数关系式;
(3)当D与C重合时,点H为直线DF上一动点,现将△DBH绕点D顺时针旋转60°得到△ACK,则是否存在点H使得△BHK的面积为?若存在,试求出CH的值;若不存在,请说明理由.

网友回答

解:(1)当F在边AB上时,如图(1),作AM⊥BC,则AM=AB=×6=9,
∵AM⊥BC,∠FEB=90°
∴EF∥AM,
∴△BEF∽△BMA,
∴=,即=,解得:BE=2,则移动的距离是:6+2=8,则t==8;
当F在AC上时,如图(2)同理可得:EC=2,则移动的距离是:2×6-2=12-2=10,则t==10,
故t的值是:8或10;





(2)当0<t≤6时,重合部分是三角形,如图(3),设AB与BE交于点N,
则BD=t,
则NB=BD=t,ND=BD=×t=t,则s=NB?ND=×t×t=t2;
当6<t≤8时,重合部分是:△EFD在△ABC左边的部分的面积是:(6-t)2 sin30°?cos30°
=(6-t)2,
右边的部分的面积是:t-9,
则S=18-(6-t)2-t+9=-t2+t++9,
当8<t<10时,如图(4),则CD=t-6,
∵∠TCB=60°,∠D=30°
∴∠DTC=30°,
∴∠D=∠DTC,
∴TC=CD=t-6,
则在直角△THC中,TH=TC=(t-6)=t-9,
则s=18-CD?TH=18-(t-6)(t-9)=-(t-6)2+18;
当10≤t<12时,重合部分如图(5),
EC=12-t,
则直角△ECJ中,EJ=EC=(12-t),
则s=EC?EJ=×(12-t)2=(12-t)2.

(3)当B,H,K在一条直线上时,CH=CK=BC?tan30°=6×=6,
设CH=x,作HL⊥BC于点L,则HL=x,
△CKH是边长是x的等边三角形,则面积是x2,
△BCH的面积是:BC?HL=3×x=x,
△BCK的面积是:3x.
当0<CH<6时,△BHK的面积=△BCK的面积-△CKH的面积-△BCH的面积,即3x-x-x2=4,方程无解.
当CH>6时,△BHK的面积=△CKH的面积+△BCH的面积-△BCK的面积,即x2+x-3x=4,解得:x=8或-2(舍去),故x=8
总之,CH=8.
解析分析:(1)分当F在边AB上时和在AC边上时,两种情况进行讨论,分别利用相似三角形的对应边的比相等求得移动的距离,即可求得时间;
(2)根据(1)得到的时间,即可根据t的范围分情况进行讨论,根据相似三角形的性质,以及三角形的面积公式即可得到函数解析式;
(3)首先求得当B,H,K在一条直线上时CK的长度,然后利用:△BHK的面积、△BCK的面积、△XKH的面积、△BCH的面积之间的关系,即可得到一个关于CK的长度的方程,解得CK的长度.

点评:本题考查了相似三角形的性质,正确对t的情况进行分类是关键.
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