如图,在△ABC中,AB=AC,AD⊥BC于点D,矩形MRTN内接于△ABC(RT在BC边上),正方形EGHF内接于△AMN(GH在MN边上),EF,MN分别交AD于点P,Q,设AP=x,已知BC=6,AD=4.
(1)试用x的代数式表示线段EF,MN的长;
(2)设S=SEGHF+SMRTN,
①求S关于x的解析式,并写出自变量x的取值范围;
②当x取何值时,S有最大值?
(3)连接RN,当△NRC是等腰三角形时,求x的值.
网友回答
解:(1)∵EF∥BC,∴△AEF∽△ABC,
∴即,
∴,
又∵MN∥BC,∴△AMN∽△ABC,
∴即,
∴;
(2)①∵,
∴,
即,
自变量x的取值范围为:;
②∵,b=15,
此时x=-=-=,
∵0<<,
∴(在范围内),S有最大值;
(3)当△NRC是等腰三角形时,分以下三种情形:
①当NR=NC时,∵NT⊥BC,∴RT=CT,∵,,
∴,
解得;
②当RC=NC时,∵,
∴,
在Rt△NCT中,∴,
∴,
解得;
③当RC=NR时,
解法一:如图,作RK⊥AC于点K,
则,
∵CK=RC×cosC,
∴,
解得;
解法二:∵RC2=NR2=NT2+RT2,
化简得1075x2-2000x+448=0,
解得,或(不合题意,舍去),
综上所述,当△NRC是等腰三角形时,,或,或.
解析分析:(1)先根据EF∥BC求出△AEF∽△ABC,根据其相似比可用含x的代数式表示出EF;同理,由MN∥BC,可求出△AMN∽△ABC,根据其相似比为可用含x的代数表示出MN的值;
(2)①由NT=DQ可用含x的代数式表示出NT的长,再结合(1)的结论便可写出S关于x的解析式,根据0<NT<4,即可求出x的取值范围;
②由①求出的函数解析式可判断出a、b的值,再根据x的取值范围及s的最值即可进性判断;
(3)由于等腰三角形的两腰不明确,故应分三种情况进行讨论.
点评:此题比较复杂,涉及到相似三角形判定与性质、二次函数的最值、等腰三角形的性质,在解(2)时一定要注意分类讨论,不要漏解.