如图,在△ABC中,∠ACB=90°,∠ABC=30°,BC=6cm,点D、E从点C同时出发,分别以1cm/s和2cm/s的速度沿着射线CB向右移动,以DE为一边在直

发布时间:2020-08-09 21:32:54

如图,在△ABC中,∠ACB=90°,∠ABC=30°,BC=6cm,点D、E从点C同时出发,分别以1cm/s和2cm/s的速度沿着射线CB向右移动,以DE为一边在直线BC的上方作等边△DEF,连接CF,设点D、E运动的时间为t秒.
(1)△DEF的边长为______(用含有t的代数式表示),当t=______秒时,点F落在AB上;
(2)t为何值时,以点A为圆心,AF为半径的圆与△CDF的边所在的直线相切?
(3)设点F关于直线AB的对称点为G,在△DEF运动过程中,是否存在某一时刻t,使得以A、C、E、G为顶点的四边形为梯形?若存在,请直接写出t的值;若不存在,请说明理由.

网友回答

解:(1)①∵点D、E从点C同时出发,分别以1cm/s和2cm/s的速度移动,
设点D、E运动的时间为t秒,
∴CD=1t=t,CE=2t,
∴DE=CE-CD=2t-t=t,
∵等边△DEF,
∴DE=DF=EF=t,即边长为t,
②当F在AB上时,
∵DE=t,
∴CD=DE=EF=DF=t,
∵等边△DEF,
∴∠FDE=60°,
∴∠FCD=30°,
∴∠ACF=60°,
∵∠A=60°,∠B=30°,
∴当F在AB,CF=AF=BF,
∵BC=6,
∴AB=4,AC=2,
∴CF=2,
∵∠CEF=60°,
∴CF⊥EF,
∴sin60°==,
∵CE=2t,
∴,
∴t=2,

(2)①当⊙A与DF相切,连接AD,
∵⊙A与DF相切,
∴AB⊥DF,
又∵AC⊥BC,
∴∠ACD=∠AFD=90°,
又∵AD=AD,AC=AF,
∴△ACD≌△AFD(HL),
∴AF=AC,
∴BC与⊙A相切于点C,
∵AC=2,∠FDB=60°,
∴∠ADC=60°,
∵CD=t,
∴tan60°==,
∴t=2
②若⊙A与CF相切,
∴CF⊥AF,
∵AC=2,∠ACF=60°,
∴cos60°==,
∴CF=,
∵∠FCE=30°,∠FEC=60°,
∴EF⊥CF,
∴cos30°==,
∵CE=2t,
∴,
∴t=1,

(3)当t=1.5或t=1时,使得以A、C、E、G为顶点的四边形为梯形,
①如图:若GE∥AC时,四边形ACEG为梯形,
连接FH,
∵AC⊥BC,
∴GE⊥BC,
∵∠B=30°,
∴∠G=30°,
∵F、G两点关于AB成对称点,
∴∠GFH=30°,
∵∠FEC=60°,
∴∠FEG=30°,
∴∠GFE=120°,
∴∠HFE=90°,
∵∠CFD=60°,∠DEF=30°,
∴∠CFH=180°,即CF,FH在同一条直线上,
∵∠ACF=∠A=60°,∠FCB=∠B=30°,
∴CH=AH=HB,
∵AB=4,
∴CH=AH=HB=2,
∴HE=,
∵∠FEH=∠B=30°,∠ACB=∠HFE=90°,
∴△ACB∽△HFE,
∴,
∵AB=4,BC=6,
∴HE=,EF=t,
∴t=1.5

②若AG∥CE时,四边形ACEG为梯形,
连接AF,FG,设与AB交于M点,
∵G,F两点关于AB对称,
∴AF=AG,FM=GM,AB⊥FG,
∴△AFM≌△AGM,
∴∠FAM=∠GAM,∠AFM=∠AGM,
∵AG∥BC,
∴∠B=∠GAM=30°,
∴∠FAM=30°,
∴∠AFM=60°,
∵∠FED=60°,∠B=30°,
∴∠FEB=120°,
∵在四边形MFEB中,∠FMB=90°,
∴∠FEB=120°,
∵∠CFE=90°,∠AFM=60°,
∴∠AFE=180°,
∴A,F,E在同一条直线上,
∵∠AFC=90°,
∴△ACE是直角三角形,
∵∠CEF=60°,
∴tan60°==,即,
∴t=1.
③如备用图:

当t=时,使得以A、C、E、G为顶点的四边形为梯形.
综上可得当t=1.5或t=1或时,使得以A、C、E、G为顶点的四边形为梯形.
解析分析:(1)①根据运动的时间和速度,即可推出CD,CE的长度,便可推出边长DE的长度,②根据题意推出CF的长度,然后通过求∠CEF=60°,∠FCD=30°推出直角三角形,最后根据∠CEF的正切值推出t的值,(2)首先根据题意画出图形,然后逐个进行讨论解答,①当⊙A与DF相切,通过求证△ACD≌△AFD,即可推出此时BC与⊙A相切于点C,然后通过直角三角形中特殊角的函数值,即可推出t的值,②若⊙A与CF相切,根据(1)中已求证的结论,结合直角三角形中特殊角的函数值,即可推出t的取值,(3)分情况进行讨论,①若GE∥AC时,四边形ACEG为梯形,连接FH,通过相关角的度数关系推出CF,FH在同一条直线上,然后通过求证△ACB∽△HFE,推出,即可推出t的值;②若AG∥CE时,四边形ACEG为梯形,连接AF,FG,根据对称的性质,即可推出△AFM≌△AGM,即得∠FAM=∠GAM,∠AFM=∠AGM,便可知∠AFE=90°,通过A,F,E在同一条直线上,推出△ACE是Rt△,最后根据直角三角形中特殊角的函数值即可推出t的值.

点评:本题主要考查切线的性质、全等三角形的判定和性质、解直角三角形、等边三角形的性质,关键在于正确地作辅助线,认真地计算,熟练运用相关的定理和性质.
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