已知:在四边形ABCD中,AB=1,E,F,G,H分别是AB,BC,CD,DA上的点,且AE=BF=CG=DH.设四边形EFGH的面积为S,AE=x(0≤x≤1).
(1)如图1,当四边形ABCD为正方形时,
①求S关于x的函数解析式,并在图2中画出函数的草图;
②当x为何值时,S=?
(2)如图3,当四边形ABCD为菱形,且∠A=30°时,四边形EFGH的面积能否等于?若能,求出相应x的值;若不能,请说明理由.
网友回答
解:(1)①在Rt△AEH中,AE=x,AH=1-x,
则S=HE2=x2+(1-x)2=2x2-2x+1=2(x-)2+.
②根据题意,得2(x-)2+=.
解方程,得x=,x=.
即得x=,x=.时,S=.
(2)四边形EFGH的面积可以等于.
由条件,易证△AEH≌△CGF,△EBF≌△GDH.
作HM⊥AE于M,作FN⊥EB且FN交EB的延长线于N,
∵AE=x,则AH=1-x,
又在Rt△AMH中,∠HAM=30°,
∴HM=AH=(1-x).
同理得FN=BF=x.
∴S△AEH=AE?HM=x(1-x),S△EBF=EB?FN=x(1-x).
又∵SABCD=,
∴四边形EFGH的面积S=-4x(1-x)=x2-x+.
∴令x2-x+=,
解得x=,x=.
即x=,x=时,四边形EFGH的面积等于.
解析分析:(1)①当四边形ABCD是正方形时,不难得出△AEH≌△BFE≌△CGF≌△DHG,因此四边形HEFG也是个正方形.直角三角形AHE中,AE=x,AH=1-x,那么可根据勾股定理求出HE2的值,即为S的值.由此可得出S,x的函数关系式.
②可将S=代入①的函数关系式中,即可得出x的值.
(2)与(1)类似不难得出△AEH≌△CGF,△EBF≌△GDH,因此只需求出△AEH和△EFB的面积,就可以用S?ABCD-(S△AEH+S△EFB)×2来求出四边形EFGH的面积.
可分别过H,F作AB的垂线,根据∠A的度数来求出这两条高,进而可根据上面分析的步骤求出S,x的函数关系式,然后将S=代入函数关系式中,可得出一个关于x的方程,如果方程无解则说明不存在这样的情况,如果有解,那么得出的x的值就是所求的值.
点评:本题主要考查了正方形和平行四边形的性质、二次函数的应用、图形面积的求法等知识点.运用数形结合的数学思想方法是解题的基本思路.