已知:如图,等边△ABC的边长为6,点D、E分别在AB、AC上,且AD=AE=2,直线l过点A,且l∥BC,若点F从点B开始以每秒1个单位长的速度沿射线BC方向运动,设F点运动的时间为t秒,当t>0时,直线DF交l于点G,GE的延长线与BC的延长线交于点H,AB与GH相交于点O.
(1)当t为何值时,AG=AE?
(2)请证明△GFH的面积为定值;
(3)当t为何值时,点F和点C是线段BH的三等分点?
网友回答
解:(1)∵GA∥BC,
∴△ADG∽△BDF,
∴,
∵AB=6,AD=2,∴BD=4,
∴∴AG=,
若AG=AE,
∵AE=AD,
∴有=2,
即t=4s时,AG=AE.
(2)∵AD=AE.AB=AC,∠DAE=∠BAC,
∴△ADE∽△ABC,
∴,∠1=∠B,
∴DE∥BH
∴△GDE∽△GFH,
∴,
又∵l∥BC
∴
∴BC=FH=6,
又∵△ABC与△GFH高相等.令高为h,则h==,
∴S△GFH==,即△GFH面积为定值.
(3)点F和点C是线段BH的三等分点,
①当点F在线段BC内时,则BF=FC=CH,∴BF=BC=3,
∴t=3时,点F和点C是线段BH的三等分点,
②当点F在线段BC的延长线上时,则BC=CF=FH=6,
∴BF=2×6=12
∴当t=12时,点F,点C是线段BH的三等分点,
综上所述,当t=3s或12s时,
点F,点C是线段BH的三等分点.
解析分析:(1)由GA∥BC可得△ADG∽△BDF,又BF=t,可得AG=,又AG=AE,问题可求.
(2)由题意,点D、E的位置不变,AD=AE=2,△GDE∽△GFH,可得的比值不变,即FH的长度不变,△GFH的FH边的高为定值,从而可证明△GFH的面积为定值.
(3)点F和点C是线段BH的三等分点,则BF=FC=CH,BF=t,由运动过程,点F有两种可能的位置,即在BC内,在BC外.在BC内时,BF+FC=BC=6,即2t=6;在BC外时,t=2BC=12,问题解决.
点评:此题综合考查相似三角形,函数与几何图形的关系,动点的运动,运用多种知识点,分类思想等,综合性很强.