如图,在△ABC中,AB=AC=2,∠A=90°,P为BC的中点,E、F分别是AB、AC上的动点,∠EPF=45°.
(1)求证:△BPE∽△CFP.
(2)设BE=x,△PEF的面积为y,求y关于x的函数解析式,并写出x的取值范围.
(3)当E、F在运动过程中,∠EFP是否可能等于60°?若可能求出x的值,若不可能请说明理由.
网友回答
解:(1)如图,∵在△ABC中,AB=AC=2,∠A=90°,
∴∠B=∠C=45°.
又∵∠1=180°-∠EPF-∠3,∠EPF=45°,∠C+∠2+∠3=180°,
∴∠1=135°-∠3,∠2=135°-∠3,
∴∠2=∠3,
∴△BPE∽△CFP.
(2)如图,∵在△ABC中,AB=AC=2,∠A=90°,P为BC的中点,
∴BP=CP=.
由(1)知△BPE∽△CFP,则=,即=,
解得,CF=.
则S△PEF=S△ABC-S△BPE-S△PFC-S△AEF
=×2×2-×x×sinB-×××sinC-×(2-x)×(2-)
=2-×x×-×××-×(2-x)×(2-)
=-1++,即y=-1++(1≤x≤2);
(3)当E、F在运动过程中,∠EFP可能等于60°.理由如下:
假设当E、F在运动过程中,∠EFP是等于60°.
如图,过点E作EM⊥FP于点M.
设FM=a.
在Rt△EMF中,EM=a.
在Rt△EMP中,得到PM=a,EP=a,
则==,
∵△BPE∽△CFP,
∴=,
∴x=3-.
∵1≤x≤2,
∴x=3-符合题意,
∴当E、F在运动过程中,∠EFP可能等于60°.
解析分析:(1)由等腰直角三角形的性质求得∠B=∠C=45°;然后由三角形内角和定理、邻补角的定义求得∠BPE=∠CFP,则由“两角法”证得结论;
(2)S△PEF=S△ABC-S△BPE-S△PFC-S△AEF;
(3)利用反证法证明.假设当E、F在运动过程中,∠EFP是等于60°.如图,过点E作EM⊥FP于点M.设FM=a.构造两个直角三角形,通过解图中的两个直角三角形分别求得EM=a.PM=a,EP=a,则==;再利用(1)中的全等三角形的对应边成比例得到=,解得x的值符合(2)中的取值范围时,假设成立.反之,假设不成立.
点评:本题考查了相似三角形的判定与性质、等腰直角三角形的性质.在利用相似三角形的对应边成比例来解题时,一定要找准“对应边”.