章 来源莲山课件 ww oM
35、(2013•呼和浩特)如图,在边长为3的正方形ABCD中,点E是BC边上的点,BE=1,∠AEP=90°,且EP交正方形外角的平分线CP于点P,交边CD于点F,
(1) 的值为 ;
(2)求证:AE=EP;
(3)在AB边上是否存在点M,使得四边形DMEP是平行四边形?若存在,请给予证明;若不存在,请说明理由.
考点: 正方形的性质;全等三角形的判定与性质;平行四边形的判定.3718684
分析: (1)由正方形的性质可得:∠B=∠C=90°,由同角的余角相等,可证得:∠BAE=∠CEF,根据同角的正弦值相等即可解答;
(2)在BA边上截取BK=NE,连接KE,根据角角之间的关系得到∠AKE=∠ECP,由AB=CB,BK=BE,得AK=EC,结合∠KAE=∠CEP,证明△AKE≌△ECP,于是结论得出;
(3)作DM⊥AE于AB交于点M,连接ME、DP,易得出DM∥EP,由已知条件证明△ADM≌△BAE,进而证明MD=EP,四边形DMEP是平行四边形即可证出.
解答: (1)解:∵四边形ABCD是正方形,
∴∠B=∠D,
∵∠AEP=90°,
∴∠BAE=∠FEC,
在Rt△ABE中,AE= = ,
∵sin∠BAE= =sin∠FEC= ,
∴ = ,
(2)证明:在BA边上截取BK=NE,连接KE,
∵∠B=90°,BK=BE,
∴∠BKE=45°,
∴∠AKE=135°,
∵CP平分外角,
∴∠DCP=45°,
∴∠ECP=135°,
∴∠AKE=∠ECP,
∵AB=CB,BK=BE,
∴AB﹣BK=BC﹣BE,
即:AK=EC,
易得∠KAE=∠CEP,
∵在△AKE和△ECP中,
,
∴△AKE≌△ECP(ASA),
∴AE=EP;
(3)答:存在.
证明:作DM⊥AE于AB交于点M,
则有:DM∥EP,连接ME、DP,
∵在△ADM与△BAE中,
,
∴△ADM≌△BAE(AAS),
∴MD=AE,
∵AE=EP,
∴MD=EP,
∴MD EP,
∴四边形DMEP为平行四边形.
点评: 此题考查了相似三角形的判定与性质,全等三角形的判定与性质以及正方形的性质等知识.此题综合性很强,图形比较复杂,解题的关键是注意数形结合思想的应用与辅助线的准确选择.
36、(2013泰安)如图,四边形ABCD为正方形.点A的坐标为(0,2),点B的坐标为(0,﹣3),反比例函数y=的图象经过点C,一次函数y=ax+b的图象经过点C,一次函数y=ax+b的图象经过点A,
(1)求反比例函数与一次函数的解析式;
(2)求点P是反比例函数图象上的一点,△OAP的面积恰好等于正方形ABCD的面积,求P点的坐标.
考点:反比例函数与一次函数的交点问题.
分析:(1)先根据正方形的性质求出点C的坐标为(5,﹣3),再将C点坐标代入反比例函数y=中,运用待定系数法求出反比例函数的解析式;同理,将点A,C的坐标代入一次函数y=ax+b中,运用待定系数法求出一次函数函数的解析式;
(2)设P点的坐标为(x,y),先由△OAP的面积恰好等于正方形ABCD的面积,列出关于x的方程,解方程求出x的值,再将x的值代入y=﹣ ,即可求出P点的坐标.
解答:解:(1)∵点A的坐标为(0,2),点B的坐标为(0,﹣3),
∴AB=5,
∵四边形ABCD为正方形,
∴点C的坐标为(5,﹣3).
∵反比例函数y=的图象经过点C,
∴﹣3=,解得k=﹣15,
∴反比例函数的解析式为y=﹣ ;
∵一次函数y=ax+b的图象经过点A,C,
∴ ,
解得 ,
∴一次函数的解析式为y=﹣x+2;
(2)设P点的坐标为(x,y).
∵△OAP的面积恰好等于正方形ABCD的面积,
∴×OA•|x|=52,
∴×2|x|=25,
解得x=±25.
当x=25时,y=﹣ =﹣;
当x=﹣25时,y=﹣ =.
∴P点的坐标为(25,﹣)或(﹣25,).
点评:本题考查了正方形的性质,反比例函数与一次函数的交点问题,运用待定系数法求反比例函数与一次函数的解析式,三角形的面积,难度适中.运用方程思想是解题的关键.
37、(2013•资阳)在一个边长为a(单位:cm)的正方形ABCD中,点E、M分别是线段AC,CD上的动点,连结DE并延长交正方形的边于点F,过点M作MN⊥DF于H,交AD于N.
(1)如图1,当点M与点C重合,求证:DF=MN;
(2)如图2,假设点M从点C出发,以1cm/s的速度沿CD向点D运动,点E同时从点A出发,以 cm/s速度沿AC向点C运动,运动时间为t(t>0);
①判断命题“当点F是边AB中点时,则点M是边CD的三等分点”的真假,并说明理由.
②连结FM、FN,△MNF能否为等腰三角形?若能,请写出a,t之间的关系;若不能,请说明理由.
考点: 四边形综合题
分析: (1)证明△ADF≌△DNC,即可得到DF=MN;
(2)①首先证明△AFE∽△CDE,利用比例式求出时间t= a,进而得到CM= a= CD,所以该命题为真命题;
②若△MNF为等腰三角形,则可能有三种情形,需要分类讨论.
解答: (1)证明:∵∠DNC+∠ADF=90°,∠DNC+∠DCN=90°,
∴∠ADF=∠DCN.
在△ADF与△DNC中,
,
∴△ADF≌△DNC(ASA),
∴DF=MN.
(2)解:①该命题是真命题.
理由如下:当点F是边AB中点时,则AF= AB= CD.
∵AB∥CD,∴△AFE∽△CDE,
∴ ,
∴AE= EC,则AE= AC= a,
∴t= = a.
则CM=1•t= a= CD,
∴点M为边CD的三等分点.
②能.理由如下:
易证AFE∽△CDE,∴ ,即 ,得AF= .
易证△MND∽△DFA,∴ ,即 ,得ND=t.
∴ND=CM=t,AN=DM=a﹣t.
若△MNF为等腰三角形,则可能有三种情形:
(I)若FN=MN,则由AN=DM知△FAN≌△NDM,
∴AF=DM,即 =t,得t=0,不合题意.
∴此种情形不存在;
(II)若FN=FM,由MN⊥DF知,HN=HM,∴DN=DM=MC,
∴t= a,此时点F与点B重合;
(III)若FM=MN,显然此时点F在BC边上,如下图所示:
易得△MFC≌△NMD,∴FC=DM=a﹣t;
又由△NDM∽△DCF,∴ ,即 ,∴FC= .
∴ =a﹣t,
∴t=a,此时点F与点C重合.
综上所述,当t=a或t= a时,△MNF能够成为等腰三角形.
点评: 本题是运动型几何综合题,考查了相似三角形、全等三角形、正方形、等腰三角形、命题证明等知识点.解题要点是:(1)明确动点的运动过程;(2)明确运动过程中,各组成线段、三角形之间的关系;(3)运用分类讨论的数学思想,避免漏解.
38、(2013杭州压轴题)如图,已知正方形ABCD的边长为4,对称中心为点P,点F为BC边上一个动点,点E在AB边上,且满足条件∠EPF=45°,图中两块阴影部分图形关于直线AC成轴对称,设它们的面积和为S1.
(1)求证:∠APE=∠CFP;
(2)设四边形CMPF的面积为S2,CF=x, .
①求y关于x的函数解析式和自变量x的取值范围,并求出y的最大值;
②当图中两块阴影部分图形关于点P成中心对称时,求y的值.
考点:四边形综合题.
分析:(1)利用正方形与三角形的相关角之间的关系可以证明结论;
(2)本问关键是求出y与x之间的函数解析式.
①首先分别用x表示出S1与S2,然后计算出y与x的函数解析式.这是一个二次函数,求出其最大值;
②注意中心对称、轴对称的几何性质.
解答:(1)证明:∵∠EPF=45°,
∴∠APE+∠FPC=180°﹣45°=135°;
而在△PFC中,由于PF为正方形ABCD的对角线,则∠PCF=45°,
则∠CFP+∠FPC=180°﹣45°=135°,
∴∠APE=∠CFP.
(2)解:①∵∠APE=∠CFP,且∠FCP=∠PAE=45°,
∴△APE∽△CPF,则 .
而在正方形ABCD中,AC为对角线,则AC= AB= ,
又∵P为对称中心,则AP=CP= ,
∴AE= = =.
如图,过点P作PH⊥AB于点H,PG⊥BC于点G,
P为AC中点,则PH∥BC,且PH=BC=2,同理PG=2.
S△APE= =×2×=,
∵阴影部分关于直线AC轴对称,
∴△APE与△APN也关于直线AC对称,
则S四边形AEPN=2S△APE= ;
而S2=2S△PFC=2× =2x,
∴S1=S正方形ABCD﹣S四边形AEPN﹣S2=16﹣ ﹣2x,
∴y= = = +﹣1.
∵E在AB上运动,F在BC上运动,且∠EPF=45°,
∴2≤x≤4.
令=a,则y=﹣8a2+8a﹣1,当a= =,即x=2时,y取得最大值.
而x=2在x的取值范围内,代入x=2,则y最大=4﹣2﹣1=1.
∴y关于x的函数解析式为:y= +﹣1(2≤x≤4),y的最大值为1.
②图中两块阴影部分图形关于点P成中心对称,
而此两块图形也关于直线AC成轴对称,则阴影部分图形自身关于直线BD对称,
则EB=BF,即AE=FC,
∴=x,解得x= ,
代入x= ,得y= ﹣2.
点评:本题是代数几何综合题,考查了正方形的性质、相似三角形、二次函数的解析式与最值、几何变换(轴对称与中心对称)、图形面积的计算等知识点,涉及的考点较多,有一定的难度.本题重点与难点在于求出y与x的函数解析式,在计算几何图形面积时涉及大量的计算,需要细心计算避免出错.
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