几何定值 联系客服

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由(1)可知,0<t<4,∴t1=6+25不符合题意,舍去。 ∴当t=6?25秒时,四边形APQF是梯形。:Z*xx*k.Com] 【考点】动点和翻折问题,矩形的性质,勾股定理,翻折对称的性质,相似三角形的判定和性质,梯形的性质,解一元二次方程。

【分析】(1)由勾股定理可求PC而得点C的坐标,根据矩形的性质可得点D的坐标。点P到达终点所需时间为8÷2=4秒,点Q到达终点所需时间为4÷1=4秒,由题意可知,t的取值范围为:0<t<4。

(2)根据相似三角形和翻折对称的性质,求出S关于t的函数关系式,由于关系式

为常数,所以△AEF的面积S不变化,S=32。

(3)根据梯形的性质,应用相似三角形即可求解。

例3:(2012江苏苏州9分)如图,正方形ABCD的边AD与矩形EFGH的边FG重合,将

正方形ABCD以1cm/s的速度沿FG方向移动,移动开始前点A与点F重合.在移动过程中,边AD始终与边FG重合,连接CG,过点A作CG的平行线交线段GH于点P,连接PD.已知正方形ABCD的边长为1cm,矩形EFGH的边FG、GH的长分别为4cm、3cm.设正方形移动时间为x(s),线段GP的长为y(cm),其中0≤x≤2.5. ⑴试求出y关于x的函数关系式,并求出y =3时相应x的值;

⑵记△DGP的面积为S1,△CDG的面积为S2.试说明S1-S2是常数; ⑶当线段PD所在直线与正方形ABCD的对角线AC垂直时,求线段PD的长.

CGD=tanPAG?【答案】解:(1)∵CG∥AP,∴∠CGD=∠PAG,则tan?。∴

CDPG。 =GDAG∵GF=4,CD=DA=1,AF=x,∴GD=3-x,AG=4-x。

4?x4?x1y,即y=。∴y关于x的函数关系式为y=。 =3?x3?x3?x4?x4?x当y =3时,3=,解得:x=2.5。

3?x∴

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∵S1=?GP?GD=?2

1214?x11113??3?x???x+2,S2=?GD?CD=??3?x??1??x+,

23?x222221??13?1为常数。 ∴S1?S2=??x+2?????x+???2??22?2(3)延长PD交AC于点Q.

∵正方形ABCD中,AC为对角线,∴∠CAD=45°。 ∵PQ⊥AC,∴∠ADQ=45°。 ∴∠GDP=∠ADQ=45°。

∴△DGP是等腰直角三角形,则GD=GP。

5?54?xx=x2?5x+5=0,,化简得:解得:。

23?x5?5∵0≤x≤2.5,∴x=。

2∴3?x=在Rt△DGP中,PD=?5?5?2+10。 =23?x=23?=????0??2?2cos45?GD【考点】正方形的性质,一元二次方程的应用,等腰直角三角形的性质,矩形的性质,解直角三角形,锐角三角函数定义,特殊角的三角函数值。

【分析】(1)根据题意表示出AG、GD的长度,再由tan?CGD=tan?PAG可解出x的值。

(2)利用(1)得出的y与x的关系式表示出S1、S2,然后作差即可。

(3)延长PD交AC于点Q,然后判断△DGP是等腰直角三角形,从而结合x的

范围得出x的值,在Rt△DGP中,解直角三角形可得出PD的长度。

例4:(2012四川自贡12分)如图所示,在菱形ABCD中,AB=4,∠BAD=120°,△AEF为正三角形,点E、F分别在菱形的边BC.CD上滑动,且E、F不与B.C.D重合. (1)证明不论E、F在BC.CD上如何滑动,总有BE=CF;

(2)当点E、F在BC.CD上滑动时,分别探讨四边形AECF和△CEF的面积是否发生变化?如果不变,求出这个定值;如果变化,求出最大(或最小)值.

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【答案】解:(1)证明:如图,连接AC

∵四边形ABCD为菱形,∠BAD=120°, ∠BAE+∠EAC=60°,∠FAC+∠EAC=60°, ∴∠BAE=∠FAC。

∵∠BAD=120°,∴∠ABF=60°。 ∴△ABC和△ACD为等边三角形。 ∴∠ACF=60°,AC=AB。∴∠ABE=∠AFC。

∴在△ABE和△ACF中,∵∠BAE=∠FAC,AB=AC,∠ABE=∠AFC, ∴△ABE≌△ACF(ASA)。∴BE=CF。

(2)四边形AECF的面积不变,△CEF的面积发生变化。理由如下:

由(1)得△ABE≌△ACF,则S△ABE=S△ACF。

∴S四边形AECF=S△AEC+S△ACF=S△AEC+S△ABE=S△ABC,是定值。 作AH⊥BC于H点,则BH=2,

11S四边形AECF?S?ABC??BC?AH?BC?AB2?BH2?43。

22由“垂线段最短”可知:当正三角形AEF的边AE与BC垂直时,边AE最短. 故△AEF的面积会随着AE的变化而变化,且当AE最短时,正三角形AEF

的面积会最小,

又S△CEF=S四边形AECF﹣S△AEF,则此时△CEF的面积就会最大.

1∴S△CEF=S四边形AECF﹣S△AEF?43??23?2∴△CEF的面积的最大值是3。

?23???3?22?3。

【考点】菱形的性质,等边三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理,垂直线段的性质。

【分析】(1)先求证AB=AC,进而求证△ABC、△ACD为等边三角形,得∠ACF =60°,AC=AB,从而求证△ABE≌△ACF,即可求得BE=CF。

(2)由△ABE≌△ACF

可得

S△ABE=S△ACF,故根据

S

AECF=S△AEC+S△ACF=S△AEC+S△ABE=S△ABC即可得四边形

AECF的面积是定值。当正三角形AEF

的边AE与BC垂直时,边AE最短.△AEF的面积会随着AE的变化而变化,且当AE最短时,正三角形AEF的面积会最小,根据S△CEF=S四边形AECF-S△AEF,则△CEF的面积就会最大。

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例5:(2012湖南益阳12分)已知:如图1,在面积为3的正方形ABCD中,E、F分别是BC和CD边上的两点,AE⊥BF于点G,且BE=1. (1)求证:△ABE≌△BCF;

(2)求出△ABE和△BCF重叠部分(即△BEG)的面积;

(3)现将△ABE绕点A逆时针方向旋转到△AB′E′(如图2),使点E落在CD边上的点E′处,问△ABE在旋转前后与△BCF重叠部分的面积是否发生了变化?请说明理由.

【答案】(1)证明:∵四边形ABCD是正方形,∴∠ABE=∠BCF=90°,AB=BC。∴∠ABF+∠CBF=90°。

∵AE⊥BF,∴∠ABF+∠BAE=90°。∴∠BAE=∠CBF。

在△ABE和△BCF中,∵∠ABE=∠BCF,AB=BC,∠BAE=∠CBF, ∴△ABE≌△BCF(ASA)。 (2)解:∵正方形面积为3,∴AB=3。

在△BGE与△ABE中,∵∠GBE=∠BAE,∠EGB=∠EBA=90°,

∴△BGE∽△ABE。

S?BGEBE2 =()。 S?ABEAE又∵BE=1,∴AE2=AB2+BE2=3+1=4。

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