35、(2013•呼和浩特)如圖,在邊長為3的正方形ABCD中,點E是BC邊上的點,BE=1,∠AEP=90°,且EP交正方形外角的平分線CP于點P,交邊CD于點F,(1) 的值為 ;(2)求證:AE=EP;(3)在AB邊上是否存在點,使得四邊形DEP是平行四邊形?若存在,請給予證明;若不存在,請說明理由.
考點:正方形的性質;全等三角形的判定與性質;平行四邊形的判定.3718684分析:(1)由正方形的性質可得:∠B=∠C=90°,由同角的余角相等,可證得:∠BAE=∠CEF,根據同角的正弦值相等即可解答;(2)在BA邊上截取BK=NE,連接KE,根據角角之間的關系得到∠AKE=∠ECP,由AB=CB,BK=BE,得AK=EC,結合∠KAE=∠CEP,證明△AKE≌△ECP,于是結論得出;(3)作D⊥AE于AB交于點,連接E、DP,易得出D∥EP,由已知條件證明△AD≌△BAE,進而證明D=EP,四邊形DEP是平行四邊形即可證出.解答:(1)解:∵四邊形ABCD是正方形,∴∠B=∠D,∵∠AEP=90°,∴∠BAE=∠FEC,在Rt△ABE中,AE= = ,∵sin∠BAE= =sin∠FEC= ,∴ = ,
(2)證明:在BA邊上截取BK=NE,連接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.證明:作D⊥AE于AB交于點,則有:D∥EP,連接E、DP,∵在△AD與△BAE中,,∴△AD≌△BAE(AAS),∴D=AE,∵AE=EP,∴D=EP,∴D EP,∴四邊形DEP為平行四邊形.點評:此題考查了相似三角形的判定與性質,全等三角形的判定與性質以及正方形的性質等知識.此題綜合性很強,圖形比較復雜,解題的關鍵是注意數形結合思想的應用與輔助線的準確選擇. 36、(2013泰安)如圖,四邊形ABCD為正方形.點A的坐標為(0,2),點B的坐標為(0,?3),反比例函數y=的圖象經過點C,一次函數y=ax+b的圖象經過點C,一次函數y=ax+b的圖象經過點A,(1)求反比例函數與一次函數的解析式;(2)求點P是反比例函數圖象上的一點,△OAP的面積恰好等于正方形ABCD的面積,求P點的坐標.考點:反比例函數與一次函數的交點問題.分析:(1)先根據正方形的性質求出點C的坐標為(5,?3),再將C點坐標代入反比例函數y=中,運用待定系數法求出反比例函數的解析式;同理,將點A,C的坐標代入一次函數y=ax+b中,運用待定系數法求出一次函數函數的解析式;(2)設P點的坐標為(x,y),先由△OAP的面積恰好等于正方形ABCD的面積,列出關于x的方程,解方程求出x的值,再將x的值代入y=? ,即可求出P點的坐標.解答:解:(1)∵點A的坐標為(0,2),點B的坐標為(0,?3),∴AB=5,∵四邊形ABCD為正方形,∴點C的坐標為(5,?3).∵反比例函數y=的圖象經過點C,∴?3=,解得k=?15,∴反比例函數的解析式為y=? ;∵一次函數y=ax+b的圖象經過點A,C,∴ ,解得 ,∴一次函數的解析式為y=?x+2;(2)設P點的坐標為(x,y).∵△OAP的面積恰好等于正方形ABCD的面積,∴×OA•x=52,∴×2x=25,解得x=±25.當x=25時,y=? =?;當x=?25時,y=? =.∴P點的坐標為(25,?)或(?25,).點評:本題考查了正方形的性質,反比例函數與一次函數的交點問題,運用待定系數法求反比例函數與一次函數的解析式,三角形的面積,難度適中.運用方程思想是解題的關鍵.
37、(2013•資陽)在一個邊長為a(單位:c)的正方形ABCD中,點E、分別是線段AC,CD上的動點,連結DE并延長交正方形的邊于點F,過點作N⊥DF于H,交AD于N.(1)如圖1,當點與點C重合,求證:DF=N;(2)如圖2,假設點從點C出發(fā),以1c/s的速度沿CD向點D運動,點E同時從點A出發(fā),以 c/s速度沿AC向點C運動,運動時間為t(t>0);①判斷命題“當點F是邊AB中點時,則點是邊CD的三等分點”的真假,并說明理由.②連結F、FN,△NF能否為等腰三角形?若能,請寫出a,t之間的關系;若不能,請說明理由.
考點:四邊形綜合題分析:(1)證明△ADF≌△DNC,即可得到DF=N;(2)①首先證明△AFE∽△CDE,利用比例式求出時間t= a,進而得到C= a= CD,所以該命題為真命題;②若△NF為等腰三角形,則可能有三種情形,需要分類討論.解答:(1)證明:∵∠DNC+∠ADF=90°,∠DNC+∠DCN=90°,∴∠ADF=∠DCN.在△ADF與△DNC中,,∴△ADF≌△DNC(ASA),∴DF=N.
(2)解:①該命題是真命題.理由如下:當點F是邊AB中點時,則AF= AB= CD.∵AB∥CD,∴△AFE∽△CDE,∴ ,∴AE= EC,則AE= AC= a,∴t= = a.則C=1•t= a= CD,∴點為邊CD的三等分點.②能.理由如下:易證AFE∽△CDE,∴ ,即 ,得AF= .易證△ND∽△DFA,∴ ,即 ,得ND=t.∴ND=C=t,AN=D=a?t.若△NF為等腰三角形,則可能有三種情形:(I)若FN=N,則由AN=D知△FAN≌△ND,∴AF=D,即 =t,得t=0,不合題意.∴此種情形不存在;(II)若FN=F,由N⊥DF知,HN=H,∴DN=D=C,∴t= a,此時點F與點B重合;(III)若F=N,顯然此時點F在BC邊上,如下圖所示:易得△FC≌△ND,∴FC=D=a?t;又由△ND∽△DCF,∴ ,即 ,∴FC= .∴ =a?t,∴t=a,此時點F與點C重合.綜上所述,當t=a或t= a時,△NF能夠成為等腰三角形.點評:本題是運動型幾何綜合題,考查了相似三角形、全等三角形、正方形、等腰三角形、命題證明等知識點.解題要點是:(1)明確動點的運動過程;(2)明確運動過程中,各組成線段、三角形之間的關系;(3)運用分類討論的數學思想,避免漏解.
38、(2013杭州壓軸題)如圖,已知正方形ABCD的邊長為4,對稱中心為點P,點F為BC邊上一個動點,點E在AB邊上,且滿足條件∠EPF=45°,圖中兩塊陰影部分圖形關于直線AC成軸對稱,設它們的面積和為S1.(1)求證:∠APE=∠CFP;(2)設四邊形CPF的面積為S2,CF=x, .①求y關于x的函數解析式和自變量x的取值范圍,并求出y的最大值;②當圖中兩塊陰影部分圖形關于點P成中心對稱時,求y的值.考點:四邊形綜合題.分析:(1)利用正方形與三角形的相關角之間的關系可以證明結論;(2)本問關鍵是求出y與x之間的函數解析式.①首先分別用x表示出S1與S2,然后計算出y與x的函數解析式.這是一個二次函數,求出其最大值;②注意中心對稱、軸對稱的幾何性質.解答:(1)證明:∵∠EPF=45°,∴∠APE+∠FPC=180°?45°=135°;而在△PFC中,由于PF為正方形ABCD的對角線,則∠PCF=45°,則∠CFP+∠FPC=180°?45°=135°,∴∠APE=∠CFP.(2)解:①∵∠APE=∠CFP,且∠FCP=∠PAE=45°,∴△APE∽△CPF,則 .而在正方形ABCD中,AC為對角線,則AC= AB= ,又∵P為對稱中心,則AP=CP= ,∴AE= = =.如圖,過點P作PH⊥AB于點H,PG⊥BC于點G,P為AC中點,則PH∥BC,且PH=BC=2,同理PG=2.S△APE= =×2×=,∵陰影部分關于直線AC軸對稱,∴△APE與△APN也關于直線AC對稱,則S四邊形AEPN=2S△APE= ;而S2=2S△PFC=2× =2x,∴S1=S正方形ABCD?S四邊形AEPN?S2=16? ?2x,∴y= = = +?1.∵E在AB上運動,F在BC上運動,且∠EPF=45°,∴2≤x≤4.令=a,則y=?8a2+8a?1,當a= =,即x=2時,y取得最大值.而x=2在x的取值范圍內,代入x=2,則y最大=4?2?1=1.∴y關于x的函數解析式為:y= +?1(2≤x≤4),y的最大值為1.②圖中兩塊陰影部分圖形關于點P成中心對稱,而此兩塊圖形也關于直線AC成軸對稱,則陰影部分圖形自身關于直線BD對稱,則EB=BF,即AE=FC,∴=x,解得x= ,代入x= ,得y= ?2.點評:本題是代數幾何綜合題,考查了正方形的性質、相似三角形、二次函數的解析式與最值、幾何變換(軸對稱與中心對稱)、圖形面積的計算等知識點,涉及的考點較多,有一定的難度.本題重點與難點在于求出y與x的函數解析式,在計算幾何圖形面積時涉及大量的計算,需要細心計算避免出錯.
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