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  • 已知:正方形ABCD的邊長為1,射線AE與射線BC交于點E,射線AF與射線CD交于點F,∠EAF=45°. (1)如圖1,當點E在線段BC上時,試猜想線段EF、BE、DF有怎樣的數(shù)量關(guān)系?并證明你的猜想. (2)設(shè)

    已知:正方形ABCD的邊長為1,射線AE與射線BC交于點E,射線AF與射線CD交于點F,∠EAF=45°.

    (1)如圖1,當點E在線段BC上時,試猜想線段EF、BE、DF有怎樣的數(shù)量關(guān)系?并證明你的猜想.
    (2)設(shè)BE=x,DF=y,當點E在線段BC上運動時(不包括點B、C),如圖1,求y關(guān)于x的函數(shù)解析式,并指出x的取值范圍.
    (3)當點E在射線BC上運動時(不含端點B),點F在射線CD上運動.試判斷以E為圓心以BE為半徑的⊙E和以F為圓心以FD為半徑的⊙F之間的位置關(guān)系.
    (4)當點E在BC延長線上時,設(shè)AE與CD交于點G,如圖2.問△EGF與△EFA能否相似?若能相似,求出BE的值;若不可能相似,請說明理由.
    數(shù)學(xué)人氣:115 ℃時間:2020-05-13 17:50:00
    優(yōu)質(zhì)解答
    (1)猜想:EF=BE+DF.理由如下:
    將△ADF繞著點A按順時針方向旋轉(zhuǎn)90°,得△ABF′,易知點F′、B、E在一直線上.如圖1.
    ∵AF′=AF,
    ∠F′AE=∠1+∠3=∠2+∠3=90°-45°=45°=∠EAF,
    又∵AE=AE,
    ∴△AF′E≌△AFE.
    ∴EF=F′E=BE+DF;
    (2)由(1)得 EF=x+y
    又 CF=1-y,EC=1-x,
    ∴(1-y)2+(1-x)2=(x+y)2
    化簡可得y=
    1?x
    1+x
    (0<x<1);
    (3)①當點E在點B、C之間時,由(1)知   EF=BE+DF,故此時⊙E與⊙F外切;
    ②當點E在點C時,DF=0,⊙F不存在.
    ③當點E在BC延長線上時,將△ADF繞著點A按順時針方向旋轉(zhuǎn)90°,得△ABF′,圖2.
    有  AF′=AF,∠1=∠2,BF′=FD,
    ∴∠F′AF=90°.
    ∴∠F′AE=∠EAF=45°.
    又 AE=AE,
    ∴△AF′E≌△AFE.
    ∴EF=EF′=BE-BF′=BE-FD.
    ∴此時⊙E與⊙F內(nèi)切.
    綜上所述,當點E在線段BC上時,⊙E與⊙F外切;當點E在BC延長線上時,⊙E與⊙F內(nèi)切;
    (4)△EGF與△EFA能夠相似,只要當∠EFG=∠EAF=45°即可.
    這時有 CF=CE.…(1分)
    設(shè)BE=x,DF=y,由(3)有EF=x-y.
    由 CE2+CF2=EF2,得(x-1)2+(1+y)2=(x-y)2
    化簡可得  y=
    x?1
    x+1
    (x>1).
    又由 EC=FC,得x-1=1+y,即x-1=1+
    x?1
    x+1
    ,化簡得
    x2-2x-1=0,解之得                  
    x=1+
    2
    或x=1-
    2
    (不符題意,舍去).
    ∴所求BE的長為1+
    2
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