例6(08盐城)如图甲,在△ABC中,∠ACB为锐角.点D为射线BC上一动点,连接AD,以

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-08-01
如图甲,在△ABC中,∠ACB为锐角.点D为射线BC上一动点,连接AD,以AD为一边且在AD的右侧作正方形ADEF.

(1)①垂直,相等.②当点D在BC的延长线上时①的结论仍成立.证明:∵正方形ADEF,∴AD=AF,∠DAF=90°,∵∠DAF=∠BAC,∴∠DAF+∠CAD=∠BAC+∠CAD,即:∠DAB=∠FAC,∵AB=AC,AD=AF,∴△DAB≌△FAC,∴CF=BD,∠ACF=∠B,∵∠BAC=90°,AB=AC,∴∠ABC=45°,∴∠ACF=∠ACB+∠ACF=∠ACB+∠ABC=90°,即CF⊥BD.(2)①当∠BCA=45°,CF⊥BD,如图丙证明:过点A作AG⊥AC于A交BC于点G,∴∠AGC+∠ACG=90°,∵∠ACG=45°,∴∠AGC=∠ACG=45°,∴AC=AG,与(1)②同理,CF⊥GD,即CF⊥BD.②解:过点A作AH⊥BC于点H,与(1)②同理,CF⊥GD,∵AC=AG,AC=42,CF=3,∴GD=3,AG=42,∴在Rt△ACG中,GC=AG2+AC2=8,∴CD=GC-GD=5,∵AC=AG,AH⊥GC,∴GH=CH=12GC=4,∴DH=CD-CH=1,∵在Rt△ACG中,GH=CH,∴AH=12GC=4,∴在Rt△ADH中,AD=AH2+DH2=17.

(1)①∵∠BAC=90°,△ADF是等腰直角三角形,∴∠CAF+∠CAD=90°,∠BAD+∠ACD=90°,∴∠CAF=∠BAD,在△ACF和△ABD中, AB=AC ∠CAF=∠BAD AD=AF ,∴△ACF≌△ABD(SAS),∴CF=BD,∠ACF=∠B,∵AB=AC,∠BAC=90°,∴∠B=∠ACB=45°,∴∠BCF=∠ACF+∠ACB=45°+45°=90°,∴CF⊥BD;②如图2,∵∠CAB=∠DAF=90°,∴∠CAB+∠CAD=∠DAF+∠CAD,即∠CAF=∠BAD,在△ACF和△ABD中, AB=AC ∠CAF=∠BAD AD=AF ,∴△ACF≌△ABD(SAS), ∴CF=BD,∠ACF=∠B,∵AB=AC,∠BAC=90°,∴∠B=∠ACB=45°,∴∠BCF=∠ACF+∠ACB=45°+45°=90°,∴CF⊥BD;(2)如图3,过点A作AE⊥AC交BC于E,∵∠BCA=45°,∴△ACE是等腰直角三角形,∴AC=AE,∠AED=45°,∵∠CAF+∠CAD=90°,∠EAD+∠CAD=90°,∴∠CAF=∠EAD,在△ACF和△AED中, AC=AE ∠CAF=∠EAD AD=AF ,∴△ACF≌△AED(SAS),∴∠ACF=∠AED=45°,∴∠BCF=∠ACF+∠BCA=45°+45°=90°,∴CF⊥BD.

(2008•湖州)如图甲,在△ABC中,∠ACB为锐角,点D为射线BC上一点,连接AD,以AD为一边且在AD的右侧作正方形ADEF.

解答下列问题:

(1)如果AB=AC,∠BAC=90°,

①当点D在线段BC上时(与点B不重合),如图乙,线段CF,BD之间的位置关系为垂直

垂直

,数量关系为相等

相等

②当点D在线段BC的延长线时,如图丙,①中的结论是否仍然成立,为什么?

(2)如果AB≠AC,∠BAC≠90°,点D在线段BC上运动.

试探究:当△ABC满足一个什么条件时,CF⊥BC(点C,F重合除外)画出相应图形,并说明理由.(画图不写作法)

(3)若AC=4,BC=3,在(2)的条件下,设正方形ADEF的边DE与线段CF相交于点P,求线段CP长的最大值.



考点:正方形的性质;二次函数的最值;全等三角形的判定与性质;相似三角形的判定与性质.专题:动点型;探究型.分析:(1)当CF与BD位置关系为互相垂直,数量关系是相等.首先证明△DAB≌△FAC,然后推出∠ACF=45°,∠BCF=∠ACB+∠ACF=90°,求出CF⊥BD;
(2)根据题意画出图形来理解.学会数形结合解答问题.
(3)过点A作AG⊥AC,证明△GAD≌△CAF后可证得CF⊥BD;
(4)作AQ⊥BC交CB的延长线于点Q,利用勾股定理求出AQ=CQ=2,证明△AQD∽△DCP,利用线段比求出CP的值.解答:解:(1)①CF与BD位置关系是垂直、数量关系是相等;(1分)

②当点D在BC的延长线上时①的结论仍成立(如图3).
由正方形ADEF得AD=AF,∠DAF=90°,
∵∠BAC=90°,
∴∠DAF=∠BAC,
∴∠DAB=∠FAC,
又AB=AC,
∴△DAB≌△FAC,
∴CF=BD,
∠ACF=∠ABD.
∵∠BAC=90°,AB=AC,
∴∠ABC=45°,∴∠ACF=45°,
∴∠BCF=∠ACB+∠ACF=90°.即CF⊥BD.(3分)
(2)①画出图形(如图4),判断:(1)中的结论不成立.

②画出图形(如图5),判断:(1)中的结论不成立.(4分)

(3)当∠BCA=45°时,CF⊥BD(如图6).
理由是:过点A作AG⊥AC交BC于点G,
∴AC=AG.
∵∠BCA=45°,
∴∠AGD=45°,
∴△GAD≌△CAF
∴∠ACF=∠AGD=45°.
∠BCF=∠ACB+∠ACF=90°
即CF⊥BD.(5分)

(4)当具备∠BCA=45°时,
过点A作AQ⊥BC交CB的延长线于点Q,(如图7),
∵DE与CF交于点P时,此时点D位于线段CQ上,
∵∠BCA=45°,AC=2 2 ,
∴由勾股定理可求得AQ=CQ=2.
设CD=x,∴DQ=2-x,
∵∠ADB+∠ADE+∠PDC=180°
且∠ADE=90°,
∴∠ADQ+∠PDC=90°,
又∵在直角△PCD中,∠PDC+∠DPC=90°
∴∠ADQ=∠DPC,
∵∠AQD=∠DCP=90°
∴△AQD∽△DCP,
∴CP DQ =CD AQ ,∴CP 2-x =x 2 .
∴CP=-1 2 x2+x=-1 2 (x-1)2+1 2 .(7分)
∵0<x≤3 2 ,
∴当x=1时,CP有最大值1 2 .(8分)

(2008•湖州)如图甲,在△ABC中,∠ACB为锐角,点D为射线BC上一点,连接AD,以AD为一边且在AD的右侧作正方形ADEF.
解答下列问题:
(1)如果AB=AC,∠BAC=90°,
①当点D在线段BC上时(与点B不重合),如图乙,线段CF,BD之间的位置关系为垂直
垂直
,数量关系为相等
相等

②当点D在线段BC的延长线时,如图丙,①中的结论是否仍然成立,为什么?
(2)如果AB≠AC,∠BAC≠90°,点D在线段BC上运动.
试探究:当△ABC满足一个什么条件时,CF⊥BC(点C,F重合除外)画出相应图形,并说明理由.(画图不写作法)
(3)若AC=4 2,BC=3,在(2)的条件下,设正方形ADEF的边DE与线段CF相交于点P,求线段CP长的最大值.

 

 

解:(1)①CF与BD位置关系是垂直,数量关系是相等

 

②当点D在BC的延长线上时①的结论仍成立
由正方形ADEF得AD=AF,∠DAF=90度
∵∠BAC=90°,∴∠DAF=∠BAC,∴∠DAB=∠FAC
又AB=AC,∴△DAB≌△FAC,∴CF=BD
∠ACF=∠ABD
∵∠BAC=90°,AB=AC,∴∠ABC=45°,∴∠ACF=45°
∴∠BCF=∠ACB+∠ACF=90°.即CF⊥BD.
(2)当∠BCA=45°时,CF⊥BD(如图)
理由是:过点A作AG⊥AC交BC于点G,∴AC=AG
可证:△GAD≌△CAF∴∠ACF=∠AGD=45°
∠BCF=∠ACB+∠ACF=90°,
即CF⊥BD.

(3)当具备∠BCA=45°时
过点A作AQ⊥BC交BC于点Q,(如图)
∵DE与CF交于点P时,
∴此时点D位于线段CQ上
∵∠BCA=45°,可求出AQ=QC=4.
设CD=x,
∴DQ=4+x
容易说明△AQD∽△DCP,
∴PC DQ =CD AQ ,
∴CP 4+x =x 4 
∴CP=x2 4 +x,
∵0<x≤3,
∴当x=3时,CP有最大值5.25.

 

 

 



(1)略(2)如果AB≠AC,角BAC≠90度,点D在线段BC上运动。

  试探究:当三角形ABC满足一个什么条件时,CF⊥BC(c,f重合除外)?画出相应图形,并说明理由。(画图不写做法)

   (3)若AC=4√2,BC=3,在(2)的条件下,设正方形ADEF的边DE与线段CF相交于点P,求线段CP长的最大值。



解:(1)①垂直;相等;
②当点D在BC的延长线上时①的结论仍成立.
由正方形ADEF得,AD=AF,∠DAF=90°,
∵∠BAC=90°,
∴∠DAF=∠BAC,
∴∠DAB=∠FAC,
又AB=AC,
∴△DAB≌△FAC,
∴CF=BD,∠ACF=∠ABD,
∵∠BAC=90°, AB=AC,
∴∠ABC=45°,
∴∠ACF=45°,
∴∠BCF=∠ACB+∠ACF= 90°,即 CF⊥BD。

(2)画图正确,       
当∠BCA=45o时,CF⊥BD(如图丁),
理由是:过点A作AG⊥AC交BC于点G,∴AC=AG,
可证:△GAD≌△CAF,
∴∠ACF=∠AGD=45o ,∠BCF=∠ACB+∠ACF= 90o,
即CF⊥BD。

  解:(1)①CF与BD位置关系是垂直,数量关系是相等

  ②当点D在BC的延长线上时①的结论仍成立

  由正方形ADEF得AD=AF,∠DAF=90度

  ∵∠BAC=90°,

  ∴∠DAF=∠BAC,

  ∴∠DAB=∠FAC

  又∵AB=AC,

  ∴△DAB≌△FAC,

  ∴CF=BD

  ∠ACF=∠ABD

  ∵∠BAC=90°,AB=AC,∴∠ABC=45°,∴∠ACF=45°

  ∴∠BCF=∠ACB+∠ACF=90°.即CF⊥BD.

  (2)当∠BCA=45°时,CF⊥BD(如图1)

  理由是:过点A作AG⊥AC交BC于点G,∴AC=AG

  可证:△GAD≌△CAF∴∠ACF=∠AGD=45°

  ∠BCF=∠ACB+∠ACF=90°,

  即CF⊥BD.

  (4)当具备∠BCA=45°时,

  过点A作AQ⊥BC交CB的延长线于点Q,(如图2)

  ∵DE与CF交于点P时,此时点D位于线段CQ上,

  ∵∠BCA=45°,AC=2根号3,

  ∴由勾股定理可求得AQ=CQ=2.

  设CD=x,∴DQ=2-x,

  ∵∠ADB+∠ADE+∠PDC=180°

  且∠ADE=90°,

  ∴∠ADQ+∠PDC=90°,

  又∵在直角△PCD中,∠PDC+∠DPC=90°

  ∴∠ADQ=∠DPC,

  ∵∠AQD=∠DCP=90°

  ∴△AQD∽△DCP,

  ∴CP/DQ=CD/AQ,∴CP/2-x=x/2-1/2.

  ∴CP=-1/2x的平方+x=-1/2(x-1)2+1/2.

  ∵0<x≤3/2,

  ∴当x=1时,CP有最大值1/2.



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