(2)类比探究:如图(3)在旋转过程中,是,请说明理由;
的值是否为定值?若是,请求出该定值;若不
(3)拓展延伸:设AE=t,△EPF面积为S,试确定S关于t的函数关系式;当S=4.2时,求所对应的t的值.
【分析】(1)根据矩形的性质找出∠B=∠C=90°,再通过角的计算得出∠BAP=∠CPD,由此即可得出△ABP∽△PCD;
(2)过点F作FH⊥PC于点H,根据矩形的性质以及角的计算找出∠B=∠FHP=90°、∠BEP=∠HPE,由此即可得出△BEP∽△HPE,根据相似三角形的性质,找出边与边之间的关系即可得出结论;
(3)分点E在AB和AD上两种情况考虑,根据相似三角形的性质找出各边的长度,再利用分割图形求面积法找出S与t之间的函数关系式,令S=4.2求出t值,此题得解. 解:(1)∵四边形ABCD为矩形, ∴∠B=∠C=90°,∴∠BAP+∠BPA=90°. ∵∠MPN=90°,∴∠BPA+∠CPD=90°, ∴∠BAP=∠CPD,∴△ABP∽△PCD. 故答案为:∽.
(2)是定值.如图3,过点F作FH⊥PC于点H,
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∵矩形ABCD中,AB=2, ∴∠B=∠FHP=90°,HF=AB=2, ∴∠BPE+∠BEP=90°. ∵∠MPN=90°, ∴∠BPE+∠HPE=90°, ∴∠BEP=∠HPE, ∴△BEP∽△HPE, ∴∴
,∵BP=1, .
(3)分两种情况:
①如图3,当点E在AB上时,0≤t≤2.
∵AE=t,AB=2, ∴BE=2﹣t.
由(2)可知:△BEP∽△HPE, ∴
,即
,
∴HP=4﹣2t.
∵AF=BH=PB+BH=5﹣2t, ∴S=S矩形ABHF﹣S△AEF﹣S△BEP﹣S△PHF
=AB?AF﹣AE?AF﹣BE?PB﹣PH?FH =t2﹣4t+5(0≤t≤2). 当S=4.2时,t2﹣4t+5=4.2, 解得:t=2±∵0≤t≤2, ∴t=2﹣
;
.
②如图4,当点E在AD上时,0≤t≤1,过点E作EK⊥BP于点K,
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∵AE=t,BP=1, ∴PK=1﹣t.
同理可证:△PKE∽△FCP, ∴
,即
,
∴FC=2﹣2t.
∴DF=CD﹣FC=2t,DE=AD﹣AE=5﹣t,
∴S=S矩形EKCD﹣S△EKP﹣S△EDF﹣S△PCF=CD?DE﹣EK?KP﹣DE?DF﹣PC?FC=t2﹣2t+5(0≤t≤1). 当S=4.2时,t2﹣2t+5=4.2, 解得:t=1±∵0≤t≤1, ∴t=1﹣
.
;当点E在AD
.
综上所述:当点E在AB上时,S=t2﹣4t+5(0≤t≤2),当S=4.2时,t=2﹣上时,S=t2﹣2t+5(0≤t≤1),当S=4.2时,t=1﹣
.
11.(2016?龙东地区)已知:点P是平行四边形ABCD对角线AC所在直线上的一个动点(点P不与点A、C重合),分别过点A、C向直线BP作垂线,垂足分别为点E、F,点O为AC的中点.
(1)当点P与点O重合时如图1,易证OE=OF(不需证明)
(2)直线BP绕点B逆时针方向旋转,当∠OFE=30°时,如图2、图3的位置,猜想线段CF、AE、OE之间有怎样的数量关系?请写出你对图2、图3的猜想,并选择一种情况给予证明.
【分析】(1)由△AOE≌△COF即可得出结论.
(2)图2中的结论为:CF=OE+AE,延长EO交CF于点G,只要证明△EOA≌△GOC,△OFG
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是等边三角形,即可解决问题.
图3中的结论为:CF=OE﹣AE,延长EO交FC的延长线于点G,证明方法类似. 解:(1)∵AE⊥PB,CF⊥BP, ∴∠AEO=∠CFO=90°, 在△AEO和△CFO中,
,
∴△AOE≌△COF, ∴OE=OF.
(2)图2中的结论为:CF=OE+AE. 图3中的结论为:CF=OE﹣AE. 如图2中的结论证明如下: 延长EO交CF于点G,
∵AE⊥BP,CF⊥BP, ∴AE∥CF, ∴∠EAO=∠GCO, 在△EOA和△GOC中,
,
∴△EOA≌△GOC, ∴EO=GO,AE=CG, 在Rt△EFG中,∵EO=OG, ∴OE=OF=GO, ∵∠OFE=30°,
∴∠OFG=90°﹣30°=60°, ∴△OFG是等边三角形,
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∴OF=GF,∵OE=OF, ∴OE=FG,∵CF=FG+CG, ∴CF=OE+AE.
选图3的结论证明如下: 延长EO交FC的延长线于点G,
∵AE⊥BP,CF⊥BP, ∴AE∥CF, ∴∠AEO=∠G, 在△AOE和△COG中,
,
∴△AOE≌△COG, ∴OE=OG,AE=CG, 在Rt△EFG中,∵OE=OG, ∴OE=OF=OG, ∵∠OFE=30°,
∴∠OFG=90°﹣30°=60°, ∴△OFG是等边三角形, ∴OF=FG, ∵OE=OF, ∴OE=FG, ∵CF=FG﹣CG, ∴CF=OE﹣AE.
12.如图,在正方形ABCD中,点E为对角线AC上的一点,连接BE,DE. (1)如图1,求证:△BCE≌△DCE;
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