题目内容
【题目】如图,矩形ABCD中,BC=8,点F是AB边上一点(不与点B重合)△BCF的外接圆交对角线BD于点E,连结CF交BD于点G.
(1)求证:∠ECG=∠BDC.
(2)当AB=6时,在点F的整个运动过程中.
①若BF=2时,求CE的长.
②当△CEG为等腰三角形时,求所有满足条件的BE的长.
(3)过点E作△BCF外接圆的切线交AD于点P.若PE∥CF且CF=6PE,记△DEP的面积为S1,△CDE的面积为S2,请直接写出的值.
【答案】(1)详见解析;(2)①;②当BE为10,或时,△CEG为等腰三角形;(3).
【解析】
(1)根据平行线的性质得出∠ABD=∠BDC,根据圆周角定理得出∠ABD=∠ECG,即可证得结论;
(2)根据勾股定理求得BD=10,
①连接EF,根据圆周角定理得出∠CEF=∠BCD=90°,∠EFC=∠CBD.即可得出sin∠EFC=sin∠CBD,得出,根据勾股定理得到CF=,即可求得CE=;
②分三种情况讨论求得:
当EG=CG时,根据等腰三角形的性质和圆周角定理即可得到∠GEC=∠GCE=∠ABD=∠BDC,从而证得E、D重合,即可得到BE=BD=10;
当GE=CE时,过点C作CH⊥BD于点H,即可得到∠EGC=∠ECG=∠ABD=∠GDC,得到CG=CD=6.根据三角形面积公式求得CH=,即可根据勾股定理求得GH,进而求得HE,即可求得BE=BH+HE=;
当CG=CE时,过点E作EM⊥CG于点M,由tan∠ECM=.设EM=4k,则CM=3k,CG=CE=5k.得出GM=2k,tan∠GEM=,即可得到tan∠GCH==.求得HE=GH=,即可得到BE=BH+HE=;
(3)连接OE、EF、AE、EF,先根据切线的性质和垂直平分线的性质得出EF=CE,进而证得四边形ABCD是正方形,进一步证得△ADE≌△CDE,通过证得△EHP∽△FBC,得出EH=BF,即可求得BF=6,根据勾股定理求得CF=10,得出PE=,根据勾股定理求得PH,进而求得PD,然后根据三角形面积公式即可求得结果.
(1)证明:∵AB∥CD.
∴∠ABD=∠BDC,
∵∠ABD=∠ECG,
∴∠ECG=∠BDC.
(2)解:①∵AB=CD=6,AD=BC=8,
∴BD==10,
如图1,连结EF,则∠CEF=∠BCD=90°,
∵∠EFC=∠CBD.
∴sin∠EFC=sin∠CBD,
∴
∴CF==,
∴CE=.
②Ⅰ、当EG=CG时,∠GEC=∠GCE=∠ABD=∠BDC.
∴E与D重合,
∴BE=BD=10.
Ⅱ、如图2,当GE=CE时,过点C作CH⊥BD于点H,
∴∠EGC=∠ECG=∠ABD=∠GDC,
∴CG=CD=6.
∵CH=,
∴GH=,
在Rt△CEH中,设HE=x,则x2+()2=(x+)2
解得x=,
∴BE=BH+HE=+=;
Ⅲ、如图2,当CG=CE时,
过点E作EM⊥CG于点M.
∵tan∠ECM=.
设EM=4k,则CM=3k,CG=CE=5k.
∴GM=2k,tan∠GEM=,
∴tan∠GCH==tan∠GEM=.
∴HE=GH=,
∴BE=BH+HE=,
综上所述,当BE为10,或时,△CEG为等腰三角形;
(3)解:∵∠ABC=90°,
∴FC是△BCF的外接圆的直径,设圆心为O,
如图3,连接OE、EF、AE、EF,
∵PE是切线,
∴OE⊥PE,
∵PE∥CF,
∴OE⊥CF,
∵OC=OF,
∴CE=EF,
∴△CEF是等腰直角三角形,
∴∠ECF=45°,EF=FC,
∴∠ABD=∠ECF=45°,
∴∠ADB=∠BDC=45°,
∴AB=AD=8,
∴四边形ABCD是正方形,
∵PE∥FC,
∴∠EGF=∠PED,
∴∠BGC=∠PED,
∴∠BCF=∠DPE,
作EH⊥AD于H,则EH=DH,
∵∠EHP=∠FBC=90°,
∴△EHP∽△FBC,
∴,
∴EH=BF,
∵AD=CD,∠ADE=∠CDE,
∴△ADE≌△CDE,
∴AE=CE,
∴AE=EF,
∴AF=2EH=BF,
∴BF+BF=8,
∴BF=6,
∴EH=DH=1,CF==10,
∴PE=FC=,
∴PH=,
∴PD=,
∴.