题目内容
【题目】如图1,已知在矩形中,,是上一点,且,点是上一点,,.
(1)求证:;
(2)求的长;
(3)如图2,点在边上且,点是边上的一动点,且从点向点方向运动.连接,是的中点,将点绕点逆时针旋转90°,点的对应点是,在点的运动过程中,①判断是否为定值?若是说明理由.②求的最小值.
【答案】(1)证明见解析;(2);(3)①不变,见解析,②
【解析】
(1)由SAS证明△APE≌△ADE得出∠APE=∠D=90°即可;
(2)由全等三角形的性质得出PE=DE=5,设BP=x,则PC=10x,证明△ABP∽△PCE,得出,得出AB=202x,CE=x,由AB=CD得出方程,解方程即可得出结果;
(3)①作MG⊥B于G,M'H⊥BC于H,证明△HQM'≌△GMQ得出HM'=GQ,QH=MG=4,设HM'=x,则CG=GQ=x,FG=4x,求出QF=GQFG=2x4,得出FH=QH+QF=2x,由三角函数得出tan∠∠M′FB=,即可得出结论;
②当AM'⊥FM'时,AM'的值最小,延长HM'交DA延长线于N,则NH=AB=8,NM'=8x,AN=BH=HQBQ=2x6,同①得:△ANM'∽△M'HF,得出,解得:x=4,得出AN=2,NM'=4,在Rt△ANM'中,由勾股定理即可得出结果.
(1)证明:∵四边形ABCD是矩形,
∴BC=AD=10,AB=CD,∠B=∠C=∠D=90°,
∵AD=10,PA=10,∠PAD=2∠DAE,
∴AP=AD,∠PAE=∠DAE,
在△APE和△ADE中,
,
∴△APE≌△ADE(SAS),
∴∠APE=∠D=90°;
(2)解:由(1)得:△APE≌△ADE,
∴PE=DE=5,
设BP=x,则PC=10x,
∵∠B=90°,∠APE=90°,
∴∠BAP+∠APB=90°,∠APB+∠CPE=90°,
∴∠BAP=∠CPE,
∴△ABP∽△PCE,
∴,即=2,
∴AB=202x,CE=x,
∵AB=CD,
∴202x=5+x,
解得:x=6,
∴AB=202x=8;
(3)解:①∠M′FB为定值,理由如下:
作MG⊥B于G,M'H⊥BC于H,如图2所示:
则MG∥CD,∠H=∠MGQ=90°,
∴∠QMG+∠MQG=90°,
∵M是DQ的中点,
∴QG=CG,
∴MG是△CDQ的中位线,
∴MG=CD=AB=4,
由旋转的性质,QM'=QM,∠M'QM=90°,
∴∠HQM'+∠MQG=90°,
∴∠HQM'=∠QMG,
在△HQM'和△GMQ中,
,
∴△HQM'≌△GMQ(ASA),
∴HM'=GQ,QH=MG=4,
设HM'=x,则CG=GQ=x,
∴FG=4x,
∴QF=GQFG=2x(4x)=2x4,
∴FH=QH+QF=2x,
∴tan∠M′FB=,
∴∠M′FB为定值;
②当AM'⊥FM'时,AM'的值最小,延长HM'交DA延长线于N,如图3所示:
则NH=AB=8,NM'=8x,AN=BH=HQBQ=4(102x)=2x6,
同①得:△ANM'∽△M'HF,
∴,
∴,
解得:x=4,
∴AN=2,NM'=4,
在Rt△ANM'中,由勾股定理得:AM'=.