题目内容

【题目】如图,菱形ABCD中,∠B60°AB3cm,过点A作∠EAF60°,分别交DCBC的延长线于点EF,连接EF

1)如图1,当CECF时,判断△AEF的形状,并说明理由;

2)若△AEF是直角三角形,求CECF的长度;

3)当CECF的长度发生变化时,△CEF的面积是否会发生变化,请说明理由.

【答案】(1) AEF是等边三角形,证明见解析;(2) CFCE6CF6CE(3) CEF的面积不发生变化,理由见解析.

【解析】

1)证明△BCE≌△DCFSAS),得出∠BEDFCBE=∠CDF,证明△ABE≌△ADFSAS),得出AEAF,即可得出结论;

2)分两种情况:①∠AFE90°时,连接ACMN,证明△MAC≌△NADASA),得出AMANCMDN,证出△AMN是等边三角形,得出AMMNAN,设AMANMNmDNCMbBMCNa,证明△CFN∽△DAN,得出,得出FNAFm+,同理AEm+,在RtAEF中,由直角三角形的性质得出AE2AF,得出m+2m+),得出b2a,因此,得出CFAD,同理CE2AB6

②∠AEF90°时,同①得出CEADCF2AB6

3)作FHCDH,如图4所示:由(2)得BMCNaCMDNb,证明△ADN∽△FCN,得出,由平行线得出∠FCH=∠B60°,△CEM∽△BAM,得出,得出,求出CF×CEAD×AB3×39,由三角函数得出CHCF×sinFCHCF×sin60°CF,即可得出结论.

解:(1)△AEF是等边三角形,理由如下:

连接BEDF,如图1所示:

∵四边形ABCD是菱形,

ABBCDCAD,∠ABC=∠ADC

在△BCE和△DCF中,

∴△BCE≌△DCFSAS),

∴∠BEDFCBE=∠CDF

∴∠ABC+CBE=∠ADC+CDF

即∠ABE=∠ADF

在△ABE和△ADF中,

∴△ABE≌△ADFSAS),

AEAF,又∵∠EAF60°

∴△AEF是等边三角形;

2)分两种情况:

①∠AFE90°时,连接ACMN,如图2所示:

∵四边形ABCD是菱形,

ABBCDCAD3,∠D=∠B60°ADBCABCD

∴△ABC和△ADC是等边三角形,

ACAD,∠ACM=∠D=∠CAD60°=∠EAF

∴∠MAC=∠NAD

在△MAC和△NAD中,

∴△MAC≌△NADASA),

AMANCMDN

∵∠EAF60°

∴△AMN是等边三角形,

AMMNAN

AMANMNmDNCMbBMCNa

CFAD

∴△CFN∽△DAN

FN

AFm+

同理:AEm+

RtAEF中,∵∠EAF60°

∴∠AEF30°

AE2AF

m+2m+),

整理得:b2ab2a20

b2a)(b+a)=0

b+a≠0

b2a0

b2a

CFAD

同理:CE2AB6

②∠AEF90°时,连接ACMN,如图3所示:

同①得:CEADCF2AB6

3)当CECF的长度发生变化时,△CEF的面积不发生变化;理由如下:

FHCDH,如图4所示:

由(2)得:BMCNaCMDNb

ADCF

∴△ADN∽△FCN

CEAB

∴∠FCH=∠B60°,△CEM∽△BAM

CF×CEAD×AB3×39

CHCF×sinFCHCF×sin60°CF

CEF的面积=CE×FHCE×CF×9×,∴△CEF的面积是定值,不发生变化.

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