题目内容
【题目】如图1,在矩形ABCD中,AB=6,BC=8,点E是边CD上的点,且CE=4,过点E作CD的垂线,并在垂线上截取EF=3,连接CF.将△CEF绕点C按顺时针方向旋转,记旋转角为a.
(1)问题发现
当a=0°时,AF= ,BE= ,= ;
(2)拓展探究
试判断:当0°≤a°<360°时,的大小有无变化?请仅就图2的情况给出证明.
(3)问题解决
当△CEF旋转至A,E,F三点共线时,直接写出线段BE的长.
【答案】(1),,;(2)无变化,理由见解析;(3)BE的值为或
【解析】
(1)如图(见解析),先根据矩形的判定与性质得出DG=EF=3,AG=11,再利用勾股定理求出即可得;
(2)如图(见解析),先根据相似三角形的判定与性质得出,∠ECF=∠ACB,从而可得,∠ACF=∠BCE,再根据相似三角形的判定与性质即可得;
(3)分两种情况:E在A、F之间和点F在A、E之间,分别利用勾股定理求出AE的长,再利用线段的和差求出AF的长,然后结合(2)的结论即可求出BE的长.
(1)当a=0°时,如图,过点F作FG⊥AD于G
∵四边形ABCD是矩形
∴∠ADC=∠BCE=90°,AD=BC=8,AB=CD=6
由∠G=∠EDG=∠DEF=90°,知四边形DEFG是矩形
∴DG=EF=3,AG=11
∵CE=4,CD=6
∴FG=DE=2
在Rt△AGF中,由勾股定理得:AF=
同理可得:BE=
∴=;
(2)的大小无变化,理由如下:
如图,连接AC
∵AB=6,BC=8,EF=3,CE=4
∴,
∴=
∵∠CEF=∠ABC=90°
∴△CEF∽△CBA
∴,∠ECF=∠ACB
∴,∠ACF=∠BCE
∴△ACF∽△BCE
∴,即的大小无变化;
(3)当△CEF旋转至A,E,F三点共线时,存在两种情况:
①如图,点E在A、F之间,连接AC
Rt△ABC中,由勾股定理得:AC=10
同理可得:CF=5
由(2)知:
Rt△AEC中,由勾股定理得:AE=
∴AF=AE+EF=
∴BE=AF==;
②如图,点F在A、E之间时,连接AC
同理可得:AF=AE﹣EF=
∴BE=AF==;
综上所述,BE的值为或.