题目内容
【题目】如图1,矩形铁片ABCD的长为2a,宽为a; 为了要让铁片能穿过直径为 的圆孔,需对铁片进行处理(规定铁片与圆孔有接触时铁片不能穿过圆孔);
(1)如图2,M、N、P、Q分别是AD、AB、BC、CD的中点,若将矩形铁片的四个角去掉,只余下四边形MNPQ, ①则此时铁片是什么形状;
②给出证明,并通过计算说明此时铁片都能穿过圆孔;
(2)如图3,过矩形铁片ABCD的中心作一条直线分别交边BC、AD于点E、F(不与端点重合),沿着这条直线将矩形铁片切割成两个全等的直角梯形铁片;
①当BE=DF= 时,判断直角梯形铁片EBAF能否穿过圆孔,并说明理由;
②为了能使直角梯形铁片EBAF顺利穿过圆孔,请直接写出线段BE的长度的取值范围.
【答案】
(1)①菱形,
②如图,过点M作MG⊥NP于点G,
∵M、N、P、Q分别是AD、AB、BC、CD的中点,
∴△AMN≌△BPN≌△CPQ≌△DMQ,
∴MN=NP=PQ=QM,
∴四边形MNPQ是菱形,
∵ ,
MN= ,
∴MG= ,
∴此时铁片能穿过圆孔;
(2)①如图,过点A作AH⊥EF于点H,过点E作EK⊥AD于点K,
显然AB= ,
故沿着与AB垂直的方向无法穿过圆孔,
过点A作EF的平行线RS,故只需计算直线RS与EF之间的距离即可,
∵BE=AK= ,EK=AB=a,AF= ,
∴KF= ,EF= ,
∵∠AHF=∠EKF=90°,∠AFH=∠EFK,
∴△AHF∽△EKF,
∴ ,可得AH= ,
∴该直角梯形铁片不能穿过圆孔;
② 或 .
【解析】(1)利用四条边相等的四边形为矩形来判定四边形为菱形,然后利用面积相等来求得菱形一边的高,与已知数据比较后判断是否能通过.(2)利用两三角形相似得到比例线段,进而求出点A到EF的距离,然后与已知线段比较,从而判定能否通过.
【考点精析】解答此题的关键在于理解直线与圆的三种位置关系的相关知识,掌握直线与圆有三种位置关系:无公共点为相离;有两个公共点为相交,这条直线叫做圆的割线;圆与直线有唯一公共点为相切,这条直线叫做圆的切线,这个唯一的公共点叫做切点,以及对相似三角形的判定与性质的理解,了解相似三角形的一切对应线段(对应高、对应中线、对应角平分线、外接圆半径、内切圆半径等)的比等于相似比;相似三角形周长的比等于相似比;相似三角形面积的比等于相似比的平方.