题目内容
【题目】在矩形ABCD中,AB=6,AD=8,点E是对角线BD上一动点.
(1)如图1,当CE⊥BD时,求DE的长;
(2)如图2,作EM⊥EN分别交边BC于M,交边CD于N,连MN.
①若,求tan∠ENM;
②若E运动到矩形中心O,连CO.当CO将△OMN分成两部分面积比为1:2时,直接写出CN的长.
【答案】(1);(2)①
;②
或
.
【解析】
(1)由矩形性质可求得对角线BD=10,由CE⊥BD得∠CED=∠BCD=90°,再由公共角∠CDE=∠BDC得△CDE∽△BDC,由对应边成比例并把数值代入即求得DE的长.
(2)①由和BD=10求得DE=
,BE=
.分别过点M、N作BD的垂线段MF、NG,设MF=a,NG=b,易证△FBM∽△CBD和△GDN∽△CDB,利用对应边成比例得到用a表示BF、用b表示DG的式子,进而得到用a表示的EF、用b表示的EG.又由EM⊥EN易证△EMF∽△NEG,得到
,利用后两个比值把含a、b的式子代入求得a与b之间的关系,再代回去即求得tan∠ENM=
的值.
②先由①的证明过程求得;过点M作MP⊥OC于点P,过点N作NQ⊥OC于点Q,构造△MOP∽△ONQ,所以有
.易证△NCQ∽△BDC,设CN=5x,则可利用对应边成比例得到NQ=4x、CQ=3x,进而得OQ=5﹣3x.CO将△OMN分成△OMH和△ONH,两部分面积比为1:2,若以OH为底,则他们的高MP和NQ的比为1:2或2:1,进而可用x表示MP的长.把用x表示的MP、OQ代入
,即求得x的值,进而得CN的长.
解:(1)∵矩形ABCD中,AB=6,AD=8
∴∠BCD=90°,BC=AD=8,CD=AB=6
∴BD==10
∵CE⊥BD
∴∠CED=∠BCD=90°
∵∠CDE=∠BDC
∴△CDE∽△BDC
∴
∴DE=
(2)①如图1,过点M作MF⊥BD于点F,过点N作NG⊥BD于点G
∵,BD=10
∴BD=BE+DE=3DE+DE=4DE=10
∴DE=,BE=
设MF=a,NG=b
∵∠BFM=∠C=90°,∠FBM=∠CBD
∴△FBM∽△CBD
∴
∴BF==
a
∴EF=BE﹣BF=a
同理可证:△GDN∽△CDB
∴
∴DG==
b
∴EG=DE﹣DG=b
∵EM⊥EN
∴∠MEN=∠MFE=∠NGE=90°
∴∠MEF+∠NEG=∠MEF+∠EMF=90°
∴∠EMF=∠NEG
∴△EMF∽△NEG
∴
∴EFEG=NGMF
∴(a)(
b)=ba
整理得:16a=90﹣27b
∴在Rt△MEN中,tan∠ENM==
②如图2,过点M作MF⊥BD于点F,MP⊥OC于点P,过点N作NG⊥BD于点G,NQ⊥OC于点Q,设OC与MN交点为H
∵点O为矩形中心,BD=10
∴OB=OD=OC=
由①可得,设MF=a,NG=b,则BF==
a,DG=
=
b,OFOG=NGMF
∴OF=OB﹣BF=5﹣a,OG=OD﹣DG=5﹣
b
∴(5﹣a)(5﹣
b)=ab
整理得:16a=60﹣9b
∴=
设CN=5x
∵∠NCQ=∠BDC,∠NQC=∠BCD=90°
∴△NCQ∽△BDC
∴=
∴CQ=CN=3x,NQ=
CN=4x
∴OQ=OC﹣CQ=5﹣3x
∵∠MPO=∠MON=∠OQN=90°
∴∠MOP+∠NOQ=∠NOQ+∠ONQ=90°
∴∠MOP=∠ONQ
∴△MOP∽△ONQ
∴
(i)若S△OMH=2S△ONH,且两三角形都以OH为底
∴MP=2NQ=8x
∴
解得:x=
∴CN=
(ii)若2S△OMH=S△ONH,则MP=NQ=2x
∴
解得:x=
∴CN=
综上所述,CN的长为或
.
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