题目内容

【题目】14分如图,在边长为2的正方形ABCD中,G是AD延长线上的一点,且DG=AD,动点M从A出发,以每秒1个单位的速度沿着A→C→G的路线向G点匀速运动M不与A、G重合,设运动时间为t秒。连接BM并延长交AG于N。

1是否存在点M,使ABM为等腰三角形?若存在,分析点M的位置;若不存在,请说明理由;

2当点N在AD边上时,若BNHN,NH交CDG的平分线于H,求证:BN=NH;

3过点M分别用AB、AD的垂线,垂足分别为E、F,矩形AEMF与ACG重叠部分的面积为S,求S的最大值。

【答案】1详见解析;2详见解析;3当t=秒时,S的最大值为.

【解析】

试题分析:1ABM为等腰三角形有三种情况,AM=BM,AB=BM,AM=AB,根据这三种情况确定M的位置.2根据同角的的余角相等可证ABN=DNH,再证BKN=NDH=135BK=DN,利用ASA可判定BNK≌△NHD,进而根据全等三角形的对应边相等可得BN=NH.3矩形AEMF与ACG重叠部分分两种情况,当点M在AC上时,即0<t时,当点M在CG上时,即<t<时,分别求出在这两种情况时矩形AEMF与ACG重叠部分的面积S与运动时间t之间的函数关系式,利用二次函数的性质求得这两种情况各自的最大值,再进行比较,找出最大的即为本题答案.

试题解析:

1当点M为AC中点时,有AM=BM,则ABM为等腰三角形;

当点M与点C重合时,AB=BM,则ABM为等腰三角形;

当点M在AC上且AM=2时,AM=AB,则ABM为等腰三角形.

证明:在AB上取点K,使AK=AN,连接KN.

AB=AD,BK=AB-AK,ND=AD-AN,BK=DN.

又DH平分直角CDG,∴∠CDH=45∴∠NDH=90+45=135.

∴∠BKN=180-AKN=135,∴∠BKN=NDH.

在RtABN中,ABN+ANB=90,又BNNH,即BNH=90

∴∠ANB+DNH=180-BNH=180-90=90

∴∠ABN=DNH.BNK≌△NHDASA,BN=NH.

当点M在AC上时,即0<t时,易知:AMF为等腰直角三角形.

AM=t,AF=FM=.

S=.

当点M在CG上时,即<t<时,CM=t-,MG=-t.

AD=DG,ADC=CDG,CD=CD,

ACD≌△GCDSAS,

∴∠ACD=GCD=45

∴∠ACM=ACD+GCD=90

∴∠G=90-GCD=90-45=45

∴△MFG为等腰直角三角形.

在0<t范围内,当t=时,S的最大值为.

<t<范围内,,当时,S的最大值为.

当t=秒时,S的最大值为.

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