题目内容
【题目】在矩形ABCD中,AB=6,AD=8,点E是边AD上一点,EM⊥BC交AB于点M,点N在射线MB上,且AE是AM和AN的比例中项.
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(1)如图1,求证:∠ANE=∠DCE;
(2)如图2,当点N在线段MB之间,联结AC,且AC与NE互相垂直,求MN的长;
(3)连接AC,如果△AEC与以点E、M、N为顶点所组成的三角形相似,求DE的长.
【答案】(1)见解析;(2)
;(3)DE的长分别为
或3.
【解析】
(1)由比例中项知
,据此可证△AME∽△AEN得∠AEM=∠ANE,再证∠AEM=∠DCE可得答案;
(2)先证∠ANE=∠EAC,结合∠ANE=∠DCE得∠DCE=∠EAC,从而知
,据此求得AE=8﹣
=
,由(1)得∠AEM=∠DCE,据此知
,求得AM=
,由求得
MN=
;
(3)分∠ENM=∠EAC和∠ENM=∠ECA两种情况分别求解可得.
解:(1)∵AE是AM和AN的比例中项
∴
,
∵∠A=∠A,
∴△AME∽△AEN,
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∴∠AEM=∠ANE,
∵∠D=90°,
∴∠DCE+∠DEC=90°,
∵EM⊥BC,
∴∠AEM+∠DEC=90°,
∴∠AEM=∠DCE,
∴∠ANE=∠DCE;
(2)∵AC与NE互相垂直,
∴∠EAC+∠AEN=90°,
∵∠BAC=90°,
∴∠ANE+∠AEN=90°,
∴∠ANE=∠EAC,
由(1)得∠ANE=∠DCE,
∴∠DCE=∠EAC,
∴tan∠DCE=tan∠DAC,
∴
,
∵DC=AB=6,AD=8,
∴DE=
,
∴AE=8﹣
=
,
由(1)得∠AEM=∠DCE,
∴tan∠AEM=tan∠DCE,
∴
,
∴AM=
,
∵
,
∴AN=
,
∴MN=
;
(3)∵∠NME=∠MAE+∠AEM,∠AEC=∠D+∠DCE,
又∠MAE=∠D=90°,由(1)得∠AEM=∠DCE,
∴∠AEC=∠NME,
当△AEC与以点E、M、N为顶点所组成的三角形相似时
①∠ENM=∠EAC,如图2,
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∴∠ANE=∠EAC,
由(2)得:DE=
;
②∠ENM=∠ECA,
如图3,
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过点E作EH⊥AC,垂足为点H,
由(1)得∠ANE=∠DCE,
∴∠ECA=∠DCE,
∴HE=DE,
又tan∠HAE=
,
设DE=3x,则HE=3x,AH=4x,AE=5x,
又AE+DE=AD,
∴5x+3x=8,
解得x=1,
∴DE=3x=3,
综上所述,DE的长分别为
或3.