题目内容

如图,已知在等腰Rt△ABC中,∠C=90°,斜边AB=2,若将△ABC翻折,折痕EF分别交边AC、边BC于点E和点F(点E不与A点重合,点F不与B点重合),且点C落在AB边上,记作点D.过点D作DK⊥AB,交射线AC于点K,设AD=x,y=cot∠CFE,
(1)求证:△DEK∽△DFB;
(2)求y关于x的函数解析式并写出定义域;
(3)联结CD,当
CD
EF
=
3
2
时,求x的值.
考点:相似形综合题,等腰三角形的判定与性质,等边三角形的判定与性质,直角三角形斜边上的中线,轴对称的性质,锐角三角函数的定义,特殊角的三角函数值
专题:综合题,分类讨论
分析:(1)要证△DEK∽△DFB,只需证到∠EKD=∠FBD,∠EDK=∠FDB即可;
(2)易得DK=DA=x,DB=2-x,由△DFB∽△DEK可得到
DF
DE
=
DB
DK
,从而可得y=cot∠CFE=cot∠DFE=
DF
DE
=
DB
DK
=
2-x
x
;然后只需先求出在两个临界位置(点F在点B处、点E在点A处)下的x值,就可得到该函数的定义域;
(3)取线段EF的中点O,连接OC、OD,根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半可得OC=OD=
1
2
EF.设EF与CD交点为H,根据轴对称的性质可得EF⊥CD,且CH=DH=
1
2
CD.由
CD
EF
=
3
2
可得tan∠HOC=
CH
CO
=
3
2
,从而得到∠HOC=60°.①若点K在线段AC上,如图2,由∠HOC=60°可求得∠OFC=30°,由此可得到y的值,再把y的值代入函数解析式就可求出x的值;②若点K在线段AC的延长线上,如图3,由∠HOC=60°可求得∠OFC=60°,由此可得到y的值,再把y的值代入函数解析式就可求出x的值.
解答:(1)证明:如图1,

由折叠可得:∠EDF=∠C=90°,∠DFE=∠CFE.
∵△ABC是等腰直角三角形,∠C=90°,
∴∠A=∠B=45°.
∵DK⊥AB,
∴∠ADK=∠BDK=90°,
∴∠AKD=45°,∠EDF=∠KDB=90°,
∴∠EKD=∠FBD,∠EDK=∠FDB,
∴△DEK∽△DFB;

(2)解:∵∠A=∠AKD=45°,
∴DK=DA=x.
∵AB=2,
∴DB=2-x.
∵△DFB∽△DEK,
∴
DF
DE
=
DB
DK
,
∴y=cot∠CFE=cot∠DFE=
DF
DE
=
DB
DK
=
2-x
x
.
当点F在点B处时,
DB=BC=AB•sinA=2×
2
2
=
2
,AD=AB-AD=2-
2
;
当点E在点A处时,
AD=AC=AB•cosA=2×
2
2
=
2
;
∴该函数的解析式为y=
2-x
x
,定义域为2-
2
<x<
2
;

(3)取线段EF的中点O,连接OC、OD,
∵∠ECF=∠EDF=90°,
∴OC=OD=
1
2
EF.
设EF与CD交点为H,根据轴对称的性质可得EF⊥CD,且CH=DH=
1
2
CD.
∵
CD
EF
=
3
2
,∴tan∠HOC=
CH
CO
=
3
2
,
∴∠HOC=60°
①若点K在线段AC上,如图2,

∵CO=
1
2
EF=OF,
∴∠OCF=∠OFC=
1
2
∠HOC=30°,
∴y=cot30°=
3
,
∴
2-x
x
=
3
,
解得:x=
3
-1;
②若点K在线段AC的延长线上,如图3,

∵OC=OF,∠FOC=60°,
∴△OFC是等边三角形,
∴∠OFC=60°,
∴y=cot60°=
3
3
,
∴
2-x
x
=
3
3
,
解得:x=3-
3
;
综上所述:x的值为
3
-1或3-
3
.
点评:本题主要考查了相似三角形的判定与性质、等腰三角形的判定与性质、等边三角形的判定与性质、锐角三角函数的定义、特殊角的三角函数值、直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半等知识,在解决本题的过程中还用到了临界值法、分类讨论的思想,而运用(1)中的结论则是解决第(2)小题的关键,取EF的中点O,将
CD
EF
转化为
CH
CO
则是解决第(3)小题的关键.
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