题目内容

8.如图1,已知四边形ABCD是平行四边形,AC⊥BC且AC=BC,以BC、AC所在直线为坐标轴建立平面直角坐标系B(-6,0),直线y=3x+b过点D且与x轴交于点M.
(1)请直接写出点D,b的值及点M的坐标;
(2)如图2,点E是线段AB上的一点,点F是线段AC上的一点,且∠CEF=45°,若△CEF为等腰三角形,求线段AE的长;
(3)如图3,点G为y轴正半轴上的一点,当∠BGM=45°时,求线段AG的长.

分析 (1)根据点B的坐标求出AC、AD和BC的长,写出点D的坐标,把点D的坐标代入y=3x+b中求出b的值,并令y=0时,求出M的坐标;
(2)分三种情况:①当CE=CF时,如图2,E与B重合,F与A重合,AE=AB=6$\sqrt{2}$;②当CE=EF时,如图3,过E作EH⊥AC于H,得∠AEC=∠ECH=67.5,AE=AC=6;③当EF=CF时,如图4,设EF=x,利用EF∥BC得比例式$\frac{EF}{BC}=\frac{AF}{AC}$求出,EF=AF=3,则AE=3$\sqrt{2}$;
(3)如图5,作△BGM的外接圆,圆心为E,求出EB的长,即是GE的长,根据勾股定理求出GF的长,所以AG=6.

解答 解:(1)如图1,∵B(-6,0),
∴BC=6,
∵AC=BC,
∴AC=6,
∵四边形ABCD是平行四边形,且AC⊥BC,
∴AD=BC=6,AD⊥AC,
∴D(6,6),
把D(6,6)代入y=3x+b中得:6=3×6+b,
b=-12,
∴y=3x-12,
当y=0时,3x-12=0,
x=4,
∴M(4,0);
(2)若△CEF为等腰三角形,分三种情况讨论:
①当CE=CF时,如图2,则∠CEF=∠CFE,
∵∠CEF=45°,
∴E与B重合,F与A重合,
∴AE=AB=$\sqrt{{6}^{2}+{6}^{2}}$=6$\sqrt{2}$;
②当CE=EF时,如图3,过E作EH⊥AC于H,则∠CEH=∠FEH,
∵∠CEF=45°,
∴∠CEH=$\frac{1}{2}$×45°=22.5°,
∴∠ECH=90°-22.5°=67.5°,
在△AEC中,∵∠BAC=45°,
∴∠AEC=180°-45°-67.5°=67.5°,
∴∠AEC=∠ECH,
∴AE=AC=6;
③当EF=CF时,如图4,设EF=x,
∵EF=FC=x,∠CEF=45°,
∴∠EFC=∠CEF=45°,
∴∠EFC=90°,
∵∠ACB=90°,
∴∠AFE=∠ACB,
∴EF∥BC,
∴$\frac{EF}{BC}=\frac{AF}{AC}$,
∵AC=BC,
∴EF=AF,
∴x=6-x,
x=3,
∴EF=AF=3,
∴AE=$\sqrt{{3}^{2}+{3}^{2}}$=3$\sqrt{2}$,
综上所述:AE的长为6$\sqrt{2}$或6或3$\sqrt{2}$;
(3)如图5,作BM的中垂线交AB于E,交BM于P,过E作EF⊥y轴于F,连接EM、GE,
∴EB=EM,
∵∠ABC=45°,
∴∠ABC=∠EMB=45°,
∴∠BEM=90°,
∵∠BGM=45°,
∴点E是△BGM的外接圆的圆心,
∴EG=EB=EM,
∵BC=6,CM=4,
∴BM=10,
∴BP=PE=5,
∴BE=$\sqrt{{5}^{2}+{5}^{2}}$=5$\sqrt{2}$,
∴EG=5$\sqrt{2}$,
∵EF=6-5=1,
∴GF=$\sqrt{(5\sqrt{2})^{2}-{1}^{2}}$=7,
∴AG=GF+FC-AC=7+5-6=6.

点评 本题是一次函数与四边形的综合题,考查了一次函数与坐标轴的交点坐标和平行四边形的性质;熟练掌握平行四边形的对边相等且平行,当一个三角形为等腰三角形时,要运用分类讨论的思想,分三种情况进行讨论,与勾股定理和相似比例式相结合列方程求出边的长;当一动点与两定点组成的角是45°时,可以考虑作辅助圆,得同弧所对的圆心角为90°,从而使问题得以解决.

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