题目内容

【题目】在一个边长为a(单位:cm)的正方形ABCD中,点E、M分别是线段AC、CD上的动点,连结DE并延长交正方形的边于点F,过点M作MN⊥DF于H,交AD于N

(1) 如图①,当点M与点C重合,求证:DF=MN;

(2) 如图②,假设点M从点C出发,以1 cm/s的速度沿CD向点D运动,点E同时从点A出发,以cm/s速度沿AC向点C运动,运动时间为t(t>0)

① 判断命题“当点F是边AB中点时,则点M是边CD的三等分点”的真假,并说明理由.

② 连结FM、FN,△MNF能否为等腰三角形?若能,请写出a、t之间的关系;若不能,请说明理由

【答案】(1)证明见解析;(2)①该命题是真命题.理由见解析;②能.理由见解析;

【解析】

试题分析:(1)证明△ADF≌△DNC,即可得到DF=MN;

(2)①首先证明△AFE∽△CDE,利用比例式求出时间t=a,进而得到CM=a=CD,所以该命题为真命题;

②若△MNF为等腰三角形,则可能有三种情形,需要分类讨论.

试题解析:(1)∵∠DNC+∠ADF=90°,∠DNC+∠DCN=90°,

∴∠ADF=∠DCN.

在△ADF与△DNC中,

,

∴△ADF≌△DNC(ASA),

∴DF=MN.

(2)①该命题是真命题.

理由如下:当点F是边AB中点时,则AF=AB=CD.

∵AB∥CD,∴△AFE∽△CDE,

∴,

∴AE=EC,则AE=AC=a,

∴t==a.

则CM=1t=a=CD,

∴点M为边CD的三等分点.

②能.理由如下:

易证△AFE∽△CDE,∴,即,得AF=.

易证△MND∽△DFA,∴,即,得ND=t.

∴ND=CM=t,AN=DM=a-t.

若△MNF为等腰三角形,则可能有三种情形:

(Ⅰ)若FN=MN,则由AN=DM知△FAN≌△NDM,

∴AF=ND,即=t,得t=0,不合题意.

∴此种情形不存在;

(Ⅱ)若FN=FM,由MN⊥DF知,HN=HM,∴DN=DM=MC,

∴t=a,此时点F与点B重合;

(Ⅲ)若FM=MN,显然此时点F在BC边上,如下图所示:

∵AN=DM,AD=CD,

∴ND=CM,

∵,

∴△MFC≌△NMD,∴FC=DM=a-t;

又由△NDM∽△DCF,∴,即,∴FC=.

∴=a-t,

∴t=a,此时点F与点C重合.

综上所述,当t=a或t=a时,△MNF能够成为等腰三角形.

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