题目内容

【题目】已知矩形ABCD中,AB=2,BC=m,点E是边BC上一点,BE=1,连接AE.

(1)沿AE翻折△ABE使点B落在点F处,

①连接CF,若CF∥AE,求m的值;

②连接DF,若≤DF≤,求m的取值范围.

(2)△ABE绕点A顺时针旋转得△AB1E1,点E1落在边AD上时旋转停止.若点B1落在矩形对角线AC上,且点B1到AD的距离小于时,求m的取值范围.

【答案】(1)①2;②1≤m;(2)<m≤4.

【解析】

(1)①画出图形,由CF∥AE可得内错角和同位角相等,由翻折有对应角相等,等量代换后出现等腰三角形,即求出m的值.
②由于△ABE的形状大小是固定的,其翻折图形也固定,故可求点F到AD的距离FG与AG的长度,根据△DFG是直角三角形即可利用勾股定理用含m的式子表示DF2的长度,此时可把DF2看作是m的二次函数,根据二次函数图象的性质和DF2的范围,确定自变量m的范围.
(2)根据点B1在AC上,利用内错角相等即三角函数相等可用含m的式子表示B1到AC的距离B1M,即求出m的最小值.又画图可知,当点E1落在AD上时,m最大,画出图形,利用∠ACB=∠B1AE1即三角函数相等即求出m的值.

解:(1)①如图1,∵CF∥AE

∴∠FCE=∠AEB,∠CFE=∠AEF

∵△ABE翻折得到△AFE

∴EF=BE=1,∠AEF=∠AEB

∴∠FCE=∠CFE

∴CE=EF=1

∴m=BC=BE+CE=2

∴m的值是2.

②如图2,过点F作GH⊥AD于点G,交BC于点H

∴GH⊥BC

∴∠AGF=∠FHE=90°

∵四边形ABCD是矩形

∴∠BAD=∠B=90°

∴四边形ABHG是矩形

∴GH=AB=2,AG=BH

∵△ABE翻折得到△AFE

∴EF=BE=1,AF=AB=2,∠AFE=∠B=90°

∴∠AFG+∠EFH=∠AFG+∠FAG=90°

∴∠EFH=∠FAG

∴△EFH∽△FAG

∴

设EH=x,则AG=BH=x+1

∴FG=2EH=2x

∴FH=GH﹣FG=2﹣2x

∴

解得:x=

∴AG=,FG=

∵AD=BC=m

∴DG=|AD﹣AG|=|m﹣|

∴DF2=DG2+FG2=(m﹣)2+2≥,

即可把DF2看作关于m的二次函数,抛物线开口向上,最小值为.

∵

∴

∵(m﹣)2+2= 解得:m1=,m2=1

∴根据二次函数图象可知,1≤m

(2)如图3,过点B1作MN⊥AD于点M,交BC于点N

∴MN∥AB,MN=AB=2

∵AC=

∴sin∠ACB=

∵AD∥BC,点B1在AC上

∴∠MAB1=∠ACB

∴sin∠MAB1=

∴

∵点B1到AD的距离小于

∴MB1=

解得:

∵m>0

∴m>

如图4,当E1落在边AD上,且B1在AC上时,m最大,

此时,∠ACB=∠B1AE1=∠BAE

∴tan∠ACB=tan∠BAE

∴

∴m=BC=2AB=4

∴m的取值范围是<m≤4

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