题目内容

【题目】如图,正方形ABCD的边长为6,E、F分别是边CD、AD上动点,AE和BF交于点G.

(1)如图(1),若E为边CD的中点,AF=2FD,求AG的长.

(2)如图(2),若点F在AD上从A向D运动,点E在DC上从D向C运动,两点同时出发,同时到达各自终点,求在运动过程中,点G运动的路径长.

(3)如图(3),若E、F分别是边CD、AD上的中点,BD与AE交于点H,求∠FBD的正切值.

【答案】(1);(2);(3)

【解析】

(1)根据正方形的边长为6,易知DE = CE = 3;由已知AF=2FD可得AF = 4;从而用AAS证明△ADE≌△MCE(AAS),进而求出AD = MC = 6;通过证明△AGF∽△MBG,再通过相似三角形的性质得,运用勾股定理计算出AM=,最后得出AG;

(2)动点问题,通过证明△ABF≌△DAE(HL),进而得出AFG =∠AED,∠DAE =∠ABF等量关系,易推论出∠AFG+∠DAE=90° ,以证明∠AGB=90°,从而推出G点运动的实质是在以O为圆心,OA为半径的圆上运动了圆周,运用扇形的弧长公式计算即可得G运动路径的长度;

(3)通过做辅助线过点F作FN⊥BD于点D,构建出Rt△BNF和Rt△DNF,再根据已知条件E、F分别是边CD、AD上的中点,解直角三角形分别求出直角边NF = ND,BN=BD-DN,最后把所求数据代入求解即可.

解:(1)延长AE交BC延长线于M,

在正方形ABCD中,∠DAE =∠M

∵E为DC的中点,AF=2FD,正方形边长为6

∴DE = CE = 3,AF = 4

在△ADE和△MCE中

∴△ADE≌△MCE(AAS)

∴AD = MC = 6

在△AGF和△MBG中

∴△AGF∽△MBG

∴

AM=

∴AG.

(2)设AB的中点为点O,则OA =AB = 3,

由题意知:AF=DE,AB=AD

∴△ABF≌△DAE(HL)

∴∠AFG =∠AED,∠DAE =∠ABF

∵∠AFG +∠ABF=90°,∠DAE +∠AED=90°

∴∠AFG+∠DAE=90°

∴∠AGB=90°

∴点G 在以O为圆心,OA为半径的圆上运动了圆周

∴点G运动的路径长 = π = π;

(3)过点F作FN⊥BD于点D,据题意知∠FDN=45°,BD =

∵E、F分别是边CD、AD上的中点

∴DF = ×6 = 3

∴在Rt△DNF中,FN = DN = sin45°DF

∴BN = BD–DN =

∴

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