题目内容

【题目】如图1,在矩形ABCD中,AB=6,BC=8,点E是边CD上的点,且CE=4,过点E作CD的垂线,并在垂线上截取EF=3,连接CF.将△CEF绕点C按顺时针方向旋转,记旋转角为a.

(1)问题发现

当a=0°时,AF=  ,BE=  ,=  ;

(2)拓展探究

试判断:当0°≤a°<360°时,的大小有无变化?请仅就图2的情况给出证明.

(3)问题解决

当△CEF旋转至A,E,F三点共线时,直接写出线段BE的长.

【答案】(1)5,4,;(2)的大小无变化,理由见解析;(3)BE=或BE=.

【解析】

(1)根据勾股定理分别计算AF和BE的长可解答;

(2)如图2,连接AC,证明△CEF∽△CBA,得,再证明△ACF∽△BCE,可解答;

(3)当△CEF旋转至A,E,F三点共线时,存在两种情况:连接AC,先计算AF的长,证明△ACF∽△BCE,列比例式可得BE的长.

(1)当a=0°时,如图1,过F作FG⊥AD,交AD的延长线于G,

∵四边形ABCD是矩形,

∴∠ADC=∠BCE=90°,AD=BC=8,AB=CD=6,

∵∠G=∠EDG=∠DEF=90°,

∴四边形DEFG是矩形,

∴DG=EF=3,

∴AG=8+3=11,

∵CE=4,CD=6,

∴FG=DE=6﹣4=2,

Rt△AGF中,由勾股定理得:AF=,

Rt△BEC中,由勾股定理得:BE=,

∴,

故答案为,,;

(2)的大小无变化,理由如下:如图2,连接AC,

∵AB=6,BC=8,EF=3,CE=4,

∴,,

∴,

∵∠CEF=∠ABC=90°,

∴△CEF∽△CBA,

∴,∠ECF=∠ACB,

∴,

∴∠ACF=∠BCE,

∴△ACF∽△BCE,

∴,即的大小无变化;

(3)当△CEF旋转至A,E,F三点共线时,存在两种情况:

①如图3,连接AC,

Rt△ABC中,由勾股定理得:AC==10,

Rt△CEF中,CE=4,EF=3,

∴CF=5,

∴,,

∴,

∵∠FEC=∠ABC,

∴△ABC∽△FEC,

∴∠ACB=∠ECF,

∴∠BCE=∠ACF,

∵,

∴△ACF∽△BCE,

∴,

Rt△AEC中,AE=,

∴AF=AE+EF=+3,

∴BE=;

②如图4,连接AC,

同理得:△AFC∽△BEC,

∴,

AF=AE﹣EF=﹣3,

∴BE=,

综上,BE=或BE=.

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