题目内容

如图,已知一个等腰三角形纸片ABC,其中BC=6,AB=AC=5,M为AB上一动点(点M与点A、B不重合),过点M作MN∥BC,交AC于点N,在△AMN中,设MN的长为x,MN上的高为h.
(1)请你用含x的代数式表示h.
(2)将△AMN沿MN折叠,使△AMN落在四边形BCNM所在平面,设点A落在平面的点为A1,△A1MN与四边形BCNM重叠部分的面积为y,
①把y用x表示出来;
②x为何值时,y最大,最大值为多少?
考点:相似形综合题
专题:
分析:(1)过A作AF⊥BC,交BC于点F,交MN于点E,利用勾股定理可求得AF,且△AMN∽△ABC,利用对应高的比等于相似比可找到h和x的关系;
(2)①当M为AB中点即MN为△ABC的中位线时,可求得MN=3,所以当0<x≤3时可知重叠部分恰好为△AMN的面积,可利用(1)中的高表示出面积;当3<x<6时,其重叠部分为一梯形,利用相似比可用x表示出该梯形的底和高,进一步表示出其面积即可;
②利用①中求出的函数关系式,求出两部分的最大值进行比较即可得出y的最大值.
解答:解:(1)如图1,过A作AF⊥BC于F,交MN于E,

∵AB=AC=5,BC=6,
∴BF=3,可求得AF=4,
∵MN∥BC,
∴△AMN∽△ABC,且AE⊥MN,即AE=h,
∴
AE
AF
MN
BC
,即
h
4
=
x
6
,
∴h=
2
3
x;
(2)①当M、N为AB、AC的中点时,可知MN=
1
2
BC=3,
当0<x≤3时,如图2,

则y=S△A1MN=S△AMN=
1
2
MN•h=
1
2
x×
2
3
x=
1
3
x2;
当3<x<6时,如图3,设△A1MN交BC于G、H两点,

则y=S梯形GHNM,
由题意可知A1E=AE=h,
∴A1F=A1A-AF=2h-4,且△A1GH∽△A1MN,
∴
A1F
A1E
=
GH
MN
,即
2h-4
h
=
GH
x
,且h=
2
3
x,
∴
4
3
x-4
2
3
x
=
GH
x
,解得GH=2x-6,且EF=4-h=4-
2
3
x,
∴y=
1
2
(GH+MN)•EF=
1
2
(2x-6+x)(4-
2
3
x)=-x2+8x-12,
综上可知y=
1
3
x2(0<x≤3)
-x2+8x-12(3<x<6)
;
②当0<x≤3时,y随x的增大而增大,
∴当x=3时,ymax=3,
当3<x<6时,y=-(x-4)2+4,
∴当x=4时,ymax=4,
综上可知当x=4时y有最大值,最大值为4.
点评:本题主要考查相似三角形的判定和性质及二次函数的性质、等腰三角形的性质、勾股定理等知识的综合应用,在(1)中利用相似得到对应线段成比例得到关于x和h的式子是解题的关键,在(2)中分两种情况讨论,其中求得梯形的底和高是关键.本题目考查的知识点比较多,运算量也比较大,综合性较强.
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