题目内容

【题目】如图,矩形ABCD,AB=2,BC=10,点E为AD上一点,且AE=AB,点F从点E出发,向终点D运动,速度为1cm/s,以BF为斜边在BF上方作等腰直角△BFG,以BG,BF为邻边作BFHG,连接AG.设点F的运动时间为t秒.

(1)试说明:△ABG∽△EBF;

(2)当点H落在直线CD上时,求t 的值;

(3)点F从E运动到D的过程中,直接写出HC的最小值.

【答案】(1)证明见解析;(2);(3)HC最小值是

【解析】

(1)根据两边成比例夹角相等即可证明两三角形相似;

(2)构建如图2平面直角坐标系,作HM⊥AD于M,GN⊥AD于N.设AM交BG于K.首先证明△GFN≌△FHM,想办法求出点H的坐标,构建方程即可解决问题;

(3)由(2)可知H(2t,4t),令x=2t,y=4t,消去t得到y.推出点H在直线y上运动,根据垂线段最短即可解决问题.

(1)如图1.

∵△ABE,△BGF都是等腰直角三角形,∴.

∵∠ABE=∠GBF=45°,∴∠ABG=∠EBF,∴△ABG∽△EBF.

(2)如图2构建如图平面直角坐标系,作HM⊥AD于M,GN⊥AD于N.设AM交BG于K.

∵△GFH是等腰直角三角形,∴FG=FH,∠GNF=∠GFH=∠HMF=90°,∴∠GFN+∠HFM=90°,∠HFM+∠FHM=90°,∴∠GFN=∠FHM,∴△GFN≌△FHM,∴GN=FM,FN=HM.

∵△ABG∽△EBF,∴,∠AGB=∠EFB.

∵∠AKG=∠BKF,∴∠GAN=∠KBF=45°.

∵EF=t,∴AGt,∴AN=GN=FMt,∴AM=2t,HM=FN=2t,∴H(2t,4t),当点H在直线CD上时,2t=10,解得:t.

(3)由(2)可知H(2t,4t),令x=2t,y=4t,消去t得到y,∴点H在直线y上运动,如图3,作CH垂直直线y垂足为H.

根据垂线段最短可知,此时CH的长最小,易知直线CH的解析式为y=﹣3x+30,由,解得:,∴H(8,6).

∵C(10,0),∴CH,∴HC最小值是2.

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