题目内容

16.如图,在△ABC中,∠C=90°,AC=BC=4,D是AB的中点,E,F两点分别在AC,BC边上运动 (点E不与点A、C重合),且保持AE=CF,连接DE、DF、EF.在此运动变化的过程中,有下列结论:
①四边形CEDF不可能为正方形;
②△DFE是等腰直角三角形;
③四边形CEDF的面积随点E位置的改变而发生变化;
④点C到线段EF的最大距离为$\sqrt{2}$.
其中正确结论有(  )
A.1个B.2个C.3个D.4个

分析 ①当E为AC中点,F为BC中点时,四边形CEDF为正方形;
②作常规辅助线连接CD,由SAS定理可证△CDF和△ADE全等,从而可证∠EDF=90°,DE=DF.所以△DFE是等腰直角三角形;
③由②△ADE≌△CDF,就有S△ADE=S△CDF,再通过等量代换就可以求出结论;
④△DEF是等腰直角三角形,$\sqrt{2}$DE=EF,当DF与BC垂直,即DF最小时,FE取最小值2$\sqrt{2}$,此时点C到线段EF的最大距离.

解答 解:①当E、F分别为AC、BC中点时,四边形CDFE是正方形,
所以四边形CEDF可以为正方形,故选项①错误;
连接CD,
∵△ABC是等腰直角三角形,
∴∠DCB=∠A=45°,CD=AD=DB;
∵在△ADE和△CDF中,
$\left\{\begin{array}{l}{AE=CF}\\{∠A=∠DCF}\\{AD=CD}\end{array}\right.$
∴△ADE≌△CDF(SAS);
∴ED=DF,∠CDF=∠EDA;
∵∠ADE+∠EDC=90°,
∴∠EDC+∠CDF=∠EDF=90°,
∴△DFE是等腰直角三角形.故选项②正确;
③∵△ADE≌△CDF,
∴S△ADE=S△CDF.
∵S四边形CEDF=S△CED+S△CFD,
∴S四边形CEDF=S△CED+S△AED,
∴S四边形CEDF=S△ADC.
∵S△ADC=$\frac{1}{2}$S△ABC=4.
∴四边形CEDF的面积是定值4,
∴四边形CEDF的面积不随点E位置的改变而发生变化,故选项③错误;
④设C到EF的距离为d,CF=x,
∵△DEF是等腰直角三角形,故D到EF的距离为$\frac{1}{2}$,
又四边形CEDF的面积是定值4,
故S四边形CEDF=S△CEF+S△FED=$\frac{EF}{2}$=4
d=$\frac{8}{EF}$,当EF越小,则减数越大,被减数越小,d越大;
由勾股定理可知EF2=x2+(4-x)2=2(x-2)2+8(0<x<4)
故x=2时,EF取最小值=$\sqrt{8}$=2$\sqrt{2}$,
代入解得:d=$\sqrt{2}$.故选项④正确.
故选B.

点评 本题主要考查了全等三角形的判定与性质以及正方形、等腰三角形、直角三角形性质等知识,根据图形利用割补法可知四边形CEDF的面积等于正方形CMDN面积是解题关键.

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