题目内容

16.如图,菱形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,AC=6,BD=8.点E为AD边上一动点,点F为CD边上一动点,且满足∠EOF=∠DAC,点E、F关于直线AC的对称点为G、H.
(1)求证:△AOE∽△CFO;
(2)若线段AE=x,四边形AGOE与四边形CHOF的面积和为S.
①求S关于x的函数表达式,并写出自变量x的取值范围;
②当S=$\frac{72}{5}$时,线段EF的长.

分析 (1)根据菱形的性质得到AD=CD得到∠DAC=∠DCA,根据三角形的内角和和平角的定义得到∠FOC=∠AEO,于是得到结论;
(2)根据菱形的性质得到AO=3,BO=4,由勾股定理得到AD=CD=5,过O作OM⊥AD,ON⊥CD,根据三角形的面积公式得到OM=ON=$\frac{12}{5}$,根据相似三角形的性质得到CF=$\frac{9}{x}$,根据轴对称的性质得到S△AOG=S△AOE,S△COH=S△COF,于是得到结论;②当S=$\frac{72}{5}$时,求得x=3,得到AE=CF=3,DE=DF=2,根据相似三角形的判定和性质即刻得到结论.

解答 (1)证明:在菱形ABCD中,
∵AD=CD
∴∠DAC=∠DCA,
∵∠EOF=∠DAC,
∴∠AEO=180°-∠EAO-∠AOE,∠FOC=180°-∠AOE-∠EOF,
∴∠FOC=∠AEO,
∴△AOE∽△CFO;

(2)解:在菱形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,AC=6,BD=8,
∴AO=3,BO=4,
∴AD=CD=5,
过O作OM⊥AD,ON⊥CD,
∴OM=ON=$\frac{12}{5}$,
∵△AOE∽△CFO,
∴$\frac{AE}{OC}=\frac{AO}{CF}$,
∴CF=$\frac{9}{x}$,
∵点E、F关于直线AC的对称点为G、H,
∴S△AOG=S△AOE,S△COH=S△COF,
∵①S△AOE=$\frac{6}{5}$x,S△COF=$\frac{54}{5x}$,
∴S=$\frac{12}{9}$($\frac{9}{x}$+x)($\frac{9}{5}≤x≤5$),
②当S=$\frac{72}{5}$时,x=3,
∴AE=CF=3,DE=DF=2,
∴$\frac{DE}{AD}=\frac{DF}{CD}$,∠ADC=∠EDF,
∴△DEF∽△ADC,
∴$\frac{EF}{6}=\frac{2}{5}$,
∴EF=$\frac{12}{5}$.

点评 本题考查了相似三角形的判定和性质,菱形的性质,轴对称的性质,求函数的解析式,熟练掌握相似三角形的性质是解题的关键.

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