题目内容

【题目】如图,在正方形ABCD中,AB=,E是AD边上的一点(点E与点A和点D不重合),BE的垂直平分线交AB于点M,交DC于点N.

(1)证明:MN = BE.

(2)设AE=,四边形ADNM的面积为S,写出S关于的函数关系式.

(3)当AE为何值时,四边形ADNM的面积最大?最大值是多少?

【答案】(1)证明见解析;(2)S=-x2+x+2;(3)当AE =1时,四边形ADNM的面积S的值最大,最大值是.

【解析】

(1)作辅助线ME、MN,由SAS证明△EBA≌△MNF,从而得证;

(2)连接ME,构造出直角三角形△AME,在Rt△AME中,AE=x,ME=MB=2-AM,可得(2-AM)2=x2+AM2,解得AM,由(1)△EBA≌△MNF,可得EA=MF,由此DN=AF=AM+MF=AM+AE,即可求得四边形ADNM的面积为-x2+x+2;

(3)根据(2)的答案,利用二次函数的最值问题即可求出.

(1)设MN交BE于P,根据题意,得MN⊥BE,

过N作AB的垂线交AB于F,

在Rt△AEB和Rt△MNF中,

∠MBP+∠BMN=90°,∠FNM+∠BMN=90°,

∴∠MBP=∠MNF,

又AB=FN,

∴Rt△EBA≌Rt△MNF,故MN=BE;

(2)连接ME,

根据题意,得MB=ME,

在Rt△AME中,AE=x,ME=MB=2-AM,

∴(2-AM)2=x2+AM2,

解得AM=1-x2,

由(1)△EBA≌△MNF,

∴EA=MF,

∴DN=AF=AM+MF=AM+AE,

∴四边形ADNM的面积S=×AD=×2=2AM+AE=2(1-x2)+x=-x2+x+2,

即所求关系式为S=-x2+x+2;

(3)s=-x2+x+2=-(x2-2x+1)+=-(x-1)2+,

故当AE=x=1时,四边形ADNM的面积S的值最大,最大值是.

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