题目内容

9.如图,在矩形ABCD中,BC=2AB,点E是BC的中点,连接AE,DE.
(1)请直接写出线段AE与DE的数量关系和位置关系;
(2)若点F,G,H分别是BE,AE,EC的中点,连接GF,GH和DH,请判断线段GH与DH的数量和位置关系,并说明理由;
(3)若以点E为位似中心,作与△EBA位似的△EFG(点F与点B是对应顶点),△EFG与△EBA是位似比为k:1(0<k<1),BC=6,点H在直线BC上,请直接写出当GH=DH且GH⊥DH时,BH的长度(用含k的式子表示).

分析 (1)利用等腰直角三角形的性质得出△ABE≌△DCE,进而得出AE=ED,AE⊥ED;
(2)根据△EGF与△EAB的相似比1:2,得出EH=HC=EC,进而得出△HGF≌△DHC,即可求出GH=HD,GH⊥HD;
(3)根据恰好使GH=HD且GH⊥HD时,得出△GFH≌△HCD,进而得出CH的长.

解答 解:(1)AE=ED,AE⊥ED.理由如下:
∵在矩形ABCD中,BC=2AB,点E是BC的中点,
∴分别BC以为直角顶点的△EAB和△EDC均是等腰三角形,
∴BE=EC=DC=AB,∠B=∠C=90°,
∴在△ABE与△DCE中,
$\left\{\begin{array}{l}{AB=CD}\\{∠B=∠C}\\{BE=CE}\end{array}\right.$,
∴△ABE≌△DCE(SAS),
∴AE=DE,
∠AEB=∠DEC=45°,
∴∠AED=90°,
∴AE⊥ED.
综上所述,AE=ED,AE⊥ED.

(2)由题意,∠B=∠C=90°,AB=BE=EC=DC,
易证△EGF与△EAB的相似比1:2,
∴∠GFE=∠B=90°,GF=$\frac{1}{2}$AB,EF=$\frac{1}{2}$EB,
∴∠GFE=∠C,∴EH=HC=$\frac{1}{2}$EC,
∴GF=HC,FH=FE+EH=$\frac{1}{2}$EB=$\frac{1}{2}$EC=$\frac{1}{2}$BC=EC=CD,
易证△HGF≌△DHC(AAS).
∴GH=HD,∠GHF=∠HDC.
∵∠HDC+∠DHC=90°.
∴∠GHF+∠DHC=90°
∴∠GHD=90°.
∴GH⊥HD.

(3)根据题意得出:∵当GH=HD,GH⊥HD时,
∴∠FHG+∠DHC=90°,
∵∠FHG+∠FGH=90°,
∴∠FGH=∠DHC,
在△HGF与△DHC中,
$\left\{\begin{array}{l}{∠DCH=∠GFH}\\{∠FGH=∠DHC}\\{DH=GH}\end{array}\right.$,
∴△GFH≌△HCD(AAS),
∴CH=FG,
∵EF=FG,
∴EF=CH,
∵△EGF与△EAB的相似比是k:1,BC=6,
∴BE=EC=3,
∴EF=3k,
∴CH的长为3k.
∴BH的长为6-3k.

点评 此题主要考查了位似图形的性质和全等三角形的判定与性质,根据全等三角形的性质得出对应角与对应边之间的关系是解题关键.

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