题目内容
【题目】如图l,四边形
中,
,
为
的中点,
为
上一动点,连接
并延长至点
,使得
,连接
、
、
、
.
![]()
(1)四边形
一定是___________(提醒你:填特殊四边形的名称);
(2)如图2,若
,
,
,是否存在这样的点
,使得四边形
为菱形,若存在,计算菱形
的面积;若不存在,请说明理由.
(3)如图3,若
,
,
(
),是否存在这样的点
,使得四边形
为矩形,若存在,请求出
的最大值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)见解析;(2)存在点
,使得四边形
为菱形,菱形
的面积为45;(3)存在点
,使得四边形
为矩形,EF最大值为![]()
【解析】
(1)根据对角线互相平分的四边形是平行四边形即可证明;(2)根据菱形定义可得DF=CF,根据勾股定理列方程求AF长,根据全等可证出∠DFC=90°,从而得四边形DFCG是正方形,根据面积公式求解;(3)根据矩形定义可得∠DFC=90°,根据相似得对应边成比例,列出m与AF长的关系,利用二次函数的最值问题确定m的最大值,再根据勾股定理求得DC长,即为EG长,从而确定EF的长.
解:(1)四边形DFCG一定是平行四边形,理由如下:
∵E为DC的中点,
∴DE=CE,
∵EG=FE,
∴四边形DFCG是平行四边形.
(2)存在点F,使得四边形
为菱形,理由如下:
如图2, ∵四边形
是平行四边形,
∴当DF=FC时,四边形
是菱形,
∴AD2+AF2=BC2+BF2,
∴32+AF2=62+(9-AF)2
解得,AF=6,
∴AF=BC=6,AD=BF=3,∠A=∠B=90°,
∴△ADF≌CFB,
∴∠AFD=∠BCF,
∵∠BCF+∠BFC=90°,
∴∠AFD+∠BFC=90°,
∴∠DFC=90°,
∴四边形
是正方形,
∴S四边形DFCG=DF2=AD2+AF2=32+62=45.
即当AF=6时,四边形
是菱形,且面积为45.
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(3)存在点F,使得四边形
为矩形,理由如下:
如图3, ∵四边形
是平行四边形,
∴当∠DFC=90°时,四边形
是矩形,
∴∠DFA+∠BFC=90°,
∵∠ADF+∠AFD=90°,
∴∠ADF=∠BFC,
∵∠A=∠B=90°,
∴△ADF∽△BFC,
∴
设AF=x,
∴
,
∴
,
∵m与x成二次函数关系,且a=
,
∴抛物线开口向下,m有最大值,
∴当x=
时,m的最大值为
.
作DM⊥BC,垂足为M,由勾股定理得,DC2=DM2+CM2
∴当m为最大值时,DC长最大为
,
∵四边形
是矩形
∴EG=DC,
∴EF的最大值为
.