题目内容

【题目】如图,在矩形ABCD中,AB=4,BC=5,E是BC边上的一个动点,DF⊥AE,垂足为点F,连结CF

(1)若AE=BC

①求证:△ABE≌△DFA;②求四边形CDFE的周长;③求tan∠FCE的值;

(2)探究:当BE为何值时,△CDF是等腰三角形.

【答案】(1)①证明见解析;②12;③;(2)当BE为3或2.5或2时,△CDF是等腰三角形.

【解析】

(1)①如图1中,根据AAS证明:△ABE≌△DFA即可.

②利用勾股定理求出BE,即可解决问题.

③如图2中,过点F作FM⊥BC于点M.求出FM,MC即可解决问题.

(2)分三种情形分别求解即可解决问题.

解:(1)①如图1中,

∵四边形ABCD是矩形,

∴AD=BC,AD∥BC,∠B=90°,∴∠AEB=∠DAF.

∵DF⊥AE,∴∠AFD=90°.

∴∠B=∠AFD=90°,

又∵AE=BC,

∴AE=AD,

∴△ABE≌△DFA(AAS).

②如图1中,在Rt△ABE中,∠B=90°,

根据勾股定理,得 BE==3,

∵△ABE≌△DFA,

∴DF=AB=DC=4,AF=BE=3.

∵AE=BC=5,∴EF=EC=2,

∴四边形CDFE的周长=2(DC+EC)=2×(4+2)=12.

③如图2中,过点F作FM⊥BC于点M.

,

在Rt△FME中, ,

,

在Rt△FMC中, .

(2)如图3﹣1中,当DF=DC时,则DF=DC=AB=4.

∵∠AEB=∠DAF,∠B=∠AFD=90°,

∴△ABE≌△DFA(AAS).

∴AE=AD=5,

由②可知,BE=3,∴当BE=3时,△CDF是等腰三角形.…

如图3﹣2中,当CF=CD时,过点C作CG⊥DF,垂足为点H,交AD于点G,

则CG∥AE,DH=FH.

∴AG=GD=2.5.

∵CG∥AE,AG∥EC,

∴四边形AECG是平行四边形,

∴EC=AG=2.5,∴当BE=2.5时,△CDF是等腰三角形.…

如图3﹣中,当FC=FD时,过点F作FQ⊥DC,垂足为点Q.

则AD∥FQ∥BC,DQ=CQ,

∴AF=FE=AE.

∵∠B=∠AFD=90°,∠AEB=∠DAF,

∴△ABE∽△DFA,

∴,即AD×BE=AF×AE.

设BE=x,

∴5x=,

解得x1=2,x2=8(不符合题意,舍去)

∴当BE=2时,△CDF是等腰三角形.

综上所述,当BE为3或2.5或2时,△CDF是等腰三角形.

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