题目内容

【题目】如图1,在中,,,点、分别在边、上,,连结,点、、分别为、、的中点.

(1)观察猜想图1中,线段与的数量关系是_______,位置关系是_______;

(2)探究证明把绕点逆时针方向旋转到图2的位置,连结、、,判断的形状,并说明理由;

(3)拓展延伸把绕点在平面内自由旋转,若,,请直接写出面积的最大值.

【答案】(1),;(2)是等腰直角三角形,理由见解析;(3)面积的最大值为.

【解析】

(1)利用三角形的中位线得出PM=CE,PN=BD,进而判断出BD=CE,即可得出结论,再利用三角形的中位线得出得出,最后用互余即可得出结论;

(2)先判断出,得出,同(1)的方法得出,,即可得出,同(1)的方法即可得出结论;

(3)先判断出最大时,的面积最大,进而求出,,即可得出,最后用面积公式即可得出结论.

解:(1)∵点、是、的中点

∴,

∵点、是、的中点

∴,

∵,

∴

∴

∵

∴

∵

∴

∵

∴

∴

∴

(2)结论:是等腰直角三角形.

证明:由旋转知,

∵,

∴

∴,

∵由三角形中位线的性质可知,,

∴

∴是等腰三角形

∵同(1)的方法得,、

同(1)的方法得, 、

∴

∴

∵

∴

∴

∴是等腰直角三角形;

(3)∵由(2)得,是等腰直角三角形,

∴最大时,的面积最大

∴且在顶点上面时,,连接AM,AN,如图:

∵在中,,

∴

∵在中,,

∴

∴

∴.

故答案是:(1),;(2)是等腰直角三角形,理由见解析;(3)面积的最大值为

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