【题目】如图,菱形ABCD中,∠B=60°,AB=3cm,过点A作∠EAF=60°,分别交DC,BC的延长线于点E,F,连接EF.
(1)如图1,当CE=CF时,判断△AEF的形状,并说明理由;
(2)若△AEF是直角三角形,求CE,CF的长度;
(3)当CE,CF的长度发生变化时,△CEF的面积是否会发生变化,请说明理由.
【答案】(1) △AEF是等边三角形,证明见解析;(2) CF=,CE=6或CF=6,CE=;(3) △CEF的面积不发生变化,理由见解析.
【解析】
(1)证明△BCE≌△DCF(SAS),得出∠BE=DF,CBE=∠CDF,证明△ABE≌△ADF(SAS),得出AE=AF,即可得出结论;
(2)分两种情况:①∠AFE=90°时,连接AC、MN,证明△MAC≌△NAD(ASA),得出AM=AN,CM=DN,证出△AMN是等边三角形,得出AM=MN=AN,设AM=AN=MN=m,DN=CM=b,BM=CN=a,证明△CFN∽△DAN,得出,得出FN=,AF=m+,同理AE=m+,在Rt△AEF中,由直角三角形的性质得出AE=2AF,得出m+=2(m+),得出b=2a,因此,得出CF=AD=,同理CE=2AB=6;
②∠AEF=90°时,同①得出CE=AD=,CF=2AB=6;
(3)作FH⊥CD于H,如图4所示:由(2)得BM=CN=a,CM=DN=b,证明△ADN∽△FCN,得出,由平行线得出∠FCH=∠B=60°,△CEM∽△BAM,得出,得出,求出CF×CE=AD×AB=3×3=9,由三角函数得出CH=CF×sin∠FCH=CF×sin60°=CF,即可得出结论.
解:(1)△AEF是等边三角形,理由如下:
连接BE、DF,如图1所示:
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC=DC=AD,∠ABC=∠ADC,
在△BCE和△DCF中,,
∴△BCE≌△DCF(SAS),
∴∠BE=DF,CBE=∠CDF,
∴∠ABC+∠CBE=∠ADC+∠CDF,
即∠ABE=∠ADF,
在△ABE和△ADF中,,
∴△ABE≌△ADF(SAS),
∴AE=AF,又∵∠EAF=60°,
∴△AEF是等边三角形;
(2)分两种情况:
①∠AFE=90°时,连接AC、MN,如图2所示:
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC=DC=AD=3,∠D=∠B=60°,AD∥BC,AB∥CD,
∴△ABC和△ADC是等边三角形,
∴AC=AD,∠ACM=∠D=∠CAD=60°=∠EAF,
∴∠MAC=∠NAD,
在△MAC和△NAD中,,
∴△MAC≌△NAD(ASA),
∴AM=AN,CM=DN,
∵∠EAF=60°,
∴△AMN是等边三角形,
∴AM=MN=AN,
设AM=AN=MN=m,DN=CM=b,BM=CN=a,
∵CF∥AD,
∴△CFN∽△DAN,
∴,
∴FN=,
∴AF=m+,
同理:AE=m+,
在Rt△AEF中,∵∠EAF=60°,
∴∠AEF=30°,
∴AE=2AF,
∴m+=2(m+),
整理得:b2﹣ab﹣2a2=0,
(b﹣2a)(b+a)=0,
∵b+a≠0,
∴b﹣2a=0,
∴b=2a,
∴=,
∴CF=AD=,
同理:CE=2AB=6;
②∠AEF=90°时,连接AC、MN,如图3所示:
同①得:CE=AD=,CF=2AB=6;
(3)当CE,CF的长度发生变化时,△CEF的面积不发生变化;理由如下:
作FH⊥CD于H,如图4所示:
由(2)得:BM=CN=a,CM=DN=b,
∵AD∥CF,
∴△ADN∽△FCN,
∴,
∵CE∥AB,
∴∠FCH=∠B=60°,△CEM∽△BAM,
∴,
∴,
∴CF×CE=AD×AB=3×3=9,
∵CH=CF×sin∠FCH=CF×sin60°=CF,
△CEF的面积=CE×FH=CE×CF=×9×=,∴△CEF的面积是定值,不发生变化.
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【题目】定义:如果三角形的两个内角与满足,那么称这样的三角形为“类直角三角形”.
尝试运用
(1)如图1,在中,,,,是的平分线.
①证明是“类直角三角形”;
②试问在边上是否存在点(异于点),使得也是“类直角三角形”?若存在,请求出的长;若不存在,请说明理由.
类比拓展
(2)如图2,内接于,直径,弦,点是弧上一动点(包括端点,),延长至点,连结,且,当是“类直角三角形”时,求的长.
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【题目】数学兴趣小组研究某型号冷柜温度的变化情况,发现该冷柜的工作过程是:当温度达到设定温度时,制冷停止,此后冷柜中的温度开始逐渐上升,当上升到时,制冷开始,温度开始逐渐下降,当冷柜自动制冷至时,制冷再次停止,……,按照以上方式循环进行.
同学们记录了44内15个时间点冷柜中的温度随时间的变化情况,制成下表:
(1)通过分析发现,冷柜中的温度是时间的函数.
①当时,写出一个符合表中数据的函数解析式 ;
②当时,写出一个符合表中数据的函数解析式 ;
(2)的值为 ;
(3)如图,在直角坐标系中,已描出了上表中部分数据对应的点,请描出剩余对应的点,并画出时温度随时间变化的函数图象.
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【题目】六一儿童节,小文到公园游玩.看到公园的一段人行弯道MN(不计宽度),如图,它与两面互相垂直的围墙OP、OQ之间有一块空地MPOQN(MP⊥OP,NQ⊥OQ),他发现弯道MN上任一点到两边围墙的垂线段与围墙所围成的矩形的面积都相等,比如:A、B、C是弯道MN上的三点,矩形ADOG、矩形BEOH、矩形CFOI的面积相等.爱好数学的他建立了平面直角坐标系(如图),图中三块阴影部分的面积分别记为S1、S2、S3,并测得S2=6(单位:平方米).OG=GH=HI.
(1)求S1和S3的值;
(2)设T(x,y)是弯道MN上的任一点,写出y关于x的函数关系式;
(3)公园准备对区域MPOQN内部进行绿化改造,在横坐标、纵坐标都是偶数的点处种植花木(区域边界上的点除外),已知MP=2米,NQ=3米.问一共能种植多少棵花木?
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【题目】函数y=kx,y=,y=的图象如图所示,下列判断正确的有_____.(填序号)①k,a,b都是正数;②函数y=与y=的图象会出现四个交点;③A,D两点关于原点对称;④若B是OA的中点,则a=4b.
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【题目】如图,矩形ABCD中,AB=4,BC=2,O为对角线AC的中点,点P、Q分别从A和B两点同时出发,在边AB和BC上匀速运动,并且同时到达终点B、C,连接PO、QO并延长分别与CD、DA交于点M、N.在整个运动过程中,图中阴影部分面积的大小变化情况是( )
A. 一直增大 B. 一直减小 C. 先减小后增大 D. 先增大后减小
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【题目】将一个直角三角形纸片放置在平面直角坐标系中,已知点,点,点.是边上的一动点(点不与点、重合),沿着折叠该纸片,得点的对应点.
(1)如图1,当点在第一象限,且满足时,求点的坐标;
(2)如图2,当为中点时,求的长;
(3)当时,直接写出点的坐标.
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【题目】如图,点是反比例函数图象上的一点,过点作轴于点,连接,的面积为2.点的坐标为.若一次函数的图象经过点,交双曲线的另一支于点,交轴点.
(1)求反比例函数和一次函数的解析式;
(2)若为轴上的一个动点,且的面积为5,请求出点的坐标.
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【题目】如图,已知直线与x轴、y轴相交于P、Q两点,与的图象相交于两点,连接OA,OB,给出下列结论:①;②;③;④不等式的解集是或,其中正确的是( )
A.②③B.③④C.①②③④D.②③④
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