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在平行四边形ABCD中 过点C作CE⊥CD交AD于点E 将线段EC绕点E逆时针旋转90°得到线段E

时间:2024-06-29 16:21:06

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在平行四边形ABCD中 过点C作CE⊥CD交AD于点E 将线段EC绕点E逆时针旋转90°得到线段E

问题补充:

在平行四边形ABCD中,过点C作CE⊥CD交AD于点E,将线段EC绕点E逆时针旋转90°得到线段EF(如图1)

(1)在图1中画图探究:

①当P为射线CD上任意一点(P1不与C重合)时,连接EP1;绕点E逆时针旋转90°得到线段EG1.判断直线FG1与直线CD的位置关系,并加以证明;

②当P2为线段DC的延长线上任意一点时,连接EP2,将线段EP2绕点E逆时针旋转90°得到线段EG2.判断直线G1G2与直线CD的位置关系,画出图形并直接写出你的结论.

(2)若AD=6,tanB=,AE=1,在①的条件下,设CP1=x,S△P1FG1=y,求y与x之间的函数关系式,并写出自变量x的取值范围.

答案:

解:(1)①直线FG1与直线CD的位置关系为互相垂直.

证明:如图1,设直线FG1与直线CD的交点为H.

∵线段EC、EP1分别绕点E逆时针旋转90°依次得到线段EF、EG1,

∴∠P1EG1=∠CEF=90°,EG1=EP1,EF=EC.

∵∠G1EF=90°-∠P1EF,∠P1EC=90°-∠P1EF,

∴∠G1EF=∠P1EC.

∴△G1EF≌△P1EC.

∴∠G1FE=∠P1CE.

∵EC⊥CD,

∴∠P1CE=90°,

∴∠G1FE=90度.

∴∠EFH=90度.

∴∠FHC=90度.

∴FG1⊥CD.

②按题目要求所画图形见图1,直线G1G2与直线CD的位置关系为互相垂直.

(2)∵四边形ABCD是平行四边形,

∴∠B=∠ADC.

∵AD=6,AE=1,tanB=,

∴DE=5,tan∠EDC=tanB=.

可得CE=4.

由(1)可得四边形EFHC为正方形.

∴CH=CE=4.

①如图2,当P1点在线段CH的延长线上时,

∵FG1=CP1=x,P1H=x-4,

∴S△P1FG1=×FG1×P1H=.

∴y=x2-2x(x>4).

②如图3,当P1点在线段CH上(不与C、H两点重合)时,

∵FG1=CP1=x,P1H=4-x,

∴S△P1FG1=×FG1×P1H=.

∴y=-x2+2x(0<x<4).

③当P1点与H点重合时,即x=4时,△P1FG1不存在.

综上所述,y与x之间的函数关系式及自变量x的取值范围是y=x2-2x(x>4)或y=-x2+2x(0<x<4).

解析分析:(1)①直线FG1与直线CD的位置关系为互相垂直,理由为:△P1EC按要求旋转后得到的△G1EF全等,再结合∠P1CE=∠G1FE=90°去说明;②按题目要求所画图形见图1,直线G1G2与直线CD的位置关系为互相垂直;

(2)①当点P1在线段CH的延长线上时,结合已知说明CE=4,且由四边形FEHC是正方形,得CH=CE=4,再根据题设可得G1F=x.P1H=x-4,进而可得y与x之间的函数关系式;②当点P1在线段CH上时,同理可得FG1=x,P1H=4-x,进而可得y与x之间的函数关系式;③当点P1与点H重合时,说明△P1FG1不存在,再作综合说明即可.

点评:本题着重考查了二次函数解、图形旋转变换、三角形全等、探究垂直的构成情况等重要知识点,综合性强,能力要求较高.考查学生分类讨论,数形结合的数学思想方法.

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