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如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=,BC=3,△DEF是边长为a(...

如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=manfen5.com 满分网,BC=3,△DEF是边长为a(a为小于3的常数)的等边三角形,将△DEF沿AC方向平移,使点D在线段AC上,DE∥AB,设△DEF与△ABC重叠部分的周长为T.
(1)求证:点E到AC的距离为一个常数;
(2)若AD=manfen5.com 满分网,当a=2时,求T的值;
(3)若点D运动到AC的中点处,请用含a的代数式表示T.

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(1)解直角三角形,求得点E到AC的距离等于a,这是一个定值; (2)如答图2所示,作辅助线,将四边形MDEN分成一个等边三角形和一个平行四边形,求出其周长; (3)可能存在三种情形,需要分类讨论: ①若0<a≤,△DEF在△ABC内部,如答图3所示; ②若<a≤,点E在△ABC内部,点F在△ABC外部,在如答图4所示; ③若<a<3,点E、F均在△ABC外部,如答图5所示. 【解析】 (1)由题意得:tanA===, ∴∠A=60°. ∵DE∥AB, ∴∠CDE=∠A=60°. 如答图1所示,过点E作EH⊥AC于点H, 则EH=DE•sin∠CDE=a•=a. ∴点E到AC的距离为一个常数. (2)若AD=,当a=2时,如答图2所示. 设AB与DF、EF分别交于点M、N. ∵△DEF为等边三角形,∴∠MDE=60°, 由(1)知∠CDE=60°, ∴∠ADM=180°-∠MDE-∠CDE=60°, 又∵∠A=60°, ∴△ADM为等边三角形, ∴DM=AD=. 过点M作MG∥AC,交DE于点G,则∠DMG=∠ADM=60°, ∴△DMG为等边三角形, ∴DG=MG=DM=. ∴GE=DE-DG=2-=. ∵∠MGD=∠E=60°,∴MG∥NE, 又∵DE∥AB, ∴四边形MGEN为平行四边形. ∴NE=MG=,MN=GE=. ∴T=DE+DM+MN+NE=2+++=. (3)若点D运动到AC的中点处,分情况讨论如下: ①若0<a≤,△DEF在△ABC内部,如答图3所示: ∴T=3a; ②若<a≤,点E在△ABC内部,点F在△ABC外部,在如答图4所示: 设AB与DF、EF分别交于点M、N,过点M作MG∥AC交DE于点G. 与(2)同理,可知△ADM、△DMG均为等边三角形,四边形MGEN为平行四边形. ∴DM=DG=NE=AD=,MN=GE=DE-DG=a-, ∴T=DE+DM+MN+NE=a++(a-)+=2a+; ③若<a<3,点E、F均在△ABC外部,如答图5所示: 设AB与DF、EF分别交于点M、N,BC与DE、EF分别交于点P、Q. 在Rt△PCD中,CD=,∠CDP=60°,∠DPC=30°, ∴PC=CD•tan60°=×=. ∵∠EPQ=∠DPC=30°,∠E=60°,∴∠PQE=90°. 由(1)知,点E到AC的距离为a,∴PQ=a-. ∴QE=PQ•tan30°=(a-)×=a-,PE=2QE=a-. 由②可知,四边形MDEN的周长为2a+. ∴T=四边形MDEN的周长-PE-QE+PQ=(2a+)-(a-)-(a-)+(a-)=a+-. 综上所述,若点D运动到AC的中点处,T的关系式为: T=.
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考点分析:
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第一次
第二次
1234
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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