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如图,正方形ABCD的边长是2,M是AD的中点,点E从点A出发,沿AB运动到点B...

如图,正方形ABCD的边长是2,M是AD的中点,点E从点A出发,沿AB运动到点B停止,连接EM并延长交射线CD于点F,过M作EF的垂线交射线BC于点G,连接EG、FG.
(1)设AE=x时,△EGF的面积为y,求y关于x的函数关系式,并写出自变量x的取值范围;
(2)P是MG的中点,请直接写出点P的运动路线的长.

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(1)①E、A重合时,三角形EFG的底和高都等于正方形的边长,由此可得到其面积; ②E、A不重合时;易证得△AEM≌△FDM,则EM=FM,由勾股定理易求得EM的长,即可得出EF的长;下面求MG的长,过M作MN⊥BC于N,则AB=MN=2AM,由于∠AME和∠NMG同为∠EMN的余角,由此可证得△AEM∽△NCM,根据相似三角形得到的关于AM、MN、EM、MC的比例关系式,即可求得MG的表达式,进而可由三角形的面积公式求出y、x的函数关系式; (2)可分别作出E、A重合和E、B重合时P点的位置(即P为A与E重合时得到的对应点,P′为E与B重合时的对应点),此时可发现PP′正好是△EGG′的中位线,则P点运动的距离为GG′的一半;Rt△BMG′中,MG⊥BG′,易证得∠MBG=∠GMG′,根据∠MBG的正切值即可得到GG′、GM(即正方形的边长)的比例关系,由此得解. 【解析】 (1)当点E与点A重合时,x=0,y=×2×2=2 当点E与点A不重合时,0<x≤2 在正方形ABCD中,∠A=∠ADC=90° ∴∠MDF=90°,∴∠A=∠MDF 在△AME和△DMF中 , ∴△AME≌△DMF(ASA) ∴ME=MF 在Rt△AME中,AE=x,AM=1,ME= ∴EF=2ME=2 过M作MN⊥BC,垂足为N(如图) 则∠MNG=90°,∠AMN=90°,MN=AB=AD=2AM ∴∠AME+∠EMN=90° ∵∠EMG=90° ∴∠GMN+∠EMN=90° ∴∠AME=∠GMN ∴Rt△AME∽Rt△NMG ∴=,即= ∴MG=2ME=2 ∴y=EF×MG=×2×2=2x2+2 ∴y=2x2+2,其中0≤x≤2;(6分) (2)如图,PP′即为P点运动的距离; 在Rt△BMG′中,MG⊥BG′; ∴∠MBG=∠G′MG=90°-∠BMG; ∴tan∠MBG==2, ∴tan∠GMG′=tan∠MBG==2; ∴GG′=2MG=4; △MGG′中,P、P′分别是MG、MG′的中点, ∴PP′是△MGG′的中位线; ∴PP′=GG′=2; 即:点P运动路线的长为2.(8分)
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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