当∠ADM=90°时,根据AM2=AD2+DM2,计算即可.
(2)连接CD.首先利用勾股定理求出CD1,再利用全等三角形的性质证明BD2=CD1即可.
【解答】解:(1)①AM=AD+DM=40,或AM=AD﹣DM=20. ②显然∠MAD不能为直角.
当∠AMD为直角时,AM2=AD2﹣DM2=302﹣102=800, ∴AM=20
或(﹣20
舍弃).
当∠ADM=90°时,AM2=AD2+DM2=302+102=1000, ∴AM=10
或(﹣10
舍弃).
或10
.
综上所述,满足条件的AM的值为20
(2)如图2中,连接CD.
由题意:∠D1AD2=90°,AD1=AD2=30, ∴∠AD2D1=45°,D1D2=30∵∠AD2C=135°, ∴∠CD2D1=90°, ∴CD1=
=30
, ,
∵∠BAC=∠A1AD2=90°,
∴∠BAC﹣∠CAD2=∠D2AD1﹣∠CAD2, ∴∠BAD1=∠CAD2, ∵AB=AC,AD2=AD1, ∴△BAD2≌△CAD1(SAS), ∴BD2=CD1=30
.
【点评】本题属于四边形综合题,考查了等腰直角三角形的性质,勾股定理,全等三角形的判定和性质等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造全等三角形解决问题,
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属于中考常考题型.
24.(14分)如图,矩形ABCD中,AB=a,BC=b,点M,N分别在边AB,CD上,点E,F分别在边BC,AD上,MN,EF交于点P,记k=MN:EF. (1)若a:b的值为1,当MN⊥EF时,求k的值. (2)若a:b的值为,求k的最大值和最小值.
(3)若k的值为3,当点N是矩形的顶点,∠MPE=60°,MP=EF=3PE时,求a:b的值.
【分析】(1)作EH⊥BC于H,MQ⊥CD于Q,设EF交MN于点O.证明△FHE≌△MQN(ASA),即可解决问题. (2)由题意:2a≤MN≤k的值最大最大值=
.
(3)连接FN,ME.由k=3,MP=EF=3PE,推出由△PNF∽△PME,推出
=
=
=3,推出
=
=2,
a,a≤EF≤
a,当MN的长取最大时,EF取最短,此时
,当MN的最短时,EF的值取最大,此时k的值最小,最小值为
=2,ME∥NF,设PE=2m,则PF=4m,MP=6m,
NP=12m,接下来分两种情形①如图2中,当点N与点D重合时,点M恰好与B重合.②如图3中,当点N与C重合,分别求解即可. 【解答】解:(1)如图1中,
作EH⊥BC于H,MQ⊥CD于Q,设EF交MN于点O. ∵四边形ABCD是正方形, ∴FH=AB,MQ=BC,
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∵AB=CB, ∴EH=MQ, ∵EF⊥MN, ∴∠EON=90°, ∵∠ECN=90°,
∴∠MNQ+∠CEO=180°,∠FEH+∠CEO=180° ∴∠FEH=∠MNQ,∵∠EHF=∠MQN=90°, ∴△FHE≌△MQN(ASA), ∴MN=EF, ∴k=MN:EF=1.
(2)∵a:b=1:2, ∴b=2a, 由题意:2a≤MN≤
a,a≤EF≤
a,
, .
∴当MN的长取最大时,EF取最短,此时k的值最大最大值=当MN的最短时,EF的值取最大,此时k的值最小,最小值为
(3)连接FN,ME. ∵k=3,MP=EF=3PE, ∴∴
==
=3,
=2,∵∠FPN=∠EPM,
∴△PNF∽△PME, ∴
=
=2,ME∥NF,
设PE=2m,则PF=4m,MP=6m,NP=12m,
①如图2中,当点N与点D重合时,点M恰好与B重合.作FH⊥BD于H.
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∵∠MPE=∠FPH=60°, ∴PH=2m,FH=2∴=
②如图3中,当点N与C重合,作EH⊥MN于H.则PH=m,HE=
m,
=
=
m,DH=10m, .
∴HC=PH+PC=13m, ∴tan∠HCE=∵ME∥FC,
∴∠MEB=∠FCB=∠CFD, ∵∠B=∠D, ∴△MEB∽△CFD, ∴
=
=2, =
=
, 或
.
=
=
,
∴=
综上所述,a:b的值为
【点评】本题属于相似形综合题,考查了正方形的性质,全等三角形的判定和性质,矩形的性质,相似三角形的判定和性质等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造直角三角形解决问题,学会用分类讨论的思想思考问题,属于中考压轴题.
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