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如图1,一张三角形纸片ABC,∠ACB=90°,AC=8,BC=6,沿斜边AB的中线CD把这张纸片剪成△AC1D1和△BC2D2两个三角形(如图2),将△AC1D1沿直线D2B(AB)方向平移(点A,D1,D2,B始终在同一直线上),当点D1与点B重合时停止平移,在平移的过程中,C1D1与BC2交于点E,AC1与C2D2、C2B分别交于点F、P.
(1)当△AC1D1平移到如图3所示位置时,猜想D1E与D2F的数量关系,并证明你的猜想;
(2)设平移距离D2D1为x,△AC1D1和△BC2D2重叠(阴影)部分面积为y,试求y与x的函数关系式,并写出自变量x的取值范围.精英家教网
分析:(1)根据题意,易得∠C1=∠AFD2;进而可得C1D1=C2D2=BD2=AD1,又因为AD1=BD2,可得答案;
(2)因为在Rt△ABC中,AC=8,BC=6,所以由勾股定理,得AB=10;又因为C2D1=x,所以D1E=BD1=D2F=AD2=5-x,由图形可得阴影部分面积的组成,分别用x表示出其面积可得答案.
解答:解:(1)D1E=D2F,
∵C1D1∥C2D2,
∴∠C1=∠AFD2.
又∵∠ACB=90°,CD是斜边上的中线,
∴DC=DA=DB,即C1D1=C2D2=BD2=AD1,
∴∠C1=∠A,
∴∠AFD2=∠A,
∴AD2=D2F;
同理:BD1=D1E.
又∵AD1=BD2,
∴AD2=BD1.
∴D1E=D2F.

(2)∵在Rt△ABC中,AC=8,BC=6,
∴由勾股定理,得AB=10,
即AD1=BD2=C1D1=C2D2=5;
又∵D2D1=x,
∴D1E=BD1=D2F=AD2=5-x,
∴C2F=C1E=x,
∵在△BC2D2中,C2到BD2的距离就是△ABC的AB边上的高为
24
5
,△BC2D2的面积=
1
2
×
5×
24
5
=12,
∴设△BED1的BD1边上的高为h,
∵C1D1∥C2D2,
∴△BC2D2∽△BED1,
∴
5h
24
=
5-x
5
,
∴h=
24(5-x)
25
,
∴△BED1的面积=
1
2
×
BD1×h=
1
2
×(5-x)
×
24(5-x)
25
=
12
25
(5-x)2,
又∵∠C1+∠C2=90°,
∴∠FPC2=90°;
又∵∠C2=∠B,
∴△C2FP∽△EC1P,
∴C2F:EC1=PF:C1P,
∴PC2=
3
5
x,PF=
4
5
x;
∴△C2FP的面积=
6
25
x2,
故y=△BC2D2的面积-△BED1的面积-△C2FP的面积=-
18
25
x2+
24
5
x.(0≤x≤5)
点评:本题结合图形的平移考查相似三角形的有关知识,平移的基本性质是:①平移不改变图形的形状和大小;②经过平移,对应点所连的线段平行且相等,对应线段平行且相等,对应角相等.本题关键是利用了对应线段平行且相等的性质.
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