Question

如图，等边△ABC中，AB=6，将一直角三角板DEF的60°角的顶点E置于边BC上移动（不与B、C重合），移动过程

如图，等边△ABC中，AB=6，将一直角三角板DEF的60°角的顶点E置于边BC上移动（不与B、C重合），移动过程中，始终满足直角边DE经过点A，斜边EF交AC于点G．（1）求证：△ABE∽△ECG；（2）探究：在点E移动过程中，两三角形重叠部分能否构成等腰三角形？（3）当线段AG最短时，求重叠部分的面积．

Answer 1

解答：（1）证明：∵△ABC是等边三角形，
∴∠B=∠C=∠AEG=60°，
∴∠AEB+∠CEG=180°-∠AEG=120°，∠AEB+∠BAE+=180°-∠B=120°，
∴∠BAE=∠CEG，
∵∠B=∠C，
∴△ABE∽△ECG；

（2）解：在点E移动过程中，两三角形重叠部分不能构成等腰三角形，
理由是：∵△ABC是等边三角形，
∴∠B=∠C=∠BAC=60°，
∵∠AEG=60°，∠AGE＞∠C，
∴∠AGE＞∠AEG，
∴AE＞AG，即AE和AG不相等；
∵∠EAG＜∠BAC，∠AGE＞∠C，∠BAC=∠C=60°，
∴∠EAG＜∠AGE，
∴AE＞EG，即AE和EG不相等；
∵∠EAG＜∠BAC，∠BAC=∠AEG=60°，
∴∠AEG＜∠EAG，
∴AG＞EG，即AG和EG不相等，
即在点E移动过程中，两三角形重叠部分不能构成等腰三角形；

（3）解：设BE=x，则CE=6-x，
∵△ABE∽△ECG，
∴

CG

BE

=

CE

AB

，
∴

CG

x

=

6?x

6

，
∴CG=-

1

6

x²+x=-

1

6

（x-3）²+

3

2

，
∴当x=3时，CG最长为

3

2

，AG最短为6-

3

2

=4.5，
又∵当BE=3时，点E为BC的中点，
∴AE⊥BC，
∴∠AEC=90°，
∵∠AEF=60°=∠C，
∴∠CEG=30°，
∴∠EGC=180°-60°-30°=90°，
∴EF⊥AC，
∴EG=CE?sin60°=

3 3

2

，
∴S_△AEG=

1

2

×

3 3

2

×

9

2

=

27 3

8

．