在Rt△ABC中,∠ACB=90°,tan∠BAC=12.点D在边AC上(不与A,C重合),连接BD,F为BD中点.(1)若过点D
在Rt△ABC中,∠ACB=90°,tan∠BAC=12.点D在边AC上(不与A,C重合),连接BD,F为BD中点.(1)若过点D作DE⊥AB于E,连接CF、EF、CE,...
在Rt△ABC中,∠ACB=90°,tan∠BAC=12.点D在边AC上(不与A,C重合),连接BD,F为BD中点.(1)若过点D作DE⊥AB于E,连接CF、EF、CE,如图1. 设CF=kEF,则k=______;(2)若将图1中的△ADE绕点A旋转,使得D、E、B三点共线,点F仍为BD中点,如图2所示.求证:BE-DE=2CF;(3)若BC=6,点D在边AC的三等分点处,将线段AD绕点A旋转,点F始终为BD中点,求线段CF长度的最大值.
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(1)∵F为BD中点,DE⊥AB,
∴CF=
BD,EF=
BD,
∴CF=EF,
∴k=1;
故答案为1.
(2)如图,过点C作CE的垂线交BD于点G,设BD与AC的交点为Q.
由题意,tan∠BAC=
,
∴
=
=
.
∵D、E、B三点共线,
∴AE⊥DB.
∵∠BQC=∠AQD,∠ACB=90°,
∴∠QBC=∠EAQ.
∵∠ECA+∠ACG=90°,∠BCG+∠ACG=90°,
∴∠ECA=∠BCG.
∴△BCG∽△ACE.
∴
=
=
∴GB=DE.
∵F是BD中点,
∴F是EG中点.
在Rt△ECG中,CF=
EG,
∴BE-DE=EG=2CF;
(3)情况1:如图,当AD=
AC时,取AB的中点M,连接MF和CM,
∵∠ACB=90°,tan∠BAC=
,且BC=6,
∴AC=12,AB=6
.
∵M为AB中点,
∴CM=3
,
∵AD=
AC,
∴AD=4.∵M为AB中点,F为BD中点,
∴FM=
AD=2.
如图:∴当且仅当M、F、C三点共线且M在线段CF上时CF最大,
此时CF=CM+FM=2+3
.
情况2:如图,当AD=
AC时,取AB的中点M,连接MF和CM,
类似于情况1,可知CF的最大值为4+3
.
综合情况1与情况2,可知当点D在靠近点C的
三等分点时,线段CF的长度取得最大值为4+3
∴CF=
1 |
2 |
1 |
2 |
∴CF=EF,
∴k=1;
故答案为1.
(2)如图,过点C作CE的垂线交BD于点G,设BD与AC的交点为Q.
由题意,tan∠BAC=
1 |
2 |
∴
BC |
AC |
DE |
AE |
1 |
2 |
∵D、E、B三点共线,
∴AE⊥DB.
∵∠BQC=∠AQD,∠ACB=90°,
∴∠QBC=∠EAQ.
∵∠ECA+∠ACG=90°,∠BCG+∠ACG=90°,
∴∠ECA=∠BCG.
∴△BCG∽△ACE.
∴
BC |
AC |
GB |
AE |
1 |
2 |
∴GB=DE.
∵F是BD中点,
∴F是EG中点.
在Rt△ECG中,CF=
1 |
2 |
∴BE-DE=EG=2CF;
(3)情况1:如图,当AD=
1 |
3 |
∵∠ACB=90°,tan∠BAC=
1 |
2 |
∴AC=12,AB=6
5 |
∵M为AB中点,
∴CM=3
5 |
∵AD=
1 |
3 |
∴AD=4.∵M为AB中点,F为BD中点,
∴FM=
1 |
2 |
如图:∴当且仅当M、F、C三点共线且M在线段CF上时CF最大,
此时CF=CM+FM=2+3
5 |
情况2:如图,当AD=
2 |
3 |
类似于情况1,可知CF的最大值为4+3
5 |
综合情况1与情况2,可知当点D在靠近点C的
三等分点时,线段CF的长度取得最大值为4+3