Question

已知：在正方形ABCD中，M是边BC的中点（如图所示），E是边AB上的一个动点，MF⊥ME，交射线CD于点F，AB=4

已知：在正方形ABCD中，M是边BC的中点（如图所示），E是边AB上的一个动点，MF⊥ME，交射线CD于点F，AB=4，BE=x，CF=y．（1）求y关于x的函数解析式，并写出它的定义域．（2）当点F在边CD上时，四边形AEFD的周长是否随点E的运动而发生变化？请说明理由．（3）当DF=1时，求点A到直线EF的距离．

Answer 1

解：（1）∵四边形ABCD是正方形，
∴∠B=∠C=90°，
∵EM⊥FM，
∴∠EMF=90°，
∴∠BEM+∠BME=90°，∠BME+∠CMF=90°，
∴∠BEM=∠FMC，
∴△BEM∽△CMF，
∴

BE

CM

=

BM

CF

，
∵BM=CM=

1

2

BC=

1

2

×4=2，BE=e，CF=y，
∴xy=4
x的取值范围是0＜x≤4；

（2）不变，
理由是：∵根据勾股定理得：EM²=BE²+BM²=x²+2²=x²+4，FM²=y²+4，
∴EF²=EM²+FM²=x²+4+y²+4=x²+y²+8，
∵xy=4，
∴EF²=（x+y）²，
∴EF=x+y，
∴四边形AEFD的周长是AE+EF+DF+AD=4-x+x+y+4-y+4=12．

（3）解：分为两种情况：①F在线段CD上时，如图备用图，
∵DC=AB=AD=4，DF=1，
∴y=4-1=3，x=

4

y

=

4

3

，EF=x+y=3+

4

3

=

13

3

，
过A作AN⊥EF于N，
则S_△AEF=S_梯形AEFD-S_△ADF=

1

2

（3+4-

4

3

）×4-

1

2

×4×1=

1

2

EF×AN，
∴AN=

8

3

；
②当F在CD的延长线上时，如图，
∵DC=AB=AD=4，DF=1，
∴y=4+1=5，x=

4

5

，EF=x+y=

29

5

，
过A作AN⊥EF于N，
则S_△AEF=S_{正方形ABCD}+S_△ADF-S_梯形BEFC=4×4+

1

2

×4×1-

1

2

×（

4

5

+5）×4=

1

2

EF×AN，
∴AN=

29

64

．