题目
如图,长方形
ABCD的对角线
AC长为
12,
E在
AD上且满足
DE=31AD,将点
E绕点
D逆时针旋转
90∘得到
F,连接
BF,则
BF的最大值为______.
知识点:四边形综合题章节:未标注
答案与解析
答案
在
BD上取点
G,使
DG=31BD=31AC=31×12=4,连接
GE,
∵DBDG=DADE=31,
∠BDA=∠GDE,
∴△DGE∼△DBA,又四边形
ABCD为矩形,
∴∠DEG=∠DAB=90∘.
将
DG绕点
D逆时针旋转
90∘到
DH,连接
FH,
∵∠BDH=∠ADF=90∘,
∴∠BDH−∠ADH=∠ADF−∠ADH,
DG=DH,
即
∠GDE=∠HDF.
在
△GDE和
△HDF中,
⎩⎨⎧GD=HD∠GDE=∠HDFDE=DF∴△GDE≌△HDF(SAS)∴∠DFH=∠DEG=90∘,
取
DH中点
I,由斜边中线定理知
IF=DI=HI=21DH=2,
从而可知
F点的运动轨迹为以
I为圆心、
IF长为半径的圆,
连接
BI,
在
Rt△BDI中,
BI=BD2+DI2=122+22=148=237,
∴由三角形三边关系可知,
BF⩽BI+IF=237+2,
当且仅当
B、
I、
F三点共线时取等号,
故
BF的最大值为
237+2.
故答案为:
237+2.

解析
在
BD上取点
G,使
DG=31BD=31AC=31×12=4,连接
GE,
∵DBDG=DADE=31,
∠BDA=∠GDE,
∴△DGE∼△DBA,又四边形
ABCD为矩形,
∴∠DEG=∠DAB=90∘.
将
DG绕点
D逆时针旋转
90∘到
DH,连接
FH,
∵∠BDH=∠ADF=90∘,
∴∠BDH−∠ADH=∠ADF−∠ADH,
DG=DH,
即
∠GDE=∠HDF.
在
△GDE和
△HDF中,
⎩⎨⎧GD=HD∠GDE=∠HDFDE=DF∴△GDE≌△HDF(SAS)∴∠DFH=∠DEG=90∘,
取
DH中点
I,由斜边中线定理知
IF=DI=HI=21DH=2,
从而可知
F点的运动轨迹为以
I为圆心、
IF长为半径的圆,
连接
BI,
在
Rt△BDI中,
BI=BD2+DI2=122+22=148=237,
∴由三角形三边关系可知,
BF⩽BI+IF=237+2,
当且仅当
B、
I、
F三点共线时取等号,
故
BF的最大值为
237+2.
故答案为:
237+2.
