题目
如图,在
Rt△ABC中,
∠C=90∘,
AC=BC=6,点
D为
AC中点,点
E为边
AB上一动点,点
F为射线
BC上一动点,且
∠FDE=90∘.
(1)当
DF∥AB时,连接
EF,求
∠DEF的余切值;
(2)当点
F在线段
BC上时,设
AE=x,
BF=y,求
y关于
x的函数关系式,并写出
x的取值范围;
(3)连接
CE,若
△CDE为等腰三角形,求
BF的长.
知识点:锐角三角函数的定义、相似三角形的判定与性质章节:第25章 锐角的三角比 / 第1节 锐角的三角比 / 25.1 锐角的三角比的意义
答案与解析
答案
(1)∵AC=BC=6,
∠ACB=90∘,
∴AB=62,
∵DF∥AB,
CD=21AC,
∴DF=21AB=32,
(1分)∴DE=232,
(1分)在
Rt△DEF中,
cot∠DEF=DFDE=32232=21;
(2分)(2)过点
E作
EH⊥AC于点
H,设
AE=x,
∵BC⊥AC,
∴EH∥BC,
∴∠AEH=∠B,
∵∠B=∠A,
∴∠AEH=∠A,
HE=HA=22x,
(1分)∴HD=3−22x
,
又可证
△HDE∽△CFD,
∴CFHD=DCHE,
(1分)∴6−y3−22x=322x,
∴y=−x92+9(2≤x≤32);
(2分)(3)∵CE≥21AB=32>3,
CD=3,
∴CE>CD,
∴若
△DCE为等腰三角形,只有
DC=DE或
ED=EC两种可能.
(1分)当
DC=DE时,点
F在边
BC上,过点
D作
DG⊥AE于点
G(如图①)可得:
AE=2AG=32,即点
E在
AB中点,
∴此时
F与
C重合,
∴BF=6,
(2分)当
ED=EC时,点
F在
BC的延长线上,

过点
E作
EM⊥CD于点
M,
(如图②)可证:
∵EM⊥CD,
∴△DME是直角三角形,
∵DE⊥DF,
∴∠EDM+∠FDC=90∘,
∵∠FDC+∠F=90∘,
∴∠F=∠EDM.
∴△DFC∽△DEM,
∴DMCF=EMCD,
∴23CF=3+233,
∴CF=1,
∴BF=7,
(2分)综上所述,
BF为
6或
7.
解析
(1)∵AC=BC=6,
∠ACB=90∘,
∴AB=62,
∵DF∥AB,
CD=21AC,
∴DF=21AB=32,
(1分)∴DE=232,
(1分)在
Rt△DEF中,
cot∠DEF=DFDE=32232=21;
(2分)(2)过点
E作
EH⊥AC于点
H,设
AE=x,
∵BC⊥AC,
∴EH∥BC,
∴∠AEH=∠B,
∵∠B=∠A,
∴∠AEH=∠A,
HE=HA=22x,
(1分)∴HD=3−22x
,
又可证
△HDE∽△CFD,
∴CFHD=DCHE,
(1分)∴6−y3−22x=322x,
∴y=−x92+9(2≤x≤32);
(2分)(3)∵CE≥21AB=32>3,
CD=3,
∴CE>CD,
∴若
△DCE为等腰三角形,只有
DC=DE或
ED=EC两种可能.
(1分)当
DC=DE时,点
F在边
BC上,过点
D作
DG⊥AE于点
G(如图①)可得:
AE=2AG=32,即点
E在
AB中点,
∴此时
F与
C重合,
∴BF=6,
(2分)当
ED=EC时,点
F在
BC的延长线上,

过点
E作
EM⊥CD于点
M,
(如图②)可证:
∵EM⊥CD,
∴△DME是直角三角形,
∵DE⊥DF,
∴∠EDM+∠FDC=90∘,
∵∠FDC+∠F=90∘,
∴∠F=∠EDM.
∴△DFC∽△DEM,
∴DMCF=EMCD,
∴23CF=3+233,
∴CF=1,
∴BF=7,
(2分)综上所述,
BF为
6或
7.