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4. 如图,在$Rt\triangle ABC$中,$\angle ABC = 90^{\circ}$,$BC = 5$,$\tan A = \frac{1}{2}$,点$D$,$E$分别在$AB$,$AC$边上,将$\triangle ADE$沿$DE$翻折得到$\triangle A'DE$,$A'E$与$AB$相交于点$F$,$A'D \perp AB$. 若$\triangle BEF$与$\triangle BCE$面积相等,$AD$的长为( )

A.$3\sqrt{2}$
B.$\frac{10}{3}$
C.$\sqrt{5} + 1$
D.$2\sqrt{3}$
A.$3\sqrt{2}$
B.$\frac{10}{3}$
C.$\sqrt{5} + 1$
D.$2\sqrt{3}$
答案:
4.B [解析] 解直角三角形+折叠的性质+全等三角形的判定与性质
第1步,作EH⊥AB,证明△EDH为等腰直角三角形,得EH = DH,结合tanA = $\frac{1}{2}$,可得A'D = AD = DH = EH
如图,过点E作EH⊥AB于点H(巧作辅助线:作垂线,构造直角三角形,为通过解直角三角形求线段长做准备)(技巧:当题目已知三角函数值求线段长时,首先考虑是否需要以已知角为三角形的一个内角,通过作垂线构造直角三角形求线段长)。
∵A'D⊥AB,
∴∠A'DA = 90°。由折叠的性质可得AD = A'D,∠ADE = ∠A'DE = $\frac{360°−90°}{2}$ = 135°,
∴∠EDH = 45°。
∴△EDH为等腰直角三角形。
∴EH = DH。在Rt△AEH中,tanA = $\frac{EH}{AH}$ = $\frac{1}{2}$,
∴AH = 2EH。
∴A'D = AD = DH = EH。
第2步,根据AAS证明△DFA'≌△HFE
设A'D = AD = DH = EH = x,则DF = FH = $\frac{1}{2}$x。在Rt△ABC中,tanA = $\frac{BC}{AB}$ = $\frac{1}{2}$,
∴AB = 2BC = 10。
∴BF = AB−AD−DF = 10−$\frac{3}{2}$x,BH = AB−AD−DH = 10−2x。
∴$S_{△BEF}$ = $\frac{1}{2}$BF⋅EH = $\frac{1}{2}$(10−$\frac{3}{2}$x)⋅x,$S_{△BCE}$ = $\frac{1}{2}$BC⋅BH = $\frac{5}{2}$(10−2x) = 25−5x。
第3步,建立关于x的方程求x的值,据此可得AD的长
∵△BEF与△BCE面积相等,
∴$\frac{1}{2}$(10−$\frac{3}{2}$x)x = 25−5x,解得x = $\frac{10}{3}$或10(舍去)。
∴AD = $\frac{10}{3}$。故选B。
4.B [解析] 解直角三角形+折叠的性质+全等三角形的判定与性质
第1步,作EH⊥AB,证明△EDH为等腰直角三角形,得EH = DH,结合tanA = $\frac{1}{2}$,可得A'D = AD = DH = EH
如图,过点E作EH⊥AB于点H(巧作辅助线:作垂线,构造直角三角形,为通过解直角三角形求线段长做准备)(技巧:当题目已知三角函数值求线段长时,首先考虑是否需要以已知角为三角形的一个内角,通过作垂线构造直角三角形求线段长)。
∵A'D⊥AB,
∴∠A'DA = 90°。由折叠的性质可得AD = A'D,∠ADE = ∠A'DE = $\frac{360°−90°}{2}$ = 135°,
∴∠EDH = 45°。
∴△EDH为等腰直角三角形。
∴EH = DH。在Rt△AEH中,tanA = $\frac{EH}{AH}$ = $\frac{1}{2}$,
∴AH = 2EH。
∴A'D = AD = DH = EH。
第2步,根据AAS证明△DFA'≌△HFE
设A'D = AD = DH = EH = x,则DF = FH = $\frac{1}{2}$x。在Rt△ABC中,tanA = $\frac{BC}{AB}$ = $\frac{1}{2}$,
∴AB = 2BC = 10。
∴BF = AB−AD−DF = 10−$\frac{3}{2}$x,BH = AB−AD−DH = 10−2x。
∴$S_{△BEF}$ = $\frac{1}{2}$BF⋅EH = $\frac{1}{2}$(10−$\frac{3}{2}$x)⋅x,$S_{△BCE}$ = $\frac{1}{2}$BC⋅BH = $\frac{5}{2}$(10−2x) = 25−5x。
第3步,建立关于x的方程求x的值,据此可得AD的长
∵△BEF与△BCE面积相等,
∴$\frac{1}{2}$(10−$\frac{3}{2}$x)x = 25−5x,解得x = $\frac{10}{3}$或10(舍去)。
∴AD = $\frac{10}{3}$。故选B。
5. 如图,在平行四边形$ABCD$中,$BC = 4\sqrt{3}$,平行四边形$ABCD$的面积为$16\sqrt{3}$,$E$,$F$分别为边$AD$,$BC$上的点,且$AE = CF$,连接$BE$,$AF$,则$AF + BE$的最小值为( )

A.$8$
B.$8\sqrt{3}$
C.$16$
D.$4\sqrt{7}$
A.$8$
B.$8\sqrt{3}$
C.$16$
D.$4\sqrt{7}$
答案:
5.D [解析] 平行四边形的判定与性质+轴对称的性质+勾股定理
第1步,连接EC,作点C关于AD的对称点H,连接CH交AD于点N,连接BH,EH。由平行四边形的判定与性质求得AF = EC
如图,连接EC(巧作辅助线:构造平行四边形),作点C关于AD对称点H,连接CH,交AD于点N,连接BH,EH(巧作辅助线:作对称,利用轴对称的性质及平行四边形的性质进行等量代换,结合三角形三边关系解题)。
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD = BC = 4$\sqrt{3}$,AD//BC。又
∵AE = CF,
∴四边形AECF是平行四边形。
∴AF = EC。
第2步,根据轴对称的性质及三角形三边关系确定当B,E,H三点共线时,AF + BE取最小值
∵点C、点H关于AD对称,
∴EH = EC,CN = HN,AD⊥CH。
∴EC = AF = EH。
∴AF + BE = EH + BE。
∴当B,E,H三点共线时,AF + BE取得最小值,最小值为BH的长。
第3步,由平行四边形的面积得出CN的长,再由勾股定理得解
∵AD = 4$\sqrt{3}$,平行四边形ABCD的面积为16$\sqrt{3}$,
∴AD⋅CN = 16$\sqrt{3}$。
∴CN = 4。
∴CH = 8。
∴BH = $\sqrt{BC²+CH²}$ = $\sqrt{(4\sqrt{3})²+8²}$ = 4$\sqrt{7}$。故选D。
5.D [解析] 平行四边形的判定与性质+轴对称的性质+勾股定理
第1步,连接EC,作点C关于AD的对称点H,连接CH交AD于点N,连接BH,EH。由平行四边形的判定与性质求得AF = EC
如图,连接EC(巧作辅助线:构造平行四边形),作点C关于AD对称点H,连接CH,交AD于点N,连接BH,EH(巧作辅助线:作对称,利用轴对称的性质及平行四边形的性质进行等量代换,结合三角形三边关系解题)。
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD = BC = 4$\sqrt{3}$,AD//BC。又
∵AE = CF,
∴四边形AECF是平行四边形。
∴AF = EC。
第2步,根据轴对称的性质及三角形三边关系确定当B,E,H三点共线时,AF + BE取最小值
∵点C、点H关于AD对称,
∴EH = EC,CN = HN,AD⊥CH。
∴EC = AF = EH。
∴AF + BE = EH + BE。
∴当B,E,H三点共线时,AF + BE取得最小值,最小值为BH的长。
第3步,由平行四边形的面积得出CN的长,再由勾股定理得解
∵AD = 4$\sqrt{3}$,平行四边形ABCD的面积为16$\sqrt{3}$,
∴AD⋅CN = 16$\sqrt{3}$。
∴CN = 4。
∴CH = 8。
∴BH = $\sqrt{BC²+CH²}$ = $\sqrt{(4\sqrt{3})²+8²}$ = 4$\sqrt{7}$。故选D。
6. 如图,已知菱形$ABCD$的边长为$2$,$\angle DAB = 60^{\circ}$,$E$为$AB$的中点,$F$为$CE$的中点,$AF$与$DE$相交于点$G$,则$GF$的长等于( )

A.$1$
B.$\frac{\sqrt{3}}{2}$
C.$\frac{3\sqrt{3}}{4}$
D.$\frac{\sqrt{19}}{4}$
A.$1$
B.$\frac{\sqrt{3}}{2}$
C.$\frac{3\sqrt{3}}{4}$
D.$\frac{\sqrt{19}}{4}$
答案:
6.D [解析] 菱形的性质+全等三角形的判定与性质+三角形的中位线定理+特殊角的三角函数值 如图,过点F作FM//AB,交DE于点M,过点C作CN⊥AB,交AB的延长线于点N,连接BF。在菱形ABCD中,AB = BC = CD = 2,AD//BC,AB//DC,
∴FM是△ECD的中位线。
∴FM = $\frac{1}{2}$DC = 1。又点E是AB的中点,
∴AE = BE = $\frac{1}{2}$AB = 1。
∴FM = AE。
∵FM//AB,
∴∠MFG = ∠GAE,∠FMG = ∠GEA(提示:两直线平行,内错角相等)。
∴△FGM≌△AGE(ASA)。
∴AG = FG。
∵AD//BC,
∴∠CBN = ∠DAB = 60°(提示:两直线平行,同位角相等)。在Rt△BCN中,BC = 2,
∴CN = BC⋅sin60° = 2×$\frac{\sqrt{3}}{2}$ = $\sqrt{3}$,BN = BC⋅cos60° = 2×$\frac{1}{2}$ = 1。
∴BE = BN = 1。
∴BF是△ECN的中位线。
∴BF//CN,BF = $\frac{1}{2}$CN = $\frac{\sqrt{3}}{2}$。
∴∠ABF = ∠BNC = 90°(提示:两直线平行,同位角相等)。在Rt△ABF中,由勾股定理可得AF = $\sqrt{AB²+BF²}$ = $\sqrt{2²+(\frac{\sqrt{3}}{2})²}$ = $\frac{\sqrt{19}}{2}$,
∴GF = $\frac{1}{2}$AF = $\frac{\sqrt{19}}{4}$,即GF的长等于$\frac{\sqrt{19}}{4}$。故选D。
6.D [解析] 菱形的性质+全等三角形的判定与性质+三角形的中位线定理+特殊角的三角函数值 如图,过点F作FM//AB,交DE于点M,过点C作CN⊥AB,交AB的延长线于点N,连接BF。在菱形ABCD中,AB = BC = CD = 2,AD//BC,AB//DC,
∴FM是△ECD的中位线。
∴FM = $\frac{1}{2}$DC = 1。又点E是AB的中点,
∴AE = BE = $\frac{1}{2}$AB = 1。
∴FM = AE。
∵FM//AB,
∴∠MFG = ∠GAE,∠FMG = ∠GEA(提示:两直线平行,内错角相等)。
∴△FGM≌△AGE(ASA)。
∴AG = FG。
∵AD//BC,
∴∠CBN = ∠DAB = 60°(提示:两直线平行,同位角相等)。在Rt△BCN中,BC = 2,
∴CN = BC⋅sin60° = 2×$\frac{\sqrt{3}}{2}$ = $\sqrt{3}$,BN = BC⋅cos60° = 2×$\frac{1}{2}$ = 1。
∴BE = BN = 1。
∴BF是△ECN的中位线。
∴BF//CN,BF = $\frac{1}{2}$CN = $\frac{\sqrt{3}}{2}$。
∴∠ABF = ∠BNC = 90°(提示:两直线平行,同位角相等)。在Rt△ABF中,由勾股定理可得AF = $\sqrt{AB²+BF²}$ = $\sqrt{2²+(\frac{\sqrt{3}}{2})²}$ = $\frac{\sqrt{19}}{2}$,
∴GF = $\frac{1}{2}$AF = $\frac{\sqrt{19}}{4}$,即GF的长等于$\frac{\sqrt{19}}{4}$。故选D。
1. (2025·武汉)如图1,在$\triangle ABC$中,$D$是边$AC$上的定点. 点$P$从点$A$出发,依次沿$AB$,$BC$两边匀速运动,运动到点$C$时停止. 设点$P$运动的路程为$x$,$DP$的长为$y$,$y$关于$x$的函数图象如图2所示,其中$M$,$N$分别是两段曲线的最低点. 点$N$的纵坐标是( )

A.$\frac{116}{17}$
B.$\frac{120}{17}$
C.$\frac{112}{15}$
D.$\frac{116}{15}$
A.$\frac{116}{17}$
B.$\frac{120}{17}$
C.$\frac{112}{15}$
D.$\frac{116}{15}$
答案:
1.B [解析] 勾股定理及其逆定理+三角形面积公式+函数图象的分析 如图,连接BD,作DH⊥AB于点H,DT⊥BC于点T。由题意及题中图象知AD = 20,BD = 15,CD = 8,DH = 12,点N的纵坐标即为DT的值。在Rt△ADH中,由勾股定理得AH = $\sqrt{AD²−DH²}$ = 16。在Rt△DHB中,由勾股定理得BH = $\sqrt{BD²−DH²}$ = 9。
∴AB = AH + BH = 25。
∵BD² + AD² = AB²,
∴BD⊥AC。
∴BC² = CD² + BD² = 8² + 15² = 17²。
∴BC = 17。由CD⋅BD = BC⋅DT得DT = $\frac{CD⋅BD}{BC}$ = $\frac{120}{17}$,即点N的纵坐标为$\frac{120}{17}$。故选B。
1.B [解析] 勾股定理及其逆定理+三角形面积公式+函数图象的分析 如图,连接BD,作DH⊥AB于点H,DT⊥BC于点T。由题意及题中图象知AD = 20,BD = 15,CD = 8,DH = 12,点N的纵坐标即为DT的值。在Rt△ADH中,由勾股定理得AH = $\sqrt{AD²−DH²}$ = 16。在Rt△DHB中,由勾股定理得BH = $\sqrt{BD²−DH²}$ = 9。
∴AB = AH + BH = 25。
∵BD² + AD² = AB²,
∴BD⊥AC。
∴BC² = CD² + BD² = 8² + 15² = 17²。
∴BC = 17。由CD⋅BD = BC⋅DT得DT = $\frac{CD⋅BD}{BC}$ = $\frac{120}{17}$,即点N的纵坐标为$\frac{120}{17}$。故选B。
2. 如图1,在平行四边形$ABCD$中,$AB = 3$,$BD \perp AB$,动点$F$从点$A$出发,沿折线$ADB$以每秒$1$个单位长度的速度运动到点$B$. 图2是点$F$运动时,$\triangle FBC$的面积$y$随时间$x$变化的图象,则$m$的值为(

A.$6$
B.$10$
C.$12$
D.$20$
A
)A.$6$
B.$10$
C.$12$
D.$20$
答案:
2.A [解析] 函数的图象+勾股定理 由题图可知,AD = a,AD + BD = 9,则BD = 9−a。由BD⊥AB,可得△ABD是直角三角形,则由勾股定理可得AD² = BD² + AB²,即a² = (9−a)² + 3²,解得a = 5,即AD = 5(关键:利用勾股定理求出a的值)。所以BD = 4。所以m = $S_{△BDC}$ = $\frac{1}{2}$×3×4 = 6。故选A。
3. 如图1,在平面直角坐标系中,将$□ ABCD$放置在第一象限,且$AB // x$轴. 直线$y = -x$从原点出发沿$x$轴正方向平移,在平移过程中直线被平行四边形截得的线段长度$l$与直线在$x$轴上平移的距离$m$的函数图象如图2所示,则$□ ABCD$的面积为( )

A.$5\sqrt{2}$
B.$5\sqrt{3}$
C.$5\sqrt{6}$
D.$10$
A.$5\sqrt{2}$
B.$5\sqrt{3}$
C.$5\sqrt{6}$
D.$10$
答案:
3.B [解析] 函数图象的分析
第1步,理解函数图象,确定关键点的意义
由题中图象可知,直线经过A时平移的距离为3,经过D时平移的距离为7,经过B时平移的距离为8,
∴AB = 5。
第2步,构造直角三角形求解线段长
如图,设当直线经过点D时,交AB于点E,过点D作DF⊥AB于点F,由题中函数图象知DE = $\sqrt{6}$,易得∠DEF = 45°,
∴DF = EF = $\sqrt{3}$。
第3步,计算面积
∴□ABCD的面积为AB⋅DF = 5×$\sqrt{3}$ = 5$\sqrt{3}$。故选B。
3.B [解析] 函数图象的分析
第1步,理解函数图象,确定关键点的意义
由题中图象可知,直线经过A时平移的距离为3,经过D时平移的距离为7,经过B时平移的距离为8,
∴AB = 5。
第2步,构造直角三角形求解线段长
如图,设当直线经过点D时,交AB于点E,过点D作DF⊥AB于点F,由题中函数图象知DE = $\sqrt{6}$,易得∠DEF = 45°,
∴DF = EF = $\sqrt{3}$。
第3步,计算面积
∴□ABCD的面积为AB⋅DF = 5×$\sqrt{3}$ = 5$\sqrt{3}$。故选B。
4. 如图1,在菱形$ABCD$中,$\angle ABC = 60^{\circ}$,连接$BD$,点$M$从$B$出发沿$BD$方向以$\sqrt{3}\ cm/s$的速度运动至$D$,同时点$N$从$B$出发沿$BC$方向以$1\ cm/s$的速度运动至$C$,设运动时间为$x(s)$,$\triangle BMN$的面积为$y(cm^2)$,$y$与$x$的函数图象如图2所示,则菱形$ABCD$的边长为( )

A.$2\sqrt{2}\ cm$
B.$4\sqrt{2}\ cm$
C.$4\ cm$
D.$8\ cm$
A.$2\sqrt{2}\ cm$
B.$4\sqrt{2}\ cm$
C.$4\ cm$
D.$8\ cm$
答案:
4.C [解析] 菱形的性质+解直角三角形+三角形的面积公式+从函数图象提取信息
【思维导图】过点N作NH⊥BM于点H→BN = x,BM = $\sqrt{3}$x→∠CBD = 30°→锐角三角函数→NH = $\frac{1}{2}$x→四边形ABCD是菱形→y = $S_{△BMN}$ = $\frac{\sqrt{3}}{4}$x²→解方程x→BC的长为4cm→得解。
如图,过点N作NH⊥BM于点H,由题意知,BN = x,BM = $\sqrt{3}$x。在菱形ABCD中,∠ABC = 60°,则∠CBD = 30°。在Rt△BNH中,NH = BN⋅sin30° = $\frac{1}{2}$x,
∴y = $S_{△BMN}$ = $\frac{1}{2}$⋅BM⋅NH = $\frac{\sqrt{3}}{4}$x²。当点N运动到点C时,过点C作CO⊥BD于点O,在Rt△BOC中,BC = x,
∴BO = BC⋅cos30° = $\frac{\sqrt{3}}{2}$x。
∴BD = 2BO = $\sqrt{3}$x,即此时点M运动到点D。则此时△BMN的面积最大。由图象可知,y的最大值为4$\sqrt{3}$,则y = $\frac{\sqrt{3}}{4}$x² = 4$\sqrt{3}$,解得x = 4或−4(舍去),
∴BC的长为4cm,即菱形ABCD的边长为4cm。故选C。
4.C [解析] 菱形的性质+解直角三角形+三角形的面积公式+从函数图象提取信息
【思维导图】过点N作NH⊥BM于点H→BN = x,BM = $\sqrt{3}$x→∠CBD = 30°→锐角三角函数→NH = $\frac{1}{2}$x→四边形ABCD是菱形→y = $S_{△BMN}$ = $\frac{\sqrt{3}}{4}$x²→解方程x→BC的长为4cm→得解。
如图,过点N作NH⊥BM于点H,由题意知,BN = x,BM = $\sqrt{3}$x。在菱形ABCD中,∠ABC = 60°,则∠CBD = 30°。在Rt△BNH中,NH = BN⋅sin30° = $\frac{1}{2}$x,
∴y = $S_{△BMN}$ = $\frac{1}{2}$⋅BM⋅NH = $\frac{\sqrt{3}}{4}$x²。当点N运动到点C时,过点C作CO⊥BD于点O,在Rt△BOC中,BC = x,
∴BO = BC⋅cos30° = $\frac{\sqrt{3}}{2}$x。
∴BD = 2BO = $\sqrt{3}$x,即此时点M运动到点D。则此时△BMN的面积最大。由图象可知,y的最大值为4$\sqrt{3}$,则y = $\frac{\sqrt{3}}{4}$x² = 4$\sqrt{3}$,解得x = 4或−4(舍去),
∴BC的长为4cm,即菱形ABCD的边长为4cm。故选C。
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