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    压轴专题13击破类比、探究类综合题利器之相似知识答案解析
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    压轴专题13击破类比、探究类综合题利器之相似知识答案解析

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    这是一份压轴专题13击破类比、探究类综合题利器之相似知识答案解析,共37页。试卷主要包含了A字形及其旋转,K字型及其旋转等内容,欢迎下载使用。

    专题13 击破类比、探究类综合题利器之相似知识
    模型一、A字形(手拉手)及其旋转

    模型二、K字型及其旋转


    1.如图 1,在 Rt△ABC 中,∠ABC=90°,AB=BC=4,点 D,E 分别是边 AB,AC 的中点,连接 DE,将△ADE 绕点 A 按顺时针方向旋转,记旋转角为 α,BD,EC 所在直线相交所成的锐角为 β.
    (1)问题发现
    当 α=0°时,= ,β=
    (2)拓展探究
    试判断:当0°≤α<360°时,和β的大小有无变化?请仅就图2的情形给出证明.
    (3)在△ADE 旋转过程中,当 DE∥AC 时,直接写出此时△CBE 的面积.

    图1 图2
    【答案】见解析.
    【解析】解:(1)由题意知,AC=4,CE=AE=2,BD=AD=2,
    ∴=,β=∠A=45°,
    (2)无变化,理由如下:
    延长CE交BD于F,

    ∵△ABC、△ADE是等腰直角三角形,
    ∴,∠DAE=∠BAC=45°,
    ∴∠DAB=∠CAE,
    ∴△ABD∽△ACE,
    ∴,
    ∠ABD=∠ACE,
    ∴∠CFB=45°,
    即β=∠CFB=45°.
    (3)①如图所示,

    S=BC·BE
    =×4×(4-2)=8-4;
    ②如下图所示,

    S=BC·BE
    =×4×(4+2)=8+4;
    综上所述,在△ADE旋转过程中,DE∥AC时,此时△CBE的面积为8-4或8+4.
    2.如图 1,在 Rt△ABC 中,∠C=90°,AC=8,AB=10,D,E 两点分别是 AC,CB 上的点,且 CD=6,DE∥AB,将△CDE 绕点 C 顺时针旋转一周,记旋转角为 α.
    (1)问题发现
    ①当 α=0°时,= ;
    ②当 α=90°时,= .
    (2)拓展探究
    请你猜想当△CDE 在旋转的过程中,是否发生变化?根据图2证明你的猜想.
    (3)问题解决
    在将△CDE 绕点 C 顺时针旋转一周的过程中,当 AD=2时,BE= ,此时α= .

    图1 图2
    【答案】(1),;(2)见解析;(3);60或300.
    【解析】解:(1)∵AB=10,AC=8,
    ∴由勾股定理得:BC=6,
    ①∵DE∥AB,
    ∴,
    即,
    ∴CE=,
    ∴BE=,
    ∴=;
    ②由勾股定理得:AD=10,BE=,
    ∴=;
    (2)不变化,理由如下:
    由题意知:△DCE∽△ACB,
    ∴,
    由旋转性质得:∠ACD=∠BCE,
    ∴△ACD∽△BCE,
    ∴,
    即.
    (3)由(2)知,
    ∵AD=2,
    ∴BE=,

    如图,过D作DF⊥AC于F,
    设AF=x,则CF=8-x,
    由勾股定理得:
    (2)2-x2=62-(8-x)2,
    解得:x=5,
    即AF=5,CF=3,
    由CD=6,得∠FDC=30°,
    ∴∠DCF=60°,即α=60°;
    同理可得,当α=300°时,AD=2,
    答案为:;60°或300°.
    3.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,,CD⊥AB于点D,点E是直线AC上一动点,连接DE,过点D作FD⊥ED,交直线BC于点F.
    (1)探究发现:
    如图1,若m=n,点E在线段AC上,则= ;
    (2)数学思考:
    ①如图2,若点E在线段AC上,则= (用含m,n的代数式表示);
    ②当点E在直线AC上运动时,①中的结论是否仍然成立?请仅就图3的情形给出证明;

    图1 图2 图3 备用图
    【答案】(1)1;(2)①;②见解析.
    【解析】解:(1)当m=n时,即:BC=AC,
    ∵∠ACB=90°,
    ∴∠A+∠ABC=90°,
    ∵CD⊥AB,
    ∴∠DCB+∠ABC=90°,
    ∴∠A=∠DCB,
    ∵∠FDE=∠ADC=90°,
    ∴∠FDE﹣∠CDE=∠ADC﹣∠CDE,
    即∠ADE=∠CDF,
    ∴△ADE∽△CDF,
    ∴=,
    ∵∠A=∠DCB,∠ADC=∠BDC=90°,
    ∴△ADC∽△CDB,
    ∴==1,即=1,
    (2)①由(1)中方法可证得:△ADE∽△CDF,△ADC∽△CDB,
    ∴===,即=,
    ②成立.
    ∵∠ACB=90°,
    ∴∠A+∠ABC=90°,
    又∵CD⊥AB,
    ∴∠DCB+∠ABC=90°,
    ∴∠A=∠DCB,
    ∵∠FDE=∠ADC=90°,
    ∴∠FDE+∠CDE=∠ADC+∠CDE,
    即∠ADE=∠CDF,
    ∴△ADE∽△CDF,
    ∴=,
    ∵∠A=∠DCB,∠ADC=∠BDC=90°,
    ∴△ADC∽△CDB,
    ∴==,
    ∴=.
    4.如图1,在矩形ABCD中,AB=6,BC=8,点E是边CD上的点,且CE=4,过点E作CD的垂线,并在垂线上截取EF=3,连接CF.将△CEF绕点C按顺时针方向旋转,记旋转角为a.
    (1)问题发现
    当a=0°时,AF= ,BE= ,= ;
    (2)拓展探究
    试判断:当0°≤a°<360°时,的大小有无变化?请仅就图2的情况给出证明.
    (3)问题解决
    当△CEF旋转至A,E,F三点共线时,直接写出线段BE的长.

    图1 图2 备用图
    【答案】(1),,;(2)(3)见解析;
    【解析】解:(1)当a=0°时,过点F作FG⊥AD于G,

    ∵四边形ABCD是矩形,
    ∴∠ADC=∠BCE=90°,AD=BC=8,AB=CD=6,
    由∠G=∠EDG=∠DEF=90°,知四边形DEFG是矩形,
    ∴DG=EF=3,AG=11,
    ∵CE=4,CD=6,
    ∴FG=DE=2,
    Rt△AGF中,由勾股定理得:AF=,
    同理,BE=,
    ∴=.
    (2)的大小无变化,理由如下:
    连接AC,

    ∵AB=6,BC=8,EF=3,CE=4,
    ∴,,
    ∴=,
    ∵∠CEF=∠ABC=90°,
    ∴△CEF∽△CBA,
    ∴,∠ECF=∠ACB,
    ∴,∠ACF=∠BCE,
    ∴△ACF∽△BCE,
    ∴,即的大小无变化;
    (3)当△CEF旋转至A,E,F三点共线时,存在两种情况:
    ①E在A、F之间,如图,连接AC,

    Rt△ABC中,由勾股定理得:AC=10,
    同理得:CF=5,
    由(2)知:,
    Rt△AEC中,由勾股定理得:AE=2,
    ∴AF=AE+EF=2+3,
    ∴BE=AF=(2+3)=;
    ②点F在A、E之间时,如图所示,连接AC,

    同理得:AF=AE﹣EF=2﹣3,
    ∴BE=AF=(2-3)=;
    综上所述,BE的值为或.

    5.如图①,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,. 点P是边BC上一个动点(不与B重合),∠PAD=90°,∠APD=∠B,连接CD.
    填空:①= ;②∠ACD的度数为 .
    (2)拓展探究
    如图②,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,. 点P是边BC上一个动点(不与B重合),∠PAD=90°,∠APD=∠B,连接CD. 请判断∠ACD与∠B的数量关系以及PB与CD之间的数量关系,并说明理由.
    (3)解决问题
    如图③,在△ABC中,∠B=45°,AB=4,BC=12,P是边BC上一动点(不与B重合),∠PAD=∠BAC,∠APD=∠B,连接CD. 请直接写出所有CD的长.

    ① ② ③
    【答案】见解析.
    【解析】解:(1)∵AB=AC,∠BAC=90°,∠PAD=90°,
    ∴∠BAP=∠CAD,∠B=45°,
    ∵∠APD=∠B,
    ∴∠APD=∠ADP=45°,
    ∴AP=AD,
    ∴△ABP≌△ACD,
    ∴BP=CD,∠ACD=∠B=45°,
    即=1,∠ACD=45°,
    故答案为:1,45°.
    (2)∠ACD=∠B,=k,理由如下:
    ∵∠BAC=90°,∠PAD=90°,∠APD=∠B,
    ∴△ABC∽△APD,
    ∴=k,
    由∠BAP+∠PAC=∠PAC+∠CAD=90°,得:
    ∠BAP=∠CAD,
    ∴△ABP∽△CAD,
    ∴∠ACD=∠B,
    ∴=k.
    (3)①过A作AH⊥BC于H,如图所示,

    ∵∠B=45°,
    ∴△BAH是等腰直角三角形,
    ∵AB=4,
    ∴AH=BH=4,
    ∵BC=12,
    ∴CH=8,
    在Rt△ACH中,由勾股定理得:AC=4,
    在Rt△APH中,由勾股定理得:PH=3,
    ∴BP=1,
    ∵∠PAD=∠BAC,∠APD=∠B,
    ∴△ABC∽△APD,
    ∴,
    由∠BAP+∠PAC=∠PAC+∠CAD,得:
    ∠BAP=∠CAD,
    ∴△ABP∽△CAD,
    ∴,

    解得:CD=,
    ②如图所示,过A作AH⊥BC于H,

    同理可得:△ABP∽△CAD,
    ∴,

    解得:CD=,
    综上所述,CD的值为:,.
    6.如图1,在等边三角形ABC中,点M为BC边上异于B、C的一点,以AM为边作等边三角形AMN,连接CN,NC与AB的位置关系为__________;
    (2)深入探究:
    如图2,在等腰三角形ABC中,BA=BC,点M为BC边上异于B、C的一点,以AM为边作等腰三角形AMN,使∠ABC=∠AMN,AM=MN,连接CN,试探究∠ABC与∠ACN的数量关系,并说明理由;
    (3)拓展延伸:
    如图3,在正方形ADBC中,AD=AC,点M为BC边上异于B、C的一点,以AM为边作正方形AMEF,点N为正方形AMEF的中点,连接CN,若BC=10,CN=,试求EF的长.

    【答案】见解析.
    【解析】解:(1)NC∥AB;
    (2)∠ABC=∠ACN,理由如下:
    ∵AB=BC,AM=MN,即AB:BC=AM:MN=1,
    又∠ABC=∠ACN,
    ∴△ABC∽△AMN,
    ∴,
    ∴∠BAC=(180°-∠ABC),
    ∵AM=MN,
    ∴∠MAN=(180°-∠AMN),
    由∠ABC=∠AMN,
    得∠BAC=∠MAN,
    ∴∠BAM=∠CAN,
    又,
    ∴△ABM∽△ACN,
    ∴∠ABC=∠ACN,
    (3)连接AB,AN,

    ∵四边形ADBC,AMEF为正方形,
    ∴∠ABC=∠BAC=45°,∠MAN=45°,
    ∴∠BAM=∠CAN,
    由=,
    ∴,
    ∴△ABM∽△ACN,
    ∴,
    ∴,
    ∴BM=2,
    ∴CM=BC-BM=10-2=8,
    在Rt△AMC中,由勾股定理得:AM=,
    ∴EF=AM=.
    7.如图①,在△ABC中,∠ACB=90°,BC=2,∠A=30°,点E,F分别是线段BC,AC的中点,连接EF.
    (1)说明线段BE与AF的位置关系和数量关系;
    (2)如图②,当△CEF绕点C顺时针旋转α(0°<α<90°)时,连接AF,BE,(1)中的结论是否仍然成立?如果成立,请证明;如果不成立,请说明理由;
    (3)如图③,当△CEF绕点C顺时针旋转α(0°<α<180°)时,延长FC交AB于点D,如果AD=6﹣2,求旋转角α的度数.

    【答案】见解析.
    【解析】(1)解:BE⊥AF,AF=BE;理由如下:
    在△ABC中,∠ABC=90°,BC=2,∠A=30°,
    ∴AC=BC=2,
    ∵点E,F分别是线段BC,AC的中点,
    ∴BE⊥AF,BE=CE,AF=CF,
    ∴=,
    ∴AF=BE;
    (2)解:(1)中的结论仍然成立,理由如下:
    ∵点E,F分别是线段BC,AC的中点,
    ∴EC=BC,FC=AC,
    ∴=,
    ∵∠BCE=∠ACF,
    ∴△BEC∽△AFC,
    ∴=,∠CBE=∠CAF,
    延长BE交AC于点O,交AF于点M,如图所示:

    ∵∠BOC=∠AOM,∠CBE=∠CAF,
    ∴∠BCO=∠AMO=90°,
    即BE⊥AF;
    (3)解:∵∠ACB=90°,BC=2,∠A=30°,
    ∴AB=2BC=4,∠B=60°,
    ∴DB=AB﹣AD=4﹣(6﹣2)=2﹣2,
    过点D作DH⊥BC于点H,如图所示:

    ∴BH=DB=﹣1,DH=DB=3﹣,
    又∵CH=BC﹣BH=2﹣(﹣1)=3﹣,
    ∴CH=DH,
    ∴∠HCD=45°,
    ∴∠DCA=45°,
    ∴α=135°.
    8.(1)问题发现:
    如图1,在等边△ABC中,点D为BC边上一动点,DE∥AB交AC于点E,将AD绕点D顺时针旋转60°得到DF,连接CF.则AE与FC的数量关系是__________,∠ACF的度数为_________.
    (2)拓展探究:
    如图2,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,∠ACB=60°,点D为BC边上一动点,DE∥AB交AC于点E,当∠ADF=∠ACF=90°时,求的值.
    (3)解决问题:
    如图3,在△ABC中,BC:AB=m,点D为BC的延长线上一点,过点D作DE∥AB交AC的延长线于点E,直接写出当∠ADF=∠ACF=∠ABC时的值.

    图1 图2 图3
    【答案】(1)AE=FC,60;(2)(3)见解析;
    【解析】解:(1)∵△ABC是等边三角形,DE∥AB,
    ∴△DCE是等边三角形,
    ∴CD=DE,∠CDE=60°,
    由旋转性质知,AD=DF,∠ADF=60°,
    ∴∠ADE=∠CDF,
    ∴△ADE≌△FDC,
    ∴AE=FC,∠DCF=∠DEA=120°,
    ∴∠ACF=60°;
    (2)∵DE∥AB,
    ∴∠EDC=∠ABC=90°,
    ∵∠ADF=90°,
    ∴∠ADC=∠CDF,
    ∵∠ACF=90°,
    即∠AED=∠EDC+∠ACB,∠FCD=∠ACF+∠ACB,
    ∴∠AED=∠FCD,
    ∴△DAE∽△DFC,
    ∴,
    ∵DE∥AB,
    ∴△EDC∽△ABC,
    ∴,
    ∴=.
    (3)与(2)证明可得:
    =.
    9.(1)【问题发现】如图1,△ABC和△CEF都是等腰直角三角形,∠BAC=∠EFC=90°,点E与点A重合,则线段BE与AF的数量关系为 ;
    (2)【拓展研究】在(1)的条件下,将△CEF绕点C旋转,连接BE,AF,线段BE与AF的数量关系有无变化?仅就图2的情形给出证明;
    (3)【问题发现】当AB=AC=2,△CEF旋转到B,E,F三点共线时候,直接写出线段AF的长.

    图1 图2 备用图
    【答案】(1)BE=AF;(2)(3)见解析.
    【解析】解:(1)BE=AF.
    ∵△AFC是等腰直角三角形,
    ∴AC=AF
    ∵AB=AC
    ∴BE=AB=AF;
    (2)BE=AF,理由如下:
    在Rt△ABC中,AB=AC,
    ∴∠ABC=∠ACB=45°,
    在Rt△EFC中,∠FEC=∠FCE=45°,∠EFC=90°,
    ∴∠ABC=∠FEC=45°,
    ∴sin∠ABC=sin∠FEC=,
    即:
    ∵∠FEC=∠ACB=45°,
    ∴∠FEC﹣∠ACE=∠ACB﹣∠ACE.
    即:∠FCA=∠ECB.
    ∴△ACF∽△BCE,
    ∴=,
    ∴BE=AF;
    (3)①当E在B、F之间时,如图2,
    由(1)知,CF=EF=,
    在Rt△BCF中,CF=,BC=2,
    根据勾股定理得,BF=,
    ∴BE=BF﹣EF=﹣,
    ∵BE=AF,
    ∴AF=﹣1;
    ②当F在B、E之间时,

    由(1)可证,△ACF∽△BCE,
    ∴,
    ∴BE=AF;
    由①知:CF=,BC=2,BF=,
    ∴BE=BF+EF=+,
    BE=AF,
    ∴AF=+1.
    当B,E,F三点共线时,线段AF的长为﹣1或+1.
    10.如图,在△ABC和△ADE中,∠BAC=∠DAE=90°,点P为射线BD,CE的交点.
    (1)问题提出:如图1,若AD=AE,AB=AC.
    ①∠ABD与∠ACE的数量关系为 ;
    ②∠BPC的度数为 .
    (2)猜想论证:如图2,若∠ADE=∠ABC=30°,则(1)中的结论是否成立?请说明理由.
    (3)拓展延伸:在(1)的条件中,若AB=2,AD=1,若把△ADE绕点A旋转,当∠EAC=90°时,直接写出PB的长.

    图1 图2 备用图
    【答案】(1)∠ABD=∠ACE,90°;(2)(3)见解析.
    【解析】解:(1)①∵△ABC和△ADE是等腰直角三角形,∠BAC=∠DAE=90°,
    ∴AB=AC,AD=AE,∠DAB=∠CAE.∠ABC=∠ACB=45°
    ∴△ADB≌△AEC
    ∴∠ABD=∠ACE,
    ②∠BPC=180°﹣∠ABD﹣∠ABC﹣∠BCP
    =180°﹣45°﹣(∠BCP+∠ACE)
    =180°﹣45°﹣45°
    =90°;
    (2)(1)中结论成立,理由:
    在Rt△ABC中,∠ABC=30°,AB=AC,
    同理,AD=AE,
    ∴,
    ∵∠BAC=∠DAE=90°,
    ∴∠BAD=∠CAE,
    ∴△ADB∽△AEC.
    ∴∠ABD=∠ACE;
    ∠BPC=180°﹣∠ABD﹣∠ABC﹣∠BCP
    =180°﹣30°﹣60°
    =90°,
    (3)解:①当点E在线段AB上时,

    BE=AB﹣AE=1.
    在Rt△AEC中,由勾股定理得:CE=,
    易证:△ADB≌△AEC.
    ∴∠DBA=∠ECA.
    ∵∠PEB=∠AEC,
    ∴△PEB∽△AEC.
    ∴,

    ∴PB=;
    ②当点E在BA延长线上时,

    BE=AB+AE=3.
    同理得:,

    ∴PB=,
    综上所述,PB的长为或.
    11.问题发现:
    (1)如图1,在Rt△ABC中,∠A=90°,AB=k•AC(k>1),D是AB上一点,DE∥BC,则BD,EC的数量关系为 .
    类比探究:
    (2)如图2,将△AED绕着点A顺时针旋转,旋转角为a(0°<a<90°),连接CE,BD,请问(1)中BD,EC的数量关系还成立吗?说明理由.
    拓展延伸:
    (3)如图3,在(2)的条件下,将△AED绕点A继续旋转,旋转角为a(a>90°).直线BD,CE交于F点,若AC=1,AB= ,则当∠ACE=15°时,BF•CF的值为 .

    图1 图2 图3
    【答案】(1)BD=k•EC;(2)(3)见解析.
    【解析】解:(1)∵DE∥BC,
    ∴,,
    即,
    ∵AB=k•AC,
    ∴BD=k•EC;
    (2)成立,理由如下:
    连接BD

    由旋转的性质可知,∠BAD=∠CAE
    ∵=tan∠ADE,
    ∴△ABD∽△ACE,
    ∴=k,
    即:BD=k•EC;
    (3)BF•CF的值为2或1;
    由(2)知△ABD∽△ACE
    ∴∠ACE=∠ABD=15°
    ∵∠ABC+∠ACB=90°
    ∴∠FBC+∠FCB=90°
    ∴∠BFC=90°
    由∠BAC=90°,AC=1,AB=,得:∠ABC=30°,∠ACB=60°,BC=2AC=2,
    分两种情况讨论:


    如图,此时,∠CBF=30°+15°=45°,BC=2
    ∴BF=CF=
    ∴BF•CF=2;
    ②如图

    在BF上取点G,使∠BCG=15°,
    则∠BCF=75°,∠CBF=∠ABC﹣∠ABD=15°,
    ∴∠CFB=90°,∠GCF=60°
    ∴CG=BG=2CF,GF=CF,BF=(2+ )CF
    由勾股定理知:CF2+BF2=BC2
    ∴CF2+(2+)CF 2=22,
    ∴CF2=2﹣,
    ∴BF•CF=(2+)CF2=1,
    即:BF•CF=2或1.
    12.已知,在△ABC 中,∠ACB=90°,∠B=30°,点 D 是直线 AB 上的动点,连接 CD,以 CD为边,在 CD 的左侧作等边△CDE,连接 EB
    (1)问题发现:
    如图(1),当CD⊥AB 时,ED 和 EB 的数量关系是 .
    (2)规律论证:
    如图(2)当点D在线段 AB 上运动时,(1)中 ED,EB 的数量关系是否仍然成立?若成立,请仅就图(2)加以证明;若不成立,请写出新的数量关系,并说明理由.
    (3)拓展应用:
    如图(3)当点 D 在直线 AB上运动时,若 AC=2,且△BCE 恰好为等腰直角三角形时, 请直接写出符合条件的 AD 的长.

    图1 图2 图3
    【答案】(1)ED=EB;(2)(3)见解析.
    【解析】解:(1)∵△CDE是等边三角形,
    ∴∠CDE=60°,
    ∵CD⊥AB,
    ∴∠CDB=90°,
    ∴∠BDE=30°,
    ∵∠B=30°,
    ∴∠BDE=∠B,
    ∴ED=EB;
    (2)成立;
    过点C作CF⊥AB于F,过E作EH⊥BC于H,则∠CFB=∠EHC=90°,

    ∵∠CBA=30°,
    ∴∠BCF=60°,
    ∵△CED是等边三角形,
    ∴∠DCE=60°,CE=CD,
    ∴∠ECH=∠DCF,
    ∴△CDF≌△CEH,
    ∴CH=CF,
    在Rt△CBF中,由∠CBF=30°,得:BC=2CF,
    ∴BH=CH=CF,即H为BC中点,
    ∵EH=EH,∠BHE=∠CHE=90°,
    ∴△BEH≌△CEH,
    ∴BE=CE,
    ∵CE=DE,
    ∴BE=DE;
    (3)过点C作CH⊥AB于H,如下图所示,

    由题意知:AC=2,
    ∴AH=,CH=,BC=2CH=2,BE=CE=CD=BC=2,
    在Rt△CDH中,由勾股定理得:DH=,
    ∴AD=DH-AH=-;
    ②如图所示,

    同理可得:DH=,AH=,
    ∴AD=DH+AH=+;
    综上所述,符合条件的 AD 的长为-或+.
    13.如图,在矩形ABCD中,E为CD的中点,F为BE上的一点,连结CF并延长交AB于点M,MN⊥CM交射线AD于点N.
    (1)当F为BE中点时,求证:AM=CE;
    (2)若,求的值.

    【答案】见解析.
    【解析】解:(1)当F为BE中点时,即BF=EF,
    ∵四边形ABCD是矩形,
    ∴AB=DC,AB∥DC,
    ∴∠MBF=∠CEF,∠BMF=∠ECF,
    ∴△BMF≌△ECF,
    ∴BM=EC.
    ∵E为CD的中点,
    ∴EC=DC=AB,
    ∴AM=BM=EC;
    (2)设MB=x,
    ∵四边形ABCD是矩形,
    ∴AD=BC,AB=DC,∠A=∠ABC=∠BCD=90°,AB∥DC,
    ∴,
    ∴EC=2x,
    ∴AB=CD=2CE=4x,AM=AB﹣MB=3x,
    由,得BC=AD=2x,
    ∵MN⊥MC,
    ∴∠CMN=90°,
    ∵∠A=90°,
    ∴∠BMC=∠ANM,
    ∴△AMN∽△BCM,
    ∴,
    ∴,
    ∴AN=x,ND=AD﹣AN=x,
    ∴=3.
    14.如图1,在Rt△ABC中,∠A=90°,AB=AC,点D,E分别在边AB,AC上,AD=AE,连接DC,点M,P,N分别为DE,DC,BC的中点.
    (1)观察猜想:
    图1中,线段PM与PN的数量关系是 ,位置关系是 ;
    (2)探究证明:
    把△ADE绕点A逆时针方向旋转到图2的位置,连接MN,BD,CE,判断△PMN的形状,并说明理由;
    (3)拓展延伸:
    把△ADE绕点A在平面内自由旋转,若AD=4,AB=10,请直接写出△PMN面积的最大值.

    图1 图2
    【答案】见解析.
    【解析】解:(1)∵点P,N是BC,CD的中点,
    ∴PN∥BD,PN=BD,
    同理:PM∥CE,PM=CE,
    ∵AB=AC,AD=AE,
    ∴BD=CE,
    ∴PM=PN,
    ∵PN∥BD,
    ∴∠DPN=∠ADC,
    ∵PM∥CE,
    ∴∠DPM=∠DCA,
    ∵∠BAC=90°,
    ∴∠ADC+∠ACD=90°,
    ∴∠MPN=∠DPM+∠DPN=∠DCA+∠ADC=90°,
    ∴PM⊥PN,
    故答案为:PM=PN,PM⊥PN;
    (2)△PMN是等腰直角三角形.
    由旋转性质知,∠BAD=∠CAE,
    ∵AB=AC,AD=AE,
    ∴△ABD≌△ACE,
    ∴∠ABD=∠ACE,BD=CE,
    由(1)中知:PN=BD,PM=CE,PM∥CE,PN∥BD,
    ∴PM=PN,∠DPM=∠DCE,∠PNC=∠DBC,
    ∴△PMN是等腰三角形,
    ∵∠DPN=∠DCB+∠PNC=∠DCB+∠DBC,
    ∴∠MPN=∠DPM+∠DPN
    =∠DCE+∠DCB+∠DBC
    =∠BCE+∠DBC
    =∠ACB+∠ACE+∠DBC
    =∠ACB+∠ABD+∠DBC
    =∠ACB+∠ABC
    =90°,
    ∴△PMN是等腰直角三角形;
    (3)由(2)知,△PMN是等腰直角三角形,PM=PN=BD,
    ∴当PM最大时,即BD最大时,△PMN面积最大,
    ∴点D在BA的延长线上,BD最大,
    最大值为:BD=AB+AD=14,
    即PM=7,
    ∴S△PMN最大=PM2=

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