(1)旋转角α=0,显然AD⊥BE,
∠A=30°,所以tan∠A=BC/AC=√3=2AD/2BE
所以AD=√3*BE
(2)
Rt△CDE与Rt△CAB相似,共顶点C,显然是手拉手模型的拓展,
可知 △BCE和△ACD相似,简证:
∠BCE+∠ACE=90°,∠DCA+∠ACE=90°,所以∠BCE=∠DCA
而BC/CE=AC/CD=2:1
所以△BCE∽△ACD(对应夹角相等,夹角两边对应成比例)
这是这一问的题眼所在
(3)
AD始终垂直于BE,故∠APB=90°,点P的轨迹是以AB为直径、AB中点O为半径的圆,注意只是圆O的一部分。
因△CDE绕点C旋转,故点E的轨迹是以CE为半径、点C为圆心的圆,CE=BC/2=1/2
当BE''与点圆C相切于点E''时,即BE''⊥CE''时,点P''的位置与点B重合,到达边界点;
当BE'与点圆C相切于点E'时,即BE'⊥CE'时,点P'到达圆弧BCP'的临界点;
点E绕点C旋转一周,点P在劣弧BCP'上来回两次。
【求解】
(1)同分析
(2)根据分析可知 △BCE∽△ACD
所以∠CBE=∠CAD,AD/BE=AC/BC=√3
又∠BMC=∠PMA(对顶角相等)
所以△BCM∽△APM,所以∠APB=90°,故AD⊥BE
故数量关系:AC/BC=√3 和位置关系:AD⊥BE,结论恒成立。
(3)
根据分析,点P'是点P轨迹的边界点,过点P'做P'M⊥BC的延长线,垂足为M。根据分析,此时BE'是圆C的切线,故BE'⊥CE'。
在Rt△BCE'中,BC=1,CE'=1/2, BE'=√3/2, ∠CBE'=30°
延长CE'必交AB于点O
反证:假设不交于点O,假设交于点O',∠BCE'=90°-∠CBE'=30°,而∠A=30°(已知条件),所以∠CO'B=60°,而∠COB=60°(△COB是等腰三角形),这与假设矛盾,所以CE'的延长线必定交AB于点O
故B'P=2*BE'=√3 (垂径定理)
在Rt△P'MB中,P'M=P'B*sin∠CBE'=√3/2
点P到直线BC的最大距离P'M=√3/2
劣弧BCP'所对应的圆心角=2*∠COB=120°
所以劣弧BCP'的弧长=120*2π/360=2π/3
点P运动轨迹的长度=2*劣弧BCP'的弧长 =4π/3
【小结】
题目通过特殊情况到一般情况,逐步形成相似两条线段的数量和位置关系的结论。其实就是相似三角形共顶点构成手拉手模型。
根据位置关系,可以找出隐形圆。通过小三角形的旋转找出边界,确定点P的轨迹范围,是本题的关键所在。
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