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如图,已知在等腰Rt△ABC中,∠C=90°,斜边AB=2,若将△ABC翻折,折痕EF分别交边AC、边BC于点E和点F(点E不与A点重合,点F不与B点重合),且点C落在AB边上,记作点D.过点D作DK⊥AB,交射线AC于点K,设AD=x,y=cot∠CFE,

(1)求证:△DEK∽△DFB;

(2)求y关于x的函数解析式并写出定义域;

(3)联结CD,当=时,求x的值.

 

答案

【考点】相似形综合题;等腰三角形的判定与性质;等边三角形的判定与性质;直角三角形斜边上的中线;轴对称的性质;锐角三角函数的定义;特殊角的三角函数值.

【专题】综合题;分类讨论.

【分析】(1)要证△DEK∽△DFB,只需证到∠EKD=∠FBD,∠EDK=∠FDB即可;

(2)易得DK=DA=x,DB=2﹣x,由△DFB∽△DEK可得到=,从而可得y=cot∠CFE=cot∠DFE===;然后只需先求出在两个临界位置(点F在点B处、点E在点A处)下的x值,就可得到该函数的定义域;

(3)取线段EF的中点O,连接OC、OD,根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半可得OC=OD=EF.设EF与CD交点为H,根据轴对称的性质可得EF⊥CD,且CH=DH=CD.由=可得tan∠HOC==,从而得到∠HOC=60°.①若点K在线段AC上,如图2,由∠HOC=60°可求得∠OFC=30°,由此可得到y的值,再把y的值代入函数解析式就可求出x的值;②若点K在线段AC的延长线上,如图3,由∠HOC=60°可求得∠OFC=60°,由此可得到y的值,再把y的值代入函数解析式就可求出x的值.

【解答】(1)证明:如图1,

由折叠可得:∠EDF=∠C=90°,∠DFE=∠CFE.

∵△ABC是等腰直角三角形,∠C=90°,

∴∠A=∠B=45°.

∵DK⊥AB,

∴∠ADK=∠BDK=90°,

∴∠AKD=45°,∠EDF=∠KDB=90°,

∴∠EKD=∠FBD,∠EDK=∠FDB,

∴△DEK∽△DFB;

(2)解:∵∠A=∠AKD=45°,

∴DK=DA=x.

∵AB=2,

∴DB=2﹣x.

∵△DFB∽△DEK,

=

∴y=cot∠CFE=cot∠DFE===

当点F在点B处时,

DB=BC=AB•sinA=2×=,AD=AB﹣AD=2﹣

当点E在点A处时,

AD=AC=AB•cosA=2×=

∴该函数的解析式为y=,定义域为2﹣<x<

(3)取线段EF的中点O,连接OC、OD,

∵∠ECF=∠EDF=90°,

∴OC=OD=EF.

设EF与CD交点为H,根据轴对称的性质可得EF⊥CD,且CH=DH=CD.

=,∴sin∠HOC==

∴∠HOC=60°

①若点K在线段AC上,如图2,

∵CO=EF=OF,

∴∠OCF=∠OFC=∠HOC=30°,

∴y=cot30°=

=

解得:x=﹣1;

②若点K在线段AC的延长线上,如图3,

∵OC=OF,∠FOC=60°,

∴△OFC是等边三角形,

∴∠OFC=60°,

∴y=cot60°=

=

解得:x=3﹣

综上所述:x的值为﹣1或3﹣

【点评】本题主要考查了相似三角形的判定与性质、等腰三角形的判定与性质、等边三角形的判定与性质、锐角三角函数的定义、特殊角的三角函数值、直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半等知识,在解决本题的过程中还用到了临界值法、分类讨论的思想,而运用(1)中的结论则是解决第(2)小题的关键,取EF的中点O,将转化为则是解决第(3)小题的关键.

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