这2009绵阳的中考题,(1)(2)问初二可以解决,第三问有点超纲
如图,在平面直角坐标系中,矩形AOBC在第一象限内,E是边OB上的动点(不包括端点),作∠AEF = 90°,使EF交矩形的外角平分线BF于点F,设C(m,n).
(1)若m = n时,如图,求证:EF = AE;
(2)若m≠n时,如图,试问边OB上是否还存在点E,使得EF = AE?若存在,请求出点E的坐标;若不存在,请说明理由
(3)若m = tn(t>1)时,试探究点E在边OB的何处时,使得EF =(t + 1)AE成立?并求出点E的坐标
(1)由题意得m=n时,AOBC是正方形
如图, 在OA上取点C,使AG=BE,则OG=OE.
∴ ∠EGO= 45°,从而∠AGE= 135°.
由BF是外角平分线,得∠EBF= 135°,
∴ ∠AGE=∠EBF.
∵∠AEF= 90°,
∴ ∠FEB+∠AEO= 90°.
在Rt△AEO中,
∵ ∠EAO+∠AEO= 90°
∴ ∠EAO=∠FEB,
∴△AGE≌△EBF,EF=AE.
(2)假设存在点E,使EF=AE.设E(a,0).作FH⊥x轴于H,如图.
由(1)知∠EAO=∠FEH,于是Rt△AOE≌Rt△EHF.
∴FH=OE,EH=OA.
∴点F的纵坐标为a,即FH=a.
由BF是外角平分线,知∠FBH= 45°,
∴BH=FH=a.
又由C(m,n)有OB=m,
∴BE=OB-OE=m-a,
∴EH=m-a+a=m.
又EH=OA=n,
∴m=n,这与已知m≠n相矛盾.
因此在边OB上不存在点E,使EF=AE成立.
(3)如(2)图,设E(a,0),FH=h,则EH=OH-OE=h+m-a.
由∠AEF= 90°,∠EAO=∠FEH,
得△AOE∽△EHF,
∴EF=(t+ 1)AE等价于FH=(t+ 1)OE,
即h=(t+ 1)a,且 ,即 ,
整理得nh=ah+am-a2,
∴ .
把h=(t+ 1)a代入得 ,
即m-a=(t+ 1)(n-a).
而m=tn,因此tn-a=(t+ 1)(n-a).化简得ta=n,解得 .
∵t>1,
∴ <n<m,故E在OB边上.
∴当E在OB边上且离原点距离为 处时满足条件,此时E( ,0).