如图,在矩形ABCD中,AB=8,AD=6,BD是对角线.点E、F分别是直线CD、AB上的动点,且EF⊥BD与点M.P是直线AB上的一点,PE=PF,EP交BD或其延长线与点N.
(1)EF的长
(2)在点E由点C向点D的运动过程中,试猜想:EN与AF有何数量关系?并证明你的结论.
(3)当EF与AD边相交时,设交点为Q,AF为x,△AFQ与△DEQ的面积和记为S,求S与x的函数关系式及S的最小值
1﹚过E作EH⊥AB于H
则四边形ADEH是矩形 ∴EH=AD=6
∵EF⊥BD于M ∴在RT⊿FMB中sin∠F=cos∠FBM
而在RT⊿ABD中cos∠FBM=AB/BD=8/10=4/5 ∴sin∠F=4/5
∵在RT⊿EFH中sin∠F=EH/EF ∴4/5=6/EF ∴EF=7.5
2﹚因为E由C向D运动,所以F也沿着B—A方向运动
则EN与AF的数量关系:
①当F在A、B之间时:EN-AF=4.5cm
②当F在点A上时:EN-AF=EN=4.5cm
③当F在BA延长线上时:EN+AF=4.5cm
证明:不管F在AB的什么位置
∵PE=PF ∴∠PEF=∠PFE
又∵矩形ABCD中 AB∥CD ∴∠PFE=∠DEF ∴∠DEF=∠PEF
∵EF⊥BD ∴∠EMD=∠EMN=90° ME=ME ∴⊿DEM≌⊿NEM﹙ASA﹚
∴EN=DE
过A作AH∥EF交DC与H 又∵矩形ABCD中 AB∥CD ∴四边形AFEH是平行四边形
∴AH=EF=7.5cm 且AF=HE 又∵在RT⊿ADH中AD=6 ∴根据勾股定理得DH=4.5cm
①当F在A、B之间时,DE-HE =DH ∴EN-AF=DH=4.5cm
②当F在点A上时,此时DH=DE,AF=0 ∴EN-AF=4.5cm
③当F在BA延长线上时,DH=DE+EH ∴EN+AF=DH=4.5cm
﹙3﹚
∵sin∠F =4/5 ∴cos∠F =3/5 tan∠F=4/3 ∴在Rt⊿AFQ中AF=x,则AQ=4x/3
∴S⊿AFQ=½AF·AQ =2x²/3
∵AB∥CD ∴∠DEQ=∠F ∴tan∠DEQ=3/4
根据第二问③可知道:DE+AF=4.5cm ∴DE=4.5-x
∴DQ=4DE/3 ∴S⊿DEQ=2DE²/3=2﹙4.5-x﹚²/3
∴S=2x²/3+2﹙4.5-x﹚²/3
整理得:S=4x²/3-6x+27/2
最小值:27/4 cm²