2、正方形ABCD边长为4,M、N分别是BC、CD上的两个动点,当M点在BC上运动时,保持AM和MN垂直,

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  • 正方形ABCD边长为4,M、N分别是BC、CD上的两个动点,当M点在BC上运动时,保持AM和MN垂直.

    (1)证明:Rt△ABM∽Rt△MCN;

    如图

    因为四边形ABCD为正方形

    所以,∠BAM+∠AMB=90°

    又,AM⊥MN

    所以,∠AMN=90°

    所以,∠AMB+∠CMN=90°

    所以,∠BAM=∠CMN

    而,∠B=∠C=90°

    所以,Rt△ABM∽Rt△MCN

    (2)设BM=x,梯形ABCN的面积为y,求y与x之间的函数关系式;当M点运动到什么位置时,四边形ABCN面积最大,并求出最大面积;

    已知正方形ABCD的边长为4,BM=x

    所以,CM=4-x

    由(1)的结论知:Rt△ABM∽Rt△MCN

    所以:AB/MC=BM/CN

    即:4/(4-x)=x/CN

    所以,CN=(4-x)x/4

    而,直角梯形ABCN的面积S=(1/2)*(CN+AB)*BC

    =(1/2)*[(4-x)x/4+4]*4=2*[(4-x)x/4+4]

    =(1/2)x(4-x)+8=(-1/2)x^2+2x+8

    因为点M在BC上,所以:0<x<4

    即:Sabcn=(-1/2)x^2+2x+8(0<x<4)

    =(-1/2)(x^2-4x+4)+10

    =(-1/2)(x-2)^2+10

    所以,当x=2时,Sabcn有最大值10

    此时点M为BC中点

    (3)当M点运动到什么位置时Rt△ABM∽Rt△AMN,求此时x的值

    要保证Rt△ABM∽Rt△AMN,其中∠ABM=∠AMN=90°

    所以,∠BAM=∠MAN

    【不可能满足∠BMA=∠MAN——因为∠BMA=∠MAD>∠MAN】

    所以:AB/AM=BM/MN……………………………………………(1)

    在Rt△ABM中,由勾股定理得到:AM=√(16+x^2)

    由(1)的过程知,CN=x(4-x)/4

    所以,在Rt△MCN中由勾股定理得到:

    MN=√{(4-x)^2+[x(4-x)/4]^2}=√{(4-x)^2+[x^2(4-x)^2/16]}

    =√[(4-x)^2*(x^2+16)]/16

    =[(4-x)/4]*√(x^2+16)

    代入(1)中有:4/√(16+x^2)=x/[(4-x)/4]*√(x^2+16)

    所以:x/(4-x)=1

    解得:x=2