解题思路:(1)要证三角形ABM和MCN相似,就需找出两组对应相等的角,已知了这两个三角形中一组对应角为直角,而∠BAM和∠NMC都是∠AMB的余角,因此这两个角也相等,据此可得出两三角形相似.
(2)首先根据题意画出图形,易求得∠AHM=∠MCP=135°,∠2+∠3=∠1+∠2=45°,即可得∠1=∠3,然后利用ASA即可证得△AHM≌△MCP,证得AM=PM.
(3)根据(1)的相似三角形,可得出AB,BM,MC,NC的比例关系式,已知了AB=4,BM=x,可用BC和BM的长表示出CM,然后根据比例关系式求出CN的表达式.这样直角梯形的上下底和高都已得出,可根据梯形的面积公式得出关于y,x的函数关系式.然后可根据函数的性质得出y的最大值即四边形ABCN的面积的最大值,以及此时对应的x的值,也就可得出BM的长.
(4)已知了这两个三角形中相等的对应角是∠ABM和∠AMN,如果要想使Rt△ABM∽Rt△AMN,那么两组直角边就应该对应成比例,即AM:MN=AB:BM,根据(1)的相似三角形可得出AM:MN=AB:MC,因此BM=MC,M是BC的中点.即BM=2.
(1)证明:∵四边形ABCD为正方形,
∴∠B=∠C=90°,
∴∠AMB+∠BAM=90°,
又∵AM⊥MN,
∴∠AMN=90°,
∴∠AMB+∠NMC=90°,
∴∠BAM=∠NMC,
∴Rt△ABM∽Rt△MCN;
(2)AM=PM.
证明:∵四边形ABCD为正方形,
∴AB=BC,∠B=∠BCD=90°,
∵AH=MC,
∴BH=BM,
∴∠BMH=∠BHM=45°,
∴∠AHM=135°,
∵AM⊥MN,
∴∠2+∠3+∠BMH=90°,
∴∠2+∠3=45°,
∵∠1+∠2=∠BHM=45°,
∴∠1=∠3,
∵CP是正方形外角平分线,
∴∠PCN=45°,
∴∠PCM=90°+45°=135°,
∴∠AHM=∠MCP,
在△AHM和△MCP中,
∵
∠1=∠3
AH=MC
∠AHM=∠MCP,
∴△AHM≌△MCP(ASA),
∴AM=PM;
(3)∵正方形ABCD边长为4,BM=1,
∴CM=4-1=3,
∵Rt△ABM∽Rt△MCN,
∴[AB/MC=
BM
CN],
即[4/3=
1
CN],
∴CN=[3/4],
∴S梯形ABCN=[1/2](AB+CN)•BC=[1/2]×(4+[3/4])×4=[19/2];
∵正方形ABCD边长为4,BM=x,
∴CM=4-x,
∵Rt△ABM∽Rt△MCN,
∴[AB/MC=
BM
CN],
即[4/4−x=
x
CN],
∴CN=
−x2+4x
4,
∴y=S梯形ABCN=[1/2](AB+CN)•BC=[1/2]×(4+
−x2+4x
4)×4=-[1/2]x2+2x+8=-[1/2](x-2)2+10,
∴当x=2时,四边形ABCN的面积最大,最大面积为10;
(4)∵∠B=∠AMN=90°,
∴要使Rt△ABM∽Rt△AM
点评:
本题考点: 相似形综合题;二次函数的最值;正方形的性质;相似三角形的判定与性质.
考点点评: 本题主要考查了相似三角形的判定和性质、正方形的性质、全等三角形的判定与性质以及二次函数的最值问题.此题综合性较强,难度较大,注意掌握数形结合思想、函数思想与方程思想的应用是解此题的关键.