如圖,在直角梯形ABCD中,AB∥CD,AD=8,DC=4,∠ABC=90°,∠A=60°.M點(diǎn)、N點(diǎn)是梯形邊上的動(dòng)點(diǎn),M、N之間的線段長(zhǎng)或折線長(zhǎng)始終為2,它們同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng),同時(shí)停止運(yùn)動(dòng).N點(diǎn)從A點(diǎn)開(kāi)始先沿AD方向,再沿DC方向,到達(dá)C點(diǎn)時(shí)停止運(yùn)動(dòng).過(guò)M點(diǎn)作MH⊥AB,垂足為H,與BN交于O點(diǎn),連接HN.設(shè)A、N之間的線段長(zhǎng)或折線長(zhǎng)為x(x>0).解答下列問(wèn)題:
(1)當(dāng)△AHN為等邊三角形時(shí),求x的值;
(2)當(dāng)MN為線段時(shí),并且△OHB與以O(shè)、M、N三點(diǎn)組成的三角形相似,求x的值或x的取值范圍;
(3)設(shè)△AHN的面積為S,求S關(guān)于x的函數(shù)解析式,并寫出x的取值范圍.
分析:(1)利用等邊三角形的性質(zhì)得到AN=AH,然后得到AH與AM的關(guān)系,從而得到有關(guān)x的方程,求解即可;
(2)分當(dāng)N、M兩點(diǎn)都在AD上時(shí)和當(dāng)N、M兩點(diǎn)都在DC上時(shí)兩種情況分類討論即可;
(3)分當(dāng)N、M兩點(diǎn)都在AD上,即0<x≤6時(shí)、當(dāng)N點(diǎn)在AD上、M點(diǎn)在DC上,即6<x≤8時(shí)、當(dāng)N、M兩點(diǎn)都在DC上,即8<x≤10時(shí)和當(dāng)N點(diǎn)在DC上,M點(diǎn)在BC上四中情況分類討論即可.
解答:解:(1)∵∠A=60°,
∴當(dāng)AN=AH時(shí),△AHN為等邊三角形.
由已知在Rt△MAH中,∠A=60°,
則∠AMH=30°,
∴AH=
1
2
AM=
x+2
2

x=
x+2
2
,解得:x=2,
∴當(dāng)x=2時(shí),△AHN為等邊三角形;

(2)分兩種情況討論:
①當(dāng)N、M兩點(diǎn)都在AD上時(shí),如圖1,
過(guò)D點(diǎn)作DE⊥AB交AB于E,
∴AE=AD•cosA=8×
1
2
=4,BE=CD=4,
∴AB=8,…(4分)
∵∠MON=∠BOH,
∴當(dāng)∠MNO=∠BHO=90°時(shí),△OMN∽△OBH,
此時(shí)AN=AB•cosA=8×
1
2
=4,即x=4;
②當(dāng)N、M兩點(diǎn)都在DC上時(shí),如圖2,
∵AB∥CD,
∴在這種情況下,不論x取何值,△OMN與△OHB都相似;
綜上所述:當(dāng)x=4或8≤x<10時(shí),△OHB與以O(shè)、M、N
三點(diǎn)組成的三角形相似.

(3)分以下四種情況:
①當(dāng)N、M兩點(diǎn)都在AD上,即0<x≤6時(shí),如圖1,
過(guò)N點(diǎn)作NF⊥AB于F,
∴NF=AN•sinA=
3
2
x
,
∴S=
1
2
AH•NE
=
1
2
×
3
2
x+2
2
=
3
8
x2+
3
x
4

②當(dāng)N點(diǎn)在AD上、M點(diǎn)在DC上,即6<x≤8時(shí),如圖3,
過(guò)N點(diǎn)作NG⊥AB于G,與①同理NG=
3
2
x
,
∵DM=x+2-8=x-6,
∴HB=MC=4-(x-6)=10-x,
∴AH=8-(10-x)=x-2,
∴S=
1
2
AH•NE
=
1
2
×
3
2
x×(x-2)
=
3
4
x2-
3
x
2

③當(dāng)N、M兩點(diǎn)都在DC上,即8<x≤10時(shí),如圖2,
此時(shí)△AHN的高為MH,過(guò)N點(diǎn)作NE⊥AB于E,
由(2)①可求得MH=DE=4
3
,
有②得AH=x-2,
∴S=
1
2
AH•NE
=
1
2
(x-2)×4
3
=2
3
x-4
3

④當(dāng)N點(diǎn)在DC上,M點(diǎn)在BC上,即10<x≤12時(shí),如圖4,
此時(shí)O點(diǎn)、H點(diǎn)與B點(diǎn)重合
∴S=
1
2
AB,
BC=
1
2
×8×4
3
=16
3
點(diǎn)評(píng):本題考查了二次函數(shù)的綜合知識(shí),特別是題目中滲透的分類討論的數(shù)學(xué)思想更是中考的熱點(diǎn)考點(diǎn)之一.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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20、如圖,在直角梯形ABCD中,AD∥BC,CD⊥BC,E為BC邊上的點(diǎn).將直角梯形ABCD沿對(duì)角線BD折疊,使△ABD與△EBD重合(如圖中陰影所示).若∠A=130°,AB=4cm,則梯形ABCD的高CD≈
3.1
cm.(結(jié)果精確到0.1cm)

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精英家教網(wǎng)如圖,在直角梯形ABCD中,AB∥DC,∠D=90°,AC⊥BC,AB=10cm,BC=6cm,F(xiàn)點(diǎn)以2cm/秒的速度在線段AB上由A向B勻速運(yùn)動(dòng),E點(diǎn)同時(shí)以1cm/秒的速度在線段BC上由B向C勻速運(yùn)動(dòng),設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t秒(0<t<5).
(1)求證:△ACD∽△BAC;
(2)求DC的長(zhǎng);
(3)設(shè)四邊形AFEC的面積為y,求y關(guān)于t的函數(shù)關(guān)系式,并求出y的最小值.

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(1998•大連)如圖,在直角梯形ABCD中.AD∥BC,DC⊥BC,且BC=3AD.以梯形的高AE為直徑的⊙O交AB于點(diǎn)F,交CD于點(diǎn)G、H.過(guò)點(diǎn)F引⊙O的切線交BC于點(diǎn)N.
(1)求證:BN=EN;
(2)求證:4DH•HC=AB•BF;
(3)設(shè)∠GEC=α.若tan∠ABC=2,求作以tanα、cotα為根的一元二次方程.

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如圖,在直角梯形ABCD中,DC∥AB,∠ADC=90°,AB=3a,CD=2a,AD=2,點(diǎn)E、F分別是腰AD、BC上的動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)G在AB上,且四邊形AEFG是矩形.設(shè)FG=x,矩形AEFG的面積為y.
(1)求y與x之間的函數(shù)關(guān)式,并寫出自變量x的取值范圍;
(2)在腰BC上求一點(diǎn)F,使梯形ABCD的面積是矩形AEFG的面積的2倍,并求出此時(shí)BF的長(zhǎng);
(3)當(dāng)∠ABC=60°時(shí),矩形AEFG能否為正方形?若能,求出其邊長(zhǎng);若不能,請(qǐng)說(shuō)明理由.

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如圖,在直角梯形ABCD中,AB∥CD,∠C=90°,AB=6cm,CD=10cm,AD=5cm,動(dòng)點(diǎn)P、Q分別從點(diǎn)A、C同時(shí)出發(fā),點(diǎn)P以2cm/s的速度向點(diǎn)B移動(dòng),點(diǎn)Q以1cm/s的速度向點(diǎn)D移動(dòng),當(dāng)一個(gè)動(dòng)點(diǎn)到達(dá)終點(diǎn)時(shí)另一個(gè)動(dòng)點(diǎn)也隨之停止運(yùn)動(dòng).
(1)經(jīng)過(guò)幾秒鐘,點(diǎn)P、Q之間的距離為5cm?
(2)連接PD,是否存在某一時(shí)刻,使得PD恰好平分∠APQ?若存在,求出此時(shí)的移動(dòng)時(shí)間;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.

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