Question

【題目】如圖，在正方形ABCD中，AB=5cm，E為對(duì)角線BD上一動(dòng)點(diǎn)，連接AE、CE，過E點(diǎn)作EF⊥AE，交直線BC于點(diǎn)F，E點(diǎn)從B點(diǎn)出發(fā)，沿BD方向以每秒1cm的速度運(yùn)動(dòng)，當(dāng)點(diǎn)E與點(diǎn)D重合時(shí)，運(yùn)動(dòng)停止．設(shè)△BEF的面積為ycm2，E點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為x秒．

（1）點(diǎn)E在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，試說(shuō)明總有：CE=EF；

（2）求y與x之間關(guān)系的表達(dá)式，并寫出x的取值范圍．

Answer 1

【答案】（1）見解析；（2）y=

【解析】

（1）分兩種情況：點(diǎn)F在BC的延長(zhǎng)線上和在BC邊上，在BC的延長(zhǎng)線上時(shí)，作輔助線，構(gòu)建三角形全等，證明△AEM≌△EFN和△ADE≌△CDE（SAS），可得AE=CE=EF；在BC邊上時(shí)，同理可證明∠BAE=∠CFE，再證明△BEA≌△BEC得∠BAE=∠BCE，所以∠CFE=∠FCE，故可得結(jié)論；

（2）分兩種情況：根據(jù)三角形的面積公式可得y與x之間關(guān)系的函數(shù)表達(dá)式，根據(jù)勾股定理計(jì)算BD的長(zhǎng)可得x的取值．

（1）證明：如圖1，過E作MN∥AB，交AD于M，交BC于N，

∵四邊形ABCD是正方形，

∴AD∥BC，AB⊥AD，

∴MN⊥AD，MN⊥BC，

∴∠AME=∠FNE=90°=∠NFE+∠FEN，

∵AE⊥EF，

∴∠AEF=∠AEM+∠FEN=90°，

∴∠AEM=∠NFE，

∵∠DBC=45°，∠BNE=90°，

∴BN=EN=AM，

∴△AEM≌△EFN（AAS），

∴AE=EF，

∵四邊形ABCD是正方形，

∴AD=CD，∠ADE=∠CDE，

∵DE=DE，

∴△ADE≌△CDE（SAS），

∴AE=CE，

∴CE=EF；

如圖2，同理可證明∠BAE=∠CFE,

∵BD是正方形ABCD的對(duì)角線，

∴∠ABE=∠CBE=45°

又AB=CB，BE=BE

∴△BEA≌△BEC

∴∠BAE=∠BCE

∴∠CFE=∠FCE

∴CE=FE

因此，點(diǎn)E在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，總有：CE=EF；

（2）解：在Rt△BCD中，由勾股定理得：，

∴，

由題意得：BE=2x，

∴，

由（1）知：AE=EF=EC，

分兩種情況：

①當(dāng)時(shí)，如圖3，

∵AB=MN=10，

∴ME=FN=10-x，

∴BF=FN-BN=10-x-x=10-2x，

∴；

②當(dāng)時(shí)，如圖4，過E作EN⊥BC于N，

∴EN=BN=x，

∴FN=CN=10-x，

∴BF=BC-2CN=10-2（10-x）=2x-10，

∴；

綜上，y與x之間關(guān)系的函數(shù)表達(dá)式為： y=