Question

【題目】如圖1，在菱形ABCD中，∠BAD＝120°，AB＝4cm．動點E在射線BC上勻速運動，其運動速度為1cm/s，運動時間為ts．連接AE，并將線段AE繞點A順時針旋轉120°至AF，連接BF．

（1）試說明無論t為何值，△ABF的面積始終為定值，并求出該定值；

（2）如圖2，連接EF，BD，交于點H，BD與AE交于點G，當t為何值時，△HEG為直角三角形？

（3）如圖3、當F、B、D三點共線時，求tan∠FEB的值．

Answer 1

【答案】（1）詳見解析；（2）①當∠HGE＝90°時，點E與點C重合，此時t＝4；②當∠GHE＝90°時，t＝2；（3）

【解析】

（1）由SAS證明△ABF≌△ADE，由AD∥BC得出動點E到AD的距離始終不變，得出S△ADE是個定值，由三角形面積公式即可得出結果；

（2）由等腰三角形的性質和三角形內角和定理得出∠AEF＝30°，

①當∠HGE＝90°時，點E與點C重合，此時t＝4，

②當∠GHE＝90°時，證出AE⊥BC，在Rt△ABE中，AB＝4cm，∠ABE＝60°，由直角三角形的性質得出BE＝AB＝2cm，此時t＝2；

（3）證出∠AFB＝∠FEB，連接AC交BD于點O，由菱形的性質得出∠AOB＝90°，在Rt△ABO中，AB＝4，∠ABO＝30°，由直角三角形的性質得出AO＝2，BO＝2，求出FB＝4，得出FO＝FB+BO＝6，由三角函數定義即可得出結果．

（1）證明：∵∠BAD＝∠EAF＝120°，

∴∠BAD﹣∠BAE＝∠EAF﹣∠BAE，

∴∠FAB＝∠EAD；

∵四邊形ABCD是菱形，

∴AB＝AD，

在△ABF與△ADE中，，

∴△ABF≌△ADE（SAS），

∵AD∥BC，

∴動點E到AD的距離始終不變，

∴S△ADE是個定值，

∴S△ABF＝S△ADE＝×4×4×sin60°＝×4×2＝4（cm2）

（2）解：∵AE＝AF，∠EAF＝120°，

∴∠AEF＝30°，

①當∠HGE＝90°時，點E與點C重合，

此時t＝4，

②當∠GHE＝90°時，

∵∠AEF＝30°，

∴∠HGE＝60°，

∵四邊形ABCD為菱形，∠BAD＝120°，

∴∠GBE＝30°，

∴∠GEB＝90°，

即AE⊥BC，

在Rt△ABE中，AB＝4cm，∠ABE＝60°，

∴BE＝AB＝2cm，

此時t＝2；

（3）解：∵AF＝AE，∠EAF＝120°，

∴∠BFE+∠AFB＝30°，

∵∠FBE＝150°，

∴∠BFE+∠FEB＝30°，

∴∠AFB＝∠FEB，

連接AC交BD于點O，如圖3所示：

∵四邊形ABCD是菱形，

∴AC⊥BD，

∴∠AOB＝90°，

在Rt△ABO中，AB＝4，∠ABO＝30°，

∴AO＝AB＝2，BO＝2，

∴FB×AO＝4，

∴FB＝4，

∴FO＝FB+BO＝6，

∴tan∠FEB＝tan∠AFB＝．