Question

已知：如圖，直角梯形ABCD中，AD∥BC，∠B=90°，AB=8，AD=12，，AM∥DC，E、F分別是線段AD、AM上的動點（點E與A、D不重合）且∠FEM=∠AMB，設(shè)DE=x，MF=y．
（1）求證：AM=DM；
（2）求y與x的函數(shù)關(guān)系式并寫出定義域；
（3）若點E在邊AD上移動時，△EFM為等腰三角形，求x的值；
（4）若以BM為半徑的⊙M和以ED為半徑的⊙E相切，求△EMD的面積．

Answer 1

解：（1）證明：過點M作MG⊥AD交AD于G；
∵AM∥DC，∴∠AMB=∠C；
∵∠B=90°，AB=8，
∴，
∴，∴BM=6；
∵AD∥BC，AB∥MG，
∴AG=BM=6，
∵AD=12，∴AG=GD，
∴△AGM≌△DGM，
∴AM=DM．

（2）∵∠FEM=∠AMB，∠AMB=∠MAE，
∴∠MAE=∠MEF，
∵∠AME=∠EMF，
∴△AEM∽△EFM；
∴，
∵，
∴，
∴；
定義域為：0＜x＜12．

（3）∵∠EFM=∠MAE+∠AEF＞∠FEM，
∴EM≠FM，
∴若△EFM為等腰三角形，則EF=EM或EF=FM；
①當(dāng)EF=FM時，
12-x=10，∴x=2；
②當(dāng)EF=EM時，
∵∠FME=∠FEM=∠MAE，
∴AE=EM，
∴，
∴．

（4）若⊙M與⊙E外切，則，
∴，
∴；
若⊙M與⊙E內(nèi)切，則．
方程無解．
分析：（1）此題要通過構(gòu)造全等三角形求解，過M作MG⊥AD于G，則AG=BM，在Rt△ABM中，由∠AMB（即∠C）的正切值可求得BM的長，也就得到了AG的長，此時發(fā)現(xiàn)G是AD的中點，即可證得△MAG≌△MDG，由此可得到所求的結(jié)論．
（2）由于AD∥BC，易得∠MAE=∠FEM=∠AMB，即可證得△AEM∽△EFM，分別表示出ME²、MF、MA的長，根據(jù)相似三角形得到的比例線段即可得到y(tǒng)、x的函數(shù)關(guān)系式．
（3）根據(jù)三角形的外角性質(zhì)知：∠EFM＞∠FAE=∠FEM，因此EM≠FM，所以分兩種情況討論即可：
①EF=EM，此時∠EFM=∠EMF，由于∠EFM=∠AEF=∠FEM+∠AEF，由此可證得AE=MA=10，由此可得到DE的長；
②EF=FM，此時∠FEM=∠EMF=∠EAM，即AE=EM，可令兩條線段的表達式相等，即可求得此時DE的長．
（4）此題要分兩種情況討論：
①兩圓外切，那么EM=BM+DE，分別表示出各線段的長，根據(jù)上面的等量關(guān)系列方程求得x的值，即可得到DE的長，以DE為底、AB為高即可得△EMD的面積；
②兩圓內(nèi)切，方法同上．
點評：此題考查了全等三角形的判定和性質(zhì)、直角梯形的性質(zhì)、以及相似三角形、全等三角形的判定和性質(zhì)，圓與圓的位置關(guān)系等知識，綜合性強，難度較大．