Question

如圖，△ABC中，AC=BC，∠A=30°，AB=．將三角板中30°角的頂點(diǎn)D放在AB邊上移動(dòng)，使這個(gè)30°角的兩邊分別與△ABC的邊AC，BC相交于點(diǎn)E，F(xiàn)，連接DE、DF、EF，且使DE始終與AB垂直，設(shè)AD=x，△DEF的面積為y．
（1）畫出符合條件的圖形，寫出與△ADE一定相似的三角形并說明理由；
（2）EF與AB可能平行嗎？若能，請(qǐng)求出此時(shí)AD的長；若不能，請(qǐng)說明理由；
（3）求出y與x之間的函數(shù)關(guān)系式并求出自變量的取值范圍；當(dāng)x為何值時(shí)，y有最大值，最大值為多少？

Answer 1

解：（1）圖形舉例：
△ADE∽△BFD
∵DE⊥AB，∠EDF=30°，∴∠FDB=60°
∵∠A=∠B，∠AED=∠FDB，
∴△ADE∽△BFD．

（2）EF可以平行于AB
此時(shí)，在直角△ADE中，DE=，
在直角△DEF中，EF=
在直角△DBF中，
∵BD=，∴DF=
而DF=2EF，
∴=，
∴．

（3）y=××（-）==（）
當(dāng)時(shí)，y最大=．
分析：（1）由于AC=BC，根據(jù)等邊對(duì)等角，∠A=∠B=30°，又知道∠B也是30°，那么不難得出∠DFB就應(yīng)該是90°，在△ABC中，肯定相等的角是∠A=∠B=30°，∠ADE=∠DFB=90°，因此△ADE和△BFD一定相似．
（2）如果EF∥AB，那么△DEF就是個(gè)直角三角形，如果設(shè)AD=x，那么根據(jù)AB的長，可以用x表示出BD的長，先在△ADE中，根據(jù)∠A的度數(shù)和AD的長用x和三角形函數(shù)表示出DE同理在△DEF中，用DE表示出DF，先前我們用x表示出了BD的長，那么可以在直角△BDF中，用x表示出DF，然后讓這兩個(gè)表示DF的式子相等，即可求出x即AD的長．
（3）求△DEF的高就要知道它的底邊和高分別是多少，在（2）中我們已經(jīng)得出了DE=，DE邊上的高=DF•sin30°=DF=（-），由此可根據(jù)三角形的面積公式來列出關(guān)于x，y的函數(shù)關(guān)系式．當(dāng)F與C重合時(shí)x最小，此時(shí)BF=2．那么BD=，x=2-BD=；當(dāng)E與C重合時(shí)，AD就是AB的一半，此時(shí)x=，x的值最大，因此x的取值范圍就是≤x≤．然后根據(jù)得出的函數(shù)式和自變量的取值求出y的最大值是多少．
點(diǎn)評(píng)：本題結(jié)合梯形的性質(zhì)考查二次函數(shù)的綜合應(yīng)用，利用直角三角形的特殊角和直角三角形之間的公共邊求解是解題的關(guān)鍵．