Question

如圖，正方形ABCD的邊長是2，M是AD的中點(diǎn)，點(diǎn)E從點(diǎn)A出發(fā)，沿AB運(yùn)動到點(diǎn)B停止，連接EM并延長交射線CD于點(diǎn)F，過M作EF的垂線交射線BC于點(diǎn)G，連接EG、FG．
（1）設(shè)AE=x時，△EGF的面積為y，求y關(guān)于x的函數(shù)關(guān)系式，并寫出自變量x的取值范圍；
（2）P是MG的中點(diǎn)，請直接寫出點(diǎn)P的運(yùn)動路線的長．

Answer 1

【答案】分析：（1）①E、A重合時，三角形EFG的底和高都等于正方形的邊長，由此可得到其面積；
②E、A不重合時；易證得△AEM≌△FDM，則EM=FM，由勾股定理易求得EM的長，即可得出EF的長；下面求MG的長，過M作MN⊥BC于N，則AB=MN=2AM，由于∠AME和∠NMG同為∠EMN的余角，由此可證得△AEM∽△NCM，根據(jù)相似三角形得到的關(guān)于AM、MN、EM、MC的比例關(guān)系式，即可求得MG的表達(dá)式，進(jìn)而可由三角形的面積公式求出y、x的函數(shù)關(guān)系式；
（2）可分別作出E、A重合和E、B重合時P點(diǎn)的位置（即P為A與E重合時得到的對應(yīng)點(diǎn)，P′為E與B重合時的對應(yīng)點(diǎn)），此時可發(fā)現(xiàn)PP′正好是△EGG′的中位線，則P點(diǎn)運(yùn)動的距離為GG′的一半；Rt△BMG′中，MG⊥BG′，易證得∠MBG=∠GMG′，根據(jù)∠MBG的正切值即可得到GG′、GM（即正方形的邊長）的比例關(guān)系，由此得解．
解答：解：（1）當(dāng)點(diǎn)E與點(diǎn)A重合時，x=0，y=×2×2=2
當(dāng)點(diǎn)E與點(diǎn)A不重合時，0＜x≤2
在正方形ABCD中，∠A=∠ADC=90°
∴∠MDF=90°，∴∠A=∠MDF
在△AME和△DMF中
，
∴△AME≌△DMF（ASA）
∴ME=MF
在Rt△AME中，AE=x，AM=1，ME=
∴EF=2ME=2
過M作MN⊥BC，垂足為N（如圖）
則∠MNG=90°，∠AMN=90°，MN=AB=AD=2AM
∴∠AME+∠EMN=90°
∵∠EMG=90°
∴∠GMN+∠EMN=90°
∴∠AME=∠GMN
∴Rt△AME∽Rt△NMG
∴=，即=
∴MG=2ME=2
∴y=EF×MG=×2×2=2x²+2
∴y=2x²+2，其中0≤x≤2；（6分）

（2）如圖，PP′即為P點(diǎn)運(yùn)動的距離；
在Rt△BMG′中，MG⊥BG′；
∴∠MBG=∠G′MG=90°-∠BMG；
∴tan∠MBG==2，
∴tan∠GMG′=tan∠MBG==2；
∴GG′=2MG=4；
△MGG′中，P、P′分別是MG、MG′的中點(diǎn)，
∴PP′是△MGG′的中位線；
∴PP′=GG′=2；
即：點(diǎn)P運(yùn)動路線的長為2．（8分）
點(diǎn)評：此題考查了正方形的性質(zhì)，等腰三角形、相似三角形、全等三角形的判定和性質(zhì)以及二次函數(shù)等知識；綜合性強(qiáng)，難度較大．