Question

已知：如圖，等邊△ABC的邊長為6，點(diǎn)D、E分別在AB、AC上，且AD=AE=2，直線l過點(diǎn)A，且l∥BC，若點(diǎn)F從點(diǎn)B開始以每秒1個(gè)單位長的速度沿射線BC方向運(yùn)動(dòng)，設(shè)F點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t秒，當(dāng)t＞0時(shí)，直線DF交l于點(diǎn)G，GE的延長線與BC的延長線交于點(diǎn)H，AB與GH相交于點(diǎn)O．
（1）當(dāng)t為何值時(shí)，AG=AE？
（2）請(qǐng)證明△GFH的面積為定值；
（3）當(dāng)t為何值時(shí)，點(diǎn)F和點(diǎn)C是線段BH的三等分點(diǎn)？

Answer 1

【答案】分析：（1）由GA∥BC可得△ADG∽△BDF，又BF=t，可得AG=，又AG=AE，問題可求．
（2）由題意，點(diǎn)D、E的位置不變，AD=AE=2，△GDE∽△GFH，可得的比值不變，即FH的長度不變，△GFH的FH邊的高為定值，從而可證明△GFH的面積為定值．
（3）點(diǎn)F和點(diǎn)C是線段BH的三等分點(diǎn)，則BF=FC=CH，BF=t，由運(yùn)動(dòng)過程，點(diǎn)F有兩種可能的位置，即在BC內(nèi)，在BC外．在BC內(nèi)時(shí)，BF+FC=BC=6，即2t=6；在BC外時(shí)，t=2BC=12，問題解決．
解答：解：（1）∵GA∥BC，
∴△ADG∽△BDF，
∴，
∵AB=6，AD=2，∴BD=4，
∴∴AG=，
若AG=AE，
∵AE=AD，
∴有=2，
即t=4s時(shí)，AG=AE．

（2）∵AD=AE．AB=AC，∠DAE=∠BAC，
∴△ADE∽△ABC，
∴，∠1=∠B，
∴DE∥BH
∴△GDE∽△GFH，
∴，
又∵l∥BC
∴
∴BC=FH=6，
又∵△ABC與△GFH高相等．令高為h，則h==，
∴S_△GFH==，即△GFH面積為定值．

（3）點(diǎn)F和點(diǎn)C是線段BH的三等分點(diǎn)，
①當(dāng)點(diǎn)F在線段BC內(nèi)時(shí)，則BF=FC=CH，∴BF=BC=3，
∴t=3時(shí)，點(diǎn)F和點(diǎn)C是線段BH的三等分點(diǎn)，
②當(dāng)點(diǎn)F在線段BC的延長線上時(shí)，則BC=CF=FH=6，
∴BF=2×6=12
∴當(dāng)t=12時(shí)，點(diǎn)F，點(diǎn)C是線段BH的三等分點(diǎn)，
綜上所述，當(dāng)t=3s或12s時(shí)，
點(diǎn)F，點(diǎn)C是線段BH的三等分點(diǎn)．
點(diǎn)評(píng)：此題綜合考查相似三角形，函數(shù)與幾何圖形的關(guān)系，動(dòng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)用多種知識(shí)點(diǎn)，分類思想等，綜合性很強(qiáng)．