Question

在等腰梯形ABCD中，AB=DC=5，AD=4，BC=10．點(diǎn)E在下底邊BC上，點(diǎn)F在腰AB上．
（1）若EF平分等腰梯形ABCD的周長，設(shè)BE長為x，試用含x的代數(shù)式表示△BEF的面積；
（2）是否存在線段EF將等腰梯形ABCD的周長和面積同時平分？若存在，求出此時BE的長；若不存在，請說明理由；
（3）是否存在線段EF將等腰梯形ABCD的周長和面積同時分成1：2的兩部分？若存在，求出此時BE的長；若不存在，請說明理由．

Answer 1

分析：（1）先作AK⊥BC于K，F(xiàn)G⊥BC于G，根據(jù)等腰梯形的性質(zhì)，可得BK=

1

2

（BC-AD）=3，在Rt△ABK中，利用勾股定理可求出AK=4，由于AK、FG垂直于同一直線故平行，可得比例線段，求出FG=

4(12-x)

5

，利用面積公式可得S_△BEF=-

2

5

x²+

24

5

x（7≤x≤10，因?yàn)锽F最大取5，故BE最小取7，又不能超過10）；
（2）根據(jù)題意，結(jié)合（1）中面積的表達(dá)式，可以得到

1

2

S_梯形ABCD=-

2

5

x²+

24

5

x，即14=-

2

5

x²+

24

5

x，解得，x₁=7，x₂=5（不合題意，舍去）；
（3）仍然按照（1）和（2）的步驟和方法去做就可以了，注意不是分成相等的兩份，而是1：2就可以了，得到關(guān)于x的一元二次方程，先求出根的判別式△，由于△＜0，故不存在實(shí)數(shù)根．

解答：解：（1）由已知條件得：
梯形周長為24，高4，面積為28．
過點(diǎn)F作FG⊥BC于G
∴BK=

1

2

（BC-AD）=

1

2

×（10-4）=3，
∴AK=

AB2-BK2

=4，
∵EF平分等腰梯形ABCD的周長，設(shè)BE長為x，
∴BF=12-x，
過點(diǎn)A作AK⊥BC于K
∴△BFG∽△BAK，
∴

FG

AK

=

BF

BA

，
即：

FG

4

=

12-x

5

，
則可得：FG=

12-x

5

×4
∴S_△BEF=

1

2

BE•FG=-

2

5

x²+

24

5

x（7≤x≤10）；（3分）

（2）存在（1分）
由（1）得：-

2

5

x²+

24

5

x=14，
x²-12x+35=0，
（x-7）（x-5）=0，
解得x₁=7，x₂=5（不合題意舍去）
∴存在線段EF將等腰梯形ABCD的周長與面積同時平分，此時BE=7；

（3）不存在（1分）
假設(shè)存在，第一種情況：顯然是：S_△BEF：S_AFECD=1：2，（BE+BF）：（AF+AD+DC+CE）=1：2（1分），
梯形ABCD周長的三分之一為

24

3

=8，面積的三分之一為

28

3

．因?yàn)锽E=X，
所以BF=（8-X）
∵FM∥AH，
∴△FBM∽△ABH，
∴BF：AB=FM：AH，
∴

8-x

5

=

FM

4

，
∴FM=

32-4x

5

，
∴△BEF的面積=-

2

5

x2+

16

5

x，
當(dāng)

1

3

_{梯形ABCD的面積}=

28

3

時，
∴

28

3

=-

2

5

x2+

16

5

x，
整理方程得：-3x²+24x-70=0，
△=576-840＜0
∴不存在這樣的實(shí)數(shù)x．
即不存在線段EF將等腰梯形ABCD的周長和面積．
同時分成1：2的兩部分．（2分）
第二種情況：顯然是：S_△BEF：S_AFECD=2：1，（BE+BF）：（AF+AD+DC+CE）=2：1（1分），
梯形ABCD周長的三分之一為

24

3

=8，面積的三分之一為

28

3

．因?yàn)锽E=x，
所以BF=（8-x）
∵FM∥AH，
∴△FBM∽△ABH，
∴BF：AB=FM：AH，
∴

8-x

5

=

FG

4

，
∴FM=

32-4x

5

，
∴△BEF的面積=-

2

5

x2+

16

5

x，
當(dāng)

1

3

_{梯形ABCD的面積}=

28

3

時，
∴

28

3

×2=-

2

5

x2+

16

5

x，
整理方程得：3x²-24x+140=0，
△＜0
∴不存在這樣的實(shí)數(shù)x．
即不存在線段EF將等腰梯形ABCD的周長和面積．
同時分成1：2的兩部分．

點(diǎn)評：本題利用了等腰梯形的性質(zhì)、垂直于同一直線的兩直線平行，勾股定理，三角形、梯形面積公式，解一元二次方程，以及一元二次方程根的判別式等知識．