Question

如圖（1），一正方形紙板ABCD的邊長為4，對(duì)角線AC、BD交于點(diǎn)O，一塊等腰直角三角形的三角板的一個(gè)頂點(diǎn)處于點(diǎn)O處，兩邊分別與線段AB、AD交于點(diǎn)E、F，設(shè)BE=x．
（1）若三角板的直角頂點(diǎn)處于點(diǎn)O處，如圖（2）．求證：OE=OF；
（2）在（1）的條件下，若EF=2

3

，求x；
（3）若三角板的銳角頂點(diǎn)處于點(diǎn)O處，如圖（3）．
①若DF=y，求y關(guān)于x的函數(shù)關(guān)系式，并寫出自變量的取值范圍；
②探究直線EF與正方形ABCD的內(nèi)切圓的位置關(guān)系，并證明你的結(jié)論．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)正方形的性質(zhì)和等腰直角三角形的性質(zhì)證明△AOF≌△BOE，從而可得到結(jié)論；
（2）根據(jù)（1）的結(jié)論可以得到BE=AF，用x表示AE，然后利用勾股定理得到關(guān)于x的方程，解方程可以求出x；
（3）①由∠EOF=∠OBE=45°可得到∠FOD=∠BEO，證明△BOE∽△DFO，利用對(duì)應(yīng)邊成比例就可以求出函數(shù)關(guān)系式；
②連接EF，根據(jù)△BOE∽△DFO得到

EO

FO

=

BE

OD

，而BO=DO，代入比例式中，再根據(jù)已知條件現(xiàn)在可以證明△EOF∽△EBO，從而得到∠FEO=∠OEB，然后根據(jù)角平分線的性質(zhì)知道點(diǎn)O到EF、BE的距離相等，也就可以判斷直線EF與正方形的內(nèi)切圓相切了．

解答：解：（1）∵正方形ABCD，
∴∠AOB=∠EOF=90°，BO=AO=OD，∠OAF=∠OBE=45°，
∴∠AOF=∠BOE，
∴△AOF≌△BOE，
∴OE=OF．

（2）由△AOF≌△BOE得BE=AF，AE=FD=4-x，連接EF；
∵AE²+AF²=EF²，
∴x2+(4-x)2=(2

3

)2，
∴x²-4x+2=0，
∴x1=2-

2

，x2=2+

2

．（6分）

（3）①∵∠EOF=∠OBE=45°，
∴∠FOD+∠EOB=∠BEO+∠EOB=135°，
∴∠FOD=∠BEO；
∵∠EBO=∠ODF=45°，
∴△BOE∽△DFO，
∴

DF

BO

=

OD

BE

，
∴y=

8

x

．（8分）
（2≤x≤4）（9分）
②連接EF，
由①知△BOE∽△DFO，
∴

EO

FO

=

BE

OD

，
∵BO=DO，
∴

EO

FO

=

BE

OB

，
∵∠EOF=∠OBE=45°，
∴△EOF∽△EBO，
∴∠FEO=∠OEB．（11分）
∴點(diǎn)O到EF、BE的距離相等，O到BE的距離即為正方形內(nèi)切圓⊙O的半徑，
∴直線EF與正方形的內(nèi)切圓相切．（12分）

點(diǎn)評(píng)：此題主要考查正方形的性質(zhì)，相似三角形的判定，直線與圓的關(guān)系等知識(shí)點(diǎn)的綜合運(yùn)用．