Question

【題目】如圖1，在平面直角坐標(biāo)系中，△ABC的頂點(diǎn)A，C分別是直線y=﹣x+4與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)，點(diǎn)B的坐標(biāo)為（﹣2，0），點(diǎn)D是邊AC上的一點(diǎn)，DE⊥BC于點(diǎn)E，點(diǎn)F在邊AB上，且D，F兩點(diǎn)關(guān)于y軸上的某點(diǎn)成中心對(duì)稱，連結(jié)DF，EF．設(shè)點(diǎn)D的橫坐標(biāo)為m，EF2為l，請(qǐng)?zhí)骄浚?/span>

①線段EF長(zhǎng)度是否有最小值．

②△BEF能否成為直角三角形．

小明嘗試用“觀察﹣猜想﹣驗(yàn)證﹣應(yīng)用”的方法進(jìn)行探究，請(qǐng)你一起來解決問題．

（1）小明利用“幾何畫板”軟件進(jìn)行觀察，測(cè)量，得到l隨m變化的一組對(duì)應(yīng)值，并在平面直角坐標(biāo)系中以各對(duì)應(yīng)值為坐標(biāo)描點(diǎn)（如圖2）．請(qǐng)你在圖2中連線，觀察圖象特征并猜想l與m可能滿足的函數(shù)類別．

（2）小明結(jié)合圖1，發(fā)現(xiàn)應(yīng)用三角形和函數(shù)知識(shí)能驗(yàn)證（1）中的猜想，請(qǐng)你求出l關(guān)于m的函數(shù)表達(dá)式及自變量的取值范圍，并求出線段EF長(zhǎng)度的最小值．

（3）小明通過觀察，推理，發(fā)現(xiàn)△BEF能成為直角三角形，請(qǐng)你求出當(dāng)△BEF為直角三角形時(shí)m的值．

Answer 1

【答案】（1）連線見解析，二次函數(shù)；（2）；（3）m=0或m=

【解析】

（1）根據(jù)描點(diǎn)法畫圖即可；

（2）過點(diǎn)F，D分別作FG，DH垂直于y軸，垂足分別為G，H，證明Rt△FGK≌Rt△DHK（AAS），由全等三角形的性質(zhì)得出FG=DH，可求出F（﹣m，﹣2m+4），根據(jù)勾股定理得出l=EF2=8m2﹣16m+16=8（m﹣1）2+8，由二次函數(shù)的性質(zhì)可得出答案；

（3）分三種不同情況，根據(jù)直角三角形的性質(zhì)得出m的方程，解方程求出m的值，則可求出答案．

解：（1）用描點(diǎn)法畫出圖形如圖1，由圖象可知函數(shù)類別為二次函數(shù)．

（2）如圖2，過點(diǎn)F，D分別作FG，DH垂直于y軸，垂足分別為G，H，

則∠FGK=∠DHK=90°，

記FD交y軸于點(diǎn)K，

∵D點(diǎn)與F點(diǎn)關(guān)于y軸上的K點(diǎn)成中心對(duì)稱，

∴KF=KD，

∵∠FKG=∠DKH，

∴Rt△FGK≌Rt△DHK（AAS），

∴FG=DH，

∵直線AC的解析式為y=﹣x+4，

∴x=0時(shí)，y=4，

∴A（0，4），

又∵B（﹣2，0），

設(shè)直線AB的解析式為y=kx+b，

∴，

解得，

∴直線AB的解析式為y=2x+4，

過點(diǎn)F作FR⊥x軸于點(diǎn)R，

∵D點(diǎn)的橫坐標(biāo)為m，

∴F（﹣m，﹣2m+4），

∴ER=2m，FR=﹣2m+4，

∵EF2=FR2+ER2，

∴l=EF2=8m2﹣16m+16=8（m﹣1）2+8，

令﹣+4=0，得x=，

∴0≤m≤．

∴當(dāng)m=1時(shí)，l的最小值為8，

∴EF的最小值為2．

（3）①∠FBE為定角，不可能為直角．

②∠BEF=90°時(shí)，E點(diǎn)與O點(diǎn)重合，D點(diǎn)與A點(diǎn)，F點(diǎn)重合，此時(shí)m=0．

③如圖3，∠BFE=90°時(shí)，有BF2+EF2=BE2．

由（2）得EF2=8m2﹣16m+16，

又∵BR=﹣m+2，FR=﹣2m+4，

∴BF2=BR2+FR2=（﹣m+2）2+（﹣2m+4）2=5m2﹣20m+20，

又∵BE2=（m+2）2，

∴（5m2﹣20m+8）+（8m2﹣16m+16）2=（m+2）2，

化簡(jiǎn)得，3m2﹣10m+8=0，

解得m1=，m2=2（不合題意，舍去），

∴m=．

綜合以上可得，當(dāng)△BEF為直角三角形時(shí)，m=0或m=．