Question

在面积为24的△ABC中，矩形DEFG的边DE在AB上运动，点F、G分别在边BC，AC上．
（1）若AB=8，DE=2EF，求GF的长；
（2）若∠ACB=90°，如图2，线段DM、EN分别为△ADG和△BEF的角平分线，求证：MG=NF；
（3）直接写出矩形DEFG的面积的最大值．
注：在解本题时，可能要用到以下知识点，如果需要可直接引用结论．三角形内角角平分线定理：在△ABC中，当AD是顶角A的平分线交底边BC于D时，

BD

CD

=

AB

AC

．

Answer 1

分析：（1）根据三角形的面积公式即可求得△ABC的高，然后依据△CGF∽△CAB，相似三角形的对应边上的高的比等于相似比即可求得；
（2）过G作BC的平行线，过D作EN的平行线，两平行线交于P点．在DM上截取GQ=GP，连接QG，则△GPD≌△FNE，然后证明△GPD≌△GQD，根据等角对等边证明GM=GQ，从而证得结论；
（3）作CM⊥AB于M，交GF于点N．设BC=a，BC边上的高是h，DG=y，则CM=h，CN=h-y，ah=48，设GF=x，依据相似三角形的性质可以表示出矩形DEFG的面积，然后利用二次函数的性质即可求解．

解答：解：（1）∵△ABC的面积是24，AB=8，
∴△ABC的高为6，
设GF=x，
∵矩形GDEF，DE=2EF，
∴GF∥DE，EF=

1

2

GF=

1

2

x，
∴△CGF∽△CAB，
∴

GF

AB

=

6-EF

6

，
∴

x

8

=

6- 1 2 x

6

，
∴x=4.8，
∴GF=4.8；
                                                       
（2）过G作BC的平行线，过D作EN的平行线，两平行线交于P点，在DM上截取GQ=GP，连接QG，则△GPD≌△FNE，
∴FN=GP，
∵∠GDQ=∠GDP=45°，
∴△GPD≌△GQD．
∴GQ=GP，∠GQD=∠GPD，
∵∠MGP=∠MDP=90°，
∴∠GMD+∠GPD=180°，
∵∠GQM+∠GQD=180°，
∴∠GMQ=∠GQM，
∴GM=GQ，
∴MG=NF；

（3）作CM⊥AB于M，交GF于点N．
设BC=a，BC边上的高是h，DG=y，则CM=h，CN=h-y，ah=48，设GF=x．
∵△CGF∽△CAB，
∴

GF

AB

=

h-EF

h

，即

x

a

=

h-y

h

，
则xh=ah-ay，
则y=

ah-ay

a

=

48-xh

a

，
则矩形DEFG的面积s=xy=

48-xh

a

•x，
即：S=-

h

a

x²+

48

a

x，
当x=

48 a

- 2h a

=

24

h

时，S有最大值，
最大值是：-

h

a

（

24

h

）²+

48

a

•

24

h

=-

576

ah

+

48×24

ah

=-

576

48

+

1152

48

=12；
故矩形DEFG的面积的最大值是12．

点评：此题考查了相似形的综合，用到的知识点是相似三角形的性质，二次函数的性质以及全等三角形的判定的综合应用，正确理解二次函数的性质是解题的关键．