一：函数解析式问题（2021年宝山25）如图，已知Rt △ABC 中，∠ACB = 90°，AC = BC ，点D 、E 在边AB 上，∠DCE =45°，过点A 作AB 的垂线交CE 的延长线于点M ，联结MD. （1）求证：DE BE CE ⋅=2；（2）当AC = 3， AD =2 BD 时，求DE 的长； （3）过点M 作射线CD 的垂线，垂足为点F . 设x BCBD=，y FMD =∠tan ，求y 关于x 的函数关系式，并写出定义域.解：（1）∵Rt △ABC 中，∠ACB =90°，AC = BC ，∠DCE =45∴ ∠B =∠DCE = 45°. 又∵∠BEC =∠CED ,∴△BEC ∽ △CED . ∴ CEDE BECE =,∴DE BE CE ⋅=2.（2）∵∠ACD = 45°+∠ACE =∠BEC ∠B =∠BAC∴△BEC ∽ △ACD .∴ACBE ADBC =.又AC = BC =3 ，∠ACB =90°， ∴23=AB . ∵ AD =2 BD ，∴2=BD ,22=AD . 可得429=BE ，∴425=DE（3）延长BC 交MA 延长线于点G.∵MA ⊥AB ，∠B = 45°， 可得∠G =∠B= ∠DCE.又∵∠MCB =∠B +∠BCD ，∠MCB =∠G +∠GMC ， ∴∠GMC =∠BCD.∴△BCD ∽△GMC .∴CMCDCG BD =，∴CM CG CD BD =. ∵∠B =∠DCM = 45°，∴△BCD ∽△CMD .∵ MF ⊥FC ，∴CF CM 2=. ∴x CFCD CM CD BC BD ===2， ∴x CFCD2=. ∴tan ∠FMD =x CFFD21-=， ）（22021<<-=x x y .（2021年静安25）已知∠MAN 是锐角，点B 、C 在边AM 上，点D 在边AN 上，∠EBD =∠MAN ，且CE //BD ，sin ∠MAN=35，AB =5，AC =9．（1）如图1，当CE 与边AN 相交于点F 时，求证：DF ·CE=BC ·BE ； （2）当点E 在边AN 上时，求AD 的长；（3）当点E 在∠MAN 外部时，设AD =x ，△BCE 的面积为y ，求y 与x 之间的函数解析式，并写出定义域．解：（1）∵ CE //BD ，∴ ∠CEB =∠DBE ，∠DBA =∠BCE ．∵∠A=∠DBE ，∴ ∠A =∠BEC ．∴ △ABD ∽△ECB ． ∴AD EBAB EC ＝． ∵AD DFAB BC=， ∴EB DFEC BC =，∴ DF ·CE=BC ·BE ．（2）过点B 作BH ⊥AN ，垂足为H ． ∵ CE//BD ，∴∠CEB ＝∠EB D ＝∠A ，又∵∠BCE ＝∠ECA ，∴△CEB ∽△CAE . ∴CE CACB CE =，∴2CE =CB CA ⋅，∵AB =5，AC =9，∴BC =4，∴24936CE ==⨯，∴CE =6. ∵BD ABCE AC=，∴561093AB CE BD ==AC ⋅⨯=. （第25题图）（备用图）BC （图1）FABDC E NM在Rt △ABH 中，3sin 535BH AB A =⋅=⨯=，∴ AH4=． DH=．AD=43±. （3）过点B 作BH ⊥AN ，垂足为H ．BH =4，AH =3，DH =4x -．2222224)3825BD =DH +BH x x x =-+=-+（．∵△ECB ∽△ABD ，∴22EBC ADB S BC S BD△△＝． ∵322ABD S AD BH x =⋅△１＝，∴21638252y x x x =-+， ∴224825x y x x =-+．定义域为44x <<．二：相似三角形问题（2021年闵行25）如图，在矩形ABCD 中，2AB =，1AD =，点E 在边AB 上（点E 与端点A 、B 不重合），联结DE ，过点D 作DF ⊥DE ，交BC 的延长线于点F ，联结EF ，与对角线AC 、边CD 分别交于点G 、H ．设AE x =，DH y =．（1）求证：△ADE ∽△CDF ，并求EFD ∠的正切值；（2）求y 关于x 的函数解析式，并写出该函数的定义域； （3）联结BG ．当△BGE 与△DEH 相似时，求x 的值．解：（1）在矩形ABCD 中，∠BAD =∠ADC =∠BCD = 90°，AB = CD ．又∵∠BCD +∠DCF = 180°，∴∠DCF = 90°，∴∠DCF =∠BAD ． ∵DF ⊥DE ，∴∠EDF = 90°，（第25题（备用图）∴∠EDF =∠ADC = 90°，∴EDF EDH ADC EDH ∠-∠=∠-∠． ∴∠ADE =∠CDF ．∴△ADE ∽△CDF ．∴AD DECD DF=． 又∵AD = 1，CD = AB = 2，∴12DE DF =． 在Rt △DEF 中，∠EDF = 90°，∴1tan 2DE EFD DF ∠==． （2）∵△ADE ∽△CDF ，∴12AE AD CF CD ==． ∵AE = x ，∴2CF x =．在矩形ABCD 中，AB // CD ，AD = BC ． 由AB // CD ，得CH CFBE BF=． 又∵21BF x =+，2CH y =-，2BE x =-，∴22221y xx x -=-+． ∴ y 关于x 的函数解析式为22221x y x +=+．其定义域为02x <<． （3）延长BG ，交射线CD 于点P ．由AB // CD ，得∠BEG =∠DHE ．∴当△EDH ∽△BEG 时，可以有以下两种情况：① 当∠DEH =∠BGE 时，ED // BG ，又∵AB // CD ，∴四边形BEDP 是平行 四边形．∴2EB DP x ==-，∴PC x =．∵DH y =，∴2222(2)222121x x x HC y x x +-=-=-=++． ∵AB // CD ，∴HC HG AE GE =，HG PG GE GB =，PG PC GB AB =．∴HC PC AE AB=． 即2(2)212x x x x x -+= 02x <<（），解得x =∴x =． ② 当∠DEH =∠GBE 时，∵EB // DH ，∴∠DEH =∠GBE =∠BPC ．∴tan 2BCBPC PC∠==． ∴14HC PC AE AB ==． 即2(2)1214x x x x -+= 02x <<（），解得32x =．∴32x =．综上所述，x =或32x =． （2021年杨浦25）如图，已知在Rt △ABC 中，∠ACB =90°，AC =BC =4，点D 为边BC 上一动点（与点B 、C 不重合），点E 为边AB 上一点，∠EDB =∠ADC ，过点E 作EF ⊥AD ，垂足为点G ，交射线AC 于点F .（1）如果点D 为边BC 的中点，求∠DAB 的正切值；（2）当点F 在边AC 上时，设CD =x ，CF =y ， 求y 关于x 的函数解析式及定义域； （3）联结DF ，如果△CDF 与△AGE 相似，求线段CD 的长.解：（1）过D 作DH AB ⊥，垂足为点H.在Rt △ABC 中，∵∠ACB =90°，AC =BC =4，∴AB ==在Rt △BDH 中，∵BD =2，∴BH DH =在Rt △ADH中，AH =1tan 3DH DAB AH ∠==. （2）过A 作AH //DE 交BC 的延长线于H ，垂足为点M.∵EF ⊥AD ，∴∠AFG+∠CAD =90°. ∵∠ACB =90°，∴∠ADC +∠CAD=90°. ∴∠AFG=∠ADC . 又∵∠EDB =∠ADC ，∴∠AFG=∠EDB. ∵AC =BC =4，∴∠BAC=∠B=45°.∴△AEF ∽△BED .备用图AC第25题图 ABCEDG F∴AE AFBE BD=. ∵AH //DE ，∴AE DHBE BD=. ∴AF =DH .∵AH //DE ，∴∠H =∠EDB. 又∵∠EDB =∠ADC ，∴∠H=∠ADC . ∴AD =AH .∵AC ⊥DH ，∴HC =CD . ∵CD=x ，∴HC =x . ∴AF =DH =2x .42y x =-（02x <≤）.（3）i ）当点F 在边AC 上时，∵∠FCD =∠AGE =90°，∴当△CDF 与△AGE 相似时，∠DFC =∠GAE 或∠FDC =∠GAE . 过D 作DH AB ⊥，垂足为点H.在Rt △ADH中，)4tan 4x DH x GAE AH x --∠===+. ①当∠DFC =∠GAE 时，∴tan tan DFC GAE ∠=∠.∴44x xy x-=+.∴8x =-（1分） ②当∠FDC =∠GAE 时，∴tan tan FDC GAE ∠=∠.∴44y xx x-=+.∴4x = . ii ）当点F 在边AC的延长线上时，同理可得CD . 综上所述：如果△CDF 与△AGE 相似，线段CD的长为84-、（2021年松江25）如图，已知在等腰△ABC 中，AB =AC=，tan ∠ABC =2，BF ⊥AC ，垂足为F ，点D 是边AB 上一点（不与A ，B 重合）. （1）求边BC 的长；（2）如图2，延长DF 交BC 的延长线于点G ，如果CG=4，求线段AD 的长；（3）过点D 作DE ⊥BC ，垂足为E ，DE 交BF 于点Q ，联结DF ，如果△DQF 和△ABC 相似， 求线段BD 的长.解：（1）过点A 作AH ⊥B C ，垂足为H ∵AB =AC ，∴BH=HC在Rt △ABH 中，tan ∠ABC ==2AHBH∴cos ∠ABC==5BH AB ，∵AB= ∴BH=5 ∴BC=10（2）过点A 作AM ∥BG 交GD 的延长线于点M ∴AM AF CG FC =，AM ADBG BD=在Rt △BFC 中，cos ∠ACB =cos ∠ACB=，BC=10 ∴FC=∴AF=CG=4，∴AM=6∴614=，∴AD=2D·BAFC（图1）DBA FC（图2）G BAF（备用图）H（图BA DFCM（图GDFCBA（3）∵BF ⊥AC ，DE ⊥BC ，∴∠BFC=∠DEB=90°，∴∠BQE=∠ACB ∵∠BQE=∠DQF ，∴∠DQF=∠ACB ∵△DQF 和△ABC 相似，∴DQ QF AC BC =或DQ FQBC AC=2DEBE = ∵tan ∠BQE=tan ∠ACB = tan ∠ABC =2，∴2BEQE=,设BE=x ，QE=2x ，则DE=4x ∴，BD=，DQ=3x ∵BF=2CF=QF= （ⅰ）当DQ QF AC BC =10=，解得x=85 ∴BD==5（ⅱ）当DQ FQ BC AC =时，则，310x ，解得x=2011 ∴BD==11综上所述，BD=5或BD=11三：等腰三角形问题（2021年崇明25）如图，Rt △ABC 中，90ACB ∠=︒，6AC =，8BC =．点D 为斜边AB 的中点，ED ⊥AB ，交边BC 于点E ．点P 为射线AC 上的动点，点Q 为边BC 上的动点，且运动过程中始终保持PD QD ⊥．（1）求证：△ADP ∽△EDQ ；（2）设AP x =，BQ y =．求y 关于x 的函数解析式，并写出该函数的定义域； （3）联结PQ ，交线段ED 于点F ．当△PDF 为等腰三角形时，求线段AP 的长．解：（1）证明：∵ED ⊥AB ，PD ⊥QD ，∴∠ADP =∠EDQ=90°—∠PDEAD BCPEQ第25题图AD BCP EQ第25题备用图F（图3）BA DFCQ∵∠ACB= 90°，ED ⊥AB ，∴∠A =∠DEQ=90°—∠B∴△ADP ∽△EDQ（2）∵∠ACB= 90°，AC =6，BC =8，∴AB =10，tan B =34∵点D 为AB 的中点，∴AD = DB= 5 ∴DE =154，BE =254∵△ADP ∽△EDQ ，∴EQ DEAP AD =，即2515445x = ∴32544y x =-+定义域：0≤x ≤253（3）∵ED ⊥AB ，PD ⊥QD ，∴∠PDE =∠QDB=90°—∠EDQ ∵tan ∠QPD =34DQ DE PD AD ==，∴∠QPD=∠B ∴△ADP ∽△EDQ①当PD=PF 时，BD=BQ∴5y =，即325544x -+=，∴53x =②当FP=FD 时，QD=QB ，∴12BQ BE = ∴258y =，即32525448x -+=，∴256x = ③当DP=DF 时，DQ=DB=DC ，即点Q 在点C 处，∴点P 不在射线AC 上，舍去.综上所述，AP 的长为53或256（2021年虹口25）如图12，在△ABC 中，∠ABC =90°，AB =3，BC =4，过点A 作射线AM //BC ，点D 、E 是射线AM 上的两点（点D 不与点A 重合，点E 在点D 右侧），联结BD 、BE 分别交边AC 于点F 、G ，∠DBE =∠C ． （1）当AD =1时，求FB 的长；（2）设AD =x ，FG =y ，求y 关于x 的函数关系式，并写出x 的取值范围；（3）联结DG 并延长交边BC 于点H ，如果△DBH 是等腰三角形，请直接写出AD 的长．∴BC FB=．∴． （2）∵∠ABC =90°，AB =3，BC =4，∴AC=5．∵∠BAD =90°，AB =3，AD x =，∴． ∵AD //BC ，∴4FA FD AD x FCFBBC===． ∴可得 204FC x =+，4FB x =+．∵∠DBE =∠C ，∠BFG =∠CFB ， ∴△FBG ∽△FCB ． ∴2FB FG FC =⋅． ∴220(44y x x =⋅++．即2436520x y x +=+（04x <<）．（3）AD 的长为78或32或94．四：圆为背景问题（2021年奉贤25）已知⊙O 的直径AB =4，点P 为弧AB 上一点，联结PA 、PO ，点C 为劣弧AP 上一点（点C 不与点A 、P 重合），联结BC 交PA 、PO 于点D 、E . （1）如图10，当cos ∠CBO =87时，求BC 的长；（2）当点C 为劣弧AP 的中点，且△EDP 与△AOP 相似时，求∠ABC 的度数； （3）当AD =2DP ，且△BEO 为直角三角形时，求四边形AOED 的面积.解（1）过点O 作OF ⊥BC ，垂足为点F ∵OF ⊥BC ，∴BF=CF=21BC 在Rt △BOF 中，cos ∠CBO =OBBF，87=2BF ∴BF=47，BC=27（2）联结OC ，设∠B 的大小为x ∵OB=OC ∴∠B=∠C= x ，∴∠AOC= 2x 又∵点C 为劣弧AP 的中点，CO 为半径，OA=OP ∴OC ⊥AP ，∴∠AOC=∠POC= 2x ∴∠A=∠P=90°-2x ，∠PEC= 3x ∵△EDP ∽△AOP ，∠PDE >∠A∴∠PED =∠A ∴3x=90°-2x ，x=18°，即∠ABC=18° （3）过点O 作OG ∥AP 交BC 于点G备用图备用图BO图10P A B C DE OAB O∵OG ∥AP ∴21==AB OB AD OG , PE OEDP OG =∴ AD =2OG 又∵AD =2DP ∴OG = DP ∴OE = PE =1 ∵△BEO 为直角三角形①当∠BOE=90°时，过点D 作DM ∥AB 交PO 于点M∵DM ∥AB ∴PAPDAO DM =，∠PMD =∠POA=90° ∵AD =2DP ，PO = AO=2 ∴DM=32∴S AOED = S △AOP - S △PDE =DM PE OP AO ××21××21-=312-=35②当∠BEO=90°时，联结OD∵OE =1，OB =2，∴∠B =30°，∠BOP=60°，BE =3 ∴∠P =∠A =30°∴∠A =∠B =30°，∴AD =BD ∴OD ⊥AB ，OD =332=3OB ∴S AOED = S △ABD - S △OBE =BE OE OD AB ××21××21-=23334-=365（2021年金山25）定理：一条弧所对的圆周角等于这条弧所对的圆心角的一半.如图1中，O A ∠=∠21. 已知：如图2，AC 是⊙O 的一条弦，点D 在⊙O 上（与A 、C 不重合），联结DC 交射线AO于点E ，联结OD ，⊙O 的半径为5，43tan =∠OAC .(1)求弦AC 的长.(2)当点E 在线段OA 上时，若DOE ∆与AEC ∆相似，求DCA ∠的正切值. (3)当1=OE 时，.BOBOA解（1）作AC OH ⊥垂足为点H ，OH 过圆心， 由垂径定理得：AC CH AH 21==；∵在OAH R ∆t 中43tan ==∠AH OH OAC ，设x AH x OH 4,3==， ∴在OAH R ∆t 中，可得：222OA AH OH =+，由⊙O 的半径为5可得：()()222543=+x x ， 解得：1±=x ，（1-=x 舍去）∴4,3==AH OH , ∴82==AH AC . (2)∵AEC DEO ∠=∠，∴当DOE ∆与AEC ∆相似时可得：A DOE ∠=∠或者ACD DOE ∠=∠；由定理：一条弧所对的圆周角等于这条弧所对的圆心角的一半.可知：DOE ACD ∠=∠21，∴DOE ACD ∠≠∠∴当DOE ∆与AEC ∆相似时不存在ACD DOE ∠=∠情况. ∴当DOE ∆与AEC ∆相似时，A DOE ∠=∠， ∴AC OD //，∴AEOEAC OD =； ∵8,5===AC OA OD ，得AE AE -=585,∴1340=AE ；作AC EG ⊥垂足为G ，可得： 90=∠=∠AHO AGE ,∴OH GE //，∴AH AGOH EG AO AE ==即4351340AG EG ==, ∴1324=EG ，1332=AG ，137213328=-=CG ,∴在CEG R ∆t 中，3113721324tan ===∠CG EG DCA .（3）当1=OE 时，AD 的长是52或1452918. 五：定值问题（2021年黄浦25）如图10，四边形ABCD 中，AB =AD =4，CB =CD =3，∠ABC =∠ADC =90°，点M 、N 是边AB 、AD 上的动点，且∠MCN =∠BCD ，CM 、CN 与对角线BD 分别交于点P 、Q .（1）求sin ∠MCN 的值；（2）当DN =DC 时，求∠CNM 的度数； （3）试问：在点M 、N 的运动过程中，线段比的值是否发生变化？如不变，请求出这个值；如变化，请至少给出两个可能的值，并说明点N 相应的位置.解：（1）联结AC ，由AB =AD ，CB =CD ，AC =AC ，得△ABC ≌△ADC ，即∠ACB =∠ACD =12∠BCD =∠MCN . 12PQMNP NMDBAQ（图10）于是在△ABC 中，∠ABC=90°，5AC ==，则sin ∠ACB 45AB AC ==，即sin ∠MCN 45=. （2）在△CDN 中，∠CDN =90°，DN =DC ，可得∠DNC =∠DCN =45°.作∠BCS =∠NCD 交边AB 的延长线于点S .又CB =CD ，∠CBS =∠CDN =90°，得△CBS ≌△CDN . 得CS =CN ，∠CSB =∠CND .于是∠MCS =∠MCB +∠BCS =∠MCB +∠DCN =12∠BCD =∠MCN ， 又CM =CM ，所以△MCS ≌△MCN ，得∠CNM =∠MSC =∠CND =45°. （3）不变.易知∠ADB =∠ACD =∠MCN ，由（2）知∠CNM =∠CND ， 得∠CMN =∠DQN =CQP ，又∠MCN =∠PCQ ，得△CNM ∽△CPQ ，则△CSM ∽△CPQ . 设AC 与BD 的交点为H ，易知CH ⊥PQ ，又CB ⊥MS ，所以PQ CHMN CB=. 在△BCH 中，∠BHC =90°，sin ∠HCB 45=，易知cos ∠HCB 35=， 即35PQ CH MN CB ==. 六：线段长度问题（2021年黄浦25）在矩形ABCD 中，6AB =，8AD =，点E 在CD 边上，1tan 2DAE ∠=.点F 是线段AE 上一点，联结BF ，CF.（1）如图11，如果3tan 4CBF ∠=，求线段AF 的长；（2）如图12，如果12CF BC =，①求证：∠CFE =∠DAE ；图11DD②求线段EF 的长.解：（1）过点F 作FH ⊥AB ，垂足为H .得FH ∥BC ∥AD ，∠BFH =∠CBF ，∠AFH =∠DAE. ∵1tan 2EAD ∠=，3tan 4CBF ∠=，∴1tan 2AFH ∠=，3tan 4BFH ∠=.在Rt △BFH 中，设BH =3k ，由3tan 4BFH ∠=易得FH =4k .在Rt △AFH 中，由FH =4k ，1tan 2AFH ∠=易得AH =2k，AF = 又∵AB =6，∴2k+3k=6，解得65k =.∴125AH =，AF =（2）如图12-1，延长AE 交BC 的延长线于G .易得AD ∥BG ，DAE G ∠=∠,AD DE CGCE=在Rt ADE △中，∵90D ∠=︒，1tan 2EAD ∠=，8AD =，∴tan 4DE AD EAD =⋅∠=，642CE CD DE =-=-=.备用图H图11D图13-1G图12-∴842CG=.解得4CG =又∵1=42CF BC =，∴CG CF =，∴CFG G ∠=∠.∴∠CFE =∠DAE.（3）如图13-1，联结BD 交AE 于P ，类似（1）可求AP =∵AB CD ∥，∴DP AB BP DE =.将6AB =，4DE =代入，得32DP BP =.又∵10BD =，∴4DP DE ==. ∴DPE DEP ∠=∠.又∵180-180-APD DPE CEF DEP ∠=︒∠∠=︒∠，，∴APD CEF ∠=∠ 又∵∠CFE =∠DAE ，∴△CEF ∽△APD . ∴AP DP EF CE=.将AP ==4DP 、=-=2CE CD DE代入，得EF =（2021年浦东25）四边形ABCD 是菱形，∠B ≤90°，点E 为边BC 上一点，联结AE ，过点E 作EF ⊥AE ，EF 与边CD 交于点F ，且EC =3CF ．（1）如图1，当∠B =90°时，求ABE S △与ECF S △的比值； （2）如图2，当点E 是边BC 的中点时，求cos B 的值；（3）如图3，联结AF ，当∠AFE =∠B 且CF =2时，求菱形的边长．解：（1）∵四边形ABCD 是菱形，∠B =90°，∴∠C =90°，∠CFE +∠CEF =90°．∵EF ⊥AE ，∴∠AEB +∠CEF =90°．∴∠CFE =∠BEA ． ∴△ABE ∽△ECF ．FDCBA （第25题图3）（第25题图2）FDCBA（第25题图1）FEDCBA∴AB BE EC CF =．∵EC =3CF ．∴3AB ECBE CF==．∴AB =BC =3BE ．∴32AB EC=．∴2239()()24ABE ECFS ABSEC ===，即94ABE ECFS S =．（2）由（1）中结论可知当E 为BC 中点时，∠B 不为90°．分别过点A 、F 作AG ⊥BC 、 FH ⊥BC ，垂足分别为点G 、H ．∴∠AGE =∠EHF =90°． ∵∠AEG =∠EFH ， ∴△AGE ∽△EHF ．∴AG GE EHHF=．设CF =k ，CH =x ．由题意得 CE =BE =3k ，AB =6k ，EH =3k +x ，HF 由△ABG ∽△FCH ，可得66BG AB k CHFCk===．∴BG =6x．∴AG GE =3k -6x3k x+．化简可得 k =5x ．在Rt △ABG 中，cos B =BG AB =6165x x k k ==．即cos B =15．（3）由于∠B =∠AFE ，所以∠B 不为90°．在DC 的延长线上取点P ，使得EP =EC ． ∴∠P =∠ECP =∠D =∠B =∠AFE ．∵∠AFP =∠EFP +∠AFE =∠D +∠FAD ， ∴∠EFP =∠FAD ．∴△EFP ∽△FAD ．∴cos EP PF EF AFE FDDAFA===∠．∵CF =2，EC =3CF ， ∴EC =EP =6．设菱形ABCD 的边长为m ．∴62cos 2PC AFE m m+==∠-．∴4(1)2m PC m +=-．∴cos P =1123(2)PC m EP m +=-． ∵∠AFE =∠P ，∴cos ∠AFE =cos P．∴6123(2)m m m +=--，解得 m =17．经检验m =17是方程的解． ∴菱形ABCD 的边长是17．（2021年普陀25）如图14，矩形ABCD 中，1AB =，，点E 是边BC 上一个动点（不与点B 、C 重合），AE 的垂线AF 交CD 的延长线于点F ．点G 在线段EF 上，满足:1:2FG GE =． 设BE x =．（1）求证：AD DFAB BE=； （2）当点G 在△ADF 的内部时，用x 的代数式表示ADG ∠的余切； （3）当∠FGD =∠AFE 时，求线段BE 的长．解：（1）∵矩形ABCD ，∴90BAD B C CDA ∠=∠=∠=∠=︒，3AD BC ==，1CD AB ==． 由90BAD ∠=︒，可得90BAE EAD ∠+∠=︒． 由AE AF ⊥，可得90DAF EAD ∠+∠=︒． ∴BAE DAF ∠=∠．3BC =F图14CBADE G备用图C BAD由90CDA ∠=︒，可得90ADF ∠=︒． ∴B ADF ∠=∠． ∴△ABE ∽△ADF ． ∴AD DFAB BE=． （2）由AD AB 可得3DF x =． 过点G 作GH DF ⊥，H 为垂足． 可证GH //EC ，∴GH FH FGEC FC FE==． 由:FG GE =在Rt △DGH 中，3cot 61GH xDGH DH x -∠==-． ∵GH //AD ，3cot cot 61xADG DGH x -∠=∠=-． （3）解法一：过点G 作GH DF ⊥，H 为垂足． 同第（2 ∵FGD AFE ∠=∠，∴GD //AF ． ∴FAD ADG ∠=∠．又∵AD //GH ．∴DGH ADG ∠=∠．∴DGH FAD ∠=∠． ∴tan tan DGH FAD ∠=∠．得 12331313x x x -=-，解得 x =． 即 BE =．AB CD GF HEAB CD GF M E解法二：过点G 作GM //AF ． ∵FGD AFE ∠=∠，∴GD //AF ． 证90AEM ∠=︒，可得 BAE CEM ∠=∠． 得1631x xx -=-，解得x =． （2021年徐汇25）如图，在ABC Rt ∆中，︒=∠90ACB ，12=AC ，5=BC ，点D 是边AC 上的动点，以CD 为边在ABC ∆外作正方形CDEF ，分别联结AE 、BE ，BE 与AC 交于点G ．（1）当BE AE ⊥时，求正方形CDEF 的面积；（2）延长ED 交AB 于点H ，如果BEH ∆和ABG ∆相似，求ABE ∠sin 的值； （3）当AE AG =时，求CD 的长．解：（1）∵四边形CDEF 是正方形，∴CF EF DE CD ===，︒=∠90DEF ；∵BE AE ⊥，∴DEF AEB ∠=︒=∠90；∴FEG DEG DEG AED ∠+∠=∠+∠；∴FEG AED ∠=∠； 又︒=∠=∠90F ADE ，∴EFB ADE ∆≅∆；∴BF AD =； 设x CD =，则x EF CF ==，x AD -=12； ∴x x +=-512；解得27=x ∴4492==CD S CDEF 正方形． （2）当BEH ∆和ABG ∆相似时，又EBH ABG ∠=∠，所以分两种情况考虑：︒1 ∵︒+∠=∠+∠=∠90BAG ADH BAG BHE ； ∴BAG BHE ∠≠∠；（备用图）BAC（第25题G FE D BAC︒2 当BAG BEH ∠=∠时，∵BC DE //，∴CBG BEH ∠=∠；∴BAG CBG ∠=∠；∴ACBCBAG BC CG CBG =∠==∠tan tan ； ∴1255=CG ；得1225=CG ；∴12119=AG ； 过点A 作BE AM ⊥，垂足为M ．在AMG Rt ∆中，︒=∠90AMG ；1312sin sin sin =∠=∠==∠ABC BGC AG AM AGM ；可得13119=AM ； 在AMB Rt ∆中，︒=∠90AMB ，169119sin ==∠AB AM ABE ； 综合︒1、︒2，如果BEH ∆和ABG ∆相似，ABE ∠sin 的值是169119． （3）同（2），过点A 作BE AM ⊥，垂足为M ．设x CD =．∵EF CD //，∴BF BC EF CG =；即x x CG +=55；解得xxCG +=55； ∴x x AG ++=5760，x x DG +=52；∵AE AG =，∴GE GM 21=；由AGM EGD ∠=∠，︒=∠=∠90AMG EDG ，∴EDG ∆∽AMG ∆； ∴AGGMGE GD =；得AG GD GE ⋅=22；即AG GD DE DG ⋅=+222； 即x x x x x x x ++⋅+⨯=++576052)5(2224； 化简，得095422=--x x ；解得21942±=x （负值舍去） ∴21942+=CD ． （2021年长宁25）已知，在矩形ABCD 中，点M 是边AB 上的一个点（与点A B 、不重合），联结CM ，作90CMF ︒∠=，且MF 分别交边AD 于点E 、交边CD 的延长线于点F ，点G 为线段MF 的中点，联结DG .（1）如图1，如果4AD AM ==，当点E 与点G 重合时，求MFC ∆的面积； （2）如图2，如果2AM =，4BM =，当点G 在矩形ABCD 内部时，设AD x =，2DG y =，求y 关于x 的函数解析式，并写出定义域；（3）如果6AM =，8CD =，F EDG ∠=∠，求线段AD 的长．（直接写出计算结果）解：（1） 四边形ABCD 是矩形，90//.A AB CD ∴∠=︒，//.AG MGAB CD GD GF∴=， 4MG FG AD ==，， 2.AG ∴=在Rt AMG ∆中, 24A AG AM ∠︒===90，，， 1tan .2AG AMG AM ∴∠==MG ==2MG FG MF MG =∴==，//AB CD ，F AMG ∴∠=∠， 1tan tan .2F AMG ∴∠=∠= 在Rt CMF ∆中, 90CMF ︒∠=，tan MC MF F ∴==120.2MFC S MC MF ∆∴=⋅⋅=（2）分别过点G 、点M 作GK CF MH CF ⊥⊥，，垂足分别为点K 、点.H 9090GKF MHF MHC ︒∴∠=︒∠=∠=，，四边形ABCD 是矩形，90ADC A MHF ∴∠=∠=∠=︒，∴四边形ADHM 是矩形，2DH AM ∴==， MH AD x ==， 同理可得 4.CH BM ==90CMF ∠=︒ 90F MCF ∴∠+∠=︒ 90MHC ∠=︒90MCF CMH ∴∠+∠=︒F CMH ∴∠=∠， FMH CMH ∴∆∆∽，.MH CH FH MH ∴=2.4x FH ∴=GK CF MH CF ⊥⊥，，//GK MH ∴，.FG GK FK FM MH FH∴== ABCDEF(G ) M图1 CDFM 图2第25题图2FM FG =2x GK ∴=，2.8x KH FK ==22.8x DK DH KH ∴=-=-在Rt GKD ∆中,22290GKD GK DK GK ︒∠=∴=+，，2GK y =424644x x y ∴=-+（4x <<）（3）七：取值范围问题（2021年青浦25）在△ABC 中，∠C= 90°，AC =2，BC=D 为边AC 的中点（如图），点P 、Q 分别是射线BC 、BA 上的动点，且BQ=2BP ，联结PQ 、QD 、DP ．（1）求证：PQ ⊥AB ；（2）如果点P 在线段BC 上，当△PQD 是直角三角形时，求BP 的长；（3）将△PQD 沿直线QP 翻折，点D 的对应点为点'D ，如果点'D 位于△ABC 内，请直接写出BP 的取值范围．解：（1）∵∠C= 90°，AC =2，BC=∴AB4=．∴=BC AB ． ∵BQ=2BP，∴=BQ BP ∴=BQ BC BP AB． DPABCD Q（第25题图）（备用图）又∵∠B =∠B ，∴△BQP ∽△BCA ． ∴∠BQP =∠BCA ．∵∠C= 90°，∴∠BQP =90°． 即PQ ⊥AB ．（2）（i ）当∠PQD =90°时，∵∠PQD < ∠PQA =90°， ∴此种情况不存在． （ii ）当∠QPD =90°时， ∵∠PQB =∠QPD =90°，∴AB ∥PD ，∴=CP CDBP DA． ∵CD =DA ， ∴BP =CP ．∵BC =BP = （iii ）当∠QDP =90°时，过点Q 作QH ⊥AC ，垂足为点H ．设BP =2x ，则BQ x ，PC =2x ，QA =4．∴AH =22-x ，QH =32-x，HD =12-x ．∵∠QDC =∠CDP +90°，∠QDC =∠DQH +90°， ∴∠CDP =∠DQH ． ∴tan ∠CDP =tan ∠DQH ． ∴=CP HD DC QH ．2=x ．解得1x ，2x∴BP ．综上所述，当△PQD 是直角三角形时，线段BP 的长为．（3）33<<BP ．。