10. 如图①,$E$,$F$ 分别为平行四边形 $ABCD$ 的边 $AB$,$DC$ 上的点,且 $BE = DF$.
(1) 求证:四边形 $AECF$ 是平行四边形;
(2) 如图②,当 $DE$ 平分 $∠ ADC$,$AF⊥ DC$ 时,$DF = 3$,$AE = 5$,求平行四边形 $ABCD$ 的面积.

(1) 求证:四边形 $AECF$ 是平行四边形;
(2) 如图②,当 $DE$ 平分 $∠ ADC$,$AF⊥ DC$ 时,$DF = 3$,$AE = 5$,求平行四边形 $ABCD$ 的面积.
答案
(1) 证明见上;(2) 32。
解析
(1) 证明:
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD,AB//CD。
∵BE=DF,
∴AB-BE=CD-DF,即AE=CF。
又∵AB//CD,
∴AE//CF。
∴四边形AECF是平行四边形。
(2) 解:
∵四边形AECF是平行四边形,AE=5,
∴CF=AE=5。
∵DF=3,
∴DC=DF+FC=3+5=8。
∵DE平分∠ADC,
∴∠ADE=∠CDE。
∵AB//DC,
∴∠AED=∠CDE。
∴∠ADE=∠AED,
∴AD=AE=5。
∵AF⊥DC,
∴∠AFD=90°。
在Rt△AFD中,AD=5,DF=3,
由勾股定理得:AF=√(AD²-DF²)=√(5²-3²)=4。
∴平行四边形ABCD的面积=DC×AF=8×4=32。
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD,AB//CD。
∵BE=DF,
∴AB-BE=CD-DF,即AE=CF。
又∵AB//CD,
∴AE//CF。
∴四边形AECF是平行四边形。
(2) 解:
∵四边形AECF是平行四边形,AE=5,
∴CF=AE=5。
∵DF=3,
∴DC=DF+FC=3+5=8。
∵DE平分∠ADC,
∴∠ADE=∠CDE。
∵AB//DC,
∴∠AED=∠CDE。
∴∠ADE=∠AED,
∴AD=AE=5。
∵AF⊥DC,
∴∠AFD=90°。
在Rt△AFD中,AD=5,DF=3,
由勾股定理得:AF=√(AD²-DF²)=√(5²-3²)=4。
∴平行四边形ABCD的面积=DC×AF=8×4=32。
11. 如图,在 $Rt△ ABC$ 中,$∠ B = 90^{\circ}$,$AC = 60\mathrm{cm}$,$∠ A = 60^{\circ}$,点 $D$ 从点 $C$ 出发沿 $CA$ 方向以 $4\mathrm{cm/s}$ 的速度向点 $A$ 匀速运动,同时点 $E$ 从点 $A$ 出发沿 $AB$ 方向以 $2\mathrm{cm/s}$ 的速度向点 $B$ 匀速运动,当其中一个点到达终点时,另一个点也随之停止运动. 设点 $D$,$E$ 运动的时间是 $t\mathrm{s}$($0< t<15$). $DF⊥ BC$,垂足为 $F$,连接 $DE$,$EF$.
(1) 求证:四边形 $AEFD$ 是平行四边形;
(2) 当 $t$ 为何值时,$△ DEF$ 为直角三角形?

(1) 求证:四边形 $AEFD$ 是平行四边形;
(2) 当 $t$ 为何值时,$△ DEF$ 为直角三角形?
答案
(1) 见解析;(2) $t=7.5$或$t=12$。
解析
(1) 在$Rt△ ABC$中,$∠ B=90^{\circ}$,$∠ A=60^{\circ}$,则$∠ C=30^{\circ}$。
$AC=60\mathrm{cm}$,$AB=\frac{1}{2}AC=30\mathrm{cm}$(30°角所对直角边是斜边一半)。
点$D$运动$t\mathrm{s}$,$CD=4t\mathrm{cm}$,$AD=AC-CD=60-4t\mathrm{cm}$。
点$E$运动$t\mathrm{s}$,$AE=2t\mathrm{cm}$。
$DF⊥ BC$,在$Rt△ CDF$中,$∠ C=30^{\circ}$,$DF=\frac{1}{2}CD=2t\mathrm{cm}$(30°角所对直角边是斜边一半)。
$\because DF⊥ BC$,$∠ B=90^{\circ}$,$\therefore DF// AB$(垂直于同一直线的两直线平行)。
又$AE=2t\mathrm{cm}$,$DF=2t\mathrm{cm}$,$\therefore AE=DF$。
$\because AE// DF$且$AE=DF$,$\therefore$四边形$AEFD$是平行四边形。
(2) 以$B$为原点,$BC$为$x$轴,$BA$为$y$轴建立坐标系,
$B(0,0)$,$C(30\sqrt{3},0)$,$A(0,30)$,$E(0,30-2t)$,$D(\sqrt{3}(30-2t),2t)$,$F(\sqrt{3}(30-2t),0)$。
情况1:$∠ EDF=90^{\circ}$
$DE⊥ DF$,$DF$向量$(0,2t)$,$DE$向量$(\sqrt{3}(30-2t),4t-30)$。
数量积$0×\sqrt{3}(30-2t)+2t(4t-30)=0$,
$2t(4t-30)=0$,$t=7.5$($t=0$舍)。
情况2:$∠ DEF=90^{\circ}$
$DE⊥ EF$,$DE$向量$(\sqrt{3}(30-2t),4t-30)$,$EF$向量$(\sqrt{3}(30-2t),-(30-2t))$。
数量积$3(30-2t)^2+(4t-30)(- (30-2t))=0$,
$(30-2t)(120-10t)=0$,$t=12$($t=15$舍)。
情况3:$∠ DFE=90^{\circ}$
$DF⊥ EF$,数量积$0×\sqrt{3}(30-2t)+2t(- (30-2t))=0$,
$-2t(30-2t)=0$,$t=0$或$t=15$(均舍)。
综上,$t=7.5$或$t=12$。
$AC=60\mathrm{cm}$,$AB=\frac{1}{2}AC=30\mathrm{cm}$(30°角所对直角边是斜边一半)。
点$D$运动$t\mathrm{s}$,$CD=4t\mathrm{cm}$,$AD=AC-CD=60-4t\mathrm{cm}$。
点$E$运动$t\mathrm{s}$,$AE=2t\mathrm{cm}$。
$DF⊥ BC$,在$Rt△ CDF$中,$∠ C=30^{\circ}$,$DF=\frac{1}{2}CD=2t\mathrm{cm}$(30°角所对直角边是斜边一半)。
$\because DF⊥ BC$,$∠ B=90^{\circ}$,$\therefore DF// AB$(垂直于同一直线的两直线平行)。
又$AE=2t\mathrm{cm}$,$DF=2t\mathrm{cm}$,$\therefore AE=DF$。
$\because AE// DF$且$AE=DF$,$\therefore$四边形$AEFD$是平行四边形。
(2) 以$B$为原点,$BC$为$x$轴,$BA$为$y$轴建立坐标系,
$B(0,0)$,$C(30\sqrt{3},0)$,$A(0,30)$,$E(0,30-2t)$,$D(\sqrt{3}(30-2t),2t)$,$F(\sqrt{3}(30-2t),0)$。
情况1:$∠ EDF=90^{\circ}$
$DE⊥ DF$,$DF$向量$(0,2t)$,$DE$向量$(\sqrt{3}(30-2t),4t-30)$。
数量积$0×\sqrt{3}(30-2t)+2t(4t-30)=0$,
$2t(4t-30)=0$,$t=7.5$($t=0$舍)。
情况2:$∠ DEF=90^{\circ}$
$DE⊥ EF$,$DE$向量$(\sqrt{3}(30-2t),4t-30)$,$EF$向量$(\sqrt{3}(30-2t),-(30-2t))$。
数量积$3(30-2t)^2+(4t-30)(- (30-2t))=0$,
$(30-2t)(120-10t)=0$,$t=12$($t=15$舍)。
情况3:$∠ DFE=90^{\circ}$
$DF⊥ EF$,数量积$0×\sqrt{3}(30-2t)+2t(- (30-2t))=0$,
$-2t(30-2t)=0$,$t=0$或$t=15$(均舍)。
综上,$t=7.5$或$t=12$。
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