Question

如圖，在矩形ABCD中，點E在邊AD上，連接BE，∠ABE=30°，BE=DE，連接BD．點M為線段DE上的任意一點，過點M作MN∥BD，與BE相交于點N．
（1）如果，求邊AD的長；
（2）如圖1，在（1）的條件下，如果點M為線段DE的中點，連接CN．過點M作MF⊥CN，垂足為點F，求線段MF的長；
（3）試判斷BE、MN、MD這三條線段的長度之間有怎樣的數量關系？請證明你的結論．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據矩形的四個內角都是直角、對邊相等的性質求得AB=CD，∠A=∠ADC=90°．然后在Rt△ABE中利用特殊角的三角函數值求得AB、AE、BE及DE的值；所以由AD=AE+DE求得AD的值即可；
（2）連接CM．在Rt△ABD中，利用勾股定理求得BD=4，然后利用直角三角形的邊角關系求得∠ADB=30°，由平行線MN∥BD的內錯角相等知，∠AMN=∠ADB=30°；再由平行線MN∥BD分線段成比例求得MN的長度；最后在Rt△CDM中利用邊角關系、勾股定理求解；
（3）過點E作EF⊥BD，垂足為點F（圖1）．由已知條件BE=DE，EF⊥BD，求得BD=2DF；然后在Rt△DEF中，利用邊角關系求得BD與BE的數量關系；再有平行線MN∥BD分線段成比例解得EN與MN的關系．
解答：解：（1）由矩形ABCD，得AB=CD，∠A=∠ADC=90°．
在Rt△ABE中，∵∠ABE=30°，，
∴，BE=2AE=4．（2分）
又∵BE=DE，∴DE=4．
于是，由AD=AE+DE，得AD=6．（2分）


（2）連接CM．
在Rt△ABD中，．（1分）
∴BD=2AB，即得∠ADB=30°．
∵MN∥BD，∴∠AMN=∠ADB=30°．（1分）
又∵MN∥BD，點M為線段DE的中點，
∴DM=EM=2，．
∴．（1分）
在Rt△CDM中，．
∴∠CMD=60°，即得CM=4，∠CMN=90°．（1分）
由勾股定理，得．
于是，由MF⊥CN，∠CMN=90°，
得．（1分）

（3）．（1分）
證明如下：過點E作EF⊥BD，垂足為點F．
∵BE=DE，EF⊥BD，∴BD=2DF．（1分）
在Rt△DEF中，由∠EDB=30°，
得，即得．（1分）
∵MN∥BD，∴，，即得，BN=DM．
∴．（1分）
于是，由BE=BN+EN，得．
點評：本題結合矩形的性質考查了平行線分線段成比例、勾股定理的應用、直角三角形的解法．本題是利用圖形間的角、邊關系求解．