如图,已知四边形ABCD、AEFG均为正方形,∠BAG=α(0°<α<180°).(1)求证:BE=DG,且BE⊥DG;(2)设正方形ABCD、AEFG的边长分别是3

发布时间:2020-08-06 13:38:53

如图,已知四边形ABCD、AEFG均为正方形,∠BAG=α(0°<α<180°).
(1)求证:BE=DG,且BE⊥DG;
(2)设正方形ABCD、AEFG的边长分别是3和2,线段BD、DE、EG、GB所围成封闭图形的面积为S.当α变化时,指出S的最大值及相应的α值.(直接写出结果,不必说明理由)

网友回答

(1)证明:
证法一:∵四边形ABCD,AEFG均为正方形,
∴∠DAB=∠GAE=90°,AD=AB,AG=AE,
∴将AD、AG分别绕点A按顺时针方向旋转90°,它们恰好分别与AB、AE重合.
即点D与点B重合,点G与点E重合.
∴DG绕点A顺时针旋转90°与BE重合,
∴BE=DG,且BE⊥DG.
证法二:∵四边形ABCD、AEFG均为正方形,
∴∠DAB=∠GAE=90°,AD=AB,AG=AE,
∴∠DAB+α=∠GAE+α,
∴∠DAG=∠BAE,
①当α≠90°时,由前知△DAG≌△BAE(SAS),
∴BE=DG,
∴∠ADG=∠ABE,
设直线DG分别与直线BA、BE交于点M、N,
又∵∠AMD=∠BMN,∠ADG+∠AMD=90°,
∴∠ABE+∠BMN=90°,
∴∠BND=90°,
∴BE⊥DG,
②当α=90°时,点E、点G分别在BA、DA的延长线上,显然BE=DG,且BE⊥DG.

(2)解:当α=90°时,点E、点G分别在BA、DA的延长线上,形成的图形是一个等腰梯形BDEG,
通过观察比较可知,当α=90°时,S有最大值,且S=×3×2×2+×2×2+×3×3=.
当S取得最大值时,α=90°.
解析分析:(1)根据正方形的性质可得到△DAG≌△BAE(SAS),且AD、AB夹角为90°,所以△BAE是△DAG顺时针旋转90°得到的.
(2)当α=90°时,点E、点G分别在BA、DA的延长线上,形成的图形是一个等腰梯形BDEG,且面积最大,可以知道∠BAG=90°.


点评:本题利用了正方形的性质,旋转的判定性质,以及有一个公共点的两个正方形的对角线形成的图形,其面积的最大值的问题.
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