如图1,矩形ODEF的一边落在矩形ABCO的一边上,并且矩形ODEF∽矩形ABCO,其相似比为1:4,矩形ABCO的边AB=4,BC=4.
(1)求矩形ODEF的面积;
(2)将图1中的矩形ODEF绕点O逆时针旋转90°,若旋转过程中OF与OA的夹角(图2中的∠FOA)的正切的值为x,两个矩形重叠部分的面积为y,求y与x的函数关系式;
(3)将图1中的矩形ODEF绕点O逆时针旋转一周,连接EC、EA,△ACE的面积是否存在最大值或最小值?若存在,求出最大值或最小值;若不存在,请说明理由.
网友回答
解:(1)∵矩形ODEF∽矩形ABCO,其相似比为1:4,
∴S矩形ODEF=S矩形ABCO=×4×4=;
(2)∵矩形ODEF∽矩形ABCO,其相似比为1:4,矩形ABCO的边AB=4,BC=4,
∴OF=,OD=1,
∴tan∠FOE=,
①当0≤x≤时,重叠部分是直角三角形,
y=OF?OFtan∠FOA=××x=x;
②当x>时,重叠部分是四边形,
y=OD?OF-OD?OD=1×-×1×=-;
(3)存在.
∵OE===2,
所以点E的轨迹为以点O为圆心,以2为半径的圆,
设点O到AC的距离为h,
AC===8,
∴8h=4×4,
解得h=2,
∴当点E到AC的距离为2+2时,△ACE的面积有最大值,
当点E到AC的距离为2-2时,△ACE的面积有最小值,
S最大=×8(2+2)=8+8,
S最小=×8(2-2)=8-8.
解析分析:(1)根据相似多边形面积的比等于相似比的平方求解即可;
(2)先求出矩形ODEF的边长为1、,再分①当0≤x≤时重叠部分是直角三角形和②当x<是重叠部分是四边形,矩形ODEF剩余部分是直角三角形两种情况求解;
(3)旋转一周,点E的轨迹是以点O为圆心以2为半径的圆,所以△ACE的AC边上的高就是点E到AC的距离,也就是AC到圆上的点的距离,又最大值和最小值,最大值为点O到AC的距离与圆的半径的和,最小值为点O到AC的距离与圆的半径的差,再利用三角形的面积公式求解即可.
点评:本题综合性较强,主要利用了相似多边形的性质,分情况讨论的思想,勾股定理,圆上的点到直线的距离的取值范围,综合考虑各知识点之间关系是解本题的关键.