已知菱形ABCD的边长为5,∠DAB=60°.将菱形ABCD绕着A逆时针旋转得到菱形AEFG,设∠EAB=α,且0°<α<90°,连接DG、BE、CE、CF.
(1)如图(1),求证:△AGD≌△AEB;
(2)当α=60°时,在图(2)中画出图形并求出线段CF的长;
(3)若∠CEF=90°,在图(3)中画出图形并求出△CEF的面积.
网友回答
解:(1)∵菱形ABCD绕着点A逆时针旋转得到菱形AEFG,
∴AG=AD,AE=AB,∠GAD=∠EAB=α.
∵四边形AEFG是菱形,
∴AD=AB.
∴AG=AE.
∴△AGD≌△AEB.
(2)解法一:如图(1),当α=60°时,AE与AD重合,
作DH⊥CF于H.由已知可得∠CDF=120°,DF=DC=5.
∴∠CDH=∠CDF=60°,CH=CF.
在Rt△CDH中,
∵CH=DCsin60°=5×=,
∴CF=2CH=5.
解法二:如图(1),当α=60°时,AE与AD重合,
连接AF、AC、BD、AC与BD交于点O.
由题意,知AF=AC,∠FAC=60°.
∴△AFC是等边三角形.
∴FC=AC.
由已知,∠DAO=∠BAD=30°,AC⊥BD,
∴AO=ADcos30°=.
∴AC=2AO=5.
∴FC=AC=5.
(3)如图(2),当∠CEF=90°时,
延长CE交AG于M,连接AC.
∵四边形AEFG是菱形,
∴EF∥AG.
∵∠CEF=90°,
∴∠GME=90°.
∴∠AME=90°.
在Rt△AME中,AE=5,∠MAE=60°,
∴AM=AEcos60°=,EM=AEsin60°=.
在Rt△AMC中,易求AC=5,
∴MC==.
∴EC=MC-ME=-,
=(-).
∴S△CEF=?EC?EF=.
解析分析:(1)利用AD=AB,AG=AE,∠GAD=∠EAB(SAS)证明△AGD≌△AEB即可;
(2)当α=60°时,AE与AD重合,作DH⊥CF于H.由已知可得∠CDF=120°,DF=DC=5,在Rt△CDH中,CH=DCsin60°,继而求出CF的长;
(3)当∠CEF=90°时,延长CE交AG于M,连接AC,∠CEF=90°,只需求出EC的长,又EC=MC-ME,在Rt△AME和Rt△AMC中求解MC和ME的长即可.
点评:本题考查菱形的性质,同时涉及了锐角三角函数的定义、全等三角形的判定与性质及三角形面积公式,注意这些知识的熟练掌握并灵活运用,难度较大.