已知正方形ABCD和正方形AEFG有公共顶点A,将正方形AEFG绕点A旋转.
(1)发现与证明:
发现:①当E点旋转到DA的延长线上时(如图1),△ABE与△ADG的面积关系是:______.
②当E点旋转到CB的延长线上时(如图2),△ABE与△ADG的面积关系是:______.
证明:请你选择上述两个发现中的任意一个加以证明,选择①、②证明的满分分别为4分和6分.(注意:证明前要注明选择了哪一个发现)
(2)引申与运用:
引申:当正方形AEFG旋转任意一个角度时(如图3),△ABE与△ADG的面积关系是:______.
运用:已知△ABC,AB=5cm,BC=3cm,分别以AB、BC、CA为边向外作正方形(如图4),则图中阴影部分的面积和的最大值是______cm2.
证明:我选择______进行证明.
网友回答
解:(1)发现:①当E点旋转到DA的延长线上时,BC⊥ED,
∴S△ABE=AE?AB,S△ADG=AG?AD,
∵AE=AG,AB=AD,
∴△ABE与△ADG的面积关系是:相等;
②当E点旋转到CB的延长线上时,△ABE与△ADG的面积关系是:相等.
证明:我选择②进行证明,
过B点作BM⊥AE于M,过D点作DN⊥GA交GA的延长线于N,
∴∠AMB=∠AND=90°,
∵∠BAN+∠DAN=∠MAB+∠BAN=90°,
∴∠MAB=∠DAN,
又∵AB=AD,
∴在△AMB与△AND中,
,
∴△AMB≌△AND(AAS),
∴BM=DN,
∵S△ABE=×AE×BM,S△ADG=×AG×DN,
∴S△ABE=S△ADG;
(证明过程共,如选择①证明,给4分)
(2)引申与运用:
引申:△ABE与△ADG的面积关系是:相等.
运用:根据前面结论有:S△AEN=S△BFM=S△DCG=S△ABC,
∴图中阴影部分的面积=3S△ABC,
∵AB=5cm,BC=3cm,
∴当AB⊥BC时,△ABC面积最大,最大值是×AB×BC=×5×3=7.5,
∴图中阴影部分的面积和的最大值是:7.5×3=22.5cm2.
解析分析:(1)①根据三角形的面积公式,两三角形是面积都是两正方形边长积的一半,所以相等;
②过B点作BM⊥AE于M,过D点作DN⊥GA交GA的延长线于N,根据直角可以证明∠MAB=∠DAN,然后证明△AMB与△AND全等,再根据全等三角形对应边相等可得BM=DN,有正方形AEFG的边长AE=AG,根据三角形的面积公式即可证明面积相等;
(2)引申:同理②的证明,可以得到两三角形面积相等;
运用:图中三个阴影部分的面积都等于△ABC的面积,当AB⊥BC时面积最大,进行计算即可求解.
点评:本题考查了正方形的边长相等,四个角都是直角的性质,全等三角形的判定与性质,作辅助线,构造出全等三角形是解题的关键.