如图1,边长均为6的正△ABC和正△A′B′C′原来完全重合.如图2,现保持正△ABC不动,使正△A′B′C′绕两个正三角形的公共中心点O按顺时针方向旋转,设旋转角度

发布时间:2020-08-09 03:28:22

如图1,边长均为6的正△ABC和正△A′B′C′原来完全重合.如图2,现保持正△ABC不动,使正△A′B′C′绕两个正三角形的公共中心点O按顺时针方向旋转,设旋转角度为α(α>0°).(注:除第?(3)题中的第②问,其余各问只要直接给出结果即可)
(1)当α多少时,正△A′B′C′与正△ABC出现旋转过程中的第一次完全重合?
(2)当0°<α<360°时,要使正△A′B′C′与正△ABC重叠部分面积最小,α可以取哪些角度?
(3)旋转时,如图3,正△ABC和正△A′B′C′始终具有公共的外接圆⊙O.当0°<α<60°时,记正△A′B′C′与正△ABC重叠部分为六边形DEFGHI.当α在这个范围内变化时,
①求△ADI面积S相应的变化范围;
②△ADI的周长是否一定?说出你的理由.

网友回答

解:(1)∵当B′与A重合时正△A'B'C'与正△ABC出现旋转过程中的第一次完全重合,此时点A′与C重合,旋转角度α=180°-60°=120°,
∴当α=120°时,正△A'B'C'与正△ABC
出现旋转过程中的第一次完全重合;


(2)当△A′B′C′中任意一条边与△ABC平行时重叠部分面积最小,
∵由(1)可知当B′与A重合时正△A'B'C'与正△ABC出现旋转过程中的第一次完全重合时α=60°,
∴当α=60°、180°或300°时重叠部分面积最小;

(3)①∵两三角形的边长均为6,
∴当A′B′∥BC时,∠ADI为等边三角形,
∴ID=2,
∴S△ADI=ID?AI?sin60°=×2×2×=,
∴△ADI面积S相应的变化范围为:0<S≤
②△ADI的周长一定;理由如下:
连接AB′,∵AB=A'B',
∴=,
∴=,
∴∠IAB'=∠IB'A,
∴IA=IB',
同理,DA=DA',
∴△ADI的周长:IA+ID+DA=IB'+ID+DA'=A'B'=6.
解析分析:(1)因为当B′与A重合时正△A'B'C'与正△ABC出现旋转过程中的第一次完全重合,故α=120°;
(2)当△A′B′C′中任意一条边与△ABC平行时重叠部分面积最小,由(1)可知当B′与A重合时正△A'B'C'与正△ABC出现旋转过程中的第一次完全重合时α=60°,所以当α=60°、180°或300°时重叠部分面积最小;
(3)①由于两三角形的边长均为6,所以当A′B′∥BC时,△ADI为等边三角形,所以ID=2,所以S△ADI=ID?AI?sin60°=×2×2×=,进而可得出结论;
②连接AB′,根据AB=A'B',可得出=,再根据圆周角定理即可得出IA=IB',DA=DA',进而可得出结论.

点评:本题考查的是图形旋转的性质、等边三角形的性质、圆心角、弧、弦的关系,涉及面较广,难度较大.
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