正方形内的45°角

绝世美人儿
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2021年02月21日 22:12
最佳经验
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-

2021年2月21日发(作者:交换第一次)


正方形内的


45


°角





题:


< /p>



1


)如图


1< /p>


,在正方形


ABCD


中,


E



AB


上一点,

< p>
F



AD


延长线上一点, 且


DF



BE


.求证:


CE



CF

< br>;




2


)如图


2


,在正方形


ABCD


中,


E



AB


上一点,


G



AD< /p>


上一点,如果∠


GCE



45


°,请你利


用(


1


)的结论证明:


GE



BE



GD





3


)运用(

1


)(


2


)解答中所积累的经验和 知识,完成下题:



如图


3

< p>
,在直角梯形


ABCD


中,


AD



BC



BC



AD


),∠

< br>B



90


°,

< br>AB



BC


< br>E



AB


上一点,


且∠


DCE



45


°,


BE



4



DE


=10,


求直 角梯形


ABCD


的面积.




【答案】


解:(

1


)证明:在正方形


ABCD


中, ∵


BC



CD


,∠


B


=∠


CDF


BE



DF



∴△


CBE

< br>≌△


CDF



SAS

< p>
)。∴


CE



CF





2


)证明:



如图,延长


AD


F


,使


DF


=

BE


.连接


CF





由(


1

< br>)知△


CBE


≌△


CDF


,∴∠


BCE


=∠


D CF




∴∠


BCE


+∠


ECD


=∠


DCF


+∠


ECD




即∠


ECF


=∠


BCD



90


°。



又∠


GCE



45


°,∴∠


GCF


=∠


GCE



45

< p>
°。




CE

< p>


CF


,∠


GCE


=∠


GCF



GC< /p>



GC




∴△


ECG


≌△


F CG



SAS


)。∴

< br>GE



GF


< br>



GE


DF



GD


BE



GD




3


)如图,过


C



CG


< br>AD


,交


AD


延长线于


G




在直角梯形


ABCD


中,∵


AD



BC


,∴∠


A

=∠


B



90

°。



又∠


CGA



90


°,


AB



BC


,∴四边形


ABCD



为正方形。




AG



BC




已知∠


DCE

< br>=


45


°,根据(


1

< p>
)(


2


)可知,


ED



BE



DG


。∴


10=4+


DG


,即


DG


=6




AB



x


,则


AE



x



4



A D



x



6< /p>





Rt



AED


中,∵


D E


2


=


AD


2



AE


2


,即


10


2


=


(< /p>


x



6



2


+(


x



4



2




解这个方程,得:


x


=1 2



x


=


-< /p>


2


(舍去)。∴


AB

=12




S


梯形


ABCD




AD



BC




AB


< br>(



6



12




12



108




∴梯形


ABCD


的面积为


108




【考点】


正方 形的性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理,直角梯形。



【分析】



1


)由四边形是

< p>
ABCD


正方形,易证得△


CBE


≌△


CDF



SAS


),即可得


CE


=


CF





2



延长


AD



F



使


DF


=


BE



连接


CF





1



知△


CBE


≌△


CDF



易证得 ∠


ECF


=



BCD


=90


°,


又由∠


GCE


=45


°,可得∠


G CF


=



GCE


=45


°,即可证得△


ECG


≌△< /p>


FCG


,从而可得


GE

< br>=


BE


+


GD

< br>。




3


)过


C



CG



AD


,交


AD

延长线于


G


,易证得四边形


ABC G


为正方形,由(


1




2



可知,


ED


=


BE


+


DG


,即可求得


DG


的长,设


AB


=


x


,在


Rt



AED


中,由勾股定理


DE


2=


AD


2+


AE


2


,可


得方程,解方程即可求得


AB


的长,从而求得 直角梯形


ABCD


的面积。



练习



1


、如 图,正方形纸片


ABCD


的边长为


3< /p>


,点


E



F


分别在边


BC



C D


上,将


AB



AD


分别和


AE


< br>1


2


1


2


AF


折叠,点


B


< br>D


恰好都将在点


G


处,已知


BE


=1


,则


EF


的长为【






A




B




C




D



3


【答案】


B




【考点】


翻折变换(折叠问题),正方形的性质,折叠的性质, 勾股定理。



【分析】


∵正方形纸片< /p>


ABCD


的边长为


3

,∴∠


C


=90


°,


BC


=


CD


=3

< p>



根据折叠的性质得:


EG


=


BE


=1



GF


=


DF




3


2


5


2


9


4



DF


=


x


,则


EF


=


EG



GF


=1



x



FC


=


DC



DF


=3



x



EC


=


BC



BE


=3



1=2





Rt



EFC< /p>


中,


EF


2


=< /p>


EC


2



FC< /p>


2


,即(


x


+< /p>


1



2


=2


2


+(


3



x



2


,解得:


x






DF


=


< /p>



EF


=1


+< /p>


=


。故选


B


。< /p>



2


、如图


11


,△


ABC


中,已知∠


BAC



45


°,

< p>
AD



BC


< p>
D



BD



2



DC



3


,求


AD


的长


.


小萍同学灵活运用轴对称知识,将图形进行翻折变换,巧妙地解答了此 题


.



A







F




E




C



B



D






G




11




请按照小萍的思路,探究并解答下列问题:


< br>(1)


分别以


AB


< p>
AC


为对称轴,画出△


ABD

、△


ACD


的轴对称图形,


D


点的对称点为


E



F



延长


EB



FC


相交于


G


点,证明四边形


AEGF


是正方形;



(2)



AD


=


x


,利用勾股定理,建立关于


x


的方程模型,求出


x


的值


.


【答案】


(1)


证 明:由题意可得:△


ABD


≌△


ABE


,△


ACD


≌△


ACF




∴∠

DAB


=∠


EAB



,∠


DAC


=∠


FAC



,又∠


BAC



45


°,



∴ ∠


EAF



90


°又∵


AD



BC


∴∠


E


=∠


ADB

< p>


90


°∠


F

< p>
=∠


ADC



90


°



又∵


AE



AD



AF



AD



AE



AF



∴四边形< /p>


AEGF


是正方形


(2)


解:设


AD



x


,则


AE



EG



GF



x



BD



2



DC


< br>3



BE


2


·




CF



3


(3)



BG



x



2


,< /p>


CG



x



3



Rt



BGC


中,


BG


2< /p>



CG


2



BC


2



( < /p>


x



2)


2



(


x



3)


2



5

< p>
2


化简得,


x


2



5


x



6



0


解得


x


1



6


x


2


=-


1


(舍)



所以

AD



x



6


3


、(


1


)如图①,在正方形


ABCD


中,△


AEF


的顶点


E


F


分别在


BC


< br>CD


边上,高


AG


与正


方形的边长相等,求



EAF

< br>的度数.




2


)如图②,在


Rt



ABD< /p>


中,



BAD



90




AB



AD


,点


M



N



BD< /p>


边上的任意两点,



< br>MAN



45



,将△


ABM


绕点


A


逆时针旋转


90



至△


ADH


位置,连接


NH


,试判断


MN



ND



DH


之间的数量关系,并说明理由.



3


2


3


5


2


2


3

< br>2


A






B





E




G






D





F





C





(图①)






A






H





B





M


N





D





(图②)








3


)在图①中,连接


BD

< br>分别交


AE



AF


于点


M



N


,若


EG



4




GF


< br>6



BM


3


2


,求


AG


MN


的长.


< br>【答案】(


1


)在


Rt



ABE



Rt



AGE


中,


AB< /p>



AG



AE< /p>



AE




∴△


ABE


≌△


A GE





BAE



GAE




同理,



GAF




DAF


.∴



EAF




BAD



45




< p>


2



MN


2



ND


2



DH


2


< br>




BAM

< br>



DAH


< br>


BAM



< br>DAN



45






HAN




DAH




DAN



45




< p>



HAN


< p>


MAN



< p>
又∵


AM



AH



AN



AN


,∴△


AMN


≌△


AH N





MN



HN






BAD



90




AB



AD



< /p>




ABD


< /p>



ADB



45







HDN




HDA




ADB



90






NH


2



ND


2



DH


2





MN


2


< /p>


ND


2



DH< /p>


2





3


)由(


1


)知,< /p>


BE



EG


,< /p>


DF



FG


.< /p>



A




AG



x


,则


CE



x



4



CF


< p>
x



6





CE


2

< br>


CF


2


EF


2




M



N




(


x



4


)


2



(


x



6

< br>)


2



10

2




D



B



解这个方程,得

< br>x


1



12


x


2




2


(舍去负根).



E



G



F



C



1


2


(图①)





MN


2< /p>



ND


2



BM


2


.设


MN< /p>



a


,则


a


2



(


12


2



3


2

< p>


a


)


2



(


3


2

)


2





a



5


2< /p>


.即


MN



5< /p>


2




【思路分 析】



1


)根据正方形的每个内角是直 角,利用“


HL


”证明△


ABE


≌△


AGE


,△


AF G


1


≌△


AFD,

从而得出



EAF




BAD


;(


2

< p>
)利用旋转过程前后的两个图形全等,得到对应边、


2

对应角相等,


从而为证明△


AMN


≌△


AHN


做好了足够铺垫


.


将线段


MN


的长转移为


HN


的长,


从而


将三条线段集中于


Rt



HDN


中< /p>


.



3


)利用(


1


)的结论求出


AG

< br>的长,进而得出


BD


的长


.


利用



2


)的结论 求出


MN


的长


.


AG



12

.∴


BD



AB

< br>2



AD


2


2


AG


2



12


2




在(


2


)中,


MN


2



ND


2



DH


2



BM



DH




【方法规律】


(1)


当条件中没有给出角的度数而要求角的度数时,往往将问题转化为三角


形的内角 和问题、四边形的内角和问题、平行线的同旁内角问题、平行线同旁内角的角平分


夹角问 题、邻补角的平分线夹角问题、直角三角形的问题、矩形、正方形的内角问题


.



2



当条件中提供的 边、角关系较多时一般考虑证明三角形全等;(


3


)平移、旋转 、轴对称对应


了图形的全等,里面有太多的边、角相等问题,在证明中要仔细挖掘;(< /p>


3


)如果一个题目有


三个问号,前面的问 号往往是后面问号解决的跳板,要注意利用前面的结论及时起跳,不要


解决最后一个问号 时重起炉灶,浪费时间


.



4


、已知:正方形


ABCD


的边长为

< p>
1


,射线


AE


与射线


BC


交于点


E


,射 线


AF


与射线


CD

交于



F


,∠

EAF=


45


°


.



1


)如图


1


,当点


E


在线段


BC


上时,试猜想线段


EF


BE



DF


有怎样的数量关系?并 证


明你的猜想


.


< br>2


)设


BE=x



DF=y


,当点


E


在线段< /p>


BC


上运动时(不包括点


B



C


),如图


1

< p>
,求


y


关于


x

< p>
的函数解析式,并指出


x


的取值范围


.




3

< br>)当点


E


在射线


BC

< p>
上运动时(不含端点


B


),点

F


在射线


CD


上运动


.


试判断以


E


为圆


心以


BE


为半径的⊙


E


和以


F


为圆心以


FD


为半径的⊙


F


之间的位置关系< /p>


.





4



当点


E



BC


延长线上时,



AE



CD


交 于点


G



如图


2.


问⊿


EGF


与⊿

< br>EFA


能否相似,


若能相似,求出


BE


的值,若不可能相似,请说明理由


.



F


F




A


D


2


A


A


D


D


45°


45°



45°


1



G


F


G




E


B


F'< /p>


C



B


E


E


C


B


C

< p>


2





2



1



1


)猜想:

< br>EF=BE+DF


.


证明:


将⊿


ADF


绕着点


A

< br>按顺时针方向旋转


90


°,


得⊿


ABF




易 知点


F


′、


B



E


在一直线上


.


1.



AF

< p>


=


AF





F



AE


=



1+



3=



2+



3=90


°


-45


°


=45


°


=



EAF







AE=AE


,∴⊿


AF



E


≌⊿


AFE.



EF=F



E=BE+DF

.



2


)由(


1


)得



EF=x+y



CF


=1-


y



EC


=1-


x







1< /p>



y





1



x

< p>




x



y



.

< br>1



x



0



x



1



.


中国教


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育出


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%]



化简可得



y



1


x



3


)①当点

< br>E


在点


B


C


之间时,由(


1


)知

< p>


EF=BE+DF


,故此时⊙


E


与⊙


F


外切;

< p>


②当点


E


在点


C


时,


DF


=0


,⊙


F


不存在


. < /p>


③当点


E



BC


延长线上时,


将⊿


ADF


绕着点


A


按顺时针方向旋转


90


°,


得⊿


ABF

< br>′




2.




AF



=


AF



∠< /p>


1=



2



B


F




FD


,∴∠


F



AF


=90


°


.






F



AE


=



EAF=


45

°


.





AE=AE


,∴⊿


AF



E

≌⊿


AFE.





EF


< /p>


E


F




BE



B


F




BE


< p>
FD


.


∴此时⊙


E


与⊙


F


内切


.


综上所述,当点


E


在线段


BC


上时,⊙


E


与⊙


F


外切;当点


E


在< /p>


BC


延长线上时,⊙


E

< br>与⊙


F


内切


.


2


2


2


4


)⊿


EGF


与⊿


EFA


能够相似,只要当∠


EFG

=



EAF=


45


°即可


.


[#


这时有



CF=CE.




BE=x



DF=y


,由(


3


)有


EF=x- y


.




CE


2



CF


2< /p>



EF


2


,得< /p>



x



1


2


2


2


< p>
x



1



.




x



1





1



y





x



y



.


化简可得



y



x



1


x



1


又由



EC=FC


,得


x



1



1



y


,即


x



1



1



,化简得



x


2



2


x



1



0




x



1


解之得



x


1



1



2


,


x


2

< br>


1



2


(不符题意,舍去)


.


∴所求


BE


的长为


1



2


.



5


、某 数学兴趣小组开展了一次活动,过程如下:



如图


1


,在等腰△


ABC


中,< /p>


AB



AC


,∠


BAC



90


º


,小敏将一块三角板中含


45


º


角的顶点


放在点


A


处,从


AB


边开始绕点


A


顺时针旋转一个角



,其中三角板斜边所在的直线交 直


线


BC


于点


D


,直角边所在的直线交直线


BC


于点


E




(1)


小敏在线段


BC


上取一点


M


,连接


AM


,旋转中发现 :若


AD


平分∠


MAB


,则


AE


也平分∠


MAC


.请你证明小敏发现的结论;



(2)



0


º





45


º

< p>
时,小敏在旋转的过程中发现线段


BD



CE



DE


之间存在如 下等量关


系:


BD


2

< br>+


CE


2


DE


2


.同组的小颖和小亮随后想出了两种不同的方法进行 解决:



小颖的方法:将△


ABD


沿


AD


所在的直线对折得到△


ADF


,连接


EF


(


如图


2)




小亮的方法:将△


ABD


绕点


A


逆时针旋转


90


º


得到△


ACG


,连接


E G


(


如图


3)




请你从中任选一种方法进行证明;



(3)


小敏继续旋转三角板,在探究中得出:当


45


º



< br>≤


135


º


< br>



90


º

时,等量关系


BD


2


< p>
CE


2



DE

< p>
2


仍然成立.现请你继续探究:当


135


º





180


º



(


如图


4)


,等量关



BD


2



CE


2



DE


2


是否仍然成立?若成立,给出证明:若不成立,说明理由.



-


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