Question

如圖，在直線l上擺放有△ABC和直角梯形DEFG，且CD=6cm；在△ABC中：∠C=90°，∠A=30°，AB=4cm；在直角梯形DEFG中：EF∥DG，∠DGF=90°，DG=6cm，DE=4cm，∠EDG=60度．解答下列問題：

（1）旋轉(zhuǎn)：將△ABC繞點(diǎn)C順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)90°，請(qǐng)你在圖中作出旋轉(zhuǎn)后的對(duì)應(yīng)圖形△A₁B₁C，并求出AB₁的長(zhǎng)度；
（2）翻折：將△A₁B₁C沿過點(diǎn)B₁且與直線l垂直的直線翻折，得到翻折后的對(duì)應(yīng)圖形△A₂B₁C₁，試判定四邊形A₂B₁DE的形狀并說明理由；
（3）平移：將△A₂B₁C₁沿直線l向右平移至△A₃B₂C₂，若設(shè)平移的距離為x，△A₃B₂C₂與直角梯形重疊部分的面積為y，當(dāng)y等于△ABC面積的一半時(shí)，x的值是多少．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)旋轉(zhuǎn)的定義得到CB′=CB，在直角三角形ABC中，根據(jù)三角函數(shù)就可以求出BC的長(zhǎng)，即CB′的長(zhǎng)，就可以求出AB₁的長(zhǎng)度；
（2）四邊形A₂B₁DE是菱形，可以證明A₂B與DE平行且相等，得到四邊形A₂B₁DE是平行四邊形，又A₂B₁=B₁D=4，所以平行四邊形A₂B₁DE是菱形．
（3）y等于△ABC面積的一半時(shí)有兩種情況，一種是當(dāng)A₃B₂與DE相交時(shí)，即當(dāng)2≤x＜4時(shí)：根據(jù)A₃B₂∥DE，得到則重合部分的三角形與△A₃B₂C₂相似，且面積的比等于相似比，就可以求出在直線L上重合部分的長(zhǎng)度，得到C₁C₂的長(zhǎng)度．從而求出x的值．
另外一種情況是當(dāng)A₃B₂與FG相交時(shí)，同樣，根據(jù)三角形相似就可以求出C₁C₂的長(zhǎng)度．從而求出x的值．

解答：解：（1）在△ABC中，由已知得：BC=2cm，AC=AB×cos30°=2

3

cm，
∴AB₁=AC+CB₁=AC+CB=2+2

3

cm．

（2）四邊形A₂B₁DE菱形．
理由如下：∵∠C=90°，∠A=30°，AB=4cm，
∴BC=

1

2

AB=

1

2

×4=2cm，
∵∠EDG=60°，∠A₂B₁C₁=∠A₁B₁C=∠ABC=60°，
∴A₂B₁∥DE，
又∵A₂B₁=A₁B₁=AB=4cm，DE=4cm，
∴A₂B₁=DE，
∴四邊形A₂B₁DE是平行四邊形，
又∵A₂B₁=AB=4cm，
B₁D=CD-B₁C=6-2=4cm，
∴A₂B₁=B₁D=4cm，
∴平行四邊形A₂B₁DE是菱形．

（3）由題意可知：
S_△ABC=

1

2

×2×2

3

=2

3

cm²，
①當(dāng)0≤x＜2或x≥10時(shí)，y=0，
此時(shí)重疊部分的面積不會(huì)等于△ABC的面積的一半．
②當(dāng)2≤x＜4時(shí)，直角邊B₂C₂與直角梯形的下底邊DG重疊的長(zhǎng)度為DC₂=C₁C₂-DC₁=（x-2）cm，
則y=

1

2

（x-2）

3

（x-2）=

3

2

（x-2）²，
當(dāng)y=

1

2

S_△ABC=

3

時(shí)，即

3

2

（x-2）²=

3

解得x=2-

2

（舍）或x=2+

2

．
∴當(dāng)x=2+

2

cm時(shí)，重疊部分的面積等于△ABC的面積的一半．
③當(dāng)4cm≤x＜8cm時(shí)，△A₃B₂C₂完全與直角梯形重疊，即y=2

3

cm²．
④當(dāng)8cm≤x＜10cm時(shí)，B₂G=B₂C₂-GC₂=2-（x-8）=10-xcm
則y=

1

2

（10-x）•

3

（10-x）=

3

2

（10-x）²，
當(dāng)y=

1

2

S_△ABC=

3

時(shí)，即

3

2

（10-x）²=

3

，
解得x=10-

2

cm，或x=10+

2

cm（舍去）．
∴當(dāng)x=10-

2

cm時(shí)，重疊部分的面積等于△ABC的面積的一半．
由以上討論知，當(dāng)x=2+

2

cm或x=10-

2

cm時(shí)，重疊部分的面積等于△ABC的面積的一半．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)，用運(yùn)動(dòng)變化的觀點(diǎn)理解本題是解決的關(guān)鍵．