(2014•和平区三模)阅读下面材料

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小明遇到这样一个问题;如图①,在边长为a(a>2)的正方形ABCD各边上分别截取AE=BF=CG=DH=1,当∠AFQ=∠BGM=∠CHN=∠DEP=45°时,求正方形MNPQ的面积.
小明发现,分别延长QE,MF,NG,PH交FA,GB,HC,ED的延长线于点R,S,T,W,可得△RQF,△SMG,△TNH,△WPE是四个全等的等腰直角三角形(如图②)
请回答:
(Ⅰ)如图②,AR的长为______.
(Ⅱ)若将上述四个等腰直角三角形拼成一个新的正方形(无缝隙不重叠),则这个新正方形的边长为______;
参考小明思考问题的方法,解决问题:
如图③,在等边△ABC各边上分别截取AD=BE=CF,再分别过点D,E,F作BC,AC,AB的垂线,得到等边△RPQ.若S△RPQ=
3
3
,则AD的长为
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dfhdtr 1年前 已收到1个回答 举报

qjp115 幼苗

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解题思路:(I)直接根据等腰直角三角形的性质得出结论;
(II)四个等腰直角三角形的斜边长为a,其拼成的正方形面积为a2,边长为a;
照小明的解题思路,对问题做同样的等积变换.如答图1所示,三个等腰三角形△RSF,△QET,△PDW的面积和等于等边三角形△ABC的面积,故阴影三角形△PQR的面积等于三个虚线等腰三角形的面积之和.据此列方程求出AD的长度.

(I)∵四边形ABCD是正方形,
∴∠EAR=90°,
∵AE=1,∠DEP=45°,
∴∠AER=∠DEP=45°,
∴∠R=45°,
∴AR=AE=1.
故答案为:1;

(II)∵四个等腰直角三角形的斜边长为a,
∴斜边上的高为[1/2]a,
∵每个等腰直角三角形的面积为:[1/2]a•[1/2]a=[1/4]a2
∴拼成的新正方形面积为:4×[1/4]a2=a2,即与原正方形ABCD面积相等,
∴这个新正方形的边长为a;
如答图1所示,分别延长RD,QF,PE,交FA,EC,DB的延长线于点S,T,W.
由题意易得:△RSF,△QET,△PDW均为底角是30°的等腰三角形,其底边长均等于△ABC的边长.
不妨设等边三角形边长为a,则SF=AC=a.
如答图2所示,过点R作RM⊥SF于点M,则MF=[1/2]SF=[1/2]a,
在Rt△RMF中,RM=MF•tan30°=[1/2]a×

3
3=

3
6a,
∴S△RSF=[1/2]a•

3
6a=

3
12a2
过点A作AN⊥SD于点N,设AD=AS=x,
则AN=AD•sin30°=

点评:
本题考点: 四边形综合题.

考点点评: 本题考查了的是四边形综合题,涉及正方形、等腰直角三角形、等腰三角形、正三角形、解直角三角形等多个知识点,是一道好题.通过本题我们可以体会到,运用等积变换的数学思想,不仅简化了几何计算,而且形象直观,易于理解,体现了数学的魅力.

1年前

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