Question

【題目】在平面直角坐標系中，O為原點，點A（﹣2，0），點B（0，2），點E，點F分別為OA，OB的中點．若正方形OEDF繞點O順時針旋轉(zhuǎn)，得正方形OE′D′F′，記旋轉(zhuǎn)角為α．

（1）如圖①，當α=90°時，求AE′，BF′的長；
（2）如圖②，當α=135°時，求證AE′=BF′，且AE′⊥BF′；

Answer 1

【答案】
（1）解：當α=90°時，點E′與點F重合，如圖①．

∵點A（﹣2，0）點B（0，2），

∴OA=OB=2．

∵點E，點F分別為OA，OB的中點，

∴OE=OF=1

∵正方形OE′D′F′是正方形OEDF繞點O順時針旋轉(zhuǎn)90°得到的，

∴OE′=OE=1，OF′=OF=1．

在Rt△AE′O中，

AE′= ．

在Rt△BOF′中，

BF′= ．

∴AE′，BF′的長都等于 ．

（2）解：當α=135°時，如圖②．

∵正方形OE′D′F′是由正方形OEDF繞點O順時針旋轉(zhuǎn)135°所得，

∴∠AOE′=∠BOF′=135°．

在△AOE′和△BOF′中，

，

∴△AOE′≌△BOF′（SAS）．

∴AE′=BF′，且∠OAE′=∠OBF′．

∵∠ACB=∠CAO+∠AOC=∠CBP+∠CPB，∠CAO=∠CBP，

∴∠CPB=∠AOC=90°

∴AE′⊥BF′．

（Ⅲ）若直線AE′與直線BF′相交于點P，求點P的縱坐標的最大值（直接寫出結(jié)果即可）．

解：∵∠BPA=∠BOA=90°，∴點P、B、A、O四點共圓，

∴當點P在劣弧OB上運動時，點P的縱坐標隨著∠PAO的增大而增大．

∵OE′=1，∴點E′在以點O為圓心，1為半徑的圓O上運動，

∴當AP與⊙O相切時，∠E′AO（即∠PAO）最大，

此時∠AE′O=90°，點D′與點P重合，點P的縱坐標達到最大．

過點P作PH⊥x軸，垂足為H，如圖③所示．

∵∠AE′O=90°，E′O=1，AO=2，

∴∠E′AO=30°，AE′= ．

∴AP= +1．

∵∠AHP=90°，∠PAH=30°，

∴PH= AP= ．

∴點P的縱坐標的最大值為 ．

【解析】（1）利用勾股定理即可求出AE′，BF′的長．（2）運用全等三角形的判定與性質(zhì)、三角形的外角性質(zhì)就可解決問題．（3）首先找到使點P的縱坐標最大時點P的位置（點P與點D′重合時），然后運用勾股定理及30°角所對的直角邊等于斜邊的一半等知識即可求出點P的縱坐標的最大值．
【考點精析】掌握三角形的外角和含30度角的直角三角形是解答本題的根本，需要知道三角形一邊與另一邊的延長線組成的角，叫三角形的外角；三角形的一個外角等于和它不相鄰的兩個內(nèi)角的和；三角形的一個外角大于任何一個和它不相鄰的內(nèi)角；在直角三角形中，如果一個銳角等于30°，那么它所對的直角邊等于斜邊的一半．