题目内容
【题目】在数学兴趣小组活动中,小明进行数学探究活动.将边长为2的正方形ABCD与边长为3的正方形AEFG按图1位置放置,AD与AE在同一条直线上,AB与AG在同一条直线上.
(1)小明发现,请你帮他说明理由.
(2)如图2,小明将正方形ABCD绕点A逆时针旋转,当点B恰好落在线段DG上时,请你帮他求出此时△ADG的面积.
(3)如图3,若小明将正方形ABCD绕点A继续逆时针旋转,顺次连接BD、DE、EG、GB,请你直接写出四边形BDEG面积的最大值 .
【答案】(1)理由见解析;(2)1+;(3).
【解析】
试题分析:(1)利用正方形得到条件,判断出△ADG≌△ABE从而∠AEB+∠ADG=90°,即可;
(2)利用正方形的性质在Rt△AMD中,∠MDA=45°,AD=2从而得出AM=DM=,在Rt△AMG中,AM2+GM2=AG2从而得出GM=即可;
(3)利用旋转,设旋转角为α,在Rt△AIB中,BI=ABsinα,在Rt△AHD中,DH=ADsinα,从而S四边形BDEG用sinα,即可.
试题解析:(1)如图1,延长EB交DG于点H
∵四边形ABCD与四边形AEFG是正方形
∴AD=AB,∠DAG=∠BAE=90°,AG=AE
∴△ADG≌△ABE(SAS)
∴∠AGD=∠AEB
∵△ADG中∠AGD+∠ADG=90°
∴∠AEB+∠ADG=90°
∵△DEH中,∠AEB+∠ADG+∠DHE=180°
∴∠DHE=90°
∴DG⊥BE.
(2)如图2,过点A作AM⊥DG交DG于点M,
∠AMD=∠AMG=90°
∵BD是正方形ABCD的对角
∴∠MDA=45°
在Rt△AMD中,
∵∠MDA=45°,AD=2
∴AM=DM=在Rt△AMG中,
∵AM2+GM2=AG2
∴GM=
∵DG=DM+GM=+
∴S△ADG=DGAM=(+)×=1+
(3)如图3,
作DH⊥AE交EA的延长线与H,作BI⊥AG,
∵四边形ABCD是边长为2的正方形,
∴AB=AD=2,
设旋转角为α,
∴∠BIG=α,∠HAD=α,
在Rt△AIB中,BI=ABsinα,
在Rt△AHD中,DH=ADsinα,
∵四边形AEFG是边长为3的正方形,
∴AG=AE=3,
∴S/span>四边形BDEG=S△ABG+S△ABD+S△ADE+S△AEG
=S△ABD+S△AEG+S△ABG+S△ADE
=AB×AD+AG×AE+×AG×BI+AE×DH
=AB×AD+AG×AE+×AG×ABsinα+AE×ADsinα
=×2×2+×3×3+×3×2sinα+×3×2sinα
=+6sinα
当sinα=1时,S四边形BDEG最大,S四边形BDEG最大=.