题目内容
如图①,已知两个菱形ABCD和EFGH是以坐标原点O为位似中心的位似图形(菱形ABCD与菱形EFGH的位似比为21),∠BAD=120°,对角线均在坐标轴上,抛物线
经过AD的中点M.
⑴填空:A点坐标为 ,D点坐标为 ;
⑵操作:如图②,固定菱形ABCD,将菱形EFGH绕O点顺时针方向旋转
度角
,并延长OE交AD于P,延长OH交CD于Q.
探究1:在旋转的过程中是否存在某一角度
,使得四边形AFEP是平行四边形?若存在,请推断出
的值;若不存在,说明理由;
探究2:设AP=
,四边形OPDQ的面积为
,求
与
之间的函数关系式,并指出
的取值范围.
(1)A(0,2),D(
,0)
(2)探究1:当α=60°时,四边形AFEP是平行四边形
理由如下:
∵两菱形的位似比为21,OA=2,OD=
,菱形ABCD边长为4,∠BAO=60°
∴菱形EFGH的边长EF=
AD=2,∠FEO=60°
∵在旋转过程中EF的长和∠FEO的大小始终不变
∴当射线OE旋转到经过M点时,P与M重合,AM=AP=2
△AOP为等边三角形,∠APO=∠AOP=60°
那么,∠APO=∠FEO=60°,则EF∥AP
又∵EF=AM=2
∴当旋转角度α=∠AOP=60°时,EF平行且等于AP
∴α=60°时,四边形AFEP为平行四边形.
探究2:过P点作PR⊥y轴于R,过Q作QT⊥x轴于T,设TQ=y,则:
PR=AP?sin60°=
,OR=OA-AR=2-AP?cos60°=2-
x,
OT=OD-DT=
-TQ?tan60°=
-![]()
∵它绕对称中心O旋转时∠POR=∠QOT
∴Rt△POR∽Rt△QOT
∴
∴
,
化简得:![]()
∴S=
=
=![]()
即S与x的函数关系式为:S=
(0<x<4)
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