题目内容

【题目】如图,在 Rt△POQ中,OP=OQ=4,M 是 PQ中点,把一个三角尺顶点放在点M处,以M为旋转心,旋转三角尺,三角尺的两直角边与 Rt△POQ的两直角边分别交于点A、B.

(1)求证:MA=MB;

(2)探究:在旋转三角尺的过程中,四边形AOBM的面积是否发生变化?为什么?

(3)连接 AB,探究:在旋转三角尺的过程中,△AOB的周长是否存在最小值?若存在,求出最小值.

【答案】(1)见解析;(2)四边形 AOBM 的面积没有发生变化, 理由见解析;(3)当 x=2 时,△AOB 的周长有最小值,最小值为=4+2.

【解析】

(1)过点 M 作 ME⊥OP 于点 E,作 MF⊥OQ 于点 F,根据正方形的判定定理得到四边形 OEMF 是正方形,证明△AME≌△BMF,根据全等三角形的性质解答;

(2)根据全等三角形的性质得到四边形 AOBM 的面积=正方形 EOFM 的面积;

(3)根据全等三角形的性质得到得到 AE=BF,设 OA=x,根据勾股定理得到AB=,根据三角形的周长公式,二次函数的性质解答.

(1)过点 M 作 ME⊥OP 于点 E,作 MF⊥OQ 于点 F,

∵∠O=90°,∠MEO=90°,∠OFM=90°,

∴四边形 OEMF 是矩形,

∵M 是 PQ 的中点,OP=OQ=4,

∴ME=OQ=2,MF=OP=2,

∴ME=MF,

∴四边形 OEMF 是正方形,

∵∠AME+∠AMF=90°,∠BMF+∠AMF=90°,

∴∠AME=∠BMF,

在△AME 和△BMF 中,

∴△AME≌△BMF(ASA),

∴MA=MB;

(2)四边形 AOBM 的面积没有发生变化, 理由如下:∵△AME≌△BMF,

∴四边形 AOBM 的面积=正方形 EOFM 的面积=4;

(3)∵△AME≌△BMF,

∴AE=BF,

设 OA=x,则 AE=2﹣x,

∴OB=OF+BF=2+(2﹣x)=4﹣x,

在 Rt△AME 中,AM== ,

∵∠AMB=90°,MA=MB,

∴AB=AM= ,

△AOB 的周长=OA+OB+AB

=x+(4﹣x)+

=4+,

则当 x=2 时,△AOB 的周长有最小值,最小值为=4+2.

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