题目内容

【题目】在平面直角坐标系中,为坐标原点,点(0,1),点(1,0),正方形的两条对角线的交点为,延长至点,使.延长至点,使,以,为邻边做正方形.

(Ⅰ)如图①,求的长及的值;

(Ⅱ)如图②,正方形固定,将正方形绕点逆时针旋转,得正方形,记旋转角为(0°<<360°),连接.

①旋转过程中,当90°时,求的大小;

②在旋转过程中,求的长取最大值时,点的坐标及此时的大小(直接写出结果即可).

【答案】(Ⅰ),;(Ⅱ)①30°,150°,②(,),315°.

【解析】试题分析:(Ⅰ)根据正方形的性质以及勾股定理即可解决问题;

(Ⅱ)①因为∠BAG′=90°,BG′=2AB,可知sin∠AG′B==,推出∠AG′B=30°,推出旋转角α=30°,据对称性可知,当∠ABG″=60°时,∠BAG″=90°,也满足条件,此时旋转角α=150°;

②当α=315°时,A、B、F′在一条直线上时,AF′的长最大.

试题解析:解:(Ⅰ)如图1中,∵A(0,1),∴OA=1.∵四边形OADC是正方形,∴∠OAD=90°,AD=OA=1,∴OD=AC==,∴AB=BC=BD=BO=.∵BD=DG,∴BG=,∴==.

(Ⅱ)①如图2中,∵∠BAG′=90°,BG′=2AB,∴sin∠AG′B==,∴∠AG′B=30°,∴∠ABG′=60°,∴∠DBG′=30°,∴旋转角α=30°,根据对称性可知,当∠ABG″=60°时,∠BAG″=90°,也满足条件,此时旋转角α=150°.

综上所述:旋转角α=30°或150°时,∠BAG′=90°.

②如图3中,连接OF.∵四边形BE′F′G′是正方形的边长为,∴BF′=2,∴当α=315°时,A、B、F′在一条直线上时,AF′的长最大,最大值为+2,此时α=315°,F′().

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