Question

如图所示，在△ABC中，AB=BC=2，∠ABC=120°，将△ABC绕点B顺时针旋转角a（0°＜a＜90°）得△A₁BC_1，A₁B交AC于点E，A₁C₁分别交AC、BC于D、F两点。

（1）如图1，观察并猜想，在旋转过程中，线段EA₁与FC有怎样的数量关系？并证明你的结论；
（2）如图2，当a=30°时，试判断四边形BC₁DA的形状，并说明理由；
（3）在（2）的情况下，求ED的长。

Answer 1

（1）（2）四边形是菱形.（3）ED

试题分析：（1）根据等边对等角及旋转的特征可得即可证得结论；
（2）先根据两组对边分别平行的四边形是平行四边形，再得到邻边相等即可判断结论；
（3）过点作于点，解可得AE的长，结合菱形的性质即可求得结果。
（1）
证明：（证法一）
由旋转可知，
∴
∴又
∴即
（证法二）
由旋转可知，而
∴
∴∴
即
（2）四边形是菱形.
证明：同理
∴四边形是平行四边形.
又∴四边形是菱形.
（3）过点作于点，则

在中，
由（2）知四边形是菱形，
∴
∴
点评：解答本题的关键是掌握好旋转的性质，平行四边形判定与性质，的菱形的判定与性质，选择适当的条件解决问题。