题目内容

1.把两个全等的等腰直角三角板(直角边长为4)叠放在一起,且三角板EFG的直角顶点G位于三角板ABC的斜边中点处.现将三角板EFG绕G点按顺时针方向旋转α度(0°<α<90°)(如图1),四边形GKCH为两三角板的重叠部分.
(1)猜想BH与CK有怎样的数量关系?并证明你的结论;
(2)连接HK(如图2),在上述旋转过程中,设BH=x,△GKH的面积为y,
①求y与x之间的函数关系式,并写出自变量x的取值范围;
②当△GKH的面积恰好等于△ABC面积的$\frac{5}{16}$,求x.

分析 (1)先由ASA证出△CGK≌△BGH,再根据全等三角形的性质得出BH=CK,根据全等得出四边形CKGH的面积等于三角形ACB面积一半;
(2)①由(1)易得S四边形CHGK=$\frac{1}{2}$S△ABC,然后根据面积公式得出y=$\frac{1}{2}$x2-2x+4;
②根据△GKH的面积恰好等于△ABC面积的$\frac{5}{16}$,代入得出方程即可求得结果.

解答 解:(1)BH=CK.
理由如下:∵点O是等腰直角三角板ABC斜边中点,
∴∠B=∠GCK=45°,BG=CG,
由旋转的性质,知∠BGH=∠CGK,
在△BGH和△CGK中,
$\left\{\begin{array}{l}{∠B=∠GCK}\\{BG=CG}\\{∠BGH=∠CGK}\end{array}\right.$,
∴△BGH≌△CGK(ASA),
∴BH=CK;

(2)①∵△BGH≌△CGK,
∴S四边形CHGK=S△CGK+S△CGH=S△BGH+S△CGH=S△BCG=$\frac{1}{2}$S△ABC=4,
∴S△GKH=S四边形CHGK-S△KCH=4-$\frac{1}{2}$CH×CK,
∴y=$\frac{1}{2}$x2-2x+4(0<x<4),

 ②当y=$\frac{5}{16}$×8=$\frac{5}{2}$时,即 $\frac{1}{2}$x2-2x+4=$\frac{5}{2}$,
∴x=1 或x=3.
∴当△GKH的面积恰好等于△ABC面积的$\frac{5}{16}$时,BH=1 或BH=3.

点评 此题属于几何变换的综合题.主要考查了全等三角形的判定以及等腰直角三角形性质.解答本题的关键是掌握旋转的性质:对应点到旋转中心的距离相等,旋转前后图形的大小和形状没有改变.

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