题目内容

【题目】如图,已知正方形ABCD的边长为3,以点A为圆心,1为半径作圆,E是⊙A上的任意一点,将DE绕点D按逆时针旋转90°,得到DF,连接AF,

(1)当∠EAD=90°时,AF=________________.

(2)在E的整个运动过程中,AF的最大值是________________.

【答案】或5 ;

【解析】

(1)当∠EAD=90°时,分两种情况:①如图:当点E在BA的延长线上和当点E在点A下方,即A于AB的交点就是点E时.根据旋转后大小不变和正方形边长相等,可以证明三角形全等,进而得出对应边相等,再根据勾股定理可得斜边AF的长;

(2)先构造出全等三角形,判断出点F在AC的延长线上时,AF最大值,进而确定出点E的位置,再判断出AF最大时,点C在AF上,根据正方形的性质求出AC,从而得出AF的最大值.

解:(1)∠EAD=90°时,

①如图:当点E在BA的延长线上时,

∵DE=DF DA=DC,

∴Rt△ADE≌Rt△CDF

∴AE=CF=1 BF=BC-CF=2

∴在Rt△ABF中,AF= ==;

②如图:当点E在点A下方,即A于AB的交点就是点E时:

方法同①可得Rt△ADE≌Rt△CDF,AE=CF=1

∴BF=BC+CF=4

∴在Rt△ABF中,AF= ==5.

故答案为:或5 ;

(2)解:如图1,


连接AE,CF,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AD=CD,∠ADC=90°,
由旋转知,DE=DF,∠EDF=90°,
∴∠ADE=∠CDF,
∴△ADE≌△CDF(SAS),
∴CF=AE=1,
∴点F的轨迹是以点C为圆心,半径为1圆,
∴点F在AC的延长线上时,AF最大;
如图,过点A作∠EAB=45°交⊙A于点E,此时旋转后AF最大,过点E作EG⊥AD交DA延长线于G,


在Rt△AEG中,AE=1,∠GAE=∠EAB=45°,
∴EG=AG=,
∵∠ADC=∠EDF,
∴∠ADE=∠CDF,
在△ADE和△CDF中,
∴△ADE≌△CDF,
∴CF=AE=1,∠DCF=∠DAE=∠BAD+∠EAB=90°+45°=135°,
∴点C在线段AF上,
∴AF=AC+CF,
∵AC是边长为3的正方形的对角线,
∴AC=3,
∴AF=3+1,
即:AF的最大值是3+1,

故答案为:3+1.

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