题目内容

【题目】正方形ABCD与正方形DEFG按如图1放置,点A,D,G在同一条直线上,点E在CD边上,AD=3,DE=,连接AE,CG

(1)线段AE与CC的关系为______;

(2)将正方形DEFG绕点D顺时针旋转一个锐角后,如图2,请问(1)中的结论是否仍然成立?请说明理由

(3)在正方形DEFG绕点D顺时针旋转一周的过程中,当∠AEC=90°时,请直接写出AE的长.

【答案】(1)AE=CG,AE⊥CG;(2)仍然成立;理由见解析;(3)AE的长为2+1或2﹣1.

【解析】

(1)延长AE交CG于点H,证△ADE≌△CDG,可得到AE=CG,∠EAD=∠GCD,再证∠CHE=90°,即可得出结论;

(2)设AE与CG交于点H,证∴△ADE≌△CDG,可得到AE=CG,∠EAD=∠GCD,再证,∠CHP=90°,即可得出结论;

(3)分两种情况讨论,当点E旋转到线段CG上时,过点D作DM⊥AE于点M,构造等腰直角三角形DME和直角三角形ADM,可通过勾股定理分别求出ME,AM的长即可;当点E旋转到线段CG的延长线上时,过点D作DN⊥CE于点N,构造等腰直角三角形DNE和直角三角形CND,可通过勾股定理分别求出NE,CN的长,再求出CE的长,在Rt△AEC中通过勾股定理可求出AE的长.

(1)线段AE与CG的关系为:AE=CG,AE⊥CG,

理由如下:

如图1,延长AE交CG于点H,

∵四边形ABCD和四边形DGFE是正方形,

∴AD=CD,ED=GD,∠ADE=∠CDG=90°,

∴△ADE≌△CDG(SAS),

∴AE=CG,∠EAD=∠GCD,

∵∠EAD+∠AED=90°,∠AED=∠CEH,

∴∠GCD+∠CEH=90°,

∴∠CHE=90°,即AE⊥CG,

故答案为:AE=CG,AE⊥CG;

(2)结论仍然成立,理由如下:

如图2,设AE与CG交于点H,

∵四边形ABCD和四边形DGFE是正方形,

∴AD=CD,ED=GD,∠ADC=∠EDG=90°,

∴∠ADC+∠CDE=∠EDG+∠CDE,

即∠ADE=∠CDG,

∴△ADE≌△CDG(SAS),

∴AE=CG,∠EAD=∠GCD,

∵∠EAD+∠APD=90°,∠APD=∠CPH,

∴∠GCD+∠CPH=90°,

∴∠CHP=90°,即AE⊥CG,

∴AE=CG,AE⊥CG,

∴①中的结论仍然成立;

(3)如图3﹣1,当点E旋转到线段CG上时,过点D作DM⊥AE于点M,

∵∠AEC=90°,∠DEG=45°,

∴∠AED=45°,

∴Rt△DME是等腰直角三角形,

∴ME=MD=DE=1,

在Rt△AMD中,ME=1,AD=3,

∴AM===2,

∴AE=AM+ME=2+1;

如图3﹣2,当点E旋转到线段CG的延长线上时,过点D作DN⊥CE于点N,

则∠END=90°,

∵∠DEN=45°,

∴∠EDN=45°,

∴Rt△DNE是等腰直角三角形,

∴NE=ND=DE=1,

在Rt△CND中,ND=1,CD=3,

∴CN===2,

∴CE=NE+CN=2+1,

∵AC=AD=3,

∴在Rt△AEC中,

AE===2﹣1,

综上所述,AE的长为2+1或2﹣1.

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