Question

【題目】綜合與實(shí)踐：

問題情境：矩形旋轉(zhuǎn)中的數(shù)學(xué)

已知在矩形中，，，以點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)矩形，旋轉(zhuǎn)角為，得到矩形，點(diǎn)、點(diǎn)、點(diǎn)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)分別為點(diǎn)、點(diǎn)、點(diǎn)．

操作猜想：

（1）如圖①，當(dāng)點(diǎn)落在邊上時(shí)，求線段的長度；

深入探究：

（2）如圖②，當(dāng)點(diǎn)落在線段上時(shí)，與相交于點(diǎn)，連接，求線段的長度；

（3）請從，兩題中任選一題作答，我選______題．

題：如圖③，設(shè)點(diǎn)為邊的中點(diǎn)，連接，，，在矩形旋轉(zhuǎn)過程中，的面積是否存在最大值？若存在請直接寫出這個(gè)最大值；若不存在請說明理由．

題：如圖④，設(shè)點(diǎn)為矩形對(duì)角線交點(diǎn)，連接，，在矩形旋轉(zhuǎn)過程中，的面積是否存在最大值？若存在請直接寫出這個(gè)最大值；若不存在請說明理由．

Answer 1

【答案】（1）CE= 2-；（2）DH=；（3）A題：存在最大值+1；B題：存在最大值．

【解析】

（1）由旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)可得AE=AB，利用勾股定理可求出DE的長，即可得CE的長；

（2）如圖，由旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)及矩形性質(zhì)可得AE=CD，∠AEF=∠B=90°，根據(jù)點(diǎn)落在線段上可得AE⊥CF，利用HL可證明△ACD≌△CAE，可得∠CAH=∠ACH，即可證明AH=CH，在Rt△ADH中，利用勾股定理列方程求出DH的長即可；

（3）A題：如圖，連接PA，作BM⊥PE，交PE延長線于M，由點(diǎn)P為FG中點(diǎn)可得PF=PG=1，利用勾股定理可得PA=PE=，即可得出S△BEP=PE·BM=BM，可得當(dāng)BM最大時(shí)，△BEP的面積最大，根據(jù)三角形的三邊關(guān)系及直角三角形的性質(zhì)求出BM的最大值即可得答案；

B題：如圖，過點(diǎn)B作BM⊥FA，交FA延長線于M，利用勾股定理可求出AF的長，根據(jù)矩形性質(zhì)可求出PF的長，可得出S△BFP=PF·BM，可得BM最大時(shí)△BFP的面積最大，利用三角形的三邊關(guān)系得出BM的最大值即可得答案．

（1）∵以點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)矩形，得到矩形，，，

∴AE=AB=CD=2，AD=BC=1，

∴DE==，

∴CE=CD-DE=2-．

（2）以點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)矩形，得到矩形，，，

∴AE=AB=CD=2，∠AEF

∵點(diǎn)落在線段上，

∴∠AEC=90°，

在Rt△ACD和Rt△CAE中，，

∴Rt△ACD≌Rt△CAE，

∴∠CAH=∠ACH，

∴AH=CH，

在Rt△ADH中，AH2=DH2+AD2，

∴（CD-DH）2=DH2+AD2，即（2-DH）2=DH2+12，

解得：DH=．

（3）A題：

如圖，連接PA，作BM⊥PE，交PE延長線于M，

∵點(diǎn)P為GF中點(diǎn)，

∴PG=PF=1，

∴PA=PE==，

∴S△BEP=PE·BM=BM，

∴當(dāng)BM最大時(shí)，△BEP的面積最大，

∵BM≤BP，BP≤AB+AP=2+，

∴BM≤2+，即BM的最大值為2+，

∴△BEP的面積的最大值為：BM=×（2+）=+1．

B題：

如圖，過點(diǎn)B作BM⊥FA，交FA延長線于M，

∵AB=2，BC=1，矩形AEFG由矩形ABCD旋轉(zhuǎn)所得，

∴AF==，

∴PF=AF=，

∴S△BFP=PF·BM=BM，

∴當(dāng)BM最大時(shí)，△BFP的面積最大，

∵BM≤AB，

∴BM的最大值為AB=2，

∴△BFP的面積的最大值為BM=×2=．