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如图,已知四边形ABCD、AEFG均为正方形,∠BAG=α(0°<α<180°).

来源:学生作业帮 编辑:神马作文网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/11/18 11:08:17
如图,已知四边形ABCD、AEFG均为正方形,∠BAG=α(0°<α<180°).

(1)求证:BE=DG,且BE⊥DG;
(2)设正方形ABCD、AEFG的边长分别是3和2,线段BD、DE、EG、GB所围成封闭图形的面积为S.当α变化时,指出S的最大值及相应的α值.(直接写出结果,不必说明理由)
如图,已知四边形ABCD、AEFG均为正方形,∠BAG=α(0°<α<180°).
(1)证明:
证法一:∵四边形ABCD,AEFG均为正方形,
∴∠DAB=∠GAE=90°,AD=AB,AG=AE,(2分)
∴将AD、AG分别绕点A按顺时针方向旋转90°,它们恰好分别与AB、AE重合.
即点D与点B重合,点G与点E重合.(3分)
∴DG绕点A顺时针旋转90°与BE重合,(5分)
∴BE=DG,且BE⊥DG.(6分)
证法二:∵四边形ABCD、AEFG均为正方形,
∴∠DAB=∠GAE=90°,AD=AB,AG=AE,(2分)
∴∠DAB+α=∠GAE+α,
∴∠DAG=∠BAE,
①当α≠90°时,由前知△DAG≌△BAE(SAS),(2分)
∴BE=DG,(3分)
∴∠ADG=∠ABE,(4分)
设直线DG分别与直线BA、BE交于点M、N,
又∵∠AMD=∠BMN,∠ADG+∠AMD=90°,
∴∠ABE+∠BMN=90°,(5分)
∴∠BND=90°,
∴BE⊥DG,(6分)
②当α=90°时,点E、点G分别在BA、DA的延长线上,显然BE=DG,且BE⊥DG.
(说明:未考虑α=90°的情形不扣分)
(2)当α=90°时,点E、点G分别在BA、DA的延长线上,形成的图形是一个等腰梯形BDEG,
通过观察比较可知,当α=90°时,S有最大值,且S=
1
2×3×2×2+
1
2×2×2+
1
2×3×3=
25
2.(7分)
当S取得最大值时,α=90°.(8分)