Question

在圖形的全等變換中，有旋轉(zhuǎn)變換，翻折（軸對(duì)稱）變換和平移變換．一次數(shù)學(xué)活動(dòng)課上，老師組織大家利用矩形進(jìn)行圖形變換的探究活動(dòng)．

（1）第一小組的同學(xué)發(fā)現(xiàn)，在如圖1－1的矩形ABCD中，AC、BD相交于點(diǎn)O，Rt△ADC可以由Rt△ABC經(jīng)過(guò)一種變換得到，請(qǐng)你寫(xiě)出這種變換的過(guò)程  ▲  ．

（2）第二小組同學(xué)將矩形紙片ABCD按如下順序進(jìn)行操作：對(duì)折、展平，得折痕EF（如圖2－1）；再沿GC折疊，使點(diǎn)B落在EF上的點(diǎn)B'處（如圖2－2），這樣能得到∠B'GC的大小，你知道∠B'GC的大小是多少嗎？請(qǐng)寫(xiě)出求解過(guò)程．

（3）第三小組的同學(xué)，在一個(gè)矩形紙片上按照?qǐng)D3－1的方式剪下△ABC，其中BA＝BC，將△ABC沿著直線AC的方向依次進(jìn)行平移變換，每次均移動(dòng)AC的長(zhǎng)度，得到了△CDE、△EFG和△GHI，如圖3－2．已知AH＝AI，判斷以AD、AF和AH為三邊能否構(gòu)成三角形？若能構(gòu)成，請(qǐng)判斷這個(gè)三角形的形狀，若不能構(gòu)成，請(qǐng)說(shuō)明理由．

（4）探究活動(dòng)結(jié)束后，老師給大家留下了一道探究題:如圖4－1，已知AA'＝BB'＝CC'＝4，∠AOB'＝∠BOC'＝∠COA'＝60°，請(qǐng)利用圖形變換探究S_△AOB'＋S_△BOC'＋S_△COA'與的大小關(guān)系．

 

Answer 1

（1）將△ABC繞點(diǎn)O旋轉(zhuǎn)180°（2）60°，理由見(jiàn)解析（3）能夠構(gòu)成三角形，理由見(jiàn)解析（4）S_△AOB'＋S_△B'PR＋S_△PQA＜

解析:解：（1）將△ABC繞點(diǎn)O旋轉(zhuǎn)180°后可得到△ADC…………………………2分

（缺旋轉(zhuǎn)中心或旋轉(zhuǎn)角各扣1分）

（2）連接BB'，由題意得EF垂直平分BC，故BB'＝B'C，由翻折可得，

B'C＝BC，∴△BB'C為等邊三角形．∴∠B'CB＝60°，

（或由三角函數(shù)FC：B'C＝1：2求出∠B'CB＝60°也可以．）

∴∠B'CG＝30°，∴∠B'GC＝60°………………………………………5分

（3）能夠構(gòu)成三角形……………………………………………………………6分

分別取CE、EG、GI的中點(diǎn)P、Q、R，連接DP、FQ、HR、AD、AF、AH，∵△ABC中，BA＝BC，根據(jù)平移變換的性質(zhì)，△CDE、△EFG和△GHI都是等腰三角形，∴DP⊥CE，FQ⊥EG，HR⊥GI．

在Rt△AHR中，AH＝AI＝4a，AH²＝HR²＋AR²，HR²＝a²，

則DP²＝FQ²＝HR²＝a²，

AD²＝AP²＋DP²＝6a²，AF²＝AQ²＋FQ²＝10a²，

新三角形三邊長(zhǎng)為4a、a、a．

∵AH²＝AD²＋AF²    ∴新三角形為直角三角形．………………………8分

（或通過(guò)轉(zhuǎn)換得新三角形三邊就是AD、DI、AI）

（4）將△BOC'沿BB'方向平移2個(gè)單位，所移成的三角形記為△B'PR，將△COA'沿A'A方向平移2個(gè)單位，所移成的三角形記為△AQR．由于OQ＝OA＋AQ＝OA＋OA'＝AA'＝4，OP＝OB'＋B'P＝OB'＋OB＝BB'＝4．又∠QOP＝60°，則PQ＝OQ＝OP＝4，

又因?yàn)?i>QR＋PR＝OC＋OC'，故O、R、P三點(diǎn)共線．因?yàn)?i>S_△QOP＝4，所以S_△AOB'＋S_△BOC'＋S_△COA'＝S_△AOB'＋S_△B'PR＋S_△PQA＜………………………………10分

根據(jù)旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)和平移變換的性質(zhì)求解