Question

如圖，正方形ABCD繞點(diǎn)A逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)n°后得到正方形AEFG，邊EF與CD交于點(diǎn)O．
（1）以圖中已標(biāo)有字母的點(diǎn)為端點(diǎn)連接兩條線段（正方形的對(duì)角線除外），要求所連接的兩條線段相交且互相垂直，并說(shuō)明這兩條線段互相垂直的理由；
（2）若正方形的邊長(zhǎng)為2cm，若旋轉(zhuǎn)的角度為30°，求重疊部分（四邊形AEOD）的面積．
（3）我連接的兩條相交且互相垂直的線段是______和______．
理由如下：

Answer 1

解：（1）連AO，DE，它們相交于P點(diǎn)，如圖，
則AO⊥DE．理由如下：
∵AD=AE，AO公共，
∴Rt△ADO≌Rt△AEO，∴∠DAO=∠EAO，
又AD=AE，
∴AO⊥DE（等腰三角形的“三線合一”）．

（2）若正方形的邊長(zhǎng)為2cm，若旋轉(zhuǎn)的角度為30°，
即AD=2cm，∠GAD=30°，
∴∠DAE=60°，
由（1）得，∠DAO=∠OAE=30°，
在Rt△ADO中，tan30°=，
則OD=AD=×2=，
∴S_△ADO=×2×=．
∴S_{四邊形AEOD}=2S_△ADO=．

（3）兩條相交且互相垂直的線段是AO和DE．
∵AD=AE，AO公共，
∴Rt△ADO≌Rt△AEO，
∴PD=PE，
∴AO⊥DE．
故答案為AO，DE．
分析：（1）由AD=AE，AO公共，易證Rt△ADO≌Rt△AEO，則PD=PE，得到AO⊥DE．
（2）由正方形的邊長(zhǎng)為2cm，若旋轉(zhuǎn)的角度為30°，即AD=2cm，∠GAD=30°，則∠DAE=60°，∠DAO=∠OAE=30°，在Rt△ADO中，OD=AD=×2=，可求出S_△ADO的面積，從而得到S_{四邊形AEOD}=2S_△ADO．
（3）兩條相交且互相垂直的線段是AO和DE．理由同（1）．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)：旋轉(zhuǎn)前后的兩個(gè)圖形全等，對(duì)應(yīng)點(diǎn)與旋轉(zhuǎn)中心的連線段的夾角等于旋轉(zhuǎn)角，對(duì)應(yīng)點(diǎn)到旋轉(zhuǎn)中心的距離相等．也考查了正方形的性質(zhì)和含30度角的直角三角形三邊關(guān)系以及三角形的面積公式．