Question

如圖1，已知正方形OABC的邊長(zhǎng)為4，等腰直角三角板OEF的直角邊OE、OF分別在OA、OC上，且OE=2．將三角板OEF繞點(diǎn)O逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)至OE₁F₁的位置，旋轉(zhuǎn)角為α，連接CF₁、AE₁．
（1）請(qǐng)?jiān)趫D2中畫出三夾板OEF逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°時(shí)的圖形，并直接判斷此時(shí)△OAE₁與△OCF₁是否全等．
（2）當(dāng)0°＜α＜90°時(shí)，∠OAE₁與∠OCF₁是否總有上述關(guān)系并加以證明；
（3）若三角板OEF繞O點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一周，是否存在某一位置，使得OE₁∥CF₁？若存在，請(qǐng)求出旋轉(zhuǎn)角α的度數(shù)；若不存在，請(qǐng)說明理由．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)，延長(zhǎng)EO至F₁，使OF₁=OF，又旋轉(zhuǎn)后點(diǎn)E₁與點(diǎn)F重合，所以，連接CF₁、AF即可得解，兩三角形可以利用“邊角邊”證明全等；
（2）根據(jù)正方形的性質(zhì)可得OA=OC，根據(jù)旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)可得△OEF≌△OE₁F₁，再根據(jù)全等三角形對(duì)應(yīng)邊相等可得OE₁=OF₁，再根據(jù)同角的余角相等可得∠AOE₁=∠COF₁，然后利用“邊角邊”證明即可；
（3）分①點(diǎn)F₁在OC左邊時(shí)，根據(jù)兩直線平行，同旁內(nèi)角互補(bǔ)求出∠OF₁C=90°，然后根據(jù)直角三角形30°角所對(duì)的直角邊等于斜邊的一半求出∠OCF₁=30°，再根據(jù)直角三角形兩銳角互余求出∠COF₁=60°，即可得解；②點(diǎn)F₁在OC右邊時(shí)，求解方法同①．

解答：解：（1）如圖，△OAE₁≌△OCF₁；

（2）△OAE₁≌△OCF₁總成立，
∵四邊形ABCD是正方形，
∴OA=OC，
由旋轉(zhuǎn)性質(zhì)得，△OEF≌△OE₁F₁，
∵OE=OF，
∴OE₁=OF₁，
又∵∠AOE₁+∠COE₁=90°，
∠COF₁+∠COE₁=90°，
∴∠AOE₁=∠COF₁，
在△OAE₁≌△OCF₁中，

OE1=OF1 ∠AOE1=∠COF1 OC=OA

，
∴△OAE₁≌△OCF₁（SAS）；

（3）存在當(dāng)α=60°或α=300°時(shí)，OE₁∥CF₁．
如圖①，∵△OE₁F₁為等腰直角三角形，
∴∠E₁OF₁=90°，OE₁=OF₁=2，
∵OE₁∥CF₁，
∴∠OF₁C=90°，
∴△OCF₁為Rt△，
∵OF₁=2，OC=4，
∴∠OCF₁=30°，
∴∠COF₁=60°，
當(dāng)α=60°時(shí)，OE₁∥CF₁，
如圖②，α=300°時(shí)方法同（1）．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)，等腰直角三角形的性質(zhì)，全等三角形的判定，正方形的性質(zhì)，直角三角形30°角所對(duì)的直角邊等于斜邊的一半的性質(zhì)，綜合性較強(qiáng)，難度較大，作出圖形更形象直觀．