利用等角解决旋转和轴对称问题
几何问题中常常出现隐含条件,有时可以从旋转、对称这些现象中发现其隐含的条件
,如“相等的角”,由此便能很快地解决问下面举例说明之.
一、旋转
例1
如图1,将矩形绕点顺时针旋转至矩形,点正好落在上的点处,连结.
(1)求证:
;
(2)如图2,连交于,点为的中点,连、,试探究与的数量关系,并证明你的结论;
(3)若,直接写出的长.
分析(1)
观察题目条件,发现隐含的相等的角是,这就找到了解决本题的钥匙.
因,得.
又,得.
在图1中作等腰底边上高,用互余角关系就能证之.
(2)也是从这个条件考虑构造全等三角形.
如图2,过点作于,连,
易得.
再证,得出为的中点,所以.
而矩形对角线相等,故有.
(3)因,在Rt中得,则.
在Rt中得,
则.
例2
如图3,正方形绕点逆时针旋转到正方形,且经过点,连与交于.
(1)求证:
为的中点;
(2)若,求正方形的边长.
分析(1)
点落在对角线上,图中有较多的45角,且点也落在对角线上,可得到,
有';
,
有,
从而得是的中点.,
(2)由于题中有较多的22.
5和45的角,
所以过点作交于
(如图4),则是等腰直角三角形,是底角为22.
5的等腰三角形,则,.
设,得,
则.
再过点作斜边上高;
则,
用勾股定理,得.
二、轴对称
例3
如图5,现有边长为4的正方形纸片,点为正方形边上一点(不与
点点重合).将正方形纸片折叠,使点落在上点处,点落在点处,交于点,拆痕为,连结.
(1)若,求的度数.
(2)当点在边上移动时,的周长是否变化 并证明你的结论.
分析(1)
由对折得
,
则.
(2)由,可作出如下分析:
如图6,过点作于,易证,
从而证明,
得出的周长不变,且等于正方形边长的2倍.