Question

小明遇到這樣一個(gè)問題：“如圖1，在邊長(zhǎng)為a（a＞2）的正方形ABCD各邊上分別截取AE=BF=CG=DH=1，當(dāng)∠AFQ=∠BGM=∠CHN=∠DEP=45°時(shí)，求正方形MNPQ的面積．”

分析時(shí)，小明發(fā)現(xiàn)，分別延長(zhǎng)QE，MF，NG，PH交FA，GB，HC，ED的延長(zhǎng)線于 點(diǎn)R，S，T，W，可得△RQF，△SMG，△TNH，△WPE是四個(gè)全等的等腰直角三角形（如圖2）

請(qǐng)回答：

（1）若將上述四個(gè)等腰直角三角形拼成一個(gè)正方形（無縫隙不重疊），則這個(gè)正方形的邊長(zhǎng)為_______

（2）求正方形MNPQ的面積．

（3）參考小明思 考問題的方法，解決問題：

如圖3，在等邊△ABC各邊上分別截取AD=BE=CF，再分別過點(diǎn)D，E，F(xiàn)作BC，AC，AB的垂線，得到等邊△RPQ．若S△RPQ=，則AD的長(zhǎng)為_______．

 

 

Answer 1

(1) a；（2）2；(3) .

【解析】

試題分析：(1)四個(gè)等腰直角三角形的斜邊長(zhǎng)為a，其拼成的正方形的面積為a2；

（2）如圖2所示，正方形MNPQ的面積等于四個(gè)虛線小等腰直角三角形的面積之和，據(jù)此求出正方形MNPQ的面積；

（3）參照小明的鑰匙思路，對(duì)問題作同樣的等積變形，即可求解問題.

(1) a

(2) ∵四個(gè)等腰直角三角形△RQF，△SMG，△TNH，△WPE的面積和為a2，正方形ABCD的面積為a2，

∴S正方形MNPQ=S△ARE+S△DWH+S△GCT+S△SBF=4S△ARE=4××12=2；

(3)

如答圖1所示，分別延長(zhǎng)RD，QF，PE，

交FA，EC，DB的延長(zhǎng)線于點(diǎn)S，T，W．

 

由題意易得：△RSF，△QET，△PDW均為底角是30°的等腰三角形，其底邊長(zhǎng)均等于△ABC的邊長(zhǎng)．

所以△RSF，△QET，△PDW的面積等于△ABC的面積。

由此可得：S△RPQ=S△ADS+S△CFT+S△BEW=3S△ADS，

過點(diǎn)A作AN⊥SD于點(diǎn)N，設(shè)AD=AS=x，

則AN=AD•sin30°=x，SD=2ND=2ADcos30°=x，

∴S△ADS=SD•AN=•x•x=x2．

∴S△RPQ=S△ADS+S△CFT+S△BEW=3S△ADS，

∴=3×x2，得x2=，

解得x=或x=?（不合題意，舍去）

∴x=，即AD的長(zhǎng)為。

考點(diǎn): 四邊形綜合題.