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有两个全等的等腰直角三角板ABC和EFG(其直角边长均为6)如图1所示叠放在一起,使三角板EFG的直角顶点G与三角板ABC的斜边中点O重合.现将三角板EFG绕O点顺时针旋转,旋转角α满足0<α°<90°,四边形CHGK是旋转过程中两块三角板的重叠部分(如图2).
(1)在上述旋转过程中,①BH与CK有怎样的数量关系?②四边形CHGK的面积是否发生变化?并证明你发现的结论.
(2)如图3,连接KH,在上述旋转过程中,是否存在某一位置使△GKH的面积恰好等于△ABC面积的
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?若存在,请求出此时KC的长度;若不存在,请说明理由.
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分析:(1)利用旋转的性质,图形的形状和大小不变,可以得到角的度数没有变化,进一步可以得到∠BGH=∠CGK,得证△BGH≌△CGK,则全等三角形的对应边相等;全等三角形的性质得到:全等三角形的面积相等,则四边形CHGK的面积等于△BGC的面积,所以四边形CHGK的面积不变;
(2)根据面积公式得出S△GHK=S四边形CKGH-S△CKH=
1
2
x2-3x+9,根据△GKH的面积恰好等于△ABC面积的
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,代入得出方程
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2
x2-3x+9=
5
18
×
1
2
×6×6,求出即可.
解答:精英家教网解:(1)①在上述旋转过程中,BH=CK.理由如下:
如图1,∵△ABC为等腰直角三角形,G(O)为其斜边中点,
∴CG=BG,CG⊥AB,且S△BCG=
1
2
S△ABC.
如图2,连接CG.
∵∠ACG=∠B=45°,∠BGH与∠CGK均为旋转角,
∴∠BGH=∠CGK.
∵在△BGH和△CGK中,
∠B=∠ACG=45°
BG=CG
∠BGH=∠CGK

∴△BGH≌△CGK(ASA).
∴BH=CK;
②在上述旋转过程中,四边形CHGK的面积不变.理由如下:
由①知,△BGH≌△CGK.则S△BGH=S△CGK.
∴S四边形CHGK=S△CHG+S△CGK=S△CHG+S△BGH=S△BCG=
1
2
S△ABC=
1
2
×
1
2
×6×6=9.
即:旋转过程中,BH=CK,S四边形CHGK的面积为9,是一个定值,在旋转过程中没有变化;

(2)假设存在使△GKH的面积恰好等于△ABC面积的
5
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的位置.
如图3,设BH=x,由题意及(1)中结论可得,CK=BH=x,CH=CB-BH=6-x,
∴S△CHK=
1
2
CH×CK=3x-
1
2
x2,
∴S△GHK=S四边形CKGH-S△CKH=9-(3x-
1
2
x2)=
1
2
x2-3x+9,
∵△GKH的面积恰好等于△ABC面积的
5
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,
∴
1
2
x2-3x+9=
5
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×
1
2
×6×6,
解得x1=2,x2=4(经检验,均符合题意).            
∴存在使△GKH的面积恰好等于△ABC面积的
5
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的位置,此时x的值为2或4.
点评:本题考查了旋转的性质,三角形的面积,全等三角形的性质和判定等知识点,此题有一定的难度,但是一道比较好的题目
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(1)在上述旋转过程中,①BH与CK有怎样的数量关系?②四边形CHGK的面积是否发生变化?并证明你发现的结论.

(2)如图,连接KH,在上述旋转过程中,是否存在某一位置使△GKH的面积恰好等于△ABC面积的?若存在,请求出此时KC的长度;若不存在,请说明理由.

 

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