如图.矩形ABCD中,AB=1,BC=2,将矩形ABCD绕D点顺时针旋转90°得矩形A′B′C′D,再将矩形A′B′C′D绕C′顺时针旋转90°得矩形A″B″C′D′.(1)求两次旋转点A经历的轨迹的

题目简介

如图.矩形ABCD中,AB=1,BC=2,将矩形ABCD绕D点顺时针旋转90°得矩形A′B′C′D,再将矩形A′B′C′D绕C′顺时针旋转90°得矩形A″B″C′D′.(1)求两次旋转点A经历的轨迹的

题目详情

如图.矩形ABCD中,AB=1,BC=2,将矩形ABCD绕D点顺时针旋转90°得矩形A′B′C′D,再将矩形A′B′C′D绕C′顺时针旋转90°得矩形A″B″C′D′.
(1)求两次旋转点A经历的轨迹的总长度;
(2)求阴影部分①的面积;
(3)求阴影部分②的面积(在直角三角形中,如果有一条直角边是斜边的一半,那么它所对的角等于30度.).
题型:解答题难度:中档来源:不详

答案

(1)连接AC,在Rt△ABC中,
∵AB=1,BC=2,
∴根据勾股定理得:AC=
AB2+BC2
=
5

由旋转可知A′C′=A″C″=
5
,A′D=AD=BC=2,
又A′B′=C′D′,∠A′B′C′=∠A″D′C′=90°,B′C′=D′A″,
∴△AB′C′≌△C′D′A″(SAS),
∴∠AC′B′=∠C′A″D′,又∠C′A″D′+∠D′C′A″=90°,
∴∠C′A″D′+∠AC′B=90°,即∠A′C′A″=90°,
则两次旋转点A经历的轨迹的总长度为
AA′
+
A′A″
=class="stub"90π×2
180
+
90π×
5
180
=π+
5
2
π


(2)∵△AB′C′≌△C′D′A″,且两三角形面积都为矩形面积的一半,
∴阴影部分①的面积S=S扇形A′C′A″-2S△AB′C′
=S扇形A′C′A″-S矩形=
90π×(
5
)
2
360
-1×2=class="stub"5
4
π-2


(3)∵ED=A′D=AD=BC=2,CD=AB=1,且∠ECD=90°,
∴∠CED=30°,又BCAD,
∴∠ADE=30°,
又在Rt△ECD中,ED=2,CD=1,
根据勾股定理得:EC=
ED2-CD2
=
3

则阴影部分②的面积S=S扇形ADE+S△ECD=
30π×22
360
+class="stub"1
2
×
3
×1=class="stub"1
3
π+
3
2

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