析式;
(3)如图3,矩形EFGH平移停止后,再绕点G按顺时针方向旋转,当点H落在CD边上时停止旋转,此时矩形记作E1F1GH1,设旋转角为α,求cosα的值.
【考点】LO:四边形综合题.
【分析】(1)根据已知,由直角三角形的性质可知AB=8,从而求得AD,CD,利用中位线的性质可得EF,DF,利用三角函数可得GF,由矩形的面积公式可得结果;
(2)首先利用分类讨论的思想,分析当矩形与△CBD重叠部分为三角形时(0<x≤1),利用三角函数和三角形的面积公式可得结果;当矩形与△CBD重叠部分为直角梯形时(1<x≤2),列出方程解得x;
(3)作H1Q⊥AB于Q,设DQ=m,则H1Q= 3m,又DG=1,H1G=2,利用勾股定理可得m,在Rt△QH1G中,利用三角函数解得cosα. 【解答】解:(1)在△ABC中, ∵∠ACB=90°,∠B=30°,AC=4, ∴AB=8,
又∵D是AB的中点,
1
∴AD=4,CD=AB=4,
2
又∵EF是△ACD的中位线, ∴EF=DF=2,
在△ACD中,AD=CD,∠A=60°, ∴∠ADC=60°,
在△FGD中,GF=DF?sin60°= 3,
1
∴矩形EFGH的面积S=EF?GF=×2 3= 3;
2
(2)设矩形移动的距离为x,则0<x≤2,
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当矩形与△CBD重叠部分为三角形时,如图, 则0<x≤1,
∴FN=x,∠FNM=∠ADC=60°. ∴FM= 3x
1 3S=x? 3x=x2, 22
当矩形与△CBD重叠部分为直角梯形时,如图2, 则 1<x≤2, ∵FN=x,DG=x﹣1
1 3∴重叠部分的面积S=(DG+FN)FG=(x﹣1+x)× 3=(2x﹣1);
222
1
(3)如图3,作H1Q⊥AB于Q, 设DQ=m,则H1Q= 3m, ∵DG=1,H1G=2, ∴GQ=m+1,
在Rt△H1QG中,根据勾股定理得,H1Q2+GQ2=H1G2, ∴3m2+(m+1)2=4,
13?1
(负的舍去), 4
13?1 13+3∴QG=1+=
44
解之得m=
∴cosα=
??????1??
= 13+342
13+3=.
8
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【点评】此题是四边形综合题,主要考查了直角三角形的性质,矩形的性质,中位线的性质和三角函数定义等,利用分类讨论的思想,构建直角三角形是解答此题的关键.
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