内容正文:
专题04 旋转之角度问题
【模型讲解】【问题解决】
一节数学课上,老师提出了这样一个问题:如图1,点P是正方形ABCD内一点,PA=1,PB=2,PC=3.你能求出∠APB的度数吗?
小明通过观察、分析、思考,形成了如下思路:
思路一:将△BPC绕点B逆时针旋转90°,得到△BP′A,连接PP′,求出∠APB的度数;
思路二:将△APB绕点B顺时针旋转90°,得到△CP′B,连接PP′,求出∠APB的度数.
请参考小明的思路,任选一种写出完整的解答过程.
【类比探究】如图2,若点P是正方形ABCD外一点,PA=3,PB=1,PC=,求∠APB的度数.
【详解】(1)如图1,将△BPC绕点B逆时针旋转90°,得到△BP′A,连接PP′,∴△ABP′≌△CBP,
∴∠PBP′=90°,BP′=BP=2,AP′=CP=3,
在Rt△PBP′中,BP=BP′=2,
∴∠BPP′=45°,根据勾股定理得,PP′=BP=2,
∵AP=1,∴AP2+PP′2=1+8=9,∵AP′2=32=9,∴AP2+PP′2=AP′2,
∴△APP′是直角三角形,且∠APP′=90°,∴∠APB=∠APP′+∠BPP′=90°+45°=135°;
(2)如图2,将△BPC绕点B逆时针旋转90°,得到△BP′A,连接PP′,
∴△ABP′≌△CBP,∴∠PBP′=90°,BP′=BP=1,AP′=CP=,在Rt△PBP′中,BP=BP′=1,
∴∠BPP′=45°,根据勾股定理得,PP′=BP=,
∵AP=3,∴AP2+PP′2=9+2=11,
∵AP′2=()2=11,∴AP2+PP′2=AP′2,∴△APP′是直角三角形,且∠APP′=90°,∴∠APB=∠APP′﹣∠BPP′=90°﹣45°=45°.
【模型演练】
1.如图,已知点P是等边三角形ABC内一点,且,,
(1)在图中画出将绕点B逆时针旋转后得到的.
(2)求的度数.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)根据要求作出图形即可;
(2)证明是等边三角形,利用勾股定理的逆定理证明即可.
【详解】(1)(1)如图,即为所求;
(2)∵,
∴,,
∴为等边三角形,
∴,,
∵,,
∴,
∴为直角三角形,
∴,
∴.
【点睛】本题主要考查的是全等三角形的性质、等边三角形的判定、勾股定理的逆定理的应用,证得为等边三角形、为直角三角形是解题的关键.
2.如图,点E是正方形内的一点,连接、、,将绕点B顺时针旋转到的位置,连接,的长为.
(1)求的长;
(2)若,求的度数.
【答案】(1)BF=2
(2)∠AEB=135°
【分析】(1)由旋转的性质得到△BEF为等腰直角三角形,根据勾股定理即可求出的长;
(2)根据AE=1,可得,根据勾股定理逆定理9=32=CE2得出,根据等腰直角三角形可求,再求,根据旋转性质,可得即可.
(1)
解:∵△ABE绕点B顺时针旋转90°得到△CBF,
∴BE=BF ,∠EBF=∠ABC=90°
∴△BEF为等腰直角三角形,
设 BE=BF =x,则x2+x2=(2)2 ,
解得: x=2;
(2)
解:∵△ABE绕点B顺时针旋转90°得到△CBF,
∴∠AEB= ∠BFC ,AE=CF=1,
在△CEF中,EF =2,CF=1,EC=3,
∵CF2+EF2=12+(2)2=9,CE2=9,
∴CF2+EF2=CE2,
∴△CEF为直角三角形,∠EFC=90°,
∴∠BFC=∠BFE+∠CFE=135°,
∴∠AEB=135°.
【点睛】本题考查正方形的性质,旋转性质,等腰直角三角形判定与性质,勾股定理逆定理,掌握,三角形旋转性质,等腰直角三角形判定与性质,勾股定理逆定理是解题关键.
3.一节数学课上,老师提出一个这样的问题:如图,点P是正方形ABCD内一点,PA=1,PB=2,PC=3,你能求出∠APB的度数吗?
小明通过观察、分析、思考,形成了如下思路:
思路一:将△PBC绕点B逆时针旋转90°,得到△BA,连接P,求出∠APB的度数.
思路二:将△APB绕点B顺时针旋转90°,得到△CB,连接P,求出∠APB的度数.
请参考小明的思路,任选一种写出完整的解答过程.
【答案】∠APB =135°,解答过程见解析
【分析】利用旋转法构造全等三角形以及直角三角形即可解决问题.
【详解】解:思路一:如图1,将△BPC绕点B逆时针旋转90°,得到△BA,连接P,
则△AB≌△CBP,A=CP=3,B=BP=2,∠PB=90°
∴∠BP=45°,
根据勾股定理得,,
∵AP=1,
∴,
又∵,
∴,
∴△AP是直角三角形,且∠AP=90°,
∴∠APB=∠AP+∠BP=90°+45°=135°.
思路二:
将△PAB绕点B顺时针旋转90