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九年级数学解答题一般
题目
如图,将边长为11的正方形ABCDABCD绕点AA顺时针旋转3030^{\circ}AB1C1D1AB_{1}C_{1}D_{1}的位置,则阴影部分的面积是____.
知识点:旋转的性质、作图——旋转变换、位似变换、作图——位似变换章节:第9章 图形的相似 / 9.9 利用位似放缩图形

答案与解析

答案

如图,

连接AEAE,根据题意可知AB1=AD=1AB_{1}=AD=1B1=D=90\angle B_{1}=\angle D=90^{\circ}BAB1=30\angle BAB_{1}=30^{\circ}
RtAB1ERt\triangle AB_{1}ERtADERt\triangle ADE中,
{AE=AEAB1=AD\left\{\begin{array}{l}{AE=AE}\\{{AB}_{1}=AD}\end{array}\right.
RtAB1E\therefore Rt\triangle AB_{1}ERtADE(HL)Rt\triangle ADE\left(HL\right)
B1AE=DAE=12B1AD=30\because \angle B_{1}AE=\angle DAE=\frac{1}{2}\angle B_{1}AD=30^{\circ}
DEAD=13\therefore \frac{DE}{AD}=\frac{1}{\sqrt{3}},解得DE=33DE=\frac{\sqrt{3}}{3}
S四边形ADEB_1=2SADE=2×12×AD×DE=33\therefore S_{四边形ADEB\_{1}}=2S_{\triangle ADE}=2\times \frac{1}{2}\times AD\times DE=\frac{\sqrt{3}}{3}
S阴影部分=2(S正方形ABCDS四边形ADEB_1)=2×(133)=2233\therefore S_{阴影部分}=2(S_{正方形ABCD}-S_{四边形ADEB\_{1}})=2\times (1-\frac{\sqrt{3}}{3})=2-\frac{2\sqrt{3}}{3}
故答案为:22332-\frac{2\sqrt{3}}{3}.

连接AEAE,根据旋转的性质推出RtAB1ERt\triangle AB_{1}ERtADERt\triangle ADE,再由含3030度角的直角三角形性质得出DE=33DE=\frac{\sqrt{3}}{3},最后由图可以得出S阴影部分=2(S正方形ABCDS四边形ADEB_1)S_{阴影部分}=2(S_{正方形ABCD}-S_{四边形ADEB\_{1}}),将相关数值代入求解即可.

【点评】

本题考查正方形的性质、全等三角形的判定与性质及旋转的性质,需要注意数形结合,将不规则的阴影部分的面积转化为规则图形的面积来求.

解析

如图,

连接AEAE,根据题意可知AB1=AD=1AB_{1}=AD=1B1=D=90\angle B_{1}=\angle D=90^{\circ}BAB1=30\angle BAB_{1}=30^{\circ}
RtAB1ERt\triangle AB_{1}ERtADERt\triangle ADE中,
{AE=AEAB1=AD\left\{\begin{array}{l}{AE=AE}\\{{AB}_{1}=AD}\end{array}\right.
RtAB1E\therefore Rt\triangle AB_{1}ERtADE(HL)Rt\triangle ADE\left(HL\right)
B1AE=DAE=12B1AD=30\because \angle B_{1}AE=\angle DAE=\frac{1}{2}\angle B_{1}AD=30^{\circ}
DEAD=13\therefore \frac{DE}{AD}=\frac{1}{\sqrt{3}},解得DE=33DE=\frac{\sqrt{3}}{3}
S四边形ADEB_1=2SADE=2×12×AD×DE=33\therefore S_{四边形ADEB\_{1}}=2S_{\triangle ADE}=2\times \frac{1}{2}\times AD\times DE=\frac{\sqrt{3}}{3}
S阴影部分=2(S正方形ABCDS四边形ADEB_1)=2×(133)=2233\therefore S_{阴影部分}=2(S_{正方形ABCD}-S_{四边形ADEB\_{1}})=2\times (1-\frac{\sqrt{3}}{3})=2-\frac{2\sqrt{3}}{3}
故答案为:22332-\frac{2\sqrt{3}}{3}.

连接AEAE,根据旋转的性质推出RtAB1ERt\triangle AB_{1}ERtADERt\triangle ADE,再由含3030度角的直角三角形性质得出DE=33DE=\frac{\sqrt{3}}{3},最后由图可以得出S阴影部分=2(S正方形ABCDS四边形ADEB_1)S_{阴影部分}=2(S_{正方形ABCD}-S_{四边形ADEB\_{1}}),将相关数值代入求解即可.

【点评】

本题考查正方形的性质、全等三角形的判定与性质及旋转的性质,需要注意数形结合,将不规则的阴影部分的面积转化为规则图形的面积来求.

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