21. (本小题 8 分)如图,在正方形 ABCD 中,射线 AE 与边 CD 交于点 E.将射线 AE 绕点 A 顺时针旋转,与 CB 的延长线交于点 F,BF= DE,连接 FE.
(1)求证:AF= AE;
(2)若∠DAE= 30°,DE= 2,求△AEF 的面积.

(1)求证:AF= AE;
(2)若∠DAE= 30°,DE= 2,求△AEF 的面积.
答案
(1)见解析;(2)8.
解析
(1)证明:∵四边形ABCD是正方形,∴AD=AB,∠D=∠ABC=90°.
∵F在CB延长线上,∴∠ABF=180°-∠ABC=90°,∴∠D=∠ABF.
在△ADE和△ABF中,$\left\{\begin{array}{l}AD=AB\\ \angle D=\angle ABF\\ DE=BF\end{array}\right.$,
∴△ADE≌△ABF(SAS),∴AF=AE.
(2)∵△ADE≌△ABF,∴∠BAF=∠DAE=30°,AF=AE.
∵∠DAE=30°,∠BAD=90°,∴∠BAE=∠BAD-∠DAE=60°,
∴∠EAF=∠BAE+∠BAF=60°+30°=90°.
在Rt△ADE中,∠DAE=30°,DE=2,∴AE=2DE=4(30°角所对直角边等于斜边一半),
∴AF=AE=4.
∴△AEF的面积=$\frac{1}{2}×AE×AF=\frac{1}{2}×4×4=8$.
∵F在CB延长线上,∴∠ABF=180°-∠ABC=90°,∴∠D=∠ABF.
在△ADE和△ABF中,$\left\{\begin{array}{l}AD=AB\\ \angle D=\angle ABF\\ DE=BF\end{array}\right.$,
∴△ADE≌△ABF(SAS),∴AF=AE.
(2)∵△ADE≌△ABF,∴∠BAF=∠DAE=30°,AF=AE.
∵∠DAE=30°,∠BAD=90°,∴∠BAE=∠BAD-∠DAE=60°,
∴∠EAF=∠BAE+∠BAF=60°+30°=90°.
在Rt△ADE中,∠DAE=30°,DE=2,∴AE=2DE=4(30°角所对直角边等于斜边一半),
∴AF=AE=4.
∴△AEF的面积=$\frac{1}{2}×AE×AF=\frac{1}{2}×4×4=8$.
22. (本小题 10 分)如图,在 Rt△ABC 中,∠ACB= 90°,∠B= 30°.把△ABC 绕点 C 按顺时针方向旋转 n°后,得到△DEC,点 D 刚好落在边 AB 上.
(1)求 n 的值;
(2)若 F 是 DE 的中点,连接 CF,判断四边形 ACFD 的形状,并说明理由.

(1)求 n 的值;
(2)若 F 是 DE 的中点,连接 CF,判断四边形 ACFD 的形状,并说明理由.
答案
(1)在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠B=30°,∴∠A=60°,AC=1/2AB。由旋转性质得CD=CA,∴△ACD为等腰三角形。∵∠A=60°,∴△ACD是等边三角形,∴∠ACD=60°,即旋转角n=60。
(2)四边形ACFD是菱形。理由如下:由旋转知△DEC≌△ABC,∴DE=AB,∠DCE=90°,∠CDE=∠A=60°。F是DE中点,Rt△DCE中,CF=1/2DE=DF,∴△DFC为等腰三角形。∵∠CDE=60°,∴△DFC是等边三角形,∴DF=CF=CD。∵△ACD是等边三角形,∴AC=AD=CD,∴AC=AD=DF=CF,∴四边形ACFD是菱形。
(2)四边形ACFD是菱形。理由如下:由旋转知△DEC≌△ABC,∴DE=AB,∠DCE=90°,∠CDE=∠A=60°。F是DE中点,Rt△DCE中,CF=1/2DE=DF,∴△DFC为等腰三角形。∵∠CDE=60°,∴△DFC是等边三角形,∴DF=CF=CD。∵△ACD是等边三角形,∴AC=AD=CD,∴AC=AD=DF=CF,∴四边形ACFD是菱形。
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