在正方形ABCD的对角线AC、BD相较于O,点O是正方形A'B'C'D'的一个顶点.如果两个正方形的边长相等,那么

在正方形ABCD的对角线AC、BD相较于O,点O是正方形A'B'C'D'的一个顶点.如果两个正方形的边长相等,那么
正方形A'B'C'D'绕点O无论怎样转动,两个正方形重叠部分的面积总等于一个正方形面积的1/4,想一想这是为什么?
ckdxh928 1年前 已收到1个回答 举报

杜拉的追求 春芽

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考虑到对称性,只需要考虑两个正方形的重叠部分在△ABC内(含边界)就可以了.
一、当A′B′、A′D′分别与射线OA、OB重合时,重叠部分为△OAB.
  ∴此时重叠部分面积=△OAB面积=(1/4)ABCD的面积.
二、当A′B′、A′D′分别与射线OB、OC重合时,重叠部分为△OBC.
  ∴此时重叠部分面积=△OBC面积=(1/4)ABCD的面积.
三、当A′B′、A′D′分别与AB、BC相交时,令交点分别为E、F.
  过O(A′)作OM⊥AB交AB于M、作ON⊥BC交BC于N.
  ∵ABCD是正方形,∴△ABC是以AC为斜边的等腰直角三角形,且O是AC的中点.
  ∵OM⊥AB、ON⊥BC,∴OM、ON都是△ABC的中位线,∴OM=BC/2、ON=AB/2.
  显然有:AB=BC、BM⊥BN,∴OM=ON.
  由OM=ON、BM⊥BN、OM⊥BM、ON⊥BN,得:OMBN是正方形,
  ∴OMBN的面积=OM^2=(BC/2)^2=(1/4)BC^2=(1/4)ABCD的面积.
1、当E、F分别与M、N重合时,重叠部分就是正方形OMBN.
  ∴此时有:OMBN的面积=(1/4)ABCD的面积.
2、当E、F不与M、N重合时
  显然有:OE⊥OF、BE⊥BF,∴O、E、B、F共圆,∴∠OEM=∠OFN.
  由OM=ON、∠OME=∠ONF=90°、∠OEM=∠OFN,得:△OEM≌△OFN,
  ∴重叠部分OEBF的面积=OMBN的面积=(1/4)ABCD的面积.
综上所述,得:
无论正方形A′B′C′D′绕点O怎样旋转,两正方形重叠部分的面积都是一个正方形面积的四分之一.

1年前

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