【解析】题中条件给了共端点A和等线段“AB=AC,AD=AE”,也就具备了旋转的条件,所以△ACD可以认为是△ABE绕点A顺时针旋转得到的,旋转角为∠BAC(或∠DAE),故①正确;
△ACD和△ABE是旋转前后的三角形,AM和AN分别是两个三角形的中线,所以AM和AN是旋转前后对应边,所以AM=AN,则△AMN是等腰三角形,且∠MAN就等于旋转角∠BAC,根据旋转的性质④可得△ABC∽△AMN,故②正确;
只能判断出△AMN是等腰三角形,无法做出等边三角形的判定,故③错误;
若点D是AB的中点,则DE是△ABE的中线,由于三角形的中线平分面积,所以S△ABE=2S△ADE,又因为△ACD≌△ABE,所以S△ACD=2S△ADE,故④正确.
故答案为:①②④.
点评:本题考点有相似三角形的判定与性质;全等三角形的判定与性质;等边三角形的判定与性质,是不是感觉考察的知识点繁多?其实若能熟练掌握旋转的知识,就可以根据旋转的性质快速得到正确答案,并且举一反三,还能得到题中△ACN≌△ABM,△AND≌△AME。(你能说出理由吗?)
【典型例题2】
(1)提出问题:如图①,在等边△ABC中,点M是BC上的任意一点(不含端点B,C),连结AM,以AM为边作等边△AMN,连结CN.求证:∠ABC =∠ACN.
(2)探究问题:如图②,在等腰△ABC中,BA=BC,点M是BC上的任意一点(不含端点B,C),连结AM,以AM为腰作等腰△AMN,使顶角∠AMN=∠ABC,连结CN.探究:(1)中的结论是否还成立?若成立,请证明;若不成立,请说明理由.
【解析】方法不唯一,本题从旋转的角度解答。
(1)易证△ABM≌△ACN,由于具备“等线段共端点”的条件,可以认为△ABM绕点A逆时针旋转60°得到△ACN。
(2)△ABM和△ACN是旋转放缩的关系,可证△ABM∽△ACN得到答案。由∠AMN=∠ABC,△ABC和△AMN是等腰三角形,得△ABC∽△AMN,∠BAC=∠MAN,所以∠BAM=∠CAN,又因为AB:AM=AC:AN,所以△ABM∽△ACN,∠ABC =∠ACN.
【典型例题3】
如下图,在矩形ABCD中,AB=1,BC=3,将矩形ABCD绕点A逆时针旋转至矩形AB′C′D′,使得点B′恰好落在对角线BD上,连接DD′,则DD′的长为_____.
【解析】∵在矩形ABCD中,AB=1,BC=√3,∴AD=BC=√3,∴tan∠ABD=√3 ,∴∠ABD=60°,∵AB=AB′,∴△ABB′是等边三角形,∴∠BAB′=60°,∴∠DAD′=60°,∵AD=AD′,∴△ADD′是等边三角形,∴DD′=AD=BC= √3
【典型例题4】
如下图,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=α,点P是△ABC内一点,∠PAC ∠PCA=½α.连接PB,试探究PA,PB,PC满足的等量关系.
(1)当α=60°时,将△ABP绕点A逆时针旋转60°得到△ACP',连接PP',如图1所示.由△ABP≌△ACP'可以证得△APP'是等边三角形,再由∠PAC ∠PCA=30°,可得∠APC的大小为_____度,进而得到△CPP'是直角三角形,这样可以得到PA,PB,PC满足的等量关系为__________.(要求写出规范解题过程)
(2)如图2,当α=120°时,请参考(1)中的方法,探究PA,PB,PC满足的等量关系,并给出证明.
【解析】(1)背景图形是“等线段共端点”考虑旋转,根据旋转变换的性质得到△PAP′为等边三角形,得到∠P′PC=90°,根据勾股定理解答即可,答案为:150,PA² PC²=PB²;
(2)如下图,作将△ABP绕点A逆时针旋转120°得到△ACP′,连接PP′,作AD⊥PP′于D,由旋转变换的性质可知,∠PAP′=120°,P′C=PB,∴∠APP′=30°,又∠PAC ∠PCA=60°,则∠APC=120°,∴∠P′PC=90°,∴PP′² PC²=P′C²,由∠APP′=30°,得PD=√3/2·PA,∴PP′=√3PA,∴3PA² PC²=PB².