Question

如圖，固定一塊三角板，另一塊三角板按圖示開始平移至兩條較大直角邊重合時停止．（兩個同學為一組，利用30°角的三角板作圖形的平移運動）
（1）觀察平移過程中的重疊部分是什么圖形？你能把它畫出來嗎？
（2）分別求出平移距離為4cm或10cm時，重疊部分的面積．
（3）若平移的距離為x，當x______時，重疊部分為三角形；當x______時，重疊部分為五邊形．
（4）若重疊部分的面積為Scm³，請寫出S關于x的函數(shù)關系式．

Answer 1

解：（1）平移過程中的重疊部分是三角形或五邊形，如下圖：


（2）當平移距離為4cm時，重疊部分是三角形OAA′，如右圖，此時AA′=4cm．
∵∠OAA′=∠OA′A=60°，
∴△OAA′是等邊三角形，
∴S_△OAA′=×4²=4（cm²）；
當平移距離為10cm時，重疊部分是五邊形ODC′CE，如右圖，此時AA′=10cm．
∵AC=A′C′=7cm，
∴A′C=AC′=3cm，
∵∠A=∠A′=60°，∠AC′D=∠A′CE=90°，
∴C′D=CE=3cm．
∴S_{五邊形ODC′CE}=S_△OAA′-S_△AC′D-S_△A′CE=×10²-×3×3×2=25-9=16（cm²）；

（3）若平移的距離為x，當x≤7cm時，重疊部分為三角形；當x≥7cm時，重疊部分為五邊形；
故答案為≤7cm，≥7cm．

（4）分兩種情況討論：
①當x≤7cm時，重疊部分為三角形OAA′，如右圖，此時AA′=x．
∵∠OAA′=∠OA′A=60°，
∴△OAA′是等邊三角形，
∴S=S_△OAA′=x²；
②當14cm≥x≥7cm時，重疊部分是五邊形ODC′CE，如右圖，此時AA′=x．
∵AC=A′C′=7cm，
∴A′C=AC′=（x-7）cm，
∵∠A=∠A′=60°，∠AC′D=∠A′CE=90°，
∴C′D=CE=（x-7）cm．
∴S=S_{五邊形ODC′CE}=S_△OAA′-S_△AC′D-S_△A′CE=x²-×（x-7）×（x-7）×2=x²-（x-7）²=-x²+14x-49．
分析：（1）將右邊的一塊三角板固定，左邊的三角板從左往右平移，觀察發(fā)現(xiàn)，平移過程中的重疊部分，剛開始的三角形由小到大，后來是五邊形；
（2）根據(jù)平移距離為4cm或10cm時，重疊部分的圖形分別為三角形和五邊形，即可求出面積；
（3）由圖可知，當x≤7cm時，重疊部分為三角形；當x≥7cm時，重疊部分為五邊形；
（4）分兩種情況討論：①當x≤7cm時，重疊部分為三角形；②當14cm≥x≥7cm時，重疊部分為五邊形．
點評：本題考查了平移的性質，等邊三角形的判定與性質，解直角三角形，綜合性較強，難度中等，得出重疊部分的圖形隨平移的距離x的變化而變化，進行分類討論是解題的關鍵．