Question

在□ABCD中，過點C作CE⊥CD交AD于點E，將線段EC繞點E按逆時針方向旋轉90°得到線段EF．如圖所示．
（1）在圖中畫圖探究：
①當p₁為線段CD延長線上任意一點時，連接EP₁，將線段EP₁繞點E按逆時針方向旋轉90°得到線段EG₁判斷直線FG₁與直線CD的位置關系，并說明理由；（在圖1中畫）
②當P₂為線段DC的延長線上任意一點時，連接EP₂，將線EP₂繞點E按逆時針方向旋轉90°得到線段EG₂．判斷直線FG₂與直線CD的位置關系，畫出圖形并直接寫出你的結論．（在圖2中畫）
（2）在①的條件下，連接FP₁、P₁G₁，若EP₁=8，AD=6，AE=1，AB：CE=3：4，求△P₁G₁F的面積．

Answer 1

解：（1）①直線FG₁與直線CD的位置關系為互相垂直．
證明：如圖1，設直線FG₁與直線CD的交點為H．
∵線段EC、EP₁分別繞點E逆時針旋轉90°依次得到線段EF、EG₁，
∴∠P₁EG₁=∠CEF=90°，EG₁=EP₁，EF=EC．
∵∠G₁EF=90°﹣∠P₁EF，∠P₁EC=90°﹣∠P₁EF，
∴∠G₁EF=∠P₁EC．
∴△G₁EF≌△P₁EC．
∴∠G₁FE=∠P₁CE．
∵EC⊥CD，
∴∠P₁CE=90°，
∴∠G₁FE=90度．
∴∠EFH=90度．
∴∠FHC=90度．
∴FG₁⊥CD．
②按題目要求所畫圖形見圖1，直線G₁G₂與直線CD的位置關系為互相垂直．
（2）∵四邊形ABCD是平行四邊形
∴∠B=∠ADC
∵AD=6，AE=1，AB：CE=3：4，
∴DE=5，CD：CE=3：4可得CE=4
由（1）可得四邊形FECH是正方形
∴CH=CE=4
∵（1）①如圖2，P₁在線段CH的延長線上，
∵FG₁=CP₁
∴S_△P1FG1=×FG₁·P₁H
在Rt△ECP₁中，EP₁=8，由勾股定理得CP₁=FG₁=4
∴P₁H=4﹣4
∴S_△P1FG1=×=24﹣8．