(一)猜测探究
在△ABC中,AB=AC,M是平面内任意一点,将线段AM绕点A按顺时针方向旋转与∠BAC相等的角度,得到线段AN,连接NB.
(1)如图1,若M是线段BC上的任意一点,请直接写出∠NAB与∠MAC的数量关系是____,NB与MC的数量关系是_____;
(2)如图2,点E是AB延长线上点,若M是∠CBE内部射线BD上任意一点,连接MC,(1)中结论是否仍然成立?若成立,请给予证明,若不成立,请说明理由.
(二)拓展应用
如图3,在△A₁B₁C₁中,A₁B₁=8,∠A₁B₁C₁=60°,∠B₁A₁C₁=75°,P是B₁C₁上的任意点,连接AVP,将A₁P绕点A₁按顺时针方向旋转75°,得到线段A₁Q,连接B₁Q.求线段B₁Q长度的最小值.
【解析】(一)(1)结论:∠NAB=∠MAC,BN=MC.
理由:如图1中,
∵∠MAN=∠CAB,
∴∠NAB ∠BAM=∠BAM ∠MAC,
∴∠NAB=∠MAC,
∵AB=AC,AN=AM,
∴△NAB≌△MAC(SAS),
∴BN=CM.
故答案为∠NAB=∠MAC,BN=CM.
(2)如图2中,①中结论仍然成立.
理由:∵∠MAN=∠CAB,
∴∠NAB ∠BAM=∠BAM ∠MAC,
∴∠NAB=∠MAC,
∵AB=AC,AN=AM,
∴△NAB≌△MAC(SAS),
∴BN=CM.
(二)如图3中,在A₁C₁上截取A₁N=A₁B1₁,连接PN,作NH⊥B₁C₁于H,作A₁M⊥B₁C₁于M.
∵∠C₁A₁B₁=∠PA₁Q,
∴∠QA₁B₁=∠PA₁N,
∵A₁A=A₁P,A₁B₁=AN,
∴△QA₁B₁≌△PA₁N(SAS),
∴B1Q=PN,
∴当PN的值最小时,QB₁的值最小,
在Rt△A₁B1M中,∵∠A₁B₁M=60°,A₁B₁=8,
∴A₁M=A₁B₁•sin60°=4√3,
∵∠MA₁C₁=∠B₁A₁C₁﹣∠B₁A₁M=75°﹣30°=45°,
∴A₁C₁=4√6,
∴NC₁=A₁C₁﹣A₁N=4√6 ﹣8,
在Rt△NHC₁,∵∠C₁=45°,
∴NH=4√3﹣4√2,
根据垂线段最短可知,当点P与H重合时,PN的值最小,
∴QB₁的最小值为4√3﹣4√2.
视角3 动点 旋转综合问题
7.(2019•淮安)如图①,在△ABC中,AB=AC=3,∠BAC=100°,D是BC的中点.
小明对图①进行了如下探究:在线段AD上任取一点P,连接PB.将线段PB绕点P按逆时针方向旋转80°,点B的对应点是点E,连接BE,得到△BPE.小明发现,随着点P在线段AD上位置的变化,点E的位置也在变化,点E可能在直线AD的左侧,也可能在直线AD上,还可能在直线AD的右侧.
请你帮助小明继续探究,并解答下列问题:
(1)当点E在直线AD上时,如图②所示.
①∠BEP=______ °;
②连接CE,直线CE与直线AB的位置关系是______ .
(2)请在图③中画出△BPE,使点E在直线AD的右侧,连接CE.试判断直线CE与直线AB的位置关系,并说明理由.
(3)当点P在线段AD上运动时,求AE的最小值.