阅读下面材料:小明遇到这样一个问题:如图1,在边长为a(a>2)的正方形ABCD各边上分别截取AE=BF=CG=DH=

阅读下面材料:小明遇到这样一个问题:如图1,在边长为a(a>2)的正方形ABCD各边上分别截取AE=BF=CG=DH=1,当∠AFQ=∠BGM=∠CHN=∠DEP=45°时,求正方形MNPQ的面积.小明发现,分别延长QE,MF,NG,PH交FA,GB,HC,ED的延长线于点R,S,T,W,可得△RQF,△SMG,△TNH,△WPE是四个全等的等腰直角三角形(如图2)请回答:(1)若将上述四个等腰直角三角形拼成一个新的正方形(无缝隙不重叠),则这个新正方形的边长为______;(2)求正方形MNPQ的面积.(3)参考小明思考问题的方法,解决问题:如图3,在等边△ABC各边上分别截取AD=BE=CF,再分别过点D,E,F作BC,AC,AB的垂线,得到等边△RPQ.若S△RPQ=33,则AD的长为______.

(1)四个等腰直角三角形的斜边长为a,则斜边上的高为
1
2
a,
每个等腰直角三角形的面积为:
1
2
a?
1
2
a=
1
4
a2
则拼成的新正方形面积为:4×
1
4
a2=a2,即与原正方形ABCD面积相等,
∴这个新正方形的边长为a;

(2)∵四个等腰直角三角形的面积和为a2,正方形ABCD的面积为a2
∴S正方形MNPQ=S△ARE+S△DWH+S△GCT+S△SBF=4S△ARE=4×
1
2
×12=2;

(3)如答图1所示,分别延长RD,QF,PE,交FA,EC,DB的延长线于点S,T,W.

由题意易得:△RSF,△QET,△PDW均为底角是30°的等腰三角形,其底边长均等于△ABC的边长.
不妨设等边三角形边长为a,则SF=AC=a.
如答图2所示,过点R作RM⊥SF于点M,则MF=
1
2
SF=
1
2
a,

在Rt△RMF中,RM=MF?tan30°=
1
2
3
3
=
3
6
a,
∴S△RSF=
1
2
a?
3
6
a=
<
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