如图，正方形ABCD的对角线交于点O，点O又是正方形A1B1C1O的一个顶点，而且这两个正方形的边长相等．试证明：无论正方形A1B1C1O绕点O怎样转动，两个正方形重叠部分的面积，总等于一个正方

Question

如图，正方形ABCD的对角线交于点O，点O又是正方形A₁B₁C₁O的一个顶点，而且这两个正方形的边长相等．试证明：无论正方形A₁B₁C₁O绕点O怎样转动，两个正方形重叠部分的面积，总等于一个正方形面积的(1)/(4)．

Answer 1

（1）当正方形绕点OA₁B₁C₁O绕点O转动到其边OA₁，OC₁分别于正方形ABCD的两条对角线重合这一特殊位置时，
显然S_{两个正方形重叠部分}=(1)/(4)S_{正方形ABCD}；
（2）当正方形绕点OA₁B₁C₁O绕点O转动到如图位置时．
∵四边形ABCD为正方形，
∴∠OAB=∠OBF=45°，OA=OB
BO⊥AC，即∠AOE+∠EOB=90°，
又∵四边形A′B′C′O为正方形，
∴∠A′OC′=90°，即∠BOF+∠EOB=90°，
∴∠AOE=∠BOF，
在△AOE和△BOF中，

∠AOE＝∠BOF

AO＝BO

∠OAE＝∠OBF

，
∴△AOE≌△BOF（ASA），
∵S_{两个正方形重叠部分}=S_△BOE+S_△BOF，
又S_△AOE=S_△BOF
∴S_{两个正方形重叠部分}=S_ABO=(1)/(4)S_{正方形ABCD}．
综上所知，无论正方形A₁B₁C₁O绕点O怎样转动，两个正方形重叠部分的面积，总等于一个正方形面积的(1)/(4)．