如图①,已知两个菱形ABCD和EFGH是以坐标原点O为位似中心的位似图形(菱形ABCD与菱形EFGH的位似比为2︰1),
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(1)由题意得

A(0,2),D( 2√3,0).

(2)探究1:当α=60°时,四边形AFEP是平行四边形.

理由如下:

∵两菱形的位似比为2﹕1,OA=2,OD= 2√3,菱形ABCD边长为4,∠BAO=60°

∴菱形EFGH的边长EF= 1/2AD=2,∠FEO=60°

∵在旋转过程中EF的长和∠FEO的大小始终不变

∴当射线OE旋转到经过M点时,P与M重合,AM=AP=2

△AOP为等边三角形,∠APO=∠AOP=60°

那么,∠APO=∠FEO=60°,则EF∥AP

又∵EF=AM=2

∴当旋转角度α=∠AOP=60°时,EF平行且等于AP

∴α=60°时,四边形AFEP为平行四边形.

探究2:过P点作PR⊥y轴于R,过Q作QT⊥x轴于T,设TQ=y,

则:PR=AP•sin60°= √3/2 x,

OR=OA-AR=2-AP•cos60°=2- 1/2x,

OT=OD-DT= -TQ•tan60°=2√3- √3 y

∵它绕对称中心O旋转时∠POR=∠QOT

∴Rt△POR∽Rt△QOT

∴ PR:OR=QT:OT

∴ √3/2 x/ 2-1/2x =y/ 2√3-√3y,

化简得:y=3x/x+2

∴S=S△OPD+S△ODQ= 1/2×2√3(2- 1/2x)+1/2 ×2√3 × 3x/x+2

=2√3-√3/2 x+ 3√3x/x+2.

即S与x的函数关系式为:S=2√3-√3/2x+3√3x/x+2.(0<x<4)