专题:矩形折叠问题的常用方法
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矩形折叠问题知识点总结1. 问题概述矩形折叠问题的基本情境是,给定一个长方形纸张,要求将其折叠成一个给定形状,通常是通过将纸张折叠后在两个边缘进行切割。
这个问题最早可以追溯到19世纪,由著名的数学家亨利·杜迪尼(Henri Dudeney)提出。
在这个问题中,关键点在于如何找到最优的折叠方法,使得得到的形状与目标形状最接近。
2. 解决方法矩形折叠问题涉及到了几何学、数学分析、最优化等多个学科知识,因此解决这个问题需要综合运用多种方法。
下面我将介绍一些常见的解决方法。
(1)分割法分割法是解决矩形折叠问题的一种常见方法。
首先将目标形状细分成若干个小矩形,然后将原始的长方形纸张按照这些小矩形进行折叠,最后再将边缘上多余的部分切掉,就可以得到最终的形状。
这种方法的关键在于如何将目标形状进行合理的分割,找到合适的折叠点和切割线。
(2)几何分析法几何分析法是另一种解决矩形折叠问题的常见方法。
通过对目标形状的几何特征进行分析,可以找到最优的折叠方法。
这种方法通常需要借助于数学工具,例如微积分、线性代数等,对目标形状进行数学建模,然后通过求解最优化问题,得到最佳的折叠方案。
(3)仿射变换法仿射变换法是一种比较高级的解决方法,它利用了几何变换的性质,将目标形状通过仿射变换映射成一个简单的形状,然后再将纸张按照这个简单的形状进行折叠,最后再通过逆变换将折叠后的纸张映射回原来的形状。
这种方法需要较强的数学功底和熟练的计算能力,但是可以得到非常优美的折叠结果。
3. 相关知识点解决矩形折叠问题需要涉及到很多相关的数学知识点,下面我将逐一介绍这些知识点。
(1)几何形状矩形折叠问题本质上是一个关于几何形状的问题,因此需要熟悉各种几何形状的性质,包括面积、周长、对称性等方面的知识。
在解决矩形折叠问题时,需要对目标形状进行合理的分割和组合,这就需要对几何形状的特征有深入的了解。
(2)数学分析数学分析是解决矩形折叠问题的重要数学工具,通过对目标形状进行数学建模,并利用微积分、线性代数等数学工具,可以求解最优的折叠方案。
中考数学专题复习矩形折叠问题HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】中考数学专题复习16——矩形折叠问来源:【相信自己,掌握未来,家学网值得信赖!】 2012年05月18日2012中考数学专题复习16矩形折叠问题一.知识要点折叠问题实质是轴对称问题,其主要特征有:1.图形的全等性:重合部分是全等图形,对应边、对应角相等。
2.点的对称性:对称点连线被对称轴(折痕)垂直平分。
问题化归:1.直角三角形的三边关系(勾股定理)2.图形(三角形或四边形)的面积3.相似三角形的对应边成比例。
由以上等量关系得出方程解决问题。
二.例题精选例1.在长方形ABCD中,AB=8,BC=10,将图形沿着AE对折,使得D点落在BC边上的F处,试求EC的长.思路分析:找到由折叠产生的所有等量关系,其中也需要用到方程思想(设未知数,并表示出其他线段长度)例2.在长方形ABCD中,AB=4,BC=8,将图形沿着AC对折,如图所示:(1)请说明△ABF△CFF (2)求思路分析:在多问设置的证明题中,前几问往往是为后面的问题服务的;所以得到全等之后,也就是得到了多组等量关系,此时我们再来设未知数,自然可以表示出其他线段了.例3. 在长方形ABCD中,AB=3,BC=5,将图形沿着EF对折,使得B点与D点重合。
(1)说明DE=DF(2)求(3)求EF的长度思路分析:(1)要说明DE=DF,有两种思路:①可说明全等;②可说明△DEF是等腰三角形,DE、DF是两腰所以这个题目既要有能力说明全等也要有能力说明等腰例4 如图①,将边长为4cm的正方形纸片ABCD沿EF折叠(点E、F分别在边AB、CD上),使点B 落在AD边上的点 M处,点C落在点N处,MN与CD交于点P,连接EP.(1)如图②,若M为AD边的中点,①,△AEM的周长=_____cm;②求证:EP=AE+DP;(2)随着落点M在AD边上取遍所有的位置(点M不与A、D重合),△PDM的周长是否发生变化?请说明理由.思路分析:(1)①设AE=x,由折叠的性质可知EM=BE=12-x,在Rt△AEM中,运用勾股定理求AE;②过点F作FG⊥AB,垂足为G,连接BM,根据折叠的性质得点B和点M关于EF对称,即BM⊥EF,又AB=FG,∠A=∠EGF=90°,可证△ABM≌△GFE,把求EF的问题转化为求BM;(2)设AE=x,AM=y,则BE=EM=12-x,MD=12-y,在Rt△AEM中,由勾股定理得出x、y的关系式,可证Rt△AEM∽Rt△DMP,根据相似三角形的周长比等于相似比求△DMP的周长.三.能力训练1.如图所示,如果将矩形纸沿虚线①对折后,沿虚线②剪开,剪出一个直角三角形,展开后得到一个等腰三角形.则展开后三角形的周长是().A.2+ B.2+2 C.12 D.182. 如图,已知矩形纸片ABCD,点E 是AB的中点,点G是BC上的一点,∠BEG>60°,现沿直线EG将纸片折叠,使点B落在纸片上的点H处,连接AH,则与∠BEG相等的角的个数为( ) A.4 B.3 C.2 D.13.如图所示,把一长方形纸片沿MN折叠后,点D,C分别落在D′,C′的位置.若∠AMD′=36°,则∠NFD′等于()(A)144° (B)126° (C)108° (D)72°4.如图,矩形纸片ABCD中,AB=4,AD=3,折叠纸片使AD边与对角线BD重合,折痕为DG,记与点A重合点为A',则△A'BG的面积与该矩形的面积比为()A. B. C. D.第4题图第5题图5.如图,四边形ABCD是边长为9的正方形纸片,将其沿MN折叠,使点B落在CD边上的处,点A对应点为,且=3,则AM的长是()A. B.2 C. D.6. 如图,在矩形ABCD中,AB=12cm,BC=6cm,点E、F分别在AB、CD上,将矩形ABCD沿EF折叠,使点A、D分别落在矩形ABCD外部的点A’,D’处,则整个阴影部分图形的周长为()A.18cm B.36cm C.40cm D.72cm7. 如图,将边长为8㎝的正方形ABCD折叠,使点D落在BC边的中点E处,点A落在F处,折痕为MN,则线段CN的长是()A.3cm B.4cm C.5cm D.6cm8. 小明尝试着将矩形纸片ABCD(如图①,AD>CD)沿过A点的直线折叠,使得B点落在AD边上的点F处,折痕为AE(如图②);再沿过D点的直线折叠,使得C点落在DA边上的点N处,E点落在AE边上的点M处,折痕为DG(如图③).如果第二次折叠后,M点正好在∠NDG的平分线上,那么矩形ABCD长与宽的比值为.9.如图矩形纸片ABCD,AB=5cm,BC=10cm,CD上有一点E,ED=2cm,AD上有一点P,PD=3cm,过P作PF⊥AD交BC于F,将纸片折叠,使P点与E点重合,折痕与PF交于Q点,则PQ的长是____________cm.10.如图,将矩形纸片ABCD沿对角线AC折叠,使点B落到点B′的位置,AB′与CD交于点E.(1)试找出一个与△AED全等的三角形,并加以证明.(2)若AB=8,DE=3,P为线段AC上的任意一点,PG⊥AE于G,PH⊥EC于H,试求PG+PH的值,并说明理由.思维拓展:1. 如图,折叠矩形的一边AD,折痕为AE,点E在边CD上,折叠后点D落在BC边的点F处,已知AB=8cm,AD=10cm,求AE的长.2.如图,四边形OABC是一张放在平面直角坐标系中的矩形纸片,点A在x轴上,点C在y轴上,将边BC折叠,使点B落在边OA的点D处.已知折痕,且,求直线CE与x轴交点P的坐标;3.已知:在矩形AOBC中,OB=4,OA=3.分别以OB,OA所在直线为x轴和y轴,建立如图所示的平面直角坐标系.F是边BC上的一个动点(不与B,C重合),过F点的反比例函数的图象与AC边交于点E.请探索:是否存在这样的点F,使得将△CEF沿EF对折后,C点恰好落在OB上?若存在,求出点F的坐标;若不存在,请说明理由.4.如图,在矩形ABCD中,AB=3,AD=1,点P在线段AB上运动,设AP=,现将纸片折叠,使点D与点P重合,得折痕EF(点E、F为折痕与矩形边的交点),再将纸片还原。
小专题(一) 矩形中的折叠问题【例】(连云港中考)在矩形ABCD中,将点A翻折到对角线BD上的点M处,折痕BE交AD于点E.将点C翻折到对角线BD上的点N处,折痕DF交BC于点F.(1)求证:四边形BFDE为平行四边形;(2)若四边形BFDE为菱形,且AB=2,求BC的长.【思路点拨】(1)证△ABE≌△CDF,推出AE=CF,求出DE=BF,DE∥BF,根据平行四边形判定推出即可;(2)求出∠ABE=30°,根据直角三角形性质求出AE、BE,即可求出答案.【方法归纳】解决有关矩形的折叠问题时,通常方法是利用根据矩形的性质、折叠的对称性及勾股定理求解.1.如图,在矩形ABCD中,AB=8,BC=4,将矩形沿AC折叠,则重叠部分△AFC的面积为( ) A.12 B.10 C.8 D.62.如图,已知矩形纸片ABCD,点E是AB的中点,点G是BC上的一点,∠BEG=60°.现沿直线GE 将纸片折叠,使点B落在纸片上的点H处,连接AH,则图中与∠BEG相等的角的个数为( ) A.5个 B.4个 C.3个 D.2个3.如图,将矩形ABCD沿直线EF对折,点D恰好与BC边上的点H重合,∠GFP=62°,那么∠EHF 的度数等于________.4.把一张矩形纸片(矩形ABCD)按如图方式折叠,使顶点B和点D重合,折痕为EF.若AB=3 cm,BC=5 cm,则重叠部分△DEF的面积是________cm2.5.如图,折叠矩形一边AD,点D落在BC边的点F处,BC=10 cm,AB=8 cm,求:(1)FC的长;(2)EF的长.6.如图,四边形ABCD为平行四边形纸片.把纸片ABCD折叠,使点B恰好落在CD边上,折痕为AF,且AB=10 cm,AD=8 cm,DE=6 cm.(1)求证:平行四边形ABCD是矩形;(2)求BF的长;(3)求折痕AF长.7.将矩形OABC置于平面直角坐标系中,点A的坐标为(0,4),点C的坐标为(m,0)(m>0),点D(m,1)在BC上,将矩形OABC沿AD折叠压平,使点B落在坐标平面内,设点B的对应点为点E.(1)当m=3时,求点B的坐标和点E的坐标;(自己重新画图)(2)随着m的变化,试探索:点E能否恰好落在x轴上?若能,请求出m的值;若不能,请说明理由.8.如图,矩形ABCD中,AB=8,AD=10.(1)求矩形ABCD的周长;(2)E是CD上的点,将△ADE沿折痕AE折叠,使点D落在BC边上点F处.①求DE的长;②点P是线段CB延长线上的点,连接PA,若△PAF是等腰三角形,求PB的长.(3)M是AD上的动点,在DC上存在点N,使△MDN沿折痕MN折叠,点D落在BC边上点T处,求线段CT长度的最大值与最小值之和.参考答案【例】(1)证明:∵四边形ABCD 是矩形, ∴∠A =∠C =90°,AB =CD ,AB ∥CD. ∴∠ABD =∠CDB.由折叠的性质可得:∠ABE =∠EBD =12∠ABD ,∠CDF =12∠CDB ,∴∠ABE =∠CDF.在△ABE 和△CDF 中,⎩⎪⎨⎪⎧∠A =∠C ,AB =CD ,∠ABE =∠CDF ,∴△ABE ≌△CDF(ASA).∴AE =CF.∵四边形ABCD 是矩形,∴AD =BC ,AD ∥BC. ∴DE =BF ,DE ∥BF ,∴四边形BFDE 为平行四边形. (2)∵四边形BFDE 为菱形, ∴BE =ED ,∠EBD =∠FBD =∠ABE. ∵四边形ABCD 是矩形, ∴AD =BC ,∠ABC =90°. ∴∠ABE =30°.∵∠A =90°,AB =2,设AE =x ,BE =2x. 根据勾股定理得AB =3x. ∴x =233,即AE =233.BE =433.∴BC =AD =AE +ED =AE +BE =233+433=2 3.针对训练1.B2.A3.56°4.5.15.(1)由题意可得AF =AD =10 cm , 在Rt △ABF 中,AB =8 cm , ∴BF =6 cm.∴FC =BC -BF =10-6=4(cm).(2)由题意可得EF =DE ,可设DE 的长为x ,则在Rt △EFC 中,(8-x)2+42=x 2, 解得x =5,即EF 的长为5 cm.6.(1)证明:∵把纸片ABCD 折叠,使点B 恰好落在CD 边上,∴AE =AB =10,AE 2=102=100.又∵AD 2+DE 2=82+62=100,∴AD 2+DE 2=AE 2.∴△ADE 是直角三角形,且∠D =90°. 又∵四边形ABCD 为平行四边形, ∴平行四边形ABCD 是矩形.(2)设BF =x ,则EF =BF =x ,EC =CD -DE =10-6=4(cm),FC =BC -BF =8-x ,在Rt △EFC 中,EC 2+FC 2=EF 2,即42+(8-x)2=x 2, 解得x =5.故BF =5 cm.(3)在Rt △ABF 中,由勾股定理得AB 2+BF 2=AF 2. ∵AB =10 cm ,BF =5 cm ,∴AF =102+52=55(cm). 7.(1)如图,点B 的坐标为(3,4).∵AB =BD =3,∴△ABD 是等腰直角三角形.∴∠BAD =45°.则∠DAE =∠BAD =45°.则E 在y 轴上.AE =AB =BD =3, ∴四边形ABDE 是正方形,OE =1.则点E 的坐标为(0,1). (2)点E 能恰好落在x 轴上.理由如下:∵四边形OABC 为矩形,∴BC =OA =4,∠AOC =∠DCE =90°. 由折叠的性质可得:DE =BD =OA -CD =4-1=3,AE =AB =OC =m. 假设点E 恰好落在x 轴上,在Rt △CDE 中,由勾股定理可得EC =DE 2-CD 2=32-12=2 2. 则有OE =OC -CE =m -2 2.在Rt △AOE 中,OA 2+OE 2=AE 2.即42+(m -22)2=m 2,解得m =3 2. 8.(1)周长为2×(10+8)=36.(2)①∵四边形ABCD 是矩形,由折叠对称性得AF =AD =10,FE =DE. 在Rt △ABF 中,由勾股定理得BF =6,∴FC =4.在Rt △ECF 中,42+(8-DE)2=EF 2,解得DE =5.②分三种情形讨论:若AP =AF ,∵AB ⊥PF ,∴PB =BF =6; 若PF =AF ,则PB +6=10,解得PB =4;若AP =PF ,在Rt △APB 中,AP 2=PB 2+AB 2,解得PB =73.综合得PB =6或4或73.(3)当点N 与C 重合时,CT 取最大值是8, 当点M 与A 重合时,CT 取最小值为4,所以线段CT 长度的最大值与最小值之和为12.。