翻折与旋转在正方形解题中的应用
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翻折问题立体几何在高中数学中是培养学生的空间想象能力的重要载体,其中翻折问题学生学习是一个难点,同时也是近年来高考的热点。
翻折问题实质是图形由平面到立体变化中一些线、面之间发生了变化,因此本节内容从正三角形、正方形、矩形、梯形、五边形等图形进行翻折,以便学生能更清楚熟悉模型,同时还列举了翻折模型中的平行、垂直、线线角、线面角、二面角、长度等问题。
一.翻折问题的审题建议1.过顶点作折线的垂线,如ABE沿着BE折起,作G BE F⊥并交于点,A BE在翻折过程中,点A的轨迹是以AF为直径的圆,ABE旋转一周所得的几何体是两个同底圆锥,母线分别是AB与AE。
2.弄清变与不变的量,如ABE BCDE与四边形中的角、线段长度是不变的,但在翻折过程中,AFG ABC AED AC AD∠∠∠、、、、等量是变化的。
二.平行问题例1.(2017春•让胡路区校级期中)在如图(1)的平面图形中,ABCD为正方形,CDP为等腰直角三角形,E、F、G分别是PC、PD、CB的中点,将△PCD 沿CD折起,得到四棱锥P﹣ABCD如图(2).求证:在四棱锥P﹣ABCD中,AP∥平面EFG.【分析】连接E、F,连接E、G,可得EF∥平面PAB.EG∥平面PAB.即可证平面PAB∥平面EFG【解答】证明:连接E、F,连接E、G,在四棱锥PABCD中,E,F分别为PC,PD的中点,∴EF∥CD.∵AB∥CD,∴EF∥AB.∵EF⊄平面PAB,AB⊂平面PAB,∴EF∥平面PAB.同理EG∥平面PAB.又EF∩EG=E,∴平面PAB∥平面EFG.又AP⊂平面PAB,∴AP∥平面EFG.【点评】本题考查了空间线面平行的判定,属于中档题.【变式训练1】(2017•闵行区校级模拟)如图,正△ABC的边长为4,CD是AB边上的高,EF分别是AC和BC的中点,现将△ABC沿CD翻折成直二面角A﹣DC﹣B.(1)证明:AB∥平面DEF;(2)在线段BC上是否存在点P,使AP⊥DE?如果存在,求出的值;如果不存在,请说明理由.【分析】(1)由E、F分别是AC、BC的中点,得EF∥AB,由此证明AB∥平面DEF;(Ⅱ)以点D为坐标原点,以直线DB、DC、DA分别为x轴、y轴、z轴,建立空间直角坐标系,利用向量法找出在线段BC上存在点P,使AP⊥DE.【解答】解:(1)证明:如图(2),在△ABC中,∵E、F分别是AC、BC的中点,∴EF∥AB,又AB⊄平面DEF,EF⊂平面DEF,∴AB∥平面DEF;(2)以点D为坐标原点,以直线DB、DC、DA分别为x轴、y轴、z轴,建立空间直角坐标系,如图(3)所示;则A(0,0,2),B(2,0,0),C(0,2,0),E(0,,1),F(1,,0),=(2,0,﹣2),=(﹣2,2,0),=(0,,1),=(1,,0);设=λ,则=+=(2﹣2λ,2λ,﹣2),由AP⊥DE得•=0,∴×2λ+1×(﹣2)=0,解得λ=,∴在线段BC上存在点P,使AP⊥DE,且=.【点评】本题考查了直线与平面平行的证明与满足条件的点是否存在的判断问题,阶梯式要注意向量法的合理运用.二.垂直问题例2.(2017春•三元区校级月考)如图,在四形边ABCD中,AD∥BC,AD=AB,∠BCD=45°,∠BAD=90°.将△ADB沿BD折起,使CD⊥平面ABD,构成三棱锥A﹣BCD.则在三棱锥A﹣BCD中,下列结论正确的是()A.AD⊥平面BCD B.AB⊥平面BCDC.平面BCD⊥平面ABC D.平面ADC⊥平面ABC【分析】由题意推出CD⊥AB,AD⊥AB,推出AB⊥平面ADC,可得平面ABC ⊥平面ADC.【解答】解:∵在四边形ABCD中,AD∥BC,AD=AB,∠BCD=45°,∠BAD=90°∴BD⊥CD又平面ABD⊥平面BCD,且平面ABD∩平面BCD=BD故CD⊥平面ABD,则CD⊥AB,又AD⊥AB故AB⊥平面ADC,所以平面ABC⊥平面ADC.故选D.【点评】本题考查平面与平面垂直的判定,考查逻辑思维能力,是中档题.例3.(2016•杨浦区校级模拟)已知矩形ABCD,AB=1,BC=2,将△ABD沿矩形的对角线BD所在的直线进行翻折,在翻折的过程中()A.存在某个位置,使得直线AB和直线CD垂直B.存在某个位置,使得直线AC和直线BD垂直C.存在某个位置,使得直线AD和直线BC垂直D.无论翻折到什么位置,以上三组直线均不垂直【分析】假设各选项成立,根据线面位置关系推导结论,若得出矛盾式子,则假设错误,得出正确选项.【解答】解:对于A,若存在某个位置,使得直线AB与直线CD垂直,∵CD⊥BC,∴CD⊥平面ABC,∴平面ABC⊥平面BCD,过点A作平面BCD的垂线AE,则E在BC上,∴当A在平面BCD上的射影在BC上时,AB⊥CD.故A正确;对于B,若存在某个位置,使得直线AC与直线BD垂直,作AF⊥BD,则BD⊥平面AFC,∴BD⊥EC,显然这是不可能的,故B错误;对于C,若存在某个位置,使得直线AD与直线BC垂直,则BC⊥平面ACD,BC⊥AC,∴AB>BC,即1>2,显然这是不可能的,故C错误.故选:A.【点评】本题主要考查了空间的线面和面面的垂直关系,翻折问题中的变与不变,空间想象能力和逻辑推理能力,有一定难度,属中档题.【变式训练2】(2017春•辛集市校级月考)如图,在正方形ABCD中,E、F 分别是BC、CD的中点,G是EF的中点,现在沿AE、AF及EF把这个正方形折成一个空间图形,使B、C、D三点重合,重合后的点记为H,那么,在这个空间图形中必有()A.AG⊥△EFH所在平面B.AH⊥△EFH 所在平面C.HF⊥△AEF所在平面D.HG⊥△AEF所在平面【分析】本题为折叠问题,分析折叠前与折叠后位置关系、几何量的变与不变,可得HA、HE、HF三者相互垂直,根据线面垂直的判定定理,可判断AH与平面HEF的垂直.【解答】解:根据折叠前、后AH⊥HE,AH⊥HF不变,∴AH⊥平面EFH,B 正确;∵过A只有一条直线与平面EFH垂直,∴A不正确;∵AG⊥EF,EF⊥AH,∴EF⊥平面HAG,∴平面HAG⊥AEF,过H作直线垂直于平面AEF,一定在平面HAG内,∴C不正确;∵HG不垂直于AG,∴HG⊥平面AEF不正确,D不正确.故选B【点评】本题考查直线与平面垂直的判定,一般利用线线⇔线面⇔面面,垂直关系的相互转化判断.【变式训练3】(2016秋•杭州期末)如图所示,四边形ABCD中,AD∥BC,AD=AB,∠BCD=45°,∠BAD=90°,将△ABD沿BD折起,使面ABD⊥面BCD,连结AC,则下列命题正确的是()A.面ABD⊥面ABC B.面ADC⊥面BDC C.面ABC⊥面BDC D.面ADC⊥面ABC【分析】证明CD⊥平面ABD,因此有AB⊥CD.又因为AB⊥AD,AD∩DC=D,所以AB⊥平面ADC,即可得到平面ADC⊥平面ABC.【解答】解:由题意知,在四边形ABCD中,CD⊥BD.在三棱锥A﹣BCD中,平面ABD⊥平面BCD,两平面的交线为BD,所以CD⊥平面ABD,因此有AB⊥CD.又因为AB⊥AD,AD∩DC=D,所以AB⊥平面ADC,于是得到平面ADC⊥平面ABC.故选D.【点评】本题考查线面垂直、面面垂直的判定,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.三.线线角例4.(2017•浙江模拟)矩形ABCD中,,BC=1,将△ABC与△ADC 沿AC所在的直线进行随意翻折,在翻折过程中直线AD与直线BC成的角范围(包含初始状态)为()A.B.C.D.【分析】求出两个特殊位置,直线AD与直线BC成的角,即可得出结论.【解答】解:由题意,初始状态,直线AD与直线BC成的角为0,DB=时,AD⊥DB,AD⊥DC,∴AD⊥平面DBC,AD⊥BC,直线AD与直线BC成的角为,∴在翻折过程中直线AD与直线BC成的角范围(包含初始状态)为[0,].故选:C.【点评】本题考查两直线所成的角的范围的求法,考查学生的计算求解能力、推理论证能力、空间思维能力,考查数形结合思想、分类讨论思想、转化化归思想,是中档题.例5.(2017春•涵江区校级期中)正方形ABCD,沿对角线BD折成直二面角A ﹣BD﹣C,则折后的异面直线AB与CD所成的角的大小为()A.30°B.45°C.60°D.90°【分析】取BD中点O,连结AO、CO,以O为原点,OC为x轴,OD为y轴,OA为z轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出折后的异面直线AB与CD所成的角.【解答】解:取BD中点O,连结AO、CO,设正方形ABCD边长为,∵沿对角线BD折成直二面角A﹣BD﹣C,∴AO⊥BD,CO⊥BD,AO⊥CO,以O为原点,OC为x轴,OD为y轴,OA为z轴,建立空间直角坐标系,A(0,0,1),B(0,﹣1,0),C(1,0,0),D(0,1,0),=(0,﹣1,﹣1),=(﹣1,1,0),设折后的异面直线AB与CD所成的角为θ,则cosθ=|cos<>|===,∴θ=60°.∴折后的异面直线AB与CD所成的角为60°.故选:C.【点评】本题考查异面直线所成角的余弦值的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意向量法的合理运用.(2016•浙江一模)如图四边形ABCD,AB=BD=DA=2.BC=CD=,【变式训练4】现将△ABD沿BD折起,使二面角A﹣BD﹣C的大小在[,],则直线AB与CD所成角的余弦值取值范围是()A.[0,]∪(,1)B.[,]C.[0,]D.[0,]【分析】取BD中点O,连结AO,CO,以O为原点,OC为x轴,OD为y轴,过点O作平面BCD的垂线为z轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出直线AB与CD所成角的余弦值取值范围.【解答】解:取BD中点O,连结AO,CO,∵AB=BD=DA=2.BC=CD=,∴CO⊥BD,AO⊥BD,且CO=1,AO=,∴∠AOC是二面角A﹣BD﹣C的平面角,以O为原点,OC为x轴,OD为y轴,过点O作平面BCD的垂线为z轴,建立空间直角坐标系,B(0,﹣1,0),C(1,0,0),D(0,1,0),设二面角A﹣BD﹣C的平面角为θ,则,连AO、BO,则∠AOC=θ,A(),∴,,设AB、CD的夹角为α,则cosα==,∵,∴cos,∴|1﹣|∈[0,].∴cos.故选:D.【点评】本题考查异面直线所成角的取值范围的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意向量法的合理运用.【变式训练5】(2016•浙江二模)如图,边长为1的菱形ABCD中,∠DAB=60°,沿BD将△ABD翻折,得到三棱锥A﹣BCD,则当三棱锥A﹣BCD体积最大时,异面直线AD与BC所成的角的余弦值为()A.B.C.D.【分析】菱形ABCD中,∠DAB=60°,△ABD、△CBD为边长为1的等边三角形,将△ABD沿BD翻折过程中,点A在底面BDC的投影在∠DCB的平分线上,三棱锥的高最大时,平面ABD⊥平面BCD.【解答】解:△ABD、△CBD为边长为1的等边三角形,将△ABD沿BD翻折形成三棱锥A﹣BCD如图:点A在底面BDC的投影在∠DCB的平分线CE上,则三棱锥A﹣BCD的高为△AEC过A点的高;所以当平面ABD⊥平面BCD时,三棱锥A﹣BCD的高最大,体积也最大,此时AE⊥平面BCD;求异面直线AD与BC所成的角的余弦值:平移BC到DC′位置,|cos∠ADC′|即为所求,AD=DC=1,AE=,EC′=,AC′=|cos∠ADC′|=||=,所以异面直线AD与BC所成的角的余弦值为,故选B.【点评】本题考查异面直线所成角的余弦值的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意向量法的合理运用.【变式训练6】(2016•丽水校级模拟)如图,长方形ABCD,M,N分别为AB,AD上异于点A的两点,现把△AMN沿着MN翻折,记AC与平面BCD所成的角为θ1,直线AC与直线MN所成的角为θ2,则θ1与θ2的大小关系是()A.θ1=θ2B.θ1>θ2C.θ1<θ2D.不能确定【分析】作AO⊥平面BCD,垂足是O,连接CO,过点C作直线l∥MN,在l上取点H,令CH=CO,在△AOC和△AHC 中,CO=CH,AO⊥平面BCD,从而AO<AH,由此能求出θ1<θ2.【解答】解:作AO⊥平面BCD,垂足是O,连接C过点C作直线l∥MN,在l上取点H,令CH=CO,在△AOC和△AHC中,CO=CH,AO⊥平面BCD,∴AO<AH,∴∠ACO<∠ACH,∵AC与平面BCD所成的角为θ1,直线AC与直线MN所成的角为θ2,AO⊥平面BCD,CH∥MN,∴∠ACO=θ1,∠ACH=θ2。
教师辅导讲义旋转知识网络结构图专题1 旋转的简单应用【专题解读】 有关旋转、平移的知识是近几年中考的一个热点,旋转和平移这两种交换方式不仅贴近生活,而且使人们享受了图形变化的美,命题新颖,内涵丰富,既有选择题、填空题,也有操作设计、解答方面的命题.1、如图1所示,以此图右边缘所在直线为轴将图形向右翻转180°后,再将所得到的图形绕其中心按顺时针方向旋转180°所得到的图形是( B )旋转 旋转定义:一个图形绕着某一点O 转动一个角度的图形变换叫做旋转 性质①对应点到旋转中心的距离相等 ②对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角 ③旋转前、后的图形全等 中心对称 定义:把一个图形绕着某一点旋转180°,如果它能够与另一个图形重合,那么就说这两个图形关于这个点对称或中心对称 性质 ①关于中心对称的两个图形,对称点所连线 段都经过对称中心,而且被对称中心所平分 ②关于中心对称的两个图形是全等图形 中心对 称图形 定义:把一个图形绕着某一个点旋转180°,如果旋转 后的图形能够与原来的图形重合,那么这个图形叫做中心对称图形,常见的中心对称图形:线段、平行四边形、圆等 关于原点对称的点的坐标:两个点关于原点对称时,它们的坐标符号相反,即点P (x ,y )关于原点的对称点为P ′(-x ,-y )利用平移、轴对称和旋转可进行图案设计A B C D2、如图,直线223+-=x y 与x 轴,y 轴分别交于A 、B 两点,把△AOB 绕点A 顺时针旋转90°后得到 △AO′B′,则点B′的坐标是(310 , 34 )3、如图所示,正方形网格中,△ABC 为格点三角形(顶点都是格点),将△ABC 绕点A 按逆时针方向旋转90°得到△AB 1C 1.(1)在正方形网格中,作出△AB 1C 1;(不要求写作法)(2)设网格小正方形的边长为1 cm ,用阴影表示出旋转过程中线段BC 所扫过的图形,然后求出它的面积.(结果保留π)分析:本题考查旋转作图的方法,作出旋转后的图形,首先要确定旋转后关键点的位置,然后把关键点连起来即可.解:(1)如图所示的△AB 1C 1即为所求.(2)线段BC 所扫过的图形如图所示的阴影部分. 根据网格图知AB=4,BC=3,所以AC=5. 线段BC 所扫过的图形的面积S=14π(AC 2—AB 2)=94π(cm2). 4、如图,在平面直角坐标系中,Rt △ABC 的三个顶点分别是A (-3,2),B (0,4),C (0,2).(1)将△ABC 以点C 为旋转中心旋转180°,画出旋转后对应的△A 1B 1C ;平移△ABC ,若点A 的对应点A 2的坐标为(0,-4),画出平移后对应的△A 2B 2C 2(2)若将△A 1B 1C 绕某一点旋转可以得到△A 2B 2C 2;请直接写出旋转中心的坐标; (3)在x 轴上有一点P ,使得PA+PB 的值最小,请直接写出点P 的坐标.解:(1)如图所示:(2)如图所示:旋转中心的坐标为:⎪⎭⎫ ⎝⎛1-23,点P 的坐标为(-2,0)专题2旋转变换在几何中的应用【专题解读】 旋转变换在几何中的应用问题一般综合性较强,常与三角形、四边形、平面直角坐标系、函数等知识综合考查.1、在Rt △ABC 中,∠C=90°,AC=1,BC=3,点O 为Rt △ABC 内一点,连接A0、BO 、CO ,且∠AOC=∠COB=∠BOA=120度,按下列要求画图(保留画图痕迹):以点B为旋转中心,将△AOB绕点B顺时针方向旋转60°,得到△A′O′B(得到A、O的对应点分别为点A′、O′),并回答下列问题:∠ABC=(30°);∠A′BC=(90°);OA+OB+OC=(7)分析:解直角三角形求出∠ABC=30°,然后过点B作BC的垂线,在截取A′B=AB,再以点A′为圆心,以AO为半径画弧,以点B为圆心,以BO为半径画弧,两弧相交于点O′,连接A′O′、BO′,即可得到△A′O′B;根据旋转角与∠ABC 的度数,相加即可得到∠A′BC;根据直角三角形30°角所对的直角边等于斜边的一半求出AB=2AC,即A′B的长,再根据旋转的性质求出△BOO′是等边三角形,根据等边三角形的三条边都相等可得BO=OO′,等边三角形三个角都是60°求出∠BOO′=∠BO′O=60°,然后求出C、O、A′、O′四点共线,再利用勾股定理列式求出A′C,从而得到OA+OB+OC=A′C.2、如图,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,点D在BC的延长线上,且BD=AB,过点B作BE⊥AC,与BD的垂线DE交于点E.(1)求证:△ABC≌△BDE;(2)△BDE可由△ABC旋转得到,利用尺规作出旋转中心O(保留作图痕迹,不写作法).解:(1)证明:在Rt△ABC中,∵∠ABC=90°,∴∠ABE+∠DBE=90°,∵BE⊥AC,∴∠ABE+∠A=90°,∴∠A=∠DBE,∵DE是BD的垂线,∴∠D=90°,在△ABC和△BDE中,,∴△ABC≌△BDE(ASA);(2)作法一:如图①,点O就是所求的旋转中心.作法二:如图②,点O就是所求的旋转中心.3、如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,点D在边AB上,连接CD,将线段CD绕点C顺时针旋转90°至CE位置,连接AE.(1)求证:AB⊥AE;(2)若BC2=AD•AB,求证:四边形ADCE为正方形.解答:证明:(1)∵∠ACB=90°,AC=BC,∴∠B=∠BAC=45°,∵线段CD绕点C顺时针旋转90°至CE位置,∴∠DCE=90°,CD=CE,∵∠ACB=90°,∴∠ACB-∠ACD=∠DCE-∠ACD,即∠BCD=∠ACE,在△BCD和△ACE中⎪⎩⎪⎨⎧=∠=∠=CECDACEBCDACBC∴△BCD≌△ACE,∴∠B=∠CAE=45°,∴∠BAE=45°+45°=90°,∴AB⊥AE;(2)∵BC2=AD•AB,而BC=AC,∴AC2=AD•AB,∵∠DAC=∠CAB,∴△DAC∽△CAB,∴∠CDA=∠BCA=90°, 而∠DAE=90°,∠DCE=90°, ∴四边形ADCE 为矩形, ∵CD=CE ,∴四边形ADCE 为正方形.4、阅读材料如图①,△ABC 与△DEF 都是等腰直角三角形,∠ACB=∠EDF=90°,且点D 在AB 边上,AB 、EF 的中点均为O ,连结BF 、CD 、CO ,显然点C 、F 、O 在同一条直线上,可以证明△BOF ≌△COD ,则BF=CD . 解决问题(1)将图①中的Rt △DEF 绕点O 旋转得到图②,猜想此时线段BF 与CD 的数量关系,并证明你的结论;(2)如图③,若△ABC 与△DEF 都是等边三角形,AB 、EF 的中点均为O ,上述(1)中的结论仍然成立吗?如果成立,请说明理由;如不成立,请求出BF 与CD 之间的数量关系;(3)如图④,若△ABC 与△DEF 都是等腰三角形,AB 、EF 的中点均为0,且顶角∠ACB=∠EDF=α,请直接写出CDBF的值(用含α的式子表示出来)分析:(1)如答图②所示,连接OC 、OD ,证明△BOF ≌△COD ; (2)如答图③所示,连接OC 、OD ,证明△BOF ∽△COD ,相似比为33; (3)如答图④所示,连接OC 、OD ,证明△BOF ∽△COD ,相似比为tan 2;5、通过类比联想、引申拓展研究典型题目,可达到解一题知一类的目的.下面是一个案例,请补充完整. 原题:如图1,点E 、F 分别在正方形ABCD 的边BC 、CD 上,∠EAF=45°,连接EF ,则EF=BE+DF ,试说明理由.(1)思路梳理 ∵AB=AD ,∴把△ABE 绕点A 逆时针旋转90°至△ADG ,可使AB 与AD 重合. ∵∠ADC=∠B=90°, ∴∠FDG=180°,点F 、D 、G 共线. 根据( ),易证△AFG ≌( ),得EF=BE+DF . (2)类比引申如图2,四边形ABCD 中,AB=AD ,∠BAD=90°点E 、F 分别在边BC 、CD 上,∠EAF=45°.若∠B 、∠D 都不是直角,则当∠B 与∠D 满足等量关系( )时,仍有EF=BE+DF . (3)联想拓展如图3,在△ABC 中,∠BAC=90°,AB=AC ,点D 、E 均在边BC 上,且∠DAE=45°.猜想BD 、DE 、EC 应满足的等量关系,并写出推理过程. 解答:解:(1)∵AB=AD ,∴把△ABE 绕点A 逆时针旋转90°至△ADG ,可使AB 与AD 重合. ∴∠BAE=∠DAG , ∵∠BAD=90°,∠EAF=45°, ∴∠BAE+∠DAF=45°, ∴∠EAF=∠FAG , ∵∠ADC=∠B=90°, ∴∠FDG=180°,点F 、D 、G 共线,在△AFG 和△AFE 中⎪⎩⎪⎨⎧=∠=∠=AF AF FAG EAF AGAE∴△AFG ≌△AFE (SAS ), ∴EF=FG ,即:EF=BE+DF .(2)∠B+∠D=180°时,EF=BE+DF ; ∵AB=AD ,∴把△ABE 绕点A 逆时针旋转90°至△ADG ,可使AB 与AD 重合, ∴∠BAE=∠DAG , ∵∠BAD=90°,∠EAF=45°, ∴∠BAE+∠DAF=45°, ∴∠EAF=∠FAG , ∵∠ADC+∠B=180°, ∴∠FDG=180°,点F 、D 、G 共线,在△AFG 和△AFE 中⎪⎩⎪⎨⎧=∠=∠=AF AF FAG EAF AG AE∴△AFG ≌△AFE (SAS ), ∴EF=FG ,即:EF=BE+DF .(3)猜想:DE 2=BD 2+EC 2,证明:根据△AEC 绕点A 顺时针旋转90°得到△ABE′, ∴△AEC ≌△ABE′, ∴BE′=EC ,AE′=AE ,∠C=∠ABE′,∠EAC=∠E′AB , 在Rt △ABC 中, ∵AB=AC ,∴∠ABC=∠ACB=45°, ∴∠ABC+∠ABE′=90°, 即∠E′BD=90°, ∴E′B 2+BD 2=E′D 2, 又∵∠DAE=45°, ∴∠BAD+∠EAC=45°, ∴∠E′AB+∠BAD=45°, 即∠E′AD=45°,在△AE′D 和△AED 中,⎪⎩⎪⎨⎧=∠=∠=AD AD DAE AD E AE AE '' ∴△AE′D ≌△AED (SAS ), ∴DE=DE′,∴DE 2=BD 2+EC 2.专题3旋转变换在函数中的应用1、如图1,在△ABC 中,AB=AC=4,∠°,△ABD 和△ABC 关于AB 所在的直线对称,点M 为边AC 上的一个动点(重合),点M 关于AB 所在直线的对称点为N ,△CMN 的面积为S . (1)求∠CAD 的度数;(2)设CM=x ,求S 与x 的函数表达式,并求x 为何值时S 的值最大?(3)S 的值最大时,过点C 作EC ⊥AC 交AB 的延长线于点E ,连接EN (如图2),P 为线段EN 上一点,Q 为平面内一点,当以M ,N ,P ,Q 为顶点的四边形是菱形时,请直接写出所有满足条件NP 的长.分析:(1)根据等腰三角形性质和三角形内角和定理求出∠CAB ,根据轴对称求出∠DAB 即可; (2)求出AN=AM=4-x ,根据三角形面积公式求出即可;(3)根据勾股定理求出MN ,MO 、NO ,EA ,EN ,分为三种情况:①当以MN 为对角线时,此时P 在E 上,此时NP=NE ,②以MN 为一边时,以N 为圆心,以MN 为半径画弧交NE 于P ,此时MN=NP ;③以MN 为一边时,过M作MZ ⊥NE 于Z ,则PZ=NZ ,证△ENO ∽△MNZ ,求出ZN=552,得出NP=2ZN . 答案:(1)90°;(2)x x S 221-2+=,当x=2时,有最大值;(3)52,22,554;翻折变换(折叠问题)1、如图,在直角梯形纸片ABCD 中,AB ∥DC ,∠A=90°,CD>AD ,将纸片沿过点D 的直线折叠,使点A 落在边CD 上的点E 处,折痕为DF ,连接EF 并展开纸片。
七年级数学北师版翻折问题本文主要介绍北师版七年级数学中的翻折问题,包括问题的概念、解题方法以及实际应用。
下面是本店铺为大家精心编写的3篇《七年级数学北师版翻折问题》,供大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。
《七年级数学北师版翻折问题》篇1一、概念介绍翻折问题是指将一个平面上的图形通过某一条直线对称折叠,使得折叠后的图形与原图形重合。
在北师版七年级数学中,翻折问题被作为平面几何的一个重要内容进行讲解。
在翻折问题中,涉及到的概念包括对称轴、对称中心、对称变换等。
其中,对称轴是指将图形对称折叠的直线;对称中心是指将图形对称折叠后重合的点;对称变换是指将一个图形通过某一条直线对称折叠变成另一个图形的变化。
二、解题方法在解决翻折问题时,一般需要按照以下步骤进行:1. 找出对称轴和对称中心。
通过对称轴和对称中心的确定,可以确定折叠后图形的位置和形状。
2. 确定折叠前后图形的对应关系。
通过对应关系的确定,可以找到折叠后图形中与折叠前图形相对应的点、线、面等元素。
3. 利用对称性质进行推理。
通过对称性质的运用,可以得到折叠后图形中一些元素的性质,如角度、长度、垂直等。
4. 应用平面几何知识进行求解。
在得到折叠后图形中元素的性质后,可以应用平面几何知识进行求解,如勾股定理、相似三角形等。
三、实际应用翻折问题在实际生活中有着广泛的应用,如折纸艺术、建筑设计、电路板设计等。
在折纸艺术中,通过翻折可以将一张纸折成各种形状,如飞机、船只、动物等。
在建筑设计中,通过翻折可以将一个建筑物的平面图变成立体图,便于设计和施工。
在电路板设计中,通过翻折可以将一个电路板折叠成较小的体积,便于安装和维护。
《七年级数学北师版翻折问题》篇2七年级数学北师版翻折问题通常是指在北师大版七年级数学教材中出现的与翻折相关的数学问题。
这类问题主要涉及到几何中的轴对称和折叠问题,旨在帮助学生通过实际操作和观察,理解几何图形的变换规律。
在解决这类问题时,学生需要掌握以下知识点:1. 轴对称:找到对称轴,判断图形是否关于某条直线对称。
立体几何中的翻折问题教学目标: ◆知识与技能目标:1.使学生掌握翻折问题的解题方法, 并会初步应用。
2.通过立体几何中翻折问题的学习, 进一步掌握立体几何中求距离与求角的求法。
◆能力与方法目标:1.培养学生的动手实践能力。
2.在实践过程中, 使学生提高对立体图形的分析能力, 进一步理解“转化”的数学思想,并在设疑的同时培养学生的发散思维。
◆情感态度与价值观目标:通过平面图形与翻折后的立体图形的对比, 向学生渗透事物间的变化与联系观点。
教学重点: 了解平面图形与翻折后的立体图形之间的关系, 找到变化过程中的不变量。
教学难点: 转化思想的运用及发散思维的培养。
关键:层层设计铺垫, 给学生充分的探讨、研究的时间。
学法指导: 渗透指导、点拨指导、示范指导教学方法: 探究法, 演示法、例1(2012广州调研试题)已知正方形的边长为2, . 将正方形沿对角线折起, 使, 得到三棱锥, 如图所示.(1)当时, 求证: ;(2)当二面角的大小为时, 求二面角的正切值.变式训练: 1.(2013年广州二模)等边三角形ABC的边长为3, 点D.E分别是边AB.AC上的点, 且满足(如图3).将ΔADE沿DE折起到ΔA1DE的位置, 使二面角成直二面角, 连结 (如图4).(1) 求证: A1D丄平面BCED;(2) 在线段BC上是否存在点P, 使直线PA1与平面A1BD所成的角为600?若存在, 求出PB的长;若不存在, 请说明理由2(2013年广东高考)、如图1,在等腰直角三角形ABC 中,90A ∠=︒,6BC =,,D E 分别是,AC AB 上的点,CD BE ==O 为BC 的中点.将ADE ∆沿DE 折起,得到如图2所示的四棱锥A BCDE '-,其中A O '=.(Ⅰ) 证明:A O '⊥平面BCDE ; (Ⅱ) 求二面角A CD B '--的平面角的余弦值.. C O BD E AC D O B E 'A 图1 图2作业: 【2012高考湖北理19】如图1, , , 过动点A 作 , 垂足D 在线段BC 上且异于点B, 连接AB, 沿 将△ 折起, 使 (如图2所示).(Ⅰ)当 的长为多少时, 三棱锥 的体积最大;(Ⅱ)当三棱锥 的体积最大时, 设点 , 分别为棱 , 的中点, 试在棱 上确定一点 , 使得 , 并求 与平面 所成角的大小.【2012高考北京理16】如图1, 在Rt △ABC 中, ∠C=90°, BC=3, AC=6, D, E 分别是AC, AB 上的点, 且DE ∥BC, DE=2, 将△ADE 沿DE 折起到△A1DE 的位置, 使A1C ⊥CD,如图2.(I)求证: A1C ⊥平面BCDE ;(II)若M 是A1D 的中点, 求CM 与平面A1BE 所成角的大小;(III)线段BC 上是否存在点P, 使平面A1DP 与平面A1BE 垂直? 说明理由D A B C A CD B 图2 图1 ME . ·。
图形的对称-翻折变换(折叠问题)一.选择题(共30小题)1.将矩形纸片ABCD按如图所示的方式折叠,得到菱形AECF.若AB=6,则BC的长为()A.1 B.2 C.2D.122.如图,直角三角形纸片的两直角边长分别为6、8,按如图那样折叠,使点A 与点B重合,折痕为DE,则S△BCE:S△BDE等于()A.2:5 B.14:25 C.16:25 D.4:213.如图①,在△ABC中,∠ACB=90°,∠CAB=30°,△ABD是等边三角形.如图②,将四边形ACBD折叠,使D与C重合,EF为折痕,则∠ACE的正弦值为()A.B.C.D.4.图1为一张三角形ABC纸片,点P在BC上,将A折至P时,出现折痕BD,其中点D在AC上,如图2所示,若△ABC的面积为80,△ABD的面积为30,则AB与PC的长度之比为()A.3:2 B.5:3 C.8:5 D.13:85.按如图所示的方法折纸,下面结论正确的个数()①∠2=90°;②∠1=∠AEC;③△ABE∽△ECF;④∠BAE=∠3.A.1个B.2个C.3个D.4个6.如图,把一个长方形纸片沿EF折叠后,点D,C分别落在D′,C′的位置.若∠AED′=40°,则∠EFB等于()A.70°B.65°C.80°D.35°7.如图,把矩形ABCD沿EF折叠,使点C落在点A处,点D落在点G处,若∠CFE=60°,且DE=1,则边BC的长()A.3 B.4 C.3.5 D.68.如图,四边形ABCD是矩形,AB=4,AD=3,把矩形沿直线AC折叠,点B 落在点E处,AE交CD于点F.连接DE,则DF的长是()A.B.C.D.9.张萌和小平两人打算各用一张正方形的纸片ABCD折出一个等边三角形,两人作法如下:张萌:如图1,将纸片对折得到折痕EF,沿点B翻折纸片,使点A落在EF上的点M处,连接CM,△BCM即为所求;小平:如图2,将纸片对折得到折痕EF,沿点B翻折纸片,使点C落在EF上的点M处,连接BM,△BCM 即为所求,对于两人的作法,下列判断正确的是()A.小平的作法正确,张萌的作法不正确B.两人的作法都不正确C.张萌的作法正确,小平的作法不正确D.两人的作法都正确10.如图,折叠矩形纸片ABCD的一边AD,使点D落在BC边上的点F处,若AB=8,BC=10,则△CEF的周长为()A.12 B.16 C.18 D.2411.如图,在矩形ABCD中,AB=3,BC=5,点E在边CD上,连接BE,将△BCE 沿BE折叠,若点C恰好落在AD边上的点F处,则CE的长为()A.B.C.D.12.如图,在△ABC中,∠C=90°,AB=5cm,AC=4cm,点D在AC上,将△BCD 沿着BD所在直线翻折,使点C落在斜边AB上的点E处,则DC的长为()A.cm B.cm C.2cm D.cm13.如图,在平面直角坐标系中,点A(0,4)、B(3,0),连接AB,将△AOB 沿过点B的直线折叠,使点A落在x轴上的点A′处,折痕所在的直线交y轴正半轴于点C,则直线BC的解析式为()A.y=﹣B.y=﹣x+C.y=﹣D.y=﹣2x+14.如图,四边形OABC是一张放在平面直角坐标系中的矩形纸片,O为原点,点A在x轴的正半轴上,点C在y轴的正半轴上,OA=10,OC=8,在OC边上取一点D,将纸片沿AD翻折,点O落在BC边上的点E处.则直线DE的解析式为()A.y=x+5 B.y=x+5 C.y=x+5 D.y=x+515.如图,将三角形纸片ABC沿DE折叠,使点A落在BC边上的点F处,且DE∥BC,当DE=2时,BC的长为()A.3 B.4 C.5 D.616.如图,将平行四边形ABCD沿对角线AC折叠,点B的对应点落在点E处,且点B、A、E在同一条直线上,CE交AD于点F,连接ED.下列结论中错误的是()A.AF=B.四边形ACDE是矩形C.图中与△ABC全等的三角形有4个D.图中有4个等腰三角形17.如图,有一张直角三角形纸片ABC,边AB=6,AC=10,∠ABC=90°,将该直角三角形纸片沿DE折叠,使点C与点B重合,则四边形ABDE的周长为()A.16 B.17 C.18 D.1918.如图,梯形ABCD中,AD∥BC,AB=DC,∠DBC=45°,点E在BC上,点F在AB上,将梯形ABCD沿直线EF翻折,使得点B与点D重合.如果,那么的值是()A.B.C.D.19.如图,在边长为12的正方形ABCD中,E是边CD的中点,将△ADE沿AE对折至△AFE,延长EF交BC于点G.则BG的长为()A.5 B.4 C.3 D.220.如图,在平面直角坐标系中,△ABC的三个顶点的坐标分别为A(﹣1,0),B(﹣2,3),C(﹣3,1).将△ABC沿y轴翻折得到△A′B′C′,则点B′的坐标为()A.(2,1)B.(2,3)C.(4,1)D.(0,2)21.如图,△ABC周长为36cm,把其边AC对折,使点C、A重合,折痕交BC 边于点D,交AC边于点E,连结AD,若AE=6cm,则△ABD的周长是()A.24cm B.26cm C.28cm D.30cm22.如图,矩形ABCD中,AB=8,把矩形沿直线AC折叠,点B落在点E处,AE交CD于点F,若AF=,则AD的长为()A.3 B.4 C.5 D.623.如图的实线部分是由Rt△ABC经过两次折叠得到的,首先将Rt△ABC沿BD折叠,使点C落在斜边上的点C′处,再沿DE折叠使点A落在DC′延长线上的点A′处,若图中,∠A=30°,BC=5cm,则折痕DE的长为()A.B.2C.2D.24.如图一直角三角形纸片,两直角边AC=6cm,BC=8cm,现将直角边AC沿直线AD折叠,使它落在斜边AB上,且与AE重合,则CD等于()A.2cm B.3cm C.4cm D.5cm25.如图,在矩形ABCD中,AB=8,BC=4,将矩形沿AC折叠,点D落在点D′处,则重叠部分△AFC的面积为()A.6 B.8 C.10 D.1226.如图,矩形ABCD中,AB=3,AD=9,将此矩形折叠,使点B与点D重合,折痕为EF,则△ABE的面积为()A.6 B.8 C.10 D.1227.如图所示,有一块直角三角形纸片,∠C=90°,AC=2,BC=,将斜边AB翻折,使点B落在直角边AC的延长线上的点E处,折痕为AD,则CE的长为()A.B.C.1 D.28.如图所示,折叠平行四边形的一边AD,使点A落在DC边上的点E处,已知AB=6,BC=4,则EC的长为()A.1 B.2 C.3 D.1.529.如图,正方形ABCD中,AB=12,点E在边BC上,BE=EC,将△DCE沿DE对折至△DFE,延长EF交边AB于点G,连接DG、BF,给出以下结论:①△DAG≌△DFG;②BG=2AG;③S△DGF=120;④S△BEF=.其中所有正确结论的个数是()A.4 B.3 C.2 D.130.如图,将矩形纸片ABCD沿EF折叠,使D点与BC边的中点D重合,若BC=8,CD=6,则CF的长为()A.B.C.2 D.1图形的对称-翻折变换(折叠问题)参考答案与试题解析一.选择题(共30小题)1.将矩形纸片ABCD按如图所示的方式折叠,得到菱形AECF.若AB=6,则BC的长为()A.1 B.2C.2D.12【考点】翻折变换(折叠问题);勾股定理的应用;菱形的性质;矩形的性质.【分析】根据菱形AECF,得∠FCO=∠ECO,再利用∠ECO=∠ECB,可通过折叠的性质,结合直角三角形勾股定理求解.【解答】解:∵菱形AECF,AB=6,∴假设BE=x,∴AE=6﹣x,∴CE=6﹣x,∵四边形AECF是菱形,∴∠FCO=∠ECO,∵∠ECO=∠ECB,∴∠ECO=∠ECB=∠FCO=30°,2BE=CE,∴CE=2x,∴2x=6﹣x,解得:x=2,∴CE=4,利用勾股定理得出:BC2+BE2=EC2,BC===2,故选:C.【点评】此题主要考查了折叠问题以及勾股定理等知识,解题过程中应注意折叠是一种对称变换,它属于轴对称,根据轴对称的性质,折叠前后图形的形状和大小不变,如本题中折叠前后角相等.2.如图,直角三角形纸片的两直角边长分别为6、8,按如图那样折叠,使点A 与点B重合,折痕为DE,则S△BCE:S△BDE等于()A.2:5 B.14:25 C.16:25 D.4:21【考点】翻折变换(折叠问题).【分析】在Rt△BEC中利用勾股定理计算出AB=10,根据折叠的性质得到AD=BD=5,EA=EB,设AE=x,则BE=x,EC=8﹣x,在Rt△BEC中根据勾股定理计算出x=,则EC=8﹣=,利用三角形面积公式计算出S△BCE=BC•CE=×6×=,在Rt△BED中利用勾股定理计算出ED==,利用三角形面积公式计算出S△BDE=BD•DE=×5×=,然后求出两面积的比.【解答】解:在Rt△BAC中,BC=6,AC=8,∴AB==10,∵把△ABC沿DE使A与B重合,∴AD=BD,EA=EB,∴BD=AB=5,设AE=x,则BE=x,EC=8﹣x,在Rt△BEC中,∵BE2=EC2+BC2,即x2=(8﹣x)2+62,∴x=,∴EC=8﹣x=8﹣=,∴S△BCE=BC•CE=×6×=,在Rt△BED中,∵BE2=ED2+BD2,∴ED==,∴S△BDE=BD•DE=×5×=,∴S△BCE:S△BDE=:=14:25.故选B.【点评】本题考查了折叠问题:折叠前后两图形全等,即对应线段相等,对应角相等.也考查了勾股定理.3.如图①,在△ABC中,∠ACB=90°,∠CAB=30°,△ABD是等边三角形.如图②,将四边形ACBD折叠,使D与C重合,EF为折痕,则∠ACE的正弦值为()A.B.C.D.【考点】翻折变换(折叠问题).【分析】在Rt△ABC中,设AB=2a,已知∠ACB=90°,∠CAB=30°,即可求得AB、AC的值,由折叠的性质知:DE=CE,可设出DE、CE的长,然后表示出AE的长,进而可在Rt△AEC中,由勾股定理求得AE、CE的值,即可求∠ACE 的正弦值.【解答】解:∵△ABC中,∠ACB=90°,∠BAC=30°,设AB=2a,∴AC=a,BC=a;∵△ABD是等边三角形,∴AD=AB=2a;设DE=EC=x,则AE=2a﹣x;在Rt△AEC中,由勾股定理,得:(2a﹣x)2+3a2=x2,解得x=;∴AE=,EC=,∴sin∠ACE==.故选:B.【点评】本题考查的是翻折变换,熟知折叠是一种对称变换,它属于轴对称,折叠前后图形的形状和大小不变,位置变化,对应边和对应角相等是解答此题的关键.4.图1为一张三角形ABC纸片,点P在BC上,将A折至P时,出现折痕BD,其中点D在AC上,如图2所示,若△ABC的面积为80,△ABD的面积为30,则AB与PC的长度之比为()A.3:2 B.5:3 C.8:5 D.13:8【考点】翻折变换(折叠问题).【分析】如图,作辅助线;首先求出△BDP的面积,进而求出△DPC的面积;借助三角形的面积公式求出的值;由旋转变换的性质得到AB=PB,即可解决问题.【解答】解:如图,过点D作DE⊥BC于点E;由题意得:S△ABD=S△PBD=30,∴S△DPC=80﹣30﹣30=20,∴=,由题意得:AB=BP,∴AB:PC=3:2,故选A.【点评】该题主要考查了翻折变换的性质及其应用问题;解题的方法是作高线,表示出三角形的面积;解题的关键是灵活运用翻折变换的性质来分析、判断、推理或解答.5.按如图所示的方法折纸,下面结论正确的个数()①∠2=90°;②∠1=∠AEC;③△ABE∽△ECF;④∠BAE=∠3.A.1个B.2个C.3个D.4个【考点】翻折变换(折叠问题);相似三角形的判定与性质.【分析】根据翻折变换的性质、相似三角形的判定定理解答即可.【解答】解:由翻折变换的性质可知,∠AEB+∠FEC=×180°=90°,则∠AEF=90°,即∠2=90°,①正确;由图形可知,∠1<∠AEC,②错误;∵∠2=90°,∴∠1+∠3=90°,又∠1+∠BAE=90°,∴∠BAE=∠3,④正确;∵∠BAE=∠3,∠B=∠C=90°,∴△ABE∽△ECF,③正确.故选:C.【点评】本题考查的是翻折变换的性质,翻折变换是一种对称变换,它属于轴对称,折叠前后图形的形状和大小不变,位置变化,对应边和对应角相等.6.如图,把一个长方形纸片沿EF折叠后,点D,C分别落在D′,C′的位置.若∠AED′=40°,则∠EFB等于()A.70°B.65°C.80°D.35°【考点】翻折变换(折叠问题).【分析】根据平角的知识可求出∠DED′的度数,再由折叠的性质可得出∠D′EF=∠DEF=∠DED′,从而根据平行线的性质可得出∠EFB的度数.【解答】解:∵∠AED′=40°,∴∠DED′=180°﹣40°=140°,又由折叠的性质可得,∠D′EF=∠DEF=∠DED′,∴∠DEF=70°,又∵AD∥BC,∴∠EFB=70°.故选:A.【点评】此题考查了翻折变换的知识,解答本题的关键是根据折叠的性质得出∠D′EF=∠DEF=∠DED′,难度一般.7.如图,把矩形ABCD沿EF折叠,使点C落在点A处,点D落在点G处,若∠CFE=60°,且DE=1,则边BC的长()A.3 B.4 C.3.5 D.6【考点】翻折变换(折叠问题).【分析】由矩形的性质得到∠1=∠CFE=60°,由折叠可得∠2=60°,从而求得∠4的度数,得到AE=EC,在Rt△CDE中利用勾股定理可求得EC的长度,即可得到答案.【解答】解:∵矩形ABCD,∴BC∥AD,∴∠1=∠CFE=60°,∵EF为折痕,∴∠2=∠1=60°,AE=EC,∴∠3=180°﹣60°﹣60°=60°,Rt△CDE中,∠4=90°﹣60°=30°,∴EC=2×DE=2×1=2,∴BC=AE+ED=EC+ED=2+1=3.故选:A.【点评】本题考查了翻折问题;由折叠得到角相等,得到AE=EC利用勾股定理求解是正确解答本题的关键.8.如图,四边形ABCD是矩形,AB=4,AD=3,把矩形沿直线AC折叠,点B 落在点E处,AE交CD于点F.连接DE,则DF的长是()A.B.C.D.【考点】翻折变换(折叠问题).【分析】由四边形ABCD是矩形与△AEC由△ABC翻折得到,AD=CE,∠ADF=∠CEF,由AAS证得△ADF≌△CEF,的长FA=FC,设DF=x,则FA=4﹣x,由勾股定理得:DA2+DF2=AF2,即可求出DF的长.【解答】解:∵四边形ABCD是矩形,∴AD=BC,AB=DC=4,∠ADF=90°,∵△AEC由△ABC翻折得到,∴BC=EC,∠CEF=∠ABC=90°,∴AD=CE,∠ADF=∠CEF,在△ADF与△CEF中,,∴△ADF≌△CEF(AAS),∴FA=FC,设DF=x,则FA=FC=DC﹣DF=4﹣x,在Rt△DFA中,由勾股定理得:DA2+DF2=AF2,即32+x2=(4﹣x)2,解得:x=,即DF的长是.故选C.【点评】本题主要考查了折叠的性质、矩形的性质、全等三角形的判定与性质、勾股定理等知识;熟练掌握折叠的性质,得到相等的线段与角是解决问题的关键.9.张萌和小平两人打算各用一张正方形的纸片ABCD折出一个等边三角形,两人作法如下:张萌:如图1,将纸片对折得到折痕EF,沿点B翻折纸片,使点A落在EF上的点M处,连接CM,△BCM即为所求;小平:如图2,将纸片对折得到折痕EF,沿点B翻折纸片,使点C落在EF上的点M处,连接BM,△BCM 即为所求,对于两人的作法,下列判断正确的是()A.小平的作法正确,张萌的作法不正确B.两人的作法都不正确C.张萌的作法正确,小平的作法不正确D.两人的作法都正确【考点】翻折变换(折叠问题).【分析】在图1中,由BM=2BF推出∠BMF=30°,所以∠MBF=60°,再根据等边三角形的判定方法即可证明.在图2中,证明方法类似.【解答】解:图1中,∵四边形ABCD是正方形,∴AB=AD=BC∵AE=ED=BF=FC,AB=BM,∴BM=2BF,∵∠MFB=90°,∴∠BMF=30°,∴∠MBF=90°﹣∠BMF=60°,∵MB=MC,∴△MBC是等边三角形,∴张萌的作法正确.在图2中,∵BM=BC=2BF,∠MFB=90°,∴∠BMF=30°,∴∠MBF=90°﹣∠BMF=60°,∵MB=MC∴△MBC是等边三角形,∴小平的作法正确.故选D.【点评】本题考查正方形的性质、翻折不变性、直角三角形的性质,解题的关键是在一个直角三角形中如果斜边是直角边的两倍那么这条直角边所对的锐角是30度.10.如图,折叠矩形纸片ABCD的一边AD,使点D落在BC边上的点F处,若AB=8,BC=10,则△CEF的周长为()A.12 B.16 C.18 D.24【考点】翻折变换(折叠问题).【分析】先根据矩形的性质得AD=BC=10,AB=CD=8,再根据折叠的性质得AF=AD=10,EF=DE,在Rt△ABF中,利用勾股定理计算出BF=6,则CF=BC ﹣BF=4,易得△CEF的周长.【解答】解:∵四边形ABCD为矩形,∴AD=BC=10,AB=CD=8,∵矩形ABCD沿直线AE折叠,顶点D恰好落在BC边上的F处,∴AF=AD=10,EF=DE,在Rt△ABF中,∵BF==6,∴CF=BC﹣BF=10﹣6=4,∴△CEF的周长为:CE+EF+CF=CE+DE+CF=CD+CF=8+4=12.故选A.【点评】本题考查了折叠的性质:折叠是一种对称变换,它属于轴对称,折叠前后图形的形状和大小不变,位置变化,对应边和对应角相等.也考查了矩形的性质和勾股定理,利用勾股定理得CF的长是解答此题的关键.11.如图,在矩形ABCD中,AB=3,BC=5,点E在边CD上,连接BE,将△BCE 沿BE折叠,若点C恰好落在AD边上的点F处,则CE的长为()A.B.C.D.【考点】翻折变换(折叠问题).【分析】设CE=x,由矩形的性质得出AD=BC=5,CD=AB=3,∠A=∠D=90°.由折叠的性质得出BF=BC=5,EF=CE=x,DE=CD﹣CE=3﹣x.在Rt△ABF中利用勾股定理求出AF的长度,进而求出DF的长度;然后在Rt△DEF中根据勾股定理列出关于x的方程,即可解决问题.【解答】解:设CE=x.∵四边形ABCD是矩形,∴AD=BC=5,CD=AB=3,∠A=∠D=90°.∵将△BCE沿BE折叠,使点C恰好落在AD边上的点F处,∴BF=BC=5,EF=CE=x,DE=CD﹣CE=3﹣x.在Rt△ABF中,由勾股定理得:AF2=52﹣32=16,∴AF=4,DF=5﹣4=1.在Rt△DEF中,由勾股定理得:EF2=DE2+DF2,即x2=(3﹣x)2+12,解得:x=.故选B.【点评】本题考查了折叠的性质:折叠是一种对称变换,它属于轴对称,折叠前后图形的形状和大小不变,位置变化,对应边和对应角相等.也考查了勾股定理、矩形的性质、方程思想等知识,关键是熟练掌握勾股定理,找准对应边.12.如图,在△ABC中,∠C=90°,AB=5cm,AC=4cm,点D在AC上,将△BCD 沿着BD所在直线翻折,使点C落在斜边AB上的点E处,则DC的长为()A.cm B.cm C.2cm D.cm【考点】翻折变换(折叠问题).【分析】首先由勾股定理求出BC,由折叠的性质可得∠BED=∠C=90°,BE=BC=3cm,得出AE=AB﹣BE=2cm,设DC=xcm,则DE=xcm,AD=(4﹣x)cm,由勾股定理得出方程,解方程即可.【解答】解:∵∠C=90°,AB=5cm,AC=4cm,∴BC==3cm,∵将△BCD沿着直线BD翻折,使点C落在斜边AB上的点E处,∴△BED≌△BCD,∴∠BED=∠C=90°,BE=BC=3cm,∴AE=AB﹣BE=2cm,设DC=xcm,则DE=xcm,AD=(4﹣x)cm,由勾股定理得:AE2+DE2=AD2,即22+x2=(4﹣x)2,解得:x=.故选:B.【点评】本题主要考查翻折变换的性质,全等三角形的性质,勾股定理;熟练掌握翻折变换的性质,由勾股定理得出方程是解决问题的关键.13.如图,在平面直角坐标系中,点A(0,4)、B(3,0),连接AB,将△AOB 沿过点B的直线折叠,使点A落在x轴上的点A′处,折痕所在的直线交y轴正半轴于点C,则直线BC的解析式为()A.y=﹣B.y=﹣x+C.y=﹣D.y=﹣2x+【考点】翻折变换(折叠问题);待定系数法求一次函数解析式.【分析】由点A(0,4)、B(3,0),可求得AB的长,然后由折叠的性质,求得OA′的长,且△A′OC∽△AOB,再由相似三角形的性质,求得OC的长,继而利用待定系数法求得直线BC的解析式.【解答】解:∵点A(0,4)、B(3,0),∴OA=4,OB=3,∴AB==5,由折叠的性质可得:A′B=AB=5,∠OA′C=∠OAB,∴OA′=A′B﹣OB=2,∵∠A′OC=∠AOB=90°,∴△A′OC∽△AOB,∴,即,解得:OC=,∴点C的坐标为:(0,),设直线BC的解析式为:y=kx+b,则,解得:,∴直线BC的解析式为:y=﹣x+.故选C.【点评】此题考查了折叠的性质、勾股定理、相似三角形的判定与性质以及待定系数法求一次函数的解析式.注意求得点C的坐标是解此题的关键.14.如图,四边形OABC是一张放在平面直角坐标系中的矩形纸片,O为原点,点A在x轴的正半轴上,点C在y轴的正半轴上,OA=10,OC=8,在OC边上取一点D,将纸片沿AD翻折,点O落在BC边上的点E处.则直线DE的解析式为()A.y=x+5 B.y=x+5 C.y=x+5 D.y=x+5【考点】翻折变换(折叠问题);待定系数法求一次函数解析式.【分析】首先在RT△ABE中,求出EB,再在RT△CDE中利用勾股定理即可解决问题.【解答】解:∵△ADE是由△ADO翻折,∴DE=DO,AO=AE=10,∵四边形OABC是矩形,∴OC=AB=8,AO=BC=10,∠B=∠BCO=∠BAO=90°,在RT△ABE中,∵AE=10,AB=8,∴EB===6,∴EC=4,设DO=DE=x,在RT△DCE中,∵CD2+CE2=DE2,∴(8﹣a)2+42=a2,∴a=5,∴点D(0,5),点E(4,8),设直线DE为y=kx+b,∴解得,∴直线DE为:y=+5.故选A.【点评】本题考查翻折变换、待定系数法确定一次函数的解析式,解题的关键是巧妙利用勾股定理,用方程的思想去思考问题,属于中考常考题型.15.如图,将三角形纸片ABC沿DE折叠,使点A落在BC边上的点F处,且DE∥BC,当DE=2时,BC的长为()A.3 B.4 C.5 D.6【考点】翻折变换(折叠问题).【分析】首先由DE∥BC与折叠的性质,可证得DE是△ABC的中位线,继而求得答案.【解答】解:∵DE∥BC,∴∠ADE=∠B,∠EDF=∠BFD,由折叠的性质可得:∠ADE=∠EDF,AD=DF,∴∠B=∠BFD,∴BD=DF,∴AD=BD,同理:AE=EC,∴DE=BC,即BC=2DE=4.故选B.【点评】此题考查了折叠的性质以及三角形中位线的性质.注意证得DE是△ABC的中位线是关键.16.如图,将平行四边形ABCD沿对角线AC折叠,点B的对应点落在点E处,且点B、A、E在同一条直线上,CE交AD于点F,连接ED.下列结论中错误的是()A.AF=B.四边形ACDE是矩形C.图中与△ABC全等的三角形有4个D.图中有4个等腰三角形【考点】翻折变换(折叠问题);平行四边形的性质.【分析】由四边形ABCD是平行四边形,得到AB=CD,AB∥CD,AD=BC,由折叠的性质得到AB=AE,BC=CE,等量代换得到AE=CD,AD=CE,推出四边形ACDE是平行四边形,于是得到AF=BC,四边形ACDE是矩形,故A,B 正确;根据平行四边形和矩形的性质得到△ACD≌△ACE≌△CDE≌△ADE≌△ABC,于是得到图中与△ABC全等的三角形有4个,故C正确;推出△BCE是等腰三角形,△AEF,△ACF,△CDF,△DEF是等腰三角形,于是得到图中有5个等腰三角形,故D错误.【解答】解:∵四边形ABCD是平行四边形,∴AB=CD,AB∥CD,AD=BC,由折叠的性质得到AB=AE,BC=CE,∴AE=CD,AD=CE,∵点B、A、E在同一条直线上,∴AE∥CD,∴四边形ACDE是平行四边形,∴AF=BC,四边形ACDE是矩形,故A,B正确;∵四边形ABCD是平行四边形,四边形ACDE是矩形,∴△ACD≌△ACE≌△CDE≌△ADE≌△ABC,∴图中与△ABC全等的三角形有4个,故C正确;∵BC=CE,∴△BCE是等腰三角形,∵四边形ACDE是矩形,∴AF=EF=CF=DF,∴△AEF,△ACF,△CDF,△DEF是等腰三角形,∴图中有5个等腰三角形,故D错误;故选D.【点评】本题考查了平行四边形的性质、折叠的性质以及等腰三角形的判定和性质,解题的关键是熟记等腰三角形和矩形的判定方法.17.如图,有一张直角三角形纸片ABC,边AB=6,AC=10,∠ABC=90°,将该直角三角形纸片沿DE折叠,使点C与点B重合,则四边形ABDE的周长为()A.16 B.17 C.18 D.19【考点】翻折变换(折叠问题).【分析】根据勾股定理得到BC=8,由折叠的性质得到BD=CD=BC=4,DE⊥BC,根据三角形的中位线的性质得到DE=AB=3,AE=AC=5,于是得到结论.【解答】解:∵AB=6,AC=10,∠ABC=90°,∴BC=8,∵将该直角三角形纸片沿DE折叠,使点C与点B重合,∴BD=CD=BC=4,DE⊥BC,∵∠ABC=90°,∴DE∥AB,∴DE=AB=3,AE=AC=5,∴四边形ABDE的周长=AB+AE+DE+BD=6+5+3+4=18,故选C.【点评】此题考查了折叠的性质,勾股定理,三角形的中位线的性质,注意掌握折叠前后图形的对应关系.18.如图,梯形ABCD中,AD∥BC,AB=DC,∠DBC=45°,点E在BC上,点F在AB上,将梯形ABCD沿直线EF翻折,使得点B与点D重合.如果,那么的值是()A.B.C.D.【考点】翻折变换(折叠问题).【分析】根据对称的性质得到△BFE≌△DFE,得到DE=BE.根据已知条件得到∠DEB=90°,设AD=1,BC=4,过A作AG⊥BC于G,根据矩形的性质得到GE=AD=1,根据全等三角形的性质得到BG=EC=1.5,根据勾股定理得到AB=CD==5,通过△BDC∽△DEF,得到,求出BF=,于是得到结论.【解答】解:∵EF是点B、D的对称轴,∴△BFE≌△DFE,∴DE=BE.∵在△BDE中,DE=BE,∠DBE=45°,∴∠BDE=∠DBE=45°.∴∠DEB=90°,∴DE⊥BC.在等腰梯形ABCD中,∵,∴设AD=1,BC=4,过A作AG⊥BC于G,∴四边形AGED是矩形.∴GE=AD=1,∵Rt△ABG≌Rt△DCE,∴BG=EC=1.5,∴AG=DE=BE=2.5∴AB=CD==5,∵∠ABC=∠C=∠FDE,∵∠CDE+∠C=90°,∴∠FDE+∠CDE=90°∴∠FDB+∠BDC+∠FDB=∠FDB+∠DFE=90°,∴∠BDC=∠DFE,∵∠DEF=∠DBC=45°,∴△BDC∽△DEF,∴,∴DF=,∴BF=,∴AF=AB﹣BF=,∴=.故选B.【点评】此题考查等腰梯形的性质,翻折的性质,三角形全等的判定与性质,等腰直角三角形的性质,相似三角形的判定和性质等知识,注意结合图形,作出常用辅助线解决问题.19.如图,在边长为12的正方形ABCD中,E是边CD的中点,将△ADE沿AE对折至△AFE,延长EF交BC于点G.则BG的长为()A.5 B.4 C.3 D.2【考点】翻折变换(折叠问题).【分析】利用翻折变换对应边关系得出AB=AF,∠B=∠AFG=90°,利用HL定理得出△ABG≌△AFG即可;利用勾股定理得出GE2=CG2+CE2,进而求出BG 即可;【解答】解:在正方形ABCD中,AD=AB=BC=CD,∠D=∠B=∠BCD=90°,∵将△ADE沿AE对折至△AFE,∴AD=AF,DE=EF,∠D=∠AFE=90°,∴AB=AF,∠B=∠AFG=90°,又∵AG=AG,在Rt△ABG和Rt△AFG中,,∴Rt△ABG≌Rt△AFG(HL),∴BG=GF,∵E是边CD的中点,∴DE=CE=6,设BG=x,则CG=12﹣x,GE=x+6,∵GE2=CG2+CE2∴(x+6)2=(12﹣x)2+62,解得x=4∴BG=4.故选B.【点评】此题主要考查了全等三角形的判定和性质,勾股定理的综合应用以及翻折变换的性质,根据翻折变换的性质得出对应线段相等是解题关键.20.如图,在平面直角坐标系中,△ABC的三个顶点的坐标分别为A(﹣1,0),B(﹣2,3),C(﹣3,1).将△ABC沿y轴翻折得到△A′B′C′,则点B′的坐标为()A.(2,1)B.(2,3)C.(4,1)D.(0,2)【考点】翻折变换(折叠问题);坐标与图形性质.【分析】根据关于y轴对称的点的特点找到B',结合直角坐标系可得出点B′的坐标.【解答】解:∵将△ABC沿y轴翻折得到△A′B′C′,∴点B与点B′关于y轴对称,∴B′(2,3),故选B.【点评】本题考查了翻折变换﹣折叠问题,坐标与图形的关系,熟记关于y轴对称的点的特点是解答本题的关键.21.如图,△ABC周长为36cm,把其边AC对折,使点C、A重合,折痕交BC 边于点D,交AC边于点E,连结AD,若AE=6cm,则△ABD的周长是()A.24cm B.26cm C.28cm D.30cm【考点】翻折变换(折叠问题).【分析】根据翻折变换的性质可得AE=EC,AD=CD,然后求出△ABD的周长=AB+BC,代入数据计算即可得解.【解答】解:∵△ABC的边AC对折顶点C和点A重合,∴AE=EC,AD=CD,∴△ABD的周长=AB+BD+AD=AB+BD+CD=AB+BC,∵AE=6cm,∴AC=AE+EC=6+6=12,∵△ABC的周长为36cm,∴AB+BC=36﹣12=24cm,∴△ABD的周长是24cm.故选A.【点评】本题考查了翻折变换的性质,熟记翻折前后的两个图形能够完全重合得到相等的边是解题的关键.22.如图,矩形ABCD中,AB=8,把矩形沿直线AC折叠,点B落在点E处,AE交CD于点F,若AF=,则AD的长为()A.3 B.4 C.5 D.6【考点】翻折变换(折叠问题).【分析】根据平行线的性质和翻转变换的性质得到FD=FE,FA=FC,根据勾股定理计算即可.【解答】解:∵DC∥AB,∴∠FCA=∠CAB,又∠FAC=∠CAB,∴∠FAC=∠FCA,∴FA=FC=,∴FD=FE,∵DC=AB=8,AF=,∴FD=FE=8﹣=,∴AD=BC=EC==6,故选:D.【点评】本题考查的是翻转变换的性质,翻转变换是一种对称变换,它属于轴对称,折叠前后图形的形状和大小不变,位置变化,对应边和对应角相等.23.如图的实线部分是由Rt△ABC经过两次折叠得到的,首先将Rt△ABC沿BD折叠,使点C落在斜边上的点C′处,再沿DE折叠使点A落在DC′延长线上的点A′处,若图中,∠A=30°,BC=5cm,则折痕DE的长为()A.B.2C.2D.【考点】翻折变换(折叠问题).【分析】根据直角三角形两锐角互余求出∠ABC=60°,翻折前后两个图形能够互相重合可得∠BDC=∠BDC′,∠CBD=∠ABD=30°,∠ADE=∠A′DE,然后求出∠BDE=90°,再解直角三角形求出BD,然后求出DE即可.【解答】解:∵△ABC是直角三角形,∠A=30°,∴∠ABC=90°﹣30°=60°,∵将Rt△ABC沿BD折叠,使点C落在斜边上的点C′处,∴∠BDC=∠BDC′,∠CBD=∠ABD=∠ABC=30°,∵沿DE折叠点A落在DC′的延长线上的点A′处,∴∠ADE=∠A′DE,∴∠BDE=∠ABD+∠A′DE=×180°=90°,在Rt△BCD中,BD=BC÷cos30°=5÷=cm,在Rt△BDE中,DE=BD•tan30°=×=cm.故选:D.【点评】本题考查了翻折变换的性质,解直角三角形,熟记性质并分别求出有一个角是30°角的直角三角形是解题的关键.24.如图一直角三角形纸片,两直角边AC=6cm,BC=8cm,现将直角边AC沿直线AD折叠,使它落在斜边AB上,且与AE重合,则CD等于()A.2cm B.3cm C.4cm D.5cm【考点】翻折变换(折叠问题).【分析】首先根据题意得到:△AED≌△ACD;进而得到AE=AC=6,DE=CD;根据勾股定理求出AB=10;再次利用勾股定理列出关于线段CD的方程,问题即可解决.【解答】解:由勾股定理得:==10,由题意得:△AED≌△ACD,∴AE=AC=6,DE=CD(设为x);∠AED=∠C=90°,∴BE=10﹣6=4,BD=8﹣x;由勾股定理得:(8﹣x)2=42+x2,解得:x=3(cm),故选B.【点评】该命题主要考查了翻折变换及其应用问题;解题的关键是借助翻折变换的性质,灵活运用勾股定理、全等三角形的性质等几何知识来分析、判断、推理或解答.25.如图,在矩形ABCD中,AB=8,BC=4,将矩形沿AC折叠,点D落在点D′处,则重叠部分△AFC的面积为()A.6 B.8 C.10 D.12【考点】翻折变换(折叠问题).【分析】因为BC为AF边上的高,要求△AFC的面积,求得AF即可,求证△AFD′≌△CFB,得BF=D′F,设D′F=x,则在Rt△AFD′中,根据勾股定理求x,于是得到AF=AB﹣BF,即可得到结果.【解答】解:易证△AFD′≌△CFB,∴D′F=BF,设D′F=x,则AF=8﹣x,在Rt△AFD′中,(8﹣x)2=x2+42,解之得:x=3,∴AF=AB﹣FB=8﹣3=5,∴S△AFC=•AF•BC=10.故选C.【点评】本题考查了翻折变换﹣折叠问题,勾股定理的正确运用,本题中设D′F=x,根据直角三角形AFD′中运用勾股定理求x是解题的关键.26.如图,矩形ABCD中,AB=3,AD=9,将此矩形折叠,使点B与点D重合,折痕为EF,则△ABE的面积为()A.6 B.8 C.10 D.12【考点】翻折变换(折叠问题).【分析】根据折叠的条件可得:BE=DE,在直角△ABE中,利用勾股定理就可以求解.【解答】解:将此长方形折叠,使点B与点D重合,∴BE=ED.∵AD=AE+DE=AE+BE=9.∴BE=9﹣AE,根据勾股定理可知AB2+AE2=BE2.解得AE=4.∴△ABE的面积为3×4÷2=6.故选:A.【点评】本题考查了利用勾股定理解直角三角形的能力,即:直角三角形两直角边的平方和等于斜边的平方.27.如图所示,有一块直角三角形纸片,∠C=90°,AC=2,BC=,将斜边AB翻折,使点B落在直角边AC的延长线上的点E处,折痕为AD,则CE的长为()A.B.C.1 D.【考点】翻折变换(折叠问题).【分析】由有一块直角三角形纸片,∠C=90°,AC=2,BC=,利用勾股定理即可求得AB的长,然后由折叠的性质,求得AE的长,继而求得答案.【解答】解:∵∠C=90°,AC=2,BC=,∴AB==,由折叠的性质可得:AE=AB=,∴CE=AE﹣AC=.故选A.【点评】此题考查了折叠的性质以及勾股定理.注意掌握折叠前后图形的对应关系是解此题的关键.28.如图所示,折叠平行四边形的一边AD,使点A落在DC边上的点E处,已知AB=6,BC=4,则EC的长为()A.1 B.2 C.3 D.1.5【考点】翻折变换(折叠问题).【分析】利用平行四边形的对边相等得到AD=BC=4,DC=AB=6,再由折叠的性质得到DE=AD,由DC﹣DE求出EC的长即可.【解答】解:由折叠及平行四边形的性质得:AE=AD=BC=4,DC=AB=6,则EC=DC﹣DE=6﹣4=2,故选B.【点评】此题考查了翻折变换(折叠问题),以及平行四边形的性质,熟练掌握折叠的性质是解本题的关键.29.如图,正方形ABCD中,AB=12,点E在边BC上,BE=EC,将△DCE沿DE对折至△DFE,延长EF交边AB于点G,连接DG、BF,给出以下结论:。
自学资料一、图形的翻折、轴对称【知识探索】1.如果把一个图形沿某一条直线翻折,能与另一个图形重合,那么叫做这两个图形关于这条直线成轴对称,这条直线叫做对称轴,两个图形中的对应点叫做关于这条直线的对称点.【说明】(1)两个图形关于一条直线成轴对称,这两个图形对应线段的长度和对应角的大小相等,它们的形状相同,大小不变;(2)在成轴对称的两个图形中,分别联结两对对应点,取中点,联结两个中点所得的直线就是对称轴.2.把一个图形沿某一条直线翻折过来,直线两旁的部分能够相互重合,这个图形叫做轴对称图形,这条直线就是它的对称轴.【错题精练】第1页共26页自学七招之日计划护体神功:每日计划安排好,自学规划效率高非学科培训第2页 共26页 自学七招之提前完卷飞刀:考场控时莫紧张,跳跃答卷心不慌 非学科培训例1.如图,在△ABC 中,∠ACB=90°,AB=5,BC=3,P 是AB 边上的动点(不与点B 重合),将△BCP 沿CP 所在的直线翻折,得到△B′CP ,连接B′A ,则下列判断:①当AP=BP 时,AB′∥CP ;②当AP=BP 时,∠B′PC=2∠B′AC③当CP ⊥AB 时,AP=175;④B′A 长度的最小值是1.其中正确的判断是______ (填入正确结论的序号)【解答】解:①∵在△ABC 中,∠ACB=90°,AP=BP ,∴AP=BP=CP ,∠BPC=12(180°-∠APB′),由折叠的性质可得:CP=B′P ,∠CPB′=∠BPC=12(180°-∠APB′),∴AP=B′P ,∴∠AB′P=∠B′AP=12(180°-∠APB′),∴∠AB′P=∠CPB′,∴AB′∥CP ;故①正确;②∵AP=BP ,∴PA=PB′=PC=PB ,∴点A ,B′,C ,B 在以P 为圆心,PA 长为半径的圆上,∵由折叠的性质可得:BC=B′C , ∴BC ̂=B′C ̂,∴∠B′PC=2∠B′AC ;故②正确;③当CP ⊥AB 时,∠APC=∠ACB ,∵∠PAC=∠CAB ,∴△ACP ∽△ABC ,∴APAC =ACAB ,∵在Rt △ABC 中,由勾股定理可知:AC=√AB 2−BC 2=√52−32=4,∴AP=AC 2AB =165;故③错误;④由轴对称的性质可知:BC=CB′=3,∵CB′长度固定不变,∵AB'≥AC-CB'∴AB′的长度有最小值.AB′有最小值=AC-B′C=4-3=1.故④正确.故答案为:①②④.【答案】①②④例2.如图所示,现有一张边长为4的正方形纸片ABCD,点P为正方形AD边上的一点(不与点A、点D重合)将正方形纸片折叠,使点B落在P处,点C落在G处,PG交DC于H,折痕为EF,连接BP、BH.现给出以下四个命题(1)∠APB=∠BPH;(2)当点P在边AD上移动时,△PDH的周长不发生变化;(3)∠PBH=45°;(4)BP=BH.其中正确的命题是______.【解答】(1)证明:如图1,∵PE=BE,∴∠EBP=∠EPB.又∵∠EPH=∠EBC=90°,∴∠EPH-∠EPB=∠EBC-∠EBP.即∠PBC=∠BPH.又∵AD∥BC,∴∠APB=∠PBC.∴∠APB=∠BPH.故(1)正确;(2))△PHD的周长不变为定值8.第3页共26页自学七招之举一反三剑:总结归纳典型题,多种解法开脑洞非学科培训第4页 共26页 自学七招之提前完卷飞刀:考场控时莫紧张,跳跃答卷心不慌 非学科培训证明:如图2,过B 作BQ ⊥PH ,垂足为Q .由(1)知∠APB=∠BPH ,在△ABP 和△QBP 中,{∠APB =∠BPH∠A =∠BQP BP =BP∴△ABP ≌△QBP (AAS ).∴AP=QP ,AB=BQ .又∵AB=BC ,∴BC=BQ .又∵∠C=∠BQH=90°,BH=BH ,∴△BCH ≌△BQH .∴CH=QH .∴△PHD 的周长为:PD+DH+PH=AP+PD+DH+HC=AD+CD=8.故(2)正确;(3)解:∵△ABP ≌△QBP (AAS )、△BCH ≌△BQH .∴∠QBH=∠HBC ,∠ABP=∠PBQ ,∴∠PBH=∠PBQ+∠QBH=12∠ABC=45°.故(3)正确;(4)解:∵∠PBH=45°固定不变,∴当点P 在AD 上移动时,∠BPH 的度数不断发生变化,∴∠BPH 的度数与∠BHP 不一定相等,故BP 与BH 不一定相等.故答案为:(1)(2)(3).【答案】(1)(2)(3)例3.如图,把某矩形纸片ABCD 沿EF ,GH 折叠(点E ,H 在AD 边上,点F ,G 在BC 边上),使点B 和点C 落在AD 边上同一点P 处,A 点的对称点为A′点,D 点的对称点为D′点,若∠FPG =90°,△A′EP 的面积为4,△D′PH 的面积为1,则矩形ABCD 的面积等于【答案】例4.如图,在菱形紙片ABCD中,AB=2.将纸片折叠,使点B落在AD边上的点B′处(不与A,D重合),点C落在C′处,线段B′C′与直线CD交于点G,折痕为EF,则下列说法①若∠A=90,B′为AD中点时,AE=34②若∠A=60°,B′为AD中点时,点E恰好是AB的中点③若∠A=60°,C′F⊥CD时,CFFD =√3−12其中正确的是()第5页共26页自学七招之举一反三剑:总结归纳典型题,多种解法开脑洞非学科培训第6页 共26页 自学七招之提前完卷飞刀:考场控时莫紧张,跳跃答卷心不慌 非学科培训A. ①②B. ①③C. ②③D. ①②③【解答】解:①∵∠A=90°,四边形ABCD 是菱形,∴四边形ABCD 是正方形,∴AB=AD ,∵B′为AD 中点时,∴AB'=1,设AE=x ,则B'E=BE=2-x ,在Rt △AB'E 中,由勾股定理得:12+x 2=(2-x )2,解得:x=34,①正确; ②连接BD 、BE',如图:∵∠A=60°,AB=AD ,∴△ABD 是等边三角形,∴∠ABD=60°,∵B′为AD 中点,∴∠AB'B=90°,∠ABB'=30°∵BE=B'E ,∴∠BB'E=∠ABB'=30°,∴∠AB'E=60°,∴△AB'E 是等边三角形,∴AE=B'E=BE ,∴点E 是AB 的中点,②正确;③设CF=x ,由折叠的性质得:C'F=CF=x ,∠C'=∠C=∠A=60°,∵C′F ⊥CD ,∴∠C'GF=30°,∴C'G=2C'F=2x ,GF=√3C'F=√3x ,∴DG=CD-GF-CF=2-√3x-x ,∵∠D=180°-∠A=120°,∠DGB'=∠C'GF=30°,∴∠DB'G=30°,∴DB'=DG ,设BD 交B'C'于H ,则B'H=GH=12B'G=12(2-2x )=1-x ,∴DG=2(1−x )√3,∴2(1−x )√3=2-√3x-x , 解得:x=4-2√3,∴CF=4-2√3,FD=2-(4-2√3)=2√3-2,∴CF FD =√3−12,③正确; 故选:D .【答案】D例5.如图,以半圆的一条弦BC为对称轴将弧BC折叠后与直径AB交于点D,若AD=4,BD=8,则CB的长为__________【解答】第7页共26页自学七招之举一反三剑:总结归纳典型题,多种解法开脑洞非学科培训【答案】例6.如图,矩形ABCD中,BC=3,且BC>AB,E为AB边上任意一点(不与A,B重合),设BE=t,将△BCE沿CE对折,得到△FCE,延长EF交CD的延长线于点G,则tan∠CGE= (用含t的代数式表示).【解答】解:如图连接BF交EC于O,作EM⊥CD于M,∵∠EMC=∠EBC=∠BCM=90°,∴四边形EBCM是矩形,∴CM=EB=t,EM=BC=3,在RT△EBC中,∵EB=t,BC=3,∴EC=√t2+32=√t2+9,∵EB=EF,CB=CF,∴EC垂直平分BF,∵12•EC•BO=12•EB•BC,∴BO=3t√t2+9,BF=2BO=6t√t2+9∵∠AEF+∠BEF=180°,∠BEF+∠BCF=180°,∴∠AEF=∠BCF,∵AB∥CD,∴∠BEC=∠ECG=∠CEF,∠AEF=∠G=∠BCF ∴GE=GC,∴∠GCE=∠GEC=∠CFB=∠CBF,∴△CBF∽△GCE,∴GCBC =ECBF,第8页共26页自学七招之提前完卷飞刀:考场控时莫紧张,跳跃答卷心不慌非学科培训∴GC=t 2+92t,GM=GC-CM=9−t22t,∴tan∠CGE=EMGM =6t9−t2.故答案为6t9−t2.【答案】6t9−t2例7.阅读下面材料:在学习小组活动中,小明探究了下面问题:菱形纸片ABCD的边长为2,折叠菱形纸片,将B、D两点重合在对角线BD上的同一点处,折痕分别为EF、GH.当重合点在对角线BD上移动时,六边形AEFCHG的周长的变化情况是怎样的?小明发现:若∠ABC=60°,①如图1,当重合点在菱形的对称中心O处时,六边形AEFCHG的周长为______;②如图2,当重合点在对角线BD上移动时,六边形AEFCHG的周长______(填“改变”或“不变”).请帮助小明解决下面问题:如果菱形纸片ABCD边长仍为2,改变∠ABC的大小,折痕EF的长为m.(1)如图3,若∠ABC=120°,则六边形AEFCHG的周长为______;(2)如图4,若∠ABC的大小为2α,则六边形AEFCHG的周长可表示为______.【解答】解:①如图1,当重合点在菱形的对称中心O处时,由题意可知△BEF和△DGH是等边三角形,∴EF+AE+AG+GH+CH+CF=BE+AE+AG+GD+DH+CH=2+2+2=6.∴六边形AEFCHG的周长为6;②如图2,当重合点在对角线BD上移动时,由题意可知△BEF和△DGH是等边三角形,∴EF+AE+AG+GH+CH+CF=BE+AE+AG+GD+DH+CH=2+2+2=6.∴六边形AEFCHG的周长为6.故六边形AEFCHG的周长不变.(1)如图3,若∠ABC=120°,由题意可知EF+GH=AC,则六边形AEFCHG的周长为2×2+2×sin60°×2=4+2√3;(2)如图4,若∠ABC的大小为2α,由题意可知EF+GH=AC,则六边形AEFCHG的周长可表示为2×2+2×sinα×2=4+4sinα.故答案为:①6;②不变.(1)4+2√3;(2)4+4sinα.第9页共26页自学七招之举一反三剑:总结归纳典型题,多种解法开脑洞非学科培训【答案】6不变4+2√34+4sinα例8.已知边长为3的正方形ABCD中,点E在射线BC上,且BE=2CE,连接AE交射线DC于点F,若△ABE沿直线AE翻折,点B落在点B1处.(1)如图1,若点E在线段BC上,求CF的长;(2)求sin∠DAB1的值;(3)如果题设中“BE=2CE”改为“BECE=x”,其它条件都不变,试写出△ABE翻折后与正方形ABCD公共部分的面积y与x的关系式及自变量x的取值范围(只要写出结论,不需写出解题过程).【解答】(1)解:∵AB∥DF,∴ABCF =BECE,∵BE=2CE,AB=3,∴3CF =2CECE,∴CF=32;(2)解:①若点E在线段BC上,如图1,设直线AB1与DC相交于点M.由题意翻折得:∠1=∠2.∵AB∥DF,∴∠1=∠F,∴∠2=∠F,∴AM=MF.设DM=x,则CM=3−x.又∵CF=1.5,∴AM=MF=92−x,在Rt△ADM中,AD2+DM2=AM2,∴32+x2=(92−x)2,∴x=54,∴DM=54,AM=134,第10页共26页自学七招之提前完卷飞刀:考场控时莫紧张,跳跃答卷心不慌非学科培训∴sin∠DAB1=DMAM =513;②若点E在边BC的延长线上,如图2,设直线AB1与CD延长线相交于点N.同理可得:AN=NF.∵BE=2CE,∴BC=CE=AD.∵AD∥BE,∴ADCE =DFFC,∴DF=FC=32,设DN=x,则AN=NF=x+32.在Rt△ADN中,AD2+DN2=AN2,∴32+x2=(x+32)2,∴x=94.∴DN=94,AN=154sin∠DAB1=DNAN=35;(3)解:若点E在线段BC上,y=9x2x+2,定义域为x>0;若点E在边BC的延长线上,y=9x−92x,定义域为x>1.【答案】(1)32;(2)①513,②35;(3)略.【举一反三】1.如图,已知△ABC中,AB=8,BC=7,AC=6,E是AB的中点,F是AC边上一个,综上所述,EF的长为72或143.72或1432.如图,在菱形纸片ABCD中,AB=4,∠A=60°,将菱形纸片翻折,使点A落在CD边的中点E处,折痕为FG,点F、G分别在边AB、AD上,则GE=______,EF=______.【解答】解:如图过点E作EH⊥AD于H,EN⊥AB于N,过点A作AM⊥CD于M∵ABCD是菱形,∴AB∥CD,AD=AB=CD=AB=4∴∠ADM=∠BAD=∠HDE=60°∵E是CD中点∴DE=2在Rt△DHE,中,DE=2,HE⊥DH,∠HDE=60°∴DH=1,HE=√3∵折叠∴AG=GE,AF=EF在Rt△HGE中,GE2=GH2+HE 2∴GE2=(4-GE+1)2+3∴GE=2.8在Rt△AMD中,AD=4,AM⊥DM,∠ADM=60°∴MD=2,AM=2√3∵AB∥CD,AM∥EN∴AMEN是平行四边形且AM⊥CD∴AMEN是矩形∴AN=ME=2+2=4,(即N与B重合)AM=EN=2√3在Rt△FBE中,EF2=EN2+FB 2EF2=(4-EF)2+12EF=3.5【答案】2.83.53.折叠矩形纸片ABCD时,发现可以进行如下操作:①把△ADE翻折,点A落在DC边上的点F处,折痕为DE,点E在AB边上;②把纸片展开并铺平;③把△CDG翻折,点C落在线段AE上的点H处,折痕为DG,点G在BC边上,若AB=AD+2,EH=1,则AD=______.【解答】解:设AD=x,则AB=x+2,∵把△ADE翻折,点A落在DC边上的点F处,∴DF=AD,EA=EF,∠DFE=∠A=90°,∴四边形AEFD为正方形,∴AE=AD=x,∵把△CDG翻折,点C落在线段AE上的点H处,折痕为DG,点G在BC边上,∴DH=DC=x+2,∵HE=1,∴AH=AE-HE=x-1,在Rt△ADH中,∵AD2+AH2=DH2,∴x2+(x-1)2=(x+2)2,整理得x2-6x-3=0,解得x1=3+2√3,x2=3-2√3(舍去),即AD的长为3+2√3.故答案为3+2√3.【答案】3+2√34.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.【答案】√2:1 .5.如图,AC是矩形ABCD的对角线,⊙O是△ABC的内切圆,现将矩形ABCD按如图所示的方式折叠,使点D与点O重合,折痕为FG,点F,G分别在AD,BC上,连接OG,DG,若OG⊥DG,且⊙O 的半径长为1,则下列结论不成立的是()A. CG=1B. 矩形ABCD的面积为6+4√3C. ∠ACB=30°D. AF=2√3【解答】解:如图,设⊙O 与BC 的切点为M ,连接MO 并延长MO 交AD 于点N ,∵将矩形ABCD 按如图所示的方式折叠,使点D 与点O 重合,折痕为FG ,∴OG=DG ,∵OG ⊥DG ,∴∠MGO+∠DGC=90°,∵∠MOG+∠MGO=90°,∴∠MOG=∠DGC ,在△OMG 和△GCD 中,{∠OMG =∠DCG =90°∠MOG =∠DGC OG =DG,∴△OMG ≌△GCD ,∴OM=GC=1,CD=GM=BC-BM-GC=BC-2.故A 正确,∵AB=CD ,∴BC-AB=2.设AB=a ,BC=b ,AC=c ,⊙O 的半径为r ,⊙O 是Rt △ABC 的内切圆可得r=12(a+b-c ),∴c=a+b-2.在Rt △ABC 中,由勾股定理可得a 2+b 2=(a+b-2)2,整理得2ab-4a-4b+4=0,又∵BC-AB=2即b=2+a ,代入可得2a (2+a )-4a-4(2+a )+4=0,解得a 1=1+√3,a 2=1-√3(舍去),∴a=1+√3,b=3+√3,∴S 矩形ABCD =AB•BC=6+4√3,故B 正确,∴tan ∠ACB=AB BC =√33,∴∠ACB=30°,故C 正确,再设DF=x ,在Rt △ONF 中,FN=3+√3-1-x ,OF=x ,ON=1+√3-1=√3,由勾股定理可得(2+√3-x )2+(√3)2=x 2,解得x=4-√3,∴AF=AD-DF=2√3-1,故D 错误,故选:D .【答案】D6.如图,在⊙O 中,将AB̂沿弦AB 翻折交半径AO 的延长线于点D ,延长BD 交⊙O 于点C ,AC 切ADB ̂所在的圆于点A ,则tan ∠C 的值是( )A. √3B. 43C. 2+√3D. 1+√2【解答】解:作点D关于AB的对称点H,连接AH,BH,CH.根据对称性可知,ADB̂所在圆的圆心在直线AH上,∵AC切ADB̂所在的圆于点A,∴AC⊥AH,∴∠CAH=90°,∴CH是⊙O的直径,∴∠CBH=90°,∴∠ABD=∠ABH=45°,∴∠AHC=∠ABC=45°,∴∠ACH=∠AHC=45°,∴AC=AH,∵OC=OH,∴AD垂直平分线段CH,∴DC=DH,∴∠DCH=∠DHC,∵BD=BH,∴∠BDH=∠BHD=45°,∵∠BDH=∠DCH+∠DHC,∴∠DCH=22.5°,∴∠ACD=∠CHB=67.5°,设BD=BH=a,则CD=DH=√2a,∴tan∠ACB=tan∠CHB=BCBH =a+√2aa=1+√2,故选:D.【答案】D7.半径为2的圆弧形纸片按如图方式折叠,使对折后半圆弧的中点M与圆心O重合,则图中阴影部分的面积是______.【解答】解:如图,连接OM交AB于点C,连接OA、OB,由题意知,OM⊥AB,且OC=MC=1,在Rt△AOC中,∵OA=2,OC=1,∴cos∠AOC=OCOA =12,AC=√OA2−OC2=√3∴∠AOC=60°,AB=2AC=2√3,∴∠AOB=2∠AOC=120°,则S弓形ABM=S扇形OAB-S△AOB=120π×22360-12×2√3×1=4π3-√3,S阴影=S半圆-2S弓形ABM=1 2π×22-2(4π3-√3)=2√3−23π.故答案为:2√3−23π.【答案】2√3−23π8.如图,将矩形ABCD沿EF折叠,使顶点C恰好落在AB边的C1处,点D落在点D1处,C1D1交线段AE于点G.(1)求证:△BC1F∽△AGC1;(2)若C1是AB的中点,AB=6,BC=9,求AG的长.1.如图,在四边形纸片ABCD中,AB=BC,AD=CD,∠A=∠C=90°,∠B=150°,将纸片先沿直线BD 对折,再将对折后的图形沿从一个顶点出发的直线裁剪,剪开后的图形打开铺平,若铺平后的图形中有一个是面积为2的平行四边形,则BC= .【解答】解:如图1所示:作AE∥BC,延长AE交CD于点N,过点B作BT⊥EC于点T,当四边形ABCE为平行四边形,∵AB=BC,∴四边形ABCE是菱形,∵∠A=∠C=90°,∠B=150°,BC∥AN,∴∠ADC=30°,∠BAN=∠BCE=30°,则∠NAD=60°,∴∠AND=90°,∵四边形ABCE面积为2,∴设BT=x,则BC=EC=2x,故2x×x=2,解得:x=1(负数舍去),故BC=2;如图2,当四边形BEDF是平行四边形,∵BE=BF,∴平行四边形BEDF是菱形,∵∠A=∠C=90°,∠B=150°,∴∠ADB=∠BDC=15°,∵BE=DE,∴∠AEB=30°,∴设AB=y,则BE=2y,∵四边形BEDF面积为2,∴AB×DE=2y2=2,解得:y=1,故BC=1,综上所述:BC=2或1.故答案为:2或1.【答案】2或1̂沿BD翻折,点C的对称点C′恰好落在AB 2.如图,已知半圆的内接四边形ABCD,AB是直径,DCB上.若AC′=4,C′B=5,则BD的长是()A. 4√3B. 3√7C. 7D. 8【解答】解:作DE⊥AB于E,连接DC′,由折叠的性质可知,CD=C′D,∠CBD=∠C′BD,∴DA=DC,∴AD=C′D,又DE⊥AB,∴AE=EC′=2,∴EB=7,由射影定理得,DE2=AE•EB=14,在Rt△DEB中,BD2=DE2+BE2=63,∴BD=3√7,故选:B.【答案】B3.如图,正方形ABCD中,AB=3,点E在边CD上,且CD=3DE,将△ADE沿AE对折至△AFE,延长EF交边BC于点G,连接AG、CF.下列结论:①点G是BC中点;②FG=FC;③与∠AGB相等的角有5个;④S△FGC=910.其中正确的是()A. ①③B. ②③C. ①④D. ②④【解答】解:∵正方形ABCD中,AB=3,CD=3DE,∴DE=13×3=1,CE=3-1=2,∵△ADE沿AE对折至△AFE,∴AD=AF,EF=DE=1,∠AFE=∠D=90°,∴AB=AF=AD,在Rt△ABG和Rt△AFG中,{AG=AGAB=AF,∴Rt△ABG≌Rt△AFG(HL),∴BG=FG,设BG=FG=x,则EG=EF+FG=1+x,CG=3-x,在Rt△CEG中,EG2=CG2+CE2,即(1+x)2=(3-x)2+22,解得,x=32,∴CG=3-32=3 2,∴BG=CG=32,即点G是BC中点,故①正确;∵tan∠AGB=ABBG =332=2,∴∠AGB≠60°,∴∠CGF≠180°-60°×2≠60°,又∵BG=CG=FG,∴△CGF不是等边三角形,∴FG≠FC,故②错误;由(1)知Rt △ABG ≌Rt △AFG ,∴∠AGB=∠AGF=12∠BGF ,根据三角形的外角性质,∠GCF+∠GFC=∠AGB+∠AGF ,∴∠GCF=∠GFC=∠AGB ,∵AD ∥BC ,∴∠AGB=∠GAD ,∴与∠AGB 相等的角有4个,故③错误;△CGE 的面积=12CG•CE=12×32×2=32, ∵EF :FG=1:32=2:3,∴S △FGC =32+3×32=910,故④正确; 综上所述,正确的结论有①④.故选:C .【答案】C4.如图,在矩形ABCD 中,AB=2,AD=5,点P 在线段BC 上运动,现将纸片折叠,使点A 与点P 重合,得折痕EF (点E 、F 为折痕与矩形边的交点),设BP=x ,当点E 落在线段AB 上,点F 落在线段AD 上时,x 的取值范围是______.【解答】解:如图;①当F 、D 重合时,BP 的值最小;根据折叠的性质知:AF=PF=5;在Rt △PFC 中,PF=5,FC=2,则PC=√21;∴BP 的最小值为5-√21;②当E 、B 重合时,BP 的值最大;由折叠的性质可得AB=BP=2,即BP的最大值为2.所以x的取值范围是5-√21≤x≤2.故答案为:5-√21≤x≤2.【答案】5-√21≤x≤25.如图,现有边长为5的正方形纸片ABCD,点P为AD边上的一点(不与点A、点D重合)将正方形纸片折叠,使点B落在点P处,点C落在点G处,PG交DC于点H,折痕为EF连结BP,BH.当AP=2时,PH=______.【解答】解:设AE=x,则BE=5-x.由翻折的性质可知:BE=PE=x,∠APG=∠ABC=90°.∴∠APE+∠DPH=90°.∵∠AEP+∠APE=90°,∴∠AEP=∠DPH.又∵∠A=∠D=90°,∴△APE∽△DHP.在Rt△APE中,PE2=AE2+AP2,即(5-x)2=x2+22,解得x=2.1.则PE=5-2.1=2.9.∵△APE∽△DHP,∴EPPH =AEPD,即2.9PH=2.13,解得:PH=297.故答案为:297.【答案】2976.如图,矩形纸片ABCD中,AD=15cm,AB=10cm,点P、Q分别为AB、CD的中点,E、G分别为BC、PQ上的点,将这张纸片沿AE折叠,使点B与点G重合,则△AGE的外接圆的面积为______.【解答】解:由翻折的性质得,AG=AB,∠GAE=∠BAE,∵点P、Q分别为AB、CD的中点,∴AP=12AB,∴AP=12AG,∴∠AGP=30°,∴∠PAG=90°-∠AGP=90°-30°=60°,∴∠BAE=12∠PAG=12×60°=30°,在Rt△ABE中,AE=AB÷cos30°=10÷√32=20√33cm,∴△AGE的外接圆的面积=π(AE2)2=π(12×20√33)2=1003πcm2.故答案为:1003πcm2.【答案】1003πcm27.如图,矩形ABCD中,AD=10,AB=8,点E为边DC上一动点,连接AE,把△ADE沿AE折叠,使点D落在点D′处,当△DD′C是直角三角形时,DE的长为______.【解答】解:∵△ADE沿AE折叠,使点D落在点D′处,∴DE=D′E,AD=AD′=10,当∠DD′C=90°时,如图1,∵DE=D′E,∴∠1=∠2,∵∠1+∠4=90°,∠2+∠3=90°,∴∠3=∠4,∴ED′=EC,CD=4;∴DE=EC=12当∠DCD′=90°时,则点D′落在BC上,如图2,设DE=x,则ED′=x,CE=8-x,∵AD′=AD=10,∴在Rt△ABD′中,BD′=√102−82=6,∴CD′=4,在Rt△CED′中,(8-x)2+42=x2,解得x=5,即DE的长为5,综上所述,当△DD′C是直角三角形时,DE的长为4或5.故答案为4或5.【答案】4或5。
专项07 半角模型综合应用模型一等角=要三角形中得半角模型模型二正方形中的半角模型应用:①利用旋转构造全等三角形;②利用翻折构造全等三角形。
【类型一:等腰三角形中的半角模型】【典例1】旋转变换是解决数学问题中一种重要的思想方法,通过旋转变换可以将分散的条件集中到一起,从而方便解决问题.已知,△ABC中,AB=AC,∠BAC=α,点D、E 在边BC上,且.(1)如图a,当α=60°时,将△AEC绕点A顺时针旋转60°到△AFB的位置,连结DF.①∠DAF= ;②求证:DF=DE;(2)如图b,当α=90°时,猜想BD、DE、CE的数量关系,并说明理由.【解答】(1)①解:由旋转知,AF=AE,∠BAF=∠CAE,∠EAF=60°,∵∠DAE=α,∠BAC=α=60°,∴∠DAE=×60°=30°,∴∠CAE+∠BAD=∠BAC﹣∠DAE=30°,∴∠DAF=∠BAD+∠BAF=∠BAD+∠CAE=30°,故答案为:30°;②证明:由①知,AF=AE,∠DAF=∠DAE=30°,∵AB=AC,∴△DAF≌△DAE(SAS),∴DF=DE;(2)解:DE2=BD2+CE2,理由如下:如图,将△AEC绕点A顺时针旋转90°到△AFB的位置,连结DF,∴AF=AE,∠EAF=90°=∠BAC,∴∠BAF=∠CAE,∴△BAF≌△CAE(SAS),∴BF=CE,∠ABF=∠ACE,在Rt△ABC中,∠C=∠ABC=45°,∴∠ABF=45°,∴∠DBF=90°,根据勾股定理得,DF2=BD2+BF2,∴DF2=BD2+CE2,同(1)②的方法得,DF=DE,∴DE2=BD2+CE2.【变式1】已知∠MBN=60°,等边△BEF与∠MBN顶点B重合,将等边△BEF绕顶点B 顺时针旋转,边EF所在直线与∠MBN的BN边相交于点C,并在BM边上截取AB=BC,连接AE.(1)将等边△BEF旋转至如图①所示位置时,求证:CE=BE+AE;(2)将等边△BEF顺时针旋转至如图②、图③位置时,请分别直接写出AE,BE,CE 之间的数量关系,不需要证明;(3)在(1)和(2)的条件下,若BF=4,AE=1,则CE= 3或5 .【解答】(1)证明:∵△BEF为等边三角形,∴BE=EF=BF,∠EBF=60°,∴∠EBA+∠ABF=60°,∵∠MBN=60°,∴∠CBF+∠ABF=60°,∴∠EBA=∠CBF,在△ABE与△CBF中,,∴△ABE≌△CBF(SAS),∴AE=CF,∵CE=EF+CF,∴CE=BE+AE;(2)解:图②结论为CE=BE﹣AE,图③结论为CE=AE﹣BE,图②的理由如下:∵△BEF为等边三角形,∴BE=EF=BF,∠EBF=60°,∴∠EBA+∠ABF=60°,∵∠MBN=60°,∴∠CBF+∠ABF=60°,∴∠EBA=∠CBF,在△ABE与△CBF中,,∴△ABE≌△CBF(SAS),∴AE=CF,∵CE=EF﹣CF,∴CE=BE﹣AE,图③的利用如下:∵△BEF为等边三角形,∴BE=EF=BF,∠EBF=60°,∴∠EBA+∠ABF=60°,∵∠MBN=60°,∴∠CBF+∠ABF=60°,∴∠EBA=∠CBF,在△ABE与△CBF中,,∴△ABE≌△CBF(SAS),∴AE=CF,∵CE=CF﹣EF,∴CE=AE﹣BE;(3)解:在(1)条件下,CE=BE+AE=BF+AE=4+1=5;在(2)条件下,CE=BE﹣AE=BF﹣AE=4﹣1=3,综上所述,CE=3或5,故答案为:3或5.【典例2】等边△ABC,D为△ABC外一点,∠BDC=120°,BD=DC,∠MDN=60°,射线DM与直线AB相交于点M,射线DN与直线AC相交于点N,①当点M、N在边AB、AC上,且DM=DN时,直接写出BM、NC、MN之间的数量关系.②当点M、N在边AB、AC上,且DM≠DN时,猜想①中的结论还成立吗?若成立,请证明.③当点M、N在边AB、CA的延长线上时,请画出图形,并写出BM、NC、MN之间的数量关系.【解答】解①BM、NC、MN之间的数量关系BM+NC=MN.②猜想:结论仍然成立.证明:在CN的反向延长线上截取CM1=BM,连接DM1.∵∠MBD=∠M1CD=90°,BD=CD,∴△DBM≌△DCM1,∴DM=DM1,∠MBD=∠M1CD,M1C=BM,∵∠MDN=60°,∠BDC=120°,∴∠M1DN=∠MDN=60°,∴△MDN≌△M1DN,∴MN=M1N=M1C+NC=BM+NC,③证明:在CN上截取CM1=BM,连接DM1.可证△DBM≌△DCM1,∴DM=DM1,可证∠CDN=∠MDN=60°,∴△MDN≌△M1DN,∴MN=M1N,∴NC﹣BM=MN.【变式2】(1)问题背景:如图①,在四边形ABCD中,AB=AD,∠BAD=120°,∠B=∠ADC=90°,E,F分别是BC、CD上的点,且∠EAF=60°.探究图中线段BE,EF,FD之间的数量关系.小明同学探究此问题的方法是,延长FD到点G,使DG=BE,连接AG,先证明△ABE ≌ADG,再证明△AEF≌△AGF,可得出结论,他的结论应是 ;(2)探索延伸:如图②,若在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°.E,F分别是BC,CD上的点,且∠EAF=∠BAD,上述结论是否仍然成立,请说明理由;(3)实际应用:如图③,在某次军事演习中,舰艇甲在指挥中心O北偏西30°的A处,舰艇乙在指挥中心南偏东70°的B处,并且两舰艇到指挥中心的距离相等,接到行动指令后,舰艇甲向正东方向以60海里/小时的速度前进,舰艇乙沿北偏东50°的方向以80海里/小时的速度前进,2小时后,指挥中心观测到甲、乙两舰艇分别到达E,F处,当∠EOF=70°时,两舰艇之间的距离是 海里.【解答】解:(1)EF=BE+DF,证明如下:在△ABE和△ADG中,,∴△ABE≌△ADG(SAS),∴AE=AG,∠BAE=∠DAG,∵∠EAF=∠BAD,∴∠GAF=∠DAG+∠DAF=∠BAE+∠DAF=∠BAD﹣∠EAF=∠EAF,∴∠EAF=∠GAF,在△AEF和△GAF中,,∴△AEF≌△AGF(SAS),∴EF=FG,∵FG=DG+DF=BE+DF,∴EF=BE+DF;故答案为EF=BE+DF.(2)结论EF=BE+DF仍然成立;理由:延长FD到点G.使DG=BE.连接AG,如图②,在△ABE和△ADG中,,∴△ABE≌△ADG(SAS),∴AE=AG,∠BAE=∠DAG,∵∠EAF=∠BAD,∴∠GAF=∠DAG+∠DAF=∠BAE+∠DAF=∠BAD﹣∠EAF=∠EAF,∴∠EAF=∠GAF,在△AEF和△GAF中,,∴△AEF≌△AGF(SAS),∴EF=FG,∵FG=DG+DF=BE+DF,∴EF=BE+DF;(3)如图③,连接EF,延长AE、BF相交于点C,∵∠AOB=30°+90°+(90°﹣70°)=140°,∠EOF=70°,∴∠EOF=∠AOB,又∵OA=OB,∠OAC+∠OBC=(90°﹣30°)+(70°+50°)=180°,∴符合探索延伸中的条件,∴结论EF=AE+BF成立,即EF=2×(60+80)=280海里.答:此时两舰艇之间的距离是280海里;故答案为:280;【类型二:正方形中的半角模型】【典例3】已知:正方形ABCD中,∠MAN=45°,∠MAN绕点A顺时针旋转,它的两边分别交CB、DC(或它们的延长线)于点M、N.(1)如图1,当∠MAN绕点A旋转到BM=DN时,有BM+DN=MN.当∠MAN绕点A 旋转到BM≠DN时,如图2,请问图1中的结论还是否成立?如果成立,请给予证明,如果不成立,请说明理由;(2)当∠MAN绕点A旋转到如图3的位置时,线段BM,DN和MN之间有怎样的等量关系?请写出你的猜想,并证明.【解答】解:(1)图1中的结论仍然成立,即BM+DN=MN,理由为:如图2,在MB的延长线上截取BE=DN,连接AE,∵四边形ABCD是正方形,∴AD=AB,∠D=∠DAB=∠ABC=∠ABE=90°,∵在△ABE和△ADN中,∴△ABE≌△ADN(SAS).∴AE=AN;∠EAB=∠NAD,∵∠DAB=90°,∠MAN=45°,∴∠DAN+∠BAM=45°,∴∠EAM=∠BAM+∠EAB=45°=∠MAN,∵在△AEM和△ANM中,∴△AEM≌△ANM(SAS),∴ME=MN,∴MN=ME=BE+BM=DN+BM,即DN+BM=MN;(2)猜想:线段BM,DN和MN之间的等量关系为:DN﹣BM=MN.证明:如图3,在DN上截取DE=MB,连接AE,∵由(1)知:AD=AB,∠D=∠ABM=90°,BM=DE,∴△ABM≌△ADE(SAS).∴AM=AE;∠MAB=∠EAD,∵∠MAN=45°=∠MAB+∠BAN,∴∠DAE+∠BAN=45°,∴∠EAN=90°﹣45°=45°=∠MAN,∵在△AMN和△AEN中,∴△AMN≌△AEN(SAS),∴MN=EN,∵DN﹣DE=EN,∴DN﹣BM=MN.【变式3】【感知】如图①,点M是正方形ABCD的边BC上一点,点N是CD延长线上一点,且MA⊥AN,易证△ABM≌△ADN,进而证得BM=DN(不要求证明)【应用】如图②,在正方形ABCD中,点E、F分别在边BC、CD上,且∠EAF=45°.求证:BE+DF=EF.【拓展】如图③,在四边形ABCD中,AB=AD,∠BAD=90°,∠ABC+∠ADC=180°,点E、F分别在边BC、CD上,且∠EAF=45°,若BD=3,EF=1.7,则四边形BEFD的周长为 .【解答】【应用】如图②中,过点A作AG⊥AE交CD延长线于点G.∵四边形ABCD为正方形,∴AB=AD,∠B=∠BAD=∠ADC=90°.∴∠B=∠ADG=90°,∠BAE+∠EAD=90°.∵AG⊥AE,∴∠DAG+∠EAD=90°.∴∠BAE=∠DAG.在△ABE和△ADG中,,∴△ABE≌△ADG.∴AE=AG,BE=DG.∵∠EAF=45°,AG⊥AE,∴∠EAF=∠GAF=45°.在△FAE和△FAG中,,∴△AEF≌△AGF.∴EF=FG.∵FG=DF+DG=DF+BE,∴BE+DF=EF【拓展】如图③中,过点A作AG⊥AE交CD延长线于点G.∵AB=AD,∠ABC+∠ADC=180°,∠ADG+∠ADC=180°∴∠ABE=∠ADG,∵AG⊥AE,∴∠DAG+∠EAD=90°.∵∠BAE+∠EAD=90°∴∠BAE=∠DAG.在△ABE和△ADG中,,∴△ABE≌△ADG.∴AE=AG,BE=DG.∵∠EAF=45°,AG⊥AE,∴∠EAF=∠GAF=45°.在△FAE和△FAG中,,∴△AEF≌△AGF.∴EF=FG.∵FG=DF+DG=DF+BE,∴BE+DF=EF.∴四边形BEFD的周长为EF+(BE+DF)+DB=1.7+1.7+3=6.4,故答案为6.41.如图,△ABC为等边三角形,AE=CD,AD,BE相交于点P,BQ⊥AD于点Q,PQ=3,PE=1.(1)求证:∠ABE=∠CAD;(2)求BP和AD的长.【解答】(1)证明:∵△ABC为等边三角形,∴AB=CA,∠BAE=∠C=60°,在△ABE和△CAD中,∴△ABE≌△CAD(SAS),∴∠ABE=∠CAD;(2)解:在△ABP中,∠BPQ=∠ABP+∠BAP,∵∠ABE=∠CAD,∴∠BPQ=∠ABP+∠BAP=∠CAD+∠BAP=∠BAC=60°,∵BQ⊥AD,PQ=3,PE=1.在Rt△BPQ中,∠BPQ=60°,则∠PBQ=30°.∴BP=2PQ=6,∴BE=BP+PE=7.由(1)△ABE≌△CAD,∴AD=BE=7.即BP和AD的长为6和7.2.如图,△ABC是等边三角形,D是边BC上一点(点D不与点B,C重合),作∠EDF=60°,使角的两边分别交边AB,AC于点E,F,且BD=CF.(1)如图①,若DE⊥BC,则∠DFC= 度;(2)如图②,D是边BC上一点(点D不与点B,C重合),求证:BE=CD;(3)如图③,若D是边BC的中点,且AB=2,则四边形AEDF的周长为 .【解答】解:(1)∵△ABC是等边三角形,∴∠B=∠C=60°,∵DE⊥BC,即∠BDE=90°,∠EDF=60°,∴∠BED=∠CDF=30°,∴∠DFC=90°,故答案为:90;(2)∵△ABC是等边三角形,∴∠B=∠C=60°,∵∠EDF+∠CDF=∠B+∠BED,且∠EDF=60°,∴∠CDF=∠BED,在△BDE和△CFD中,,∴△BDE≌△CFD(AAS),∴BE=CD;(3)∵△ABC是等边三角形,AB=2,∴∠B=∠C=60°,AB=BC=AC=2,∵D为BC中点,且BD=CF,∴BD=CD=CF=AF=1,由(2)知△BDE≌△CFD,∴BE=CD=1,DE=DF,∵∠B=60°,∴△BDE是等边三角形,∴DE=DF=1,则四边形AEDF的周长为AE+DE+DF+AF=4,故答案为:4.3.如图1,在△ABC中,∠ABC=∠ACB=60°,△BDC是等腰三角形且BD=CD,∠BDC=120°,以D为顶点作∠MDN=60°,交边AB,AC于M,N两点,延长AC到点E,使得CE=BM,连接MN、DE.(1)试说明:①△MBD≌△ECD;②MN=BM+NC;(2)如图2,若点M是AB的延长线的一点,N是CA的延长线上的点,点E在线段AC 上,其他条件不变,探究线段BM,MN,NC之间的关系,并说明理由.【解答】解:(1)①延长AC至E,使得CE=BM(或延长AB至E,使得BE=CN),并连接DE.∵△BDC为等腰三角形,△ABC为等边三角形,∴BD=CD,∠DBC=∠DCB,∠MBC=∠ACB=60°,又BD=DC,且∠BDC=120°,∴∠DBC=∠DCB=30°∴∠ABC+∠DBC=∠ACB+∠DCB=60°+30°=90°,∴∠MBD=∠ECD=90°,在△MBD与△ECD中,∵,∴△MBD≌△ECD(SAS).②∵△MBD≌△ECD(SAS).∴MD=DE,∠BDM=∠CDE,BM=CE,又∵∠BDC=120°,∠MDN=60°,∴∠BDM+∠NDC=∠BDC﹣∠MDN=60°,∴∠CDE+∠NDC=60°,即∠NDE=60°,∵∠MDN=∠NDE=60°,在△DMN与△DEN中,,∴△DMN≌△DEN(SAS),∴MN=EN,又∵NE=NC+CE,BM=CE,∴MN=BM+NC;(2)如图②中,结论:MN=NC﹣BM.理由:在CA上截取CE=BM.∵△ABC是正三角形,∴∠ACB=∠ABC=60°,又∵BD=CD,∠BDC=120°,∴∠BCD=∠CBD=30°,∴∠MBD=∠DCE=90°,在△BMD和△CED中∵,∴△BMD≌△CED(SAS),∴DE=DM,在△MDN和△EDN中∵,∴△MDN≌△EDN(SAS),∴MN=NE=NC﹣CE=NC﹣BM.4.如图1,在正方形ABCD中,E、F分别是BC,CD上的点,且∠EAF=45度.则有结论EF=BE+FD成立;(1)如图2,在四边形ABCD中,AB=AD,∠B=∠D=90°,E、F分别是BC,CD 上的点,且∠EAF是∠BAD的一半,那么结论EF=BE+FD是否仍然成立?若成立,请证明;不成立,请说明理由.(2)若将(1)中的条件改为:如图3,在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°,延长BC到点E,延长CD到点F,使得∠EAF仍然是∠BAD的一半,则结论EF =BE+FD是否仍然成立?若成立,请证明;不成立,请写出它们的数量关系并证明.【解答】解:(1)延长CB到G,使BG=FD,连接AG,∵∠ABG=∠D=90°,AB=AD,∴△ABG≌△ADF,∴∠BAG=∠DAF,AG=AF,∵∠EAF=∠BAD,∴∠DAF+∠BAE=∠EAF,∴∠EAF=∠GAE,∴△AEF≌△AEG,∴EF=EG=EB+BG=EB+DF.(2)结论不成立,应为EF=BE﹣DF,证明:在BE上截取BG,使BG=DF,连接AG.∵∠B+∠ADC=180°,∠ADF+∠ADC=180°,∴∠B=∠ADF.∵AB=AD,∴△ABG≌△ADF.∴∠BAG=∠DAF,AG=AF.∴∠BAG+∠EAD=∠DAF+∠EAD=∠EAF=∠BAD.∴∠GAE=∠EAF.∵AE=AE,∴△AEG≌△AEF.∴EG=EF∵EG=BE﹣BG∴EF=BE﹣FD.5.阅读下列学习内容:(1)如图1,在四边形ABCD中,AB=AD,∠BAD=120°,∠ABC=∠D=90°,E,F分别是BC、CD上的点,且∠EAF=60°,探究图中线段BE,EF,FD之间的数量关系.探究思路如下:延长EB到点G,使BG=DF,连接AG.⇒△ABG≌△ADF⇒⇒∠DAF+∠BAE=60°⇒∠GAB+∠BAE=60°∠EAG=60°⇒⇒△AEF≌△AEG⇒EF=EG则由探究结果知,图中线段BE、EF、FD之间的数量关系为 EF=BE+FD .(2)根据上面的方法,解决问题:如图2,若在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°,E、F分别是BC、CD上的点,且∠EAF=∠BAD,上述结论是否仍然成立,并说明理由;(3)如图3,在四边形ABCD中,AB=BC=CD=DA,∠BAD=∠B=∠C=∠D=90°,点M、N分别在边BC、CD上,且∠MAN=45°,若BM=3,ND=2,请求出线段MN的长度.【解答】解:(1)EF=BE+DF;(2)结论EF=BE+DF仍然成立;理由:延长FD到点G.使DG=BE.连接AG,如图2,在△ABE和△ADG中,,∴△ABE≌△ADG(SAS),∴AE=AG,∠BAE=∠DAG,∵∠EAF=∠BAD,∴∠GAF=∠DAG+∠DAF=∠BAE+∠DAF=∠BAD﹣∠EAF=∠EAF,∴∠EAF=∠GAF,在△AEF和△GAF中,,∴△AEF≌△AGF(SAS),∴EF=FG,∵FG=DG+DF=BE+DF,∴EF=BE+DF.(3)∵四边形ABCD中,AB=BC=CD=DA,∠BAD=∠B=∠C=∠D=90°,∴四边形ABCD是正方形,如图3,旋转ABM至△ADP位置,∴∠PAM=∠DAM+∠MAB=90°AP=AM,AN=AN,∠PAN=∠PAM﹣∠MAN=90°﹣45°=45°=∠MAN,在△PAN和△MAN中,,∴△PAN≌△MAN,∴MN=NP,∴MN=PN=PD+DN=BM+DN=3+2=5.6.(1)如图1,在四边形ABCD中,AB=AD,∠B=∠D=90°,E、F分别是边BC、CD 上的点,且∠EAF=∠BAD,线段EF、BE、FD之间的关系是 EF=BE+FD ;(不需要证明)(2)如图2,在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°,E、F分别是边BC、CD上的点,且∠EAF=∠BAD,(1)中的结论是否仍然成立?若成立,请证明.若不成立,请写出它们之间的数量关系,并证明.(3)如图3,在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°,E、F分别是边BC、CD 延长线上的点,且∠EAF=∠BAD,(1)中的结论是否仍然成立?若成立,请证明.若不成立,请写出它们之间的数量关系,并证明.【解答】解:(1)EF=BE+FD,理由如下:如图1,延长CB至G,使BG=DF,连接AG,在△ABG和△ADF中,,∴△ABG≌△ADF(SAS),∴AG=AF,∠BAG=∠DAF,∵∠EAF=∠BAD,∴∠DAF+∠BAE=∠EAF,∴∠GAE=∠BAG+∠BAE=∠DAF+∠BAE=∠EAF,在△GAE和△FAE中,,∴△GAE≌△FAE(SAS),∴EF=EG,∵EG=BG+BE=BE+DF,∴EF=BE+FD,故答案为:EF=BE+FD;(2)(1)中的结论仍然成立,理由如下:如图2,延长CB至M,使BM=DF,连接AM,∵∠ABC+∠D=180°,∠ABC+∠1=180°,∴∠1=∠D,在△ABM和△ADF中,,∴△ABM≌△ADF(SAS),∴AM=AF,∠3=∠2,∵∠EAF=∠BAD,∴∠3+∠4=∠EAF,∴∠EAM=∠3+∠4=∠2+∠4=∠EAF,在△MAE和△FAE中,,∴△MAE≌△FAE(SAS),∴EF=EM,∵EM=BM+BE=BE+DF,∴EF=BE+FD;(3)(1)中的结论不成立,EF=BE﹣FD,理由如下:如图3,在EB上截取BH=DF,连接AH,同(2)中证法可得,△ABH≌△ADF,∴AH=AF,∠BAH=∠DAF,∴∠HAE=∠FAE,在△HAE和△FAE中,,∴△HAE≌△FAE(SAS),∴EF=EH,∵EH=BE﹣BH=BE﹣DF,∴EF=BE﹣FD.7.【问题背景】如图1:在四边形ABCD中,AB=AD,∠BAD=120°,∠B=∠ADC=90°,E、F分别是BC、CD上的点,且∠EAF=60°,试探究图中线段BE、EF、FD之间的数量关系.小王同学探究此问题的方法是:延长FD到点G,使DG=BE,连接AG,先证明△ABE ≌△ADG,再证明△AEF≌△AGF,可得出结论,他的结论应是 .【探索延伸】如图2,若在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°,E、F分别是BC,CD上的点,且∠EAF=∠BAD,上述结论是否仍然成立,并说明理由.【学以致用】如图3,四边形ABCD是边长为5的正方形,∠EBF=45°,直接写出△DEF的周长.【解答】(1)解:如图1,在△ABE和△ADG中,∵,∴△ABE≌△ADG(SAS),∴AE=AG,∠BAE=∠DAG,∵∠EAF=∠BAD,∴∠GAF=∠DAG+∠DAF=∠BAE+∠DAF=∠BAD﹣∠EAF=∠EAF,∴∠EAF=∠GAF,在△AEF和△GAF中,∵,∴△AEF≌△AGF(SAS),∴EF=FG,∵FG=DG+DF=BE+DF,∴EF=BE+DF;故答案为:EF=BE+DF.(2)解:结论EF=BE+DF仍然成立;理由:如图2,延长FD到点G.使DG=BE.连接AG,在△ABE和△ADG中,∵,∴△ABE≌△ADG(SAS),∴AE=AG,∠BAE=∠DAG,∵∠EAF=∠BAD,∴∠GAF=∠DAG+∠DAF=∠BAE+∠DAF=∠BAD﹣∠EAF=∠EAF,∴∠EAF=∠GAF,在△AEF和△GAF中,∵,∴△AEF≌△AGF(SAS),∴EF=FG,∵FG=DG+DF=BE+DF,∴EF=BE+DF;(3)解:如图3,延长DC到点G,截取CG=AE,连接BG,在△AEB与△CGB中,∵,∴△AEB≌△CGB(SAS),∴BE=BG,∠ABE=∠CBG.∵∠EBF=45°,∠ABC=90°,∴∠ABE+∠CBF=45°,∴∠CBF+∠CBG=45°.在△EBF与△GBF中,∵,∴△EBF≌△GBF(SAS),∴EF=GF,∴△DEF的周长=EF+ED+DF=AE+CF+DE+DF=AD+CD=5+5=10.。
专题勾股定理中的翻折和旋转问题考点一翻折问题【方法点拨】根据翻折前后两图形全等,借助勾股定理构造方程求线段的长。
1.如图,有一块直角三角形纸片,两直角边AC=6cm,BC=8cm,现将直角边AC沿直线AD折叠,使它落在斜边AB上且与AE重合,则CD等于()A.2cm B.3cm C.4cm D.5cm2.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 的长BC与宽AB的关系是()A.BC=2AB B.BC AB C.BC=1.5AB D.BC AB3.长方形ABCD中,AB=6,AD=8,点E是边BC上一点,将△ABE沿AE翻折,点B恰好落在对角线4.如图,将长方形ABCD沿对角线AC折叠,得到如图所示的图形,点B的对应点是点B′,B′C与AD交5.如图,在矩形纸片ABCD中,已知AD=8,AB=6,折叠纸片使AB边与对角线AC重合,点B落在点F6.如图,D在矩形ABCD中,AB=4,BC=6,E是边AD一个动点,将△ABE沿BE对折成△BEF,则线段7.如图,把长方形纸片ABCD沿EF折叠后,使得点D与点B重合,点C落在点C′的位置上.(1)若∠1=50°,求∠2、∠3的度数;(2)若AD=8,AB=4,求BF.8.矩形ABCD中,AB=10,BC=6,点E在线段AB上.点F在线段AD上(1)沿EF折叠,使A落在CD边上的G处(如图),若DG=3,求AF的长;求AE的长;(2)若按EF折叠后,点A落在矩形ABCD的CD边上,请直接写出AF的范围.9.如图,在长方形纸片ABCD中,AB=6,BC=8,将它沿着对角线对折,使B折到M,求:(1)线段CE的长度;(2)求点E到直线AC的距离.10.在长方形ABCD中,点E是AD的中点,将△ABE沿BE折叠后得到对应的△GBE,将BG延长交直线DC于点F.(1)如果点G在长方形ABCD的内部,如图①所示.Ⅰ)求证:GF=DF;Ⅱ)若DF DC,AD=4,求AB的长度.(2)如果点G在长方形ABCD的外部,如图②所示,DF=kDC(k>1).请用含k的代数式表示的值.考点二旋转问题【方法点拨】根据旋转前后两图形全等,借助勾股定理构造方程求线段的长。
专题5 有关平移、翻折、旋转等图形变换的常见压轴题中考压轴大题51.(2021·北京市第五中学分校九年级月考)在平面直角坐标系xOy 中,正方形MNPQ 中()1,1M ,()1,1N -,()1,1P --,()1,1Q -.给出如下定义:记线段AB 的中点为G ,当点G 不在正方形MNPQ 上时,平移线段AB ,使点G 落在正方形MNPQ 上,得到线段A B ¢¢(A ¢,B ¢分别为点A ,B 的对应点).线段AA ¢长度的最小值称为线段AB 到正方形MNPQ 的“平移距离”.(1)已知点A 的坐标为()1,0-,点B 在x 轴上.①若点B 与原点O 重合,则线段AB 到正方形MNPQ 的“平移距离”为______;②若线段AB 到正方形MNPQ 的“平移距离”为2,则点B 的坐标为______;(2)若点A ,B 都在直线4y x =+上,2AB =,记线段AB 到正方形MNPQ 的“平移距离”为1d ,求1d 的最小值;(3)若点A 的坐标为()4,4,2AB =,记线段AB 到正方形MNPQ 的“平移距离”为2d ,直按写出2d 的取值范围.【答案】(1)①12;②(﹣5,0)或(7,0);(2;(3)211d ££.【解题思路分析】(1)①根据题中的定义,观察发现线段AB 到正方形MNPQ 上最短距离是AG 的长,然后可得到答案;②当B 在A 左侧时,中点G 到正方形的最短距离是线段AG 的长;当B 在A 右侧时,中点G 到正方形的最短距离是G到MQ的距离;(2)如图3,连接ON并延长交直线y=x+4于G,则GN即所求;(3)由题可知,G在以A为圆心,半径是1的圆上,先求出d2最大值和最小值,然后就能确定范围.【解析】解:(1)①如图1,∵A的坐标为(﹣1,0),点B(0,0),G是AB的中点,∴AG=12AB=12,∵线段AB到正方形MNPQ上最短距离是AG的长,∴G到正方形MNPQ的“平移距离”为12,故答案为:12;②如图2,当B在A左侧时,中点G到正方形的最短距离是线段AG的长,∴AG=2,∴G(﹣3,0)∴B(﹣5,0)当B在A右侧时,中点G到正方形的最短距离是G到MQ的距离,∴G(3,0),∴B(7,0),故答案为:(﹣5,0)或(7,0);(2)如图3,连接ON并延长交直线y=x+4于G,则GN的长最短,GN=OG﹣ON=,∴d1;(3)如图4,∵112AG AB==,∴G 在以A 为圆心,半径是1的圆上,作AD ⊥x 轴于D ,作GC ⊥OD 于C ,∴OA =∴11GM OA AG OM =--=-=,∴2d 的最小值为1-,最大值为121+=,∴211d ££.2.(2021·广州市第五中学九年级期中)如图,过原点的抛物线2122y x x =-+与x 轴交于点A ,B 为抛物线的顶点,连接OB ,点P 是线段OA 上的一个动点,过点P 作PC OB ^,垂足为点C .(1)将POC △绕着点P 按顺时针方向旋转90°,得''PO C △,当点'C 落在抛物线上时,求点P 的坐标.(2)当PB OA ^时,将线段PC 绕平面某点旋转180°得到线段EF ,若点E 、F 都落在抛物线上,求点E 和F 的坐标.(3)当(1)中的点'C 落在抛物线上时,将抛物线向左或向右平移()02n n <<个单位,点B 、'C 平移后对应的点分别记为M 、N ,是否存在n ,使得以O 、M 、N 、A 为顶点的四边形周长最短?若存在,请直接写出n 的值和抛物线平移的方向,若不存在,请说明理由.【答案】(1)(209,0);(2)51528E æöç÷èø,,7728F æöç÷èø,;(3)存在27n =,抛物线向左平移【解题思路分析】(1),过点B 作BQ ⊥x 轴于Q ,过点C ¢作C D ¢⊥O P ¢于D ,先证明△OQB 是等腰直角三角形,得到∠BOP =45°,从而可以证明△OCP 是等腰直角三角形,OC =CP ,∠OPC =45°,设P (m ,0),则3122C m m æö¢ç÷èø,,代入抛物线解析式求解即可;(2)过点C 作CD ⊥OA 于D ,求出C (1,1),将线段PC 绕平面某点旋转180°得到线段EF ,设这个点的坐标为(a ,b ),则22P E P E x x a y y b +ì=ïïí+ï=ïî,22C F C F x x a y y b +ì=ïïí+ï=ïî,从而得到()222E a b -,,()2121F a b --,,再根据E 、F 在抛物线上,求解即可;(3)将AC ¢沿C B ¢平移,使得C ¢与B 点重合,点A 落在A ¢处,,以过B 的直线y =2为对称轴,作A ¢的对称点A ¢¢,连接OA ¢¢,当点M 为OA ¢¢与直线y =2的交点时,此时以O 、M 、N 、A 为顶点的四边形周长最短,先求出8839A æö¢ç÷èø,,则82839A æö¢¢ç÷èø,,再求出M 的坐标即可得到答案.【解析】解:(1)如图所示,过点B 作BQ ⊥x 轴于Q ,过点C ¢作C D ¢⊥O P ¢于D ,∵点B 是抛物线()221122222y x x x =-+=--+的顶点,∴B (2,2),∴OQ =BQ =2,∴△OQB 是等腰直角三角形,∴∠BOP =45°,又∵PC ⊥OB ,∴∠OCP =90°,∴△OCP 是等腰直角三角形,∴OC =CP ,∠OPC =45°,由旋转的性质可得==45O PC OPC ¢¢o ∠∠,O C C P OC ¢¢¢==,O P OP ¢=,OPO ¢Ð=o90设P (m ,0),则O P OP m ¢==,∴1122C D O P m ¢¢==,∴3122C m m æö¢ç÷èø,∵C ¢在抛物线2122y x x =-+上,∴21133222m m m æö=-´+ç÷èø即29200m m -=,解得209m =或0m =(舍去),∴P (209,0);(2)如图所示,过点C 作CD ⊥OA 于D ,∵B (2,2),PB ⊥OA ,∴OP =PB =2,△OBP 为等腰直角三角形,P (2,0),由(1)得PC =OC ,∵222OC PC OP +=,∴224PC =,∴PC OC ==又∵CD ⊥OA ,∴OD =CD =PD =1,∴C (1,1),将线段PC 绕平面某点旋转180°得到线段EF ,设这个点的坐标为(a ,b ),∴22P E P E x x a y y b +ì=ïïí+ï=ïî,22C F C F x x a y y b +ì=ïïí+ï=ïî,∴222E E x a y b =-ìí=î,2121F E x a y b =-ìí=-î,∴()222E a b -,,()2121F a b --,,又∵E 、F 都在抛物线2122y x x =-+上,∴()()()()2212222222121221212a ab a a b ì--+-=ïïíï--+-=-ïî,∴222862526212a a b a a b ì-+-=ïí-+-=-ïî解得941516a b ì=ïïíï=ïî∴51528E æöç÷èø,,7728F æöç÷èø,;(3)存在27n =,抛物线向左平移,理由如下:由(1)可知101039C æö¢ç÷èø,,如图将AC ¢沿C B ¢平移,使得C ¢与B 点重合,点A 落在A ¢处,,以过B 的直线y =2为对称轴,作A ¢的对称点A ¢¢,连接OA ¢¢,当点M 为OA ¢¢与直线y =2的交点时,此时以O 、M 、N 、A 为顶点的四边形周长最短,∵A 是抛物线2122y x x =-+与x 轴的交点,∴A(4,0)∵//BA AC ¢¢,且BA AC ¢¢=,101039C æö¢ç÷èø,,B (2,2),∴8839A æö¢ç÷èø,,∴82839A æö¢¢ç÷èø,,设直线OA ¢¢的解析式为y kx =,∴28893k =,解得76k =,∴直线OA ¢¢的解析式为76y x =,∵M 在直线y =2上,∴726x =,解得127x =,∴12,27M æöç÷èø∴122277n =-=,∴存在27n =,抛物线向左平移.3.(2021·湖南岳阳·九年级月考)如图1,点()0,8A 、点(),4B m 在直线2y x n =-+上,反比例函数k y x=(0x >)的图象经过点B .(1)求m 和k 的值;(2)将线段AB 向右平移a 个单位长度(0a >),得到对应线段CD ,连接AC 、BD .①如图2,当3a =时,过D 作DF x ^轴于点F ,交反比例函数图象于点E ,则DE DF=______.②连接BC ,在线段AB 运动过程中,ABC ∆能否是等腰三角形,若能,求所有满足条件a 的值,若不能,请说明理由.【答案】(1)2m =,8k =;(2)①35,②能,4或5或【解题思路分析】(1)先将点A 坐标代入直线AB 的解析式中,求出n ,进而求出点B 坐标,再将点B 坐标代入反比例函数解析式中即可得出结论;(2)①先确定出点D (5,4),进而求出点E 坐标,进而求出DE ,EF ,即可得出结论;②先表示出点C ,D 坐标,再分三种情况:Ⅰ、当BC =CD 时,判断出点B 在AC 的垂直平分线上,即可得出结论;Ⅱ、当BC =B D 时,先表示出BC ,用BC =BD 建立方程求解即可得出结论;Ⅲ、当AB AC =时,同理建立方程求解即可得出结论.【解析】解:(1)∵点A (0,8)在直线2y x n =-+上,∴208n -´+=,∴8n =,∴直线AB 的解析式为28y x =-+,将点B (m ,4)代入直线AB 的解析式28y x =-+上,得284m -×+=,∴2m =,∴B (2,4),将B (2,4)代入反比例函数解析式k y x=中,得248k xy ==´=;(2)①由(1)知,B (2,4),8k =,∴反比例函数解析式为8y x=,当3a =时,∴将线段AB 向右平移3个单位长度,得到对应线段CD ,∴D (2+3,4),即:D (5,4),∵DF x ^轴于点F ,交反比例函数8y x=图象于点E ,∴E (5,85),∴812455DE =-=,85EF =,∴123545DE DF ==;②如图,∵将线段AB 向右平移a 个单位长度(0a >),得到对应线段CD ,∴CD AB =,AC BD a ==,∵A (0,8),B (2,4),∴C (a ,8),∵ABC∆是等腰三角形,=时,∴Ⅰ、当BC AB∴点B在线段AC的垂直平分线上,a=´=;∴224=时,Ⅱ、当BC AC∵B(2,4),C(a,8),∴BC=,a=,a=;∴5=时,Ⅲ、当AB AC∴a==即:ABC∆是等腰三角形时,满足条件a的值为4或5或4.(2021·山西交城·九年级二模)综合与实践问题背景在综合实践课上,同学们以“图形的平移与旋转”为主题开展数学活动,如图(1),先将一张等边三角形纸片ABC对折后剪开,得到两个互相重合的△ABD和△EFD,点E与点A重合,点B与点F重合,然后将△EFD 绕点D顺时针旋转,使点F落在边AB上,如图(2),连接EC. 操作发现(1)判断四边形BFEC的形状,并说明理由;实践探究(2)聪聪提出疑问:若等边三角形的边长为8,将图(2)中的△EFD沿射线BC的方向平移a个单位长度,得到△E′F′D′,连接BF′,CE′,若四边形BF′E′C为菱形,如图(3),则a的值为多少?请你帮聪聪解决这个问题,求出a的值;(3)如果将(2)中聪聪所提问题的平移方向改为:沿射线CB的方向平移a个单位长度,其余条件都不变,则是否还存在四边形BF′E′C为菱形?若存在,直接写出平移距离a的值,若不存在,请说明理由;(4)老师提出问题:请参照聪聪的思路,若等边三角形的边长为8,将图(2)中的△EFD在平面内进行一次平移,得到△E"F"D",请在图(4)中画出平移后构造出的新图形,标明字母,说明平移及构图方法,写出你发现的一个结论,不必证明.【答案】(1)四边形BFEC为平行四边形,理由见解析;(2)a-2(3)存在,a;(4)答案不唯一,合理即可给分.【解题思路分析】(1)由等边三角形的性质及旋转的性质得△BFD为等边三角形,从而得EF∥BC且EF=BC ,根据一组对边平行且相等的四边形是平行四边形即可得结论;(2)过点E′作E′G垂直BC交BC的延长线于点G,根据菱形的性质和解直角三角形分别求得E′G、D′G、CG 的长度,从而可求得a的值;(3)过点F′作F′G垂直BC交CB的延长线于点G,余下与(2)同;(4)由于没有限制,只要合理即可.【解析】(1)四边形BFEC为平行四边形。
数学翻折问题解题思路1. 嘿,宝子们!说到数学翻折问题的解题思路啊,就像是给图形玩一场变形魔法。
你得先把翻折前后的图形关系搞清楚,这就好比你要知道魔术师在把东西变没之前和之后的联系。
比如说一个三角形沿着某条线翻折,那翻折前后对应的边肯定是相等的,对应的角也是相等的。
这就像双胞胎,虽然可能位置变了,但本质上是一样的。
要是连这个都搞不明白,那在解题的时候就像盲人摸象,完全没方向啦。
2. 哟呵,数学翻折问题可没那么可怕!你看啊,解题思路里很重要的一点就是找对称轴。
对称轴就像是图形的脊梁骨一样,沿着它翻折图形才不会乱了套。
就像折千纸鹤,你得按照那条中线来折,千纸鹤才能成型。
我有次看我同学做翻折题,连对称轴都找错了,那结果能对吗?简直就是在黑暗里乱撞的无头苍蝇,太惨咯。
3. 宝子们,解数学翻折问题啊,你得学会在脑海里把图形还原。
这就跟玩拼图似的,你得知道每一块原来是在什么位置的。
比如说一个矩形翻折了一部分,你要想象它没翻折之前的样子。
我自己刚开始做这种题的时候,就老是想不出来原来的图形,急得我像热锅上的蚂蚁。
可后来我就慢慢掌握窍门了,只要把已知条件都利用起来,就像把拼图的线索都找齐,就能还原出原来的图形啦。
4. 嘿呀,数学翻折问题的解题思路里,关注那些不变量超级重要!就像在一个变化的世界里找到定海神针一样。
不管图形怎么翻折,有些东西是不会变的,比如线段的长度、角的大小。
就拿一个正方形翻折来说,翻折之后虽然形状好像变复杂了,但是原来正方形的边长可不会变啊。
要是你忽略了这些不变量,就像在大海里航行却弄丢了罗盘,肯定迷失方向。
5. 哇塞,解数学翻折问题的时候,要懂得用勾股定理哦。
这就像是在图形的迷宫里找到一把万能钥匙。
你看啊,当图形翻折后形成直角三角形的时候,勾股定理就可以大显身手啦。
我记得有一道题,是一个直角三角形沿着斜边翻折,要求翻折后某条线段的长度。
我当时就想到了勾股定理,就像突然开窍了一样。
要是不会用勾股定理,那这题可就像一座难以翻越的大山横在面前咯。
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翻折与旋转在正方形解题中的应用
季红娟(江苏省常州市武进区前黄实验学校 213172)
正方形素有完美的四边形之称,利用其本身的特性,巧用旋转和对称,对学生能力的
培养是很有好处的。人教版数学八年级教科书中,有这样的一道习题:如图1,四边形ABCD
是正方形,点E是边BC的中点,∠AEF=90°,EF交正方形外角的平分线CF于F。求证:
AE=EF。
图1 图2
按照教材提示做辅助线:在AB上任取一点M,使AM=EC,连结ME,如图2,
因为∠MAE=∠FEC,∠AME=∠ECF,所以△AME≌△ECF,故AE=EF。这样很容易获得
结果。但我们对于这道题目不妨做如下的探讨和研究:
(1)将上述问题中“点E是边BC的中点”,改为“点E是边BC上的任意一点”,其他条
件不变,求证:AE=EF。(如图3)
方法1
:回归原问题,做同样的辅助线,如图3,在AB上取一点M,使得AM=EC,可以
证明AE=EF。
图3 图4
方法2:如图4,连结AC并延长到H,使CH=CF,连结EH。
∴△HCE≌△ECF
∴∠H=∠F,EF=EH ∵∠EAC=∠F
∴∠EAC=∠H, ∴AE=EH
∴AE=EF
此解法的基本思路就是构造全等,转化。我们可以看成将△FEC沿BC所在直线翻折而得到
△HCE,是轴对称的一个简单运用。同样的,我们将△AEB沿BC所在直线翻折而得到△
HEB,自然就有:
方法3:如图5,延长AB、FC交于H点,连EH。可得AE=EH=EF。证明过程略。
方法4:如图6,连AC,在AC上取一点Q,连EQ,使EQ=EC。
∴△FCE≌△AQE ∴AE=EF
此方法的实质不就是将△FCE绕点E按逆时针方向旋转90°而出现的结果吗?多么完
美的全等变换!
图5 图6
同样,若将△AEB绕点B按顺时针方向旋转90°,就会有:
方法5:如图7,延长AB到R,使BR=BE,连RE,RC
∴△ABE≌△CBR ∴∠BCR=∠BAE
∵∠FEC=∠BAE ∴∠BCR=∠FEC
∴EF∥RC ∴∠REC=∠FCE=135°
∴ER∥FC
∴四边形ERCF为平行四边形
∴CR=FE ∴AE=FE 图7
解法既漂亮又完美。证明了结论还复习了平行四边形的有关知识,而且还是旋转的一个
简单应用。
(2)若E在BC的延长线上,其他条件不变,AE与EF还相等吗?试说明理由。
有了(1)的讨论,我们可以用类似的方法证明(2)的结论仍然成立,如图8,9,10。
对于证明的过程就省略不写了。
图8 图9 图10
反思:问题的解答与探索,总结其方法,不就是构造全等,运用旋转与翻折吗?根据全等变
R
F
ABCD
E
G
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换自身的特点,我们可以将其进行推广,可以进行下面更一般的探讨:
2、如图11,若△ABC为等边三角形,D为线段BC上任意一点,∠ADE=60°,DE交∠ACB
的外角平分线CE于E点,求证:AD=DE。
方法1:如图12,延长AC到P,使CP=CE,连结DP。(此方法实质即将△EDC沿BC所
在直线翻折而得到△PDC)。可证△EDC≌△PDC,得DE=DP, ∠E=∠P
∴∠E=∠DAC=∠P
∴ AD=DP=DE
图11 图12
方法2:如图13,延长EC到P,使CP=CA,连结DP、DB。(此方法实质上是将△ADC或△
ABD沿BC所在直线翻折而得到的)。
图13 图14
方法3:如图14,将△ABD绕B点顺时针旋转60°到△CBP的位置,连PD。
证明过程略。(此方法是旋转的简单应用)
在平面几何中,正方形是最特殊的四边形,它集平行四边形、矩形和菱形的性质于一身.
因而在考察学生对四边形知识的掌握情况时,以正方形为背景的题目更具灵活性、代表性和
综合性,因而成为各类命题的热点。
作者:季红娟
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