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1、
第二部分 題型研究
題型五 幾何探究題
類型三 折疊問題
針對演練
1. 如圖,已知一個直角三角形紙片ACB,其中∠ACB=90°,AC=4,BC=3,E、F分別是AC、AB邊上的點,連接EF.
(1)如圖①,若將紙片ACB的一角沿EF折疊,折疊后點A落在AB邊上的點D處,且使S四邊形ECBF=3S△EDF,求AE的長;
(2)如圖②,若將紙片ACB的一角沿EF折疊,折疊后點A落在BC邊上的點M處,且使MF∥CA.
①試判斷四邊形AEMF的形狀,并證明你的結論;
②求EF的長.
第1題圖
2. (2017山西)背景閱讀 早在三千多年前,我國周朝數學家商高就提出:
2、將一根直尺折成一個直角,如果勾等于三,股等于四,那么弦就等于五,即“勾三,股四,弦五”.它被記載于我國古代著名數學著作《周髀算經》中.為了方便,在本題中,我們把三邊的比為3∶4∶5的三角形稱為(3,4,5)型三角形.例如:三邊長分別為9,12,15或3,4,5的三角形就是(3,4,5)型三角形.用矩形紙片按下面的操作方法可以折出這種類型的三角形.
實踐操作 如圖①,在矩形紙片ABCD中,AD=8 cm,AB=12 cm.
第一步:如圖②,將圖①中的矩形紙片ABCD沿過點A的直線折疊,使點D落在AB上的點E處,折痕為AF,再沿EF折疊,然后把紙片展平.
第二步:如圖③,將圖②中的矩形紙片再
3、次折疊,使點D與點F重合,折痕為GH,然后展平,隱去AF.
第三步:如圖④,將圖③中的矩形紙片沿AH折疊,得到△AD′H,再沿AD′折疊,折痕為AM,AM與折痕EF交于點N,然后展平.
第2題圖
問題解決
(1)請在圖②中證明四邊形AEFD是正方形;
(2)請在圖④中判斷NF與ND′的數量關系,并加以證明;
(3)請在圖④中證明△AEN是(3,4,5)型三角形;
探索發(fā)現
(4)在不添加字母的情況下,圖④中還有哪些三角形是(3,4,5)型三角形?請找出并直接寫出它們的名稱.
3. 問題探究
(1)如圖①,邊長為4的等邊△OAB位于平面直角坐標系中,將△OAB折疊,使點B
4、落在OA的中點處,則折痕長為________;
(2)如圖②,矩形OABC位于平面直角坐標系中,其中OA=8,AB=6,將矩形沿線段MN折疊,點B落在x軸上,其中AN=AB,求折痕MN的長;
問題解決:
(3)如圖③,四邊形OABC位于平面直角坐標系中,其中OA=AB=6,CB=4,BC∥OA,AB⊥OA于點A,點Q(4,3)為四邊形內部一點,將四邊形折疊,使點B落在x軸上,問是否存在過點Q的折痕,若存在,求出折痕長,若不存在,請說明理由.
第3題圖
答案
1. 解:(1)如解圖①,∵折疊后點A落在AB邊上的點D處,
第1題解圖①
∴EF⊥AB,△AEF≌△DEF.
5、∴S△AEF=S△DEF.
∵S四邊形ECBF=3S△EDF,
∴S四邊形ECBF=3S△AEF.
∵S△ACB=S△AEF+S四邊形ECBF,
∴S△ACB=S△AEF+3S△AEF=4S△AEF.
∴=.
∵∠EAF=∠BAC,∠AFE=∠ACB=90°,
∴△AEF∽△ABC.
∴=()2.
∴()2=.
在Rt△ACB中,∠ACB=90°,AC=4,BC=3,
∴AB2=AC2+BC2,即AB==5;
∴()2=,∴AE=,
(2)①四邊形AEMF是菱形.
證明:如解圖②,∵折疊后點A落在BC邊上的點M處,
∴∠CAB=∠EMF,AE=ME,
又∵MF∥
6、CA,
∴∠CEM=∠EMF,
∴∠CAB=∠CEM,
∴EM∥AF,
∴四邊形AEMF是平平四邊形,
而AE=ME,
∴四邊形AEMF是菱形,
②連接AM,與EF交于點O,如解圖②,設AE=x,則AE=ME=x,EC=4-x,
第1題解圖②
∵∠CEM=∠CAB,∠ECM=∠ACB=90°,
∴Rt△ECM∽Rt△ACB,
∴=,
∵AB=5,
∴=,解得x=.
∴AE=ME=,EC=.
在Rt△ECM中,∵∠ECM=90°,
∴CM2=EM2-EC2.
即CM===,
∵四邊形AEMF是菱形,
∴OE=OF,OA=OM,AM⊥EF,
∴S菱形AE
7、MF=4SAOE=2OE·AO,
在Rt△AOE和Rt△ACM中,
∵tan∠EAO=tan∠CAM,
∴=,
∵CM=,AC=4,
∴AO=3OE,
∴S菱形AEMF=6OE2,
又∵S菱形AEMF=AE·CM,
∴6OE2=×,
解得OE=,
∴EF==2OE=.
2. (1)證明:∵四邊形ABCD是矩形,∴∠D=∠DAE=90°,
由折疊知:AE=AD,∠AEF=∠D=90°,
∴∠D=∠DAE=∠AEF=90°,
∴四邊形AEFD是矩形,
∵AE=AD,
∴矩形AEFD是正方形;
(2)解:NF=ND′;
證明:如解圖①,連接HN,
第2題解圖
8、①
由折疊知:∠AD′H=∠D=90°,
HF=HD=HD′.
∵四邊形AEFD是正方形,
∴∠EFD=90°,
∵∠AD′H=90°,
∴∠HD′N=90°,
在Rt△HNF和Rt△HND′中,
,
∴Rt△HNF≌Rt△HND′(HL),
∴NF=ND′;
(3)解:∵四邊形AEFD是正方形,
∴AE=EF=AD=8 cm,
由折疊知:AD′=AD=8 cm,
設NF=x cm,則ND′=x cm,
在Rt△AEN中,由勾股定理得AN2=AE2+EN2,
即(8+x)2=82+(8-x)2,
解得x=2,
∴AN=10 cm,
EN=6 cm,
∴E
9、N∶AE∶AN=6∶8∶10=3∶4∶5,
∴△AEN是(3,4,5)型三角形;
(4)解:△MFN,△MD′H,△MDA.
【解法提示】∵HD′⊥AM,∴∠D′HM+∠HMD′=90°,∵HM⊥FN,∴∠FNM+∠HMD′=90°,∵AD⊥DM,∴∠DAM+∠HMD′=90°,∴∠DAM=∠FNM=∠D′HM,∴△MFN∽△MD′H∽△MDA.∵AB∥CD,∴AB∥FM,∴△MFN∽△AEN.而△AEN是(3,4,5)型三角形,∴△MFN、△MD′H、△MDA都是(3,4,5)型三角形.
3. 解:(1)2;
【解法提示】如解圖①,B的對稱點B′,折痕為MN,連接BB′,B′N,M
10、N交BB′于H.
第3題解圖①
∵△ABO是等邊三角形,OB′=B′A,
∴BB′⊥OA,又∵BB′⊥MN,
∴MN∥OA,∵BH=HB′,
∴BM=OM,BN=NA,
∴MN是△ABC的中位線,
∴MN=OA=×4=2;
(2)如解圖②,B的對稱點B′,折痕為MN,MN交BB′于點H.
第3題解圖②
∵AN=AB=2,
∴NB=NB′=4,
在Rt△ANB′中,AB′==2,
∴OB′=8-2,
∴B′(8-2,0),
∵B(8,6),
∴BB′中點H(8-,3),
∵點N坐標(8,2),
設直線NH解析式為y=kx+b,
代入N、H兩點坐標得,
11、解得.
∴直線NH解析式為y=-x+2+,
∴點M坐標(0,2+),
∴MN==;
(3)存在.
理由:如解圖③中,延長BQ交OA于B″,連接AQ,過點Q作MN∥OA,交OC于M,交AB于N.
第3題解圖③
∵Q(4,3),
∴N(6,3),
∴BN=AN,QB=QB″,
作BB″的垂直平分線PF,交OC于P,交AB于F,此時B、B″關于直線PF對稱,滿足條件,
在Rt△ABB″中,∵∠BAB″=90°,BQ=QB″,
∴AQ=QB,
∴此時B、A關于直線MN對稱,滿足條件.
∵C(2,6),
∴直線OC解析式為y=3x,
∵NM∥OA,BN=NA,
∴CM=OM,
∴點M(1,3),
∴MN=5
∵B(6,6),B″(2,0),
∴直線BB″的解析式為y= x-3,
∴過點Q垂直BB″的直線PF的解析式為y=-x+ ,
由,解得,
∴點P(, ),F(6, ),
∴PF==,
綜上所述,折痕的長為5或.
10