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专题15 图形变换中的重要模型之翻折(折叠)模型
几何变换中的翻折(折叠、对称)问题是历年中考的热点问题,试题立意新颖,变幻巧妙,主要考查学生的识图能力及灵活运用数学知识解决问题的能力。
涉及翻折问题,以矩形对称最常见,变化形式多样。无论如何变化,解题工具无非全等、相似、勾股以及三角函数,从条件出发,找到每种对称下隐藏的结论,往往是解题关键。本专题以各类几个图形(三角形、平行四边形、菱形、矩形、正方形等)为背景进行梳理及对应试题分析,方便掌握。
【知识储备】
翻折和折叠问题其实质就是对称问题,翻折图形的性质就是翻折前后图形是全等的,对应的边和角都是相等的。以这个性质为基础,结合三角形、四边形、圆的性质,三角形相似,勾股定理设方程思想来考查。
对于翻折和折叠问题主要分两大类题型:直接计算型和分类讨论型,由浅入深难度逐步加大,掌握好分类讨论型的翻折问题,那么拿下中考数学翻折题型就没问题了。
翻折折叠题型(1):直接计算型,运用翻折的性质,结合题中的条件,或利用三角形相似,或利用勾股定理设方程来解题。一般难度小,我们要多做一些这些题型,熟练翻折的性质,以及常见的解题套路。
翻折折叠题型(2):分类讨论型,运用翻的性质,结合题中的条件,或利用三角形相似,或利用勾股定理设方程来解题。般难度较大,需要综合运用题中的条件,多种情况讨论分析,需要准确的画图,才能准确分析。
解决翻折题型的策略:
1)利用翻折的性质:①翻折前后两个图形全等;②对应点连线被对称轴垂直平分;
2)结合相关图形的性质(三角形,四边形等);3)运用勾股定理或者三角形相似建立方程。
模型1.矩形中的折叠模型
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1)常规计算型
例1.(2022·浙江·宁波一模)如图,在矩形纸片中,点、分别在矩形的边、上,将矩形纸片沿、折叠,点落在处,点落在处,点、、恰好在同一直线上,若,,,则的长是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由折叠的性质可得,,由“”可证,可得,,通过证明四边形是正方形,可得,在中,利用勾股定理可求的长,由锐角三角函数可求解.
【详解】解:如图,延长交于点,过点作于,
∵将矩形纸片沿、折叠,点落在处,点落在处,
∴,,
在和中,,
∴,∴,
∵,,∴四边形是矩形,
又∵,∴四边形是正方形,∴,∴,
∵,∴,∴,
∵,∴,∴,故选:D.
【点睛】本题考查了翻折变换,矩形的性质,全等三角形的判定和性质,矩形的判定和性质,勾股定理等知识,添加恰当辅助线构造直角三角形是解题的关键.
变式1(2021·四川成都·中考真题)如图,在矩形中,,点E,F分别在边上,且,按以下步骤操作:第一步,沿直线翻折,点A的对应点恰好落在对角线上,点B的对应点为,则线段的长为_______;第二步,分别在上取点M,N,沿直线继续翻折,使点F与点E重合,则线段的长为_______.
【答案】 1
【分析】第一步:设EF与AA’交于点O,连接AF,易证明△AOE△ADC,利用对应边成比例可得到OA=2OE,由勾股定理可求出OE=,从而求得OA及OC;由AD∥BC,易得△AOE∽△COF,由对应边成比例可得AE、FC的关系式,设BF=x,则FC=8-x,由关系式可求得x的值;
第二步:连接NE,NF,根据折叠的性质,得到NF=NE,设B’N=m,分别在Rt△和Rt△中,利用勾股定理及NF=NE建立方程,可求得m,最后得出结果.
【详解】如图所示,连接AF,
设EF与AA’交于点O,由折叠的性质得到AA’⊥EF,
∵四边形ABCD是矩形∴∠ADC=90°,CD=AB=4 ,AD∥BC
∵∠AOE=∠ADC,∠OAE=∠DAC ∴△AOE△ADC,
∴ ,∴OA=2OE,在直角△AOE中,由勾股定理得: ,
∴OE=,∴OA=,在Rt△ADC中,由勾股定理得到:AC= ,
∴OC=,令BF=x,则FC=8-x,∵AD∥BC,∴△AOE∽△COF,
∴ ,即7AE=3FC∴3(8-x)=7×3解得:,∴的长为1.
连接NE,NF,如图,根据折叠性质得:BF=B’F=1,MN⊥EF,NF=NE,设B’N=m,
则 ,解得:m=3,则NF= ,
∵EF=,∴MF=,∴MN=,故答案为:1,.
【点睛】本题主要考查了折叠的性质、勾股定理、三角形相似的判定与性质,矩形的性质等知识,熟练运用这些知识是解决本题的关键,本题还涉及到方程的运用.
2)线段比值型
例1.(2022·江苏苏州·中考真题)如图,在矩形ABCD中.动点M从点A出发,沿边AD向点D匀速运动,动点N从点B出发,沿边BC向点C匀速运动,连接MN.动点M,N同时出发,点M运动的速度为