内容正文:
几何图形操作变化型问题
类型一折叠问题
典例1 (2023·南通如东一模)如图,将矩形纸片ABCD沿对角线AC所在直线折叠,点D落在点D'处.过AC的中点O作OE∥BC,交AD'于点E.若AB=8cm,BC=6cm,则OE的长为( C )
典例1图
C
A. cm B. 4cm
C. cm D. 5cm
[思路点拨] 设CD'交AB于点F,OE交AB于点G,易证明===,由折叠及矩形的性质,易得AF=CF,然后设AF=CF=xcm,在Rt△AD'F中用勾股定理构造方程求出x的值,再利用锐角三角函数求出GE的长,最后根据OE=OG+GE求解即可.
跟踪训练
1. 如图,在矩形ABCD中,E是边CD上一点,将△BCE沿BE所在直线折叠,点C落在边AD上,对应点记为F,过点F作FG∥CD,交BE于点G,连接CG.若AB=6,AD=10,求四边形CEFG的面积.
第1题
解:∵ 四边形ABCD为矩形,AB=6,AD=10,∴ AB=CD=6,BC=AD=10,∠A=∠D=90°.根据折叠的性质,可得EF=CE,FG=CG,BC=BF=10,∠CEG=∠FEG.∵ FG∥CD,∴ ∠CEG=∠FGE.
∴ ∠FGE=∠FEG.∴ FG=EF.∴ CG=FG=EF=CE.∴ 四边形CEFG为菱形.在Rt△ABF中,AF===8,∴ DF=AD-AF=2.设CE=EF=x,则DE=6-x.在Rt△DEF中,EF2=DF2+DE2,∴ x2=22+(6-x)2,解得x=.∴ CE=.∴ S菱形CEFG=CE·DF=×2=.
典例2 (2023·海安一模)如图,在菱形ABCD中,∠ABC=60°,AB=4,E是线段BO上一点(不与端点B,O重合),将△ABE沿AE翻折,AB的对应边AB'与BD相交于点F.
(1) 当∠BAE=15° 时,求EF的长;
(2) 若△ABF是等腰三角形,求AF的长;
(3) 若EF=k·BE,求k的取值范围.
[思路点拨] (1) 根据菱形的性质以及折叠的性质,可得△ABC是等边三角形,AC⊥BD,AO=2,BO=2,∠BAF=∠FBA=30°,则BF=AF=2-OF.根据勾股定理求出OF,根据等腰直角三角形的性质可得OE=OA=2,即可得EF的长.(2) 分三种情况:① 当AF=BF时;② 当AF=AB时;③ 当AB=BF时.根据等腰三角形的性质分别求解即可.(3) 过点E作EM⊥AB于点M,作EN⊥AB'于点N,根据角平分线的性质可得EM=EN,再根据三角形的面积公式可得=,则EF=.由EF=k·BE,得k=,由点F在BD上,可知当AF⊥BD,即点F与点O重合时,AF的长最小,最小为2,由点E不与端点B,O重合,可得AF<4.所以2≤AF<4,即可得k的取值范围.
解:(1) ∵ 四边形ABCD是菱形,∠ABC=60°,AB=4,∴ △ABC是等边三角形,AC⊥BD,AO=AC,∠ABD=∠CBD=∠ABC=30°.∴ 易得AO=2,BO=2.由折叠,得∠BAE=∠FAE=15°,
∴ ∠BAF=∠FBA=30°.∴ BF=AF=2-OF.在Rt△AOF中,OF2+OA2=AF2,∴ OF2+22=(2-OF)2.∴ OF=.∵ ∠BAE=15°,∠FBA=30°,∴ ∠AEO=45°.∴ △AEO是等腰直角三角形.∴ OE=OA=2.∴ EF=OE-OF=2-.
(2) 若△ABF是等腰三角形,分三种情况:① 当AF=BF时,由(1),知BF=AF=2-OF,OF=,∴ AF=2-=.② 当AF=AB时,∵ AB=4,∴ AF=4.∵ E是线段BO上一点(不与端点B,O重合),∴ AF=4不合题意,舍去.③ 如图①,当AB=BF时.
∵ AB=4,∴ BF=4.∴ OF=BF-OB=4-2.∴ AF===2-2.综上所述,AF的长为或2-2.
(3) 如图②,过点E作EM⊥AB于点M,作EN⊥AB'于点N.由折叠,得∠BAE=∠FAE,∴ EM=EN.∴ ==.又∵ 易知=,∴ =.∴ EF=.∵ EF=k·BE,∴ k=.∵ 点F在BD上,∴ 当AF⊥BD,即点F与点O重合时,AF的长最小,最小为2.
∵ 点E不与端点B,O重合,∴ AF<4.∴ 2≤AF<4.∴ ≤<1,即k的取值范围是≤k<1.
跟踪训练
2. (2023·南通海门一模)如图,在正方形ABCD中,AB=2,E是对角线BD上的一动点,∠DAE=α(α≠45°).将△ADE沿AE所在的直线翻折得到△AFE,直线BF交DC于点G.
(1) 当0°<α<45°时,求∠DBG的度数(用含α的式子表示).
解:(1) 如图,设AF交BD于点O.∵ 四边形ABCD是正方形,∴ AB=AD,∠BAD=90°.∴ ∠ABD=∠A