内容正文:
专题4 折叠问题
基本模型
模型解读 折叠前后的图形全等,因此前后的线段相等,前后的角相
等,通常会考查全等、相似、等腰三角形等知识.若折叠后
产生新的直角三角形,往往利用勾股定理建立方程来求线段
的长.
类型一 三角形折叠
例1:(1)(2024·凉山州模拟)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CD是
边AB上的中线,将△ACD沿CD折叠,当点A落在点A'处时,恰好
CA'⊥AB. 若BC=2,则CA'= .
2
(2)如图,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,CD平分∠ACB交AB于点
D,过点D作DE∥BC交AC于点E,将△DEC沿DE折叠得到△DEF,
DF交AC于点G. 若 = ,则tan A= .
[变式1](1)如图,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,AB=BC=3,将
Rt△ABC沿MN折叠,使点A落在边BC上的点D处.若AM=2,则
tan∠CND的值为 .
(2)(2024·泰州模拟)如图,在△ABC中,AB=AC,∠A=30°,射线
CP从射线CA开始绕点C逆时针旋转α角(0°<α<75°),与射线AB相
交于点D,将△ACD沿射线CP翻折至△A'CD处,射线CA'与射线AB
相交于点E. 若△A'DE是等腰三角形,则∠α的度数为
.
22.5°或45°
或67.5°
类型二 平行四边形、菱形折叠
例2:(教材母题改编)如图,在平行四边形纸片ABCD中,AB=3 cm,
将纸片沿对角线AC对折,边BC的对应边B'C与边AD交于点E,此时
△CDE恰为等边三角形.求:
(1)AD的长;
解:(1)∵四边形ABCD是平行四边形,△CDE是等边三角形,
∴AB=CD=3cm,∠D=∠ECD=∠CED=60°,DE∥BC.
∴∠BCB'=∠CED=60°.
∵△ACB'是由△ACB折叠得到的,
∴∠BCA=∠B'CA= ∠BCB'=30°.
∴∠ACD=∠B'CA+∠ECD=90°.
∴∠CAD=90°-∠D=30°.∴AD=2CD=2×3=6 (cm).
解:(1)∵四边形ABCD是平行四边形,△CDE是等边三角形,
∴AB=CD=3cm,∠D=∠ECD=∠CED=60°,DE∥BC.
∴∠BCB'=∠CED=60°.
∵△ACB'是由△ACB折叠得到的,
∴∠BCA=∠B'CA= ∠BCB'=30°.
∴∠ACD=∠B'CA+∠ECD=90°.
∴∠CAD=90°-∠D=30°.∴AD=2CD=2×3=6 (cm).
类型二 平行四边形、菱形折叠
例2:(教材母题改编)如图,在平行四边形纸片ABCD中,AB=3 cm,
将纸片沿对角线AC对折,边BC的对应边B'C与边AD交于点E,此时
△CDE恰为等边三角形.求:
(2)重叠部分的面积.
解:(2)由(1),得△ACD为直角三角形,∠CAD=30°,CD=3 cm,
∴AC=3 cm.∴S△ADC= AC·CD= cm2.
∵△CDE是等边三角形,CD=3 cm,
∴S△CDE= ×32= (cm2).
∴S重叠=S△ACD-S△CDE= - = (cm2).
解:(2)由(1),得△ACD为直角三角形,∠CAD=30°,CD=3 cm,
∴AC=3 cm.∴S△ADC= AC·CD= cm2.
∵△CDE是等边三角形,CD=3 cm,
∴S△CDE= ×32= (cm2).
∴S重叠=S△ACD-S△CDE= - = (cm2).
[变式2](1)(2024·宜昌模拟)如图,小宇将一张平行四边形纸片折叠,使点
A在长边CD上的点A'处,并得到折痕DE,小宇测得长边CD=8,则四
边形A'EBC的周长为 .
第(1)题图
16
(2)(2024·济南模拟)如图,将菱形纸片ABCD沿过点C的直线折叠,使点
D落在射线CA上的点E处,折痕CP交AD于点P. 若∠ABC=30°,
AP=2,则PE的长等于 .
第(2)题图
+
(3)(教材母题改编)如图,在▱ABCD中,点E,F分别在边DC,AB
上,DE=BF,把平行四边形沿直线EF折叠,使得点B,C分别落在
点B',C'处,线段EC'与线段AF交于点G,连接DG,B'G.
求证:①∠1=∠2;
证明:①∵四边形ABCD是平行四边形,
∴DC∥AB.
∴∠2=∠FEC.
由折叠的性质,得∠1=∠FEC,
∴∠1=∠2.
证明:①∵四边形ABCD是平行四边形,
∴DC∥AB.
∴∠2=∠FEC.
由折叠的性质,得∠1=∠FEC,
∴∠1=∠2.
(3)(教材母题改编)如图,在▱ABCD中,点E,F分别在边DC,AB
上,DE=BF,把平行四边形沿直线EF折叠,使得点B,C分别落在
点B',C'处,线段EC'与线段AF交于点G,连接DG,B'G.
求证:②DG=B'G.
证明:②由(1),得∠1=∠2,∴EG=FG.
∵AB∥DC,∴∠DEG=∠EGF.
由折叠的性质,得EC'∥B'F,
∴∠B'FG=∠EGF. ∴∠DEG=∠B'FG.
由折叠的性质,得BF=B'F.
∵DE=BF,∴DE=B'F.
在△DEG和△B'FG中,
∴△DEG≌△B'FG(SAS).∴DG=B'G.
证明:②由(1),得∠1=∠2,∴EG=FG.
∵AB∥DC,∴∠DEG=∠EGF.
由折叠的性质,得EC'∥B'F,
∴∠B'FG=∠EGF. ∴∠DEG=∠B'FG.
由折叠的性质,得BF=B'F.
∵DE=BF,∴DE=B'F.
在△DEG和△B'FG中,
∴△DEG≌△B'FG(SAS).∴DG=B'G.
类型三 矩形折叠
例3:如图,在矩形ABCD中,点E在边CD上,将△BCE沿BE折叠,使
点C落在边AD上的点F处,过点F作FG∥CD,交BE于点G,连接CG.
(1)判断四边形CEFG的形状,并说明理由;
解:(1)四边形CEFG是菱形.
理由如下:
由折叠的性质,得△BCE≌△BFE,
∴∠BEC=∠BEF,CE=FE.
∵FG∥CE,∴∠FGE=∠BEC. ∴∠FGE=∠FEG.
∴FG=FE. ∴FG=EC.
∴四边形CEFG是平行四边形.
∵CE=FE,∴四边形CEFG是菱形.
解:(1)四边形CEFG是菱形.
理由如下:
由折叠的性质,得△BCE≌△BFE,
∴∠BEC=∠BEF,CE=FE.
∵FG∥CE,∴∠FGE=∠BEC. ∴∠FGE=∠FEG.
∴FG=FE. ∴FG=EC.
∴四边形CEFG是平行四边形.
∵CE=FE,∴四边形CEFG是菱形.
例3:如图,在矩形ABCD中,点E在边CD上,将△BCE沿BE折叠,使
点C落在边AD上的点F处,过点F作FG∥CD,交BE于点G,连接CG.
(2)若AB=6,AD=10,求四边形CEFG的面积.
解:(2)∵在矩形ABCD中,AB=6,AD=10,BC=BF,
∴∠BAF=∠FDE=90°,AD=BC=BF=10.
∴AF= =8.∴DF=10-8=2.
设EF=x,则CE=x,DE=6-x.
∵∠FDE=90°,∴22+(6-x)2=x2,解得x= .
∴CE= .∴S四边形CEFG=CE·DF= ×2= .
解:(2)∵在矩形ABCD中,AB=6,AD=10,BC=BF,
∴∠BAF=∠FDE=90°,AD=BC=BF=10.
∴AF= =8.∴DF=10-8=2.
设EF=x,则CE=x,DE=6-x.
∵∠FDE=90°,∴22+(6-x)2=x2,解得x= .
∴CE= .∴S四边形CEFG=CE·DF= ×2= .
[变式3]如图,在矩形纸片ABCD中,AB=6,BC=8.把△BCD沿对角
线BD折叠,使点C落在点C'处,BC'交 AD于点G. 点E,F分别是
C'D和BD上的点,线段EF交AD于点H,把△FDE沿EF折叠,使点D
落在点D'处,点D'恰好与点A重合.
(1)求证:△ABG≌△C'DG;
解:(1)证明:∵四边形ABCD是矩形,
∴AB=CD,∠BAG=∠C=90°.
由折叠的性质,得△BCD≌△BC'D,
∴CD=C'D,∠C=∠DC'G=90°.∴AB=C'D.
在△ABG和△C'DG中,
∴△ABG≌△C'DG(AAS).
解:(1)证明:∵四边形ABCD是矩形,
∴AB=CD,∠BAG=∠C=90°.
由折叠的性质,得△BCD≌△BC'D,
∴CD=C'D,∠C=∠DC'G=90°.∴AB=C'D.
在△ABG和△C'DG中,
∴△ABG≌△C'DG(AAS).
[变式3]如图,在矩形纸片ABCD中,AB=6,BC=8.把△BCD沿对角
线BD折叠,使点C落在点C'处,BC'交 AD于点G. 点E,F分别是
C'D和BD上的点,线段EF交AD于点H,把△FDE沿EF折叠,使点D
落在点D'处,点D'恰好与点A重合.
(2)求tan∠ABG的值;
解:(2)由(1),得△ABG≌△C'DG,
∴AG=C'G,∠ABG=∠C'DG,即∠ABG=∠EDH.
设AG=x,则C'G=x.
∴BG=BC'-C'G=BC-C'G=8-x.
在Rt△ABG中,x2+62=(8-x)2,解得x= .
∴AG= .∴tan∠ABG= = = .
解:(2)由(1),得△ABG≌△C'DG,
∴AG=C'G,∠ABG=∠C'DG,即∠ABG=∠EDH.
设AG=x,则C'G=x.
∴BG=BC'-C'G=BC-C'G=8-x.
在Rt△ABG中,x2+62=(8-x)2,解得x= .
∴AG= .∴tan∠ABG= = = .
[变式3]如图,在矩形纸片ABCD中,AB=6,BC=8.把△BCD沿对角
线BD折叠,使点C落在点C'处,BC'交 AD于点G. 点E,F分别是
C'D和BD上的点,线段EF交AD于点H,把△FDE沿EF折叠,使点D
落在点D'处,点D'恰好与点A重合.
(3)求EF的长.
解:(3)∵△AEF由△DEF翻折所得,
∴EF垂直平分AD. ∴HD= AD=4.
∵tan∠ABG=tan∠EDH= = ,∴EH=4× = .
∵EF垂直平分AD,AB⊥AD,∴HF∥AB.
∴HF是△ABD的中位线.∴HF= AB=3.
∴EF=EH+HF= +3= .
解:(3)∵△AEF由△DEF翻折所得,
∴EF垂直平分AD. ∴HD= AD=4.
∵tan∠ABG=tan∠EDH= = ,∴EH=4× = .
∵EF垂直平分AD,AB⊥AD,∴HF∥AB.
∴HF是△ABD的中位线.∴HF= AB=3.
∴EF=EH+HF= +3= .
类型四 正方形折叠
例4:如图,正方形ABCD的边长为2,点E是边AD上一动点,将△ABE
沿BE折叠后得到△GBE,延长BG交线段CD于点F,连接DG,EF.
(1)当∠ABE=30°时,求证:BF=2CF;
解:(1)证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴∠ABC=∠C=90°.
由折叠的性质,得△ABE≌△GBE,
∴∠ABE=∠GBE=30°.
∴∠CBF=90°-30°-30°=30°.
∴在Rt△CBF中,BF=2CF.
解:(1)证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴∠ABC=∠C=90°.
由折叠的性质,得△ABE≌△GBE,
∴∠ABE=∠GBE=30°.
∴∠CBF=90°-30°-30°=30°.
∴在Rt△CBF中,BF=2CF.
例4:如图,正方形ABCD的边长为2,点E是边AD上一动点,将△ABE
沿BE折叠后得到△GBE,延长BG交线段CD于点F,连接DG,EF.
(2)当DG取得最小值时,求AE的长;
解:(2)如图,连接BD.
∵四边形ABCD是正方形,∴∠A=90°.
∵AB=AD=2,∴BD= =2 .
由折叠的性质,得AB=BG=2.
∵DG≥BD-BG,∴DG≥2 -2.
∴当D,G,B三点共线时,DG最小.
解:(2)如图,连接BD.
∵四边形ABCD是正方形,∴∠A=90°.
∵AB=AD=2,∴BD= =2 .
由折叠的性质,得AB=BG=2.
∵DG≥BD-BG,∴DG≥2 -2.
∴当D,G,B三点共线时,DG最小.
∴DG的最小值为2 -2.
∵四边形ABCD是正方形,∴∠ADB=45°.
由折叠的性质,得∠BGE=∠A-90°,
∴∠DGE=90°.∴DG=EG=2 -2.
由折叠的性质,得△ABE≌△GBE,∴AE=GE=2 -2.
∴DG的最小值为2 -2.
∵四边形ABCD是正方形,∴∠ADB=45°.
由折叠的性质,得∠BGE=∠A-90°,
∴∠DGE=90°.∴DG=EG=2 -2.
由折叠的性质,得△ABE≌△GBE,∴AE=GE=2 -2.
例4:如图,正方形ABCD的边长为2,点E是边AD上一动点,将△ABE
沿BE折叠后得到△GBE,延长BG交线段CD于点F,连接DG,EF.
(3)当点E运动到AD的中点时,求线段GF的长.
(3)当点E运动到AD的中点时,AE=DE=1.
由折叠的性质,得AE=GE,∠EGF=∠EDF=90°,BG=AB=2,
∴DE=GE.
在Rt△EDF和Rt△EGF中,
∴Rt△EDF≌Rt△EGF(HL).
∴DF=GF.
设DF=GF=x,则CF=2-x,BF=2+x.
在Rt△BCF中,BC2+CF2=BF2,
∴22+(2-x)2=(2+x)2,
解:(3)当点E运动到AD的中点时,AE=DE=1.
由折叠的性质,得AE=GE,∠EGF=∠EDF=90°,BG=AB=2,
∴DE=GE.
在Rt△EDF和Rt△EGF中,
∴Rt△EDF≌Rt△EGF(HL).
∴DF=GF.
设DF=GF=x,则CF=2-x,BF=2+x.
在Rt△BCF中,BC2+CF2=BF2,
∴22+(2-x)2=(2+x)2,
解得x= .∴GF= .
解得x= .∴GF= .
解:[变式4](2024·通辽模拟)在综合与实践课上,老师让同学们以“正方
形的折叠”为主题开展数学活动,有一位同学操作过程如下:
操作一:对折正方形纸片ABCD,使AD与BC重合,得到折痕EF,把
纸片展平;
操作二:在AD上选一点P,沿BP折叠,使点A落在正方形内部点M
处,把纸片展平,连接PM,BM,延长PM交CD于点Q,连接BQ.
(1)如图1,当点M在EF上时,∠EMB= ;
[变式4](2024·通辽模拟)在综合与实践课上,老师让同学们以“正方
形的折叠”为主题开展数学活动,有一位同学操作过程如下:
30°
解得x= .∴GF= .
解:[变式4](2024·通辽模拟)在综合与实践课上,老师让同学们以“正方
形的折叠”为主题开展数学活动,有一位同学操作过程如下:
操作一:对折正方形纸片ABCD,使AD与BC重合,得到折痕EF,把
纸片展平;
操作二:在AD上选一点P,沿BP折叠,使点A落在正方形内部点M
处,把纸片展平,连接PM,BM,延长PM交CD于点Q,连接BQ.
[变式4](2024·通辽模拟)在综合与实践课上,老师让同学们以“正方
形的折叠”为主题开展数学活动,有一位同学操作过程如下:
(2)改变点P在AD上的位置(点P不与点A,D重合),如图2,判断
∠MBQ与∠CBQ的数量关系,并说明理由.
解:(2)∠MBQ=∠CBQ. 理由如下:
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC,∠A=∠C=90°.
由折叠的性质,得△ABP≌△MBP,
∴AB=BM,∠A=∠BMP=90°.
∴BC=AB=BM,∠BMQ=∠C=90°.
∵BQ=BQ,
∴Rt△BMQ≌Rt△BCQ.
∴∠MBQ=∠CBQ.
解:(2)∠MBQ=∠CBQ. 理由如下:
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC,∠A=∠C=90°.
由折叠的性质,得△ABP≌△MBP,
∴AB=BM,∠A=∠BMP=90°.
∴BC=AB=BM,∠BMQ=∠C=90°.
∵BQ=BQ,
∴Rt△BMQ≌Rt△BCQ.
∴∠MBQ=∠CBQ.
$$