内容正文:
专题08. 特殊的平行四边形中的图形变换模型之翻折(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。翻折以矩形对称最常见,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(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。
2
模型1.矩形的翻折模型 2
模型2.菱形的翻折模型 8
模型3.正方形的翻折模型 14
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【知识储备】
折叠问题的解决,大都是以轴对称图形的性质作为切入点,而数形变化,是解决这类问题的突破口。有了“折”就有了”形”--轴对称图形、全等形;有了“折”就有了“数”--线段之间、角与角之间的数量关系。"折” 就为“数”与“形”之间的转化搭起了桥梁。特殊平行四边形中的折叠问题,还要考虑特殊平行四边形本身的性质,有时也需要用到计算工具:相似和勾股定理。
折叠的性质:重合部分是全等图形,对应边、对应角相等;对称点的连线被对称轴垂直平分。
模型1.矩形的翻折模型
例1.(2023春·辽宁葫芦岛·八年级统考期末)如图,在矩形中,是的中点,将沿翻折得到,延长交于点,若,,则的长度为( )
A. B. C. D.3
【答案】A
【详解】连接,为矩形,
是的中点 由 翻折得到,
,,
,设 ,则 .
在和中
在 中即 解得:故选A
例2.(2023春·广东深圳·八年级校考期中)如图,是一张长方形纸片,且.沿过点D的折痕将A角翻折,使得点A落在上(如图中的点),折痕交于点G,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:取的中点E,连接,∵四边形为矩形,∴,,
根据折叠的性质可得,,
∵,∴,在中,,
∵点E为的中点,∴,∴,∴,∴,
∵,∴,∴.故选:B.
例3.(2023春·河北承德·八年级统考期末)如图,在矩形中,,翻折,使点落在对角线上处.(1)__________;是的__________.(中线、角平分线、高线)(2)求和的长.
【答案】(1),角平分线(2),
【详解】(1)解:∵四边形为矩形,∴,
∵,∴在中,,
∵翻折,使点落在对角线上处,∴,
∴是的角平分线,故答案为:,角平分线;
(2)解:由折叠知:,∴
设,在中,运用勾股定理得:解得:即:
例4.(2023春·重庆涪陵·八年级统考期末)在矩形中,,,点M在边上,连接,将沿翻折,得到,交于点N,若点N为的中点,则的长度为 .
【答案】
【详解】解:点N为的中点,∴,
∵是矩形,∴,,∴,
又∵沿翻折,得到,∴,,,
∴,∴,在中,,
∴,故答案为:.
例5.(2023春·浙江宁波·八年级统考期末)如图,在矩形中,,,现将矩形沿折叠,点C翻折后交于点G,点D的对应点为点H,当时,线段的长为 .
【答案】5
【详解】解:由矩形的性质可知:,
由折叠可知:,,则,∴,
∵,,,∴,
设,则,
由勾股定理可得:,即,解得,
∴,,∴,∴,故答案为:5.
例6.(2023春·浙江宁波·八年级校考期中)如图,矩形中,,,E,F分别为边和上的两个动点,满足.将四边形沿直线翻折,得到四边形,其中G为A的对称点.当点G落在直线上时,的长为 .
【答案】2
【详解】解:连接交于点O,连接、、,
∵四边形是矩形,∴,且,
∵点G和点A关于对称,∴垂直且平分,∴,
∵,∴,∵,∴,
又∵,∴,∴,
∴点O是矩形的中心,∴,∴,
∴当点G落在直线上时,点D与点G重合,∴,,
∵,∴,故答案为:2.
例7.(2023春·浙江金华·八年级统考期末)如图,在矩形中,,,点P,Q分别为AB,AD上的动点,将沿翻折得到,将沿翻折得到在动点P,Q所有位置中,当F,E,P三点共线,时, .
【答案】3
【详解】解:在矩形中,,,∴,,
∵翻折,∴,,,,∴,
又,∴,设,则,,,
∴,∴,∴.故答案为:3.
例8.(2023秋·山西·九年级专题练习)综合与实践:
在综合与实践课上,老师让同学们以“矩形纸片的折叠”为主题开展数学活动.
在矩形中,E为边上一点,F为边上一点,连接、,分别将和沿、翻折,点D、B的对应点分别为点G、H,且C、H、G三点共线.
(1)如图1,若F为边的中点,,点G与点H重合,则= °,= ;
(2)如图2,若F为的中点,平分,,,求的度数及的长;
(3),,若F为的三等分点,请直接写出的长 .
【答案】(1)45;2(2);(3)2或
【详解】(1)∵,四边形是矩形,∴四边形是正方形,∴,,
∵将和沿、翻折,点D、B的对应点分别为点G、H,
∴,,∵,∴,
∵F为的中点,∴,
∵将和沿、翻折,点D、B的对应点分别为点G、H,
∴,,设,则,∴,
∵,∴,∴,∴.故答案为:45;2;
(2)如图2,延长,交于点M,
∵平分,∴,由折叠的性质可知,,,
∴,∴,
∵,,∴和均为等腰直角三角形,
∴,,∴,即,解得.
(3)分两种情况:①当时,如图3,过点E作,交的延长线于点P,连接,则四边形为矩形,,,
由折叠的性质可知,,,∴,
∵,∴,,∴,
在和中, ,∴,∴,
设,,,∴,解得,∴.
②当时,如图4,过点E作,交的延长线于点P,连接,则四边形为矩形,,,
由折叠的性质可知,,,∴,
∵,∴,,设,,,
∵,∴,解得,∴.
综上可知,的长为2或.
模型2.菱形的翻折模型
例1.(2023·四川成都·模拟预测)如图,在菱形中,,将菱形折叠,使点恰好落在对角线上的点处不与、重合,折痕为,若,,则的长为 .
【答案】
【详解】解:作于,由折叠的性质可知,,由题意得,,
四边形是菱形,,,
为等边三角形,,设,则,
在中,,,
在中,,即,
解得,,即,故答案为:.
例2.(2023·江苏无锡·九年级校联考阶段练习)如图,在边长为2的菱形ABCD中,∠A=60°,点M是AD边的中点,点N是AB边上一动点,将AMN沿MN所在的直线翻折得到,连接,则线段长度的最小值是( )
A.-1 B.-1 C.-1 D.2
【答案】B
【详解】解:如图所示:
由折叠可知M=MA,∵M为AD中点,∴2MA=2MD=AD=2,∴M= MA=1是定值,
∵M+C≥MC,∴当线段长度是最小值时,在MC上,
过点M作MF⊥DC于点F,∵菱形ABCD,∴CDAB ∴∠FDM=∠A=60°,
∴∠FMD=30°,∴FD=MD=,∴FC=FD+CD=,FM=,
∴MC=,∴C=MC-M=-1.故选:B.
例3.(2023春·浙江杭州·八年级统考期末)如图,菱形中,,M为边上的一点,将菱形沿折叠后,点A恰好落在的中点E处,则 .
【答案】
【详解】解:如图所示,延长交延长线于N,
∵四边形是菱形,∴,
∴,
∵E为的中点,∴,∴,
∴,由折叠的性质可得,
∴,∴,∴,
∴,∴,故答案为:.
例4.(2023春·湖北十堰·八年级校联考期中)如图,在菱形纸片中,,E是边的中点,将菱形纸片沿过点A的直线折叠,使点B落在直线上的点G处,折痕为,与交于点H,有如下结论:①;②;③;④,上述结论中,所有正确结论的序号是( )
A.①②④ B.①②③ C.①③④ D.①②③④
【答案】B
【详解】解:连接,∵四边形是菱形,∴,,∴是等边三角形,
∵E是边的中点,∴,∴,
由折叠得,∴,∵,∴,故①正确;
∵,∴,∴,
∴,即,故②正确;连接,由折叠得,∴,
∵,∴,∴,故③正确;
过点F作于点M,∵,
∴,由折叠得,∴,∴,
∵,∴,设,则,
∴,,
∵,∴,
∴,
∴四边形的面积,
∴,故④错误;故选:B.
例5.(2023·重庆巴南·八年级统考期末)如图,在菱形ABCD中,,M,N分别在AD,BC上,将四边形AMNB沿MN翻折能与四边形EMNF重合,且线段EF经过顶点D,若,,则△DFC的面积为 .
【答案】/
【详解】延长EF交BC于点P,如图,
根据翻折的性质有:EF=AB,ME=AM,∠E=∠A,在菱形ABCD中,有AD=CD=AB,,
∵∠A=60°,∴∠ADC=120°,∠E=60°,∵EF⊥AD,,
∴∠ADP=∠EDM=∠CPD=90°,∴∠CDP=∠ADC-∠ADP=120°-90°=30°,
∵在Rt△DEM中,∠E=60°,∠EDM=90°,,∴,EM=2DE=2,
∴AM=EM=2,∴AD=AM+DM=2+,∴DC=AD=AB=2+,DF=EF-DE=AB-1=2+-1=1+,
∵在Rt△DCP中,∠CDP=30°,∠CPD=90°,DC=AD=2+,∴,
∴△CDF的面积为:,故答案为:.
例6.(2023春·重庆沙坪坝·八年级校考期末)如图,在菱形中,对角线交于点O,,菱形的面积为24,点E是边上一点,将菱形沿折叠,使B、C的对应点分别是、,若,则点到BC的距离为 .
【答案】
【详解】解:过作于,过作于,
由已知,,菱形的面积为24,∴,
∴,,∴,
∵,∴,,
由折叠可知,,,
∵,∴,∵,
∴,∴,∴,
∵, ∴,
∵,∴,∴,∴,
∴点到的距离是.故答案为:.
模型3.正方形的翻折模型
例1.(2023·湖南郴州·八年级校考期末)如图,正方形ABCD的边长为4,E是AD边的中点,连接BE,将△ABE沿直线BE翻折至△FBE,延长EF交CD于点G,则CG的长度是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】解:如图所示,连接BG,∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC=DC=4,∠A=∠ABC=∠C=90°,
由折叠的性质可得,AB=BF=BC=4,AE=FE=AD=2=DE,∠A=∠BFE=90°=∠C,
∵∠BFE+∠BFG=180°,∴∠C=∠BFG=90°,又∵BG=BG,∴Rt△BFG≌Rt△BCG(HL),∴FG=CG,
设CG=FG=x,则DG=4﹣x,EG=2+x,在Rt△DEG中,由勾股定理得,
EG2=DE2+DG2,∴(2+x)2=22+(4﹣x)2,解得x=,即CG=,故选C.
例2.(2023春·吉林白城·八年级统考期末)如图,在正方形中,E为边上一点,将沿着AE翻折得到,点D的对应点F恰好落在对角线上,连接,若,则 .
【答案】
【详解】解:如图,作,交于点G,
,
∵四边形是正方形,∴,,
由折叠可知:,∴是等腰直角三角形,∴,
在中, ,∴,
∵,∴是等腰直角三角形,∴
在中,,解得:
∵,∴,
在中, ,故答案为:.
例3.(2023·湖北襄阳·八年级统考期中)如图,在正方形ABCD中,点M,N分别是AD,BC的中点,点P在CD上,将沿BP翻折后点C的对应点Q落在MN上,若,则PD的长为 .
【答案】
【详解】解:如图所示,连接CQ,∵四边形ABCD是正方形,∴AD=BC=AB,,∠D=90°,
∵M、N分别是AD、BC的中点,∴,
∴四边形CNMD是矩形,∴∠QNB=∠QNC=90°,
在△QNB和△QNC中,,∴△QNB≌△QNC(SAS),∴QB=QC,
由折叠的性质可知BC=BQ,∠QBP=∠CBP,∴BC=BQ=CQ,∴△QBC是等边三角形,
∴∠QBC=60°,∴∠PBC=30°,∴PB=2PC,∵,∴,∴,
∴,故答案为:.
例 4.(2023·江苏扬州·统考中考真题)如图,已知正方形的边长为1,点E、F分别在边上,将正方形沿着翻折,点B恰好落在边上的点处,如果四边形与四边形的面积比为3∶5,那么线段的长为 .
【答案】
【详解】解:如图所示,连接,过点作于点,
∵正方形的边长为1,四边形与四边形的面积比为3∶5,
∴,设,则,则
∴即
∴∴,∴,
∵折叠,∴,∴,
∵,∴,又,
∴,∴ 在中,
即解得:,故答案为:.
例5.(2023春·江苏徐州·八年级期中)如图,正方形ABCD中,,点E在边CD上,且.将沿AE对折至,延长EF交边BC于点G.连结AG、CF.下列结论:①;②;③是正三角形;④的面积为90,其中正确的是 (填所有正确答案的序号)
【答案】①②④
【详解】在正方形ABCD中,,
又沿AE对折至,延长EF交边BC于点G
,即有,
在直角和直角中,,;①正确.
,点E在边CD上,且,,
不妨设,则,
在中, 解得,于是;②正确.
,是等腰三角形,
,,则,不是正三角形.③错误.
,,.④正确.
正确的结论有①②④.故答案为:①②④.
例6.(2023·江苏扬州·校考二模)如图,将正方形沿着、翻折,点、的对应点分别是点、,若,则 .
【答案】
【详解】解:∵四边形是正方形,∴,由折叠可知,,,
∵,,
∴,即:,∴,
∴,故答案为:.
例7.(2023春·江苏宿迁·八年级统考期末)问题情境:如图1,在正方形中,,点是边上一点(点不与重合),将沿直线翻折,点落在点处.
(1)如图2,当点落在对角线上时,求的长.(2)如图3,连接分别交于点,点,连接并延长交于点,当为中点时,试判断与的位置关系,并说明理由.
(3)如图4,在线段上取一点,且使,连接,则在点从点运动到点的过程中,的值是否存在最小值?如果存在,请求出其值;若果不存在,请说明理由.
【答案】(1)(2),理由见解析.(3)
【详解】(1)根据折叠的性质可知,,∴.
∵,∴为等腰直角三角形.∴.
∴.∴.∴.
∴.∴.
(2),理由如下:如图所示,连接,交于点.
根据题意可知为线段的垂直平分线,∴.
∵为中点,∴,即.
(3)如图所示,在线段上取一点,使,连接,.
在和中,∴.∴.∴.
观察图形可知,当点,,在同一条直线上时,最小,最小值为.
∴.
1.(2024春·安徽·九年级专题练习)矩形中,,,点是边上一动点,沿翻折,若点的对称点恰好落在矩形的对称轴上,则折痕的长是( )
A. B. C.或 D.或
【答案】C
【详解】解:分两种情况:①如图1所示:当恰好在矩形的对称轴上时,
又∵,,∴,,,,
由折叠的性质得:,,∵,
∴点与点重合,点与点重合,∴;
②如图2所示:当恰好在矩形的对称轴上时,过作 交于,交于,
∴,,,,,
∵四边形是矩形,∴,由折叠的性质得:,,
在中,,∴,
设,则,在中,,
∴,解得:,即,∴;
综上所述,当点恰好在矩形的对称轴上时,折痕的长是或,故选:C.
2.(2023春·黑龙江齐齐哈尔·八年级校联考期中)如图,在矩形纸片中,E为上一点,将沿翻折至,若点F恰好落在上,,,则( )
A. B. C.4 D.5
【答案】A
【详解】解:∵在矩形纸片中,E为上一点,将沿翻折至,
∴,
∴,∴,设,则,
由勾股定理,得:,即:,解得:;∴;故选A.
3.(2023春·广东中山·八年级校联考期中)如图,矩形中,点、分别为边、上两动点,且,,沿翻折矩形,使得点恰好落在边(含端点)上,记作点,翻折后点对应点,则的最小值为( )
A. B. C. D.2
【答案】C
【详解】解:如图:连接,
以翻折后,点与点重合,,,,
四边形为矩形,,,,
当的最小时,最小,由图可知,当点与点重合时,最小,
设,则,,在中,,
,解得:,的最小值为.故选:C.
4.(2023春·河北廊坊·八年级统考期末)如图,菱形ABCD中,∠ABC=60°,AB=4,E是边AD上一动点,将△CDE沿CE 折叠,得到△CFE,则△BCF面积的最大值是( )
A.8 B. C.16 D.
【答案】A
【详解】解:在菱形ABCD中,BC=CD=AB=4
又∵将△CDE沿CE 折叠,得到△CFE,∴FC=CD=4
由此,△BCF的底边BC是定长,所以当△BCF的高最大时,△BCF的面积最大,即当FC⊥BC时,三角形有最大面积∴△BCF面积的最大值是故选:A.
5.(2023·浙江·八年级期中)如图,正方形ABCD的边长为6,点E在边CD上,且CD=3DE.将沿AE对折至,延长EF交边BC于点G,连接AG、CF.则下列结论:①;②BG=CG;③;④;⑤∠AGB+∠AED=135°.其中正确的个数是( )
A.5 B.4 C.3 D.2
【答案】A
【详解】解:∵AB=AD=AF,AG=AG,∠B=∠AFG=90°,∴RtΔABG≌RtΔAFG(HL),故①正确;
∴BG=GF,∠BGA=∠FGA,设BG=GF=x,若BG=CG=x,
在Rt△EGC中,EG=x+2,CG=x,CE=4,由勾股定理可得(x+2)2=x2+42,
解得x=3,此时BG=CG=3,BG+CG=6,满足条件,∴②正确;
∵GC=GF,∴∠GFC=∠GCF,且∠BGF=∠GFC+∠GCF=2∠GCF,
∴2∠AGB=2∠GCF,∴∠AGB=∠GCF,∴AG∥CF,∴③正确;
∵S△EGC=GC•CE=×3×4=6,S△AFE=AF•EF=×6×2=6,∴S△EGC=S△AFE,∴④正确;
在五边形ABGED中,∠BGE+∠GED=540°﹣90°﹣90°﹣90°=270°,
即2∠AGB+2∠AED=270°,∴∠AGB+∠AED=135°,∴⑤正确;∴正确的有五个,故选:A.
6.(2023·广东深圳·一模)如图,将正方形翻折,使点、分别与点、重合,折痕为,交于点,交于点,连接、.给出以下结论:①垂直平分;②;③;④的周长等于的2倍.其中正确的个数有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】D
【详解】解:∵四边形是正方形,∴,,
∵将正方形沿翻折,∴垂直平分,故结论①正确;∴,
如图,过点作于,
∴,∴,∴,
∵,∴四边形是矩形,∴,,
∵,∴,又∵,∴,∴,
∵,∴,故结论②正确;如图,过点作于,
∵将正方形沿翻折,∴,
又∵,,∴,∴,,∴,
又∵,∴,∴,
∵,∴,故结论③正确;
如图,延长至,使,连接,
∵,,,∴,∴,,
∵,∴,∴,
又∵,∴,∴,∴,
∴的周长,故结论④正确.
综上所述,结论正确的有①②③④,共计4个.故选:D.
7.(2023春·湖北武汉·八年级校考阶段练习)如图,正方形沿BE翻折,延长交于G,正方形边长为12,E是中点, .
【答案】4
【详解】解:∵是正方形,∴,
由折叠得,,,,
∵,∴∴,
又∵,∴,∴,设,则,
在中,由勾股定理得,,∴,
解得,即,故答案为4.
8.(2023·河南信阳·校考三模)如图,在矩形ABCD中,,,将矩形翻折,使边AD与边BC重合,展开后得到折痕MN,E是AD的中点,动点F从点D出发,沿的方向在DC和CB上运动,将矩形沿EF翻折,点D的对应点为G,点C的对应点为,当点G恰好落在MN上时,点F运动的距离为 .
【答案】或
【详解】解 :①当点再线段上运动时:由题意得:∴
∵∴四边形为矩形
∴∴,
设,则 在
∴解得: 点F运动的距离为:
②当点再线段上运动时:
由题意得:∴ ∵
∴,∴
设,,则 在∴
在∴解得:
点F运动的距离为:,故答案为:或9
9.(2023春·江苏无锡·八年级校考期中)如图,矩形中,,,将沿对角线翻折得到,与交于点E,再以为折痕,将进行翻折,得到.若两次折叠后,点恰好落在的边上,则的长为 .
【答案】或
【详解】∵四边形为矩形,∴,,
∵沿对角线翻折得到,∴,,
∵以为折痕,将进行翻折,得到,∴,,
①当点恰好落在上时,如图,
在和中,∴
∴,即为等腰三角形,∵∴点为中点,∴,
在中,有,即,解得
②当点恰好落在上时,如图,∵∴四边形为矩形,∴,∵沿进行翻折,得到,∴
在中,,
在和中,∴,
∴∴.故答案为:或.
10.(2023秋·海南海口·九年级统考期末)如图,将矩形沿直线翻折,使点与边上的点重合,若,则 .
【答案】
【详解】解:∵四边形是矩形,∴,
∵沿着过点D的直线折叠,使点D落在边上,落点为E,∴,
在中,,∴,
设,则, 在中,,
∴,解得,∴,故答案为:.
11.(2023·四川·九年级校考阶段练习)如图,在菱形纸片中,,,将菱形纸片翻折,使点落在的中点处,折痕为,点、分别在边、上,则的值为 .
【答案】
【详解】连接,,
∵为中点,,∴为等边三角形,∴,.
设,则,,在中,,
,解得,∴,,∴.
12.(2023秋·重庆·九年级专题练习)如图,在菱形中,,在上,将沿翻折至,且刚好过的中点,则 .
【答案】30°
【详解】解:连接AC,如图所示:
∵四边形ABCD是菱形,∠B=60°,∴AB=BC,∠D=∠B=60°,∠C=120°,∴△ABC是等边三角形,
∵AD'刚好过BC的中点P,∴AD⊥BC,∴∠D'PC=90°,
由翻折变换的性质得:=∠D=60°,∴∠CME=∠PMD'=30°,
∴∠D'EC=180°-∠C-∠CME=30°;故答案为:30°.
13.(2023春·江苏苏州·八年级统考期末)如图,在正方形中,点E是边的中点,将沿翻折得到.延长交于点H,连接.(1)求证:;(2)若,求的长.
【答案】(1)见解析(2)
【详解】(1)证明:∵正方形中,点E是边的中点,∴,
∵将沿翻折得到,∴,∴,
又,∴;
(2)解:∵将沿翻折得到,∴,,
∵,∴,∵,
∴,即:,∵,∴,,
在中,,设,则:,
在和中:,
即:,解得:;∴.
14.(2023春·吉林长春·八年级统考期末)将边长为2的正方形纸片按如下操作:
【操作一】如图①,将正方形纸片对折,使点A与点B重合,点D与点C重合,再将正方形纸片展开,得到折痕EF.则点B、点F之间的距离为_____________.
【操作二】如图②,G为正方形边上一点,连接,将图①的正方形纸片沿翻折,使点B的对称点H落在折痕上.连接.
(1)求证:是等边三角形.(2)求四边形的周长.
【答案】操作一:;操作二,(1)证明见解析;(2)
【详解】解:操作一:如图,连接,由题知,
由翻折,知,由勾股定理,得,
操作二:(1)由翻折知是的垂直平分线,,
又,,是等边三角形;
(2)∵是等边三角形.∴,.
∴,∴,
∴四边形的周长.
15.(2023春·福建厦门·八年级统考期末)数学活动课上,同学们开展了以“矩形纸片折叠”为主题的探究活动.如图,四边形为矩形,.将矩形沿着过点的直线翻折,点的对应点为点.
(1)若直线与线段交于点.
①如图1,当点正好落在对角线和的交点处时,则的度数是______;
②如图2,若点是的中点,点落在矩形内部时,延长交边于点.若,请探究,之间的数量关系,并说明理由;
(2)已知,,若直线与射线交于点,且是直角三角形时,求的长.
【答案】(1)①;②,理由见解析;(2)或
【详解】(1)①:点正好落在对角线和的交点处,四边形为矩形,
,,是等边三角形,
,,故答案为:
②:如下图,连接
四边形为矩形,点是的中点,点落在矩形内部,延长交边于点,,,,,,
,,
,即,
∵,,,,即
(2)情况一:如下图,当点在线段上,时.
四边形为矩形,矩形沿着过点的直线翻折,点的对应点为点,,,
,,,,,
点、、三点共线,,
在和中,,,
,,
情况二:如下图,当点在延长线上,时,此时点、、三点共线.
四边形为矩形,矩形沿着过点的直线翻折,点的对应点为点,,,
,,,,,
在和中,,,,
,综上所述,的长为或
16.(2023春·湖南·八年级校考阶段练习)如图,将正方形放在平面直角坐标系中,顶点为原点,顶点,分别在轴和轴上,点坐标为,动点在边上(不与端点重合),将沿翻折,点的对称点为点.
(1)如图①,当平分时,的度数为______;(2)如图②,过点作轴交于点,交于点.当为等腰直角三角形时,求点的坐标;(3)如图③,延长交于点,当点在边上移动时,的周长是否发生变化?如果是,请求出变化范围,如果不是,请说明理由.
【答案】(1)(2)(3)不变,见解析
【详解】(1)解:由折叠的性质可知,,,
∵平分,∴,∴,
∵,∴,
∴,∴,故答案为:;
(2)解:∵轴,为等腰直角三角形,
∴,∴,如图②,连接,
∵正方形,点坐标为,∴,,
∴三点共线,∴是等腰直角三角形,设,则,,
由勾股定理得,,即,解得,∴;
(3)解:不变,理由如下:如图③,连接,
由折叠、正方形的性质可知,,,
∵,,∴,∴,
∴,
∴的周长不变.
17.(2023春·江苏无锡·八年级校联考期中)如图1,在正方形中,E为的中点,将正方形沿着翻折得到四边形,直线与直线相交于点F,连接.
(1)的度数是 ;(2)若将正方形变为菱形,①如图2,若,,求的长度;②如图3,判断的度数是否为定值,若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1)90(2)①;②是定值,为
【详解】(1)解:∵正方形中,E为的中点,∴,
∵将正方形沿着翻折得到四边形,∴,
∵,∴,
∴,设,
则,∴,
∴,故答案为:.
(2)①作于H,于G,
∵菱形中,E为的中点,,,∴,
∵将菱形沿着翻折得到菱形,
∴,,
∵,∴,∴,;
∵,∴,∴,∴,
设,则,,
在中,由勾股定理得,,解方程得即,
作于T,∵,∴,
∴,∴.
②的度数是定值,为.理由如下:
由①同理得,,得设,
则,
∴,∴,
故的度数是定值,为.
18.(2023·广东深圳·校考三模)在四边形中,E是上一点,连接,将沿翻折得到,落在对角线上.将绕点A旋转,使得落在直线上,点C的对应点为M,点E的对应点为N.
(1)【特例探究】如图1,数学兴趣小组发现,当四边形是正方形,且旋转角小于时,会有,请你证明这个结论;
(2)【再探特例】如图2,当四边形是菱形,且旋转角小于时,若,.连接交于点.求的长;
(3)【拓展应用】如图3,当四边形是矩形时,当到点、点的距离,两段距离比为时,请直接写出的值.
图1 图2 图3 备用图
【答案】(1)见解析(2)(3)
【详解】(1)∵四边形是正方形,是对角线,∴,,
∵沿翻折得到,∴,,
又∵绕点A旋转得到,∴,,
又∵,,∴,同理,
又∵,,∴,∴.
(2)∵四边形是菱形,是对角线,,
∴,,
∵沿翻折得到,∴,,,
又∵绕点A旋转得到,∴,,
∴,即是的角平分线,
又∵,,∴,∴.
∵,,∴,∴,∴.
∵,,∴,
∴,
∵,∴,∴.
在中,,即,解得.
(3)当时,如图:
即,令,则,在中,,
∴,即,故,∴.
当时,∵是矩形的对角线,∴,,
∵,,三点共线,且,,故,即该情况不存在.
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专题08. 特殊的平行四边形中的图形变换模型之翻折(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。翻折以矩形对称最常见,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(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。
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模型1.矩形的翻折模型 2
模型2.菱形的翻折模型 8
模型3.正方形的翻折模型 14
21
【知识储备】
折叠问题的解决,大都是以轴对称图形的性质作为切入点,而数形变化,是解决这类问题的突破口。有了“折”就有了”形”--轴对称图形、全等形;有了“折”就有了“数”--线段之间、角与角之间的数量关系。"折” 就为“数”与“形”之间的转化搭起了桥梁。特殊平行四边形中的折叠问题,还要考虑特殊平行四边形本身的性质,有时也需要用到计算工具:相似和勾股定理。
折叠的性质:重合部分是全等图形,对应边、对应角相等;对称点的连线被对称轴垂直平分。
模型1.矩形的翻折模型
例1.(2023春·辽宁葫芦岛·八年级统考期末)如图,在矩形中,是的中点,将沿翻折得到,延长交于点,若,,则的长度为( )
A. B. C. D.3
例2.(2023春·广东深圳·八年级校考期中)如图,是一张长方形纸片,且.沿过点D的折痕将A角翻折,使得点A落在上(如图中的点),折痕交于点G,则( )
A. B. C. D.
例3.(2023春·河北承德·八年级统考期末)如图,在矩形中,,翻折,使点落在对角线上处.(1)__________;是的__________.(中线、角平分线、高线)(2)求和的长.
例4.(2023春·重庆涪陵·八年级统考期末)在矩形中,,,点M在边上,连接,将沿翻折,得到,交于点N,若点N为的中点,则的长度为 .
例5.(2023春·浙江宁波·八年级统考期末)如图,在矩形中,,,现将矩形沿折叠,点C翻折后交于点G,点D的对应点为点H,当时,线段的长为 .
例6.(2023春·浙江宁波·八年级校考期中)如图,矩形中,,,E,F分别为边和上的两个动点,满足.将四边形沿直线翻折,得到四边形,其中G为A的对称点.当点G落在直线上时,的长为 .
例7.(2023春·浙江金华·八年级统考期末)如图,在矩形中,,,点P,Q分别为AB,AD上的动点,将沿翻折得到,将沿翻折得到在动点P,Q所有位置中,当F,E,P三点共线,时, .
例8.(2023秋·山西·九年级专题练习)综合与实践:
在综合与实践课上,老师让同学们以“矩形纸片的折叠”为主题开展数学活动.
在矩形中,E为边上一点,F为边上一点,连接、,分别将和沿、翻折,点D、B的对应点分别为点G、H,且C、H、G三点共线.
(1)如图1,若F为边的中点,,点G与点H重合,则= °,= ;
(2)如图2,若F为的中点,平分,,,求的度数及的长;
(3),,若F为的三等分点,请直接写出的长 .
模型2.菱形的翻折模型
例1.(2023·四川成都·模拟预测)如图,在菱形中,,将菱形折叠,使点恰好落在对角线上的点处不与、重合,折痕为,若,,则的长为 .
例2.(2023·江苏无锡·九年级校联考阶段练习)如图,在边长为2的菱形ABCD中,∠A=60°,点M是AD边的中点,点N是AB边上一动点,将AMN沿MN所在的直线翻折得到,连接,则线段长度的最小值是( )
A.-1 B.-1 C.-1 D.2
例3.(2023春·浙江杭州·八年级统考期末)如图,菱形中,,M为边上的一点,将菱形沿折叠后,点A恰好落在的中点E处,则 .
例4.(2023春·湖北十堰·八年级校联考期中)如图,在菱形纸片中,,E是边的中点,将菱形纸片沿过点A的直线折叠,使点B落在直线上的点G处,折痕为,与交于点H,有如下结论:①;②;③;④,上述结论中,所有正确结论的序号是( )
A.①②④ B.①②③ C.①③④ D.①②③④
例5.(2023·重庆巴南·八年级统考期末)如图,在菱形ABCD中,,M,N分别在AD,BC上,将四边形AMNB沿MN翻折能与四边形EMNF重合,且线段EF经过顶点D,若,,则△DFC的面积为 .
例6.(2023春·重庆沙坪坝·八年级校考期末)如图,在菱形中,对角线交于点O,,菱形的面积为24,点E是边上一点,将菱形沿折叠,使B、C的对应点分别是、,若,则点到BC的距离为 .
模型3.正方形的翻折模型
例1.(2023·湖南郴州·八年级校考期末)如图,正方形ABCD的边长为4,E是AD边的中点,连接BE,将△ABE沿直线BE翻折至△FBE,延长EF交CD于点G,则CG的长度是( )
A. B. C. D.
例2.(2023春·吉林白城·八年级统考期末)如图,在正方形中,E为边上一点,将沿着AE翻折得到,点D的对应点F恰好落在对角线上,连接,若,则 .
例3.(2023·湖北襄阳·八年级统考期中)如图,在正方形ABCD中,点M,N分别是AD,BC的中点,点P在CD上,将沿BP翻折后点C的对应点Q落在MN上,若,则PD的长为 .
例 4.(2023·江苏扬州·统考中考真题)如图,已知正方形的边长为1,点E、F分别在边上,将正方形沿着翻折,点B恰好落在边上的点处,如果四边形与四边形的面积比为3∶5,那么线段的长为 .
例5.(2023春·江苏徐州·八年级期中)如图,正方形ABCD中,,点E在边CD上,且.将沿AE对折至,延长EF交边BC于点G.连结AG、CF.下列结论:①;②;③是正三角形;④的面积为90,其中正确的是 (填所有正确答案的序号)
例6.(2023·江苏扬州·校考二模)如图,将正方形沿着、翻折,点、的对应点分别是点、,若,则 .
例7.(2023春·江苏宿迁·八年级统考期末)问题情境:如图1,在正方形中,,点是边上一点(点不与重合),将沿直线翻折,点落在点处.
(1)如图2,当点落在对角线上时,求的长.(2)如图3,连接分别交于点,点,连接并延长交于点,当为中点时,试判断与的位置关系,并说明理由.
(3)如图4,在线段上取一点,且使,连接,则在点从点运动到点的过程中,的值是否存在最小值?如果存在,请求出其值;若果不存在,请说明理由.
1.(2024春·安徽·九年级专题练习)矩形中,,,点是边上一动点,沿翻折,若点的对称点恰好落在矩形的对称轴上,则折痕的长是( )
A. B. C.或 D.或
2.(2023春·黑龙江齐齐哈尔·八年级校联考期中)如图,在矩形纸片中,E为上一点,将沿翻折至,若点F恰好落在上,,,则( )
A. B. C.4 D.5
3.(2023春·广东中山·八年级校联考期中)如图,矩形中,点、分别为边、上两动点,且,,沿翻折矩形,使得点恰好落在边(含端点)上,记作点,翻折后点对应点,则的最小值为( )
A. B. C. D.2
4.(2023春·河北廊坊·八年级统考期末)如图,菱形ABCD中,∠ABC=60°,AB=4,E是边AD上一动点,将△CDE沿CE 折叠,得到△CFE,则△BCF面积的最大值是( )
A.8 B. C.16 D.
5.(2023·浙江·八年级期中)如图,正方形ABCD的边长为6,点E在边CD上,且CD=3DE.将沿AE对折至,延长EF交边BC于点G,连接AG、CF.则下列结论:①;②BG=CG;③;④;⑤∠AGB+∠AED=135°.其中正确的个数是( )
A.5 B.4 C.3 D.2
6.(2023·广东深圳·一模)如图,将正方形翻折,使点、分别与点、重合,折痕为,交于点,交于点,连接、.给出以下结论:①垂直平分;②;③;④的周长等于的2倍.其中正确的个数有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
7.(2023春·湖北武汉·八年级校考阶段练习)如图,正方形沿BE翻折,延长交于G,正方形边长为12,E是中点, .
8.(2023·河南信阳·校考三模)如图,在矩形ABCD中,,,将矩形翻折,使边AD与边BC重合,展开后得到折痕MN,E是AD的中点,动点F从点D出发,沿的方向在DC和CB上运动,将矩形沿EF翻折,点D的对应点为G,点C的对应点为,当点G恰好落在MN上时,点F运动的距离为 .
9.(2023春·江苏无锡·八年级校考期中)如图,矩形中,,,将沿对角线翻折得到,与交于点E,再以为折痕,将进行翻折,得到.若两次折叠后,点恰好落在的边上,则的长为 .
10.(2023秋·海南海口·九年级统考期末)如图,将矩形沿直线翻折,使点与边上的点重合,若,则 .
11.(2023·四川·九年级校考阶段练习)如图,在菱形纸片中,,,将菱形纸片翻折,使点落在的中点处,折痕为,点、分别在边、上,则的值为 .
12.(2023秋·重庆·九年级专题练习)如图,在菱形中,,在上,将沿翻折至,且刚好过的中点,则 .
13.(2023春·江苏苏州·八年级统考期末)如图,在正方形中,点E是边的中点,将沿翻折得到.延长交于点H,连接.(1)求证:;(2)若,求的长.
14.(2023春·吉林长春·八年级统考期末)将边长为2的正方形纸片按如下操作:
【操作一】如图①,将正方形纸片对折,使点A与点B重合,点D与点C重合,再将正方形纸片展开,得到折痕EF.则点B、点F之间的距离为_____________.
【操作二】如图②,G为正方形边上一点,连接,将图①的正方形纸片沿翻折,使点B的对称点H落在折痕上.连接.
(1)求证:是等边三角形.(2)求四边形的周长.
15.(2023春·福建厦门·八年级统考期末)数学活动课上,同学们开展了以“矩形纸片折叠”为主题的探究活动.如图,四边形为矩形,.将矩形沿着过点的直线翻折,点的对应点为点.
(1)若直线与线段交于点.①如图1,当点正好落在对角线和的交点处时,则的度数是______;②如图2,若点是的中点,点落在矩形内部时,延长交边于点.若,请探究,之间的数量关系,并说明理由;(2)已知,,若直线与射线交于点,且是直角三角形时,求的长.
16.(2023春·湖南·八年级校考阶段练习)如图,将正方形放在平面直角坐标系中,顶点为原点,顶点,分别在轴和轴上,点坐标为,动点在边上(不与端点重合),将沿翻折,点的对称点为点.
(1)如图①,当平分时,的度数为______;(2)如图②,过点作轴交于点,交于点.当为等腰直角三角形时,求点的坐标;(3)如图③,延长交于点,当点在边上移动时,的周长是否发生变化?如果是,请求出变化范围,如果不是,请说明理由.
17.(2023春·江苏无锡·八年级校联考期中)如图1,在正方形中,E为的中点,将正方形沿着翻折得到四边形,直线与直线相交于点F,连接.
(1)的度数是 ;(2)若将正方形变为菱形,①如图2,若,,求的长度;②如图3,判断的度数是否为定值,若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
18.(2023·广东深圳·校考三模)在四边形中,E是上一点,连接,将沿翻折得到,落在对角线上.将绕点A旋转,使得落在直线上,点C的对应点为M,点E的对应点为N.
(1)【特例探究】如图1,数学兴趣小组发现,当四边形是正方形,且旋转角小于时,会有,请你证明这个结论;
(2)【再探特例】如图2,当四边形是菱形,且旋转角小于时,若,.连接交于点.求的长;
(3)【拓展应用】如图3,当四边形是矩形时,当到点、点的距离,两段距离比为时,请直接写出的值.
图1 图2 图3 备用图
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