内容正文:
第二十二章 四边形
01 思维导图
目录
【折叠题型】 1
折叠题型一 平行四边形中的折叠问题 1
折叠题型二 矩形中的折叠问题 8
折叠题型三 菱形中的折叠问题 17
折叠题型四 正方形中折叠问题 24
【最值题型】 33
最值题型一 平行四边形中的最值问题 33
最值题型二 矩形中的最值问题 41
最值题型三 菱形中的最值问题 43
最值题型四 正方形中最值问题 49
【折叠题型】02 折叠题型
折叠题型一 平行四边形中的折叠问题
例题:(23-24九年级上·陕西西安·阶段练习)如图将沿对角线折叠,使点落在处,若,,则 °.
巩固训练
1.(24-25八年级上·上海·期中)如图所示,已知是平行四边形的边上一点,将沿直线折叠,点恰好落在边上的点处,如果的周长为,的周长为,那么的长等于 .
2.(23-24八年级下·广东清远·期末)如图,在平行四边形纸片中,,将纸片沿对角线对折至,交边于点E,此时恰为等边三角形,则图中折叠重合部分的面积是 .
3.(24-25九年级上·浙江金华·期中)如图,在中,,将折叠,使得点B与点D重合,折痕交AD,BC分别于点E,F,则 .
4.(24-25九年级上·重庆北碚·开学考试)如图,在平行四边形中,,,,点,点是边上的一点,点是边上一点,将平行四边形沿折叠,得到四边形,点的对应点为点,点的对应点为点,则的长度为 .
5.(24-25九年级上·河南郑州·阶段练习)如图,在平行四边形中,,,,点E是线段上一个动点,将沿折叠到位置、再将沿行折叠到位置,当落在平行四边形边上时,则的长度为 .
折叠题型二 矩形中的折叠问题
例题:(24-25七年级上·福建福州·期末)如图,将长方形纸片折叠,使点落在点处,折痕为.为上一点,连接,若,,则 .
巩固训练
1.(24-25八年级上·江苏南京·期中)如图,在四边形中,,,.折叠四边形,使点D与点B重合,得到折痕,则的长为 .
2.(23-24九年级上·北京顺义·期中)有一张矩形纸片,,,将纸片折叠,使边落在边上,折痕为,再将以为折痕向右折叠,与交于点F(如下图),则的长为 .
3.(24-25九年级上·陕西榆林·阶段练习)如图,在矩形中, ,,为边上一点,,为边上一动点,连接、,将沿折叠,点的对应点为点,当落在边上时,的长为 .
4.(24-25九年级上·浙江杭州·阶段练习)已知矩形纸片,,,点在边上,连接,将沿所在的直线折叠,点的对应点为,把纸片展平,连接,,当为直角三角形时,线段的长为 .
5.(23-24九年级上·江西抚州·阶段练习)如图,矩形中,,,点E是边上一点,连接,把沿折叠,使点落在点处,当为直角三角形时,的长为 .
6.(2024·贵州·模拟预测)综合与实践:小红在学习了图形的折叠相关知识后,对矩形的折叠进行了探究,已知矩形中,,,为上一点,将沿直线翻折至的位置(点落在点处).
(1)【动手操作】
当点落在边上时,利用尺规作图,在图①中作出满足条件的图形(即的位置,不写作法,保留作图痕迹),此时________________;
(2)【问题探究】
如图②,与相交于点,与相交于点,且,求证:;
(3)【拓展延伸】
已知为射线上的一个动点,将沿翻折,点恰好落在直线上的点处,求的长.
折叠题型三 菱形中的折叠问题
例题:(2024·广东东莞·二模)如图,将菱形纸片折叠,使点落在边的点处,折痕为,若,则的度数是 .
巩固训练
1.(23-24八年级下·山东济宁·期末)如图,在菱形纸片中,,折叠菱形纸片,使点C落在(点P为中点)所在的直线上,得到经过点D的折痕.则的大小为
2.(24-25九年级下·辽宁·开学考试)如图,在菱形中,,,点E是的中点,点F为上一动点,将沿折叠,得到.若与菱形的对角线平行,则的长为 .
3.(23-24八年级下·湖北襄阳·期末)如图,菱形纸片的边长为,点E在边上,将纸片滑折叠,点B落在处,,垂足为F.若,则的长是 .
4.(2024·福建福州·模拟预测)如图,在菱形中,,点E是边上一点,将菱形沿折叠,点D的对应点为点F,交于点G,当恰好经过的中点H时,的长为 .
5.(23-24八年级下·河北邢台·期中)如图,在菱形纸片中,.
(1) .
(2)点E在边上,将菱形纸片沿折叠,点C对应点为点,且是的垂直平分线,则的大小为 .
折叠题型四 正方形中折叠问题
例题:(24-25八年级上·江苏南京·阶段练习)如图,正方形中,点为射线上一个动点.连接,把沿折叠,当点的对应点刚好落在线段的垂直平分线上时, .
巩固训练
1.(23-24七年级下·山西临汾·期末)如图,正方形的边长为3,将正方形折叠,使点D落到边上的点E处,折痕为,若,折痕的长为 .
2.(24-25八年级上·山西晋中·期末)如图,在平面直角坐标系中,正方形的边在轴上,点的坐标为,点在边上,将沿折叠,点落在点处.若点的坐标为,则点的坐标为 .
3.(24-25九年级上·河南郑州·期中)正方形中,边长,点M为边上一动点(不与端点重合),沿将折叠,点B的对应点为点E,连接,,当是等腰三角形时, .
4.(23-24八年级下·江苏无锡·期中)如图,点是正方形的边上一动点(点不与、重合),连接,将沿翻折,使点落在点处.
(1)当最小时,的值为 ;
(2)如图,连接并延长,交的延长线于点,在点的运动过程中,的大小是否变化,若变化,请说明理由;若不变,请求的值;
(3)如图3,在(2)的条件下,连接,试探索、、之间的数量关系.
【最值题型】03 最值题型
最值题型一 平行四边形中的最值问题
例题:(22-23八年级下·浙江绍兴·期末)如图,在平行四边形中,,,E是边延长线上一点,连接,以为边作等边三角形,连接,则的最小值是 .
巩固训练
1.(23-24八年级下·广东梅州·期末)如图,四边形 是平行四边形,,,点 E 为的中点,连接,点F为线段上的一个动点,连接,则线段长度的最小值为 .
2.(23-24八年级下·辽宁本溪·期末)如图,在中,为边上的高,点F和点G分别为高和边上的动点,且.若,,,则的最小值为 .
3.(2024九年级上·全国·专题练习)如图,在中,,点M为直线上一动点,则的最小值为 .
4.(23-24八年级下·四川成都·期末)如图,已知的面积为,,,现先将沿某一方向平移个单位长度后得到,其中点,,,的对应点分别为,,,;再将绕点顺时针旋转后得到,其中点,,的对应点分别为,,,连接,,则线段的最大值为 ,线段的最小值为 .
最值题型二 矩形中的最值问题
例题:(23-24八年级下·江苏淮安·阶段练习)如图,在矩形中,E为对角线上与不重合的一个动点,过点E作与点F,于点G,连接,若,则的最小值 .
巩固训练
1.(22-23九年级上·江苏南京·期末)如图,在矩形中,,,点E,F分别为、边上的动点,且的长为2,点G为的中点,点P为上一动点,则 的最小值为 .
2.(2024·西藏日喀则·二模)如图,矩形中,,,点是矩形内一动点,且,则的最小值为 .
最值题型三 菱形中的最值问题
例题:(23-24八年级下·重庆沙坪坝·期中)如图,菱形的周长为8,,E是的中点,P是对角线上的一个动点,则的最小值是 .
巩固训练
1.(2024九年级下·全国·专题练习)如图,在菱形中,,分别是边,上的动点,连接,,,分别为,的中点,连接.若,,则的最小值是 .
2.(2024八年级下·全国·专题练习)如图,菱形中,,,点为边上任意一点(不包括端点),连结,过点作,交边于点,点线段上的一点.
(1)若点为菱形对角线的交点,为的中位线,求的值;
(2)当的值最小时,请确定点的位置,并求出的最小值;
(3)当的值最小,且的值最小时,在备用图中作出此时点,的位置,写作法并写出的最小值.
最值题型四 正方形中最值问题
例题:(23-24八年级下·全国·课后作业)如图,在边长为1的正方形中,分别是边上的点,且与相交于点,求的最小值.
巩固训练
1.(2024八年级下·天津·专题练习)如图,在正方形中,,点,分别为边,上动点,且,连接,交于点,连接,则线段长度的最小值为 .
2.(23-24八年级下·广东惠州·期中)如图,在正方形中,,点在边上,且,点是对角线上的动点,则的最小值是 .
3.(23-24八年级下·福建泉州·期中)某数学小组在一次数学探究活动过程中,经历了如下过程:问题提出:如图,正方形中,,P为对角线上的一个动点,以P为直角顶点,向右作等腰直角.
(1)的最小值为_______,最大值为________;
(2)求证:点M在射线上;
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第二十二章 四边形
01 思维导图
目录
【折叠题型】 1
折叠题型一 平行四边形中的折叠问题 1
折叠题型二 矩形中的折叠问题 8
折叠题型三 菱形中的折叠问题 17
折叠题型四 正方形中折叠问题 24
【最值题型】 33
最值题型一 平行四边形中的最值问题 33
最值题型二 矩形中的最值问题 41
最值题型三 菱形中的最值问题 43
最值题型四 正方形中最值问题 49
【折叠题型】02 折叠题型
折叠题型一 平行四边形中的折叠问题
例题:(23-24九年级上·陕西西安·阶段练习)如图将沿对角线折叠,使点落在处,若,,则 °.
【答案】110
【知识点】三角形的外角的定义及性质、利用平行四边形的性质证明、折叠问题
【分析】本题考查了平行四边形的性质,折叠的性质,三角形的内角和定理及外角性质等,熟练掌握折叠的性质是解题的关键.根据平行四边形的性质可得,根据折叠的性质可得,进一步可得,根据已知条件可得的度数,进一步求出的度数即可求解.
【详解】解:在平行四边形中,,
∴,
∵折叠,
∴,
∴,
∵,
∴
在中,,
∴
故答案为:110.
巩固训练
1.(24-25八年级上·上海·期中)如图所示,已知是平行四边形的边上一点,将沿直线折叠,点恰好落在边上的点处,如果的周长为,的周长为,那么的长等于 .
【答案】
【知识点】利用平行四边形的性质求解、折叠问题
【分析】本题考查了平行四边形的性质及翻折变换,由折叠性得,, 根据题意可得,, 则,再根据平行四边形的性质可得,从而求解,掌握知识点的应用是解题的关键.
【详解】解:由折叠性得,,
∵的周长为,的周长为,
∴,,
∴的周长的周长平行四边形的周长,
∴,
∵四边形是平行四边形,
∴,,
∴,
∴的周长,
故答案为:.
2.(23-24八年级下·广东清远·期末)如图,在平行四边形纸片中,,将纸片沿对角线对折至,交边于点E,此时恰为等边三角形,则图中折叠重合部分的面积是 .
【答案】
【知识点】含30度角的直角三角形、勾股定理与折叠问题、利用平行四边形的性质求解
【分析】本题考查了平行四边形的性质和几何图形的翻折问题.根据翻折的性质,及已知的角度,可得为等边三角形,再由四边形为平行四边形,且,从而知道,A,B三点在同一条直线上,再由是对称轴,所以垂直且平分, ,求边上的高,从而得到面积.
【详解】解:∵恰为等边三角形,
∴
∴为等边三角形,
由四边形为平行四边形,且,
∴,所以,,
∴,A,B三点在同一条直线上,
∵是对折线,
∴垂直且平分,
∴,
过点C作,
则有,
∴,
∴,
∴折叠重合部分的面积是.
故答案为:.
3.(24-25九年级上·浙江金华·期中)如图,在中,,将折叠,使得点B与点D重合,折痕交AD,BC分别于点E,F,则 .
【答案】
【知识点】含30度角的直角三角形、用勾股定理解三角形、利用平行四边形的性质求解、折叠问题
【分析】设,作于点L,则,由折叠可知,,得到,则,,由勾股定理得到,解得,即可得到答案.
【详解】解:设,作于点L,则,
∵
∴由折叠可知,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
解得,
∴,
故答案为:
【点睛】此题考查了勾股定理、含角的直角三角形的性质、平行四边形的性质、轴对称的性质等知识,作高构造直角三角形是解题的关键.
4.(24-25九年级上·重庆北碚·开学考试)如图,在平行四边形中,,,,点,点是边上的一点,点是边上一点,将平行四边形沿折叠,得到四边形,点的对应点为点,点的对应点为点,则的长度为 .
【答案】
【知识点】用勾股定理解三角形、利用平行四边形的性质求解、折叠问题
【分析】本题考查的是轴对称的性质,平行四边形的性质,勾股定理的应用,作出合适的辅助线是解本题的关键.如图,作于,过点作于.可得,可得点到的距离是,证明;可得,设,则,,由勾股定理得,再求解即可,可得,最后根据求解即可.
【详解】如图,作于,过点作于.
,,
∴,
,,
到的距离和到的距离都是平行线、间的距离,
点到的距离是,
四边形是平行四边形,
,,,
由折叠可知,,,,
,,,
,
在和中,
,
∴;
,
,,
,
,
设,则,
,
由折叠可知,,
,
,
,
,
在中,
由勾股定理得,
解得,
,
.
∴
故答案为:.
5.(24-25九年级上·河南郑州·阶段练习)如图,在平行四边形中,,,,点E是线段上一个动点,将沿折叠到位置、再将沿行折叠到位置,当落在平行四边形边上时,则的长度为 .
【答案】或
【知识点】二次根式的乘法、用勾股定理解三角形、利用平行四边形的性质求解、折叠问题
【分析】如图,当落在上时,由对折可得:,,,,,记垂足为,再进一步可得答案;如图, 当,,此时重合,,,可得落在上,从而可得答案.
【详解】解:∵平行四边形,
∴,,,
如图,当落在上时,
∵由对折可得:,,,,
∴,记垂足为,
∴,,
∵,,
∴,
∴,
∴,
如图,
当,,,
此时重合,,,
∴落在上,
∴,
综上:或.
故答案为:或
【点睛】本题考查的是轴对称的性质,平行四边形的性质,勾股定理的应用,等腰直角三角形的判定与性质,二次根式的运算,作出图形,利用数形结合的方法解题是关键.
折叠题型二 矩形中的折叠问题
例题:(24-25七年级上·福建福州·期末)如图,将长方形纸片折叠,使点落在点处,折痕为.为上一点,连接,若,,则 .
【答案】
【知识点】矩形与折叠问题
【分析】本题考查折叠的性质,解答本题的关键是由折叠的性质得到.
由,求出,由邻补角的性质得到,由折叠的性质可得到.
【详解】解:,,
,
,
由折叠的性质得:,
故答案为:.
巩固训练
1.(24-25八年级上·江苏南京·期中)如图,在四边形中,,,.折叠四边形,使点D与点B重合,得到折痕,则的长为 .
【答案】
【知识点】用勾股定理解三角形、矩形与折叠问题
【分析】本题考查折叠的性质,勾股定理,根据折叠的性质得,,,根据勾股定理得出,求解即可.
【详解】解:根据折叠的性质得:,,,
在中,,即,
解得:,
故答案为:.
2.(23-24九年级上·北京顺义·期中)有一张矩形纸片,,,将纸片折叠,使边落在边上,折痕为,再将以为折痕向右折叠,与交于点F(如下图),则的长为 .
【答案】1
【知识点】根据等角对等边求边长、矩形与折叠问题
【分析】由矩形的性质可知,,由折叠可知,故,,可得,可知.本题考查了折叠的性质.折叠前后对应角相等,对应线段相等,关键是推出特殊三角形.
【详解】解:∵四边形是矩形,
∴
∴由折叠的性质可知:第二幅图中,,,
∴,,
则第三幅图中,,
.
故答案为:1.
3.(24-25九年级上·陕西榆林·阶段练习)如图,在矩形中, ,,为边上一点,,为边上一动点,连接、,将沿折叠,点的对应点为点,当落在边上时,的长为 .
【答案】/
【知识点】用勾股定理解三角形、矩形与折叠问题
【分析】此题重点考查矩形的性质、轴对称的性质、勾股定理等知识,熟练掌握矩形的性质、轴对称的性质、勾股定理是解题的关键.由折叠的性质可得,,再由勾股定理求得,得,最后由列方程求解即可.
【详解】在矩形中, ,,,
,,,,
将沿折叠,点的对应点为点,
,,
在中,,
∴,
,且
∴.
解得.
故答案为:
4.(24-25九年级上·浙江杭州·阶段练习)已知矩形纸片,,,点在边上,连接,将沿所在的直线折叠,点的对应点为,把纸片展平,连接,,当为直角三角形时,线段的长为 .
【答案】或
【知识点】用勾股定理解三角形、矩形与折叠问题、折叠问题
【分析】本题考查矩形与折叠的综合,解题的关键是掌握矩形的性质,折叠的性质,勾股定理的应用,直角三角形的性质,根据题意,分类讨论:当时,利用勾股定理,进行解答;当时,根据折叠的性质,可得,根据等边对等角,,
根据,,得到,再根据等角对等边,进行解答,即可.
【详解】解:∵四边形是矩形,,
∴,,,
由折叠可得,,
∴
∴
∴
∴
当时,此时点在上;
∴设
∴
∴
解得:
∴;
当时,此时点在矩形内部,
∵将沿所在的直线折叠,点的对应点为,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
综上所述,或,
故答案为:或.
5.(23-24九年级上·江西抚州·阶段练习)如图,矩形中,,,点E是边上一点,连接,把沿折叠,使点落在点处,当为直角三角形时,的长为 .
【答案】3或1.5
【知识点】用勾股定理解三角形、根据矩形的性质求线段长、矩形与折叠问题
【分析】本题考查了翻折变换的性质、矩形的判定与性质、勾股定理以及分类讨论等知识;熟练掌握折叠变换的性质,由题意画出图形,进行分类讨论是解题的关键.分两种情形:①当时,如图1所示;②当时,如图2所示,分别求解即可.
【详解】解:四边形是矩形,
,,,
分两种情况讨论:
①当时,如图1所示,
则,
四边形是矩形,
,
由折叠的性质得:;
②当时,如图2所示,
在中,
,,
,
由折叠的性质得:,,,
,
点、、共线,即点在上,,
设,则,
在中,
,
,
解得:
即,
综上所述,的长为3或1.5.
6.(2024·贵州·模拟预测)综合与实践:小红在学习了图形的折叠相关知识后,对矩形的折叠进行了探究,已知矩形中,,,为上一点,将沿直线翻折至的位置(点落在点处).
(1)【动手操作】
当点落在边上时,利用尺规作图,在图①中作出满足条件的图形(即的位置,不写作法,保留作图痕迹),此时________________;
(2)【问题探究】
如图②,与相交于点,与相交于点,且,求证:;
(3)【拓展延伸】
已知为射线上的一个动点,将沿翻折,点恰好落在直线上的点处,求的长.
【答案】(1)作图见解析,6;
(2)见解析;
(3)4或16.
【知识点】全等三角形综合问题、矩形与折叠问题、作垂线(尺规作图)、勾股定理与折叠问题
【分析】本题主要考查矩形与折叠的性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理等知识,掌握矩形与折叠的性质,数形结合分析是解题的关键.
(1)根据点的对应点在上,可得折线是的垂直平分线,由此可作图,根据矩形的性质,折叠的性质可得,由勾股定理即可求解;
(2)由翻折的性质得,,,设,则,,可得,,,,在中,由勾股定理
解得,,由此即可求解;
(3)分两种情况:如解图所示,点在线段上时;如解图所示,点在延长线上时;根据矩形、折叠,勾股定理即可求解.
【详解】(1)解:作图如图所示,将沿直线翻折至的位置(点落在点处),点落在边上,
∴即为所求的三角形,
∵折叠,
∴,
∵四边形是矩形,
∴,
在中,,
∴,
故答案为:6.
(2)证明:由翻折的性质得,,,
,
设,则,
在和中,
,
,
,,
,
,,
在中,由勾股定理得,,
解得,即,
∴,
∴,
∴.
(3)解:分两种情况:
如解图所示,点在线段上时,
由翻折的性质得,,,,
,
,
四边形是矩形,
,
,
,
,
;
如解图所示,点在延长线上时,
由翻折的性质得,,,
,
设,则,,
,
,
在中,由勾股定理得,,
解得,即,
综上所述,的长为4或16.
折叠题型三 菱形中的折叠问题
例题:(2024·广东东莞·二模)如图,将菱形纸片折叠,使点落在边的点处,折痕为,若,则的度数是 .
【答案】/80度
【知识点】根据平行线的性质求角的度数、等边对等角、利用菱形的性质求角度、折叠问题
【分析】此题考查了菱形的性质,折叠的性质,等边对等角和平行线的性质,
首先根据平行的性质得到,由折叠得,然后求出,然后根据等边对等角和平行线的性质求解即可.
【详解】∵四边形是菱形
∴
由折叠可得,
∴
∴
∵四边形是菱形
∴
∴.
故答案为:.
巩固训练
1.(23-24八年级下·山东济宁·期末)如图,在菱形纸片中,,折叠菱形纸片,使点C落在(点P为中点)所在的直线上,得到经过点D的折痕.则的大小为
【答案】/30度
【知识点】三角形内角和定理的应用、等边三角形的判定和性质、利用菱形的性质求线段长、折叠问题
【分析】本题考查了翻折变换(折叠问题),菱形的性质,等边三角形的性质及内角和定理,连接,由菱形的性质及,得到三角形为等边三角形,P为的中点,利用三线合一得到为角平分线,得到,进而求出,由折叠的性质得到,利用三角形的内角和定理即可求出所求角的度数.
【详解】解:如图,连接,
∵四边形为菱形,,
∴为等边三角形,,
∵P为的中点,
∴为的平分线,即,
∴,
∴由折叠的性质得到,
在中,,
∴,
故答案为:
2.(24-25九年级下·辽宁·开学考试)如图,在菱形中,,,点E是的中点,点F为上一动点,将沿折叠,得到.若与菱形的对角线平行,则的长为 .
【答案】或3
【知识点】含30度角的直角三角形、用勾股定理解三角形、利用菱形的性质求线段长、折叠问题
【分析】此题考查了菱形的性质、轴对称的性质、含角的直角三角形的性质等知识,分两种情况画出图象进行解答即可.
【详解】解:①若,如解图①,连接,
∵四边形是菱形,
∴平分,
∴,
∵,
∴,由折叠,
∴,
∴.
∵点E是的中点,
∴,
过点E作,垂足为G,
∴,,
在中,,
∴,
∴,
∴;
②若,如解图②,连接,
∵四边形是菱形,
∴,
又∵,是等边三角形,
∴.
∵,
∴.
又∵,
∴是等边三角形,点落在上,
∴,
∴,
∴.
综上所述,的长为或3.
故答案为:或3
3.(23-24八年级下·湖北襄阳·期末)如图,菱形纸片的边长为,点E在边上,将纸片滑折叠,点B落在处,,垂足为F.若,则的长是 .
【答案】2
【知识点】含30度角的直角三角形、用勾股定理解三角形、利用菱形的性质求线段长、折叠问题
【分析】本题考查的是菱形的性质,等腰直角三角形的性质,含30度角的直角三角形的性质,勾股定理的应用,二次根式的除法运算,掌握以上基础知识是解本题的关键;证明,过点E作于点G,再利用等腰直角三角形的性质与含30度角的直角三角形的性质进一步解答即可.
【详解】解:∵在菱形中,,
∴,
∵,
∴,
又由折叠有,且,
∴,
过点E作于点G,
∴,
∴,
∴,
∴,
设,则,,
∵在菱形中,,
∴,
∴,,
∴,
解得:,
∴,
∴.
故答案为:.
4.(2024·福建福州·模拟预测)如图,在菱形中,,点E是边上一点,将菱形沿折叠,点D的对应点为点F,交于点G,当恰好经过的中点H时,的长为 .
【答案】
【知识点】等边三角形的判定和性质、用勾股定理解三角形、利用菱形的性质求线段长、折叠问题
【分析】本题考查了菱形的性质,勾股定理,折叠性质,等边三角形的判定与性质,正确掌握相关性质内容是解题的关键.先过点E作,连接,由菱形的性质得,得出是等边三角形,因为恰好经过的中点H时,所以,故,再由折叠性质得出,,运用直角三角形的30度所对的直角边是斜边的一半以及勾股定理列式,再解方程,即可作答.
【详解】解:如图:过点E作,连接,
∵在菱形中,,
∴,
∴ 是等边三角形,
∵当恰好经过的中点H时,
∴,
∴,
∴,
∵折叠,
∴,,
∴,
∵,
∴,则,
∴在中,
∵,
∴,则,
解得(负值已舍去),
∴,
∵,
∴.
故答案为:.
5.(23-24八年级下·河北邢台·期中)如图,在菱形纸片中,.
(1) .
(2)点E在边上,将菱形纸片沿折叠,点C对应点为点,且是的垂直平分线,则的大小为 .
【答案】 60 75
【知识点】线段垂直平分线的性质、利用菱形的性质求角度、折叠问题
【分析】本题考查菱形的性质,垂直平分线的定义.
(1)直接根据菱形的对角相等即可求解;
(2)如图,由垂直平分线的定义得到,从而,由菱形的性质得到,从而由折叠有,因此,再根据菱形的对边平行即可求解.
【详解】解:(1)∵四边形是菱形,
∴.
故答案为:60
(2)如图,
∵是的垂直平分线,
∴,
∴,
∵在菱形中,,
∴,
由折叠可得,
∴,
∵在菱形中,,
∴.
故答案为:75
折叠题型四 正方形中折叠问题
例题:(24-25八年级上·江苏南京·阶段练习)如图,正方形中,点为射线上一个动点.连接,把沿折叠,当点的对应点刚好落在线段的垂直平分线上时, .
【答案】或/或
【知识点】线段垂直平分线的性质、根据正方形的性质证明、折叠问题
【分析】本题主要考查了垂直平分线的性质、折叠的性质,正方形的性质,解题的关键是熟练掌握折叠的性质,注意分类讨论.分两种情况:当点落在图①的位置时,当点落在图②的位置时,分别画出图形,求出结果即可.
【详解】∵点P在射线上运动,故分两种情况;
当点落在图①的位置时,
为线段的垂直平分线,
,
为正方形,
,
,
.
当点落在图②的位置时
为线段的垂直平分线,
,
为正方形,
,
,
.
故答案为:或.
巩固训练
1.(23-24七年级下·山西临汾·期末)如图,正方形的边长为3,将正方形折叠,使点D落到边上的点E处,折痕为,若,折痕的长为 .
【答案】
【知识点】勾股定理与折叠问题、正方形折叠问题
【分析】本题主要考查正方形的性质以及翻折变换,折叠问题其实质是轴对称变换.据折叠可得,,,根据勾股定理求出、的长.继而求出,,最后在中由面积法,根据求出.
【详解】解:设,则,
,,
,
在中,,
即,
解得:,即.
∴
连接、,
在中,,
由折叠可知:,
∵,
∴,
∴.
故答案为.
2.(24-25八年级上·山西晋中·期末)如图,在平面直角坐标系中,正方形的边在轴上,点的坐标为,点在边上,将沿折叠,点落在点处.若点的坐标为,则点的坐标为 .
【答案】
【知识点】用勾股定理解三角形、正方形折叠问题、坐标与图形综合
【分析】设,可得,在中,利用勾股定理可求出,根据翻折的性质得出,,,设,在中利用勾股定理可求出值,即可得答案.
【详解】解:如图,设与轴交于点,,
∵四边形是正方形,,
∴四边形是矩形,
∴,
∵点的坐标为,
∴,
∵将沿折叠,点落在点处.若点的坐标为,
∴,,,
在中,,
∴,
解得:,
∴,
设,则,,
在中,,
∴,
解得:,
∴点的坐标为.
故答案为:
【点睛】本题考查折叠性质、正方形的性质、矩形的判定与性质、坐标与图形及勾股定理,利用勾股定理求出正方形的边长是解题关键.
3.(24-25九年级上·河南郑州·期中)正方形中,边长,点M为边上一动点(不与端点重合),沿将折叠,点B的对应点为点E,连接,,当是等腰三角形时, .
【答案】或
【知识点】等边三角形的判定和性质、用勾股定理解三角形、根据正方形的性质求线段长、折叠问题
【分析】本题考查了正方形与折叠,勾股定理,等边三角形的判定与性质等知识,分,,三种情况讨论即可.
【详解】解:∵正方形中,边长,
∴,,
①当时,过E作于F,于G,
∴四边形是矩形,
∴,,
∵,,
∴,
∴,
∵折叠,
∴,,
∴,
∴,
在中,,
∴,
解得;
②当时,过E作于F,于G,
∴四边形是矩形,
∴,,
∵折叠,
∴,,
∴,
∴是等边三角形,
∴,
∴,
∴,
∴,
在中,,
∴,
解得;
③当时,E和B或D重合,则M和B或A重合,不符题意,舍去,
综上,或
故答案为:或.
4.(23-24八年级下·江苏无锡·期中)如图,点是正方形的边上一动点(点不与、重合),连接,将沿翻折,使点落在点处.
(1)当最小时,的值为 ;
(2)如图,连接并延长,交的延长线于点,在点的运动过程中,的大小是否变化,若变化,请说明理由;若不变,请求的值;
(3)如图3,在(2)的条件下,连接,试探索、、之间的数量关系.
【答案】(1)
(2)为,理由见解析
(3)
【分析】(1)当,,三点共线时,有最小值,由等腰直角三角形的性质可得出答案;
(2)过点作于点,则,证出,则可得出结论;
(3)过点作,交的延长线于点,则,证明,得出,则可得出结论.
【详解】(1)解:∵将沿翻折,
∴,,,
∵,即,
∴当,,三点共线时,有最小值,
此时,
如图,设,
∵四边形是正方形,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴.
故答案为:;
(2)为.
理由如下:
过点作于点,
∴,
∵四边形是正方形,
∴,,
∵将沿翻折,使点落在点处,
∴,,
又∵,
∴,
又∵,
∴,
又∵,,
∴,
∴,
即,
又∵,
∴;
(3).
理由如下:
过点作,交的延长线于点,,
又∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
即,
在和中,
,
∴,
∴,
∴,
即.
【最值题型】03 最值题型
最值题型一 平行四边形中的最值问题
例题:(22-23八年级下·浙江绍兴·期末)如图,在平行四边形中,,,E是边延长线上一点,连接,以为边作等边三角形,连接,则的最小值是 .
【答案】
【知识点】利用平行四边形的性质求解、等边三角形的判定和性质、全等的性质和SAS综合(SAS)
【分析】本题考查了平行四边形的性质、等边三角形的判定及性质、全等三角形的性质,先作辅助线,根据勾股定理和平行四边形的性质得到线段的长度,证明出四边形为平行四边形,再根据三角形全等得到对应边相等,再根据垂线段最短得到最小值,熟练掌握知识点是解题的关键.
【详解】解:延长,在的延长线上截取,连接,过点G作于点H,过点C作交的延长线于点M,如图所示:
,
∵四边形为平行四边形,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴四边形为平行四边形,
∴,
∵为等边三角形,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴当最小时,最小,
∵垂线段最短,
∴当点E与点H重合时,最小,此时,
∴最小值为,
故答案为: .
巩固训练
1.(23-24八年级下·广东梅州·期末)如图,四边形 是平行四边形,,,点 E 为的中点,连接,点F为线段上的一个动点,连接,则线段长度的最小值为 .
【答案】
【知识点】利用平行四边形的性质求解、用勾股定理解三角形、等边三角形的判定和性质、垂线段最短
【分析】由“垂线段最短”可知当时,的值最小.连接,,由平行四边形的性质可得,又由,可得是等边三角形.由等边三角形“三线合一”的性质可得,,进而得出,,在中,利用面积法即可求出的值.
【详解】解:如图,当时,的值最小.
连接,,
∵四边形 是平行四边形,,
,,,
,
又,
是等边三角形,
又∵点 E 为的中点,
,,
,,
,
,
.
故答案为:
【点睛】本题主要考查了“垂线段最短”、平行四边形的性质、等边三角形的判定和性质以及勾股定理.掌握利用面积法求直角三角形斜边上的高是解题的关键.
2.(23-24八年级下·辽宁本溪·期末)如图,在中,为边上的高,点F和点G分别为高和边上的动点,且.若,,,则的最小值为 .
【答案】
【知识点】两点之间线段最短、用SAS间接证明三角形全等(SAS)、用勾股定理解三角形、利用平行四边形的性质求解
【分析】本题考查了平行四边形的性质,全等三角形的判定与性质,勾股定理等知识;作辅助线构造全等三角形是解题的关键;过点D作,且,分别连接;证明,则有,故,当点G在上时,取得最小值,且最小值为线段的长,在中,由勾股定理即可求解.
【详解】解:如图,过点D作,且,分别连接;
则,
∴;
在中,,,
;
,
,
;
,
,
,
,
当点G在上时,取得最小值,且最小值为线段的长;
在中,由勾股定理得:,
即的最小值为.
故答案为:.
3.(2024九年级上·全国·专题练习)如图,在中,,点M为直线上一动点,则的最小值为 .
【答案】
【知识点】根据成轴对称图形的特征进行求解、利用平行四边形的性质求解、用勾股定理解三角形
【详解】10.如图,作点A关于直线的对称点,交直线于点H,连接交于点,则,
∴当重合时,的值最小,最小值为的长.
.
.
.
4.(23-24八年级下·四川成都·期末)如图,已知的面积为,,,现先将沿某一方向平移个单位长度后得到,其中点,,,的对应点分别为,,,;再将绕点顺时针旋转后得到,其中点,,的对应点分别为,,,连接,,则线段的最大值为 ,线段的最小值为 .
【答案】
【知识点】根据旋转的性质求解、利用平移的性质求解、利用平行四边形的性质求解、用勾股定理解三角形
【分析】本题考查平行四边形,平移,旋转,勾股定理的知识,解题的关键是掌握平行四边形的性质,平移和旋转的性质,勾股定理的运用,根据题意,过点作交于点,连接,根据平行四边形的性质,勾股定理的运用,求出,;以点为圆心,半径为画圆,为,由题意得,沿某一方向平移个单位长度后得到,则在上运动,连接,,;根据三角形三边的关系,当,,三点共线且在,的中间,此时有最大值,即可;过点作且,以点为圆心,半径为画圆,连接并延长交于于点,根据勾股定理求出,;根据三角形三边的关系,当与重合时,此时有最小值,即可.
【详解】解:过点作交于点,连接,
∵平行四边形的面积为
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
以点为圆心,半径为画圆,为,
∵沿某一方向平移个单位长度后得到,
∴在上运动,连接,,,
在中,,
∴当,,三点共线且在,的中间,此时有最大值为;
∴的最大值为;
过点作且,
以点为圆心,半径为画圆,连接并延长交于于点,
∵,,
∴,
∵点在上运动,,
∴在上运动,
在中,,
∴当与重合时,此时有最小值为,
∴的最小值为.
故答案为:;.
最值题型二 矩形中的最值问题
例题:(23-24八年级下·江苏淮安·阶段练习)如图,在矩形中,E为对角线上与不重合的一个动点,过点E作与点F,于点G,连接,若,则的最小值 .
【答案】
【分析】本题考查了矩形的判定与性质,勾股定理,垂线段最短,三角形面积的求解等知识,连接,过点B作,根据已知可证明四边形为矩形,得到,当时最短,最短,此时最短,利用三角形等面积法求出即可得出结果.
【详解】解:如图,连接,过点B作,
,,
,
为矩形,,
,,
四边形为矩形,
,
当时最短,最短,此时最短,
时最短,
,
,
故答案为:.
巩固训练
1.(22-23九年级上·江苏南京·期末)如图,在矩形中,,,点E,F分别为、边上的动点,且的长为2,点G为的中点,点P为上一动点,则 的最小值为 .
【答案】
【分析】本题考查了轴对称一最短路线问题,判断出点的位置是解题的关键.
由点为的中点,根据直角三角形斜边上中线的性质得出所以是以为圆心,以为半径的圆弧上的点,作关于的对称点连接 由推出当共线时,的值最小,根据勾股定理求得从而得出的最小值.
【详解】,点为的中点,
,
∴是以为圆心,以为半径的圆弧上的点,
作关于的对称点 连接 ,
,
∴当共线时,的值最小,
,
,
∴,
,
的最小值为
故答案为:
2.(2024·西藏日喀则·二模)如图,矩形中,,,点是矩形内一动点,且,则的最小值为 .
【答案】
【分析】本题考查矩形的性质,利用轴对称解决线段和最小的问题,过点作,交于点,交于点,根据,得到,点是线段上的一个动点,作点关于的对称点,连接,则的最小值为的长,勾股定理求解即可.
【详解】解:过点作,交于点,交于点,
∵矩形,,,
∴,,,
∴,
∴四边形均为矩形,
∴,
∵,
∴,
∴,
作点关于的对称点,连接,则:,,
在中,,
∴的最小值为.
故答案为:
最值题型三 菱形中的最值问题
例题:(23-24八年级下·重庆沙坪坝·期中)如图,菱形的周长为8,,E是的中点,P是对角线上的一个动点,则的最小值是 .
【答案】
【分析】此题考查轴对称确定最短路线问题,菱形的性质,等边三角形的判定与性质
连接,,根据菱形的性质可得,是等边三角形,再证明,可得,从而得到的最小值为的长,再由E是的中点,可得,然后根据勾股定理可得,即可求解.
【详解】解:如图,连接,,
∵四边形是菱形,周长为8,,
∴,,,
∴是等边三角形,
在和中,
∵,,,
∴,
∴,
∴,
即的最小值为的长,
∵E是的中点,
∴,
∴,
即的最小值为.
故答案为:.
巩固训练
1.(2024九年级下·全国·专题练习)如图,在菱形中,,分别是边,上的动点,连接,,,分别为,的中点,连接.若,,则的最小值是 .
【答案】
【分析】连接,利用三角形中位线定理,可知,当时,最小,求出最小值即可求出.
【详解】解:连接,如图,
∵四边形是菱形,
∴,
∵,分别为,的中点,
∴是的中位线,
∴,
当时,则,最小,得到最小值,
∵,
∴是等腰直角三角形,
∴,即,
∴,
∴,
故答案为:.
【点睛】本题考查了菱形的性质、三角形的中位线定理、等腰直角三角形的判定与性质、垂线段最短等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,属于中考常考题型.
2.(2024八年级下·全国·专题练习)如图,菱形中,,,点为边上任意一点(不包括端点),连结,过点作,交边于点,点线段上的一点.
(1)若点为菱形对角线的交点,为的中位线,求的值;
(2)当的值最小时,请确定点的位置,并求出的最小值;
(3)当的值最小,且的值最小时,在备用图中作出此时点,的位置,写作法并写出的最小值.
【答案】(1)4
(2)当点为中点,点关于对称的点与点坐在直线垂直于时,有最小值
(3)6
【分析】(1)由菱形的性质可得,均为等边三角形,点为的中点,连接,,利用三角形中位线定理即可求解.
(2)由题可知,,为等边三角形,由菱形性质可知,与关于对称,在上,取点的对应点,连接,则,,连接,交于点,过点垂直于的直线交于,交于,可得,可得,则点为中点,利用含的直角三角形可得,,由三角形三边关系及垂线段最短可知,当,,三点在同一直线上,且与重合时取等号,即当点为中点,点关于对称的点与点坐在直线垂直于时,有最小值.
(3)同(2), 与关于对称,在上,取点的对应点,连接,则,连接,交于点,由(2)可得点为中点,作关于对称的线段,取点的对应点,连接,则,由对称可知:,则,当,,,在同一条直线上时取等号,此时点为中点,可知,为等边三角形,进而即可求解.
【详解】(1)解:四边形是菱形,,,
,,
则, 均为等边三角形,
,
点为菱形对角线的交点,
点为的中点,
连接,,
为的中位线,
,也为的中位线,
则,,
;
(2)由(1)可知,均为等边三角形,
则,,
,
,
为等边三角形,
,
,
由菱形性质可知,与关于对称,在上,取点的对应点,连接,则,,连接,交于点,过点作垂直于的直线交于,交于,
,
,
又,
,
,
点为中点,
,,
,
,
由勾股定理得,,,
,
,
,
当,,三点在同一直线上,且与重合时取等号,
即当点与点重合(点为中点),与重合时取等号,
综上,当点为中点,点关于对称的点与点坐在直线垂直于时,有最小值.
(3)同(2),与关于对称,在上,取点对应点,连接,则,连接 交于点,由(2)可得点为中点,
作关于对称的线段,取点的对应点,连接,则,
为等边三角形,
,
由对称可知:,
则,当,,,在同一条直线上时取等号,此时点为中点,
,则,
过点(点),且,
可知,为等边三角形,
,,,
即,,分别为,,的中点,
此时,
作图,如下:
作法:取的中点为,作交于;
综上,的最小值为.
【点睛】本题考查了四边形的综合应用,菱形的性质,等边三角形的判定及性质,含的直角三角形,轴对称等知识,利用轴对称构造辅助线,将线段和问题转化为三角形三边关系,两点之间距离问题等是解决问题的关键.
最值题型四 正方形中最值问题
例题:(23-24八年级下·全国·课后作业)如图,在边长为1的正方形中,分别是边上的点,且与相交于点,求的最小值.
【答案】
【分析】本题考查动点最值问题-将军饮马模型,涉及正方形性质、三角形全等的判定与性质、动点最值问题、对称性、勾股定理等知识,根据题意,将求的最小值转化为的最小值,然后利用动点最值问题-将军饮马模型得到的最小值为线段,在中,由勾股定理即可得到答案,熟练掌握动点最值问题-将军饮马模型是解决问题的关键.
【详解】解:连接如,如图①所示:
∵四边形是正方形,
∴,
在和中,
∴,
∴,
∴的最小值等于的最小值;
作点关于的对称点,连接与的交点即为所求的点,如图②所示:
根据对称性可知,
∴,
在中,,则由勾股定理得,
∴的最小值为.
巩固训练
1.(2024八年级下·天津·专题练习)如图,在正方形中,,点,分别为边,上动点,且,连接,交于点,连接,则线段长度的最小值为 .
【答案】
【分析】本题考查了正方形的性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理.先证明,进而得出,当点G是对角线的交点时,线段长度最小,进而即可求解.
【详解】解:在正方形中,,,则,
∴,
∵四边形是正方形,
∴,,
∴,
∴.
∵,
∴,
∴,
∴,
∴当点G是对角线的交点时,线段长度最小,
∵,
∴对角线,
故线段长度的最小值为,
故答案为:,
2.(23-24八年级下·广东惠州·期中)如图,在正方形中,,点在边上,且,点是对角线上的动点,则的最小值是 .
【答案】10
【分析】本题考查了利用轴对称的性质求最短路径问题,正方形的性质,勾股定理等知识,解决问题的关键是找出最小时,点的位置.
连接,交于,连接,当点在处时,最小,最小值是的长,进一步得出结果.
【详解】解:连接,交于,连接,如图,
四边形是正方形,
,,点B与点D关于对称,
∴,
当点在处时,最小,最小值的长,
,
,
,
的最小值为10,
故答案为:10.
3.(23-24八年级下·福建泉州·期中)某数学小组在一次数学探究活动过程中,经历了如下过程:问题提出:如图,正方形中,,P为对角线上的一个动点,以P为直角顶点,向右作等腰直角.
(1)的最小值为_______,最大值为________;
(2)求证:点M在射线上;
【答案】(1)4,
(2)见解析
【分析】(1)当点P运动到对角线的中点时,值最小;当点P运动到点A或点C时,最大;
(2)分点P在线段与两种情况讨论,连接,过M作于E,证明,可得出,进而求出,然后证明B、C、M在同一条直线上即可.
【详解】(1)解:由于点P运动到与垂直时,根据“垂线段最短”可知最短,则最短,此时与对角线重合,与重合,
∴.
由于点P运动到点A或点C时,斜线段最长,因此最长,此时:,
则,
故答案为:4,;
(2)证明:连接,连接交于点,过M作于E,
①如图,当点在线段上时,
∵正方形,
∴,,,,
∵是等腰直角三角形,
∴,,
∴,
又,
∴,
∴,,
又,
∴,
∴,
∴,
又,
∴,
∴,
∴B、C、M三点共线,
∴点在线段的延长线上.
②如图,当点在线段上时,
同理,
∴,,
又,
∴,
∴,
∴,
又,
∴
∴B、C、M三点共线,
∵点在线段上.
综上所述,点在射线上上.
【点睛】本题考查了正方形的性质、等腰直角三角形的性质、勾股定理、相似三角形的判定和性质等相关知识点,解题的关键是掌握以上知识点.
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