内容正文:
几何探究之以图形折叠为载体
1.如图1,在三角形ABC中,,,是边上一点,将沿过点D的直线折叠得到,点C的对称点恰好落在线段上,交边于点,将沿过点的直线折叠得到,点B的对称点落在射线上,射线交边于点.
(1)求证:;
(2)若点与点重合,其他条件不变,请在备用图中补全图形,并解答下列问题:
①猜想与的数量关系,并加以证明;
②若,求的长.
2.点O,E分别是长方形纸片边,上的点,沿,翻折,点A落在点处,点B落在点处.
(1)如图1,当点恰好落在线段上时,求的度数;
(2)如图2,当点落在的内部时,若,,求的度数;
(3)当点,落在的内部时,若,求的度数(用含的代数式表示).
3.折叠变换是我们常见的数学问题,它是利用图形变化的轴对称性质解决相关问题. 数学活动课上,同学们以“矩形的折叠”为主题开展了数学探究.
在矩形中,,点,分别在边,上,将矩形沿折叠,点的对应点为点,点的对应点为点.
(1)如图1,点与点重合,连接,猜想四边形的形状,并说明理由;
(2)如图2,延长线过点,若,求的长;
(3)如图3,点的对应点落在边上,过的中点,连接,若,求的长.
4.综合与实践
如图1,先把一张矩形纸片上下对折,设折痕为;如图2,再把点B叠在折痕线上,得到.过点B向右折纸片,使D,Q,A三点仍保持在一条直线上,得到平行于的折痕,其中.
(1)求证:;
(2)你认为和相似吗?如果相似,请证明,如果不相似,请说明理由;
(3)如图3,延长交于点G,沿折叠,使点E落在上为点H,连接交于F,求的长.
5.在三角形ABC中,,,点D为边上一动点,连接,将绕着D点逆时针方向旋转得到,连接.
(1)如图1,,点D恰好为中点,与交于点G,若,求的长度;
(2)如图2,与交于点F,连接,在延长线上有一点P,,求证:;
(3)如图3,与交于点F,且平分,点M为线段上一点,点N为线段上一点,连接,,点K为延长线上一点,将沿直线翻折至所在平面内得到,连接,在M,N运动过程中,当取得最小值,且时,请直接写出的值.
6.如图,在平行四边形中,点为边上一动点,连接,将沿折叠,点的对应点为.
(1)如图1,若,且的延长线恰好经过点.求证: ;
(2)如图2,若,延长、分别与边、相交于、,若,,求的值;
(3)如图3,若,,,、所在直线分别与直线、直线相交于、.作于点,若,直接写出 的值.
几何探究之以图形折叠为载体
1.(1)证明:设与相交于点G,
,,,
由题意,知,,
,,
,,
,
,,
,
,,;
(2)①猜想:.
证明:过点作交的延长线于点,
,,
由(1)知,,,
,,,
,,,
,,;
②过点E作于点M,
则,
,,,
,,,
,,
,,,,
.
2.解:(1)由折叠的性质,得到,,
∴,
∴,
∴;
(2)由折叠的性质,得到,,
∵,,
∴,,
∴;
(3)∵,∴,
由折叠的性质,得到,.
①如图2,当点在内部时,
∵,
∴;
②如图3,当点在外部时,
∵,
∴.
综上,的度数为或.
3.解:(1)四边形是菱形,理由如下,
∵四边形是矩形,
∴,,,,,
∵折叠,点与点重合,
∴,,,
在和中,,
∴,∴,
∵,,
∴,
又∵,,∴,
∴,∴,
∴四边形是菱形;
(2)∵四边形是矩形,
∴,,
如图所示,连接,
∵折叠,∴,,,,
∴,
∵延长线过点,∴,,
在和中,,∴,
∴,∴,
设,则,
在中,,∴,
解得,,∴;
(3)∵,,
∴,
∵折叠,∴,,,,
∴,且,
∴,∴,
∵点是的中点,∴,
设,则,
∴,∴,∴,
在中,,
∴,整理得,,
∴(负值舍去),∴,
在中,,
∴,
设,则,
在中,,
∴,解得,,∴,
∴,
如图所示,过点作延长线于点,则,
∴,∴,∴,∴,
∵,∴,解得,,
∴,
在中,,
∴.
4.(1)证明:过点B向右折纸片,使D、Q、A三点仍保持在一条直线上,
∴,
∵矩形对边平行,∴,∴,
∵,∴,
在和中,∵,,
∴;
(2)解:和相似;
证明:∵,∴,
∵矩形纸片上下对折,折痕为,∴,
∴即,
又∵,∴;
(3)解:取的中点O,连结,
∴,∵,
∴,∴,∴是等边三角形,∴,
在中,∵,∴,
∵,,∴,
可得.
在中,∴
由勾股定理可得:,∴,
∴,∴,∴,
∵,∴,∴,
∵,∴,∴,∴,
∴.
5.解:(1)∵,,∴,
∵,,∴,
∵点D为中点,∴,∴,
∵将绕着D点逆时针方向旋转得到,
∴,,∴;
(2)如图2,过点D作交于点H,
∵,,∴,,
∵,∴,,
∴,,∴,
∵将绕着D点逆时针方向旋转得到,
∴,,∴,∴,
∴,,∴,
又∵,,∴,∴,
∴,∴;
(3)如图3,在上截取,连接,
∵平分,∴,
又∵,∴,∴,
∴,
∴当点M,点,点D三点共线,且时,有最小值,
如图4,
∵,,∴,
∵折叠,∴,,
∵,∴,
∵,∴,
∴,∴,
又∵,∴点B,点Q,点D三点共线,
∵折叠,∴,
∵,∴,,
∴,∴,∴,
∴,
∴.
6.解:(1)∵平行四边形,,∴平行四边形是矩形,
∴,∴,
∵折叠,∴,∴,∴,∴;
(2)∵平行四边形,,∴平行四边形是矩形,
∴∠D=90°,,
同(1)可得:,
∵折叠,∴,,
∴,
设,则,
在中,由勾股定理,得:,
∴,∴,∴,
∵,∴,∴;
(3)∵平行四边形,,∴四边形为菱形,
∴,,∴,
∵,∴,∴,∴,
∴,
当点在点的左侧时,过点作,如图:则:,,
∵,∴,
∵折叠,∴,
同(1)可得:,
设,∴,∴,
在中,由勾股定理,得:,∴,
∵,∴,∴;
当点在点的右边时,过点作,如图
∵,∴,
∵折叠,∴,
∵,∴,∴,
∵,∴,∴,∴,
∵,,∴,
∴,
设,∴,
在中,由勾股定理得:,解得:,
∴,∴,
∵,∴,∴.
综上:或.
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