内容正文:
矩形的判定与性质综合、矩形与折叠问题综合专项训练
矩形的判定与性质综合、矩形与折叠问题综合专项训练
考点目录
矩形的判定与性质综合
矩形与折叠问题综合
考点一 矩形的判定与性质综合
例1.(2026·广东深圳·一模)综合探究
(1)问题背景:如图(1),在矩形中,点,分别是,的中点,连接,,求证:.
(2)问题探究:如图(2),在四边形中,,,点是的中点,点在边上,,与交于点,求证:.
(3)问题拓展:如图(3),在“问题探究”的条件下,连接,,,直接写出的值.
例2.(2026·山东日照·一模)平移、旋转、轴对称、相似变换等几何变换,为静态图形赋予动态生成的意义,让孤立图形在运动变化中建立关联,在变与不变中揭示图形的本质属性与内在规律.这既是从特殊到一般认识几何世界的基本思想,也是理解空间形式、发展几何直观与推理能力的重要路径.
【探究发现】
(1)如图1,在矩形中,,点E是矩形内一个动点,且,将绕点C逆时针旋转,并放大为原来的2倍后,点E的对应点为点F.连接,交的延长线于点G;
①求证:;
②判断四边形的形状,请直接写出答案:
(2)如图2,连接,当点G为中点时,求的值;
(3)点E在运动的过程中,是否存在最小值?若存在,直接写出;若不存在,说明理由.
例3.(2026·黑龙江齐齐哈尔·二模)综合与实践
某数学兴趣小组在数学课外活动中,对多边形内两条互相垂直的线段做了如下探究:
【观察与猜想】
(1)如图①,在正方形中,E,F分别是,上的两点,连接,,于点P,则的值为______;
(2)如图②,在矩形中,,,点E,F分别是,上的两点,连接,,且于点P,则的值为______;
(3)【类比探究】
如图③,在四边形中,,E为上一点,连接,过点C作的垂线交的延长线于点P,交的延长线于点F,求证:;
(4)【拓展延伸】
如图③,在四边形中,,,,,E为直线上一点,连接,过点C作的垂线交直线于点P,交直线于点F,连接,则的取值范围是______.
变式1.(2026·湖南·二模)如图,在平行四边形中,对角线,相交于点,.
(1)求证:;
(2)点在边上,满足.若,求的长及的值.
变式2.(25-26九年级下·江西赣州·期中)如图1,在矩形中,,过对角线上的点E作,分别交边于点F,G.
特例感知
(1)图2中,若E是的中点,,以下结论中正确的序号有________;
①四边形是矩形;②矩形与四边形位似;③;④.
探究发现
(2)在图1中,探究与的数量关系时,爱思考的小亮对旋转解题特别感兴趣.他发现与垂直,便尝试将射线绕着点E逆时针旋转交的延长线于点K,从而构造两相似三角形求解与的数量关系,请你顺着小亮的思路继续完成求解过程;
类比运用
(3)若将矩形改为,,如图3,过对角线上的点E作,分别交边于点F,G,.试探究与之间的数量关系并说明理由.
变式3.(2026·湖北·一模)如图1,在矩形中,,,为对角线,将绕点逆时针方向旋转,得到(点的对应点为点,点的对应点为点).
(1)在图1中,连接,,求证:;
(2)如图2,当点落在的延长线上时,延长交于点,求的长;
(3)如图3,当点落在矩形的对角线上时,延长交于点.
①求证:平分;
②直接写出的值.
考点二 矩形与折叠问题综合
例1.(2026·吉林·一模)如图,在矩形中,,,点E在边上,点G在边上,,连接,.将沿翻折得到,将沿翻折得到.连接,.
(1)求证;
(2)①四边形的形状为_____________.
②当点F在边上时,四边形的形状为_____________.
(3)当四边形与矩形重叠部分图形是轴对称图形时,直接写出的长.
例2.(2026·山东德州·一模)综合与实践
【问题情境】
数学兴趣小组对“矩形的折叠”作了如下探究.将矩形纸片先沿折叠,折痕与边,分别交于点,,点的对应点记为,点的对应点记为.
(1)【特例探究】
角的探究:如图1,连接,与交于点,当点,,三点共线时,与相等的角为______(写出一个即可);
(2)线段的探究:如图2,当为的中点时,点恰好落在边上.
①猜想,,三条线段的数量关系,并说明理由;
②延长交于点,连接,,判断与的位置关系,并说明理由.
(3)【深入探究】
如图3,将矩形纸片更换为平行四边形、,,,为的中点,当所在直线垂直于平行四边形的一边所在直线时,直接写出的值.
例3.(2026·黑龙江哈尔滨·二模)在矩形中,是上一点,将矩形沿翻折,使点落到.
(1)如图1,是中点,延长交于,求证:.
(2)如图2,当时,连接,若为等腰三角形,请直接写出的长.
变式1.(2026·广东佛山·二模)【问题情境】
如图1,小王将矩形纸片先沿对角线折叠,展开后再折叠,使点落在折痕上,点的对应点记为,折痕与边,分别交于点,.
【实践操作】
(1)尺规作图:当点与点重合时,在图2中作出折痕;
【问题解决】
(2)如图3,若,,点,,在同一条直线上,求的长;
【深入探究】
(3)在【问题情境】的折叠操作中,设,.从下列两个问题中任选一个进行解决:
①连接,当,满足什么数量关系时,与始终平行?请说明理由;
②若点是边的中点,求的最大值.
变式2.(2026·广东东莞·二模)如图,在矩形中,,,点M、N分别在边、上,将矩形沿着折叠,使点A、B分别落在E、F处,且点F在线段上(不与两端点重合),与交于点G,过点M作于点H,连接分别与、交于点K、P.
(1)请写出三个与相似的三角形,并从中任选一个证明它与相似;
(2)求的值.
变式3.(2026·河南驻马店·一模)初中几何的三大变换:平移,旋转,轴对称.翻折作为轴对称的一种情况,在初中几何题中占据一定的权重.
问题情境:“综合与实践”课上,小明提出如下问题:如图1,矩形纸片中,,,点在边上,将矩形纸片沿折叠,点落在原纸片所在平面上点的位置.如图2,当点为边的中点时,判断与的位置关系,并说明理由.
数学思考:
(1)请你解答小明提出的问题.
深入探究:
当点不是边的中点时,请同学们提出新的问题.
(2)“善思小组”提出问题:如图3,若点在对角线上,求的长.请你解答此问题.
(3)“慧学小组”提出问题:若,求的长.请直接写出答案.
2
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考点目录
矩形的判定与性质综合
矩形与折叠问题综合
考点一 矩形的判定与性质综合
例1.(2026·广东深圳·一模)综合探究
(1)问题背景:如图(1),在矩形中,点,分别是,的中点,连接,,求证:.
(2)问题探究:如图(2),在四边形中,,,点是的中点,点在边上,,与交于点,求证:.
(3)问题拓展:如图(3),在“问题探究”的条件下,连接,,,直接写出的值.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)
【分析】(1)根据矩形的性质可得,根据点,分别是,的中点,可得,即可得证;
(2)取的中点,连接,得是的中位线,根据已知条件可得平行且等于,进而可得是平行四边形,得,则,根据直角三角形中斜边上的中线等于斜边的一半得出,进而可得,等量代换可得,等角对等边,即可得证;
(3)过点作,则四边形是矩形,连接,根据已知以及勾股定理得出;根据(2)的结论结合已知可得,证明垂直平分,进而得出,证明,进而证明, 进而根据相似三角形的性质,即可求解.
【详解】(1)证明:∵四边形是矩形,
∴,
∵,分别是,的中点,
∴,
即,
∴;
(2)证明:如图所示,取的中点,连接,
∵是的中点,是的中点,
∴,,
又∵,
∴,
∵,
∴,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∴,
又∵,是的中点,
∴,
∴,
∴,
∴;
(3)解:如图所示,过点作,则四边形是矩形,连接,
∵,
∴,
设,则,,
在中,,
∵,由(2),
∴,
∴,
∵是的中点,,
∴垂直平分,
∴,,
在中,
,
∴,
∴,,
设,则,
∴,
又∵,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴.
例2.(2026·山东日照·一模)平移、旋转、轴对称、相似变换等几何变换,为静态图形赋予动态生成的意义,让孤立图形在运动变化中建立关联,在变与不变中揭示图形的本质属性与内在规律.这既是从特殊到一般认识几何世界的基本思想,也是理解空间形式、发展几何直观与推理能力的重要路径.
【探究发现】
(1)如图1,在矩形中,,点E是矩形内一个动点,且,将绕点C逆时针旋转,并放大为原来的2倍后,点E的对应点为点F.连接,交的延长线于点G;
①求证:;
②判断四边形的形状,请直接写出答案:
(2)如图2,连接,当点G为中点时,求的值;
(3)点E在运动的过程中,是否存在最小值?若存在,直接写出;若不存在,说明理由.
【答案】(1)①见解析;②四边形是矩形,理由见解析
(2)
(3)2
【分析】(1)先证明,然后根据旋转的性质得到,即可证明;②根据有三个角是直角的四边形是矩形证明即可;
(2)过点作于点H,先证明为等腰直角三角形,在等腰直角中,设,则,,再证明为等腰直角三角形,则,那么,然后对运用勾股定理求解,即可求解;
(3)点的轨迹为以的中点为圆心,为半径的圆,延长交于点,连接,证明,则,故当取得最小值时,取得最大值,而,故;
【详解】(1)证明:①∵四边形是矩形,
∴,,
由题意得,,
∴,
∵,
∴,即,
∵,
∴,
∴,
∴,
②∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴四边形为矩形;
(2)解:如图,过点作于点H,
由(1)得,
∴,
∵点G为中点,
∴,
∴,
∴,
∵四边形是矩形,
∴,
∴,
∵,
∴为等腰直角三角形,
∴,
∵在矩形中,,
∴,
在等腰直角中,设,
则,
∴,
∵,,
∴为等腰直角三角形,
∴,
∴,
∴,
∴;
(3)解:存在,∵,
∴点的轨迹为以的中点为圆心,为半径的圆,
延长交于点,连接,
∵,
∴,
∴
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵为定值,
∴当取得最小值时,取得最大值,
∵,
∴,
∴的最小值为.
例3.(2026·黑龙江齐齐哈尔·二模)综合与实践
某数学兴趣小组在数学课外活动中,对多边形内两条互相垂直的线段做了如下探究:
【观察与猜想】
(1)如图①,在正方形中,E,F分别是,上的两点,连接,,于点P,则的值为______;
(2)如图②,在矩形中,,,点E,F分别是,上的两点,连接,,且于点P,则的值为______;
(3)【类比探究】
如图③,在四边形中,,E为上一点,连接,过点C作的垂线交的延长线于点P,交的延长线于点F,求证:;
(4)【拓展延伸】
如图③,在四边形中,,,,,E为直线上一点,连接,过点C作的垂线交直线于点P,交直线于点F,连接,则的取值范围是______.
【答案】(1)1
(2)
(3)见解析
(4)
【分析】(1)本题是典型的十字模型,利用正方形的性质,得到相等边,相等角,利用同角的余角相等,得到另一对相等角,从而证明,进而找到与的关系;
(2)与(1)的思路相同,可得,利用相似三角形的性质找到对应的关系即可;
(3)将所求证关系转化为,即找到对应线段所在三角形,证明两个三个三角形相似,过点F作,构造出,利用有三个直角的四边形是矩形,再通过矩形的性质,得到,利用同角的余角相等,和两个直角相等,证明两三角形相似即可;
(4)由题意,判断点P的运动轨迹是定弦直角形成的圆,根据点圆最值的解题思路求解即可.
【详解】(1)解:在正方形中,,,
由题意,可知,
∴,
又,
∴,
∴,
∴,
∴;
(2)解:与(1)同理可得,,
∴,
∴,
在矩形中,,
∴;
(3)证明:如图,过点F作于点M,
由作法,可知,
又,
∴四边形是矩形,
∴,,
∴,
由题意,可知,
∴,
∴,
又,
∴,
又,
∴,
∴,
∵,
∴,即;
(4)解:由题意,可知点D,C为定点,,
∴点P的运动轨迹为以为直径的圆,
如图,设的中点为O,作射线,依次与交于点G,H,
则的最小值即为的长,最大值即为的长,
如图,过点D作于点N,过点O作于点Q,则,
与(2)同理可得四边形是矩形,
∴,,
∴,
∴,
∵,,
∴,即,
∴是的中位线,
∴,,,
∴,
∴,
∴,,
∴.
变式1.(2026·湖南·二模)如图,在平行四边形中,对角线,相交于点,.
(1)求证:;
(2)点在边上,满足.若,求的长及的值.
【答案】(1)见解析
(2)的长为的值为
【分析】(1)根据平行四边形的性质得到,证明平行四边形是矩形,可知;
(2)作于点,则,根据勾股定理求出,根据矩形的性质得到,,根据三线合一得到,根据等角对等边得到,可知,根据三角函数求出的值,根据勾股定理求出,即可求出的值.
【详解】(1)证明:四边形是平行四边形,
,
又
,
平行四边形是矩形,
.
(2)解:作于点,则,
,
,
∵四边形是矩形,
,
,
,
,
,
,
,
在中,,
,
的长为的值为.
变式2.(25-26九年级下·江西赣州·期中)如图1,在矩形中,,过对角线上的点E作,分别交边于点F,G.
特例感知
(1)图2中,若E是的中点,,以下结论中正确的序号有________;
①四边形是矩形;②矩形与四边形位似;③;④.
探究发现
(2)在图1中,探究与的数量关系时,爱思考的小亮对旋转解题特别感兴趣.他发现与垂直,便尝试将射线绕着点E逆时针旋转交的延长线于点K,从而构造两相似三角形求解与的数量关系,请你顺着小亮的思路继续完成求解过程;
类比运用
(3)若将矩形改为,,如图3,过对角线上的点E作,分别交边于点F,G,.试探究与之间的数量关系并说明理由.
【答案】(1)①②④
(2)见解析
(3),理由见解析
【分析】(1)证明 ,可得四边形是矩形,即可判断①;证明 ,得到 ,即可判断②;由 ,推出,再根据,即可判断③;根据,即可判断④;
(2)作出图形,证明,再证明,即可得出结论;
(3)先证明.在上取点H,使,得,证明.再证明,即可得出结论.
【详解】(1)解:如图,
∵,
∴,
∵在矩形中,,
∴ ,
∴四边形是矩形,故①正确;
∵在矩形中,,
∴ ,
∴,
∴ ,
∴,即,
∵,
∴ ,
∴矩形与四边形位似;故②正确;
∵ ,
∴,
∵点E是的中点,
∴,
∴点F是的中点,
∴,
∴,
∵,
设,则,
∴ ,
∴,故③错误;
同理,,故④正确;
综上,正确的序号有①②④;
(2)解:∵,
∴.
∵,
∴.
如图,将射线绕着点E逆时针旋转交的延长线于点K,
∴,.
∴.
∴.
∴.
∵,,
∴.
∵,
∴.
∴.
∴.
(3)解:.理由如下:
∵,
∴.
∴.
∵,
∴.
如图,在上取点H,使,得,
∴.
∴,.
∵,
∴.
∴.
又∵,
∴,即.
变式3.(2026·湖北·一模)如图1,在矩形中,,,为对角线,将绕点逆时针方向旋转,得到(点的对应点为点,点的对应点为点).
(1)在图1中,连接,,求证:;
(2)如图2,当点落在的延长线上时,延长交于点,求的长;
(3)如图3,当点落在矩形的对角线上时,延长交于点.
①求证:平分;
②直接写出的值.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)①见解析;②
【分析】(1)由旋转得,,,所以可证,即可求证;
(2)过点作,垂足为,先证明四边形是矩形,再证明,即可求解;
(3)①延长交于点,连接,,设交于点,先证明,,由外角的性质得出,再由三角形内角和定理得出,即可求证;
②先证明垂直平分,再证明,求出的值,接着证明,求出的值,再证明,利用相似三角形的性质即可求解.
【详解】(1)解:∵四边形是矩形,,,
∴,,
∴由勾股定理得.
由旋转可得:,,,
∵,
,
∴,
∵,
∴;
(2)解:如图1,过点作,垂足为,则,
∵四边形是矩形,,,
∴,,
则,
∴四边形是矩形,
∴,
由旋转得:,,,,
∴,,
又∵,
∴,
∴,,
∴;
(3)解:①如图2,延长交于点,连接,,设交于点,交于点,
由旋转得,,,
∴,,
∵,,
∴,
∴,.
∵,,
∴,
即,∴,
∵四边形是矩形,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴平分;
②答案:.
解:∵,,
∴垂直平分,
∴,
∴.
又∵,
∴,
∴,即,
∴,.
∵,,,
∴,
∴,,
∴为的中点,
∵四边形是矩形,
∴,
∴,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∴,,
∴.
考点二 矩形与折叠问题综合
例1.(2026·吉林·一模)如图,在矩形中,,,点E在边上,点G在边上,,连接,.将沿翻折得到,将沿翻折得到.连接,.
(1)求证;
(2)①四边形的形状为_____________.
②当点F在边上时,四边形的形状为_____________.
(3)当四边形与矩形重叠部分图形是轴对称图形时,直接写出的长.
【答案】(1)见解析
(2)①平行四边形;②矩形;
(3)或或
【分析】(1)利用证明即可;
(2)①折叠的性质,推出,证明,得到,即可得到四边形为平行四边形;②易得,即可得出结果;
(3)根据四边形与矩形重叠部分图形是轴对称图形时,得到重叠部分的图形为矩形或菱形,分3种情况,画出图形进行求解即可.
【详解】(1)证明:∵矩形,
∴,
又∵,
∴;
(2)解:①∵折叠,
∴,,
∵,
∴,
∵矩形,
∴,
∴,,即,
由(1)知,
∴,
∴,
∴,即,
∴,
∴,
又∵,
∴四边形为平行四边形;
②当点F在边上时,
∵,
∴,
由①知:四边形为平行四边形,
∴四边形为矩形;
(3)解:①当点恰好落在边上时,此时四边形为矩形,四边形与矩形重叠部分图形即为四边形是轴对称图形,
∵折叠,
∴,
∴为等腰直角三角形,
∴;
②当交于点,交于点时,
∵四边形为平行四边形,
∴,
∵,
∴四边形为平行四边形,
∴当四边形为菱形时,四边形与矩形重叠部分为轴对称图形,
∵折叠,
∴,,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵四边形为菱形,
∴,
∴,
设,则,
∴,
∴,
在中,由勾股定理,得,
解得或(舍去);
∴;
③当点与点重合,点与点重合时,如图,
由②可知,,四边形为平行四边形,
∴四边形为菱形,符合题意;
此时;
综上:或或.
例2.(2026·山东德州·一模)综合与实践
【问题情境】
数学兴趣小组对“矩形的折叠”作了如下探究.将矩形纸片先沿折叠,折痕与边,分别交于点,,点的对应点记为,点的对应点记为.
(1)【特例探究】
角的探究:如图1,连接,与交于点,当点,,三点共线时,与相等的角为______(写出一个即可);
(2)线段的探究:如图2,当为的中点时,点恰好落在边上.
①猜想,,三条线段的数量关系,并说明理由;
②延长交于点,连接,,判断与的位置关系,并说明理由.
(3)【深入探究】
如图3,将矩形纸片更换为平行四边形、,,,为的中点,当所在直线垂直于平行四边形的一边所在直线时,直接写出的值.
【答案】(1)或;
(2),理由见解析;
,理由见解析;
(3)的值为或.
【分析】(1)由矩形的性质,可得,由折叠可得,,,可得,由直角三角形的两个锐角互余,结合同(等)角的余角相等,即可求解;
(2)由折叠可得,,,,由矩形的性质,可得,,由平行线的性质,结合等角对等边,可得,结合已知可得,即可得,,三条线段的数量关系;由矩形的性质,可得,由折叠可得,,,可得,证明,可得,,点、在线段的垂直平分线上,即可判断与的位置关系;
(3)按照,进行分类讨论,分别画出图形,根据折叠的性质和勾股定理即可求解.
【详解】(1)解:∵四边形是矩形,
∴,
∴,,
由折叠可得,,,
∴,
又∵,
∴,
又∵点、、三点共线,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴与相等的角为或.
(2)解:,理由:
由折叠可得,,,,
∵四边形是矩形,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵为的中点,
∴,
∴,
∴.
,理由:
∵四边形是矩形,
∴,
由折叠可得,,,
∴,
∵为的中点,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,,
∴点、在线段的垂直平分线上,
∴.
(3)解:当时,如图,垂足为点,过点作于,连接交于,
∵,四边形是平行四边形,
∴,,,,
由折叠可得,,,,,,
∵,
∴,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵为的中点,
∴,
∴,
∵,
∴是等边三角形,
∴,
∴,
∴,
∴四边形是矩形,
,
设,则,,
∵,
∴,
∴,
解得,
∴,
∴;
当时,如图,垂足为点,延长交于点,
由折叠可得,,,,,,
∴,
∵为的中点,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
∴的值为或.
例3.(2026·黑龙江哈尔滨·二模)在矩形中,是上一点,将矩形沿翻折,使点落到.
(1)如图1,是中点,延长交于,求证:.
(2)如图2,当时,连接,若为等腰三角形,请直接写出的长.
【答案】(1)证明见解析
(2)或
【分析】(1)连接,根据矩形的性质和折叠的性质可得再说明,然后根据“斜边直角边”证明,可得,最后结合得出答案;
(2)先说明四边形是正方形,可得,再根据折叠的性质可得,接下来分三种情况讨论:当时,作,交于点P,并延长交于点Q,可得四边形是矩形,进而说明是等边三角形,可得,再解直角三角形求出,然后得,最后根据勾股定理得,求出解即可;当时,分析作出判断;当时,作,交于点S,并延长交于点T,作,根据矩形的性质得,进而得,再根据勾股定理求出,即可得,然后根据勾股定理得,则此题可解.
【详解】(1)解:如图,连接,
∵四边形是矩形,
∴.
根据折叠的性质得
∴
∵点E是的中点,
∴.
在和中,
∴,
∴,
∴;
(2)解:或.理由:
∵四边形是矩形,且,
∴四边形是正方形,
∴.
根据折叠的性质可得.
若是等腰三角形,有三种情况:
当时,过点作,交于点P,并延长交于点Q,
∴,
∴四边形是矩形,
∴.
∵,
∴是等边三角形,
∴,
在中,,
解得,
∴.
在中,,
即,
解得;
当时,以点C为圆心,8为半径画弧,再以点A为圆心,8为半径画弧,交点为点D,所以不存在此种情况;
当时,过点作,交于点S,并延长交于点T,作,
∴,
∴四边形是矩形,
∴,则.
在中,,
即,
解得,
∴.
在中,,
即,
解得.
综上,的长为或.
变式1.(2026·广东佛山·二模)【问题情境】
如图1,小王将矩形纸片先沿对角线折叠,展开后再折叠,使点落在折痕上,点的对应点记为,折痕与边,分别交于点,.
【实践操作】
(1)尺规作图:当点与点重合时,在图2中作出折痕;
【问题解决】
(2)如图3,若,,点,,在同一条直线上,求的长;
【深入探究】
(3)在【问题情境】的折叠操作中,设,.从下列两个问题中任选一个进行解决:
①连接,当,满足什么数量关系时,与始终平行?请说明理由;
②若点是边的中点,求的最大值.
【答案】(1)见解析
(2);
(3)①当,且B与不重合时,与始终平行;②的最大值为.
【分析】(1)尺规作图作出的垂直平分线即可;
(2)过点C作于点G,证明,求得,据此求解即可;
(3)①证明为等边三角形,在中,解直角三角形即可求解;
②过点E作,垂足为点H,,求得,据此计算即可求解.
【详解】(1)解:如图,线段为所作;
(2)解:过点C作于点G,如图,
在矩形中,,,,
∴,
∵,,
∴,
∴,即,
∴,
在矩形中,,
∴,
由折叠知,
∴,
∴,
∴,
∴;
(3)解:选①,记与的交点为点,如图,
若与平行,则,
由知,,
∵,,
∴,
∴,又,
∴为等边三角形,故,
∴在中,,即,
∴要使与平行,只需,
故当,且B与不重合时,与始终平行;
选②,过点E作,垂足为点H,
∵,
∴四边形是矩形,
∴,,
∴,
由折叠得,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,即,
∴,
∴,
∴,
∴的最大值为.
变式2.(2026·广东东莞·二模)如图,在矩形中,,,点M、N分别在边、上,将矩形沿着折叠,使点A、B分别落在E、F处,且点F在线段上(不与两端点重合),与交于点G,过点M作于点H,连接分别与、交于点K、P.
(1)请写出三个与相似的三角形,并从中任选一个证明它与相似;
(2)求的值.
【答案】(1),, ,,;选择证明,证明见解析(答案不唯一)
(2)
【分析】(1)利用矩形和折叠的性质,得出两组相等的角,即可证明全等;
(2)证明四边形为矩形,由(1)得,利用对应边成比例求解即可.
【详解】(1)解:,,,,(写出3个即可);
选择证明.
证明:在矩形中,.
,
.
,.
由折叠可知,,
.
.
.
.
选择证明:
,
,
由折叠可知,,
,
,
,
.
选择证明:
,
.
由折叠可知,,
.
,
,
,
,
.
选择证明:
,
,
由折叠可知,,
,
,
,
.
选择证明:
,
,
由折叠可知,,,
,
,
.
(2)解:,
四边形为矩形.
,.
由(1)得,
.
.
变式3.(2026·河南驻马店·一模)初中几何的三大变换:平移,旋转,轴对称.翻折作为轴对称的一种情况,在初中几何题中占据一定的权重.
问题情境:“综合与实践”课上,小明提出如下问题:如图1,矩形纸片中,,,点在边上,将矩形纸片沿折叠,点落在原纸片所在平面上点的位置.如图2,当点为边的中点时,判断与的位置关系,并说明理由.
数学思考:
(1)请你解答小明提出的问题.
深入探究:
当点不是边的中点时,请同学们提出新的问题.
(2)“善思小组”提出问题:如图3,若点在对角线上,求的长.请你解答此问题.
(3)“慧学小组”提出问题:若,求的长.请直接写出答案.
【答案】(1),理由见解析
(2)
(3)的长为或
【分析】(1)由折叠得到的,两者全等;结合点为边的中点,得到等腰三角形,再利用三角形的外角定理,得到,由平行线判定定理,得出结论;
(2)根据由折叠得到的,是轴对称图形,对称轴垂直平分,证明,是解本题的关键,最后根据对应边成比例,求出的长;
(3)根据点F在矩形纸片的位置不同,分两种情况讨论:①内部时,根据折叠的性质,先证明,再证明,得到,结合,求出,最后求出;②外部时,根据折叠的性质先证明,再证明,得到,结合,求出,最后得到的长.
【详解】(1),理由如下:
由折叠得到的,
,
,
,
是的中点,
,
,
,
又,
,
,
.
(2)解:四边形是矩形,
,
,
是由折叠而来,是对称轴,点A的对应点是点F,
垂直平分,
,
,
,
,
,
.
(3)解:根据点F在矩形纸片位置不同,分两种情况讨论
①在矩形纸片内部时,
过点F作线段,交于点G,交于点H,如下图
四边形是矩形,
,
由折叠得到的,
,
,
,
,
,
,
即,
,
,
设,
,得,
即,
;
②在矩形纸片外部时,
过点F作直线,交于点G,交于点H,
四边形是矩形,
,,
由折叠得到的,
,
,
,
,
,
,
,
即,
,
,
设,
,得,
即,
;
综上所述,的长为或.
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