图形的翻折是指把某个或部分图形沿某直线折叠,翻折部分的图形位置发生了变化,但形状和大小不变. 这类问题能很好地训练同学们的空间想象和逻辑思维能力,通常与直角三角形、等腰三角形、图形的全等、面积等知识关联,在近几年的中考中备受青睐. 现举例如下,供同学们参考.
例1 如图1所示,在矩形ABCD中,AB=8,BC=4,将矩形沿AC折叠,则重叠部分△AFC的面积为______.
【分析】矩形翻折图形中,要把握住“两点一线”,“两点”就是重合的两点,“一线”即为对称轴. 一般地,重合的部分有“等腰”,不重合的部分考虑勾股定理.
解:设AF=x,则BF=8-x,易证FC=AF=x,
在Rt△BFC中,CF2=BF2+BC2,
∴x2=(8-x)2+42. 解得x=5.
∴S△AFC=AF·BC=×5×4=10.
变式 如图2,矩形纸片ABCD中,AB=4,AD=8,把矩形纸片折叠,使点B和点D重合,折痕为EF.
求:DE、EF的长.
解:设DE=x,由翻折知,A′D=AB=4,
A′E=AE=8-x.
∵∠A′=∠A=90°,
∴DE2=A′E2+A′D2,
即x2=(8-x)2+42,解得x=5.
由翻折知∠BFE=∠DFE,∵AD∥BC,
∴∠DEF=∠BFE.
∴∠DFE=∠DEF. ∴DE=DF.
∵DC=AB=DA′,∴Rt△A′DE≌Rt△CDF.
∴BF=DF=DE=5.
在矩形CDGF中,DG=CF=3,∴EG=2.
∴EF===2.
例2 如图3所示,矩形ABCD中,AB=1,E、F分别为AD、CD的中点,沿BE将△ABE折叠,若点A恰好落在BF上,则AD=______.
【分析】要求AD的长,只要在Rt△ACF中利用勾股定理求得BC的长即可,CF易知,故关键求BF的长,这由翻折和全等即求得A′B与A′F的长.
解:如图4所示,连接EF,△A′BE由△ABE翻折所得,又因为E为AD的中点,所以A′B=AB=1,AE=A′E=DE,易知Rt△A′EF
≌Rt△DEF.
又因为F为CD的中点,所以A′F=DF=CF=CD=.
在Rt△BCF中,BF=A′B+A′F=,所以BC===.
所以AD的长为.
评注:矩形翻折后会出现全等三角形、直角三角形,产生相等的线段和角,再利用勾股定理来求线段的长度.
变式 如图5所示,在矩形ABCD中,点E是边CD的中点,将△ADE沿AE折叠后得到△AFE,且点F在矩形ABCD内部. 将AF延长交边BC于点G. 若=,则=______(用含k的代数式表示).
【分析】把AD、AB用含k的代数式表示.
解:设CG=1,BG=k.
∵△AEF由△AED翻折所得,E是DC的中点,
∴EF=DE=EC,AF=AD=BC=k+1.
连接EG,易证△EFG≌△ECG,∴GF
=CG=1.
∴AG=AF+FG=k+2.
∵∠B=90°,∴AG2=BG2+AB2.
∴AB==2.
∴==.
评注:本题采用赋值法,有利于线段长度的计算.
例3 如图6所示,将一张矩形纸片ABCD沿直线MN折叠,使点C落在点A处,点D落在点E处,直线MN交BC于点M,交AD于点N.
(1) 求证:CM=CN;
(2) 若△CMN的面积与△CDN的面积比为3∶1,求的值.
解:(1) 由折叠的性质可得:∠ANM=∠CNM.在矩形ABCD中,AD∥BC,
∴∠ANM=∠CMN,∴∠CMN=∠CNM,∴CM=CN;
(2) 过点N作NH⊥BC于点H,则四边形NHCD是矩形,
∴HC=DN,NH=DC.
∵△CMN的面积与△CDN的面积比为3∶1,
∴===3.
∴MC=3ND=3HC,MH=2HC.
设DN=x,则HC=x,MH=2x,
∴CM=3x=CN,
在Rt△CDN中,
DC==2x,
∴HN=2x.
在Rt△MNH中,
MN==2x.
∴==2.
(作者单位:江苏省常熟市昆承中学)
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