李春蓉 張杏華
矩形按不同的方式進(jìn)行折疊,就會產(chǎn)生各種各樣的幾何問題。這些問題綜合了三角形、四邊形等多邊形的諸多知識,而且往往會融入對稱思想,解法靈活、趣味性強(qiáng),有利于考查同學(xué)們的動(dòng)手能力、空間想象力和幾何變換思維,因此越來越受到中考命題者的青睞。
如圖1,折疊矩形ABCD的一邊AD,使點(diǎn)D落在邊BC上的點(diǎn)F處,已知折痕[AE=55cm],且[tan∠EFC=34],
(1)△AFB與△FEC有什么關(guān)系?
(2)求矩形ABCD的周長。
分析與解
[已知條件\&隱含條件\&矩形ABCD\&[∠DAB=∠B=∠C=∠D=90°],即圖中有直角三角形;AB=DC、AD=BC\&折疊\&△AED≌△AEF,則AD=AF,DE=FE,∠AFE=∠D=90°,∠FAE=∠DAE,
∠AEF=∠AED\&由同角的余角相等得∠FAB=∠EFC(∠AFB的余角),∠AFB=∠FEC
(∠EFC的余角)\&[tan∠EFC=34]\&[ECFC=34]\&[AE=55cm]\&\&]
對于第(1)問,很容易證得△AFB∽△FEC.
對于第(2)問,有以下幾種設(shè)元方式:
情況一直接設(shè)元AD=x,方法行不通。情況二直接設(shè)元AB=x,由△AFB∽△FEC,可以得到[BFAB=ECFC=34],可建立方程,但計(jì)算較復(fù)雜。其他幾種情況都是間接設(shè)元,其中情況三不能求解,情況四、五、六、七可利用△AFB∽△FEC得到的邊關(guān)系用勾股定理建立方程。其實(shí)只要是對與此比例式有關(guān)的線段進(jìn)行設(shè)元,都可求解。但情況七的計(jì)算最為簡便。
解決矩形中的折疊問題,關(guān)鍵是:
1. 抓住折疊本質(zhì)。①折起部分與重合部分是全等的;②折起部分與重合部分是以折痕為對稱軸的軸對稱圖形,且對稱軸垂直平分對應(yīng)點(diǎn)之間的連線。
2. 找出隱含的折疊前后的位置關(guān)系和數(shù)量關(guān)系。
3. 結(jié)合三角形全等、勾股定理、相似三角形等知識,設(shè)出恰當(dāng)?shù)奈粗獢?shù),建立方程求解。
我們一起看看下面幾組變式。
變式一:變條件。
如圖2,矩形ABCD的一邊BC在直角坐標(biāo)系中x軸上,折疊邊AD,使點(diǎn)D落在x軸上的點(diǎn)F處,折痕為AE,已知AB=8,AD=10,并設(shè)點(diǎn)B坐標(biāo)為(m,0),其中m>0. 求點(diǎn)E、F的坐標(biāo)(用含m的式子表示);
變式二: 變頂點(diǎn)位置。
如圖3,在一面積為1的正方形紙片ABCD中,M、N分別是AD、BC邊的中點(diǎn),將C點(diǎn)折疊至MN上,落在P點(diǎn)的位置,折痕為BQ,連結(jié)PQ,則MP=_________。
變式三:變折痕位置。
已知:矩形紙片ABCD,AB=2,BC=3。
操作:將矩形紙片沿EF折疊,使點(diǎn)B落在邊CD上。
探究:(1)如圖4,若點(diǎn)B與D重合,你認(rèn)為△EDA′和△FDC全等嗎?如果全等給出證明,如果不全等請說明理由。
(2)如圖5,若點(diǎn)B與CD中點(diǎn)重合,求△FCB′與△B′DG的周長之比。