摘 要:中考題經(jīng)??疾橐哉奂垶楸尘暗脑囶},考查考生的動手能力和直觀想象能力.文章從折疊方法解析和問題解答的角度來深度剖析幾道經(jīng)典的中考題.
關鍵詞:中考題;折紙;折疊;操作;解析
中圖分類號:G632?? 文獻標識碼:A?? 文章編號:1008-0333(2023)35-0086-03
折紙是我國的傳統(tǒng)文化,也是一門藝術.以折紙為背景的中考題,因其高度抽象而成為難點.筆者以幾道經(jīng)典的中考題為例,給出折疊方法解析、操作過程分析和試題解答.
例1 已知矩形紙片ABCD,AB=2,AD=1, 將紙片折疊, 使頂點A與邊CD上的點E重合.
(1) 如果折痕FG分別與AD、AB交于點F、G,AF=23, 求DE的長;
(2) 如果折痕FG分別與CD、AB交于點F、G,AED的外接圓與直線BC相切, 求折痕FG的長, 如圖1[1].
折疊方法解析 本題的折紙操作方法可以用以下 4 個步驟描述:
操作1 將AD與BC重合對折, 折痕為MN, 如圖2所示;
操作2 將AD與MN重合對折, 折痕為RS, 如圖3所示;
操作3 過S、M兩點折疊, 折痕為MS, 折疊以后BS與AD的交點為F, 如圖 4所示;
操作4 過點F將點A折到CD上, 折痕為FG, 點A的對應點為E, 如圖5所示.
問題解答
(1)從操作1到操作3,可知點F為AD的三等分點. 因為A關于折痕FG的對應點為E, 所以AF=EF,EF=23,DF=13, 所以DE=33.
(2)折疊的關鍵是要確定點E的位置,我們先假設已經(jīng)折出來了,如圖6所示,然后再計算CE的長度,從而確定點E的位置.
記AE與FG的交點為P, 過點P作PQ⊥BC于Q, 由于BC與三角形ADE的外接圓相切, 所以PQ=AP=EP, 且∠AQE=90°,CQ=BQ, 因此∠CQE+∠AQB=90°, 有∠CQE=∠QAB, 所以△CEQ∽△ABQ,CECQ=BQAB,由此可解得CE=18. 因為線段的18是容易折疊的, 所以問題 (2) 可以由下列操作來完成折疊過程.
操作5 將長方形ABCD的邊BC與MN重合對折,折痕為M1N1,再將BC與M1N1重合對折,折痕為M2N2,繼續(xù)將BC與M2N2重合對折,即可得到CE=18, 如圖7所示.
操作6 ?將A、E兩點重合對折, 折痕為FG, 如圖8所示.
求折痕FG的長度.
在圖8中, 由操作6知GF⊥AE, 所以∠AGP+∠GAP=90°, 而∠GAP+∠DAE=90°, 所以∠AGP=∠DAE.
如圖9所示,過點F折AB的垂線FH,因為∠AGP=∠DAE,則△FHG~△ADE,由HGFH=ADDE, 得HG=AD×FHDE=AD2CD-CE=12-18=815,又由于FH2+HG2=FG2, 所以FG=28915=1715.
例2 ?如圖10,在梯形ABCD中,AD∥BC,AB=DC=3,沿對角線BD翻折梯形ABCD,若點A恰好落在下底BC的中點E處,則梯形的周長為_______.
折疊方法解析
“沿對角線BD翻折梯形ABCD”,實際上是過B、D兩點折疊;“若點A恰好落在BC的中點E處”這必須是非常特殊的梯形才能辦到.那么這是怎樣的一個梯形呢?
如圖11所示,因為點A關于折痕BD的對應點為E, 所以△ABD△BDE, 即AB=BE,AD=DE,∠ADB=∠EDB.因為AD∥BC,有∠ADB=∠DBE,所以∠DBE=∠EDB,即BE=DE,因此四邊形ABED是菱形.又因為E是BC的中點,而AB=CD,所以△CDE是等邊三角形.
問題解答
由上述討論可知, 梯形ABCD是底角為60°的等腰梯形,周長等于5倍腰的長度,即等于15.
例3 矩形紙片ABCD的邊長AB=4,AD=2, 將矩形紙片沿EF折疊, 點A與點C重合, 折疊后在其一面著色 (如圖12), 則著色部分的面積為(? )[2].
A.8?? B.112?? ?C.4?? D.52
折疊方法解析
“將矩形紙片沿EF折疊,點A與點C重合”,實際上,將兩點重合對折的折痕是唯一的, 所以先給出折痕,然后再將兩點重合對折這種描述方式不夠嚴謹,本題的操作過程可以描述為:將矩形ABCD的兩頂點A與C重合對折,折痕為EF,點D的對應點為G,如圖13所示.
問題解答
求梯形CEFG的面積.
因為點A關于折痕EF的對稱點為C,點D關于折痕EF的對應點為G,所以四邊形ADFE與四邊形CEFG全等,所以AD=CG,又因為折痕垂直平分兩對應點的連線,即EF垂直平分AC,有CF=CE,所以梯形CEFG的上底FG加下底CE正好等于CD,于是梯形CEFG的面積等于4.
例4 如圖14,矩形ABCD沿AE折疊,使點D落在邊BC上的點F處,如果∠BAF=60°, 那么∠DAE=(? )[3].
A.15°? B.30°? C.45°? D.60°
折疊方法解析
可以將“矩形ABCD沿AE折疊,使點D落在邊BC上的點F處”描述: 過點A將點D折到BC上,折痕為AE,D的對應點為F, 如圖14所示.
問題解答
從條件∠BAF=60°可知, 且∠DAE=∠FAE, 即∠DAE=15°.
縱觀以上的考題,我們發(fā)現(xiàn)很多的中考題都是以折紙為背景來考查的,這就要求一線教師在日常教學中要滲透折紙藝術、關注學生的動手操作能力.同時,也在教學中啟示了一線教師:折紙可以進入中小學數(shù)學課堂,通過折紙操作活動,引導學生觀察折痕所形成的邊角關系,幫助學生建立折紙操作與數(shù)學內(nèi)容的聯(lián)系,培養(yǎng)其動手能力、觀察能力、想象能力和創(chuàng)造性思維能力.還要注意科學性與操作性相結(jié)合、趣味性與嚴謹性相結(jié)合、啟發(fā)性與示范性相結(jié)合的原則.
參考文獻:
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[2] 黃燕蘋,張輝蓉.中考折紙問題解析[J].數(shù)學教學,2009(11):42-45.
[3] 王彥秋.有關折紙的中考題幾例[J].中學生數(shù)學,2011(12):45-47.
[責任編輯:李 璟]
收稿日期:2023-09-15
作者簡介:馮志賢(1981.10-),男,江蘇省常熟人,本科,中學一級教師,從事初中數(shù)學教學研究.