中考题型之五:折叠类问题
2011-01-14 17:45阅读:
中考题型之五:折叠类问题
【折叠类题型的特点】
图形折叠类问题,它主要考查学生的动手操作与空间想象能力,综合考查了学生的分析问题、解决问题的能力,培养学生的创新精神和实践能力的特点,已成为中考的一个热点。图形的折叠实际上就是对称变换,或者说是翻折,主要是通过折叠图形,构造的图形的轴对称性来解决问题。这类问题大都与圆、全等三角形、相似三角形、勾股定理、轴对称、矩形的判定等联系在一起,内容丰富,解法灵活,具有开放性,这类问题以折痕这载体,变化多端,内容丰富、解题灵活等特点。
【折叠类问题的解题方法】
解决这一类问题,需考虑折叠前后哪些量相同,哪条线折叠到什么位置、哪个角折叠到哪里;变形的过程中,哪些量变化了。此类折叠问题常常与圆的切线、三角形的外接圆、全等三角形、相似三角形、勾股定理、轴对称、矩形的判定等联系在一起。在解答这类问题时,一般先作出折叠前后的图形形状及位置,然后再利用轴对称性质和其他相关知识进行解题。关键是弄清'折痕'的特点,认识到折痕两边的部分是全等的。由于折叠前后折叠部分图形的形状、大小不变,因此利用轴对称性,可以转化相等的线段,相等的角等关系。折叠前后的两个图形是关于折痕轴对称的全等形,有对应角、对应边及直角三角形出现,结合勾股定理以及方程思想来解决。
【折叠类题型的分类】
折叠主要以手工操作为主,通常是将某个图形沿着某条直线折叠,得到新的图形,由于这类题目具有相同的特点,只不过按所要求的结果不一样,根据结论的要求,一般有这几类:(1)平面展开图与折叠,有正方体,长方体、圆柱、圆锥及三棱柱的展开图,也可将一个平面图形折叠成以上的几种立体图形。(2)平面图形的对折,即沿某一条直线对折出的复杂题型,多以求角度,求线段的长度,面积,点的坐标,函数解析式,判断几何图形的形状等为主。(3)拼接,将一个平面图形进行剪裁,重新拚凑成一个新的图形,再进行相关的计算。
【例1】如图所示的矩形包书纸中,虚线是折痕,阴影是裁剪掉的部分,四个角均为大小相同的正方形,正方形的边长为折叠进去的宽度.
(1)设课本的长为a cm,宽为
b cm,厚为
c
cm,如果按如图所示的包书方式,将封面和封底各折进去3cm,用含
a,
b,
c的代数式,分别表示满足要求的矩形包书纸的长与宽;
(2)现有一本长为19cm,宽为16cm,厚为6cm的字典,你能用一张长为43cm,宽为26cm的矩形纸,按图所示的方法包好这本字典,并使折叠进去的宽度不小于3cm吗?请说明理由.
解:(1)矩形包书纸的长为:(2
b+
c+6)cm,矩形包书纸的宽为(
a+6)cm.
(2)设折叠进去的宽度为
xcm,分两种情况:
①当字典的长与矩形纸的宽方向一致时,根据题意,得
2.5.
所以不能包好这本字典.
②当字典的长与矩形纸的长方向一致时,同理
可得,≤-6. 所以不能包好这本字典.
综上所述,所给矩形纸不能包好这本字典.
【
例2】(2010达州中考)如图,将一矩形纸片ABCD折叠,使点C与点A重合,点D落在点E处,折痕为MN,图中有全等三角形吗?若有,请找出并证明.
解:有,△ABN≌△AEM.
证明:∵四边形ABCD是矩形,
∴AB=DC,∠B=∠C=∠DAB=90°
∵四边形NCDM翻折得到四边形NAEM,
∴AE=CD,∠E=∠D=90°,∠EAN=∠C=90°
∴AB=AE,∠B=∠E,
∠DAB=∠EAN,即:∠BAN+∠NAM=∠EAM+∠NAM,
∴∠BAN=∠EAM.
在△ABN与△AEM中,
∴△ABN≌△AEM.
【
例3】如图1,小明将一张矩形纸片沿对角线剪开,得到两张三角形纸片(如图2),量得他们的斜边长为10cm,较小锐角为30°,再将这两张三角纸片摆成如图3的形状,但点
B、
C、
F、
D在同一条直线上,且点
C与点
F重合(在图3至图6中统一用
F表示)
小明在对这两张三角形纸片进行如下操作时遇到了三个问题,请你帮助解决.(1)将图3中的△
ABF沿
BD向右平移到图4的位置,使点
B与点
F
重合,请你求出平移的距离;
(2)将图3中的△
ABF绕点
F顺时针方向旋转30°到图5的位置,
A1
F交
DE于点
G,请你求出线段
FG的长度;
(3)将图3中的△
ABF沿直线
AF翻折到图6的位置,
AB1交
DE于点
H,请证明:
AH﹦
DH
解:(1)图形平移的距离就是线段
BC的长,
又∵在Rt△
ABC中,斜边长为10cm,∠
BAC=300,∴
BC=5cm,
∴平移的距离为5cm。
【
例4】在我们学习过的数学教科书中,有一个数学活动,其具体操作过程是:
第一步:对折矩形纸片
ABCD,使
AD与
BC重合,得到折痕
EF,把纸片展开(如图1);第二步:再一次折叠纸片,使点
A落在
EF上,并使折痕经过点
B,得到折痕
BM,同时得到线段
BN(如图2).
请解答以下问题:
(1)如图2,若延长
MN交
BC于
P,△
BMP是什么三角形?请证明你的结论.
(2)在图2中,若
AB=a,
BC=b,
a、
b满足什么关系,才能在矩形纸片
ABCD上剪出符合(1)中结论的三角形纸片
BMP
?
(3)设矩形
ABCD的边
AB=2,
BC=4,并建立如图3所示的直角坐标系.
设直线BM/为y=kx,当∠M/BC=60°时,求
k的值.此时,将△
ABM′沿
BM′折叠,点
A是否落在
EF上(
E、F分别为
AB、CD中点)?为什么?
证明:(1)△
BMP是等边三角形.
连结
AN,
∵
EF垂直平分
AB
∴
AN =
BN.由折叠知 :
AB =
BN
∴
AN =
AB =
BN
∴△
ABN为等边三角形
∴∠
ABN =60°
∴∠
PBN =30°
又∵∠
ABM =∠
NBM =30°,∠
BNM =∠
A =90°
∴∠
BPN =60°,∠
MBP =∠
MBN
+∠
PBN =60°∴∠
BMP =60°
∴∠
MBP =∠
BMP =∠
BPM =60°∴△
BMP为等边三角形
.
【
例5】(南京O6中考)已知矩形纸片ABCD,AB=2,AD=1,将纸片折叠,使顶点A与边CD上的点E重合.(1)如果折痕FG分别与AD、AB交与点F、G(如图1),,求DE的长;(2)如果折痕FG分别与CD、AB交与点F、G(如图2),△AED的外接圆与直线BC相切,求折痕FG的长.
解:⑴在矩形ABCD中,AB=2,AD=1AF= ,
∠D=90
0.
根据轴对称的性质得:EF=AF= ,
∵DF=AD-AF= ,在RT△DEF中
DE= 。
⑵设AE与FG的交点为O,根据轴对称的性质,得AO=EO,取AD的中点M,连接MO,则MO= DE, MO∥DC,设DE=x,则MO=
x,在矩形ABCD中,∠C=∠D=
,∴AE为的外接圆的直径,O为圆心,延长MO交BC于点N,则ON∥CD,∴∠CNM=180
0-∠C=
,∴ON⊥BC,四边形MNCD是矩形,∴MN=CD=AB=2,∴ON=MN-MO=2- x,∵
的外接圆与BC相切,∴ON是的外接圆的半径。∴OE=ON=2-
x,AE=2ON=4-x,在在RT△AED中,AD
2+DE
2=AE
2,∴1
2+x
2
=(4-x)
2,解这个方程,得x= ,∴DE= , OE=2- x= ,
根据轴对称的性质,得AE⊥FG,∴∠FOE=∠D= ,又∵∠FEO=∠AED,∴△FEO∽△AED, ∴ ,∴ ,可得FO=
,又∵AB∥CD,∴∠EFO=∠AGO,∠FEO=∠GAO,∴△FEO≌△GAO, ∴FO=GO, ∴FG=2FO= ,折痕的长是
.
【
例6】(上海04年中考)如下图,等腰梯形ABCD中,AD∥BC ,
.翻折梯形ABCD,使点B重合与点D,折痕分别交边AB、BC于点F、E.若AD=2,BC=8,
求:(1)BE的长;(2) 的正切值.
解:1)由题意得
在 中,
在等腰梯形ABCD中,AD = 2,BC = 8,易得
(2)由(1)得, ,
在 中, .
【
例7】
如图,若把边长为1的正方形ABCD的四个角(阴影部分)剪掉,得一四边形A
1B
1C
1D
1.试问怎样剪,才能使剩下的图形仍为正方形,且剩下图形的面积为原正方形面积的,请说明理由(写出证明及计算过程).
解:当AA
1=BB
1=CC
1=DD
1=
或 时,
四边形A
1B
1C
1D
1为正方形,且S=
.
在正方形ABCD中,AB=BC=CD=DA=1,∠A=∠B=∠C=∠D=90°.
∵AA
1=BB
1=CC
1=DD
1,∴A
1B=B
1C=C
1D=D
1A.
∴△D
1AA
1≌△A
1BB
1≌△B
1CC
1≌△C
1DD
1.∴D
1A
1=A
1B
1=B
1C
1=C
1D
1,
∴∠AD
1A
1=∠BA
1B
1=∠CB
1C
1=∠DC
1D
1.∴∠AA
1D+∠BA
1B
1=90°,
即∠D
1A
1B
1=90°.,∴四边形A
1B
1C
1D
1为正方形.
设AA
1=x,则AD
1=1-x.
∵正方形A
1B
1C
1D
1的面积=
,∴S
△AA1D1= ,x(1-x)= ,
整理得9x
2-9x+2=0.解得x
1= ,x
2= .
当AA
1= 时,AD
1= ;
当AA
1= 时,AD
1=
.
【
例8】用剪刀将形状如图1所示的矩形纸片ABCD沿着直线CM剪成两部分,其
中M为AD的中点.用这两部分纸片可以拼成一些新图形,例如图2中的Rt△BCE
就是拼成的一个图形.
(1)用这两部分纸片除了可以拼成图2中的Rt△BCE外,还可以拼成一些四边形.请你试一试,把拼好的四边形分别画在图3、图4的虚框内.
(2)若利用这两部分纸片拼成的Rt△BCE是等腰直角三角形,设原矩形纸片中的边AB和BC的长分别为a厘米、b厘米,且a、b恰好是关于x的方程的两个实数根,试求出原矩形纸片的面积.
解:(1)如图
(2)由题可知AB=CD=AE,又BC=BE=AB+AE
∴BC=2AB, 即
由题意知 是方程 的两根
∴
消去a,得
解得 或
经检验:由于当 , ,知 不符合题意,舍去.
符合题意.
∴
答:原矩形纸片的面积为8cm
2.。
【例9】电脑CPU蕊片由一种叫“单晶硅”的材料制成,未切割前的单晶硅材料是一种薄型圆片,叫“晶圆片”。现为了生产某种CPU蕊片,需要长、宽都是1cm
的正方形小硅片若干。如果晶圆片的直径为10
.05cm。问一张这种晶圆片能否切割出所需尺寸的小硅片66张?请说明你的方法和理由。(不计切割损耗)
解:可以切割出66个小正方形。
方法一:
(1)我们把10个小正方形排成一排,看成一个长条形的矩形,这个矩形刚好能放入直径为10
.05cm
的圆内,如图中矩形ABCD。
∵AB=1
BC=10,∴对角线
=100+1=101<
(2)我们在矩形ABCD的上方和下方可以分别放入9个小正方形。
∵新加入的两排小正方形连同ABCD的一部分可看成矩形EFGH,矩形EFGH的长为9,高为3,对角线
<。但是新加入的这两排小正方形不能是每排10个,因为:
>
(3)同理: <
>
∴可以在矩形EFGH的上面和下面分别再排下8个小正方形,那么现在小正方形已有了5层。
(4)再在原来的基础上,上下再加一层,共7层,新矩形的高可以看成是7,那么新加入的这两排,每排都可以是7个但不能是8个。
∵ <
>
(5)在7层的基础上,上下再加入一层,新矩形的高可以看成是9,这两层,每排可以是4个但不能是5个。
∵ <
>
现在总共排了9层,高度达到了9,上下各剩下约0
.5cm
的空间,因为矩形ABCD的位置不能调整,故再也放不下一个小正方形了。
∴10+2×9+2×8+2×7+2×4=66(个)
方法二:
学生也可能按下面的方法排列,只要说理清楚,评分标准参考方法一。
可以按9个正方形排成一排,叠4层,先放入圆内,然后:
(1)上下再加一层,每层8个,现在共有6层。
(2)在前面的基础上,上下各加6个,现在共有8层。
(3)最后上下还可加一层,但每层只能是一个,共10层。
这样共有:4×9+2×8+2×6+2×1=66(个)
【
闯关冲刺训练题】
1、(2010广西钦州中考).如图是一张直角三角形的纸片,两直角边
AC=6 cm、
BC=8
cm,现将△
ABC折叠,使点
B与点
A重合,折痕为
DE,则
BE的长为
(A)4 cm
(B)5 cm
(C)6
cm
(D)10 cm
2、(贵阳06中考)年图1是正方体的一个平面展开图,如果折叠成原来的正方体时与边 重合的是(
)(A)
(B)
(C)
(D)
3、把一张长方形的纸片按如图所示的方式折叠,
EM、
FM为折痕,折叠后的
C点落在
B′
M或
B′
M的延长线上,那么∠
EMF的度数是(
)
A.85°
B.90°
C. 95°
D.100°
4、如图,把一个长方形纸片沿EF折叠后,点D、C分别落在D′、C′的位置,若∠EFB=65°,则∠AED′等于()
A.50°
B.55° C.60°
D.65°
5、将一张长方形纸片按如图所示的方式折叠,BC、BD为折痕,则∠CBD的度数为(
)
A.60
0
B.75
0
C.90
0
D.95
0
6、如图,已知边长为5的等边三角形ABC纸片,点E在AC边上,点F在AB边上,沿着EF折叠,使点A落在BC边上的点D的位置,且,则CE的长是(
)
(A)
(B)
(C)
(D)
7、(07贵阳中考)如图所示,将长为20cm,宽为2cm的长方形白纸条,折成图3-2所示的图形并在其一面着色,则着色部分的面积为(
)
8、
【9】在下列图形中,沿着虚线将长方形剪成两部分,那么由这两部分既能拼成平行四边形又能拼成三角形和梯形的是(
)
A.
B.
C.
D.
9、(浙江绍兴04中考)如图,一张长方形纸沿AB对折,以AB中点O为顶点将平角五等分,并沿五等分的折线折叠,再沿CD剪开,使展开后为正五角星(正五边形对角线所构成的图形).则∠OCD等于( )
A、108°
B、144°
C、126°
D、129°