矩形與動態問題(1)——中考備考系列[尖子生之路]
矩形與動態問題(1)
——中考備考系列
【試題1】如圖,E、F、G、H分別爲矩形ABCD的邊AB、BC、CD、DA的中點,連接AC、HE、EC、GA、GF,已知AG⊥GF,AC=√6,則AB的長爲________.
【圖文解析】
由AG⊥GF,不難想到如下常見思路(設矩形的兩鄰邊長爲2a和2b)和常用輔助線(“一線三等(直)角):
則由∠1=∠2,可得tan∠1=tan∠2,所以2a:b=b:a,可得b2=2a2,所以b=√2×a(負值捨去).
又從AC=√6,根據勾股定理,可得:
因此有:(2a)2+(2√2a)2=(√6)2,
整理,得:12a2=6,2a2=1,
解得:√2a=1(負值捨去),.
所以AB=2b=2√2a=2.
【反思】常見的解題思路,常見的輔助線的熟練掌握是解題的關鍵,同時在含有直角的圖形背景中,儘量用三角函數的定義來求解,書寫更方便.
【拓展延伸】如圖,E、F、G、H分別爲矩形ABCD的邊AB、BC、CD、DA的中點,連接AC、HE、EC、GA、GF,已知∠AGF=600,AB=4,求四邊形EFGH的面積.
提示:構造“一線三等角”的基本圖形.可求得: BC=√3+√11,….
【試題2】如圖,將面積爲32√2的矩形ABCD沿對角線BD摺疊,點A的對應點爲點P,連接AP交BC於點E.若BE=√2,則AP的長爲____.
【圖文解析】
設AB=a,由矩形ABCD的面積爲32√2,可得AD=32√2/a.由摺疊△ABD可得AP=2AF,同時又有:(如下圖示)
同時不難得到:∠1=∠2.
分別在直角△ABD和直角△ABE中,有tan∠1=BE/AB=AB/AD=tan∠2,得到AB2=AD×BE,即a2=√2×32√2/a=64/a,得到a3=64,所以AB=a=4,進一步得AD=32√2/a=8√2.
如下圖示,在直角△ABD中,由勾股定理得AB=12,又由於AF⊥BD於F,由三角形面積公式不難求出AF的長.
由S△ABD=0.5AD×AB=0.5BD×AF,得AF=AD×AB/BD=…=8√2/3,得到AP=16√2/3.
【拓展延伸】
如圖,將面積爲32√2的矩形ABCD沿對角線BD摺疊,點A的對應點爲點P,連接AP交BC於點E.若BE=√2,若PD與BC相交於G,則CG的長爲____.
答案:CG=7√2/2.
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【試題3】對給定的一張矩形紙片ABCD進行如下操作:先沿CE摺疊,使點B落在CD邊上(如圖①),再沿CH摺疊,這時發現點E恰好與點D重合(如圖②).
(1)根據以上操作和發現,求CD/AD的值;
(2)將該矩形紙片展開.
①如圖③,摺疊該矩形紙片,使點C與點H重合,摺痕與AB相交於點P,再將該矩形紙片展開.求證:∠HPC=90°.
②不借助工具,利用圖④探索一種新的摺疊方法,找出與圖③中位置相同的點,要求只有一條摺痕,且點P在摺痕上.請簡要說明摺疊方法.(不需說明理由)
【題幹精析】
【圖文精解】
(3)由(2)的分析可知,AP=BE=BC=AD,則有以下兩種方法:
①如下圖,將矩形ABCD沿過點C的直線摺疊,使點B的對應點B′落在CE上,則摺痕與AB的交點即爲點P;
②如下圖示,將矩形ABCD沿過點D的直線摺疊,使點A的對應點A′落在DC上,則摺痕與AB的交點即爲點P.
【方法精點】
1.由圖形的摺疊可以得到相等的線段與相等的角,摺疊前後的對應點的連線與摺痕所在直線是垂直平分關係.
2.∠HPC=90°的證明,是先計算出與∠HPC相關的三角形的三邊,再利用勾股定理的逆定理進行證明.
【拓展精深】
如圖,在Rt△ABC的紙片中,∠C=90°,AC=6,BC=8,點D在邊BC上.以AD爲摺痕將△ABD摺疊到△AB’D,AB’與邊AC交於點E.若△DEB’爲直角三角形,則BD的長是多少?
【答案或提示】BD=5或BD=2.
【試題4】如圖,在矩形ABCD中,AB=3,CB=2,點E爲線段AB上的動點,將△CBE沿CE摺疊,使點B落在矩形內點F處,下列結論正確的是 (寫出所有正確結論的序號)
①當E爲線段AB中點時,AF∥CE;
②當E爲線段AB中點時,AF=9/5;
③當A、F、C三點共線時,AE=(13-2√13)/3 ;
④當A、F、C三點共線時,△CEF≌△AEF,
【圖文解析】
(1)當E爲線段AB中點時,如下圖示:
根據三角形中位線定理,得AF∥CE.本結論正確.
(2)由(1)可進一步得到:AF=2EG.
而EG可在最基本的圖形——子母直角三角形中易求得,如下圖示:
由勾股定理,可得CE=…=2.5.
分別在Rt△EBC和Rt△BEG中,由三角函數的定義有:cos∠1=EG/BE=BE/CE=1.5/2.5=3/5,所以EG=BE×cos∠1=1.5×3/5=0.9.
可得到AF=2EG=1.8=9/5.因此本選項正確.
(4)當A、F、C三點共線時,由(3)知:AF≠CF,AE≠CE,所以△CEF與△AEF不全等,故④錯誤.
【拓展延伸】本題條件不改變的情況下.當AE爲何值時,D、F、E三點在同一直線上?
答案:AE=√5.