229.20初中数学折叠问题.doc
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1、 初中数学中的折叠问题初中数学中的折叠问题 折叠问题(对称问题)是近几年来中考出现频率较高的一类题型,学生往往由于对折叠的实 质理解不够透彻, 导致对这类中档问题失分严重。 本文试图通过对在初中数学中经常涉及到 的几种折叠的典型问题的剖析, 从中抽象出基本图形的基本规律, 找到解决这类问题的常规 方法。其实对于折叠问题,我们要明白: 1、折叠问题(翻折变换)实质上就是轴对称变换 2、折叠是一种对称变换,它属于轴对称对称轴是对应点的连线的垂直平分线,折叠前后 图形的形状和大小不变,位置变化,对应边和对应角相等 3、对于折叠较为复杂的问题可以实际操作图形的折叠,在画图时,画出折叠前后的图形, 这样
2、便于找到图形之间的数量关系和位置关系 4、在矩形(纸片)折叠问题中,重合部分一般会是一个以折痕为底边的等腰三角形 5、利用折叠所得到的直角和相等的边或角,设要求的线段长为 x,然后根据轴对称的性质 用含 x 的代数式表示其他线段的长度, 选择适当的直角三角形, 运用勾股定理列出方程求解 一、矩形中的折叠一、矩形中的折叠 1将一张长方形纸片按如图的方式折叠,其中 BC,BD 为折痕,折叠后 BG 和 BH 在同一条直 线上,CBD= 度 BC、BD 是折痕,所以有ABC = GBC,EBD = HBD 则CBD = 90 折叠前后的对应角相等 2如图所示,一张矩形纸片沿 BC 折叠,顶点 A 落
3、在点 A处,再过点 A折叠使折痕 DE BC,若 AB=4,AC=3,则ADE 的面积是 沿 BC 折叠,顶点落在点 A处,根据对称的性质得到 BC 垂直平分 AA,即 AF = 1 2 AA, 又 DEBC, 得到ABC ADE, 再根据相似三角形的面积比等于相似比的平方即可求 出三角形 ADE 的面积 = 24 对称轴垂直平分对应点的连线 2 3如图,矩形纸片 ABCD 中,AB=4,AD=3,折叠纸片使 AD 边与对角线 BD 重合,得折 痕 DG,求 AG 的长 由勾股定理可得 BD = 5,由对称的性质得ADG ADG,由 AD = AD = 3,AG = AG,则 AB = 5 3
4、 = 2, 在 RtABG 中根据勾股定理,列方程可以求出 AG 的值 根据对称的性质得到相等的对应边和对应角, 再在直角三角形中根据勾股定理列方程求解即 可 4把矩形纸片 ABCD 沿 BE 折叠,使得 BA 边与 BC 重合,然后再沿着 BF 折叠,使得折痕 BE也与BC边重合, 展开后如图所示, 则DFB等于 ( ) 根据对称的性质得到ABE=CBE,EBF=CBF,据 此即可求出FBC 的度数,又知道C=90,根据三角形 外角的定义即可求出DFB = 112.5 注意折叠前后角的对应关系 5如图,沿矩形 ABCD 的对角线 BD 折叠,点 C 落在点 E 的位置,已知 BC=8cm,A
5、B=6cm,求 折叠后重合部分的面积 点 C 与点 E 关于直线 BD 对称,1 = 2 ADBC,1 = 3 2 = 3 FB = FD 设 FD = x,则 FB = x,FA = 8 x 在 RtBAF 中,BA2 + AF2 = BF2 62 + (8 - x)2 = x2 解得 x = 25 4 所以,阴影部分的面积 SFBD = 1 2 FDAB = 1 2 25 4 6 = 75 4 cm 2 重合部分是以折痕为底边的等腰三角形 6将一张矩形纸条 ABCD 按如图所示折叠,若折叠角FEC=64,则1= 度;EFG 的形状 三角形 四边形 CDFE 与四边形 CDFE 关于直线 E
6、F 对称 2 = 3 = 64 4 = 180 - 2 64 = 52 ADBC 3 2 1 F E D C B A 5 4 1 3 2 G D F C D BC A E G A C AB D 3 1 = 4 = 52 2 = 5 又2 = 3 3 = 5 GE = GF EFG 是等腰三角形 对折前后图形的位置变化,但形状、大小不变,注意一般情况下要画出对折前后的图形,便 于寻找对折前后图形之间的关系,注意以折痕为底边的等腰GEF 7如图,将矩形纸片 ABCD 按如下的顺序进行折叠:对折,展平,得折痕 EF(如图) ; 延 CG 折叠,使点 B 落在 EF 上的点 B处, (如图) ;展平,
7、得折痕 GC(如图) ;沿 GH 折叠,使点 C 落在 DH 上的点 C处, (如图) ;沿 GC折叠(如图) ;展平,得折 痕 GC,GH(如图 ) (1)求图 中BCB的大小; (2)图中的GCC是正三角形吗?请说明理由 (1)由对称的性质可知:BC=BC,然后在 RtBFC 中,求得 cosBCF= 1 2 ,利用特 殊角的三角函数值的知识即可求得BCB= 60; (2)首先根据题意得:GC 平分BCB,即可求得GCC= 60,然后由对称的性质知: GH 是线段 CC的对称轴,可得 GC= GC,即可得GCC是正三角形 理清在每一个折叠过程中的变与不变 8如图,正方形纸片 ABCD 的边
8、长为 8,将其沿 EF 折叠,则图中四个三角形的周 长之和为 四边形 BCFE 与四边形 BCFE 关于直线 EF 对称,则 这四个三角形的周长之和等于正方形 ABCD 的周长 折叠前后对应边相等 4 9如图,将边长为 4 的正方形 ABCD 沿着折痕 EF 折叠,使 点 B 落在边 AD 的中点 G 处,求四边形 BCFE 的面积 设 AE = x,则 BE = GE = 4 - x, 在 RtAEG 中,根据勾股定理 有:AE2 + AG2 = GE2 即:x2 + 4 = (4 - x)2 解得 x = 1.5,BE = EG = 4 1.5 = 2.5 1 + 2 = 90,2 + 3
9、 = 90 1 = 3 又A = D = 90 AEG DGP AE DG = EG GP ,则 1.5 2 = 2.5 GP ,解得 GP = 10 3 PH = GH GP = 4 - 10 3 = 2 3 3 = 4,tan3 = tan1 = 3 4 tan4 = 3 4 , FH PH = 3 4 ,FH = 3 4 PH = 3 4 2 3 = 1 2 CF = FH = 1 2 S梯形BCFE = 1 2 ( 1 2 + 5 2 )4 = 6 注意折叠过程中的变与不变,图形的形状和大小不变,对应边与对应角相等 10如图,将一个边长为 1 的正方形纸片 ABCD 折叠,使点 B 落
10、在边 AD 上 不与 A、D 重合MN 为折痕,折叠后 BC与 DN 交于 P (1)连接 BB,那么 BB与 MN 的长度相等吗?为什么? (2)设 BM=y,AB=x,求 y 与 x 的函数关系式; (3)猜想当 B 点落在什么位置上时,折叠起来的梯形 MNCB面 积最小?并验证你的猜想 (1)BB = MN 过点 N 作 NHBC 交 AB 于点 H) ,证ABB HNM (2)MB = MB = y,AM = 1 y,AB = x 在 RtABB中 BB = AB2 + AB2 = 1 + x2 因为点 B 与点 B关于 MN 对称,所以 BQ = BQ, 则 BQ = 1 2 1 +
11、 x2 由BMQBBA 得 BMBA = BQBB P C N BC AD M B Q P H C N BC AD M B 5 y = 1 2 1 + x2 1 + x2 = 1 2(1 + x 2) (3) 梯形 MNCB的面积与梯形 MNCB 的面积相等 由(1)可知,HM = AB = x, BH = BM HM = y x,则 CN = y - x 梯形 MNCB 的面积为: 1 2 (y x + y) 1 = 1 2 (2y - x) = 1 2 (2 1 2(1 + x 2) x) = 1 2 (x - 1 2 ) 2 + 3 8 当 x = 1 2 时,即 B 点落在 AD 的中
12、点时,梯形 MNCB的面积有最小值,且最小值是 3 8 二、纸片中的折叠二、纸片中的折叠 11如图,有一条直的宽纸带,按图折叠,则的度数等于( ) = 1,2 = 1 = 2 2+ABE=180, 即 2+30=180, 解得=75 题考查的是平行线的性质,同位角相等,及对称的性质,折叠的角与其对应角相等,和平角 为 180 度的性质,注意EAB 是以折痕 AB 为底的等腰三角形 12如图,将一宽为 2cm 的纸条,沿 BC,使CAB=45,则后重合部分的面积为 作 CDAB, CEAB,1=2, 根据翻折不变性,1=BCA, 故2=BCA AB=AC 又CAB=45, 在 RtADC 中,A
13、C = 2 2 ,AB = 2 2 S 1 2 ABCD = 2 2 a 2 1 30 B EF A C D 6 在折叠问题中,一般要注意折叠前后图形之间的联系,将图形补充完整,对于矩形(纸片) 折叠,折叠后会形成“平行线+角平分线”的基本结构,即重叠部分是一个以折痕为底边的 等腰三角形 ABC 13将宽 2cm 的长方形纸条成如图所示的形状,那么折痕 PQ 的长是 如图,作 QHPA,垂足为 H,则 QH=2cm, 由平行线的性质,得DPA=PAQ=60 由折叠的性质,得DPA =PAQ, APQ=60, 又PAQ=APQ=60, APQ 为等边三角形, 在 RtPQH 中,sinHPQ =
14、 HQ PQ 3 2 = 2 PQ ,则 PQ = 4 3 3 注意掌握折叠前后图形的对应关系 在矩形(纸片)折叠问题中,会出现“平行线+角平分线”的基本结构图形,即有以折痕为 底边的等腰三角形 APQ 14如图 a 是长方形纸带,DEF=20,将纸带沿 EF 折叠成图 b,再沿 BF 折叠成图 c, 则图 c 中的CFE 的度数是( ) 图c 图b 图a C D GF E A C G D F EA F D BC AE BB ADBC, DEF=EFB=20, 在图 b 中,GE = GF,GFC=180-2EFG=140, 在图 c 中CFE=GFC-EFG=120, 本题考查图形的翻折变换
15、,解题过程中应注意折叠是一种对称变换,它属于轴对称,根据轴 对称的性质,折叠前后图形的形状和大小不变 由题意知DEF=EFB=20图 bGFC=140,图 c 中的CFE=GFC-EFG 7 15将一张长为 70 cm 的长方形纸片 ABCD,沿对称轴 EF 折叠成如图的形状,若折叠后, AB 与 CD 间的距离为 60cm,则原纸片的宽 AB 是( ) 设 AB=xcm 右图中,AF = CE = 35,EF = x 根据轴对称图形的性质,得 AE=CF=35-x(cm) 则有 2(35-x)+x=60, x=10 16一根 30cm、宽 3cm 的长方形纸条,将其按照图示的过程折叠(阴影部
16、分表示纸条的反 面) ,为了美观,希望折叠完成后纸条两端超出点 P 的长度相等,则最初折叠时,求 MA 的 长 将折叠这条展开如图, 根据折叠的性质可知,两个梯形的上底等于纸条宽,即 3cm, 下底等于纸条宽的 2 倍,即 6cm, 两个三角形都为等腰直角三角形, 斜边为纸条宽的 2 倍,即 6cm, 故超出点 P 的长度为(30-15)2=7.5, AM=7.5+6=13.5 G E F D A E F D B C A B C 60cm 8 三、三角形中的折叠三、三角形中的折叠 17如图,把 RtABC(C=90),使 A,B 两点重合,得到折痕 ED,再沿 BE 折叠,C 点 恰好与 D
17、点重合,则 CE:AE= 18在ABC 中,已知 AB=2a,A=30,CD 是 AB 边的中线,若将ABC 沿 CD 对折起来, 折叠后两个小ACD 与BCD 重叠部分的面积恰好等于折叠前ABC 的面积的1 4 (1)当中线 CD 等于 a 时,重叠部分的面积等于 ; (2)有如下结论(不在“CD 等于 a”的限制条件下):AC 边的长可以等于 a;折叠前 的ABC 的面积可以等于 3 2 a 2 ;折叠后,以 A、B 为端点的线段 AB 与中线 CD 平行且相 等其中, 结论正确(把你认为正确结论的代号都填上,若认为都不正确填“无”) (1)CD = 1 2 AB ACB = 90 AB
18、= 2a,BC = a,AC = 3a SABC = 1 2 ACBC = 3 2 a 2 重叠部分的面积为:1 4 3 2 a 2 = 3 8 a 2 (2)若 AC = a,如右图 AD = a,2 = 180- 30 2 = 75 BDC = 180- 75= 105 BDC = 105 3 = 105- 75= 30 1 = 3 ACBD 四边形 ABDC 是平行四边形 重叠部分CDE 的面积等于的面积的1 4 若折叠前ABC 的面积等于 3 2 a 2 过点 C 作 CHAB 于点 H,则 1 2 ABCH = 3 2 a 2 B C D A B 2 3 1 E B C D B A
19、9 CH = 3 2 a 又 tan1 = CH AH AH = 3 2a BH = 1 2a 则 tanB = CH BH ,得B = 60 CBD 是等边三角形 2 = 4 3 = 4,ADCB2 又 CB2 = BC = BD = a,CB2 = AD 四边形 ADCB2是平行四边形 则重叠部分CDE 的面积是ABC 面积的1 4 (3)如右图,由对称的性质得,3 = 4,DA = DB3 1 = 2 又3 + 4 = 1 +2 4 = 1 AB3CD 注意“角平分线+等腰三角形”的基本构图,折叠前后图形之间的对比,找出相等的对应角 和对应边 19在ABC 中,已知A=80,C=30,现
20、把CDE 沿 DE 进行不同的折叠得C DE,对折叠后产生的夹角进行探究: (1)如图(1)把CDE 沿 DE 折叠在四边形 ADEB 内,则求1+2 的和; (2)如图(2)把CDE 沿 DE 折叠覆盖A,则求1+2 的和; (3)如图(3)把CDE 沿 DE 斜向上折叠,探求1、2、C 的关系 (1)根据折叠前后的图象全等可知,1=180-2CDE,2=180-2CED,再根据三 角形内角和定理比可求出答案; (2)连接 DG,将ADG+AGD 作为一个整体,根据三角形内角和定理来求; 3 2 4 1 E H B2 D A B C 3 4 1 2 B3 D A B C 10 (3)将2 看
21、作 180-2CED,1 看作 2CDE-180,再根据三角形内角和定理来求 解: (1)如图(1) 1+2=180- 2CDE +180- 2CED =360- 2(CDE+CED) =360-2(180- C) =2C =60; (2)如图(2) 连接 DG, 1+2=180- C-(ADG +AGD) =180-30-(180-80) =50; (3)如图(3) 2-1=180- 2CED -(2CDE - 180) =360- 2(CDE + CED) =360- 2(180- C) =2C 所以:2 - 1=2C 由于等腰三角形是轴对称图形,所以在折叠三角形 时常常会出现等腰三角形
22、20观察与发现: 将三角形纸片 ABC(ABAC)沿过点 A 的直线折叠,使得 AC 落在 AB 边上,折痕为 AD, 展开纸片 (如图) ; 在第一次折叠的基础上第二次折叠该三角形纸片, 使点 A 和点 D 重合, 折痕为 EF,展平纸片后得到AEF(如图) 小明认为AEF 是等腰三角形,你同意吗? 请说明理由 实践与运用: (1)将矩形纸片 ABCD 沿过点 B 的直线折叠, 使点 A 落在 BC 边上的点 F 处, 折痕为 BE (如 图) ;再沿过点 E 的直线折叠,使点 D 落在 BE 上的点 D处,折痕为 EG(如图) ;再展 平纸片(如图) 求图中的大小 2 1 图(1) C A
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