Z老師說:臨近中考,同學(xué)們希望能對(duì)中考的一些熱點(diǎn)問題有更多的了解,以提高自己的應(yīng)對(duì)能力.為此,今天我們對(duì)“折疊問題”進(jìn)行剖析.折疊問題是現(xiàn)實(shí)生活中一個(gè)常見的問題,很多中考試卷涉及折疊問題,其中為壓臺(tái)題的就不少.
折疊作為一個(gè)過程,有折前與折后的區(qū)分,被折疊的平面圖形折前與折后是兩個(gè)全等的圖形,提供了關(guān)于邊、角的各種等量關(guān)系,這是解決折疊問題的第一注意點(diǎn);其次要注意到這兩個(gè)全等的圖形以折痕為對(duì)稱軸組成軸對(duì)稱圖形;另外要充分利用已知圖形的各種隱含條件.
例1如圖1,ABCD是矩形紙片,翻折∠B、∠D,使BC、AD恰好落在AC上.設(shè)F、H分別是B、D落在AC上的兩點(diǎn),E、G分別是折痕CE、AG與AB、CD的交點(diǎn).
(1)求證:四邊形AECG是平行四邊形;
(2)若AB=4cm,BC=3cm,求線段EF的長(zhǎng).
(2007年吉林省中考試題)
小清說:要證明四邊形AECG是平行四邊形,由于已知圖形ABCD是矩形,有CG∥AE,只要證明AG∥CE.為此轉(zhuǎn)為證∠CAG=∠ACE.由于圖形折疊,得△CBE≌△CFE,有∠BCE=∠ACE.同理∠DAG=∠CAG.而∠ACE=∠ACB,∠CAG=∠DAC.由AD∥BC,有∠ACB=∠DAC,于是∠CAG=∠ACE,命題得證.
由于△BCE≌△FCE,有CF=BC=3.∠CFE=∠CBE=90°,BE=FE.設(shè)EF=x,則BE=x,AE=4-x.注意到ABCD是矩形,由BC=3,AB=4,得AC=5,導(dǎo)出AF=5-3=2.在Rt△AEF中,AE2=EF 2+AF 2,于是(4-x)2=x2+22,得x=(cm).
與傳統(tǒng)的幾何題相比,證明結(jié)論所需的已知條件,題中并未明確列出,而是需要在解題的過程中自己去挖掘,這就涉及到對(duì)隱含條件的取舍問題.我認(rèn)為,從要證明的結(jié)論著手,逐步去探求它成立所需要的條件,這是有效的方法.
Z老師說:小清的分析很好,體會(huì)也很實(shí)在.過去我們?cè)诮忸}時(shí)強(qiáng)調(diào)八個(gè)字:由因?qū)Ч?,?zhí)果索因.在折疊問題解決中,執(zhí)果索因成為解題的一條主途徑.切忌將折疊中所隱含的各種等量關(guān)系一一列舉,而使解題無從下手.
例2如圖2所示,把一個(gè)正方形對(duì)折兩次后沿虛線剪下,展開后所得的圖形是( ).
(2007年鹽城市中考試題)
S同學(xué)說:開始我想剪去一角,估計(jì)是D.后來我用紙折疊后,撕去一角,展開,發(fā)現(xiàn)應(yīng)是B.
K同學(xué)說:我是采用逆向還原,將右折對(duì)應(yīng)于左翻,將上折對(duì)應(yīng)于下翻,選B.
Z老師說:S同學(xué)的現(xiàn)場(chǎng)操作,在考試時(shí)也是允許的.K同學(xué)逆向還原,這種逆推法,我們還在哪里見過?
W同學(xué)說:在二次函數(shù)的圖象中曾遇到.例如,由二次函數(shù)y=2(x-3)2-1的圖象通過平移作出y=2x2的圖象.
Z老師說:利用y=2x2得出y=2(x-3)2-1的圖象,這是大家熟悉的,再逆向還原,問題就可順利解決.請(qǐng)你試一試.
例3已知矩形紙片ABCD,AB=2,AD=1,將紙片折疊,使頂點(diǎn)A與邊CD上的點(diǎn)E重合.
(1)如果折痕FG分別與AD、AB交于點(diǎn)F、G(如圖3),AF=,求DE的長(zhǎng);
(2)如果折痕FG分別與CD、AB交于點(diǎn)F、G(如圖4),△AED的外接圓與直線BC相切,求折痕FG的長(zhǎng).
(2006年南京市中考試題)
H同學(xué)說:第一小題很容易解決,由折疊知EF=AF=,又DF=AD-AF=.在Rt△DEF中,由勾股定理,求得DE
==.第二小題的解題途徑還未找到.
Z老師說:這是南京市中考試卷的最后一題,當(dāng)然有一定的難度.作為綜合題,它涉及到Rt△ADE的外接圓和切線,對(duì)此,你聯(lián)想起什么?
W同學(xué)說:確定圓心和切點(diǎn)至關(guān)重要.直角三角形外接圓圓心是斜邊的中點(diǎn),記AE的中點(diǎn)為O,O是折痕FG與AE的交點(diǎn).⊙O的半徑r=OE=AE.過O作MN∥AB,交AD于M,交BC于N,則M是AD的中點(diǎn),ON⊥BC.由于BC與⊙O相切,所以O(shè)N=OE=r,則OM=2-r.易證O是折痕FG的中點(diǎn),即OF
=OG.在Rt△AOM中,r2=(2-r)2+,求得r=.在
Rt△ADE中,DE===.由于FO
=OE·tanα=r·=×=,所以FG=2FO=.當(dāng)然也可由△FOE
∽△ADE導(dǎo)出,但我覺得利用三角函數(shù),解法簡(jiǎn)明.
注:本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文