有些同學們在學習有關翻折、旋轉的幾何題時常常無從著手,究其原因是沒有把它轉換成對稱的問題,或沒有抓住位置變換中的不變量。通過對稱變換,對線段進行轉化,可以把已知條件相對集中到新的圖形中,這為應用定理或性質創(chuàng)造了條件,大大提高解題效率,現(xiàn)就此技巧舉例說明。
例1 如圖1,正方形ABCD中,M、N是AD、BC的中點,S正方形ABCD=1,沿BP折疊使C恰好落在MN上一點C′上。
(1)求MC′的長度。
(2)求證:以C′P為邊的正方形的面積為。
解析 (1)S正方形ABCD=1,正方形邊長為1,△BCP與△BC′P關于直線BP對稱。
∵BC′=BC=1 ∴C′N===,
∴MC′=MN-C′N=1-。
(2)由(1)知△BCC′為等邊三角形,由軸對稱性質知CC′垂直BP,PC=PC′,∠PBC=30°,
∴ PC′=BCtg30°=,
∴以PC′為邊的正方形面積為PC′2 =2=。
例2 如圖2,在長方形ABCD中,AB=12,BC=16,沿EF折疊使A與C重合,求EF的長度。
解析 該題關鍵詞句為“使A、C重合”,據對稱性質,EF垂直平分AC,這個題目可理解為:“作長方形ABCD的對角線AC的中垂線交AD、BC于E、F,求EF的長?!庇深}意知:A、C關于EF軸對稱, ∴ EF垂直平分AC。如作EM⊥BC于M, 則有∠EFM=90°-∠ACB=∠BAC,
∴ Rt△EFM~Rt△CAB,
∴ =。
又AC==20, EM=AB=12 , ∴ =,得EF=15。
例3 如圖3,A、B是兩個蓄水池,都在河流l的同旁,為了方便灌溉農作物,要在河邊建一個抽水站,將河水送到A、B兩池。問該站建在河邊哪一點,可使所修的渠道最短?你能說明為什么嗎?
解析(1)畫點A關于直線l的對稱點A′。(2)連結A′B交l于點C。則抽水站建在點C處,可使所修的渠道最短。理由如下:
在直線l上另取一點C′,連結AC、AC′、A′C ′、C′B。根據軸對稱的性質,可知AC=A′C,AC′=A′C′。所以AC+CB=