编者按

纵观近几年的河南省中考题,填空压轴题(第15题)均以折叠为背景出现。此类题目涉及知识点多,综合性强,大部分情况下还需分类讨论。同学们在本题上得分率较低,反思其原因,无法准确画出所需要的图形是导致错误的重要原因之一。本文尝试以几道河南省中考原题为例,探索如何准确画出所需图形,进而准确解题。
折叠的本质其实就是轴对称,所以要想正确理解题意首先要熟练掌握轴对称的性质。
轴对称的性质:
①轴对称的两个图形是全等图形;轴对称图形的两个部分也是全等图形。
②轴对称(轴对称图形)对应线段相等,对应角相等。
③如果两个图形成轴对称,那么对称轴是任何一对对应点所连线段的垂直平分线。
④轴对称图形的对称轴是任何一对对应点所连线段的垂直平分线。
⑤两个图形关于某条直线对称,如果它们的对应线段或延长线相交,交点一定在对称轴上。
例1、(河南2013.第15题)如图,矩形ABCD中,AB=3,BC=4.点E是BC边上一点,连接AE,将∠B沿AE折叠,使点B落在点B'处.当△CEB'是直角三角形时,BE的长是.
分析:审题可得,题中有两个动点,点E和点B'.而点B'的运动完全是由点E的运动引发的,所以把点E看作主动点,点B'看做从动点.当题中有动点的时候,养成思考动点轨迹的意识是很重要的.那么本题中两个动点的轨迹分别是什么呢?先来看主动点点E的轨迹,由题可知,点E在线段BC上运动,所以点E的轨迹就是线段BC.再来看点B;的轨迹,由轴对称的性质可知AB=AB',点A是定点,点B'是动点,根据圆的定义“到定点的距离等于定长的所有点组成的图形叫做圆”可知,点B'在以点A为圆心,线段AB的长为半径的圆上运动,那么点B'的轨迹是整圆吗?因为点E是线段BC上一点,所以点B'的轨迹只能是圆上的一部分.当点E和点B重合时,点B'落在点B的位置,当点E和点C重合时,以AE为一边,在∠BAE的另一侧作∠B'AE=∠BAE,和圆的交点即为点B'.
再来看点B'的确定位置,题中给出△CEB'是直角三角形,但并没有说明哪个角是直角,所以需要分类讨论.(1)当∠CB'E=90°时.又因为∠AB'E=∠ABE=90°,所以∠AB'C=180°,即点A、B'、C三点共线,对角线和弧的交点即为点B'的位置;如图4:
(2)当∠CEB'=90°时,则∠BEB'=∠ABE=∠AB'E=90°,可得∠BAB'=90°.此时AD边和弧的交点即为点B'的位置.如图5:
(3)若∠CB'E=90°时,点B'将落在CD上,这是不可能的.所以∠CB'E=90°这种情况不存在.
解:(1)当∠EB'C=90°时,如图6所示:
因为∠AB'E=90°,所以点A,B',C三点共线.由折叠可知,AB=AB'=3.所以B'C=5-3=2.设BE=B'E=x,则EC=4-x.在Rt△EB'C中,B'E^2+B'C^2=CE^2,即x^2+2^2=(4-x)^2,解得,x=3/2.
(2)当∠CEB'=90°时,如图7所示:
易知四边形ABEB'是矩形,又因为AB=AB',所以是正方形,则BE=AB=3.
综上所述,BE=3/2或BE=3.
反思:(1)题中只给出了△EB'C是直角三角形,而没有说明哪个角是直角,所以需要分类讨论。再分类的过程注意排除不符合题意的的情况;
(2)动点问题中要养成判断动点轨迹的意识,初中阶段常见的动点轨迹大多是直线型和弧;
(3)和折叠有关的动点问题中,经常会用到辅助圆,养成图中无圆,心中有圆,对准确确定点的位置进而正确解题大有帮助.
例2、(河南2014.第15题)矩形ABCD中,AB=7,AD=5.点E是边CD上一个动点,将△ADE沿AE折叠,当点D的对应点D'落在∠ABC的角平分线上时,DE的长为.
分析:由折叠的性质:对应线段相等可得,AD=AD',所以点D'在以点A为圆心,AD的长为半径的圆上.又因为点D'落在∠ABC的角平分线上,所以角平分线与弧的交点即为点D'的位置.
简解一:如图:
过点D'作D'M⊥AB,垂足为点M,交CD与点N.∵BD'平分∠ABC,∴∠ABD'=45°.已知△MBD'是等腰直角三角形,BM=MD'.设BM=MD'=x,则AM=7-x.在Rt△AMD'中,AM^2+MD'^2=AD'^2,即(7-x)^2+x^2=5^2,解得x=3或4.
当MD'=3时,D'N=5-3=2.因为∠AMD'=∠AD'E=∠D'NE=90°,由一线三等角易得△AMD'∽△D'NE.∴AM:MD'=D'N:NE,可得NE=3/2.所以DE=4-3/2=5/2.当MD'=4时,易得DE=5/3.
简解二:如图建立直角坐标系:
由题可知,∠ABD'=45°,所以AB=AF=7,易得BF所在直线的解析式为:y=-x+7
因为点D'在线段BF上,所以设点D'的坐标为(x,-x+7),则x^2+(-x+7)^2=5^2,解得x=3或x=4,当x=3时,D'(3,4),所以直线AD'的解析式为y=4/3x,又因为直线D'E⊥AD',所以设直线D'E的解析式为y=-3/4x+b.将点D'(3,4)代入求得y=-3/4x+25/4.再将y=5带入解析式,得x=5/3,所以DE=5/3.
当x=4时,利用上述方法解得DE=5/2.
反思:(1)本题在画图的过程中,角平分线和辅助圆的位置关系很难直观看出来,这就需要用圆心到直线的距离和半径进行比较,从而判断出直线和圆是相交,所以点的位置有两个;
(2)在解决和直角相关的问题中,构造一线三直角(K形图)是常用方法;
(3)本题的方法二用到了解析法,当图形是正方形,等腰直角三角形,等边三角形,矩形等便于建立直角坐标系时,可考虑这一方法,往往可以避开复杂的证明,但有时计算量稍大.
【每日一题】几何综合探究型题(七)
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