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第09讲 特殊平行四边形中的折叠问题-2023-2024学年八年级数学下册重难点及章节分类精品讲义(浙教版)
展开第9讲 特殊四边形中的折叠问题专题训练
类型一 折叠与角度
1.如图,长方形纸片ABCD,P为边AD的中点,将纸片沿BP,CP折叠,使点A落在E处,点D落在F处,若∠1=40°,则∠BPC大小为( )
A.105° B.110° C.115° D.120°
【分析】由折叠的性质可得∠BPE=∠APB,∠CPF=∠DPC,再利用平角的定义可求得∠APE+∠DPF=140°,从而可求得∠BPE+∠CPF的度数,即可求∠BPC的度数.
【解答】解:由折叠可得:∠BPE=∠APB=∠APE,∠CPF=∠DPC=∠DPF,
∵∠1=40°,∠APE+∠1+∠DPF=180°,
∴∠APE+∠DPF=140°,
∴∠BPE+∠CPF=(∠APE+∠DPF)=70°,
∴∠BPC=∠1+∠BPE+∠CPF=110°.
故选:B.
2.如图,长方形纸片ABCD,E为CD边上一点,将纸片沿BE折叠,点C落在点C'处,将纸片沿AE折叠,点D落在点D'处,且D'恰好在线段BE上.若∠AEC'=α,则∠CEB=( )
A. B. C. D.
【分析】由折叠的性质得∠AED=∠AED',∠CEB=∠C'EB,再证2∠AED'=180°﹣∠CEB,然后证3∠CEB=180°﹣2α,即可得出结论.
【解答】解:由折叠的性质得:∠AED=∠AED',∠CEB=∠C'EB,
∵∠AED'=180°﹣∠CEB﹣∠AED,∠AED'=∠AEC'+∠C'EB=α+∠C'EB,
∴∠AED'=180°﹣∠CEB﹣∠AED',
∴2∠AED'=180°﹣∠CEB,
∴2(α+∠CEB)=180°﹣∠CEB,
∴3∠CEB=180°﹣2α,
∴∠CEB=60°﹣α,
故选:A.
3.如图,将矩形纸片沿EF折叠,点C在线段BC上,∠AEC=32°,则∠BFD等于( )
A.28° B.32° C.34° D.36°
【分析】根据矩形纸片沿EF折叠,可得∠A=∠B=∠D=∠ECD=90°,然后根据直角三角形两个锐角互余可得∠AEC=∠DCB,再由对顶角相等,即可解决问题.
【解答】解:∵矩形纸片沿EF折叠,
∴∠A=∠B=∠D=∠ECD=90°,
∴∠AEC+∠ACE=∠ACE+∠DCB=90°,
∴∠AEC=∠DCB,
∴∠AEC=∠BFD,
∵∠AEC=32°,
∴∠BFD=32°,
故选:B.
4.如图(1)是长方形纸带,∠DEF=20°,将纸带沿EF折叠图(2),则∠FGD的度数是 ,再沿BF折叠成图(3),则图(3)中的∠CFE的度数是 .
【分析】根据图形的翻折变换依据平行线性质即可求解.
【解答】解:根据折叠可知:
∠FGD=2∠FEG=40°.
∵AD∥BC
∴∠EFG=∠DEF=20°
∴∠CFE=180°﹣20°﹣40°=120°
故答案为40°、120°.
5.如图,在正方形纸片ABCD上,E是AD上一点(不与点A,D重合).将纸片沿BE折叠,使点A落在点A处,延长EA'交CD于点F,则∠EBF=( )
A.40° B.45° C.50° D.不是定值
【分析】由折叠可得∠ABE=∠A'BE,由题意可证Rt△BCF≌Rt△BA'F,可得∠CBF=∠FBA',即可求∠EBF的值.
【解答】解:∵四边形ABCD是正方形
∴AB=BC,∠ABC=90°
∵折叠
∴AB=A'B,∠ABE=∠A'BE
∴A'B=BC,且BF=BF
∴Rt△BCF≌Rt△BA'F(HL)
∴∠A'BF=∠CBF
∵∠ABE+∠A'BE+∠A'BF+∠CBF=90°
∴∠EBF=45°
故选:B.
6.如图,在正方形ABCD中,E为边BC上一点,将△ABE沿AE折叠至△ABE处,BE与AC交于点F,若∠EFC=69°,则∠CAE的大小为( )
A.10° B.12° C.14° D.15°
【分析】利用正方形的性质和轴对称的性质很容易求出∠CAE的大小.
【解答】解:∵∠EFC=69°,∠ACE=45°,
∴∠BEF=69+45=114°,
由折叠的性质可知:∠BEA=∠BEF=57°,
∴∠BAE=90﹣57=33°,
∴∠EAC=45﹣33=12°.
故选:B.
7.如图,在▱ABCD中,E为边CD上一点,将△ADE沿AE折叠至△AD′E处,AD′与CE交于点F.若∠B=50°,∠DAE=20°,则∠FED′的大小为 度.
【分析】由平行四边形的性质得出∠D=∠B=50°,由折叠的性质得:∠D′=∠D=50°,∠EAD′=∠DAE=20°,由三角形的外角性质求出∠AEF=70°,与三角形内角和定理求出∠AED′=110°,即可得出∠FED′的大小.
【解答】解:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴∠D=∠B=50°,
由折叠的性质得:∠D′=∠D=50°,∠EAD′=∠DAE=20°,
∴∠AEF=∠D+∠DAE=50°+20°=70°,∠AED′=180°﹣∠EAD′﹣∠D′=110°,
∴∠FED′=110°﹣70°=40°;
故答案为:40.
8.如图,菱形纸片ABCD中,∠A=60°,点P是AB边的中点,折叠纸片,使点C落在直线DP上的C处,折痕为经过点D的线段DE.则∠DEC的度数为 .
【分析】连接BD,由菱形的性质及∠A=60°,得到三角形ABD为等边三角形,P为AB的中点,利用三线合一得到DP为角平分线,得到∠ADP=30°,∠ADC=120°,∠C=60°,进而求出∠PDC=90°,由折叠的性质得到∠CDE=∠PDE=45°,利用三角形的内角和定理即可求出所求角的度数.
【解答】解:连接BD,如图所示:
∵四边形ABCD为菱形,
∴AB=AD,∠C=∠A=60°,
∴△ABD为等边三角形,∠ADC=120°,
∵P为AB的中点,
∴DP为∠ADB的平分线,即∠ADP=∠BDP=30°,
∴∠PDC=90°,
∴由折叠的性质得:∠CDE=∠PDE=45°,
在△DEC中,∠DEC=180°﹣(∠CDE+∠C)=75°.
故答案为:75°.
类型二 折叠与长度
1.如图,在矩形ABCD中,AB=4,BC=6,点E为BC的中点,将△ABE沿AE折叠,使点B落在矩形内点F处,连接CF,则CF的长为( )
A. B. C. D.
【分析】过E作EG⊥CF于G,根据折叠可知△CEF是等腰三角形,可证明△ABE∽△EGC,根据相似三角形的性质即可求解.
【解答】解:如图所示,过E作EG⊥CF于G,
∵将△ABE沿AE折叠,使点B落在矩形内点F处,点E为BC的中点,
∴EB=EF=EC,
∴△CEF是等腰三角形,
∴G是CF中点,EG平分∠CEF,且AE平分∠BEF,
∴2∠AEF+2∠GEF=180°,
∴∠AEF+∠GEF=90°,即AE⊥EG,
∴∠BAE+∠BEA=∠BEA+∠GEC=90°,
∴∠BAE=∠GEC,
∵∠B=∠EGC=90°,
∴△ABE∽△EGC,
根据题意,矩形ABCD中,AB=4,BC=6,点E为BC的中点,即,
∴在Rt△ABE中,,
∴,即,
∴,
∵CF=2CG,
∴.
故选:D.
2.如图,矩形ABCD沿着直线BD折叠,使点C落在点C′处,BC′交AD于点E,AD=16,AB=8,则C′E的长为( )
A.12 B.10 C.8 D.6
【分析】根据折叠和矩形的性质,可以得出三角形BDE是等腰三角形,Rt△AEB≌Rt△C′ED,所以C′E=AE,在直角三角形DEC′中,利用勾股定理可求出ED的长,进而得到答案.
【解答】解:由折叠得,DC=DC′=AB=8,∠CBD=∠C′BD,
∵ABCD是矩形,
∴AD=BC,AD∥BC,
∴∠CBD=∠ADB=∠C′BD,
∴ED=EB,
∴Rt△AEB≌Rt△C′ED(HL),
∴C′E=AE,
设BE=ED=x,则EC=16﹣x,
在Rt△DEC′中,由勾股定理得,82+(16﹣x)2=x2,
解得,x=10,
∴C′E=AE=16﹣10=6.
故选:D.
3.如图,在矩形ABCD中,将△ABE沿AE折叠得到△AFE,延长EF交AD边于点M,若AB=6,BE=2,则MF的长为( )
A. B.8 C.6 D.
【分析】作MN⊥BC于点N,由折叠得EF=BE=2,AF=AB=6,∠AFE=∠B=90°.再用”AAS“证明△AFM≌△MNE得ME=AM,在直角三角形AMF中使用勾股定理建立方程求解即可.
【解答】解:如图,作MN⊥BC于点N,
由折叠可得:△ABE≌△AFE.
∴EF=BE=2,AF=AB=6,∠AFE=∠B=90°,
∵四边形ABCD为矩形,
∴AD∥BC,
∴∠AME=∠CEM,
又MN⊥BC,
∴MN=AB=AF=6,∠MNE=∠AFM=90°,
在△AFM和△MNE中,
,
∴△AFM≌△MNE(AAS).
∴AM=ME,
设MF=x,则AM=ME=x+2,
在直角三角形AMF中,由勾股定理有:AM2=AF2+MF2,
即(x+2)2=36+x2,解得:x=8.
故MF=8.
故选:B.
4.如图,在直角坐标系中,矩形ABCO的边OA在x轴上,边OC在y轴上,点B的坐标为(1,3),将矩形沿对角线AC翻折,B点落在D点的位置,且AD交y轴于点E,那么点D的坐标为( )
A. B. C. D.
【分析】如图,过D作DF⊥AF于F,根据折叠可以证明△CDE≌△AOE,然后利用全等三角形的性质得到OE=DE,OA=CD=1,设OE=x,那么CE=3﹣x,DE=x,利用勾股定理即可求出OE的长度,而利用已知条件可以证明△AEO∽△ADF,而AD=AB=3,接着利用相似三角形的性质即可求出DF、AF的长度,也就求出了D的坐标.
【解答】解:如图,过D作DF⊥AF于F,
∵点B的坐标为(1,3),
∴AO=1,AB=3,
根据折叠可知:CD=OA,
而∠D=∠AOE=90°,∠DEC=∠AEO,
∴△CDE≌△AOE(AAS),
∴OE=DE,OA=CD=1,
设OE=x,那么CE=3﹣x,DE=x,
∴在Rt△DCE中,CE2=DE2+CD2,
∴(3﹣x)2=x2+12,
∴x=,
又DF⊥AF,
∴DF∥EO,
∴△AEO∽△ADF,
而AD=AB=3,
∴AE=CE=3﹣=,
∴,
即,
∴DF=,AF=,
∴OF=﹣1=,
∴D的坐标为(﹣,).
故选:A.
5.如图,在矩形ABCD中,在AD上取点E,连接BE,在BE上取点F,连接AF.将△ABF沿AF翻折,使得点B刚好落在CD边的G处,若∠GFB=90°,AB=10,AD=6,FG的长是( )
A.3 B.5 C.2 D.2
【分析】连接BG,延长AF交BG于H,由△ABF沿AF翻折,使得点B刚好落在CD边的G处,可得AG=AB=10,FG=FB,BH=GH,∠GFH=∠BFH,∠FHG=∠FHB=90°,可知DG==8,CG=CD﹣DG=2,即得BG==2,BH=GH=BG=,根据∠GFB=90°,得△GFH是等腰直角三角形,故FG=GH=×=2.
【解答】解:连接BG,延长AF交BG于H,如图:
∵将△ABF沿AF翻折,使得点B刚好落在CD边的G处,
∴AG=AB=10,FG=FB,BH=GH,∠GFH=∠BFH,∠FHG=∠FHB=90°,
∵AD=6,∠D=90°,
∴DG===8,
∴CG=CD﹣DG=10﹣8=2,
∵∠C=90°,BC=AD=6,
∴BG===2,
∴BH=GH=BG=,
∵∠GFB=90°,
∴∠GFH=∠BFH=45°,
∴△GFH是等腰直角三角形,
∴FG=GH=×=2,
故选:C.
6.如图,将▱ABCD沿过点A的直线l折叠,使点D落到AB边上的点D′处,折痕l交CD边于点E,连接BE.若BE平分∠ABC,且AB=5,BE=4,则AE=( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【分析】利用平行线的性质以及角平分线的性质得出∠EAB+∠EBA=90°,再结合勾股定理得出答案.
【解答】解:∵BE平分∠ABC,
∴∠CBE=∠EBA,
∵AD∥BC,
∴∠DAB+∠CBA=180°,
∵∠DAE=∠BAE,
∴∠EAB+∠EBA=90°,
∴∠AEB=90°,
∴AB2=AE2+BE2,
∴AE==3.
故选:B.
7.如图,点F是矩形ABCD边CD上一点,将矩形沿AF折叠,点D正好落在BC边上的点E处,若AB=6,BC=10,则EF的长为( )
A.2 B.3 C. D.4
【分析】由折叠的性质得出AE=AD=10,EF=DF,根据勾股定理求出BE=8,设EF=x,则CF=6﹣x,得出x2=22+(6﹣x)2,解方程即可得出答案.
【解答】解:∵四边形ABCD为矩形,
∴AD=BC=10,DC=AB=6,∠B=∠C=90°;
由翻折变换的性质得:
AE=AD=10,EF=DF,
∵BE2=AE2﹣AB2,
∴BE==8,
∴CE=2,
设EF=x,则CF=6﹣x;
在Rt△EFC中,∵EF2=CE2+CF2
∴x2=22+(6﹣x)2,
解得:x=,
即EF=.
故选:C.
8.如图,矩形ABCD中,AD=5,AB=7,点E为DC上一个动点,把△ADE沿AE折叠,点D的对应点为D′,若D′落在∠ABC的平分线上时,DE的长为( )
A.3或4 B.或 C.或 D.或
【分析】连接BD′,过D′作MN⊥AB,交AB于点M,CD于点N,作D′P⊥BC交BC于点P,先利用勾股定理求出MD′,再分两种情况利用勾股定理求出DE.
【解答】解:如图,连接BD′,过D′作MN⊥AB,交AB于点M,CD于点N,作D′P⊥BC交BC于点P
∵点D的对应点D′落在∠ABC的角平分线上,
∴MD′=PD′,
设MD′=x,则PD′=BM=x,
∴AM=AB﹣BM=7﹣x,
又折叠图形可得AD=AD′=5,
∴x2+(7﹣x)2=25,解得x=3或4,
即MD′=3或4.
在Rt△END′中,设ED′=a,
①当MD′=3时,AM=7﹣3=4,D′N=5﹣3=2,EN=4﹣a,
∴a2=22+(4﹣a)2,
解得a=,即DE=,
②当MD′=4时,AM=7﹣4=3,D′N=5﹣4=1,EN=3﹣a,
∴a2=12+(3﹣a)2,
解得a=,即DE=.
故选:B.
9.如图,已知在矩形ABCD中,M是AD边中点,将矩形分别沿MN、MC折叠,A、D两点刚好落在点E处,已知AN=3,MN=5,设BN=x,则x的值为( )
A. B. C. D.
【分析】求出AM=4,由折叠的性质得出AN=NE=3,CE=CD,由勾股定理得出x2+82=(x+6)2,解方程即可得解.
【解答】解:∵四边形ABCD是矩形,
∴∠A=90°,AB=CD,AD=BC,
∵AN=3,MN=5,
∴AM===4,
∵M是AD边中点,
∴AM=DM=4,BC=8,
∵将矩形分别沿MN、MC折叠,A、D两点刚好落在点E处,
∴AN=NE=3,CE=CD,
∵BN2+BC2=CN2,
∴x2+82=(x+6)2,
解得x=.
故选:B.
10.如图,将矩形ABCD的四个角向内折叠铺平,恰好拼成一个无缝隙无重叠的矩形EFGH,若EH=5,EF=12,则矩形ABCD的面积是( )
A.13 B. C.60 D.120
【分析】由折叠得:△AEH≌△MEH,△BEF≌△MEF,△CFG≌△NFG,△DGH≌△NGH,于是矩形ABCD的面积等于矩形EFGH的2倍,矩形EFGH的面积可以求出,
【解答】解:如图,由折叠得:△AEH≌△MEH,△BEF≌△MEF,△CFG≌△NFG,△DGH≌△NGH,
∴S矩形ABCD=2S矩形EFGH=2×EF•EH=2×5×12=120,
故选:D.
11.(2020•雁江区模拟)如图,在矩形ABCD中,AB=2,BC=10,E、F分别在边BC,AD上,BE=DF.将△ABE,△CDF分别沿着AE,CF翻折后得到△AGE,△CHF.若AG分别平分∠EAD,则GH长为( )
A.3 B.4 C.5 D.7
【分析】如图作GM⊥AD于M交BC于N,作HT⊥BC于T.想办法求出BN,CT即可解决问题.
【解答】解:如图作GM⊥AD于M交BC于N,作HT⊥BC于T.
由题意:∠BAD=90°,∠BAE=∠EAG=∠GAM,
∴∠GAM=∠BAE=∠EAG=30°,
∵AB=AG=2,
∴AM=AG•cos30°=3,
同法可得CT=3,
易知四边形ABNM,四边形GHTN是矩形,
∴BN=AM=3,GH=TN=BC﹣BN﹣CT=10﹣6=4,
故选:B.
12.如图,在菱形ABCD中,∠A=60°,点E,F分别在AB,AD上,沿EF折叠菱形,使点A落在BC边上的点G处,且EG⊥BD于点M,若AB=a(取=1.4,=1.7),则BE等于( )
A. B. C. D.
【分析】连接AC,在Rt△ABO中,求出AO的长度,进而求出AC的长度,然后根据EG⊥BD,AC⊥BD,可得EG∥AC,进而可以解决问题.
【解答】解:如图,连接AC,交BD于点O,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,AC=2AO,
∵∠BAD=60°,
∴∠BAO=30°,
∴AO=AB=a,
∴AC=2AO=a,
∵沿EF折叠菱形,使点A落在BC边上的点G处,
∴EG=AE,
∵EG⊥BD,AC⊥BD,
∴EG∥AC,
∴=,
∵EG=AE,
∴=,
解得AE=a≈a,
∴BE=AB﹣AE=a.
故选:A.
13.如图所示,矩形纸片ABCD中,AB=6cm,BC=8cm,现将其沿EF对折,使得点C与点A重合,则AF长为( )
A.cm B.cm C.cm D.8cm
【分析】设AF=xcm,则DF=(8﹣x)cm,利用矩形纸片ABCD中,现将其沿EF对折,使得点C与点A重合,由勾股定理求AF即可.
【解答】解:设AF=xcm,则DF=(8﹣x)cm,
∵矩形纸片ABCD中,AB=6cm,BC=8cm,现将其沿EF对折,使得点C与点A重合,
∴DF=D′F,
在Rt△AD′F中,∵AF2=AD′2+D′F2,
∴x2=62+(8﹣x)2,
解得:x=.
故选:B.
14.如图,将边长为8cm的正方形ABCD折叠,使点D落在BC边的中点E处,点A落在F处,折痕为MN,则线段CN长是( )
A.3cm B.4cm C.5cm D.6cm
【分析】根据折叠的性质,只要求出DN就可以求出NE,在直角△CEN中,若设CN=x,则DN=NE=8﹣x,CE=4cm,根据勾股定理就可以列出方程,从而解出CN的长.
【解答】解:设CN=xcm,则DN=(8﹣x)cm,由折叠的性质知EN=DN=(8﹣x)cm,
而EC=BC=4cm,在Rt△ECN中,由勾股定理可知EN2=EC2+CN2,即(8﹣x)2=16+x2,
整理得16x=48,所以x=3.
故选:A.
15.如图,正方形ABCD的面积为12,点E在边AD上,且AE=2,连接BE将△BAE沿BE折叠,点A对应点为F,延长BF交CD于点G,点M,N分别是BG,BE的中点,则MN的长为( )
A. B. C. D.
【分析】连接EG,根据正方形的面积求出边长,求出tan∠ABE的值,进而得到∠ABE=30°,利用折叠和正方形的性质,推出∠CBG=30°,利用BC÷cos30°,求出BG的长,进而求出FG的长,勾股定理求出EG的长,利用三角形的中位线定理,即可得解.
【解答】解:∵正方形ABCD的面积为12,
∴正方形的边长为,
在Rt△BAE中,,AE=2,
∴,
∴∠ABE=30°,
∵△BAE沿BE折叠,点A对应点为F,
∴,∠EFB=∠A=90°,
∴∠GBC=90°﹣∠ABE﹣∠EBG=30°,
在Rt△BCG中,,∠GBC=30°,
∴,
∴,
连接EG,
在Rt△EFG中:,
∵点M,N分别是BG,BE的中点,
∴MN是△BEG的中位线,
∴;
故选:A.
16.如图,正方形ABCD的边长为4,E是边CD的中点,F是边AD上一动点,连接BF,将△ABF沿BF翻折得到△GBF,连接GE.当GE的长最小时,DF的长为( )
A. B. C. D.
【分析】根据正方形的性质和勾股定理可得BE的长,再由翻折知BG=BA=4,得点G在以B为圆心,4为半径的圆弧上运动,可知当点G、E、B三点共线时,GE最小,此时利用勾股定理列方程即可得到DF的长.
【解答】解:∵正方形ABCD的边长为4,
∴∠C=∠A=90°,BC=CD=4,
∵点E是边CD的中点,
∴CE=DE=2,
∴BE===2,
∵将△ABF沿BF翻折得到△FBG,
∴BG=BA=4,
∴点G在以B为圆心,4为半径的圆弧上运动,
∴如图所示,当点G、E、B三点共线时,GE最小,
∴GE的最小值=BE﹣BG=﹣4.
设DF=x,则AF=GF=4﹣x,
∵∠D=∠FGE=90°,
∴DE2+DF2=EF2=FG2+EG2,
即22+x2=(4﹣x)2+()2,
解得x=,
∴DF的长为,
故选:D.
类型三 折叠与综合
1.如图,在▱ABCD中,点E是BC边上的动点,已知AB=4,BC=5,∠BAD=135°,现将△ABE沿AE折叠,点B'是点B的对应点,设CE的长为x.若点B'落在△ADE内(包括边界),则x的取值范围是 .
【分析】点B′恰好落在AD边上时,四边形ABEB′是边长为4的菱形,求出CE=1;
点B′恰好落在DE边上时,作AH⊥DE于H.解直角三角形求出AH、HB′、DH,再证明DA=DE=5,求出EB′即可解决问题.
【解答】解:点B′恰好落在AD边上时,四边形ABEB′是边长为4的菱形,
∴EC=BC﹣BE=5﹣4=1.
点B′恰好落在DE边上时,作AH⊥DE于H.如图所示:
∵四边形ABCD是平行四边形,∠BAD=135°,AD=BC=5,AD∥BC,
∴∠B=45°,
由折叠的性质得:∠AB'H=∠B=45°,AB'=AB=4,∠AEB=∠AED,
在Rt△AHB′中,∵∠AB′H=45°,AB′=4,
∴HB′=AH=AB'=2,
在Rt△ADH中,DH===,
∴B'D=DH﹣HB'=﹣2,
∵AD∥BC,
∴∠DAE=∠AEB=∠AED,
∴DA=DE=5,
∴EB′=BE=DE﹣B'D=5﹣(﹣2)=5﹣+2,
∴CE=BC﹣BE=5﹣(5﹣+2)=﹣2,
∴若点B′落在△ADE内(包括边界),则x的取值范围是1≤x≤﹣2,
故答案为:1≤x≤﹣2.
2.如图,把矩形纸片ABCD沿对角线折叠,设重叠部分为△EBD,那么下列说法错误的是( )
A.EB=ED
B.折叠后∠ABE和∠CBD一定相等
C.AE=EC
D.△EBA和△EDC一定是全等三角形
【分析】由折叠的性质和平行线的性质可得∠ADB=∠CBD,可得BE=DE,可证AE=CE,由“SAS”可证△ABE≌△CDE,即可求解.
【解答】解:如图,
∵把矩形纸片ABC'D沿对角线折叠,
∴∠CBD=∠DBC',CD=C'D=AB,BC=BC',
∵AD∥BC',
∴∠ADB=∠DBC',
∴∠ADB=∠CBD,
∴BE=DE,
∴AE=CE,
在△ABE和△CDE中,
,
∴△ABE≌△CDE(SAS),
∴选项A、C、D都不符合题意,
故选:B.
3.如图,正方形ABCD中,AB=12,点E在边CD上,且BG=CG,将△ADE沿AE对折至△AFE,延长EF交边BC于点G,连接AG、CF.下列结论:①△ABG≌△AFG;②∠EAG=45°;③CE=2DE;④AG∥CF;⑤S△FGC=.其中正确结论的个数是( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【分析】依据HL即可判定Rt△ABG≌Rt△AFG;依据∠BAG=∠FAG,∠DAE=∠FAE,即可得到∠EAG=∠BAD;依据勾股定理列方程,即可得到DE=4,CE=8,进而得出CE=2DE;依据三角形外角性质,即可得到∠AGB=∠GCF,即可得到AG∥CF;根据GF=6,EF=4,△GFC和△FCE等高,即可得到S△GFC=×S△GCE=.
【解答】解:∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC=CD=AD=12,∠B=∠GCE=∠D=90°,
由折叠的性质得:AF=AD,∠AFE=∠D=90°,
∴∠AFG=90°=∠B,AB=AF,
在Rt△ABG和Rt△AFG中,
,
∴Rt△ABG≌Rt△AFG(HL),故①正确;
∴∠BAG=∠FAG,
由折叠可得,∠DAE=∠FAE,
∴∠EAG=∠BAD=45°,故②正确;
由题意得:EF=DE,BG=CG=6=GF,
设DE=EF=x,则CE=12﹣x.
在直角△ECG中,根据勾股定理,得CE2+CG2=GE2,
即(12﹣x)2+62=(x+6)2,
解得:x=4,
∴DE=4,CE=8,
∴CE=2DE,故③正确;
∵CG=BG,BG=GF,
∴CG=GF,
∴∠GFC=∠GCF.
又∵Rt△ABG≌Rt△AFG,
∴∠AGB=∠AGF,
∵∠AGB+∠AGF=2∠AGB=∠GFC+∠GCF=2∠GCF,
∴∠AGB=∠GCF,
∴AG∥CF,故④正确;
∵S△GCE=GC•CE=×6×8=24,
∵GF=6,EF=4,△GFC和△FCE等高,
∴S△GFC:S△FCE=3:2,
∴S△GFC=×24=,故⑤正确.
故选:D.
4.如图,在一张矩形纸片ABCD中,AB=4,BC=8,点E,F分别在AD,BC上,将纸片ABCD沿直线EF折叠,点C落在AD上的一点H处,点D落在点G处,有以下四个结论:
①四边形CFHE是菱形;②线段BF的取值范围为3≤BF≤4;
③EC平分∠DCH;④当点H与点A重合时,EF=2
以上结论中,你认为正确的有 .(填序号)
【分析】①先判断出四边形CFHE是平行四边形,再根据翻折的性质可得CF=FH,然后根据邻边相等的平行四边形是菱形证明,判断出①正确;
②点H与点A重合时,设BF=x,表示出AF=FC=8﹣x,利用勾股定理列出方程求解得到BF的最小值,点G与点D重合时,CF=CD,求出BF=4,然后写出BF的取值范围,判断出②正确;
③根据菱形的对角线平分一组对角线可得∠BCH=∠ECH,然后求出只有∠DCE=30°时EC平分∠DCH,判断出③错误;
④过点F作FM⊥AD于M,求出ME,再利用勾股定理列式求解得到EF,判断出④正确.
【解答】解:①∵FH与EG,EH与CF都是原来矩形ABCD的对边AD、BC的一部分,
∴FH∥CG,EH∥CF,
∴四边形CFHE是平行四边形,
由翻折的性质得,CF=FH,
∴四边形CFHE是菱形,
故①正确;
②点H与点A重合时,设BF=x,则AF=FC=8﹣x,
在Rt△ABF中,AB2+BF2=AF2,
即42+x2=(8﹣x)2,
解得x=3,
点G与点D重合时,CF=CD=4,
∴BF=4,
∴线段BF的取值范围为3≤BF≤4,
故②正确;
③∴∠BCH=∠ECH,
∴只有∠DCE=30°时EC平分∠DCH,
故③错误;
过点F作FM⊥AD于M,
则ME=(8﹣3)﹣3=2,
由勾股定理得,
EF==2,
故④正确.
综上所述,结论正确的有①②④.
故答案为:①②④.
5.如图,正方形ABCD的边长AB=12,翻折AD到GN分别交CD于点M,交BC于点N,BN=5,连接AN.
(1)求△AEN的面积;
(2)试判断EF与AN的关系,并说明理由.
【分析】(1)由折叠的性质得NE=AE,设NE=AE=x,则BE=AB﹣AE=12﹣x,在Rt△EBN中,由勾股定理得出方程,得出AE=,由三角形面积公式即可得出答案;
(2)作FH⊥AB于H,则FH=AD=AB,∠EFH+∠FEH=90°,由折叠的性质得出EF⊥AN,证明△EFH≌△NAB(ASA),得出EF=AN即可.
【解答】解:(1)∵四边形ABCD是正方形,
∴∠B=90°,
由折叠的性质得:NE=AE,
设NE=AE=x,则BE=AB﹣AE=12﹣x,
在Rt△EBN中,由勾股定理得:52+(12﹣x)2=x2,
解得:x=,
∴AE=,
∴△AEN的面积=AE×BN=××5=;
(2)EF⊥AN,EF=AN,理由如下:
作FH⊥AB于H,如图所示:
则FH=AD=AB,∠EFH+∠FEH=90°,
由折叠的性质得:EF⊥AN,
∴∠NAB+∠FEH=90°,
∴∠EFH=∠NAB,
在△EFH和△NAB中,,
∴△EFH≌△NAB(ASA),
∴EF=AN.
6.如图,长方形ABCD中,∠DAB=∠B=∠C=∠D=90°,AD=BC=16,AB=CD=34.点E为射线DC上的一个动点,△ADE与△AD′E关于直线AE对称,当△AD′B为直角三角形时,求DE的长.
【分析】根据题意可知,分两种情况,然后画出相应的图形,再根据题目中的条件,计算出DE的长即可.
【解答】解:∵△ADE与△AD′E关于直线AE对称,
∴△AD′E≌△ADE,
∴∠D=∠AD′E=90°.
∵∠AD′B=90°,
∴B、D′、E三点共线.
又∵△ABD′∽△BEC,
∴∠BAD′=∠EBC,∠D′=∠BCE,
∵AD′=BC,
∴ABD′≌△BEC(ASA),
∴AB=BE=34.
∵BD′===30,
∴DE=D′E=34﹣30=4;
如图.
∵∠CBE+∠ABD″=∠ABD″+∠BAD″=90°,
∴∠BAD″=∠CBE.
在△ABD″和△BEC中,
,
∴△ABD″≌△BEC(ASA),
∴BE=AB=34,
∴DE=D″E=34+30=64.
综上所述:DE=4或64.
综上可得DE的长为4或64.
7.将一个矩形纸片OABC放置在平面直角坐标系中,点O(0,0),点A(0,2),点E,F分别在边AB,BC上.沿着OE折叠该纸片,使得点A落在OC边上,对应点为A',如图①.再沿OF折叠,这时点E恰好与点C重合,如图②.
(Ⅰ)求点C的坐标;
(Ⅱ)将该矩形纸片展开,再折叠该矩形纸片,使点O与点F重合,折痕与AB相交于点P,展开矩形纸片,如图③.
①求∠OPF的大小;
②点M,N分别为OF,OE上的动点,当PM+MN取得最小值时,求点N的坐标(直接写出结果即可).
【分析】(Ⅰ)先由折叠的性质得OA'=OA=2,OC=OE,再证四边形OA'EA是正方形,得OA'=A'E=2,然后由勾股定理得OE=2,即可求解;
(Ⅱ)①连接EF,由(I)得:OA=2,OC=AB=2,∠OAP=∠PBF=90°,∠AOE=∠AEO=45°,OA=AE=2,再证△EBF是等腰直角三角形,得BE=BF=AB﹣AE=2﹣2,设AP=x,则PB=2﹣x,然后由勾股定理得出方程,解得:x=2﹣2,最后证Rt△POA≌Rt△FPB(HL),得∠POA=∠FPB,进而得出结论;
②作点N关于OF的对称点N′,过点N作NG⊥x轴于G,连接MN′,则△OGN为等腰直角三角形,当P、M、N′三点共线时,PM+MN有最小值,此时∠PN′O=∠AON′=∠OAP=90°,再求出OG=NG=ON=2﹣,即可解决问题.
【解答】解:(Ⅰ)∵点A(0,2),
∴OA=2,
由折叠的性质得:OA'=OA=2,OC=OE,
∵四边形OABC是矩形,
∴四边形OA'EA是正方形,
∴OA'=A'E=2,
在Rt△OA'E中,由勾股定理得:OE===2,
∴点C的坐标为:(2,0);
(Ⅱ)①连接EF,如图③所示:
由(I)得:OA=2,OC=AB=2,∠OAP=∠PBF=90°,∠AOE=∠AEO=45°,OA=AE=2,
由折叠的性质得:∠OEF=∠OCF=90°,
∴∠BEF=180°﹣45°﹣90°=45°,
∴△EBF是等腰直角三角形,
∴BE=BF=AB﹣AE=2﹣2,
设AP=x,则PB=2﹣x,
由折叠的性质得:PO=PF,即PO2=PF2,
在Rt△OAP中,由勾股定理得:PO2=OA2+AP2,
在Rt△PBF中,由勾股定理得:PF2=PB2+BF2,
∴22+x2=(2﹣x)2+(2﹣2)2,
解得:x=2﹣2,
∴AP=BF,
在Rt△POA和Rt△FPB中,
,
∴Rt△POA≌Rt△FPB(HL),
∴∠POA=∠FPB,
∵∠POA+∠APO=90°,
∴∠FPB+∠APO=90°,
∴∠OPF=180°﹣(∠FPB+∠APO)=90°;
②由①知,AP=2﹣2,∠EOC=45°,
作点N关于OF的对称点N′,过点N作NG⊥x轴于G,连接MN′,如图④所示:
则△OGN为等腰直角三角形,
当P、M、N′三点共线时,PM+MN有最小值,
此时∠PN′O=∠AON′=∠OAP=90°,
∴四边形APN′O为矩形,
∴ON=ON′=AP=2﹣2,
∴OG=NG=ON=×(2﹣2)=2﹣,
∴N(2﹣,2﹣).
8.如图,已知在Rt△ABC中,∠ABC=90°,∠C=30°,AC=12cm,点E从点A出发沿AB以每秒1cm的速度向点B运动,同时点D从点C出发沿CA以每秒2cm的速度向点A运动,运动时间为t秒(0<t<6),过点D作DF⊥BC于点F.
(1)试用含t的式子表示AE、AD的长;
(2)如图①,在D、E运动的过程中,四边形AEFD是平行四边形,请说明理由;
(3)连接DE,当t为何值时,△DEF为直角三角形?
(4)如图②,将△ADE沿DE翻折得到△A′DE,试问当t为何值时,四边形 AEA′D为菱形?并判断此时点A是否在BC上?请说明理由.
【分析】(1)根据题意直接表示出来即可;
(2)由“在直角三角形中,30度角所对的直角边是斜边的一半”求得DF=t,又AE=t,则DF=AE;而由垂直得到AB∥DF,即“四边形AEFD的对边平行且相等”,由此得四边形AEFD是平行四边形;
(3)①显然∠DFE<90°;
②如图(1),当∠EDF=90°时,四边形EBFD为矩形,此时 AE=AD,根据题意,列出关于t的方程,通过解方程来求t的值;
③如图(2),当∠DEF=90°时,此时∠ADE=90°﹣∠A=30°,此时AD=AE,根据题意,列出关于t的方程,通过解方程来求t的值;
(4)如图(3),若四边形AEA′D为菱形,则AE=AD,则t=12﹣2t,所以t=4.即当t=4时,四边形AEA′D为菱形.
【解答】解:(1)AE=t,AD=12﹣2t;
(2)∵DF⊥BC,∠C=30°
∴DF=CD=×2t=t
∵AE=t
∴DF=AE,
∵∠ABC=90°,DF⊥BC
∴DF∥AE,
∴四边形AEFD是平行四边形;
(3)①显然∠DFE<90°;
②如图(1),当∠EDF=90°时,四边形EBFD为矩形,
此时 AE=AD∴
∴t=3,
③如图(2),当∠DEF=90°时,此时∠ADE=90°
∴∠AED=90°﹣∠A=30°
∴AD=AE∴
∴,
综上:当t=3秒或秒时,△DEF为直角三角形;
(4)如图(3),若四边形AEA′D为菱形,则AE=AD
∴t=12﹣2t
∴t=4
∴当t=4时,四边形AEA′D为菱形,
设EA′交BC于点G
在Rt△EBG中,∠BEG=180°﹣∠AEG=60°
∴GE=2BE
∵BE=AB﹣AE=6﹣4=2
∴GE=4=EA′,
∴点G与点A′重合
∴点A在BC上.
9.如图,在四边形AOCB中,A(0,2),B(,n)C(,0),其中△ABO是等边三角形.
(1)如图(a),若将四边形AOCB沿直线EF折叠,使点A与点C重合.
①求点E坐标;
②求△BCF的面积;
(2)如图(b),若将四边形AOCB沿直线EF折叠,使EF∥OB,设点A对折后所对应的点为A′,△A′EF与四边形EOBF的重叠面积为S,设点E的坐标为(0,t)(t>0),求S与t的函数关系式并写出自变量的取值范围.
【分析】(1)①设点E坐标为(0,y),根据A的坐标得到OA的长,由B与C的横坐标相同得到BC垂直于x轴,再由三角形ABO为等边三角形,得到OA=OB=AB=2,且求出∠OBC为30度,进而求出n的值,由折叠的性质得到AE=EC=2﹣y,在直角三角形OCE中,利用勾股定理列出关于y的方程,求出方程的解得到y的值,即可确定出E坐标;
②过F作FM垂直于CB,设MB=x,求出∠MBF为60度,在直角三角形MBF中,利用30度所对的直角边等于斜边的一半表示出FB,再利用勾股定理表示出FM,在直角三角形MCF中,利用勾股定理列出关于x的方程,求出方程的解得到x的值,即可求出三角形BCF的面积;
(2)分两种情况考虑:当点A′落在四边形EOBF内或BC上时,如图(b)所示,重合部分的面积即为三角形AEF的面积,表示出S与t的关系式即可;当点A′落在四边形EOBF外时,如图(C)所示,重合部分面积由两等边三角形面积之差,表示出S与t关系式即可.
【解答】解:(1)①设点E的坐标为(0,y),
∵A(0,2),B(,n),C(,0),
∴BC⊥x轴,OA=2,
∵△ABO为等边三角形,
∴∠BOC=30°,OA=OB=AB=2,
∴n=1,
由对折可得AE=EC=2﹣y,
在Rt△OCE中,y2+3=(2﹣y)2,
解得:y=,
则E坐标为(0,);
②作FM⊥CB于点M,设MB=x,
∵∠MBF=180°﹣120°=60°,
在Rt△MBF中,FB=2x,FM=x,
在Rt△MCF中,根据勾股定理得:(2﹣2x)2=(x+1)2+(x)2,
解得:x=,
则S△BCF=BC•FM=;
(2)∵EF∥OB,
∴△A′EF为等边三角形,
当点A′落在四边形EOBF外时,如图(C)所示,
得S=(2﹣t)2﹣(2﹣2t)2=﹣t2+t(0<x≤1);
当点A′落在四边形EOBF内或OB上时,如图(b)所示,
得S=(2﹣t)2(1≤x<2).
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