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专题15 折叠问题-中考一轮复习之热点题型练习(全国通用)
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这是一份专题15 折叠问题-中考一轮复习之热点题型练习(全国通用),文件包含专题15折叠问题解析版docx、专题15折叠问题原卷版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共29页, 欢迎下载使用。
专题15 【折叠问题】
知识点
(1) 直角三角形的存在性问题,需讨论三角形三个三个内角分别为直角的情况,有时会有情况不成立,应舍去。
(2) 等腰三角形的讨论,需分别考虑三角形的边两两相等。
(3) 折叠到特殊位置也需要考虑特殊位置的不唯一性。
【命题一】直角三角形的存在性问题
1.一张直角三角形纸片ABC,∠ACB=90°,AB=13,AC=5,点D为BC边上的任一点,沿过点D的直线折叠,使直角顶点C落在斜边AB上的点E处,当△BDE是直角三角形时,则CD的长为 或 .
【分析】根据沿过点D的直线折叠,使直角顶点C落在斜边AB上的点E处,当△BDE是直角三角形时,分两种情况讨论:∠DEB=90°或∠BDE=90°,分别依据勾股定理或者相似三角形的性质,即可得到CD的长.
【解答】解:∵∠ACB=90°,AB=13,AC=5,
∴BC==12,
根据题意,分两种情况:
①如图,
若∠DEB=90°,则∠AED=90°=∠C,
CD=ED,
连接AD,则Rt△ACD≌Rt△AED(HL),
∴AE=AC=5,
BE=AB﹣AE=13﹣5=8,
设CD=DE=x,
则BD=BC﹣CD=12﹣x,
在Rt△BDE中,DE2+BE2=BD2,
∴x2+82=(12﹣x)2
解得x=,
∴CD=;
②如图,
若∠EDB=90°,则∠CDE=∠DEF=∠C=90°,CD=DE,
∴四边形CDEF是正方形,
∴∠AFE=∠EDB=90°,
∠AEF=∠B,
∴△AEF∽△EBD,
∴=,
设CD=x,则EF=CF=x,AF=5﹣x,BD=12﹣x,
∴=,
解得x=.
∴CD=.
综上所述,CD的长为或.
【点评】本题考查了翻折变换,综合运用勾股定理、相似三角形的判定与性质、正方形的判定与性质解答,解题关键是根据题意分两种情况讨论.
2.如图,AC是▱ABCD的对角线,∠BAC=90°,△ABC的边AB,AC,BC的长是三个连续偶数,E,F分别是边AB,BC上的动点,且EF⊥BC,将△BEF沿着EF折叠得到△PEF,连接AP,DP.若△APD为直角三角形时,BF的长为 或 .
【分析】设直角三角形ABC的三边长分别为x﹣2、x、x+2,利用勾股定理可得(x+2)2=x2+(x﹣2)2,解方程即可求出三边长为6,8,10.分三种情况:
①当∠PAD=90°,由平行四边形的性质得出CD=AB=6,AD=BC=10,AD∥BC,证明△ABP∽△CBA,求出BP=,由轴对称的性质即可得出结果;
②∠APD=90°,当点P与C重合时,得出该情况不成立;
③当点P与C不重合时,∠APD=90°,作AG⊥BC于G,则EF与AG重合,BF=.
【解答】解:设直角三角形ABC的三边长分别为x﹣2、x、x+2,根据题意得:
(x+2)2=x2+(x﹣2)2,
解得x1=0(舍去),x2=8.
所以斜边长BC为x+2=10.
∴AB=6,AC=8,
分三种情况:
①当∠PAD=90°,如图1所示:
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴CD=AB=6,AD=BC=10,AD∥BC,
∴∠APB=∠PAD=90°,
∵∠B=∠B,
∴△ABP∽△CBA,
∴,即,
解得:BP=,
∵EF⊥BC,△BEF与△PEF关于直线EF对称,
∴BF=PF=BP=;
②当∠APD=90°时,点P与C重合时,如图2所示:
∵AB∥CD,
∴∠APD=∠ACD=∠BAC=90°,
∵E在AB上,E和A重合,而AB≠AC,
则△BEF与△PEF关于直线EF不对称,
∴该情况不存在;
③当点P与C不重合时,∠APD=90°,如图3所示:
作AG⊥BC于G,则EF与AG重合,BF=;
综上所述,若△APD是直角三角形,则BF的长为或;
故答案为:或.
【点评】本题考查了平行四边形的性质、勾股定理、相似三角形的判定与性质;熟练掌握平行四边形的性质,证明三角形相似是解题的关键.
3.如图,在Rt△ABC中BC=AC=4,D是斜边AB上的一个动点,把△ACD沿直线CD折叠,点A落在同一平面内的A′处,当A′D垂直于Rt△ABC的直角边时,AD的长为 4﹣4或4 .
【分析】由等腰直角三角形的性质和勾股定理得出AB=4,∠B=∠A′CB=45°,①如图1,当A′D∥BC,设AD=x,根据折叠的性质得到∠A′=∠A=∠A′CB=45°,A′D=AD=x,推出A′C⊥AB,求得BH=BC=2,DH=A′D=x,然后列方程即可得到结果,②如图2,当A′D∥AC,根据折叠的性质得到AD=A′D,AC=A′C,∠ACD=∠A′CD,根据平行线的性质得到∠A′DC=∠ACD,于是得到∠A′DC=∠A′CD,推出A′D=A′C,于是得到AD=AC=2.
【解答】解:Rt△ABC中,BC=AC=4,
∴AB=4,∠B=∠A′CB=45°,
①如图1,当A′D∥BC,设AD=x,
∵把△ACD沿直线CD折叠,点A落在同一平面内的A′处,
∴∠A′=∠A=∠A′CB=45°,A′D=AD=x,
∵∠B=45°,
∴A′C⊥AB,
∴BH=BC=2,DH=A′D=x,
∴x+x+2=4,
∴x=4﹣4,
∴AD=4﹣4;
②如图2,当A′D∥AC,
∵把△ACD沿直线CD折叠,点A落在同一平面内的A′处,
∴AD=A′D,AC=A′C,∠ACD=∠A′CD,
∵∠A′DC=∠ACD,
∴∠A′DC=∠A′CD,
∴A′D=A′C,
∴AD=AC=4,
综上所述:AD的长为:4﹣4或4.
【点评】本题考查了翻折变换﹣折叠问题,等腰直角三角形的性质,熟练掌握折叠的性质是解题的关键.
4.如图,在矩形ABCD中,AB=4,BC=6,E是BC的中点,连接AE,P是边AD上一动点,沿过点P的直线将矩形折叠,使点D落在AE上的点D′处,当△APD′是直角三角形时,PD= 或 .
【分析】根据矩形的性质得到AD=BC=6,∠BAD=∠D=∠B=90°,根据勾股定理得到AE===5,设PD′=PD=x,则AP=6﹣x,当△APD′是直角三角形时,①当∠AD′P=90°时,②当∠APD′=90°时,根据相似三角形的性质列出方程,解之即可得到结论.
【解答】解:∵在矩形ABCD中,AB=4,BC=6,
∴AD=BC=6,∠BAD=∠D=∠B=90°,
∵E是BC的中点,
∴BE=CE=3,
∴AE===5,
∵沿过点P的直线将矩形折叠,使点D落在AE上的点D′处,
∴PD′=PD,
设PD′=PD=x,则AP=6﹣x,
当△APD′是直角三角形时,
①当∠AD′P=90°时,
∴∠AD′P=∠B=90°,
∵AD∥BC,
∴∠PAD′=∠AEB,
∴△ABE∽△PD′A,
∴=,
∴=,
∴x=,
∴PD=;
②当∠APD′=90°时,
∴∠APD′=∠B=90°,
∵∠PAE=∠AEB,
∴△APD′∽△EBA,
∴,
∴=,
∴x=,
∴PD=,
综上所述,当△APD′是直角三角形时,PD=或,
故答案为:或.
【点评】本题考查了翻折变换(折叠问题),矩形的性质,相似三角形的判定和性质,正确的理解题意是解题的关键.
5.如图,Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=2,BC=4,CD是△ABC的中线,E是边BC上一动点,将△BED沿ED折叠,点B落在点F处,EF交线段CD于点G,当△DFG是直角三角形时,则CE= 1或﹣ .
【分析】分两种情形:①如图1中,当∠DGF=90°时,作DH⊥BC于H.②如图2中,当∠GDF=90°,作DH⊥BC于H,DK⊥FG于K.
【解答】解:①如图1中,当∠DGF=90°时,作DH⊥BC于H.
在Rt△ACB中,∵∠ACB=90°,AC=2,BC=4,
∴AB===2,
∵AD=DB,
∴CD=AB=,
∵DH∥AC,AD=DB,
∴CH=BH,
∴DH=DG=AC=1,
∴CG=﹣1,
∵DC=DB,
∴∠DCB=∠B,
∴cos∠DCB=cos∠B=,
∴CE=CG÷cos∠DCB=﹣.
②如图2中,当∠GDF=90°,作DH⊥BC于H,DK⊥FG于K.
易证四边形DKEH是正方形,可得EH=DH=1,
∵CH=BH=2,
∴CE=1,
综上所述,满足条件的CE的值为1或﹣.
【点评】本题考查翻折变换,直角三角形斜边上的中线,勾股定理等知识,解题的关键是学会用分类讨论的思想思考问题,学会添加常用辅助线,构造直角三角形解决问题.
6.如图,在△ABC中,AB=AC=,∠B=30°,D是BC上一点,连接AD,把△ABD沿直线AD折叠,点B落在B′处,连接B'C,若△AB'C是直角三角形,则BD的长为 或 .
【分析】分两种情形:如图1中,当点B′在直线BC的下方∠CAB′=90°时,作AF⊥BC于F.证明∠ADF=45°,求出DF,BF即可解决问题.如图2中,当点B′在直线BC的上方∠CAB′=90°时,同法可得∠ADB=45°,求出DF即可.
【解答】解:如图1中,当点B′在直线BC的下方∠CAB′=90°时,作AF⊥BC于F.
∵AB=AC=,
∴∠B=∠ACB=30°,
∴∠BAC=120°,
∵∠CAB′=90°,
∴∠BAB′=30°,
∴∠DAB=∠DAB′=15°,
∴∠ADC=∠B+∠DAB=45°,
∵AF⊥DF,
∴AD=DF=AB•sin30°=,BF=AF=,
∴BD=BF﹣DF=.
如图2中,当点B′在直线BC的上方∠CAB′=90°时,可得∠ADB=45°,AF=DF=,BD=BF+FD=,
综上所述,满足条件的BD的值时.
故答案为或.
【点评】本题考查翻折变换,解直角三角形等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造直角三角形解决问题,属于中考常考题型.
【命题二】等腰三角形的存在性问题
1.如图,在菱形ABCD中,∠B=60°,AB=2,M为边AB的中点,N为边BC上一动点(不与点B重合),将△BMN沿直线MN折叠,使点B落在点E处,连接DE、CE,当△CDE为等腰三角形时,BN的长为 或2 .
【分析】分两种情况①当DE=DC时,连接DM,作DG⊥BC于G,由菱形的性质得出AB=CD=BC=2,AD∥BC,AB∥CD,得出∠DCG=∠B=60°,∠A=120°,DE=AD=2,求出DG=CG=,BG=BC+CG=3,由折叠的性质得EN=BN,EM=BM=AM,∠MEN=∠B=60°,证明△ADM≌△EDM,得出∠A=∠DEM=120°,证出D、E、N三点共线,设BN=EN=xcm,则GN=3﹣x,DN=x+2,在Rt△DGN中,由勾股定理得出方程,解方程即可;
②当CE=CD上,CE=CD=AD,此时点E与A重合,N与点C重合,CE=CD=DE=DA,△CDE是等边三角形,BN=BC=2(含CE=DE这种情况).
【解答】解:分两种情况:
①当DE=DC时,连接DM,作DG⊥BC于G,如图1所示:
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=CD=BC=2,AD∥BC,AB∥CD,
∴∠DCG=∠B=60°,∠A=120°,
∴DE=AD=2,
∵DG⊥BC,
∴∠CDG=90°﹣60°=30°,
∴CG=CD=1,
∴DG=CG=,BG=BC+CG=3,
∵M为AB的中点,
∴AM=BM=1,
由折叠的性质得:EN=BN,EM=BM=AM,∠MEN=∠B=60°,
在△ADM和△EDM中,,
∴△ADM≌△EDM(SSS),
∴∠A=∠DEM=120°,
∴∠MEN+∠DEM=180°,
∴D、E、N三点共线,
设BN=EN=x,则GN=3﹣x,DN=x+2,
在Rt△DGN中,由勾股定理得:(3﹣x)2+()2=(x+2)2,
解得:x=,即BN=;
②当CE=CD时,CE=CD=AD,此时点E与A重合,N与点C重合,如图2所示:
CE=CD=DE=DA,△CDE是等边三角形,BN=BC=2(含CE=DE这种情况);
综上所述,当△CDE为等腰三角形时,线段BN的长为或2;
故答案为:或2.
【点评】本题考查了折叠变换的性质、菱形的性质、全等三角形的判定与性质、三点共线、勾股定理、直角三角形的性质、等腰三角形的性质等知识;本题综合性强,证明三角形全等是解题的关键,注意分类讨论.
2.如图,矩形ABCD中,AB=12,AD=15,E是CD上的点,将△ADE沿折痕AE折叠,使点D落在BC边上点F处,点P是线段CB延长线上的动点,连接PA,若△PAF是等腰三角形,则PB的长为 6或9或3.5 .
【分析】分AP=AF;PF=AF以及AP=P三种情形分别讨论求出满足题意的PB的值即可.
【解答】解:∵四边形ABCD是矩形,
由折叠对称性:AF=AD=15,FE=DE.
在Rt△ABF中,BF=9,
∴FC=6,
分三种情形讨论:
若AP=AF,
∵AB⊥PF,
∴PB=BF=9,
若PF=AF,则PB+9=15,
解得PB=6,
若AP=PF,在Rt△APB中,AP2=PB2+AB2,解得PB=3.5,
综合得PB=6或9或3.5.
故答案为:6或9或3.5.
【点评】本题考查了矩形的性质,勾股定理的运用以及图形折叠的问题,题目综合性很强,难度不小.
3.如图,正方形ABCD中,AD=+2,已知点E是边AB上的一动点(不与A、B重合)将△ADE沿DE对折,点A的对应点为P,当△APB是等腰三角形时,AE= 1或 .
【分析】分AP=AB,AP=PB两种情况讨论,利用正方形的性质和勾股定理可求解.
【解答】解:若AP=BA,
∵四边形ABCD是正方形
∴AD=AB,∠DAB=90°,
∵折叠
∴AD=DP=AP,∠ADE=∠PDE
∴△ADP是等边三角形
∴∠ADP=60°
∴∠ADE=30°
∴AE==
若AP=PB,
如图,过点P作PF⊥AD于点F,作∠MED=∠MDE,
∵AP=PB,
∴点P在AB的垂直平分线上,且PF⊥AD,
∴PF=AB,
∵折叠
∴AD=DP=AB,∠ADE=∠PDE
∴PF=PD
∴∠PDF=30°
∴∠ADE=15°
∵∠MED=∠MDE,
∴∠AME=30°,ME=MD
∴AM=AE,ME=2AE
∴AD=2AE+AE=2+
∴AE=1
当AB=PB时,
∴AB=AD=BP,
由折叠知,AD=DP,
∴BP=DP,
在△ADP和△ABP中,,
∴△ADP≌△ABP(SSS),
∴∠DAP=∠BAP=45°,
∴∠DAE=90°﹣45°=45°,
∴点E和点B重合,不符合题意,
即:AB=PB此种情况不存在,
故答案为:1或
【点评】本题考查了翻折变换,正方形的性质,勾股定理,等腰三角形的性质,熟练运用折叠的性质是本题的关键.
4.如图,在矩形ABCD中,AB=2AD=6,点P为AB边上一点,且AP≤3,连接DP,将△ADP沿DP折叠,点A落在点M处,连接CM,BM,当△BCM为等腰三角形时,BP的长为 3或6﹣ .
【分析】①当BC=CM时,△BCM为等腰三角形,
当BM=CM时,当△BCM为等腰三角形时,
③当BC=BM=3时,由折叠的性质得,根据等腰三角形的性质和勾股定理即可得到结论.
【解答】解:①如图1,当BC=CM时,△BCM为等腰三角形,
∴点M落在CD边上,如图1,DN=AD=3,
∴四边形APMD是正方形,
∴AP=3,∵AB=CD=6,
∴BP=3;
②如图2,当BM=CM时,当△BCM为等腰三角形时,
∴点M落在BC的垂直平分线上,如图2,
过M作BC的垂直平分线交AD于H交BC于G,
∴AH=DH=AD,
∵将△ADP沿DP折叠,点A落在点M处,
∴AD=DM,
∴DH=DM,
∴∠ADM=60°,
∴∠ADP=∠PDM=30°,
∴AP=AD=,
∴PB=6﹣;
③当BC=BM=3时,
由折叠的性质得,DM=AD=3,
∴DM+BM=6,而BD==3,
∴DM+BM<BD,故这种情况不存在,
综上所述,BP的长为3或6﹣,
故答案为:3或6﹣.
【点评】本题考查了翻折变换(折叠问题),矩形的性质,等腰三角形的判定,直角三角形的性质,正确的作出图形是解题的关键.
【命题三】动点运动到特殊的位置
2.如图,已知正方形ABCD,边长为8,E是AB边上的一点,连接DE,将△DAE沿DE所在直线折叠,使点A的对应点A1落在正方形的边CD或BC的垂直平分线上,则AE的长度是 16﹣8或 .
【分析】分两种情况:①当点A的对应点A1落在正方形的边CD的垂直平分线MN上时,由折叠的性质得:∠DA1E=∠A=90°,A1D=AD=8,则MN⊥AB,MN⊥AB,DM=CD=4,A1D=AD=8,得出∠DA1M=30°,由勾股定理求出A1M=4,求出∠EA1N=60°,A1N=8﹣4,得出∠A1EN=30°,再由直角三角形的性质即可得出结果;
②当点A的对应点A1落在正方形的边BC的垂直平分线GH上时,作AP⊥AB于P,解法同①.
【解答】解:分两种情况:
①当点A的对应点A1落在正方形的边CD的垂直平分线MN上时,如图1所示:
由折叠的性质得:∠DA1E=∠A=90°,A1D=AD=8,
则MN⊥AB,MN⊥AB,DM=CD=4,A1D=AD=8,
∴∠DA1M=30°,A1M==4,
∴∠EA1N=180°﹣30°﹣90°=60°,A1N=8﹣4,
∴∠A1EN=90°﹣60°=30°,
∴AE=A1E=2A1N=16﹣8;
②当点A的对应点A1落在正方形的边BC的垂直平分线GH上时,作AP⊥AB于P,如图2所示:
则DG=A1P=AD=4,A1D=AD=8,∠DA1E=90°,AE=A1E,
∴DG=A1D,
∴∠DA1G=30°,
∴∠PA1E=30°,
∴AE=A1E===;
综上所述,AE的长为16﹣8或;
故答案为:16﹣8或.
【点评】本题考查了翻折变换的性质、正方形的性质、直角三角形的性质、勾股定理、三角函数等知识;熟练掌握翻折变换的性质和直角三角形的性质是关键.
3.如图,在矩形纸片ABCD中,AB=4,点G是BC边上一点,且BG=5(BG<CG).将矩形纸片沿过点G的折痕GE折叠,使点B恰好落在AD边上,折痕与矩形纸片ABCD的边相交于点E,则折痕GE的长为 或2 .
【分析】两种情况:①当折痕的另一端点E在AB边上时,利用翻折变换的性质以及勾股定理求出AF的长,再利用勾股定理求出AE和EF的长,根据勾股定理即可得出结论;
②当折痕的另一端点E在AD边上时,首先证明四边形BGFE是平行四边形,再利用BG=FG,得出四边形BGFE是菱形,再利用菱形性质求出GE的长.
【解答】解:①当折痕的另一端点E在AB边上时,点B落在AD边上的点F处,如图①所示:
过G作GH⊥AD交AD于H,
在Rt△GHF中,GF=BG=5,GH=4,
∴FH==3,AF=5﹣3=2,
设AE=x,则EF=BE=4﹣x,
则AE2+AF2=EF2,
∴x2+22=(4﹣x)2,
解得:x=,
∴AE=,BE=EF=4﹣=,
在Rt△BFG中,根据勾股定理得,GE===;
②当折痕的另一端点E在AD边上时,点B落在AD边上的点F处,如图②所示:
过E作EK⊥BG于K,
∵ABCD是矩形,
∴AD∥BC,BH∥FG,
∴四边形BGFE是平行四边形;
由对称性知,BG=FG,
∴四边形BGFE是菱形.
∴BG=BE=5,AB=4,AE=3,
∴KG=2,GE==2;
综上所述,GE的长为或2;
故答案为:或2.
【点评】本题考查了翻折变换的性质、矩形的性质、菱形的判定与性质、平行四边形的判定以及勾股定理等知识;利用翻折变换的性质得出对应线段之间的关系是解题关键,注意分类讨论.
4.如图,正方形ABCD的边长是16,点E在边AB上,AE=3,点F是边BC上不与点B、C重合的一个动点,把△EBF沿EF折叠,点B落在B′处.若△CDB′恰为等腰三角形,则DB′的长为 16或4 .
【分析】根据翻折的性质,可得B′E的长,根据勾股定理,可得CE的长,根据等腰三角形的判定,可得答案.
【解答】解:(i)如图1所示:当B′D=B′C时,过B′点作GH∥AD,则∠B′GE=90°.
当B′C=B′D时,AG=DH=DC=8.
由AE=3,AB=16,得BE=13.
由翻折的性质,得B′E=BE=13.
∴EG=AG﹣AE=8﹣3=5,
∴B′G===12,
∴B′H=GH﹣B′G=16﹣12=4,
∴DB′===4
(ii)当DB′=CD时,则DB′=16(易知点F在BC上且不与点C、B重合).
(iii)如图2所示:
当CB′=CD时,
∵EB=EB′,CB=CB′,
∴点E、C在BB′的垂直平分线上,
∴EC垂直平分BB′,
由折叠可知点F与点C重合,不符合题意,舍去.
综上所述,DB′的长为16或4.
故答案为:16或4.
【点评】本题考查了翻折变换、勾股定理、等腰三角形的判定,分类讨论是解题的关键.
5.如图,已知等边△ABC,边长为3,点M为AB上一点,且BM=1,点N为边AC上不与A、C重合的一个动点,连接MN,以MN为对称轴,折叠△AMN,点A的对应点为P.当点P落在等边△ABC的边上时,AN的长为 1或5
【分析】分两种情形:如图1中,当点P落在AC上时,解直角三角形求出AN即可.如图2中,当点P落在BC上时,利用相似三角形的性质构建方程组解决问题即可.
【解答】解:如图1中,当点P落在AC上时,
∵△ABC是等边三角形,
∴∠A=60°,
∵AB=3,BM=1,
∴AM=2,
∵∠ANM=90°,
∴∠AMN=30°,
∴AN=AM=1.
如图2中,当点P落在BC上时,
∵∠BPN=∠C+∠PNC=∠BPM+∠MPN,
又∵∠B=∠C=60°,∠A=∠MPN=60°,
∴∠BPM=∠PNC,
∴△PBM∽△NCP,
∴==,
∵AN=PN,AM=PM=2,
∴==,
解得AN=5﹣或5+(舍弃),
综上所述,AN的值为1或5﹣.
故答案为1或5﹣.
【点评】本题考查翻折的性质、相似三角形的判定和性质以及含30°角的直角三角形的性质,解题的关键是正确寻找相似三角形解决问题,属于中考常考题型.
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