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与特殊四边形有关的折叠问题
教材原题到重难考法
方法归纳
1. 折痕过对角线
基本折法:如图,P是矩形ABCD边AD上一点,当点P与点D重合时,将△ABP沿BP折叠得到△EBP,BE交CD于点H.
特殊结论:△BCH≌△PEH,PH=BH,PE2+EH2=PH2.
2. 折痕过一顶点
基本折法:如图,点P是矩形ABCD的边AD上一点,将△ABP沿BP折叠得到△EBP,点E恰好落在CD边上.
特殊结论:一线三垂直,△PDE∽△ECB,(AD-PE)2+DE2=PE2.
拓展折法:
特殊结论:△PDE∽△DBC∽△BDA,DE2+(AD-PD)2=PD2.
例
如图,把一张长方形的纸沿对角线折叠,重合部分是一个等腰三角形吗?为什么?
例题图
3. 折痕过两边
基本折法:如图,在矩形ABCD中,点E,F分别在边AD,BC上,沿EF将四边形ABFE折叠得到四边形A′B′FE,点B′恰好落在AD边上.
特殊结论:连接BE,△ABE≌△A′B′E.
当点B′与点D重合时,过点E作EG⊥BC于点G,连接BB′,则△EFG∽△BB′C;四边形BEB′F为菱形.
变式题
1. 折痕过一顶点,且折叠后一对应点落在对角线上
如图,在矩形ABCD中,AB=6,AD=8,P是CD边上的一点,连接BP,将△PBC沿BP折叠得到△PBC′,若点C′恰好落在对角线BD上,则CP的长为________.
第1题图
2. 折痕过一顶点,且折叠后对应点落在边上
(一题多解法)如图,在矩形ABCD中,AB=6,AD=8,P是CD边上的一点,连接BP,将△PBC沿BP折叠得到△PBC′,若点C′恰好落在边AD上,则CP的长为________.
第2题图
3. 折痕过一顶点,且折叠后对应点落在外部
如图,在矩形ABCD中,AB=6,AD=8,P是CD上一点,连接BP,将△PBC沿BP折叠得到△PBC′,BC′交AD于点M,PC′交AD于点N,若NC′=ND,则BP的长为__________.
第3题图
4. 折痕过邻边,且折叠后对应点落在矩形对角线上
如图,一张矩形纸片ABCD,AB=6,AD=8,P是CD边的中点,E是BC边上的一点,连接EP,将△PEC沿EP折叠得到△PEC′,若点C′恰好落在对角线AC上,则CE的长为________.
第4题图
5. 折痕过两边,且折叠后对应点落在顶点上
如图,在矩形ABCD中,AB=4,AD=8,点E,P分别在边BC,AD上,将矩形ABCD沿直线PE折叠.若顶点C恰好落在顶点A处,求折痕PE的长.
第5题图
6. 折痕过两边,且折叠后对应点落在边上
如图,在矩形ABCD中,AB=4,AD=8,点E,P分别在边BC,AD上,将矩形ABCD沿直线PE折叠.若点C恰好落在AD边上的点C′处,且AP=3PD,求cos ∠PC′E的值.
第6题图
对接中考
1. 如图,在正方形ABCD中,AB=3,点E,F分别在边AB,CD上,∠EFD=60°.若将四边形EBCF沿EF折叠,点B恰好落在AD边上,则BE的长度为( )
第1题图
A. 1 B. C. D. 2
2. 如图,边长为1的正方形ABCD中,点E为AD的中点.连接BE,将△ABE沿BE折叠得到△FBE,BF交AC于点G,求CG的长.
第2题图
3. 如图,在矩形ABCD中,AB>AD,把矩形沿对角线AC所在直线折叠,使点B落在点E处,AE交CD于点F,连接DE.
(1)求证:△ADE≌△CED;
(2)求证:△DEF是等腰三角形.
第3题图
基础过关
1. 如图,在矩形纸片ABCD中,AB=4,AD=6.点P是边AD上一点,点Q是边BC上一点,连接PQ,将矩形纸片沿直线PQ折叠,使CQ落在直线AQ上,点C,D分别落在点C′,D′处,若DP=1,则AC′的长为( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
第1题图
2. 在矩形纸片ABCD中,点E为BC的中点,连接AE,将△ABE沿AE折叠得到△AFE,连接CF.若AB=4,BC=6,则CF的长是( )
A. 3 B. C. D.
第2题图
3. 如图,在正方形ABCD中,点E是BC的中点,将正方形ABCD沿AE翻折,点B落在点F处,延长EF交CD于点P,若AB=6,则DP的长为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
第3题图
4. 如图,在 ABCD中,AB=6,BC=8,∠ABC=120°,点E是AD上一动点,将△ABE沿BE折叠得到△A′BE,当点A′恰好落在EC上时,DE的长为__________.
第4题图
5. 如图,在矩形ABCD中,AB=4,BC=,E为CD边上一点,将△BCE沿BE折叠,使得点C落到矩形内点F的位置,连接AF,tan ∠BAF=.
(1)求点F到AB的距离;
(2)求CE的长.
第5题图
6. 如图,已知正方形ABCD的边长为6,点E在BC边上,将△ABE沿AE翻折,点B落在点F处,延长AF交CD边于点G,延长AE,DC相交于点M,已知BE=2CE.
(1)求证:△GAM是等腰三角形;
(2)求线段CG的长.
第6题图
7. 在 ABCD中,点F为BC边的中点,连接DF,将△CDF沿着DF翻折,点C落在点G处,连接BG并延长,交AD于点E.
(1)求证:四边形BFDE是平行四边形;
(2)若DE=5,△GDF的周长为20,求四边形BCDE的周长.
第7题图
与特殊四边形有关的折叠问题
例 解:是等腰三角形,理由如下:
如解图,由翻折的性质,得∠FBD=∠DBC,
∵四边形ABCD是长方形,
∴AD∥BC,
∴∠FDB=∠CBD,
∴∠FDB=∠FBD,
∴FB=FD,
∴△BFD是等腰三角形,即重合部分是一个等腰三角形.
例题解图
1. 【解析】由折叠的性质得,PC′=PC,∠PC′B=∠C=90°,∴∠PC′D=90°,∵∠PDC′=∠BDC,∴△PDC′∽△BDC,∴=,∵在矩形ABCD中,AB=6,AD=8,∴BD=10,设DP=x,则PC′=PC=6-x,∴=,解得x=,∴PC=6-=.
2. - 【解析】∵四边形ABCD为矩形,∴DC=AB=6,BC=AD=8,∠A=∠D=90°,由折叠的性质可得BC′=BC=8,C′P=CP,∠BC′P=∠C=90°,在Rt△ABC′中,AC′==2,∴C′D=AD-AC′=8-2,∵∠ABC′+∠AC′B=90°,∠AC′B+∠PC′D=90°,∴∠ABC′=∠PC′D,∵∠A=∠D=90°,∴△ABC′∽△DC′P,∴=,即=,解得C′P=,则CP的长为-.
【一题多解】∵四边形ABCD为矩形,∴DC=AB=6,BC=AD=8,∠A=∠D=90°,由折叠的性质可得BC′=BC=8,C′P=CP,在Rt△ABC′中,AC′==2,∴C′D=AD-AC′=8-2,在Rt△C′PD中,C′D2+DP2=C′P2,(8-2)2+(6-C′P)2=C′P2,解得C′P=,即CP的长为-.
3. 【解析】∵四边形ABCD是矩形,∴∠D=∠C=∠A = 90°, CD=BA=6,BC=AD=8,由折叠的性质可知C′P= CP,∠C′=∠C=90°, BC′=CB=8,在△NDP和△NC′M中,,∴△NDP≌△NC′M(ASA) ,∴ NP=NM , PD=MC′ ,∴ DM = C′P,设CP=C′P=x ,则PD=MC′=6-x,DM =x,∴AM=8-x,BM=8-(6-x)=2+x,在Rt△BAM中, BA2+AM2= BM2,即62+( 8-x )2=( x+2)2,解得x=,∴ CP=.∴在Rt△BCP中,BP===.
4. 【解析】∵四边形ABCD是矩形,∴∠ECP=∠B=90°,根据折叠的性质得AC⊥EP,∴∠CEP+∠ACB=90°,∵∠ACB+∠BAC=90°,∴∠CEP=∠BAC,∵∠ECP=∠B=90°,∴△CEP∽△BAC,∴=,∵点P是CD的中点,AB=CD=6,AD=BC=8,∴=,解得CE=.
5. 解:如解图,过点P作PH⊥BC交BC于点H,
根据折叠得,∠AEP=∠CEP,PD=PD′,EC=EA,CD=AD′,
设PD=PD′=x,则AP=8-x,
在Rt△AD′P中,由勾股定理得,AP2=D′A2+D′P2,
即42+x2=(8-x)2,解得x=3,
∴AP=5,
∵∠APE=∠PEC,
∴∠APE=∠AEP,
∴AP=AE=EC=5,
∴EH=EC-HC=2,
∴在Rt△EPH中,由勾股定理得,PE===2.
第5题解图
6. 解:如解图,连接CP,
∵四边形ABCD为矩形,
∴AD∥BC,AD=BC,
∴∠C′PE=∠CEP,
由折叠的性质可知∠C′EP=∠CEP,
∴C′E=CE,C′P=CP,
∴∠C′PE=∠C′EP,
∴C′E=C′P,
∴C′P=CE,
∴四边形CEC′P为菱形,
∴CP∥C′E,
∴∠PC′E=∠DPC,
∵AP=3PD,AD=AP+PD=8,
∴PD=2,
在Rt△PDC中,由勾股定理,得PC==2,
∴cos ∠PC′E=cos ∠DPC==.
第6题解图
对接中考
1. D 【解析】∵四边形ABCD是正方形,∴AB∥CD,∠A=90°,∴∠EFD=∠BEF=60°,∵将四边形EBCF沿EF折叠,点B恰好落在AD边上点B′处,∴∠BEF=∠FEB′=60°,BE=B′E,∴∠AEB′=180°-∠BEF-∠FEB′=60°,∴B′E=2AE,设BE=x,则B′E=x,AE=3-x,∴2(3-x)=x,解得x=2,∴BE=2.
2. 解:如解图,延长BF交CD于点H,连接EH.
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠D=∠EAB=90°,
∵△FBE由△ABE沿BE折叠得到,
∴EA=EF,∠EFB=∠EAB=90°,
∴∠D=∠EFB=∠EFH=90°,
∵E为AD的中点,
∴EA=ED,
∴ED=EF,
在Rt△EDH和Rt△EFH中,
,
∴Rt△EDH≌Rt△EFH(HL),
∴∠DEH=∠FEH,
又∵∠AEB=∠FEB,
∴∠DEH+∠AEB=∠FEH+∠FEB=×180°=90°,
∴∠ABE=∠DEH,
∵∠D=∠BAE=90°,
∴△DHE∽△AEB,
∴==,
∴DH=,
∵CH∥AB,
∴△HGC∽△BGA,
∴==,
在Rt△ABC中,由勾股定理得AC=,
∴CG=AC=.
第2题解图
3. 证明:(1)∵四边形ABCD是矩形,
∴AD=BC,AB=CD,
由折叠的性质可得BC=CE,AB=AE,
∴AD=CE,AE=CD,
在△ADE和△CED中,
,
∴△ADE≌△CED(SSS);
(2)由(1)得△ADE≌△CED,
∴∠DEA=∠EDC,即∠DEF=∠EDF,
∴EF=DF,
∴△DEF是等腰三角形.
基础过关
1. A 【解析】∵PD=1,AD=6,∴PA=6-1=5.∵四边形ABCD是矩形,∴AD∥BC,BC=AD=6,∴∠APQ=∠CQP.由折叠的性质可知,∠CQP=∠AQP,∴∠AQP=∠APQ,∴AQ=AP=5.∵AB=CD=4,∠B=90°,∴在Rt△ABQ中,由勾股定理得BQ===3,∴CQ=CB-BQ=6-3=3,由折叠的性质可知,QC=QC′=3,∴AC′=AQ-QC′=5-3=2.
2. D 【解析】 如解图,连接BF,交AE于点O.∵将△ABE沿AE折叠得到△AFE,∴BE= EF,∠AEB=∠AEF,AE垂直平分BF.∵点E为BC的中点,∴BE=CE=EF=3,∴∠EFC=∠ECF.∵∠BEF=∠ECF+∠EFC.∴∠AEB=∠ECF,∴AE∥CF.∴∠BFC=∠BOE=90°.在Rt△ABE中,由勾股定理得AE===5,∴BO===,∴BF=2BO=.在Rt△BCF中,由勾股定理得CF===.
第2题解图
3. B 【解析】 如解图,连接AP.∵四边形ABCD是正方形,AB=6,∴AB=BC=CD=AD=6,∠B=∠C=∠D=90°.由折叠的性质可知AF=AB,∠AFE=∠B=90°,FE=BE,∴AF=AD,∠AFP=∠D=90°.又∵AP=AP,∴Rt△ADP≌Rt△AFP(HL),∴DP=FP.∵点E是BC的中点,∴EF=BE=CE=BC=3.设DP=FP=x,则EP=x+3,CP=6-x.在Rt△PCE中,由勾股定理得PE2=CE2+CP2,∴(x+3)2=32+(6-x)2,解得x=2,∴DP=2.
第3题解图
4. -3 【解析】如解图,过点C作CH⊥AD交AD的延长线于点H,连接CE.∵在 ABCD中,AB=6,BC=8,∠ABC=120°,∴∠ADC=∠ABC=120°,∠HDC=60°,CD=AB=6,AD=CB=8,∴DH=DC·cos ∠HDC=3.在Rt△DCH中,HC===3.∵将△ABE沿BE折叠得到△A′BE,且点A′恰好落在EC上,∴∠AEB=∠CEB.又∵AD∥BC,∴∠EBC=∠AEB,∴∠EBC=∠CEB,∴CE=BC=8.设DE=x,∴EH=x+3.在Rt△ECH中,EC2=EH2+HC2,即82=(x+3)2+(3)2,解得x=-3(负值已舍去),∴DE的长为-3.
第4题解图
5. 解:(1)如解图,过点F作MN∥AD,分别交AB,CD于点M,N,则MN⊥AB,MN⊥CD.
由折叠的性质,得EC=EF,BC=BF=,∠C=∠BFE=90°.
∵tan ∠BAF=,∴=,设FM=x,AM=2x,则BM=4-2x(其中0在Rt△BFM中,由勾股定理得x2+(4-2x)2=()2,
解得x1=1,x2=(舍去),
∴FM=1,
∴点F到AB的距离为1;
第5题解图
(2)由(1)知FM=1,
∴AM=BM=2,FN=-1.
∵∠BFE=90°,
∴∠BFM+∠EFN=90°.
∵MN⊥CD,
∴∠FNE=90°,
∴∠EFN+∠FEN=90°,
∴∠BFM=∠FEN.
∵∠BMF=∠FNE=90°,
∴△BMF∽△FNE,
∴=,
即=,解得EF=,
∴CE=.
6. (1)证明:∵四边形ABCD为正方形,
∴AB∥CD,∴∠M=∠BAE.
由折叠性质知∠BAE=∠EAF,
∴∠M=∠EAF,∴GA=GM,
∴△GAM是等腰三角形;
(2)解:∵AB∥CD,
∴△CEM∽△BEA,
∴=.
∵BE=2CE,BC=AB=6,
∴CE=2,BE=4,
∴=,∴CM=3.
设CG=x,则AG=GM=3+x,DG=6-x.
∵在Rt△ADG中,由勾股定理得AD2+DG2=AG2,
即62+(6-x)2=(3+x)2,
解得x=,∴CG=.
7. (1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴BF∥DE.
∵将△CDF沿着DF翻折,点C落在点G处,
∴CF=GF,∠DFC=∠DFG,
∵点F是BC边的中点,
∴BF=CF.
∴BF=GF,
∴∠EBF=∠BGF.
∵∠DFC=∠DFG=∠GFC,
∠GFC=∠EBF+∠BGF,
∴∠EBF=∠GFC,
∴∠EBF=∠DFC,
∴BE∥DF.
∵BF∥DE,
∴四边形BFDE是平行四边形;
(2)解:由折叠的性质得GF=CF,DG=DC,
∵△GDF的周长为20,
∴GF+FD+GD=20,
∴CF+DF+DC=20.
∵四边形BFDE是平行四边形,DE=5,
∴BE=DF,BF=DE=5,
∴四边形BCDE的周长为BC+CD+DE+BE=BF+CF+CD+DE+DF=5+20+5=30.
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