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2022年中考必看:专题7 图形折叠中的直角三角形存在性问题

btikc 2024-08-29 12:13:43 技术文章 12 ℃ 0 评论


【精典讲解】

1、如图例3-1,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠B=30°,BC=3,点D是BC边上一动点(不与点B、C重合),过点D作DE⊥BC交AB边于点E,将∠B沿直线DE翻折,点B落在射线BC上的点F处,当△AEF为直角三角形时,BD的长为


图例3-1 图例3-2 图例3-3

【答案】2或1.

【解析】从题目所给的“当△AEF为直角三角形时”条件出发,以直角顶点所在位置进行分类讨论. 通过观察及分析可知∠BED=∠DEF=60°,所以∠AEF=180-120°=60°. 即点E不可能为直角顶点.

分两种情况考虑:

①当∠EAF=90°时,如图例3-2所示.

∵∠B=30°,BC=3 ∴,

∵∠EAF=90° ∴∠AFC=60°,∠CAF=30°

在Rt△ACF中,有:,

由折叠性质可得:∠B=∠DFE=30°,

②当∠AFE=90°时,如图例3-3所示.

由折叠性质得:∠B=∠DFE=30°,

∴∠AFC=60°,∠FAC=30° ∴

所以,BF=2,,综上所述,BD的长为2或1.

【小结】本题难度适中,要求学生具备分类讨论思想及数形结合解决问题的能力,另外还需要熟练运用勾股定理及相似三角形知识. 通过此题,可总结出:①遇到直角三角形存在性问题时,分类讨论的出发点在于直角顶点的位置;②解决直角三角形存在性问题的方法是数形结合,先作出符合题意的图形,再用勾股定理或相似三角形、三角函数性质解题.

2、如图例4-1,矩形ABCD中,AB=3,BC=4,点E是BC边上一点,连接AE,把∠B沿AE折叠,使点B落在点B′处.当△CEB′为直角三角形时,BE的长为 .


图例4-1 图例4-2 图例4-3

【答案】3或1.5.

【解析】此题以“当△CEB′为直角三角形时”为突破口,分析可能是直角顶点的点,得出存在两种情况,即点B′及点E分别为直角顶点.分两种情况考虑:

①当∠CEB′=90°时,如图例4-2所示.

由折叠性质得:AB=AB′,四边形ABE B′是矩形.

所以四边形ABE B′是正方形.

此时,BE=AB=3.

②当∠CB′E=90°时,如图例4-3所示.

由折叠性质知,∠AB′C=90°,所以∠AB′C+∠CB′E=180°.

∴点A、B′、C共线

在Rt△ABC中,由勾股定理得AC=5

由折叠得:AB= AB′=3

所以B′C=2

设BE=x,则B′E=x,EC=4-x

在Rt△ABC中,由勾股定理得:EC2=B′E2+B′C2

即:(4-x)2=x2+22

解得:x=1.5.

综上所述,BE的值为3或1.5.

【小结】本题解题关键在准确对问题进行分类讨论且作出相应图形,要求学生掌握三点共线的理由,折叠的性质及勾股定理的应用.

3、如图例5-1,在中,,,,点,分别是边,上的动点,沿所在的直线折叠,使点的对应点始终落在边上.若为直角三角形,则的长为 .


图例5-1 图例5-2 图例5-3

【答案】或1.

【解析】通过观察及分析可知,C点不可能为直角顶点,分两种情况讨论.

①当∠CM B′=90°时,如图例5-2所示.

由折叠知:∠BMN=∠B′MB=45°,又因为∠B=45°,所以∠BNM=90°,∠MNB′=90°

即∠BNM+∠MN B′=180°,所以B、N、B′三点共线,此时B′与点A重合.

所以,

①当∠CB′M=90°时,如图例5-3所示.

由折叠知∠B=∠B′=45°,因为∠C=45°,可得∠B′MC=45°,所以△B′MC是等腰直角三角形

设BM= B′M=x,B′C=x,则MC= x

因为BC=+1

所以x+x=+1

解得:x=1,即BM=1.

综上所述,BM的值为或1.

【小结】根据题意判断出C点不可能为直角顶点,分两种情况讨论,利用等腰直角三角形的三边关系求解.

4、 如图例6-1,在∠MAN=90°,点C在边AM上,AC=4,点B为边AN上一动点,连接BC,△A’BC与△ABC关于BC所在直线对称. D、E分别为AC、BC的中点,连接DE并延长交A’B所在直线于点F,连接A’E. 当△A’EF为直角三角形时,AB的长为 .


图例6-1 图例6-2 图例6-3

【答案】4或

【解析】分两种情况讨论.

①当∠A’FE=90°时,如图例6-2所示.

∵D、E分别为AC、BC的中点∴DE是三角形ABC的中位线

即DE∥BA

∴∠A’BA=90°∴四边形AB A’C为矩形

由折叠得AC=A’C

∴四边形AB A’C为正方形即AB=AC=4.

②当∠A’EF=90°时,如图例6-3所示.

∵∠A’EF=∠CDE=90°∴A’E∥CD∴∠DCE=∠CEA’

由折叠知:∠DCE=∠A’CE

∴∠CEA’=∠A’CE∴A’C=A’E=4

又∵E是BC中点

即A’E是Rt△A’BC的中线∴BC=2A’E=8

在Rt△A’BC中,由勾股定理得,A’B=

由折叠性质得:AB= A’B=.

综上所述,AB的长为4或.

【小结】利用中位线性质(三角形的中位线平行于第三边)及正方形判定,用勾股定理求解.

【针对训练】

1、矩形ABCD中,AB=3,BC=4,点E是BC边上一点,连接AE,把∠B沿AE折叠,使点B落在点B′处,当△CEB′为直角三角形时,BE的长为( )

A.3 B. C.2或3 D.3或

【分析】

当△CEB′为直角三角形时,有两种情况:

①当点B′落在矩形内部时,如图1所示.

连结AC,先利用勾股定理计算出AC=5,根据折叠的性质得∠AB′E=∠B=90°,而当△CEB′为直角三角形时,只能得到∠EB′C=90°,所以点A、B′、C共线,即∠B沿AE折叠,使点B落在对角线AC上的点B′处,则EB=EB′,AB=AB′=3,可计算出CB′=2,设BE=x,则EB′=x,CE=4-x,然后在Rt△CEB′中运用勾股定理可计算出x.

②当点B′落在AD边上时,如图2所示.此时ABEB′为正方形.

【解析】

当△CEB′为直角三角形时,有两种情况:

①当点B′落在矩形内部时,如图1所示.

连结AC,

在Rt△ABC中,AB=3,BC=4,

∴AC==5,

∵∠B沿AE折叠,使点B落在点B′处,

∴∠AB′E=∠B=90°,

当△CEB′为直角三角形时,只能得到∠EB′C=90°,

∴点A、B′、C共线,即∠B沿AE折叠,使点B落在对角线AC上的点B′处,

∴EB=EB′,AB=AB′=3,

∴CB′=5-3=2,

设BE=x,则EB′=x,CE=4-x,

在Rt△CEB′中,

∵EB′2+CB′2=CE2,

∴x2+22=(4-x)2,解得x=,

∴BE=;

②当点B′落在AD边上时,如图2所示.

此时ABEB′为正方形,

∴BE=AB=3.

综上所述,BE的长为或3.

故选D.

【小结】

本题考查了折叠问题:折叠前后两图形全等,即对应线段相等;对应角相等.也考查了矩形的性质以及勾股定理.注意本题有两种情况,需要分类讨论,避免漏解.

2、如图,矩形纸片ABCD,AB=4,BC=3,点P在BC边上,将△CDP沿DP折叠,点C落在点E处,PE、DE分别交AB于点O、F,且OP=OF,则的值为

A. B. C. D.

【分析】

根据折叠的性质可得出DC=DE、CP=EP,由∠EOF=∠BOP、∠B=∠E、OP=OF可得出△OEF≌△OBP(AAS),根据全等三角形的性质可得出OE=OB、EF=BP,设EF=x,则BP=x、DF=4﹣x、BF=PC=3﹣x,进而可得出AF=1+x.在Rt△DAF中,利用勾股定理可求出x的值,即可得出答案.

【解析】

根据折叠,可知:△DCP≌△DEP,∴DC=DE=4,CP=EP.

在△OEF和△OBP中,∵,∴△OEF≌△OBP(AAS),∴OE=OB,EF=BP.

设EF=x,则BP=x,DF=DE﹣EF=4﹣x.

又∵BF=OB+OF=OE+OP=PE=PC,PC=BC﹣BP=3﹣x,∴AF=AB﹣BF=1+x.

在Rt△DAF中,AF2+AD2=DF2,即(1+x)2+32=(4﹣x)2,解得:x=0.6,∴DF=4﹣x=3.4,∴.

故选C.

【小结】

本题考查了全等三角形的判定与性质、勾股定理以及解直角三角形,利用勾股定理结合AF=1+x,求出AF的长度是解题的关键.

3、如图,已知正方形ABCD的边长为3,E是BC上一点,BE=,Q是CD上一动点,将△CEQ沿直线EQ折叠后,点C落在点P处,连接PA.点Q从点C出发,沿线段CD向点D运动,当PA的长度最小时,CQ的长为( )

A. B. C. D.3

【解析】

试题解析:如图所示:

在Rt△ABE中,AE=.

∵BC=3,BE=,

∴EC=3-.

由翻折的性质可知:PE=CE=3-.

∵AP+PE≥AE,

∴AP≥AE-PE.

∴当点A、P、E一条直线上时,AP有最小值.

∴AP=AE-PE=2-(3-)=3-3.

故选A.

考点:翻折变换(折叠问题).

4、如图,矩形中,,,点是边上一点,连接,把矩形沿折叠,使点落在点处.当为直角三角形时,的长为____________.

【分析】

当△CEB′为直角三角形时,有两种情况:

①当点B′落在矩形内部时,如答图1所示.

连结AC,先利用勾股定理计算出AC=10,根据折叠的性质得∠AB′E=∠B=90°,而当△CEB′为直角三角形时,只能得到∠EB′C=90°,所以点A、B′、C共线,即∠B沿AE折叠,使点B落在对角线AC上的点B′处,则EB=EB′,AB=AB′=6,可计算出CB′=4,设BE=x,则EB′=x,CE=8-x,然后在Rt△CEB′中运用勾股定理可计算出x.

②当点B′落在AD边上时,如答图2所示.此时四边形ABEB′为正方形.

【解析】

由题意知,需分两种情况讨论:

①当时,如图1,由折叠得,,,

∴,∴三点共线.在矩形中,,,∴.

∵,∴.

设,则,,

在中,,即,解得.

②当时,如图2,由折叠可知,

∴,,∴四边形是正方形,∴.

综上所述,当为直角三角形时,的长为或3.

【小结】

考查了折叠问题:折叠前后两图形全等,即对应线段相等;对应角相等.也考查了矩形的性质以及勾股定理.注意本题有两种情况,需要分类讨论,避免漏解.

5、如图,在矩形ABCD中,AB=6,AD=2,E是AB边上一点,AE=2,F是直线CD上一动点,将△AEF沿直线EF折叠,点A的对应点为点A′,当点E,A′,C三点在一条直线上时,DF的长为_____.

【分析】

利用勾股定理求出CE,再证明CF=CE即可解决问题.(注意有两种情形)

【解析】

解:如图,由翻折可知,∠FEA=∠FEA′,

∵CD∥AB,∴∠CFE=∠AEF,∴∠CFE=∠CEF,∴CE=CF,

在Rt△BCE中,EC= ,

∴CF=CE=2,

∵AB=CD=6,∴DF=CD﹣CF=6﹣2,

当点F在DC的延长线上时,易知EF⊥EF′,CF=CF′=2,

∴DF=CD+CF′=6+2

故答案为6﹣2或6+2.

【小结】

本题考查翻折变换、矩形的性质、勾股定理等知识,本题的突破点是证明△CFE的等腰三角形,属于中考常考题型.

6、如图,在菱形ABCD中,∠DAB=45°,AB=4,点P为线段AB上一动点,过点P作PE⊥AB交直线AD于点E,将∠A沿PE折叠,点A落在F处,连接DF,CF,当△CDF为直角三角形时,线段AP的长为__________.

【分析】

分两种情形讨论:①如图1,当DF⊥AB时,△CDF是直角三角形;②如图2,当CF⊥AB时,△DCF是直角三角形,分别求出即可.

【解析】

分两种情况讨论:①如图1,当DF⊥AB时,△CDF是直角三角形.

∵在菱形ABCD中,AB=4,∴CD=AD=AB=4.

在Rt△ADF中,∵AD=4,∠DAB=45,DF=AF=2,∴APAF.

②如图2,当CF⊥AB时,△DCF是直角三角形.

在Rt△CBF中,∵∠CFB=90°,∠CBF=∠A=45°,BC=4,∴BF=CF=2,∴AF=4+2,∴APAF=2.

综上所述:线段AP的长为或2.

故答案为:或2.

【小结】

本题考查了菱形的性质,等腰直角三角形的性质,折叠的性质,熟练掌握折叠的性质是解题的关键,正确画出图象,注意分类讨论的思想,属于中考常考题型.

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