资源描述
——中考数学经典题整理(带详细解析答案)
折叠类探究题
例1.如图,在矩形ABCD纸片中,AB=10 cm,BC=12 cm.点P在BC边上,将△PAB沿AP折叠得△PAE,连接CE,DE.
(1)当点E落在AD边上时,CE=________;
(2)当△CDE分别满足下列条件时,求PB的长.
①DE=CD;
②DE=CE.
第1题图
解:(1)2 cm;
【解法提示】如解图①,
∵将△PAB沿AP折叠,得△PAE,E落在AD边上,
∴四边形ABPE是正方形,
∴PB=PE=AB=10 cm,
∴PC=2 cm,
∴CE==2 cm.
第1题解图①
(2)①如解图②,过E作MN⊥AD于M,交BC于N,则MN⊥BC,
第1题解图②
∵DE=CD,AE=AB=CD=DE,
∴AE=10 cm,
∴AM=AD=BN=6 cm,
∴ME==8 cm,
∴EN=MN-ME=2 cm,
易知△AME∽△ENP,
∴=,
∴=,
∴PE= cm,
∴PB=PE= cm;
②如解图③,过E作MN⊥AD于M,交BC于N,过E作EQ⊥CD于Q,
第1题解图③
∵DE=CE,
∴DQ=CD=5 cm,∴ME=5 cm,
∴EN=MN-ME=5 cm,
∴AM==5 cm,
∴BN=5 cm,
同理得=,
∴=,
∴PE= cm,
∴PB=PE= cm.
例2.如图,在平行四边形ABCD中,AB=9,AD=13,tanA=,P是射线AD上一点,连接PB,沿PB将△APB折叠,得到△A′PB.
第2题图
(1)当∠DPA′=10°时,∠APB=________;
(2)当PA′⊥BC时,求线段PA的长度;
(3)当点A′落在平行四边形ABCD的边所在的直线上时,求线段PA的长度.
解:(1)85°或5°或95°;
【解法提示】当点P在线段AD上,且∠APB<90°时,点A′在平行四边形ABCD的内部,
∵∠DPA′=10°,∴∠APA′=180°-∠DPA′=170°,
∴∠APB=∠APA′=85°;
如解图①,当点P在线段AD上,且∠APB>90°时,点A′在平行四边形ABCD的外部,
∵∠DPA′=10°,
∴∠APA′=180°-∠DPA′=170°,
∴∠APB=(360°-∠APA′)=95°;
如解图②,当点P在AD的延长线上,则∠APB=
∠DPA′=5°;
第2题解图
(2)∵四边形ABCD是平形四边形,∴AD∥BC,
若PA′⊥BC,则PA′⊥AD,
∴∠APB=∠A′PB=45°,
如解图③,作BH⊥AD于点H,
第2题解图③
∵tanA=,
∴设AH=5x,BH=12x,
在Rt△ABH中,由勾股定理得AB==13x=
9, 解得x=,
∴AH=,BH=,
∵在Rt△BHP中,∠BPH=45°,
∴BH=PH=,
∴AP=AH+PH=;
(3)①如解图④,当点A′在AD上时,
第2题解图④
∵AB=A′B,
∴∠1=∠2,
∴BP⊥AD,且A′P=AP,
∵tanA=,
∴AP=·AB=;
②如解图⑤,当点A′在BC上时,
第2题解图⑤
由折叠可知,A′B=AB,AP=A′P,∠3=∠4,
又∵AD∥BC,
∴∠5=∠4,
∴∠3=∠5,
∴AB=PA,
∴四边形ABA′P为菱形,
∴AP=9;
③如解图⑥,当点A′在AB的延长线上时,∠ABP=
∠ABA′=90°,
∴AP=×AB=.
第2题解图⑥
综上,线段PA的长度为或9或.
例3.如图,已知一个直角三角形纸片ACB,其中∠ACB=90°,AC=4,BC=3,E、F分别是AC、AB边上的点,连接EF.
(1)如图①,若将纸片ACB的一角沿EF折叠,折叠后点A落在AB边上的点D处,且使S四边形ECBF=3S△EDF,求AE的长;
(2)如图②,若将纸片ACB的一角沿EF折叠,折叠后点A落在BC边上的点M处,且使MF∥CA.
①试判断四边形AEMF的形状,并证明你的结论;
②求EF的长;
(3)如图③,若FE的延长线与BC的延长线交于点N,CN=1,CE=,求的值.
第3题图
解:(1)如解图①,
第3题解图①
∵折叠后点A落在AB边上的点D处,
∴EF⊥AB,△AEF≌△DEF.
∴S△AEF=S△DEF.
∵S四边形ECBF=3S△EDF,
∴S四边形ECBF=3S△AEF.
∵S△ACB=S△AEF+S四边形ECBF,
∴S△ACB=S△AEF+3S△AEF=4S△AEF.
∴=.
∵∠EAF=∠BAC,∠AFE=∠ACB=90°,
∴△AEF∽△ABC.
∴=()2.
∴()2=.
在Rt△ACB中,∵∠ACB=90°,AC=4,BC=3,
∴AB2=AC2+BC2.即AB==5.
∴()2=,∴AE=;
(2)①四边形AEMF是菱形.
证明:∵折叠后点A落在BC边上的点M处,
∴∠CAB=∠EMF,AE=ME,
又∵MF∥CA,
∴∠CEM=∠EMF.
∴∠CAB=∠CEM.
∴EM∥AF.
∴四边形AEMF是平形四边形.
又∵AE=ME,
∴四边形AEMF是菱形.
②连接AM、AM与EF交于点O,如解图②,
第3题解图②
设AE=x,则AE=ME=x,EC=4-x.
∵∠CEM=∠CAB,∠ECM=∠ACB=90°,
∴Rt△ECM∽Rt△ACB.
∴=,
∵AB=5,
∴=,解得x=.
∴AE=ME=,EC=.
在Rt△ECM中,
∵∠ECM=90°,
∴CM2=EM2-EC2.
即CM===.
∵四边形AEMF是菱形,
∴OE=OF,OA=OM,AM⊥EF.
∴S菱形AEMF=4SAOE=2OE·AO.
在Rt△AOE和Rt△ACM中,
∵tan∠EAO=tan∠CAM,
∴=.
∵CM=,AC=4,
∴AO=3OE,
∴S菱形AEMF=6OE2.
又∵S菱形AEMF=AE·CM,
∴6OE2=×.
∴OE=.
∴EF=.
(3)如解图③,过点F作FH⊥CB于点H,
第3题解图③
在Rt△NCE和Rt△NHF中,
∵tan∠ENC=tan∠FNH,
∴=,
∵NC=1,EC=,
∴=,设FH=x,则NH=x,
∴CH=x-1.
∵BC=3,
∴BH=BC-CH=3-(x-1)=4-x.
在Rt△BHF和Rt△BCA中,
∵tan∠FBH=tan∠ABC,
∴=,解得x=.
∴HF=.
∵∠B=∠B,∠BHF=∠BCA=90°,
∴△BHF∽△BCA.
∴=,即HF·BA=CA·BF.
∴×5=4BF.∴BF=2.
∵AF=3.
∴=.
例4.如图,四边形ABCD为一个矩形纸片,AB=3,BC=2,动点P自D点出发沿DC方向运动至C点后停止.△ADP以直线AP为轴翻折,点D落到点D1的位置.设DP=x,△AD1P与原纸片重叠部分的面积为y.
(1)当x为何值时,直线AD1过点C?
(2)当x为何值时,直线AD1过点BC的中点E?
(3)求出y与x的函数表达式.
第4题图
解:(1)由题意得,△ADP≌△AD1P,
∴AD1=AD=2,PD=PD1=x,∠PD1A=∠PDA=90°,
∵直线AD1过点C,
∴PD1⊥AC,
在Rt△ABC中,∵AB=3,BC=2,
∴AC==,
CD1=-2,
在Rt△PCD1中,PC2=PD+CD,
即(3-x)2=x2+(-2)2,
解得x=,
∴当x=时,直线AD1过点C;
(2)如解图①,连接PE,
第4题解图①
∵E为BC中点,
∴BE=CE=1,
在Rt△ABE中,
AE==,
又∵AD1=AD=2,PD=PD1=x,
∴D1E=-2,PC=3-x,
在Rt△PD1E和Rt△PCE中,
有x2+(-2)2=(3-x)2+12,
解得x=,
∴当x=时,直线AD1过BC的中点E;
(3)如解图②,当0<x≤2时,点D1在矩形内部,y=x;
图② 图③
第4题解图
如解图③,当2<x≤3时,点D1在矩形外部,PD1与AB交于点F,
∵AB∥CD,∴∠1=∠2,
∵∠1=∠3,∴∠2=∠3,∴FP=FA,
作PG⊥AB,垂足为点G,
设FP=FA=a,
由题意得,AG=DP=x,FG=x-a,
在Rt△PFG中,由勾股定理,得
(x-a)2+22=a2,
解得a=,
∴y=×2×=,
综上所述,当0<x≤2时,y=x;当2<x≤3时,y=.
例5.阅读下列材料:如图①,在Rt△ABC中,∠C=90°,D为边AC上一点,DA=DB,E为BD延长线上一点,∠AEB=120°.
(1)猜想AC、BE、AE的数量关系,并证明.小明的思路是:根据等腰△ADB的轴对称性,将整个图形沿着AB边的垂直平分线翻折,得到点C的对称点F,如图②,过点A作AF⊥BE,交BE的延长线于F,请补充完成此问题;
(2)参考小明思考问题的方法,解答下列问题:如图③,在等腰△ABC中,AB=AC,D、F在直线BC上,DE=BF,连接AD,过点E作EG∥AC交FH的延长线于点G,∠DFG+∠D=∠BAC.
①探究∠BAD与∠CHG的数量关系;
②请在图中找出一条和线段AD相等的线段,并证明.
第5题图
解:猜想:AC=BE+AE.
理由如下:如题图②,
∵DA=DB,
∴∠DAB=∠DBA,
∵AF⊥BF,
∴∠F=∠C=90°,
在△ABF和△BAC中,
,
∴△ABF≌△BAC(AAS),
∴AC=BF,
∵∠AEB=120°=∠F+∠FAE,
∴∠FAE=30°,
∴EF=AE,
∴AC=BF=BE+EF=BE+AE,
∴AC=BE+AE;
问题:(1)如题图③中,
∵∠ACF=∠D+∠CAD,∠D+∠DFG=∠BAC,
∴∠CHG=∠CFH+∠FCH=∠CFH+∠D+∠CAD=∠BAC+∠CAD=∠BAD,
∴∠CHG=∠BAD;
(2)结论:AD=FG.
理由如下:
如解图③中,反向延长BD到R,使得BR=CD,连接AR,作AJ∥CD交EG的延长线于点J,连接FJ,
第5题解图③
∵AJ∥CE,AC∥JE,
∴四边形ACEJ是平行四边形,
∴AJ=CE,AC=JE,
∵AB=AC,
∴JE=AB,∠ABC=∠ACB,
∴∠ABR=∠ACD,
在△ABR和△ACD中,
,
∴△ABR≌△ACD(SAS),
∴AR=AD,
∵BR=CD,BF=DE,
∴FR=CE=AJ,EF=BD,
又∵AJ∥RF,
∴四边形ARFJ是平行四边形,
∴JF=AR=AD,
在△ABD和△JEF中,,
∴△ABD≌△JEF(SSS),
∴∠EJF=∠BAD,
又∵∠JGH=∠GHC,
∵∠BAD=∠CHG=∠FGJ,
∴∠EJF=∠FGJ,
∴FG=FJ,
∴AD=FG.
例6.如图,长方形纸片ABCD中,AB=8,将纸片折叠,使顶点B落在边AD上的E点处,折痕的一端G点在边BC上.
(1)如图①,当折痕的另一端F在AB边上且AE=4时,求AF的长;
(2)如图②,当折痕的另一端F在AD边上且BG=10时,
①求证:EF=EG;
②求AF的长;
(3)如图③,当折痕的另一端F在AD边上,B点的对应点E在长方形内部,E到AD的距离为2,且BG=10时,求AF的长.
第6题图
(1)解:∵纸片折叠后顶点B落在边AD上的E点处,
∴BF=EF,
∵AB=8,∴EF=8-AF,
在Rt△AEF中,AE2+AF2=EF2,
即42+AF2=(8-AF)2,解得AF=3;
(2)①证明:∵纸片折叠后顶点B落在边AD上的E点处,∴∠BGF=∠EGF,
∵长方形纸片ABCD的边AD∥BC,
∴∠BGF=∠EFG,∴∠EGF=∠EFG,∴EF=EG;
②解:∵纸片折叠后顶点B落在边AD上的E点处,
∴EG=BG=10,HE=AB=8,FH=AF,
∴EF=EG=10,
在Rt△EFH中,由勾股定理得FH===6,∴AF=FH=6;
(3)解:如解图,设EH与AD相交于点K,过点E作MN∥CD分别交AD、BC于点M、N,
第6题解图
∵E到AD的距离为2,
∴EM=2,EN=8-2=6,
在Rt△ENG中,GN===8,
∵∠GEN+∠KEM=180°-∠GEH=180°-90°=90°,
∠GEN+∠NGE=180°-90°=90°,
∴∠KEM=∠NGE,
又∵∠ENG=∠KME=90°,∴△GEN∽△EKM,
∴==,即==,
解得EK=,KM=,
∴KH=EH-EK=8-=,
∵∠FKH=∠EKM,∠H=∠EMK=90°,
∴△FKH∽△EKM,∴=,即=,
解得FH=,
∴AF=FH=.
例7.在等腰Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,D是斜边BC的中点,连接AD.
(1)如图①,E是AC的中点,连接DE,将△CDE沿CD翻折到△CDE′,连接AE′,当AD=时,求AE′的值;
(2)如图②,在AC上取一点E,使得CE=AC,连接DE,将△CDE沿CD翻折到△CDE′,且AE′交BC于点F,求证:DF=CF.
第7题图
(1)解:∵∠BAC=90°,AB=AC,D是斜边BC的中点,
∴∠ADC=90°,∠ACD=45°,
在Rt△ADC中,AC==2,
∵E是AC的中点,
∴CE=AC=1,
∵将△CDE沿CD翻折到△CDE′,
∴CE′=CE=1,∠ACE′=90°,
由勾股定理得:
AE′==;
(2)证明:如解图,过B作AE′的垂线交AD于点G,交AC于点H,
第7题解图
∵∠ABH+∠BAF=90°,∠CAF+∠BAF=90°,
∴∠ABH=∠CAF,
又∵AB=AC,∠BAH=∠ACE′=90°,
∴△ABH≌△CAE′,
∴AH=CE′=CE,
∵CE=AC,
∴AH=HE=CE,
∵D是BC中点,
∴DE∥BH,
∴G是AD中点,
在△ABG和△CAF中
,
∴△ABG≌△CAF(ASA),∴AG=CF,
∵AG=AD,∴CF=AD=CD,∴DF=CF.
例8.【问题情境】
在数学综合与实践课上,老师让同学们以“正方形的折叠为主题开展活动”,如图①,四边形ABCD是正方形,AB=5,点E是CD边上的一动点,连接AE.
【操作发现】
(1)将△ADE沿AE折叠得△AD′E,如图②,当点D′到BC的距离等于1时,求点E到BC的距离.
【继续探究】
(2)在(1)的条件下,创新小组在图②中,连接BE,如图③,发现∠AEB=2∠EBC,请你证明这个结论.
【深入探究】
(3)创新小组将图②沿MN向下折叠,使点A与点E,连接DD′并延长交BC于点F,如图④,求四边形MNFD的面积.
第8题图
解:(1)如解图①,过点D′作XY∥BC,与AB、CD分别交于点X、Y,
∵四边形ABCD是正方形,
第8题解图①
∴∠B=∠C=90°,AB∥CD,
∴四边形BCYX是矩形,
∵点D′到BC的距离为1,
∴BX=CY=1,
∴AX=AB-BX=5-1=4,
由折叠知:AD′=AD=5,
在Rt△AXD′中,由勾股定理得XD′==3,
∴D′Y=XY-XD′=5-3=2,
由题易证△AXD′∽△D′YE,
∴=,
∴=,
∴YE=,
∴CE=YE+YC=+1=,
∴点E到BC的距离等于;
(2)证明:由(1)知,CE=,
∴DE=DC-CE=5-=,
∴DE=CE,
又∵AD=BC,∠C=∠ADE,
∴△ADE≌△BCE,
∴AE=BE,
如解图②,过点E作EZ⊥AB于点Z,
第8题解图②
∴EZ平分∠AEB,
∴∠AEB=2∠BEZ,
∵EZ⊥AB,BC⊥AB,
∴EZ∥BC.
∴∠BEZ=∠EBC,
∴∠AEB=2∠EBC;
(3)∵点A、点E关于MN对称,
∴MN垂直平分AE,
同理:AE垂直平分DD′,
∴MN∥DF,
又∵MD∥NF,
∴四边形MNFD是平行四边形,
如解图③,设AE与MN,DD′分别相交于点G、H,
第8题解图③
在Rt△ADE中,由勾股定理得
AE=
=
=,
∴GE=AE=×=.
在Rt△ADE中,DH·AE=AD·DE,
∴DH===,
在Rt△DEH中,由勾股定理得
EH===,
∴GH =GE-EH=-=,
∵△ADE ≌△DCF,∴AE=DF,∴DF=,
∴S四边形MNFD=DF·GH=×=.
例9.【问题情境】
(1)数学课上,老师出了一道题,如图①,Rt△ABC中,∠C=90°,AC=AB,求证:∠B=30°,请你完成证明过程;
【继续探究】
(2)如图②,四边形ABCD是一张边长为2的正方形纸片,E、F分别为AB、CD的中点,沿过点D的折痕将纸片翻折,使点A落在EF上的点A′处,折痕交AE于点G,请运用(1)中的结论求∠ADG的度数和AG的长;
【拓展应用】
(3)若矩形纸片ABCD按如图③所示的方式折叠,B、D两点恰好重合于一点O(如图④),当AB=6时,求EF的长.
第9题图
(1)证明:Rt△ABC中,∠C=90°,AC=AB,
∵sinB==,
∴∠B=30°;
(2)解:∵正方形边长为2,E、F分别为AB、CD的中点,
∴EA=FD=×CD=1,
∵沿过点D的折痕将纸片翻折,使点A落在EF上的点A′处,
∴A′D=AD=2,
∴=,
∴∠FA′D=30°,
可得∠FDA′=90°-30°=60°,
由折叠性质可得∠ADG=∠A′DG,AG=A′G,
∴∠ADG===15°,
∵A′D=2,FD=1,
∴A′F==,
∴EA′=EF-A′F=2-,
∵∠EA′G+∠DA′F=180°-∠GA′D=90°,
∴∠EA′G=90°-∠DA′F=90°-30°=60°,
∴∠EGA′=90°-∠EA′G=90°-60°=30°,
则AG=AG′=2EA′=2(2-);
(3)解:∵折叠后B、D两点恰好重合于一点O,
∴AO=AD=CB=CO,
∴DA=,
∵∠D=90°,
∴∠DCA=30°,
∵AB=CD=6,
在Rt△ACD中,=tan30°,
则AD=DC·tan30°=6×=2,
∵∠DAF=∠FAO=∠DAO==30°,
∴=tan30°=,∴DF=AD=2,∴DF=FO=2,
同理EO=2,
∴EF=EO+FO=4.
例10.如图,在△ABC中,∠BAC=90°,将△ABC沿AD翻折,点B恰好与点C重合,点E在AC边上,连接BE.
(1)如图①,若点F是BE的中点,连接DF,且AF=5,AE=6,求DF的长;
(2)如图②,若AF⊥BE于点F,并延长AF交BC于点G,当点E是AC的中点时,连接EG,求证:AG+EG=BE;
(3)在(2)的条件下,连接DF,请直接写出∠DFG的度数.
第10题图
解:(1)由折叠的性质得:AB=AC,BD=CD,∴AD⊥BC,
在Rt△ABE中,∵点F是BE的中点,
∴AF是Rt△ABE斜边上的中线,∴AF=BE,
∵AF=5,∴BE=10,
在Rt△ABE中,AE=6,BE=10,∴AB=8,
又∵AB=AC,∴AC=8,
∴CE=AC-AE=2,∴DF=CE=1;
(2)证明:如解图①,过点C作CM⊥AC,交AG的延长线于点M,则∠ACM=90°,
第10题解图①
又∵∠BAC=90°,∴∠BAC=∠ACM,
∵AF是△ABE的高,
∴∠AFB=90°,∴∠1+∠BAF=90°,
∵∠BAC=90°,
∴∠2+∠BAF=90°,∴∠1=∠2,
在△ABE和△CAM中,
,
∴△ABE≌△CAM(ASA),
∴AE=CM,BE=AM,
又∵点E是AC边的中点,
∴CE=AE=CM,
∵AB=AC,∠BAC=90°,
∴∠ABC=∠ACB=45°,
又∵∠ACM=90°,
∴∠MCG=∠ACB=45°,
在△CEG和△CMG中,
,
∴△CEG≌△CMG(SAS),∴EG=GM,
又∵BE=AM,
∴AG+EG=AG+GM=AM=BE;
(3)∠DFG=45°.
【解法提示】如解图②,过点D作DN⊥DF,交AG的延长线于点N,则∠NDF=90°,
第10题解图②
∵AD⊥BC,
∴∠ADB=90°=∠NDF,∴∠ADB+∠ADF=∠NDF+∠ADF,即∠BDF=∠ADN,
∵∠ADB=∠AFB=90°,∠5=∠6,
∴∠3=∠4,
在Rt△ABC中,BD=DC,
∴AD=BC=BD,
在△BDF和△ADN中,,
∴△BDF≌△ADN(ASA),
∴DF=DN,
又∵∠NDF=90°,
∴∠DFN=∠DNF=45°,即∠DFG=45°.
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