陳超
在四邊形折疊中求有關(guān)線段的長度或比值問題是中考??純?nèi)容之一。雖然此類問題會出現(xiàn)多種情境求值情況,但是解決這類問題還是有法可尋的。除了利用四邊形本身的性質(zhì)以外,重點應(yīng)從三方面進行思維突破:全等、勾股和相似。
一、折疊中求長度值的問題
例1 如圖1,將矩形紙片ABCD沿CE折疊,使點B落在邊AD上的點F處。若點E在邊AB上,AB=3,BC=5,則AE=。
【解析】由矩形的性質(zhì)可得,∠A=∠B=∠D=90°,CD=AB=3,AD=BC=5。
設(shè)AE=x。由折疊可知,△EFC≌△EBC,
則EF=EB=3-x,F(xiàn)C=BC=5,
∠EFC=∠EBC=90°。
在Rt△CDF中,∠D=90°,
則DF=[CF2-CD2]=[52-32]=4,
AF=AD-DF=5-4=1。
在Rt△AEF中,∠A=90°,
則AE2+AF2=EF2,
即x2+12=(3-x)2,解得x=[43]。
所以AE=[43]。
【點評】本題利用了矩形的性質(zhì),從折疊得到全等,再利用勾股定理求解,這也是常規(guī)的解題思路。除此之外,我們還可以利用相似求解。從圖中易得相似的基本圖形“K”型圖,即Rt△AEF∽Rt△DFC,則[AEDF]=[AFCD],據(jù)此亦可求出AE。
二、折疊中求距離值的問題
例2 如圖2,在矩形ABCD中,AD=12,AB=8,E是AB上一點,且EB=3,F(xiàn)是BC上一動點。若將△EBF沿EF對折后,點B落在點P處,則點P到點D的最短距離為。
【解析】由折疊可知,△EBF≌△EPF。雖然點F在BC上運動時,點P也隨之運動,但始終有EP=EB=3,所以點P在以E為圓心、EB為半徑的圓上,如圖3所示。
易知當(dāng)點E、P、D共線時,PD的值最小。
在Rt△AED中,∠A=90°,
AD=12,AE=AB-EB=8-3=5,
所以ED=[AE2+AD2]=[52+122]=13,
則PD=ED-EP=13-3=10,
即點P到點D的最短距離為10。
【點評】本題是折疊中的“單動點”求距離最值問題,其本質(zhì)是利用轉(zhuǎn)化思想求線段長度值的問題。依據(jù)“動”中求“靜”的思想,由折疊可知全等,動點、定長可判斷運動軌跡,從而根據(jù)取最值時的動點位置,運用勾股定理求解??梢娙?、勾股是本題重要的知識點,也是解題的重要思維突破口。
三、折疊中求比值的問題
例3 如圖4,在矩形ABCD中,[ABBC]=[23]。動點M從點A出發(fā),沿邊AD向點D勻速運動,動點N從點B出發(fā),沿邊BC向點C勻速運動,連接MN。動點M、N同時出發(fā),點M運動的速度為v1,點N運動的速度為v2,且v1<v2。當(dāng)點N到達點C時,M、N兩點同時停止運動。在運動過程中,將四邊形MABN沿MN翻折,得到四邊形MA′B′N。設(shè)A′B′與AD交于點E,若在某一時刻,點B的對應(yīng)點B′恰好與CD的中點重合,則[v1v2]的值為。
【解析】因為四邊形ABCD是矩形,所以∠A=∠B=∠C=∠D=90°,AB=CD,AD=BC。由翻折可得四邊形MA′B′N≌四邊形MABN,所以∠A′=∠A=90°,∠A′B′N=∠B=90°,A′M=AM,A′B′=AB,B′N=BN。由[ABBC]=[23],可設(shè)AB=2x,則AD=BC=3x,CB′=B′D=[12]CD=x。設(shè)BN=y,則B′N=y,CN=3x-y。在Rt△B′CN中,B′C2+NC2=B′N2,所以x2+(3x-y)2=y2,得y=[53]x,則CN=[43]x。由題意易得△B′CN∽△EDB′,利用三邊對應(yīng)成比例,可求得DE=[34]x,B′E=[54]x,所以A′E=A′B′-B′E=2x[-54]x=[34]x,則A′E=DE。易證△A′EM≌△DEB′(ASA),所以A′M=DB′=x,則AM=A′M=x。所以[v1v2]=[AMBN]=[x53x]=[35]。
【點評】本題是折疊中的“雙動點”求比值問題。題目中沒有給出線段的具體長度,故可以采用設(shè)參數(shù)的方法,將線段數(shù)值化。解決本題的關(guān)鍵是能從幾何直觀中發(fā)現(xiàn)由折疊得到一個直角三角形(Rt△B′CN)、兩個四邊形全等、兩個三角形相似和兩個三角形全等,再利用勾股定理、線段相等、線段成比例等獲得所要求的線段的數(shù)值,最終將速度比轉(zhuǎn)化成線段比。
(作者單位:江蘇省宿遷市宿豫區(qū)保安中心學(xué)校)