盧日榮
摘要:折疊題型就是把一個(gè)幾何圖形的一部分沿某一條直線或線段折疊,通過(guò)這部分圖形折疊變換前后相等的等量關(guān)系來(lái)命題。試題綜合考查了學(xué)生的觀察能力,空間想象能力和動(dòng)手能力。其形式多樣,變幻巧妙,立意新穎,綜合性強(qiáng)。因此這類題型是歷年各省市中數(shù)學(xué)考中的熱點(diǎn)題型,也是學(xué)生失分最嚴(yán)重的題型。為了使學(xué)生在這類題中不丟分,我們老師在數(shù)學(xué)中考備考中應(yīng)認(rèn)真專研這類考題特點(diǎn),弄清命題結(jié)構(gòu)和規(guī)律,在平時(shí)的訓(xùn)練中應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生的識(shí)圖能力、觀察能力及解決問(wèn)題的能力。
關(guān)鍵詞:折疊;折法;策略
在復(fù)習(xí)折疊問(wèn)題時(shí),教師應(yīng)歸納出這類題型的特征、考察形式以及有關(guān)的解題規(guī)律,總結(jié)出相關(guān)對(duì)策、解法并找到與此相關(guān)的一類題。下面本人結(jié)合實(shí)際教學(xué),談?wù)勛约涸趶?fù)習(xí)折疊問(wèn)題時(shí)的一些做法。
一、緊扣課本,梳理考點(diǎn)
通過(guò)學(xué)生的動(dòng)手操作,讓學(xué)生比較直觀認(rèn)識(shí)和理解幾何圖形的折疊變換的概念和特性。
1.幾何圖形折疊的概念
幾何圖形折疊就是把一個(gè)幾何圖形的一部分沿某一條線段或直線折疊,使它與原圖形的另一部分重疊或者不重疊。
2.幾何圖形折疊的特性
(1)幾何圖形的折疊部分前和后都是全等形。
(2)幾何圖形的折疊部分所在折疊前和折疊后的位置,關(guān)于折痕成軸對(duì)稱。
例1(石家莊市)如圖1,在矩形ABCD的紙片中,要在矩形ABCD的紙片里折出一個(gè)最大的正方形。有同學(xué)把矩形的一個(gè)∠B沿線段AE向上折疊,使AB與AD邊上的AF重合,則四邊形ABEF就是一個(gè)最大的正方形。這位同學(xué)說(shuō)四邊形ABEF是一個(gè)最大正方形,根據(jù)什么來(lái)判定呢?
分析:這位同學(xué)把矩形的一個(gè)∠B線段AE向上折疊,使AB和AD邊上的AF重合,根據(jù)折疊的性質(zhì),很容易得到: ,對(duì)角線平分內(nèi)角的矩形是正方形,因此四邊形ABEF在矩形ABCD里就是一個(gè)最大的正方形。
二、回歸課本,掌握折法
在各省市數(shù)學(xué)中考有關(guān)折疊題目中,有很多是源于課本的。命題者通過(guò)課本的例題、習(xí)題進(jìn)行“二次開(kāi)發(fā)”,變成一道新的考試題目。對(duì)這類緊扣課本試題,我們?cè)跀?shù)學(xué)中考復(fù)習(xí)中一定要注意對(duì)課本有關(guān)折疊知識(shí)的研究與挖掘,得出解題規(guī)律,化繁為簡(jiǎn),達(dá)到靈活變通、觸類旁通的目
的。下面以初中數(shù)學(xué)人教版教材中的兩道題目為例,弄清在折疊中對(duì)直角三角形和矩形是怎樣折的問(wèn)題。
例2(人教版八年級(jí)上冊(cè)第58頁(yè)第14題)如圖2,在直角三角形ABC中,若∠C=90°∠B=30°,要把這個(gè)直角三角形均勻分成三個(gè)面積相等的直角三角形,你有辦法嗎?請(qǐng)你試著在圖上畫(huà)出來(lái),并說(shuō)明原因。
解:作∠A的平分線AD交BC于D,過(guò)D作DE⊥AB于E,得到3個(gè)全等三角形。
∵∠C=90°∠B=30°
∴∠CAB=60°
∵AD為∠BAC的角平分線
∴∠BAD=∠CAD= ∠CAB=30°
∴AC= ?CD,且S△ACD= AC·CD
∵∠DAE=30°且∠DEA=90°
∴AD=2DE
∴DE=CD可證△ACD≌△AED
同理△ACD≌△BED
S△ADE= AE·DE=S△BDE= BE·DE=S△ACD
通過(guò)分析很容易得出此類題解題方法如圖3所示沿∠CAB的角平分線AD和邊AB的垂直平分線,DE劃分即可。此題看似與折疊問(wèn)題無(wú)關(guān),但它實(shí)際包含了直角三角形的幾種常見(jiàn)的折疊類型,歸納如下:
1、沿一個(gè)銳角的角平分線折疊,如圖4;
2、沿斜邊的垂直平分線折疊,如圖5;
3、沿一條直角邊的垂直平分線折疊,如圖6;
變式訓(xùn)練:
1、圖2中,若AC=3,BC=4求線段CD的長(zhǎng)
2、圖3中,若AC=3,BC=4求線段CD的長(zhǎng)
3、圖4中,若AC=3,BC=4求線段CE的長(zhǎng)
規(guī)律總結(jié):利用折疊的性質(zhì)得到的直角和相等的邊或角,選擇適當(dāng)?shù)闹苯侨切?,運(yùn)用勾股定理列方程或利用直角三角函數(shù),是解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵。
例3(人教版八年級(jí)上冊(cè)第53頁(yè)練習(xí)2)四邊形ABCD是矩形,△BCD沿矩形對(duì)角線BD向上折疊,如圖7重疊部分△BFD是一個(gè)等腰三角形嗎?為什么?
此題是矩形折疊后的有關(guān)三角形證明,解決矩形的折疊問(wèn)題,實(shí)際上是把它轉(zhuǎn)化為三角形的問(wèn)題去解決。矩形折疊與三角形折疊相比較,矩形折疊中的條件更豐富,融入了矩形的性質(zhì)的運(yùn)用,因而它比三角形的折疊更復(fù)雜,常以此題基礎(chǔ)變式出了許多的中考題型。如2018年廣東中考題數(shù)學(xué)第22題。
規(guī)律總結(jié):矩形常見(jiàn)的折疊規(guī)律
(1)如圖8,沿矩形ABCD的對(duì)角線BD折疊。
(2)如圖9,沿矩形ABCD的對(duì)角線BD折疊。
(3)如圖10,△BCE沿直線CE向上折疊,點(diǎn)B落在線段AD點(diǎn)F上。
變式訓(xùn)練:
(1)圖8中,若AB=3,BC=4求線段AF的長(zhǎng)
(2)圖9中,若AB=3,BC=4求線段AF的長(zhǎng)
(3)圖10中,若AC=3,BC=5求線段AF的長(zhǎng)
規(guī)律總結(jié):首先要抓住矩形折疊的本質(zhì)特點(diǎn),找出折疊前后相等的邊和角,再把矩形折疊問(wèn)題轉(zhuǎn)化為直角三角形問(wèn)題,找出關(guān)鍵的直角三角形,運(yùn)用勾股定理列方程或解直角三角形來(lái)解決這類問(wèn)題。
三、研究中考,剖析題型
在掌握幾何圖形折疊的性質(zhì)及折疊問(wèn)題中常見(jiàn)的折疊法后,我們就要剖析各省市的中考中關(guān)于幾何圖形折疊問(wèn)題的常見(jiàn)類型題,引導(dǎo)學(xué)生觸類旁通,懂一題會(huì)一片。培養(yǎng)學(xué)生解決幾何圖形折疊問(wèn)題的能力,真正做到胸有成竹。
1.幾何圖形折疊后求角度
例4(2016.長(zhǎng)沙市)在一般△ABC中。
(1)如圖②所示,點(diǎn)A向下沿DE折疊,使點(diǎn)A落在四邊形BCED的內(nèi)部點(diǎn)A′的位置,∠1、∠2與∠A之間存在怎樣的數(shù)量關(guān)系?為什么?
(2)如圖①,點(diǎn)A向下沿DE折疊,點(diǎn)A剛好落在邊AC上的點(diǎn)A′的位置,∠A與∠1存在怎樣的數(shù)量關(guān)系?為什么?
(3)如圖③,點(diǎn)A向下沿DE折疊,使點(diǎn)A落在四邊形BCED的外部點(diǎn)A′的位置,∠A、∠1與∠2之間存在怎樣的數(shù)量關(guān)系?為什么?
解:(1)∵如圖②點(diǎn)A折疊后落在點(diǎn)A′的位置,點(diǎn)A′在四邊形BCED內(nèi)
∴∠ADE=∠A′DE∠AED=∠A′ED
∴∠ADE=12(180°-∠1)∠AED=12(180°-∠2)
在△ADE中,∠A+∠ADE+∠AED=180°
∴∠A+12(180°-∠1)+12(180°-∠2)=180°
整理得,2∠A=∠1+∠2
(2)如圖①∵點(diǎn)A折疊后落在點(diǎn)A′的位置,點(diǎn)A′在線段上,
∴∠A=∠DA′E
由三角形外角性質(zhì)得:∠1=∠A+∠DA′E=2∠DA′E=2∠A
(3)如圖③,∵點(diǎn)A折疊后落在點(diǎn)A′的位置,點(diǎn)A′在四邊形BCED外
∴∠A=∠A′由三角形的外角性質(zhì)得:∠3=∠2+∠A′∠1=∠A+∠3
∴∠1=∠A+∠2+∠A′=∠2+2∠A
即∠1=∠2+2∠A.
經(jīng)驗(yàn)總結(jié):如果幾何圖形只有一次折疊,我們只要抓住幾何圖形折疊的性質(zhì),利用折疊前后兩個(gè)三角形是全等型這一本質(zhì)特征,就可以解決問(wèn)題。對(duì)于幾次折疊的問(wèn)題可通過(guò)操作相結(jié)合的方法解決。
2.幾何圖形折疊后求線段長(zhǎng)度
例5(濟(jì)南市2000年中考試題)
如圖11,四邊形ABCD是矩形,先沿對(duì)角線BD折出一條
折痕,再AD向BD折疊,使落AD在對(duì)角線BD上,DG是折線,
若AD =1,AB =2,求AG。
分析:(如圖12)A1是A點(diǎn)落在BD上的位置,
連結(jié) A1G,根據(jù)折疊的性質(zhì)得:
△ADG ≌△A1DG,AG = A1G,AD = A1D。
∵矩形ABCD,AB =2,AD =1,在Rt△BAD中,
根據(jù)勾股定理得
∴BD = =
BA1= –1∵∠ BA1G =∠ A =90°
設(shè)AG = A1G= X,在Rt△BA1G中
利用勾股定理列出方程:x2+( –1)2=(2– x )2
∴ x = ,即:AG =
經(jīng)驗(yàn)總結(jié):此題按折疊法可歸類為矩形沿某條直線折疊。此類題能得出幾個(gè)直角三角形是關(guān)鍵,然后反復(fù)利用直角三角形的勾股定理,得到要求的線段長(zhǎng)度。所以遇到這種題型一定要抓住折疊前后的線段和角度不變這一特點(diǎn),弄清線段之間的等量關(guān)系,利用相關(guān)的定理得出結(jié)論。
3.幾何圖形折疊后證明
例6(2018廣東)如圖13,四邊形ABCD是矩形,且AB?AD,ΔABC沿矩形沿對(duì)角線AC向上折疊,使點(diǎn)B落在矩形ABCD外面點(diǎn)E處,AE交CD于F,連接DE。
求證:ΔCED ≌ΔADE
求證:ΔEDF是等腰三角形。
證明:∵四邊形ABCD是矩形, AD=BC,AB=CD
根據(jù)折疊性質(zhì)得:BC=CE,B=AE
∴AD=CE,AE=CD
在ΔADE和ΔCED中
∴ΔADE ≌ΔCED
(2)由(1)得ΔADE ≌ΔCED
∴∠DEA=∠EDC 即∠DEF=∠EDF
∴EF=DF
∴ΔDEF是等腰三角形。
例7(??谑校┤鐖D14,四邊形ABCD是矩形,將ΔBCD沿矩形對(duì)角線BD折疊,點(diǎn)C落在矩形ABCD外點(diǎn)E處,BE交AD于F,連結(jié)AE。
求證:(1)BF=DF;(2)AE∥BD。
證明:(1)能正確說(shuō)明∠ADB=∠EBD(或△ABF≌△EDF)
∴BF=DF。
(2)能得出∠AEB=∠DBE(或∠EAD=∠BDA)
∴AE∥BD
經(jīng)驗(yàn)總結(jié):對(duì)于此類折疊后證明的題型,我們要先折疊的性質(zhì)出發(fā),得到相等的角和線段,發(fā)掘出其中的角和線段的數(shù)量關(guān)系,利用三角形全等或線段的數(shù)量關(guān)系用方程表示出來(lái),達(dá)到求解的目的。
4.幾何圖形折疊后求函數(shù)問(wèn)題
例8(上海市)如圖15,△ABC是銳角三角形,AH⊥BC于點(diǎn)H,BC=9,AH=6,AB邊上的任意一點(diǎn)D,過(guò)點(diǎn)D作DE∥BC,交AC于E。設(shè)△ADE的高AF=x(0 (1)①求出當(dāng)0 (2)當(dāng)x取什么值時(shí),y的值最大或最小值?是多少? 解:(1)①當(dāng)0 ∵DE∥BC ∴∠ADE=∠B,∠AED=∠C ∴△ADE∽△ABC ∴ .∴ ,即 又∵FA'=FA=x ∴y= DE·A'F= · x·x ∴ (0 ②當(dāng)3 ∵FH=6-AF=6-x A'H=A'F-FH=x-(6-x)=2x-6 又∵DE∥PQ ∴△A'PQ∽△A'DE ∴ ∴ ∴ (2)當(dāng)0 當(dāng)3 ∵y1 經(jīng)驗(yàn)總結(jié):此題考察了幾何折疊問(wèn)題與動(dòng)點(diǎn)函數(shù)問(wèn)題。利用幾何圖形折疊的性質(zhì)、相似三角形的性質(zhì)和二次函數(shù)的性質(zhì)。求出函數(shù)的最大值最小值。解決此類題的關(guān)鍵是熟練掌握相似三角形的性質(zhì),找出線段的等量關(guān)系,也就是函數(shù)關(guān)系,從而快速求解。 幾何圖形的折疊問(wèn)題是數(shù)學(xué)中考的熱點(diǎn)、難點(diǎn)題型。此類題型綜合考察學(xué)生的空間想能力和知識(shí)的綜合運(yùn)用能力。在平時(shí)的復(fù)習(xí)訓(xùn)練中,要培養(yǎng)學(xué)生數(shù)形結(jié)合的思想與綜合運(yùn)用能力。雖然此類題型變化之多,考察范圍之廣,但是經(jīng)過(guò)深入研究之后,我們不難發(fā)現(xiàn)其中的命題規(guī)律,在解決此類題型,我們要教會(huì)學(xué)生細(xì)心觀察,利用幾何圖形折疊的性質(zhì),發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在,化繁為簡(jiǎn),才能輕車熟路,得心應(yīng)手。 參考文獻(xiàn): [1]甘曉云.圖形折疊與變換[J].學(xué)苑創(chuàng)造:C版,2018(4):4-4. [2]朱曉勤.矩形折疊問(wèn)題的深度探析[J].文理導(dǎo)航,2018(20):1-1. [3]肖學(xué)仕.巧解初中幾何折疊問(wèn)題[J].數(shù)理化解題研究:初中版,2014(9):1-1. [4]李殿起.折疊圖形問(wèn)題的解法[J].初中生之友,2003(Z5):37-39.