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例谈折纸问题的解法

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折纸问题中隐含着很多数学知识,教材中曾多次出现,对同学们来说是一个难点.要解决折纸问题,同学们可先动手折纸,形成感性认识,再动脑思考,形成理性认识.“轴对称性质”是折纸问题的基本原理;“勾股定理”、“相似”是解决折纸问题的基本工具.

例1.如图,把一张长方形的纸片ABCD沿EF折叠后,ED与BC的交点为G,点D 、C分别落在D′、C′的位置上,若∠EFG= 55°,求∠1 ,∠2的度数.

解:由折叠可知:四边形EFCD与四边形EFC'D′关于EF对称,则∠EFC=∠EFC′,

而∠EFC=180°-∠EFG

=180°-55°=125°,

∠EFC′=125°,

∠GFC′=∠EFC′-∠EFG=125°-55°=70°,

由AD∥BC可知:ED′∥FC′

∠1=∠EGF=∠GFC′=70°,

∠2 + ∠1=180°,

∠2 =110°.

说明:本题的关键是:由四边形EFCD与四边形

EFC'D'关于EF对称,得出∠EFC=∠EFC′,而折叠后∠EFC′覆盖了∠EFG,可得∠GFC′=∠EFC′-∠EFG,问题就不难解决了。

例2.如图,折叠矩形ABCD的一边AD,使得点D落在BC边的点F处,已知AB= 8 cm ,BC=10cm ,求EC的长.

解:由折叠可知:

RtADE与RtAFE关于AE对称,

RtADE≌RtAFE,

AF=AD=BC=10cm,DE = EF,

CE+EF=CD=8 cm

在RtABF中,由勾股定理,得

BF2=AF2-AB2=102-82=36,

BF=6 cm,

CF=BC-BF=4cm.

设EC= x ,则EF=8-x.

在Rt EFC中,由勾股定理,得

CF2+ CE2=EF2,

42+x2= ( 8-x )2,

16 x =48, x =3,

EC=3 cm.

说明:这是一道利用“轴对称性质”和“勾股定理”解决折纸问题的典型例题. 在RtCEF中,由于CE+EF=CD=8 cm,设CE=x,用x表示出EF,再利用勾股定理,解之.

例3. 边长为12的正方形ABCD,在边BC上有一点P,已知PB=5 ,折叠这一正方形,使点A与点P重合,求折痕线EF的长.

解:连结AP,交EF于G,作FHAB于H,

在RtABP中,AB=12 ,PB=5

由勾股定理,得

AP2=AB2+ BP2=122+52=169,

AP= 13.

由折叠可知:点A与点P关于EF对称,

则直线EF是线段AP的垂直平分线,

∠BAP+∠AEG=∠EFH+∠AEG=90°,

∠BAP=∠EFH,

由正方形ABCD可得∠B=∠EHF=90°,AB=AD=HF,

ABP≌FHE.

EF=AP=13.

说明:本题直接求EF很困难,即便构造了

RtEFH,再求EF也不容易.而由ABP≌FHE,得到EF=AP,在RtABP中,利用勾股定理求出AP,就能很容易地求出EF了.

例4.如图,矩形ABCD中,AB= 6 ,先把它对折,折痕为EF ,展开后再折成如图所示,使点A落在EF上的点A′处。求第二次的折痕BG的长.

解:由第一次折叠可知:A、B两点关于EF对称,则直线EF是线段AB的对称轴,所以A'A=A'B.

由第二次折叠可知:

RtABG与RtA'BG关于BG对称,

RtABG≌RtA'BG,

A′B=AB=A'A,

A′BA是等边三角形,

∠ABG=∠A'BG=30°,

BG=2AG.

由勾股定理,得BG2-AG2=AB2

( 2AG)2- AG2=62

3AG2=36,

AG=2倍的根3.

说明:该题的图形很复杂,由两次折叠而成.关键是由第一次折叠得A、B两点关于EF对称,直线EF是线段AB的对称轴,从而直线EF就是线段AB的垂直平分线,得到A'A=A'B,再由第二次折叠得A' B=AB=A'A ,即A'BA是等边三角形,得出∠ABG=∠A'BG=30°,问题很容易解决了.