幾何中的摺疊最值問題是歷年中考命題的一大熱點與難點, 主要體現兩個模型應用。
模型1:摺痕過定點,摺疊前後線段相等(段BA'長度不變,A'的路徑為圓弧
思路:求A'C最小,轉化為BA'+A'C最小利用三角形三邊關係求解。
模型2:摺痕摺痕經過兩條線的動點,摺疊前後線段相等(A'N+NC)為定值
思路:求BA'的最小值,轉化為求BA'+A'N+NC的最小值,利用兩點之間線段最短求解。
典型考題
1.(2018秋•青山區期末)如圖,將等邊△ABC摺疊,使得點B恰好落在AC邊上的點D處,摺痕為EF,O為摺痕EF上一動點,若AD=1,AC=3,△OCD周長的最小值是( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【解析】如圖,連接BD,OB,
∵將等邊△ABC摺疊,使得點B恰好落在AC邊上的點D處,
∴EF是BD的對稱軸,∴OB=OD,
∵AD=1,AC=3,∴CD=2,
∵△OCD周長=CD+OD+OC=2+BO+OC,
∴當點B,點O,點C共線時,△OCD周長最小值=2+BC=5,
故選:B.
2.(2019秋•江陰市期中)如圖.在矩形ABCD中,AB=6,BC=8.E是邊AD的一個動點,將△BAE沿BE對摺至△BFE的位置,則線段DF的最小值為( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【解析】如圖,連接BD,∵AB=6,BC=8,∴BD=10,
∵將△BAE沿BE摺疊後得△BFE,
∴AB=BF=6,AE=EF,∠A=∠EFB=90°,
在△BFD中,DF≥BD﹣BF,
∴當點F在BD上時,DF的長最短,
∴DF=BD﹣BF=10﹣6=4,故選:B.
3.(2019秋•碑林區校級月考)如圖所示,在矩形紙片ABCD中,AB=3,BC=5.摺疊紙片使點A落在邊BC上的A′處,摺痕為PQ.當點A′在邊BC上移動時,摺痕的端點P、Q也隨之移動.若限定點P、Q分別在邊AB、AD上移動,則點A′在邊BC上可移動的最大距離為( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【解析】當點P與B重合時,BA′取最大值是3,
當點Q與D重合時,如圖所示:由摺疊的性質得:A'D=AD,
∵四邊形ABCD是矩形,∴AD=BC=5,CD=AB=3,∠C=90°,
∴A'D=AD=5,由勾股定理可求得得:A′C=4,此時BA′取最小值為1.
則點A′在BC邊上移動的最大距離為3﹣1=2.故選:B.
4.(2019春•西湖區校級月考)平行四邊形ABCD中,∠A=60°,AB=BC=2,M是AD邊的中點,N是AB邊上的一動點,將△AMN沿MN所在直線翻折得到△A'MN,連接A'C,則A'C長度的最小值是( )
A.√3B.2C.√7 -1D.1
【解析】如圖,連接MC,過點M作ME⊥CD,交CD的延長線於點E,
∵四邊形ABCD為平行四邊形,
∴CD∥AB,AD=BC=2,
∵點M為AD的中點,∠A=60°,
∴DM=MA=1,∠MDE=∠A=60°,
∴DE=1/2,ME=√3/2,
由勾股定理得:CM2=ME2+CE2,可求得CM=√7,
∵將△AMN沿MN所在直線翻折得到△A'MN,
∴MA=MA'=1,
∴點A'在以點M為圓心,1為半徑的圓上,
∴當A'在MC上時,A'C的長度最小,
∴A'C長度的最小值=CM﹣A'M= ﹣1.
故選:C.
5.(2019春•張家港市期末)如圖,矩形ABCD中,AB=8,BC=4,P,Q分別是直線AB,AD上的兩個動點,點E在邊CD上,DE=2,將△DEQ沿EQ翻折得到△FEQ,連接PF,PC,則PF+PC的最小值為( )
A.6√2﹣2 B.8 C.10 D.8√2﹣2
【解析】作點C關於AB的對稱點H,連接PH,EH,如圖所示:
∵矩形ABCD中,AB=8,BC=4,DE=2,
∴CE=CD﹣DE=AB﹣DE=6,CH=2BC=8,
∴由勾股定理可求得EH=10,
∵點C與點P關於AB對稱,∴CP=PH,∴PF+PC=PF+PH,
∵EF=DE=2是定值,
∴當E、F、P、H四點共線時,PF+PH值最小,最小值=10﹣2=8,
∴PF+PC的最小值為8,故選:B.
6.(2019春•上杭縣期末)如圖,在長方形紙片ABCD中,AB=4,AD=6.點E是AB的中點,點F是AD邊上的一個動點.將△AEF沿EF所在直線翻折,得到△GEF.則GC長的最小值是( )
A.2√10 -2B.2√10 -1C.2√13D.2√10
【解析】以點E為圓心,AE長度為半徑作圓,連接CE,當點G在線段CE上時,GC的長取最小值,如圖所示
根據摺疊可知:GE=AE=1/2AB=2.
在Rt△BCE中,BE=1/2AB=2,BC=6,∠B=90°,
7.(2019秋•江寧區期中)如圖,矩形ABCD中,AD=4,AB=2.點E是AB的中點,點F是BC邊上的任意一點(不與B、C重合),△EBF沿EF翻折,點B落在B'處,當DB'的長度最小時,BF的長度為________.
8.(2019•河西區模擬)已知:矩形ABCD中,AB=4,BC=3,點M、N分別在邊AB、CD上,直線MN交矩形對角線AC於點E,將△AME沿直線MN翻折,點A落在點P處,且點P在射線CB上
(Ⅰ)如圖①,當EP⊥BC時,①求證CE=CN;②求CN的長;
(Ⅱ)請寫出線段CP的長的取值範圍,及當CP的長最大時MN的長.
【解析】(Ⅰ)①證明:∵△AME沿直線MN翻折,點A落在點P處,
∴△AME≌△PME,∴∠AEM=∠PEM,AE=PE,
∵四邊形ABCD是矩形,
∴∠ABC=90°,AB∥CD,AB⊥BC,
∵EP⊥BC,∴AB∥EP,∴∠AME=∠PEM,
∴∠AEM=∠AME,∴AM=AE,
∵AB∥CD,∴AM/CN=AE/CE,∴CN=CE;
②解:設CN=CE=x,
∵四邊形ABCD是矩形,AB=4,BC=3,∠ABC=90°,
(Ⅱ)解:由摺疊的性質得:AE=PE,
由三角形的三邊關係得,PE+CE>PC,∴AC>PC,∴PC<5,
∴點E是AC中點時,PC最小為0,
當點E和點C重合時,PC最大為AC=5,
即CP的長的取值範圍是:0≤CP≤5,
如圖所示:當點C,N,E重合時,PC=BC+BP=5,∴BP=2,
由摺疊知,PM=AM,在Rt△PBM中,PM=4﹣BM,
方法總結
在處理摺疊問題時,要認真觀察,充分發揮空間想象力,注意摺疊過程中,線段,角發生的變化,尋找破題思路.能運用轉化的數學思想方法解決問題,提高解題的靈活性,並學會歸納總結解題方法. 要注意的翻折和摺疊問題其實質就是軸對稱變換,具有以下性質:
1.翻折前的部分與翻折後的部分是全等圖形(對應角、對應邊相等);
2.對稱兩點之間的連線被摺痕垂直平分;
3.對稱的兩點與對稱軸上任意一點連接所得的兩條線段相等;
4.對稱線段所在的直線與對稱軸的夾角相等.
解題過程中要充分運用以上結論,借住輔助線構造直角三角形,結合全等、相似、銳角三角函數、方程等知識來解決有關摺疊問題.
閱讀更多 中學數學深度研究 的文章