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例1 [25·福建] 中国古算诗词歌赋较多。古算诗词题,是反映数学数量关系的内在联系及其规律的一种文学浪漫形式。下列分别是古算诗词题“圆中方形”“方形圆径”“圆材藏壁”“勾股容圆”所描绘的图形,其中既不是轴对称图形也不是中心对称图形的是(
D
)
答案:
例1 D
练习一 [24·河北3题] 如图,AD与BC交于点O,△ABO和△CDO关于直线PQ对称,点A,B的对称点分别是点C,D。下列不一定正确的是(

A.AD ⊥ BC
B.AC ⊥ PQ
C.△ABO ≌ △CDO
D.AC // BD
A
)A.AD ⊥ BC
B.AC ⊥ PQ
C.△ABO ≌ △CDO
D.AC // BD
答案:
练习一 A
练习二 如图,在△ABC中,AB = AC,∠BAC = 45°,点D是边BC上的动点,点D关于AB,AC的对称点分别为点E,F,连接AE,AF,EF。点D在从点B向点C运动过程中,△AEF的周长(
A.一直在变小
B.保持不变
C.先变大再变小
D.先变小再变大
D
)A.一直在变小
B.保持不变
C.先变大再变小
D.先变小再变大
答案:
练习二 D
例2 [25·邯郸一模] 在平行四边形ABCD中,点E在折线BA - AD上,点F在边BC上,沿EF将平行四边形ABCD折叠,点A的对应点为A',点B的对应点为B'。

(1)已知∠B = 60°,AB = 4,BC = 6。
①如图1,若点E在边AB上,点B'落在边AD上,求CF的最大值;
②如图2,若点E在边AD上,点B'落在边AD上,B'D = 1,求点E到AB的距离。
(2)已知AB = 4,BC = 6,若点E与点A重合,点F与点C重合,连接B'D,且B'D = 4,求cosB的值。
(1)已知∠B = 60°,AB = 4,BC = 6。
①如图1,若点E在边AB上,点B'落在边AD上,求CF的最大值;
②如图2,若点E在边AD上,点B'落在边AD上,B'D = 1,求点E到AB的距离。
(2)已知AB = 4,BC = 6,若点E与点A重合,点F与点C重合,连接B'D,且B'D = 4,求cosB的值。
答案:
解:
(1)①如图1,过点C作CM⊥AD于点M.

∵四边形ABCD是平行四边形,
∴CD=AB=4,∠D=∠B=60°,
∴$CM=CD·sin60°=2\sqrt{3}.$
由题意得,BF=B'F,
当B'F⊥AD时,B'F最小,BF最小,
CF最大,
∴BF的最小值为CM的长,即为$2\sqrt{3},$
∴CF的最大值为$6 - 2\sqrt{3};$
②如图2,过点E作EG⊥AB交BA的延长线于点G,连接BE,设AE=x.

∵AD//BC,
∴∠GAE=∠ABC=60°,
∴$AG=\frac{1}{2}x,EG=\frac{\sqrt{3}}{2}x.$
在△A'B'E和△ABE中,
$\begin{cases}A'B'=AB,\\ ∠B'A'E=∠BAE,\\ A'E=AE,\end{cases}$
∴△A'B'E≌△ABE(SAS).
∴BE=B'E=6 - 1 - x=5 - x.
在Rt△BEG中,BG²+EG²=BE²,
∴$(4 + \frac{1}{2}x)² + (\frac{\sqrt{3}}{2}x)² = (5 - x)²,$解得$x=\frac{9}{14},$
∴点E到AB的距离$EG=\frac{\sqrt{3}}{2}x=\frac{9\sqrt{3}}{28};$
(2)如图3,设B'C交AD于点P,由题意得,B'A=AB=4,BC=B'C=6.
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD,BC=AD.
在△AB'D和△CDB'中,
$\begin{cases}AD=CB',\\ AB'=CD,\\ B'D=DB',\end{cases}$
∴△AB'D≌△CDB'(SSS),
∴∠ADB'=∠CB'D.
∵B'A=DB'=4,
∴∠DAB'=∠ADB',
∴∠CB'D=∠DAB'.
又∠B'DP=∠ADB',
∴△B'DP∽△ADB',
∴$\frac{DP}{DB'}=\frac{B'P}{AB'}=\frac{B'D}{AD}=\frac{4}{6}=\frac{2}{3},$
∴$DP=B'P=\frac{8}{3},$$AP=CP=\frac{10}{3}.$
∵$\frac{B'P}{DP}=\frac{CP}{AP}=1,∠DPB'=∠APC,$
∴△B'DP∽△CAP,
∴$\frac{B'D}{CA}=\frac{DP}{AP}=\frac{4}{5},$
∴AC=5.
过点A作AQ⊥BC于点Q,设BQ=x,
∵AB² - x² = AC² - (6 - x)²,解得$x=\frac{9}{4},$
∴$cosB=\frac{BQ}{AB}=\frac{9}{16}.$
拓题一
(3)
∵四边形ABCD是矩形,
∴CD=AB=4,AD=BC=6,∠A=∠D=∠C=90°.
∵A'为CD的中点,
∴$DA'=CA'=\frac{1}{2}×4=2.$
由折叠可得,AE=EA',A'B'=AB.
设EA'=AE=x,
∴ED=AD - AE=6 - x.
在Rt△EDA'中,EA'²=ED²+DA'²,
即x²=(6 - x)²+2²,解得$x=\frac{10}{3},$
∴$EA'=AE=\frac{10}{3},$
∴$ED=AD - AE=\frac{8}{3}$
∵∠DEA'+∠DA'E=90°,∠DA'E+∠CA'H=90°,
∴∠CA'H=∠DEA',
∴△EDA'∽△A'CH,
∴$\frac{ED}{A'C}=\frac{EA'}{A'H},$即$\frac{\frac{8}{3}}{2}=\frac{\frac{10}{3}}{A'H},$
∴$A'H=\frac{5}{2}$
∵A'B'=AB=4,
∴$B'H=A'B'-A'H=\frac{3}{2}$
拓题二
(4)
∵AB'=2,CB'=6,
∴AC=2 + 6=8.
∵四边形ABCD是菱形,
∴$AB=BC,∠BAC=∠DAC=\frac{1}{2}∠BAD=\frac{1}{2}×120°=60°,$
∴△ABC是等边三角形,
∴∠ACB=60°,BC=AC=8.
如图,过点F作FG⊥AC于点G,

∵∠FGC=90°,
∴∠CFG=30°,
∴CF=2CG.
设CG=a,CF=2a,
则$FG=\sqrt{3}a,B'G=6 - a,$
∴BF=B'F=8 - 2a.
由勾股定理得FG²+GB'²=B'F²,
∴$(\sqrt{3}a)²+(6 - a)²=(8 - 2a)²,$
∴$a=\frac{7}{5},$
∴$CF=2a=\frac{14}{5}.$
拓题三
(5)如图,连接BE,B'E,EG.

∵四边形ABCD是正方形,
∴∠A=90°,AB=AD=CD=2.
∵E是AD的中点,G是CD的中点,
∴AE=DE=DG=1.
在Rt△ABE中,$BE=\sqrt{2²+1²}=\sqrt{5},$
在Rt△DEG中,$EG=\sqrt{1²+1²}=\sqrt{2}.$
∵点B与点B'关于直线EF对称,
∴BE=B'E,
∴当点F运动时,点B'的运动轨迹为以点E为圆心,EB为半径的一段圆弧,当E,G,B'三点共线时,GB'最短,GB'的最小值为$\sqrt{5}-\sqrt{2}$
解:
(1)①如图1,过点C作CM⊥AD于点M.
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴CD=AB=4,∠D=∠B=60°,
∴$CM=CD·sin60°=2\sqrt{3}.$
由题意得,BF=B'F,
当B'F⊥AD时,B'F最小,BF最小,
CF最大,
∴BF的最小值为CM的长,即为$2\sqrt{3},$
∴CF的最大值为$6 - 2\sqrt{3};$
②如图2,过点E作EG⊥AB交BA的延长线于点G,连接BE,设AE=x.
∵AD//BC,
∴∠GAE=∠ABC=60°,
∴$AG=\frac{1}{2}x,EG=\frac{\sqrt{3}}{2}x.$
在△A'B'E和△ABE中,
$\begin{cases}A'B'=AB,\\ ∠B'A'E=∠BAE,\\ A'E=AE,\end{cases}$
∴△A'B'E≌△ABE(SAS).
∴BE=B'E=6 - 1 - x=5 - x.
在Rt△BEG中,BG²+EG²=BE²,
∴$(4 + \frac{1}{2}x)² + (\frac{\sqrt{3}}{2}x)² = (5 - x)²,$解得$x=\frac{9}{14},$
∴点E到AB的距离$EG=\frac{\sqrt{3}}{2}x=\frac{9\sqrt{3}}{28};$
(2)如图3,设B'C交AD于点P,由题意得,B'A=AB=4,BC=B'C=6.
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD,BC=AD.
在△AB'D和△CDB'中,
$\begin{cases}AD=CB',\\ AB'=CD,\\ B'D=DB',\end{cases}$
∴△AB'D≌△CDB'(SSS),
∴∠ADB'=∠CB'D.
∵B'A=DB'=4,
∴∠DAB'=∠ADB',
∴∠CB'D=∠DAB'.
又∠B'DP=∠ADB',
∴△B'DP∽△ADB',
∴$\frac{DP}{DB'}=\frac{B'P}{AB'}=\frac{B'D}{AD}=\frac{4}{6}=\frac{2}{3},$
∴$DP=B'P=\frac{8}{3},$$AP=CP=\frac{10}{3}.$
∵$\frac{B'P}{DP}=\frac{CP}{AP}=1,∠DPB'=∠APC,$
∴△B'DP∽△CAP,
∴$\frac{B'D}{CA}=\frac{DP}{AP}=\frac{4}{5},$
∴AC=5.
过点A作AQ⊥BC于点Q,设BQ=x,
∵AB² - x² = AC² - (6 - x)²,解得$x=\frac{9}{4},$
∴$cosB=\frac{BQ}{AB}=\frac{9}{16}.$
拓题一
(3)
∵四边形ABCD是矩形,
∴CD=AB=4,AD=BC=6,∠A=∠D=∠C=90°.
∵A'为CD的中点,
∴$DA'=CA'=\frac{1}{2}×4=2.$
由折叠可得,AE=EA',A'B'=AB.
设EA'=AE=x,
∴ED=AD - AE=6 - x.
在Rt△EDA'中,EA'²=ED²+DA'²,
即x²=(6 - x)²+2²,解得$x=\frac{10}{3},$
∴$EA'=AE=\frac{10}{3},$
∴$ED=AD - AE=\frac{8}{3}$
∵∠DEA'+∠DA'E=90°,∠DA'E+∠CA'H=90°,
∴∠CA'H=∠DEA',
∴△EDA'∽△A'CH,
∴$\frac{ED}{A'C}=\frac{EA'}{A'H},$即$\frac{\frac{8}{3}}{2}=\frac{\frac{10}{3}}{A'H},$
∴$A'H=\frac{5}{2}$
∵A'B'=AB=4,
∴$B'H=A'B'-A'H=\frac{3}{2}$
拓题二
(4)
∵AB'=2,CB'=6,
∴AC=2 + 6=8.
∵四边形ABCD是菱形,
∴$AB=BC,∠BAC=∠DAC=\frac{1}{2}∠BAD=\frac{1}{2}×120°=60°,$
∴△ABC是等边三角形,
∴∠ACB=60°,BC=AC=8.
如图,过点F作FG⊥AC于点G,
∵∠FGC=90°,
∴∠CFG=30°,
∴CF=2CG.
设CG=a,CF=2a,
则$FG=\sqrt{3}a,B'G=6 - a,$
∴BF=B'F=8 - 2a.
由勾股定理得FG²+GB'²=B'F²,
∴$(\sqrt{3}a)²+(6 - a)²=(8 - 2a)²,$
∴$a=\frac{7}{5},$
∴$CF=2a=\frac{14}{5}.$
拓题三
(5)如图,连接BE,B'E,EG.
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠A=90°,AB=AD=CD=2.
∵E是AD的中点,G是CD的中点,
∴AE=DE=DG=1.
在Rt△ABE中,$BE=\sqrt{2²+1²}=\sqrt{5},$
在Rt△DEG中,$EG=\sqrt{1²+1²}=\sqrt{2}.$
∵点B与点B'关于直线EF对称,
∴BE=B'E,
∴当点F运动时,点B'的运动轨迹为以点E为圆心,EB为半径的一段圆弧,当E,G,B'三点共线时,GB'最短,GB'的最小值为$\sqrt{5}-\sqrt{2}$
拓题一 (3)如图,AB = 4,BC = 6,当四边形ABCD是矩形时,若A'落在CD的中点处,求B'H的长。

答案:
拓题一
(3)
∵四边形ABCD是矩形,
∴CD=AB=4,AD=BC=6,∠A=∠D=∠C=90°.
∵A'为CD的中点,
∴$DA'=CA'=\frac{1}{2}×4=2.$
由折叠可得,AE=EA',A'B'=AB.
设EA'=AE=x,
∴ED=AD - AE=6 - x.
在Rt△EDA'中,EA'²=ED²+DA'²,
即x²=(6 - x)²+2²,解得$x=\frac{10}{3},$
∴$EA'=AE=\frac{10}{3},$
∴$ED=AD - AE=\frac{8}{3}$
∵∠DEA'+∠DA'E=90°,∠DA'E+∠CA'H=90°,
∴∠CA'H=∠DEA',
∴△EDA'∽△A'CH,
∴$\frac{ED}{A'C}=\frac{EA'}{A'H},$即$\frac{\frac{8}{3}}{2}=\frac{\frac{10}{3}}{A'H},$
∴$A'H=\frac{5}{2}$
∵A'B'=AB=4,
∴$B'H=A'B'-A'H=\frac{3}{2}$
(3)
∵四边形ABCD是矩形,
∴CD=AB=4,AD=BC=6,∠A=∠D=∠C=90°.
∵A'为CD的中点,
∴$DA'=CA'=\frac{1}{2}×4=2.$
由折叠可得,AE=EA',A'B'=AB.
设EA'=AE=x,
∴ED=AD - AE=6 - x.
在Rt△EDA'中,EA'²=ED²+DA'²,
即x²=(6 - x)²+2²,解得$x=\frac{10}{3},$
∴$EA'=AE=\frac{10}{3},$
∴$ED=AD - AE=\frac{8}{3}$
∵∠DEA'+∠DA'E=90°,∠DA'E+∠CA'H=90°,
∴∠CA'H=∠DEA',
∴△EDA'∽△A'CH,
∴$\frac{ED}{A'C}=\frac{EA'}{A'H},$即$\frac{\frac{8}{3}}{2}=\frac{\frac{10}{3}}{A'H},$
∴$A'H=\frac{5}{2}$
∵A'B'=AB=4,
∴$B'H=A'B'-A'H=\frac{3}{2}$
拓题二 (4)如图,若四边形ABCD是菱形,∠BAD = 120°,点B的对应点B'落在AC上且AB' = 2,CB' = 6,求CF的长。

答案:
拓题二
(4)
∵AB'=2,CB'=6,
∴AC=2 + 6=8.
∵四边形ABCD是菱形,
∴$AB=BC,∠BAC=∠DAC=\frac{1}{2}∠BAD=\frac{1}{2}×120°=60°,$
∴△ABC是等边三角形,
∴∠ACB=60°,BC=AC=8.
如图,过点F作FG⊥AC于点G,

∵∠FGC=90°,
∴∠CFG=30°,
∴CF=2CG.
设CG=a,CF=2a,
则$FG=\sqrt{3}a,B'G=6 - a,$
∴BF=B'F=8 - 2a.
由勾股定理得FG²+GB'²=B'F²,
∴$(\sqrt{3}a)²+(6 - a)²=(8 - 2a)²,$
∴$a=\frac{7}{5},$
∴$CF=2a=\frac{14}{5}.$
拓题二
(4)
∵AB'=2,CB'=6,
∴AC=2 + 6=8.
∵四边形ABCD是菱形,
∴$AB=BC,∠BAC=∠DAC=\frac{1}{2}∠BAD=\frac{1}{2}×120°=60°,$
∴△ABC是等边三角形,
∴∠ACB=60°,BC=AC=8.
如图,过点F作FG⊥AC于点G,
∵∠FGC=90°,
∴∠CFG=30°,
∴CF=2CG.
设CG=a,CF=2a,
则$FG=\sqrt{3}a,B'G=6 - a,$
∴BF=B'F=8 - 2a.
由勾股定理得FG²+GB'²=B'F²,
∴$(\sqrt{3}a)²+(6 - a)²=(8 - 2a)²,$
∴$a=\frac{7}{5},$
∴$CF=2a=\frac{14}{5}.$
拓题三 (5)如图,若四边形ABCD是正方形,已知AB = 2,E,G分别是边AD,CD的中点,F是边BC上的动点,连接EF,将正方形ABCD沿EF折叠,A,B的对应点分别为A',B',求线段GB'的最小值。

答案:
拓题三
(5)如图,连接BE,B'E,EG.

∵四边形ABCD是正方形,
∴∠A=90°,AB=AD=CD=2.
∵E是AD的中点,G是CD的中点,
∴AE=DE=DG=1.
在Rt△ABE中,$BE=\sqrt{2²+1²}=\sqrt{5},$
在Rt△DEG中,$EG=\sqrt{1²+1²}=\sqrt{2}.$
∵点B与点B'关于直线EF对称,
∴BE=B'E,
∴当点F运动时,点B'的运动轨迹为以点E为圆心,EB为半径的一段圆弧,当E,G,B'三点共线时,GB'最短,GB'的最小值为$\sqrt{5}-\sqrt{2}$
拓题三
(5)如图,连接BE,B'E,EG.
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠A=90°,AB=AD=CD=2.
∵E是AD的中点,G是CD的中点,
∴AE=DE=DG=1.
在Rt△ABE中,$BE=\sqrt{2²+1²}=\sqrt{5},$
在Rt△DEG中,$EG=\sqrt{1²+1²}=\sqrt{2}.$
∵点B与点B'关于直线EF对称,
∴BE=B'E,
∴当点F运动时,点B'的运动轨迹为以点E为圆心,EB为半径的一段圆弧,当E,G,B'三点共线时,GB'最短,GB'的最小值为$\sqrt{5}-\sqrt{2}$
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