本题选自2022年海南省中考数学几何压轴题,以矩形为背景,考查折叠产生的最短路径问题,以及中点有关的线段数量关系等。本题图形设计比较巧妙,值得学习。
【题目】
(2022海南)如图1,矩形ABCD中,AB=6,AD=8,点P在边BC上,且不与点B、C重合,直线AP与DC的延长线交于点E.
(1)当点P是BC的中点时,求证:△ABP≌△ECP;
(2)将△APB沿直线AP折叠得到△APB',点B'落在矩形ABCD的内部,延长PB'交直线AD于点F.
①证明FA=FP,并求出在(1)条件下AF的值;
②连接B'C,求△PCB'周长的最小值;
③如图2,BB'交AE于点H,点G是AE的中点,当∠EAB'=2∠AEB'时,请判断AB与HG的数量关系,并说明理由.
【分析】
(1)当点P为中点时,根据AAS或者ASA易得△ABP≌△ECP。
(2)①证明两条线段FA与FP相等,可以考虑证明角相等。本题主要是从折叠产生的角度关系进行转化。
根据翻折与平行,可以得到∠DAP=∠APB=∠APF,则FA=FP。
②在△PCB′中,有两个动点与一个定点,所有的边长都是变化的,不容易求最值。它的周长为PB′+PC+B′C,通过观察发现,可以利用折叠进行转化。因为PB′=PB,那么可以得到PB′+PC始终等于PB+PC,那么就是BC的长了。所以其实就是求B′C的最值即可。
如上图所示,点B′ 的轨迹为以A为圆心AB为半径的圆弧上运动,而
B′C≥AC-AB′,当且仅当点B′在AC上时取最小值。
那么就可以得到此时△PCB′的周长最小值了。
也就是BC的长,加上AC-AB的长,为8+10-6=12。
③本题的关键点在于角度的2倍关系。由于∠EAB'=2∠AEB',那么可以考虑构造一个2倍角。
如上图,在AE上取一点M,是的∠MB′E=∠MEB′,那么就可以得到MB′=ME,且∠AMB′=2∠AEB′=∠EAB′,
那么就可以继续得到AB′=MB′=ME。
由于BB′被AE垂直平分,那么就可以得到点H为AM的中点。
又因为点G为AE的中点。
所以可以得到HG为ME的一半,也就是AB′的一半,那么当然就是AB的一半了。
本小题主要是利用等腰三角形的性质进行推导,难度不大。不能想的太复杂了。
【总结】
折叠能得到的就是图形的全等,进而得到边与角的等量关系,进行转化结论。
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