
專(zhuān)題5.3 軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)【八大題型】 【北師大版】 TOC \o "1-3" \h \u HYPERLINK \l "_Toc9984" 【題型1 游戲中的軸對(duì)稱(chēng)】 PAGEREF _Toc9984 \h 1 HYPERLINK \l "_Toc16977" 【題型2 利用軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)求角度】 PAGEREF _Toc16977 \h 3 HYPERLINK \l "_Toc29150" 【題型3 利用軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)求線段長(zhǎng)度】 PAGEREF _Toc29150 \h 4 HYPERLINK \l "_Toc18917" 【題型4 在格點(diǎn)中作軸對(duì)稱(chēng)圖形】 PAGEREF _Toc18917 \h 6 HYPERLINK \l "_Toc3130" 【題型5 利用軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)解決折疊問(wèn)題】 PAGEREF _Toc3130 \h 8 HYPERLINK \l "_Toc10927" 【題型6 利用軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)解決最短路徑問(wèn)題】 PAGEREF _Toc10927 \h 11 HYPERLINK \l "_Toc4325" 【題型7 利用軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)解決探究性問(wèn)題】 PAGEREF _Toc4325 \h 13 HYPERLINK \l "_Toc948" 【題型8 軸對(duì)稱(chēng)圖案的設(shè)計(jì)】 PAGEREF _Toc948 \h 18 【知識(shí)點(diǎn)1 軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)】 (1)如果兩個(gè)圖形關(guān)于某直線對(duì)稱(chēng),那么對(duì)稱(chēng)軸是任何一對(duì)對(duì)應(yīng)點(diǎn)所連線段的垂直平分線. 由軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)得到一下結(jié)論: ①如果兩個(gè)圖形的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的連線被同一條直線垂直平分,那么這兩個(gè)圖形關(guān)于這條直線對(duì)稱(chēng); ②如果兩個(gè)圖形成軸對(duì)稱(chēng),我們只要找到一對(duì)對(duì)應(yīng)點(diǎn),作出連接它們的線段的垂直平分線,就可以得到這 兩個(gè)圖形的對(duì)稱(chēng)軸. (2)軸對(duì)稱(chēng)圖形的對(duì)稱(chēng)軸也是任何一對(duì)對(duì)應(yīng)點(diǎn)所連線段的垂直平分線. 【題型1 游戲中的軸對(duì)稱(chēng)】 【例1】(2022春?余姚市校級(jí)月考)小王設(shè)計(jì)了一“對(duì)稱(chēng)跳棋”題:如圖,在作業(yè)本上畫(huà)一條直線l,在直線l兩邊各放一粒圍棋子A、B,使線段AB長(zhǎng)8cm,并關(guān)于直線l對(duì)稱(chēng),在圖中P1處有一粒跳棋子,P1距A點(diǎn)6cm、與直線l的距離為3cm,按以下程序起跳:第1次,從P1點(diǎn)以A為對(duì)稱(chēng)中心跳至P2點(diǎn);第2次,從P2點(diǎn)以l為對(duì)稱(chēng)軸跳至P3點(diǎn);第3次,從P3點(diǎn)以B為對(duì)稱(chēng)中心跳至P4點(diǎn);第4次,從P4點(diǎn)以l對(duì)稱(chēng)軸跳至P5點(diǎn);…. (1)棋子跳至P6點(diǎn)時(shí),與點(diǎn)P1的距離是 ??; (2)棋子按上述程序跳躍2014次后停下,這時(shí)它與點(diǎn)B的距離是 . 【變式1-1】(2022?云夢(mèng)縣一模)甲和乙下棋,甲執(zhí)白子,乙執(zhí)黑子.如圖,已共下了7枚棋子,棋盤(pán)中心黑子的位置用(﹣1,0)表示,其右下角黑子的位置用(0,﹣1)表示.甲將第4枚白子放入棋盤(pán)后,所有棋子構(gòu)成一個(gè)軸對(duì)稱(chēng)圖形.他放的位置是( ?。? A.(﹣1,1) B.(﹣2,1) C.(1,﹣2) D.(﹣1,﹣2) 【變式1-2】(2022?濰坊)甲乙兩位同學(xué)用圍棋子做游戲.如圖所示,現(xiàn)輪到黑棋下子,黑棋下一子后白棋再下一子,使黑棋的5個(gè)棋子組成軸對(duì)稱(chēng)圖形,白棋的5個(gè)棋子也成軸對(duì)稱(chēng)圖形.則下列下子方法不正確的是( ),[說(shuō)明:棋子的位置用數(shù)對(duì)表示,如A點(diǎn)在(6,3)]. A.黑(3,7);白(5,3) B.黑(4,7);白(6,2) C.黑(2,7);白(5,3) D.黑(3,7);白(2,6) 【變式1-3】(2022?綏棱縣校級(jí)模擬)如圖是跳棋盤(pán),其中格點(diǎn)上的黑色點(diǎn)為棋子,剩余的格點(diǎn)上沒(méi)有棋子.我們約定跳棋游戲的規(guī)則是:把跳棋棋子在棋盤(pán)內(nèi),沿著棋子對(duì)稱(chēng)跳行,跳行一次稱(chēng)為一步.已知點(diǎn)A為己方一枚棋子,欲將棋子A跳進(jìn)對(duì)方區(qū)域(陰影部分的格點(diǎn)),則跳行的最少步數(shù)為 3 步. 【題型2 利用軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)求角度】 【例2】(2022秋?河?xùn)|區(qū)期末)如圖,△ABC中,∠B=58°,∠C=55°,點(diǎn)D為BC邊上一動(dòng)點(diǎn).分別作點(diǎn)D關(guān)于AB,AC的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)E,F(xiàn),連接AE,AF.則∠EAF的度數(shù)等于 . 【變式2-1】(2022春?壽陽(yáng)縣期末)如圖,△ABC中,∠B=60°,∠C=50°,點(diǎn)D是BC上任一點(diǎn),點(diǎn)E和點(diǎn)F分別是點(diǎn)D關(guān)于AB和AC的對(duì)稱(chēng)點(diǎn),連接AE和AF,則∠EAF的度數(shù)是( ?。? A.140° B.135° C.120° D.100° 【變式2-2】(2022秋?臺(tái)江區(qū)期中)如圖,四邊形ABCD中,AB=AD,△ABC沿著AC翻折,點(diǎn)B關(guān)于AC的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)E恰好落在CD上,若∠B=α度,則∠D的度數(shù)是 度. 【變式2-3】(2022秋?房山區(qū)期末)如圖,點(diǎn)P是∠AOB外的一點(diǎn),點(diǎn)Q是點(diǎn)P關(guān)于OA的對(duì)稱(chēng)點(diǎn),點(diǎn)R是點(diǎn)P關(guān)于OB的對(duì)稱(chēng)點(diǎn),直線QR分別交∠AOB兩邊OA,OB于點(diǎn)M,N,連接PM,PN,如果∠PMO=33°,∠PNO=70°,求∠QPN的度數(shù). 【題型3 利用軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)求線段長(zhǎng)度】 【例3】(2022秋?土默特左旗期中)如圖,點(diǎn)P在∠AOB內(nèi),點(diǎn)M、N分別是點(diǎn)P關(guān)于AO、BO的對(duì)稱(chēng)點(diǎn),若△PEF的周長(zhǎng)為15,求MN的長(zhǎng). 【變式3-1】(2022春?洛寧縣期末)如圖,點(diǎn)P在∠AOB內(nèi),點(diǎn)M、N分別是P點(diǎn)關(guān)于OA、OB的對(duì)稱(chēng)點(diǎn),且MN交OA、OB相交于點(diǎn)E,若△PEF的周長(zhǎng)為20,求MN的長(zhǎng). 【變式3-2】(2022春?驛城區(qū)期末)如圖,點(diǎn)P是∠AOB外的一點(diǎn),點(diǎn)M,N分別是∠AOB兩邊上的點(diǎn),點(diǎn)P關(guān)于OA的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)Q恰好落在線段MN上,點(diǎn)P關(guān)于OB的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)R落在MN的延長(zhǎng)線上.若PM=3cm,PN=4cm,MN=4.5cm,則線段QR的長(zhǎng)為 . 【變式3-3】(2022秋?淮安月考)如圖,在△ABC中,AB=12cm,AC=6cm,BC=10cm,點(diǎn)D,E分別在AC,AB上,且△BCD和△BED關(guān)于BD對(duì)稱(chēng). (1)求AE的長(zhǎng); (2)求△ADE的周長(zhǎng). 【題型4 在格點(diǎn)中作軸對(duì)稱(chēng)圖形】 【例4】(2022秋?密山市校級(jí)期末)如圖所示, (1)寫(xiě)出頂點(diǎn)C的坐標(biāo); (2)作△ABC關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng)的△A1B1C1,并寫(xiě)出B1的坐標(biāo); (3)若點(diǎn)A2(a,b)與點(diǎn)A關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng),求a﹣b的值. 【變式4-1】(2022秋?自貢期末)如圖,在直角坐標(biāo)系中,A、B、C、D各點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(﹣7,7)、(﹣7,1)、(﹣3,1)、(﹣1,4). (1)在給出的圖形中,畫(huà)出四邊形ABCD關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng)的四邊形A1B1C1D1; (不寫(xiě)作法) (2)寫(xiě)出點(diǎn)A1和C1的坐標(biāo); (3)求四邊形A1B1C1D1的面積. 【變式4-2】(2022秋?嵊州市期末)在如圖的正方形網(wǎng)格中,每一個(gè)小正方形的邊長(zhǎng)為1,格點(diǎn)三角形ABC(頂點(diǎn)是網(wǎng)格線交點(diǎn)的三角形)的頂點(diǎn)A,B的坐標(biāo)分別是(﹣6,7),(﹣4,3). (1)請(qǐng)你根據(jù)題意在圖中的網(wǎng)格平面內(nèi)作出平面直角坐標(biāo)系. (2)請(qǐng)畫(huà)出△ABC關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng)的△A1B1C1 【變式4-3】(2022春?銅仁市期末)如圖,已知點(diǎn)A(4,3),B(3,1),C(1,2),請(qǐng)解決下列問(wèn)題: (1)若把△ABC向下平移1個(gè)單位,再向左平移5個(gè)單位得到△A1B1C1,請(qǐng)畫(huà)出平移后的圖形并寫(xiě)出A1,B1,C1的坐標(biāo); (2)若△A2B2C2是△ABC關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng)的圖形,請(qǐng)畫(huà)出△A2B2C2并寫(xiě)出A2,B2,C2的坐標(biāo). 【題型5 利用軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)解決折疊問(wèn)題】 【例5】(2022春?廣陵區(qū)校級(jí)期中)發(fā)現(xiàn)(1)如圖1,把△ABC沿DE折疊,使點(diǎn)A落在點(diǎn)A’處,請(qǐng)你判斷∠1+∠2與∠A有何數(shù)量關(guān)系,直接寫(xiě)出你的結(jié)論,不必說(shuō)明理由 思考(2)如圖2,BI平分∠ABC,CI平分∠ACB,把△ABC折疊,使點(diǎn)A與點(diǎn)I重合,若∠1+∠2=100°,求∠BIC的度數(shù); 拓展(3)如圖3,在銳角△ABC中,BF⊥AC于點(diǎn)F,CG⊥AB于點(diǎn)G,BF、CG交于點(diǎn)H,把△ABC折疊使點(diǎn)A和點(diǎn)H重合,試探索∠BHC與∠1+∠2的關(guān)系,并證明你的結(jié)論. 【變式5-1】(2022春?杜爾伯特縣期中)如圖,將邊長(zhǎng)為8cm的正方形ABCD折疊,使點(diǎn)D落在BC邊的中點(diǎn)E處,點(diǎn)A落在F處,折痕為MN. (1)求線段CN長(zhǎng). (2)連接FN,并求FN的長(zhǎng). 【變式5-2】(2022秋?成都期末)如圖,四邊形ABCD中,AB∥CD,AD⊥AB,AB=6,AD=CD=3,點(diǎn)E、F分別在線段AB、AD上,將△AEF沿EF翻折,點(diǎn)A的落點(diǎn)記為P.當(dāng)P落在四邊形ABCD內(nèi)部時(shí),PD的最小值等于 . 【變式5-3】(2022?惠安縣期末)如圖,已知一張長(zhǎng)方形紙片ABCD,AB∥CD,AD=BC=1,AB=CD=5.在長(zhǎng)方形ABCD的邊AB上取一點(diǎn)M,在CD上取一點(diǎn)N,將紙片沿MN折疊,使MB與DN交于點(diǎn)K,得到△MNK. (1)請(qǐng)你動(dòng)手操作,判斷△MNK的形狀一定是 ?。?(2)問(wèn)△MNK的面積能否小于12?試說(shuō)明理由; (3)如何折疊能夠使△MNK的面積最大?請(qǐng)你用備用圖探究可能出現(xiàn)的情況,并求最大值. 【題型6 利用軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)解決最短路徑問(wèn)題】 【例6】(2022春?嶗山區(qū)期中)早在古羅馬時(shí)代,傳說(shuō)亞歷山大城有一位精通數(shù)學(xué)和物理的學(xué)者,名叫海倫.一天,一位羅馬將軍專(zhuān)程去拜訪他,向他請(qǐng)教一個(gè)百思不得其解的問(wèn)題. 將軍每天從軍營(yíng)A出發(fā),先到河邊飲馬,然后再去河岸同側(cè)的軍營(yíng)B開(kāi)會(huì),應(yīng)該怎樣走才能使路程最短?這個(gè)問(wèn)題的答案并不難,據(jù)說(shuō)海倫略加思索就解決了它.從此以后,這個(gè)被稱(chēng)為“將軍飲馬”的問(wèn)題便流傳至今. 大數(shù)學(xué)家海倫曾用軸對(duì)稱(chēng)的方法巧妙地解決了這個(gè)問(wèn)題. 如圖2,作B關(guān)于直線l的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)B′,連接AB′與直線l交于點(diǎn)C,點(diǎn)C就是所求的位置. 證明:如圖3,在直線l上另取任一點(diǎn)C′,連接AC′,BC′,B′C′, ∵直線l是點(diǎn)B,B′的對(duì)稱(chēng)軸,點(diǎn)C,C′在l上, ∴CB=CB′,C′B=C′B′, ∴AC+CB=AC+ ?。健? ?。?在△AC′B′中, ∵AB′<AC′+C′B′ ∴AC+CB<AC′+C′B′即AC+CB最小. 本問(wèn)題實(shí)際上是利用軸對(duì)稱(chēng)變換的思想,把A,B在直線同側(cè)的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為在直線的兩側(cè),從而可利用“兩點(diǎn)之間線段最短”,即“三角形兩邊之和大于第三邊”的問(wèn)題加以解決(其中C在AB′與l的交點(diǎn)上,即A、C、B′三點(diǎn)共線).本問(wèn)題可歸納為“求定直線上一動(dòng)點(diǎn)與直線外兩定點(diǎn)的距離和的最小值”的問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型. 【簡(jiǎn)單應(yīng)用】 (1)如圖4,在等邊△ABC中,AB=6,AD⊥BC,E是AC的中點(diǎn),M是AD上的一點(diǎn),求EM+MC的最小值 借助上面的模型,由等邊三角形的軸對(duì)稱(chēng)性可知,B與C關(guān)于直線AD對(duì)稱(chēng),連接BM,EM+MC的最小值就是線段 BE 的長(zhǎng)度,則EM+MC的最小值是 ??; (2)如圖5,在四邊形ABCD中,∠BAD=130°,∠B=∠D=90°,在BC,CD上分別找一點(diǎn)M、N當(dāng)△AMN周長(zhǎng)最小時(shí),∠AMN+∠ANM= °. 【拓展應(yīng)用】 如圖6,是一個(gè)港灣,港灣兩岸有A、B兩個(gè)碼頭,∠AOB=30°,OA=1千米,OB=2千米,現(xiàn)有一艘貨船從碼頭A出發(fā),根據(jù)計(jì)劃,貨船應(yīng)先停靠OB岸C處裝貨,再??縊A岸D處裝貨,最后到達(dá)碼頭B.怎樣安排兩岸的裝貨地點(diǎn),使貨船行駛的水路最短?請(qǐng)畫(huà)出最短路線并求出最短路程. 【變式6-1】在ABC中,∠ACB=90°,∠B=60°,AC=6,點(diǎn)D,E在AB邊上,AD=CD,點(diǎn)E關(guān)于AC,CD的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)分別為F,G,則線段FG的最小值等于( ?。?A.2 B.3 C.4 D.5 【變式6-2】(2022秋?雙流區(qū)校級(jí)期中)在△ABC中,∠A=45°,AC=8,BD⊥AC,BD=6,點(diǎn)E為邊BC上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn).E1,E2分別為點(diǎn)E關(guān)于直線AC,AB的對(duì)稱(chēng)點(diǎn),連接E1E2,則線段E1E2長(zhǎng)度的最小值是 . 【變式6-3】(2022春?青羊區(qū)期末)如圖,△ABC中,∠B=45°,∠C=75°,AB=4,D為BC上一動(dòng)點(diǎn),過(guò)D作DE⊥AC于點(diǎn)E,作DF⊥AB于點(diǎn)F,連接EF,則EF的最小值為 ?。? 【題型7 利用軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)解決探究性問(wèn)題】 【例7】(2022春?二道區(qū)期末)解答下列各題: (1)【問(wèn)題引入】:如圖①,在△ABC中,∠BAC=70°,點(diǎn)D在BC的延長(zhǎng)線上,三角形的內(nèi)角∠ABC與外角∠ACD的角平分線BP,CP相交于點(diǎn)P,求∠P的度數(shù)﹒(寫(xiě)出完整的解答過(guò)程) (2)【深入探究】:如圖②,在四邊形MNCB中,設(shè)∠M=a,∠N=β,四邊形MNCB的內(nèi)角∠MBC與外角∠NCD的角平分線BP,CP相交于點(diǎn)P,則∠P的度數(shù)為 ﹒(用含有α和β的代數(shù)式表示) (3)【問(wèn)題拓展】:如圖③,在圖①中,把∠BAC=70°改成∠BAC=γ,其他條件不變,將△PBC以直線BC為對(duì)稱(chēng)軸翻折得到△GBC,∠GBC的角平分線與∠GCB的角平分線交于點(diǎn)M,則∠BMC的度數(shù)為 .(用含有γ的代數(shù)式表示) 【變式7-1】(2022秋?洛南縣期末)問(wèn)題提出: (1)如圖1,畫(huà)出直角三角形ABC關(guān)于AC所在直線的軸對(duì)稱(chēng)圖形△ACB′,其中∠BAC=90°(保留作圖痕跡,不寫(xiě)作法). 問(wèn)題探究: (2)如圖2,∠MAN=90°,射線AE在∠MAN的內(nèi)部,點(diǎn)B、C在∠MAN的邊AM、AN上,且AB=AC,過(guò)點(diǎn)C作CF⊥AE于點(diǎn)F,過(guò)點(diǎn)B作BD⊥AE于點(diǎn)D,證明:△ABD≌△CAF. 深入思考: (3)如圖3,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,直線l經(jīng)過(guò)點(diǎn)C,且點(diǎn)A、B在直線l的異側(cè),過(guò)點(diǎn)A作AD⊥l于點(diǎn)D,過(guò)點(diǎn)B作BE⊥l于點(diǎn)E.判斷線段AD、BE、DE之間的數(shù)量關(guān)系,并加以說(shuō)明. 【變式7-2】(2022春?臨汾期末)綜合實(shí)踐課上,小聰用一張長(zhǎng)方形紙片ABCD對(duì)不同折法下的夾角大小進(jìn)行了探究,先將紙片的一角對(duì)折,使角的頂點(diǎn)A落在A′處,EF為折痕,如圖①所示. (1)若∠AEF=30°, ①求∠A′EB的度數(shù); ②又將它的另一個(gè)角也折過(guò)去,并使點(diǎn)B落在EA′上的B′處,折痕為EG,如圖②所示,求∠FEG的度數(shù); (2)若改變∠AEF的大小,則EA′的位置也隨之改變,則∠FEG的大小是否改變?請(qǐng)說(shuō)明理由. 【變式7-3】(2022秋?鼓樓區(qū)月考)問(wèn)題情境 如圖1,△ABC中,沿∠BAC的平分線AB1折疊,剪掉重疊部分;將余下部分沿∠B1A1C的平分線A1B2折疊,剪掉重疊部分;如此反復(fù)操作,沿∠BnAnC的平分線AnBn+1折疊,點(diǎn)Bn與點(diǎn)C重合,我們就稱(chēng)∠BAC是△ABC的正角. 以圖2為例,△ABC中,∠B=70°,∠C=35°,若沿∠BAC的平分線AB1折疊,則∠AA1B1=70°.沿A1B1剪掉重疊部分,在余下的△B1A1C中,由三角形的內(nèi)角和定理可知∠A1B1C=35°,若沿∠B1A1C的平分線A1B2第二次折疊,則點(diǎn)B1與點(diǎn)C重合.此時(shí),我們就稱(chēng)∠BAC是△ABC的正角. 探究發(fā)現(xiàn) (1)△ABC中,∠B=2∠C,則經(jīng)過(guò)兩次折疊后,∠BAC是不是△ABC的正角? ?。ㄌ睢笆恰被颉安皇恰保?(2)小明經(jīng)過(guò)三次折疊發(fā)現(xiàn)∠BAC是△ABC的正角,則∠B與∠C(不妨設(shè)∠B>∠C)之間的等量關(guān)系為 ?。?根據(jù)以上內(nèi)容猜想:若經(jīng)過(guò)n次折疊∠BAC是△ABC的正角,則∠B與∠C(不妨設(shè)∠B>∠C)之間的等量關(guān)系為 . 應(yīng)用提升 (3)如果一個(gè)三角形的最小角是10°,直接寫(xiě)出此三角形另外兩個(gè)角的度數(shù),使得此三角形的三個(gè)角均是它的正角. 【題型8 軸對(duì)稱(chēng)圖案的設(shè)計(jì)】 【例8】(2022秋?滄州期末)如圖1所示是一塊有圖案的瓷磚,請(qǐng)利用四塊這樣的瓷磚拼出一個(gè)正方形,使所拼的圖案為軸對(duì)稱(chēng)圖形.在圖4中畫(huà)出你的四個(gè)設(shè)計(jì)方案.(圖2、圖3視為同一圖案) 【變式8-1】(2022?金華)現(xiàn)有9個(gè)相同的小正三角形拼成的大正三角形,將其部分涂黑.如圖(1),(2)所示. 觀察圖(1),圖(2)中涂黑部分構(gòu)成的圖案.它們具有如下特征:①都是軸對(duì)稱(chēng)圖形;②涂黑部分都是三個(gè)小正三角形. 請(qǐng)?jiān)趫D(3),圖(4)內(nèi)分別設(shè)計(jì)一個(gè)新圖案,使圖案具有上述兩個(gè)特征. 【變式8-2】(2022春?臨渭區(qū)期末)認(rèn)真觀察下面四幅圖中陰影部分構(gòu)成的圖案,回答下列問(wèn)題. (1)請(qǐng)你寫(xiě)出這四個(gè)圖案都具有的兩個(gè)共同特征: 特征1: ; 特征2: ?。?(2)請(qǐng)你借助下面的網(wǎng)格,設(shè)計(jì)出三個(gè)不同圖案,使它也具備你所寫(xiě)出的上述特征.(注意:新圖案與以上四幅圖中的圖案不能相同) 【變式8-3】(2022秋?盂縣期末)有這樣一道題:用四塊如圖甲所示的瓷磚拼成一個(gè)正方形,形成軸對(duì)稱(chēng)圖案,和你的同伴比一比,看誰(shuí)的拼法多.某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖的兩個(gè)圖案,請(qǐng)你也用如圖乙所示的瓷磚 北師大版舉一反三初中數(shù)學(xué)-七年級(jí)下冊(cè) 專(zhuān)題5.3 軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)【八大題型】 TOC \o "1-3" \h \u HYPERLINK \l "_Toc9984" 【題型1 游戲中的軸對(duì)稱(chēng)】 PAGEREF _Toc9984 \h 1 HYPERLINK \l "_Toc16977" 【題型2 利用軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)求角度】 PAGEREF _Toc16977 \h 4 HYPERLINK \l "_Toc29150" 【題型3 利用軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)求線段長(zhǎng)度】 PAGEREF _Toc29150 \h 7 HYPERLINK \l "_Toc18917" 【題型4 在格點(diǎn)中作軸對(duì)稱(chēng)圖形】 PAGEREF _Toc18917 \h 9 HYPERLINK \l "_Toc3130" 【題型5 利用軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)解決折疊問(wèn)題】 PAGEREF _Toc3130 \h 13 HYPERLINK \l "_Toc10927" 【題型6 利用軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)解決最短路徑問(wèn)題】 PAGEREF _Toc10927 \h 18 HYPERLINK \l "_Toc4325" 【題型7 利用軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)解決探究性問(wèn)題】 PAGEREF _Toc4325 \h 25 HYPERLINK \l "_Toc948" 【題型8 軸對(duì)稱(chēng)圖案的設(shè)計(jì)】 PAGEREF _Toc948 \h 33 【知識(shí)點(diǎn)1 軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)】 (1)如果兩個(gè)圖形關(guān)于某直線對(duì)稱(chēng),那么對(duì)稱(chēng)軸是任何一對(duì)對(duì)應(yīng)點(diǎn)所連線段的垂直平分線. 由軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)得到一下結(jié)論: ①如果兩個(gè)圖形的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的連線被同一條直線垂直平分,那么這兩個(gè)圖形關(guān)于這條直線對(duì)稱(chēng); ②如果兩個(gè)圖形成軸對(duì)稱(chēng),我們只要找到一對(duì)對(duì)應(yīng)點(diǎn),作出連接它們的線段的垂直平分線,就可以得到這 兩個(gè)圖形的對(duì)稱(chēng)軸. (2)軸對(duì)稱(chēng)圖形的對(duì)稱(chēng)軸也是任何一對(duì)對(duì)應(yīng)點(diǎn)所連線段的垂直平分線. 【題型1 游戲中的軸對(duì)稱(chēng)】 【例1】小王設(shè)計(jì)了一“對(duì)稱(chēng)跳棋”題:如圖,在作業(yè)本上畫(huà)一條直線l,在直線l兩邊各放一粒圍棋子A、B,使線段AB長(zhǎng)8cm,并關(guān)于直線l對(duì)稱(chēng),在圖中P1處有一粒跳棋子,P1距A點(diǎn)6cm、與直線l的距離為3cm,按以下程序起跳:第1次,從P1點(diǎn)以A為對(duì)稱(chēng)中心跳至P2點(diǎn);第2次,從P2點(diǎn)以l為對(duì)稱(chēng)軸跳至P3點(diǎn);第3次,從P3點(diǎn)以B為對(duì)稱(chēng)中心跳至P4點(diǎn);第4次,從P4點(diǎn)以l對(duì)稱(chēng)軸跳至P5點(diǎn);…. (1)棋子跳至P6點(diǎn)時(shí),與點(diǎn)P1的距離是 12cm??; (2)棋子按上述程序跳躍2014次后停下,這時(shí)它與點(diǎn)B的距離是 6cm?。? 【分析】(1)根據(jù)題意作出圖形,P6與P2重合,然后利用勾股定理列式計(jì)算即可得解; (2)根據(jù)圖形,每跳動(dòng)4次為一個(gè)循環(huán)組依次循環(huán),用2014除以4,根據(jù)商和余數(shù)的情況解答即可. 【解答】解:(1)如圖,P6與P2重合, ∵P1距A點(diǎn)6cm, ∴P1P2=2×6=12cm, ∴跳至P6點(diǎn)時(shí),與點(diǎn)P1的距離是12cm; (2)∵每跳動(dòng)4次為一個(gè)循環(huán)組依次循環(huán),2014÷4=503余2, ∴跳躍2014次為第504次循環(huán)的第2次,停在P3, 它與點(diǎn)B的距離是6cm. 故答案為:12cm;6cm. 【變式1-1】甲和乙下棋,甲執(zhí)白子,乙執(zhí)黑子.如圖,已共下了7枚棋子,棋盤(pán)中心黑子的位置用(﹣1,0)表示,其右下角黑子的位置用(0,﹣1)表示.甲將第4枚白子放入棋盤(pán)后,所有棋子構(gòu)成一個(gè)軸對(duì)稱(chēng)圖形.他放的位置是( ?。? A.(﹣1,1) B.(﹣2,1) C.(1,﹣2) D.(﹣1,﹣2) 【分析】首先確定原點(diǎn)位置,再利用軸對(duì)稱(chēng)圖形的性質(zhì)得出答案. 【解答】解:如圖所示:甲將第4枚白子放入棋盤(pán)后,所有棋子構(gòu)成一個(gè)軸對(duì)稱(chēng)圖形, 他放的位置是:(﹣1,1). 【變式1-2】甲乙兩位同學(xué)用圍棋子做游戲.如圖所示,現(xiàn)輪到黑棋下子,黑棋下一子后白棋再下一子,使黑棋的5個(gè)棋子組成軸對(duì)稱(chēng)圖形,白棋的5個(gè)棋子也成軸對(duì)稱(chēng)圖形.則下列下子方法不正確的是( ?。?,[說(shuō)明:棋子的位置用數(shù)對(duì)表示,如A點(diǎn)在(6,3)]. A.黑(3,7);白(5,3) B.黑(4,7);白(6,2) C.黑(2,7);白(5,3) D.黑(3,7);白(2,6) 【分析】分別根據(jù)選項(xiàng)所說(shuō)的黑、白棋子放入圖形,再由軸對(duì)稱(chēng)的定義進(jìn)行判斷即可得出答案. 【解答】解:A、若放入黑(3,7);白(5,3),則此時(shí)黑棋是軸對(duì)稱(chēng)圖形,白棋也是軸對(duì)稱(chēng)圖形,故本選項(xiàng)不符合題意; B、若放入黑(4,7);白(6,2),則此時(shí)黑棋是軸對(duì)稱(chēng)圖形,白棋也是軸對(duì)稱(chēng)圖形,故本選項(xiàng)不符合題意; C、若放入黑(2,7);白(5,3),則此時(shí)黑棋不是軸對(duì)稱(chēng)圖形,白棋是軸對(duì)稱(chēng)圖形,故本選項(xiàng)正確; D、若放入黑(3,7);白(2,6),則此時(shí)黑棋是軸對(duì)稱(chēng)圖形,白棋也是軸對(duì)稱(chēng)圖形,故本選項(xiàng)不符合題意; 【變式1-3】如圖是跳棋盤(pán),其中格點(diǎn)上的黑色點(diǎn)為棋子,剩余的格點(diǎn)上沒(méi)有棋子.我們約定跳棋游戲的規(guī)則是:把跳棋棋子在棋盤(pán)內(nèi),沿著棋子對(duì)稱(chēng)跳行,跳行一次稱(chēng)為一步.已知點(diǎn)A為己方一枚棋子,欲將棋子A跳進(jìn)對(duì)方區(qū)域(陰影部分的格點(diǎn)),則跳行的最少步數(shù)為 3 步. 【分析】根據(jù)題意:分別計(jì)算出兩種跳法所需要的步數(shù),比較就可以了. 【解答】解:如圖中紅棋子所示,根據(jù)規(guī)則: ①點(diǎn)A從右邊通過(guò)3次軸對(duì)稱(chēng)后,位于陰影部分內(nèi); ②點(diǎn)A從左邊通過(guò)4次軸對(duì)稱(chēng)后,位于陰影部分內(nèi). 所以跳行的最少步數(shù)為3步. 【題型2 利用軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)求角度】 【例2】如圖,△ABC中,∠B=58°,∠C=55°,點(diǎn)D為BC邊上一動(dòng)點(diǎn).分別作點(diǎn)D關(guān)于AB,AC的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)E,F(xiàn),連接AE,AF.則∠EAF的度數(shù)等于 134° . 【分析】利用軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)解答即可. 【解答】解:∵點(diǎn)E和點(diǎn)F分別是點(diǎn)D關(guān)于AB和AC的對(duì)稱(chēng)點(diǎn), ∴∠EAB=∠BAD,∠FAC=∠CAD, ∵∠B=58°,∠C=55°, ∴∠BAC=∠BAD+∠DAC=180°﹣58°﹣55°=67°, ∴∠EAF=2∠BAC=134°, 故答案為:134°. 【變式2-1】如圖,△ABC中,∠B=60°,∠C=50°,點(diǎn)D是BC上任一點(diǎn),點(diǎn)E和點(diǎn)F分別是點(diǎn)D關(guān)于AB和AC的對(duì)稱(chēng)點(diǎn),連接AE和AF,則∠EAF的度數(shù)是( ?。? A.140° B.135° C.120° D.100° 【分析】利用軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)解答即可. 【解答】解:如圖,∵點(diǎn)E和點(diǎn)F分別是點(diǎn)D關(guān)于AB和AC的對(duì)稱(chēng)點(diǎn), ∴∠EAB=∠BAD,∠FAC=∠CAD, ∵∠B=60°,∠C=50°, ∴∠BAC=∠BAD+∠DAC=180°﹣60°﹣50°=70°, ∴∠EAF=2∠BAC=140°, 【變式2-2】如圖,四邊形ABCD中,AB=AD,△ABC沿著AC翻折,點(diǎn)B關(guān)于AC的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)E恰好落在CD上,若∠B=α度,則∠D的度數(shù)是?。?80﹣α) 度. 【分析】直接利用翻折變換的性質(zhì)得出AB=AE,∠B=∠AEC=α,再結(jié)合等腰三角形的性質(zhì)得出答案. 【解答】解:∵△ABC沿著AC翻折,點(diǎn)B關(guān)于AC的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)E恰好落在CD上, ∴AB=AE,∠B=∠AEC=α, ∵AB=AD, ∴AD=AE, ∴∠D=∠AED=180°﹣∠AEC=180﹣α. 故答案為:(180﹣α). 【變式2-3】如圖,點(diǎn)P是∠AOB外的一點(diǎn),點(diǎn)Q是點(diǎn)P關(guān)于OA的對(duì)稱(chēng)點(diǎn),點(diǎn)R是點(diǎn)P關(guān)于OB的對(duì)稱(chēng)點(diǎn),直線QR分別交∠AOB兩邊OA,OB于點(diǎn)M,N,連接PM,PN,如果∠PMO=33°,∠PNO=70°,求∠QPN的度數(shù). 【分析】先根據(jù)點(diǎn)P與點(diǎn)Q關(guān)于直線OA對(duì)稱(chēng)可知OM是線段PQ的垂直平分線,故PM=MQ,∠PMQ=2∠PMO,根據(jù)三角形內(nèi)角和定理求出∠PQM的度數(shù),同理可得出PN=RN,故可得出∠PNR=2∠PNO,再由平角的定義得出∠PNQ的度數(shù),由三角形外角的性質(zhì)即可得出結(jié)論. 【解答】解:∵點(diǎn)Q和點(diǎn)P關(guān)于OA的對(duì)稱(chēng), 點(diǎn)R和點(diǎn)P關(guān)于OB的對(duì)稱(chēng) ∴直線OA、OB分別是PQ、PR的中垂線, ∴MP=MQ,NP=NR, ∴∠PMO=∠QMO,∠PNO=∠RNO, ∵∠PMO=3 3°,∠PNO=70° ∴∠PMO=∠QMO=33°,∠PNO=∠RNO=70° ∴∠PMQ=66°,∠PNR=140° ∴∠MQP=57°, ∴∠PQN=123°,∠PNQ=40°, ∴∠QPN=17°. 【題型3 利用軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)求線段長(zhǎng)度】 【例3】如圖,點(diǎn)P在∠AOB內(nèi),點(diǎn)M、N分別是點(diǎn)P關(guān)于AO、BO的對(duì)稱(chēng)點(diǎn),若△PEF的周長(zhǎng)為15,求MN的長(zhǎng). 【分析】根據(jù)軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)可知EP=EM,PF=FN,結(jié)合△PEF的周長(zhǎng)為15,利用等量代換可知MN=EP+EF+PF=15. 【解答】解:∵點(diǎn)M是點(diǎn)P關(guān)于AO,的對(duì)稱(chēng)點(diǎn), ∴AO垂直平分MP, ∴EP=EM. 同理PF=FN. ∵M(jìn)N=ME+EF+FN, ∴MN=EP+EF+PF, ∵△PEF的周長(zhǎng)為15, ∴MN=EP+EF+PF=15. 【變式3-1】如圖,點(diǎn)P在∠AOB內(nèi),點(diǎn)M、N分別是P點(diǎn)關(guān)于OA、OB的對(duì)稱(chēng)點(diǎn),且MN交OA、OB相交于點(diǎn)E,若△PEF的周長(zhǎng)為20,求MN的長(zhǎng). 【分析】根據(jù)軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)可知:EP=EM,PF=FN,所以線段MN的長(zhǎng)=△PEF的周長(zhǎng),再根據(jù)△PEF的周長(zhǎng)為20,即可得出MN的長(zhǎng). 【解答】解:∵點(diǎn)M是P點(diǎn)關(guān)于OA的對(duì)稱(chēng)點(diǎn), ∴EP=EM, ∵N是P點(diǎn)關(guān)于OB的對(duì)稱(chēng)點(diǎn), ∴PF=FN, ∴MN=ME+EF+FN=PE+EF+PF=△PEF的周長(zhǎng), ∵△PEF的周長(zhǎng)為20, ∴MN=20cm. 【變式3-2】如圖,點(diǎn)P是∠AOB外的一點(diǎn),點(diǎn)M,N分別是∠AOB兩邊上的點(diǎn),點(diǎn)P關(guān)于OA的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)Q恰好落在線段MN上,點(diǎn)P關(guān)于OB的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)R落在MN的延長(zhǎng)線上.若PM=3cm,PN=4cm,MN=4.5cm,則線段QR的長(zhǎng)為 5.5cm?。? 【分析】根據(jù)軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)得到OA垂直平分PQ,OB垂直平分PR,則利用線段垂直平分線的性質(zhì)得QM=PM=3cm,RN=PN=4cm,然后計(jì)算QN,再計(jì)算QN+RN即可. 【解答】解:∵點(diǎn)P關(guān)于OA的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)Q恰好落在線段MN上, ∴OA垂直平分PQ, ∴QM=PM=3cm, ∴QN=MN﹣QM=4.5cm﹣3cm=1.5cm, ∵點(diǎn)P關(guān)于OB的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)R落在MN的延長(zhǎng)線上, ∴OB垂直平分PR, ∴RN=PN=4cm, ∴QR=QN+RN=1.5cm+4cm=5.5cm. 故答案為5.5cm. 【變式3-3】如圖,在△ABC中,AB=12cm,AC=6cm,BC=10cm,點(diǎn)D,E分別在AC,AB上,且△BCD和△BED關(guān)于BD對(duì)稱(chēng). (1)求AE的長(zhǎng); (2)求△ADE的周長(zhǎng). 【分析】(1)先根據(jù)△BCD和△BED關(guān)于BD對(duì)稱(chēng),得出△BCD≌△BED,故BE=BC,由此可得出AE的長(zhǎng), (2)由△ADE的周長(zhǎng)=AE+AD+DE=AE+AC即可得出結(jié)論. 【解答】解:(1)∵△BCD和△BED關(guān)于BD對(duì)稱(chēng), ∴△BCD≌△BED, ∴BE=BC=10cm, ∴AE=12﹣10=2cm, (2)∵△BCD≌△BED, ∴DC=DE, ∴△ADE的周長(zhǎng)=AE+AD+DE=AE+AC=8cm. 【題型4 在格點(diǎn)中作軸對(duì)稱(chēng)圖形】 【例4】如圖所示, (1)寫(xiě)出頂點(diǎn)C的坐標(biāo); (2)作△ABC關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng)的△A1B1C1,并寫(xiě)出B1的坐標(biāo); (3)若點(diǎn)A2(a,b)與點(diǎn)A關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng),求a﹣b的值. 【分析】(1)根據(jù)點(diǎn)的坐標(biāo)的定義寫(xiě)出坐標(biāo)即可; (2)作出A、B、C三點(diǎn)關(guān)于y軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)A1、B1、C1即可; (3)根據(jù)軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)求出a、b的值即可; 【解答】解:(1)C(﹣2,﹣1). (2)△ABC關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng)的△A1B1C1如圖所示; 如圖,B1(﹣3,1). (3)∵A(1,2)與A2(a,b)關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng), 可得:a=1,b=﹣2, ∴a﹣b=3. 【變式4-1】(2022秋?自貢期末)如圖,在直角坐標(biāo)系中,A、B、C、D各點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(﹣7,7)、(﹣7,1)、(﹣3,1)、(﹣1,4). (1)在給出的圖形中,畫(huà)出四邊形ABCD關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng)的四邊形A1B1C1D1; (不寫(xiě)作法) (2)寫(xiě)出點(diǎn)A1和C1的坐標(biāo); (3)求四邊形A1B1C1D1的面積. 【分析】(1)根據(jù)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)找出點(diǎn)A、B、C、D關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng)點(diǎn)A1、B1、C1、D1的位置,然后順次連接即可; (2)根據(jù)平面直角坐標(biāo)系寫(xiě)出點(diǎn)A1和C1的坐標(biāo); (3)利用四邊形A1B1C1D1所在的矩形的面積減去兩個(gè)直角三角形的面積列式計(jì)算即可得解. 【解答】解:(1)四邊形A1B1C1D1如圖所示; (2)由(1)可得A1(7,7),C1(3,1); (3)S四邊形A1B1C1D1=6×6?12×2×3?12×6×3, =36﹣3﹣9, =36﹣12, =24. 【變式4-2】(2022秋?嵊州市期末)在如圖的正方形網(wǎng)格中,每一個(gè)小正方形的邊長(zhǎng)為1,格點(diǎn)三角形ABC(頂點(diǎn)是網(wǎng)格線交點(diǎn)的三角形)的頂點(diǎn)A,B的坐標(biāo)分別是(﹣6,7),(﹣4,3). (1)請(qǐng)你根據(jù)題意在圖中的網(wǎng)格平面內(nèi)作出平面直角坐標(biāo)系. (2)請(qǐng)畫(huà)出△ABC關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng)的△A1B1C1 【分析】(1)根據(jù)點(diǎn)B的坐標(biāo)可確定原點(diǎn)位置,然后畫(huà)出坐標(biāo)系即可; (2)首先確定A、B、C三點(diǎn)關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng)的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)位置,再連接即可. 【解答】解:(1)如圖: (2)如圖所示:△A1B1C1即為所求. 【變式4-3】(2022春?銅仁市期末)如圖,已知點(diǎn)A(4,3),B(3,1),C(1,2),請(qǐng)解決下列問(wèn)題: (1)若把△ABC向下平移1個(gè)單位,再向左平移5個(gè)單位得到△A1B1C1,請(qǐng)畫(huà)出平移后的圖形并寫(xiě)出A1,B1,C1的坐標(biāo); (2)若△A2B2C2是△ABC關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng)的圖形,請(qǐng)畫(huà)出△A2B2C2并寫(xiě)出A2,B2,C2的坐標(biāo). 【分析】(1)利用平移變換的性質(zhì)分別作出A,B,C的對(duì)應(yīng)點(diǎn)A1,B1,C1即可; (2)利用軸對(duì)稱(chēng)變換的性質(zhì)分別作出A,B,C的對(duì)應(yīng)點(diǎn)A2,B2,C2即可. 【解答】解:(1)如圖,△A1B1C1即為所求,A1(﹣1,2),B1(﹣2,0),C1(﹣4,1); (2)如圖,△A2B2C2即為所求,A2(4,﹣3),B2(3,﹣1),C2(1,﹣2). 【題型5 利用軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)解決折疊問(wèn)題】 【例5】(2022春?廣陵區(qū)校級(jí)期中)發(fā)現(xiàn)(1)如圖1,把△ABC沿DE折疊,使點(diǎn)A落在點(diǎn)A’處,請(qǐng)你判斷∠1+∠2與∠A有何數(shù)量關(guān)系,直接寫(xiě)出你的結(jié)論,不必說(shuō)明理由 思考(2)如圖2,BI平分∠ABC,CI平分∠ACB,把△ABC折疊,使點(diǎn)A與點(diǎn)I重合,若∠1+∠2=100°,求∠BIC的度數(shù); 拓展(3)如圖3,在銳角△ABC中,BF⊥AC于點(diǎn)F,CG⊥AB于點(diǎn)G,BF、CG交于點(diǎn)H,把△ABC折疊使點(diǎn)A和點(diǎn)H重合,試探索∠BHC與∠1+∠2的關(guān)系,并證明你的結(jié)論. 【分析】(1)根據(jù)翻折變換的性質(zhì)以及三角形內(nèi)角和定理以及平角的定義求出即可; (2)根據(jù)三角形角平分線的性質(zhì)得出∠IBC+∠ICB=90°?12∠A,得出∠BIC的度數(shù)即可; (3)根據(jù)翻折變換的性質(zhì)以及垂線的性質(zhì)得出,∠AFH+∠AGH=90°+90°=180°,進(jìn)而求出∠A=12(∠1+∠2),即可得出答案. 【解答】解:(1)∠1+∠2=2∠A; 理由:根據(jù)翻折的性質(zhì),∠ADE=12(180°﹣∠1),∠AED=12(180°﹣∠2), ∵∠A+∠ADE+∠AED=180°, ∴∠A+12(180﹣∠1)+12(180﹣∠2)=180°, 整理得2∠A=∠1+∠2; (2)由(1)∠1+∠2=2∠A,得2∠A=100°, ∴∠A=50° ∵IB平分∠ABC,IC平分∠ACB, ∴∠IBC+∠ICB=12(∠ABC+∠ACB)=12(180°﹣∠A)=90°?12∠A, ∴∠BIC=180°﹣(∠IBC+∠ICB)=180°﹣(90°?12∠A)=90°+12×50°=115°; (3)∵BF⊥AC,CG⊥AB, ∴∠AFH+∠AGH=90°+90°=180°, ∠FHG+∠A=180°, ∴∠BHC=∠FHG=180°﹣∠A, 由(1)知∠1+∠2=2∠A, ∴∠A=12(∠1+∠2), ∴∠BHC=180°?12(∠1+∠2). 【變式5-1】(2022春?杜爾伯特縣期中)如圖,將邊長(zhǎng)為8cm的正方形ABCD折疊,使點(diǎn)D落在BC邊的中點(diǎn)E處,點(diǎn)A落在F處,折痕為MN. (1)求線段CN長(zhǎng). (2)連接FN,并求FN的長(zhǎng). 【分析】(1)設(shè)NC=x,則DN=8﹣x,由翻折的性質(zhì)可知EN=DN=8﹣x,在Rt△ENC中,由勾股定理列方程求解即可; (2)連接AN,由翻折的性質(zhì)可知FN=AN,然后在Rt△ADN中由勾股定理求得AN的長(zhǎng)即可. 【解答】解:(1)設(shè)NC=x,則DN=8﹣x.由翻折的性質(zhì)可知:EN=DN=8﹣x. 在Rt△ENC中,由勾股定理可知:EN2=EC2+NC2,(8﹣x)2=42+x2, 解得:x=3,即NC=3cm. (2)如圖所示,連接AN. 在Rt三角形ADN中,AN=AD2+ND2=82+52=89. 由翻折的性質(zhì)可知FN=AN=89. 【變式5-2】(2022秋?成都期末)如圖,四邊形ABCD中,AB∥CD,AD⊥AB,AB=6,AD=CD=3,點(diǎn)E、F分別在線段AB、AD上,將△AEF沿EF翻折,點(diǎn)A的落點(diǎn)記為P.當(dāng)P落在四邊形ABCD內(nèi)部時(shí),PD的最小值等于 35?6?。? 【分析】當(dāng)沿DE折疊,且點(diǎn)A落在BD上,有DP最小,由勾股定理求得BD的長(zhǎng),則DP=BD﹣BP=BD﹣AB. 【解答】解:如圖:設(shè)A的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為P1,連接ED,過(guò)P1作PP1⊥ED于P, ∴在直角三角形P1PD中,DP1>DP, ∴當(dāng)點(diǎn)A的對(duì)稱(chēng)P落在線段ED上時(shí),此時(shí)PD有最小值, 即當(dāng)EP取最大值時(shí),PD有最小值,而E在線段AB上, ∴當(dāng)E與B重合時(shí),即EP最大,從而此時(shí)PD取得最小. 在Rt△ADB中,BD=AB2+AD2=36+9=35 ∵PB=AB=6 ∴DP=BD﹣BP=BD﹣AB=35?6. 故答案為:35?6. 【變式5-3】(2022?惠安縣期末)如圖,已知一張長(zhǎng)方形紙片ABCD,AB∥CD,AD=BC=1,AB=CD=5.在長(zhǎng)方形ABCD的邊AB上取一點(diǎn)M,在CD上取一點(diǎn)N,將紙片沿MN折疊,使MB與DN交于點(diǎn)K,得到△MNK. (1)請(qǐng)你動(dòng)手操作,判斷△MNK的形狀一定是 等腰三角形 ; (2)問(wèn)△MNK的面積能否小于12?試說(shuō)明理由; (3)如何折疊能夠使△MNK的面積最大?請(qǐng)你用備用圖探究可能出現(xiàn)的情況,并求最大值. 【分析】(1)由AB∥CD與折疊的性質(zhì)易得∠MNK=∠NMK,即可證得MK=NK,即△MNK的形狀一定是等腰三角形; (2)分兩種情況分析:如圖1所示:過(guò)點(diǎn)M作MH⊥KN于點(diǎn)H,如圖2所示:KM⊥KN,此時(shí)KM最小,KM=KN=1,則可求得S△MNK=12KN?MH≥12×1×1=12; (3)分兩種情況討論.情況一:如圖3,將矩形紙片對(duì)折,使點(diǎn)B與D重合,此時(shí)點(diǎn)K也與D重合.情況二:如圖4,將矩形紙片沿對(duì)角線AC對(duì)折,此時(shí)折痕即為AC.利用方程思想求解,即可求得答案. 【解答】解:(1)等腰三角形. 理由:∵AB∥CD, ∴∠MNK=∠1, 由折疊的性質(zhì)可得:∠1=∠NMK, ∴∠MNK=∠NMK, ∴MK=NK, 即△MNK是等腰三角形; 故答案為:等腰三角形; (2)不能. 理由:∵AB∥CD, ∴∠KNM=∠NMB, 又∵∠KMN=∠NMB; ∴∠KMN=∠KNM, ∴KM=KN, 如圖1所示:過(guò)點(diǎn)M作MH⊥KN于點(diǎn)H, ∴MH=AD=1, ∴在Rt△KMH中,KM>MH,即KN=KM>1, 如圖2所示:KM⊥KN,此時(shí)KM最小,KM=KN=1, ∴KN≥1, ∴S△MNK=12KN?MH≥12×1×1=12, ∴△MNK的面積不可能小于12; (3)分兩種情況討論. 情況一:如圖3,將矩形紙片對(duì)折,使點(diǎn)B與D重合,此時(shí)點(diǎn)K也與D重合. 設(shè)MK=MB=x,則AM=5﹣x. 由勾股定理得12+(5﹣x)2=x2, 解得x=2.6; ∴S△MNK=12×2.6×1=1.3; 情況二:如圖4,將矩形紙片沿對(duì)角線AC對(duì)折,此時(shí)折痕即為AC. 設(shè)MK=AK=CK=x,則DK=5﹣x. 同理可得x=2.6. ∴S△MNK=12×2.6×1=1.3; ∴△MNK的面積最大值為1.3. 【題型6 利用軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)解決最短路徑問(wèn)題】 【例6】(2022春?嶗山區(qū)期中)早在古羅馬時(shí)代,傳說(shuō)亞歷山大城有一位精通數(shù)學(xué)和物理的學(xué)者,名叫海倫.一天,一位羅馬將軍專(zhuān)程去拜訪他,向他請(qǐng)教一個(gè)百思不得其解的問(wèn)題. 將軍每天從軍營(yíng)A出發(fā),先到河邊飲馬,然后再去河岸同側(cè)的軍營(yíng)B開(kāi)會(huì),應(yīng)該怎樣走才能使路程最短?這個(gè)問(wèn)題的答案并不難,據(jù)說(shuō)海倫略加思索就解決了它.從此以后,這個(gè)被稱(chēng)為“將軍飲馬”的問(wèn)題便流傳至今. 大數(shù)學(xué)家海倫曾用軸對(duì)稱(chēng)的方法巧妙地解決了這個(gè)問(wèn)題. 如圖2,作B關(guān)于直線l的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)B′,連接AB′與直線l交于點(diǎn)C,點(diǎn)C就是所求的位置. 證明:如圖3,在直線l上另取任一點(diǎn)C′,連接AC′,BC′,B′C′, ∵直線l是點(diǎn)B,B′的對(duì)稱(chēng)軸,點(diǎn)C,C′在l上, ∴CB=CB′,C′B=C′B′, ∴AC+CB=AC+ CB′?。健B′ . 在△AC′B′中, ∵AB′<AC′+C′B′ ∴AC+CB<AC′+C′B′即AC+CB最?。?本問(wèn)題實(shí)際上是利用軸對(duì)稱(chēng)變換的思想,把A,B在直線同側(cè)的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為在直線的兩側(cè),從而可利用“兩點(diǎn)之間線段最短”,即“三角形兩邊之和大于第三邊”的問(wèn)題加以解決(其中C在AB′與l的交點(diǎn)上,即A、C、B′三點(diǎn)共線).本問(wèn)題可歸納為“求定直線上一動(dòng)點(diǎn)與直線外兩定點(diǎn)的距離和的最小值”的問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型. 【簡(jiǎn)單應(yīng)用】 (1)如圖4,在等邊△ABC中,AB=6,AD⊥BC,E是AC的中點(diǎn),M是AD上的一點(diǎn),求EM+MC的最小值 借助上面的模型,由等邊三角形的軸對(duì)稱(chēng)性可知,B與C關(guān)于直線AD對(duì)稱(chēng),連接BM,EM+MC的最小值就是線段 BE 的長(zhǎng)度,則EM+MC的最小值是 33 ; (2)如圖5,在四邊形ABCD中,∠BAD=130°,∠B=∠D=90°,在BC,CD上分別找一點(diǎn)M、N當(dāng)△AMN周長(zhǎng)最小時(shí),∠AMN+∠ANM= 100 °. 【拓展應(yīng)用】 如圖6,是一個(gè)港灣,港灣兩岸有A、B兩個(gè)碼頭,∠AOB=30°,OA=1千米,OB=2千米,現(xiàn)有一艘貨船從碼頭A出發(fā),根據(jù)計(jì)劃,貨船應(yīng)先停靠OB岸C處裝貨,再停靠OA岸D處裝貨,最后到達(dá)碼頭B.怎樣安排兩岸的裝貨地點(diǎn),使貨船行駛的水路最短?請(qǐng)畫(huà)出最短路線并求出最短路程. 【分析】【簡(jiǎn)單應(yīng)用】 (1)根據(jù)等邊三角形的性質(zhì)、勾股定理計(jì)算,得到答案; (2)作A關(guān)于BC和CD的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)A′,A″,連接A′A″,交BC于M,交CD于N,根據(jù)等腰三角形的性質(zhì)、三角形內(nèi)角和定理計(jì)算; 【拓展應(yīng)用】分別作點(diǎn)A關(guān)于OB的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)A′,點(diǎn)B關(guān)于OA的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)B′,連接A′B′,交OB于C,交OA于D,根據(jù)軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)、勾股定理計(jì)算,得到答案. 【解答】解:AC+CB=AC+CB′=AB′, 故答案為:CB′;AB′; 【簡(jiǎn)單應(yīng)用】(1)由等邊三角形的軸對(duì)稱(chēng)性可知,B與C關(guān)于直線AD對(duì)稱(chēng),連接BM, EM+MC的最小值就是線段BE的長(zhǎng)度, BE=62?32=33, 則EM+MC的最小值是33, 故答案為:BE;33; (2)如圖5,作A關(guān)于BC和CD的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)A′,A″,連接A′A″,交BC于M,交CD于N, 則A′A″即為△AMN的周長(zhǎng)最小值, ∵∠DAB=130°, ∴∠AA′M+∠A″=50°, ∵∠MA′A=∠MAA′,∠NAD=∠A″, 且∠MA′A+∠MAA′=∠AMN,∠NAD+∠A″=∠ANM, ∴∠AMN+∠ANM=∠MA′A+∠MAA′+∠NAD+∠A″=2(∠AA′M+∠A″)=2×50°=100°, 故答案為:100; 【拓展應(yīng)用】如圖6,分別作點(diǎn)A關(guān)于OB的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)A′,點(diǎn)B關(guān)于OA的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)B′,連接A′B′,交OB于C,交OA于D, 則C、D為兩岸的裝貨地點(diǎn),A′B′是貨船行駛的水路最短路程, 由軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)可知,OA′=OA=1,OB′=OB=2,∠BOA′=∠AOB=30°,∠AOB′=∠AOB=30°, ∴∠A′OB′=90°, ∴A′B′=12+22=5, 答:貨船行駛的水路最短路程為5千米. 【變式6-1】在ABC中,∠ACB=90°,∠B=60°,AC=6,點(diǎn)D,E在AB邊上,AD=CD,點(diǎn)E關(guān)于AC,CD的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)分別為F,G,則線段FG的最小值等于( ) A.2 B.3 C.4 D.5 【分析】根據(jù)軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)得出CE=CF,∠CEF=∠CFE,CE=CG,EH=GH,∠CEF=∠CGH,進(jìn)而得出CE=CG=CF,∠CGH=∠CFE,然后證得△BCD是等邊三角形,從而證得∠FHG=60°,進(jìn)一步證得∠FCG=∠FHG=60°,證得△CFG是等邊三角形,得出FG=CF=CE,因?yàn)镃E的最小值為3,所以FG的最小值為3. 【解答】解:∵點(diǎn)E和F關(guān)于AC對(duì)稱(chēng), ∴AC垂直平分EF, ∴CE=CF,∠CEF=∠CFE, ∵點(diǎn)E和G關(guān)于CD對(duì)稱(chēng), ∴CD垂直平分FG, ∴CE=CG,EH=GH,∠CEF=∠CGH, ∴CE=CG=CF,∠CGH=∠CFE, ∵∠ACB=90°,∠B=60°, ∴∠A=30°, ∵AD=CD, ∴∠ACD=∠A=30°, ∴∠BCD=60°, ∴△BCD是等邊三角形, ∵EF∥BC, ∴∠DEH=∠B=60°,∠EHD=∠BCD=60°, ∴∠DHG=∠EHD=60°, ∴∠FHG=60° ∵∠CGH=∠CFE,∠CKF=∠HKG, ∴∠FCG=∠FHG=60°, ∵CF=CG, ∴△CFG是等邊三角形, ∴FG=CF=CE, ∵當(dāng)CE⊥AB時(shí),CE最短,此時(shí)CE=12AC=3, ∴FG的最小值為3, 【變式6-2】(2022秋?雙流區(qū)校級(jí)期中)在△ABC中,∠A=45°,AC=8,BD⊥AC,BD=6,點(diǎn)E為邊BC上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn).E1,E2分別為點(diǎn)E關(guān)于直線AC,AB的對(duì)稱(chēng)點(diǎn),連接E1E2,則線段E1E2長(zhǎng)度的最小值是 12105?。? 【分析】如圖,連接AE,證明△AE1E2是等腰直角三角形,推出E2E1=2AE1=2AE,推出AE最小時(shí),E1E2的值最小,求出AE的最小值即可. 【解答】解:如圖,連接AE. ∵BD⊥AC, ∴∠ADB=90°, ∵∠BAC=45°, ∴∠DAB=∠DBA=45°, ∴AD=BD=6, ∵E,E2關(guān)于AB對(duì)稱(chēng),E,E1關(guān)于AC對(duì)稱(chēng), ∴∠EAB=∠E2AB,∠EAC=∠CAE1,AE=AE2=AE2 ∴∠E2AE1=90°, ∴△AE1E2是等腰直角三角形, ∴E2E1=2AE1=2AE, ∴AE最小時(shí),E1E2的值最小, 根據(jù)垂線段最短可知,AE與AD重合時(shí),AE的值最小, 由12AC?BD=12BC?AE知,AE=AC?BDBC=6×862+22=12105, ∴E1E2的最小值為2455. 故答案為:2455. 【變式6-3】(2022春?青羊區(qū)期末)如圖,△ABC中,∠B=45°,∠C=75°,AB=4,D為BC上一動(dòng)點(diǎn),過(guò)D作DE⊥AC于點(diǎn)E,作DF⊥AB于點(diǎn)F,連接EF,則EF的最小值為 6 . 【分析】連接AD,取AD中點(diǎn)G,連接EG、FG,過(guò)點(diǎn)A作AH⊥BC于H,先由直角三角形斜邊上的中線等于斜邊一半得∠EGF=2∠EAF,再由∠B=45°,∠C=75°得∠EGF=120°,即有EF=3EG,使EF最小,即要使EG最小,即要使EG+GF=AD最小,故求出AH即可解決問(wèn)題. 【解答】解:如圖,連接AD,取AD中點(diǎn)G,連接EG、FG,過(guò)點(diǎn)A作AH⊥BC于H, ∵DE⊥AC于點(diǎn)E,DF⊥AB于點(diǎn)F, ∴∠DEA=∠DFA=90°, ∴EG=GF=0.5AD=AG=GD, ∴∠EAG=∠AEG,∠GAF=∠AFG, ∴∠EGF=2∠EAF, ∵∠B=45°,∠C=75°, ∴∠BAC=60°, ∴∠EGF=120°, ∴EF=3EG, 要使EF最小,即要使EG最小,即要使EG+GF=AD最小, ∵點(diǎn)到直線垂線段最短, ∴AD最小為AH, ∵∠B=45°, ∴AB=2AH, ∴AH=22, ∴EG最小值為2, ∴EF最小值為6. 解法二:延長(zhǎng)DE到M,使得EM=DE,延長(zhǎng)DF到N使得FN=DF,連接ANM,AM,MN. ∵EF=12MN, ∴MN最小時(shí),EF的值最小, ∵當(dāng)AD最小時(shí),MN的值最小,AD的最小值為22, ∴MN的最小值為26, ∴EF的最小值為6. 故答案為:6. 【題型7 利用軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)解決探究性問(wèn)題】 【例7】(2022春?二道區(qū)期末)解答下列各題: (1)【問(wèn)題引入】:如圖①,在△ABC中,∠BAC=70°,點(diǎn)D在BC的延長(zhǎng)線上,三角形的內(nèi)角∠ABC與外角∠ACD的角平分線BP,CP相交于點(diǎn)P,求∠P的度數(shù)﹒(寫(xiě)出完整的解答過(guò)程) (2)【深入探究】:如圖②,在四邊形MNCB中,設(shè)∠M=a,∠N=β,四邊形MNCB的內(nèi)角∠MBC與外角∠NCD的角平分線BP,CP相交于點(diǎn)P,則∠P的度數(shù)為 12(α+β)?90° ﹒(用含有α和β的代數(shù)式表示) (3)【問(wèn)題拓展】:如圖③,在圖①中,把∠BAC=70°改成∠BAC=γ,其他條件不變,將△PBC以直線BC為對(duì)稱(chēng)軸翻折得到△GBC,∠GBC的角平分線與∠GCB的角平分線交于點(diǎn)M,則∠BMC的度數(shù)為 BMC=90°+14∠γ .(用含有γ的代數(shù)式表示) 【分析】(1)由角平分線的性質(zhì)可得∠PBC=12∠ABC,∠PCD=12∠ACD,由外角的性質(zhì)可得∠DCP=∠CBP+∠P,即可求解; (2)延長(zhǎng)BM交CN的延長(zhǎng)線于A,先得出∠A=a+β﹣180°,再利用(1)中∠P=12∠A得出結(jié)果; (3)由軸對(duì)稱(chēng)性質(zhì)得出∠BGC=∠BPC=12∠γ,最后根據(jù)∠BMC=180°﹣∠MBC﹣∠MCB得出結(jié)論. 【解答】(1)∵三角形的內(nèi)角∠ACD的角平分線為BP, ∴∠CBP=12∠ABC, ∵CP平分△ABC外角, ∴∠DCP=12∠ACD=12(∠A+∠ABC)=12∠A+12∠ABC, 在△ABC中,由三角形的外角性質(zhì),得, ∠DCP=∠CBP+∠P=12∠ABC+∠P, ∴12∠A+=12∠ABC=12∠ABC+∠P, ∴∠P=12∠A=12×70°=35°; (2)延長(zhǎng)BM交CN的延長(zhǎng)線于A, ∵∠M=a,∠N=β, ∴∠A=180°﹣∠AMN﹣∠ANM =180°﹣(180°﹣a)﹣(180°﹣β) =a+β﹣180°, 由(1)得:∠P=12∠A, ∴∠P=12(α+β)?90°, 故答案為:12(α+β)?90°; (3)由軸對(duì)稱(chēng)性質(zhì)可知: ∠BGC=∠BPC=12∠γ, ∵∠MBC=12∠GBC, ∠MCB=12∠GCB, ∴∠BMC=180°﹣∠MBC﹣∠MCB =180°?12(∠GBC+∠GCB) =180°?12(180°﹣∠BGC) =90°+12∠BGC, ∴∠BMC=90°+14∠γ, 故答案為:∠BMC=90°+14∠γ. 【變式7-1】(2022秋?洛南縣期末)問(wèn)題提出: (1)如圖1,畫(huà)出直角三角形ABC關(guān)于AC所在直線的軸對(duì)稱(chēng)圖形△ACB′,其中∠BAC=90°(保留作圖痕跡,不寫(xiě)作法). 問(wèn)題探究: (2)如圖2,∠MAN=90°,射線AE在∠MAN的內(nèi)部,點(diǎn)B、C在∠MAN的邊AM、AN上,且AB=AC,過(guò)點(diǎn)C作CF⊥AE于點(diǎn)F,過(guò)點(diǎn)B作BD⊥AE于點(diǎn)D,證明:△ABD≌△CAF. 深入思考: (3)如圖3,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,直線l經(jīng)過(guò)點(diǎn)C,且點(diǎn)A、B在直線l的異側(cè),過(guò)點(diǎn)A作AD⊥l于點(diǎn)D,過(guò)點(diǎn)B作BE⊥l于點(diǎn)E.判斷線段AD、BE、DE之間的數(shù)量關(guān)系,并加以說(shuō)明. 【分析】(1)延長(zhǎng)BA,在BA的延長(zhǎng)線收入截取AB′=AB,連接CB′,△ACB′即為所求. (2)根據(jù)AAS證明三角形全等即可. (3)證明△ADC≌△CEB(AAS)可得結(jié)論. 【解答】(1)解:如圖1中,△ACB′即為所求. (2)證明:如圖2中, ∵BD⊥AE,CF⊥AE,∠MAN=90°, ∴∠ADB=∠AFC=∠MAN=90°, ∴∠ABD+∠BAD=90°,∠BAD+∠CAF=90°, ∴∠ABD=∠CAF, ∵AB=AC, ∴△ABD≌△ACF(AAS). (3)解:結(jié)論:BE=AD+DE. 理由:∵AD∥CD,BE⊥CD,∠ACB=90°, ∴∠ADC=∠BEC=∠ACB=90°, ∴∠ACD+∠BCE=90°,∠BCE+∠CBE=90°, ∴∠ACD=∠CBE, ∵AC=BC, ∴△ADC≌△CEB(AAS), ∴CD=BE,AD=CE, ∵CD=DE+EC=DE+AD, ∴BE=AD+DE. 【變式7-2】(2022春?臨汾期末)綜合實(shí)踐課上,小聰用一張長(zhǎng)方形紙片ABCD對(duì)不同折法下的夾角大小進(jìn)行了探究,先將紙片的一角對(duì)折,使角的頂點(diǎn)A落在A′處,EF為折痕,如圖①所示. (1)若∠AEF=30°, ①求∠A′EB的度數(shù); ②又將它的另一個(gè)角也折過(guò)去,并使點(diǎn)B落在EA′上的B′處,折痕為EG,如圖②所示,求∠FEG的度數(shù); (2)若改變∠AEF的大小,則EA′的位置也隨之改變,則∠FEG的大小是否改變?請(qǐng)說(shuō)明理由. 【分析】(1)①根據(jù)折疊的性質(zhì)以及角平分線的定義即可解決問(wèn)題; ②根據(jù)折疊的性質(zhì)得到∠AEF=∠A′EF,∠BEG=∠B′EG,再根據(jù)平角的定義得到∠AEF+∠A′EF+∠BEG+∠B′EG=180°,即可得到∠FEG的度數(shù); (2)根據(jù)折疊的性質(zhì)理由同②,可得∠FEG的大小不改變. 【解答】解:(1)①根據(jù)折疊的性質(zhì)可知:∠AEF=∠A'EF=30°, ∴∠A′EB=180°﹣2×30°=120°, 答:∠A′EB的度數(shù)為120°; ②:∵長(zhǎng)方形紙片的一角折疊,頂點(diǎn)A落在A′處,另一角折疊,頂點(diǎn)B落在EA′上的B′點(diǎn)處, ∴∠AEF=∠A′EF,∠BEG=∠B′EG, ∵∠AEF+∠A′EF+∠BEG+∠B′EG=180°, ∴∠A′EF+∠B′EG=90°, ∴∠FEG=90°. 答:∠FEG的度數(shù)為90°; (2)∠FEG的大小不改變,理由如下: 由折疊的性質(zhì)可知:∠AEF=∠A′EF,∠BEG=∠B′EG, ∵∠AEF+∠A′EF+∠BEG+∠B′EG=180°, ∴∠A′EF+∠B′EG=90°, ∴∠FEG=90°. 所以∠FEG的大小不改變. 【變式7-3】(2022秋?鼓樓區(qū)月考)問(wèn)題情境 如圖1,△ABC中,沿∠BAC的平分線AB1折疊,剪掉重疊部分;將余下部分沿∠B1A1C的平分線A1B2折疊,剪掉重疊部分;如此反復(fù)操作,沿∠BnAnC的平分線AnBn+1折疊,點(diǎn)Bn與點(diǎn)C重合,我們就稱(chēng)∠BAC是△ABC的正角. 以圖2為例,△ABC中,∠B=70°,∠C=35°,若沿∠BAC的平分線AB1折疊,則∠AA1B1=70°.沿A1B1剪掉重疊部分,在余下的△B1A1C中,由三角形的內(nèi)角和定理可知∠A1B1C=35°,若沿∠B1A1C的平分線A1B2第二次折疊,則點(diǎn)B1與點(diǎn)C重合.此時(shí),我們就稱(chēng)∠BAC是△ABC的正角. 探究發(fā)現(xiàn) (1)△ABC中,∠B=2∠C,則經(jīng)過(guò)兩次折疊后,∠BAC是不是△ABC的正角? 是?。ㄌ睢笆恰被颉安皇恰保?(2)小明經(jīng)過(guò)三次折疊發(fā)現(xiàn)∠BAC是△ABC的正角,則∠B與∠C(不妨設(shè)∠B>∠C)之間的等量關(guān)系為 ∠B=3∠C?。?根據(jù)以上內(nèi)容猜想:若經(jīng)過(guò)n次折疊∠BAC是△ABC的正角,則∠B與∠C(不妨設(shè)∠B>∠C)之間的等量關(guān)系為 ∠B=n∠C?。?應(yīng)用提升 (3)如果一個(gè)三角形的最小角是10°,直接寫(xiě)出此三角形另外兩個(gè)角的度數(shù),使得此三角形的三個(gè)角均是它的正角. 【分析】(1)仔細(xì)分析題意根據(jù)折疊的性質(zhì)及“正角”的定義即可作出判斷; (2)因?yàn)榻?jīng)過(guò)三次折疊∠BAC是△ABC的正角,所以第三次折疊的∠A2B2C=∠C,由∠ABB1=∠AA1B1,∠AA1B1=∠A1B1C+∠C,又∠A1B1C=∠A1A2B2,∠A1A2B2=∠A2B2C+∠C,∠ABB1=∠A1B1C+∠C=∠A2B2C+∠C+∠C=3∠C,由此即可求得結(jié)果; (3)根據(jù)正角的定義進(jìn)行推理計(jì)算,即可得出結(jié)果. 【解答】探究發(fā)現(xiàn) 解:(1)△ABC中,∠B=2∠C,經(jīng)過(guò)兩次折疊,∠BAC是△ABC的正角;理由如下: ∵沿∠BAC的平分線AB1折疊, ∴∠B=∠AA1B1; 又∵將余下部分沿∠B1A1C的平分線A1B2折疊,此時(shí)點(diǎn)B1與點(diǎn)C重合, ∴∠A1B1C=∠C; ∵∠AA1B1=∠C+∠A1B1C(外角定理), ∴∠B=2∠C; 故答案為:是; (2)在△ABC中,沿∠BAC的平分線AB1折疊,剪掉重復(fù)部分;將余下部分沿∠B1A1C的平分線A1B2折疊,剪掉重復(fù)部分,將余下部分沿∠B2A2C的平分線A2B3折疊,點(diǎn)B2與點(diǎn)C重合,則∠BAC是△ABC的正角. 理由如下:根據(jù)折疊的性質(zhì)知,∠B=∠AA1B1,∠C=∠A2B2C,∠A1B1C=∠A1A2B2, 由三角形的外角定理知,∠A1A2B2=∠C+∠A2B2C=2∠C; 由四邊形的外角定理知,∠BAC+∠B+∠AA1B1﹣∠A1B1C=∠BAC+2∠B﹣2C=180°, 由三角形內(nèi)角和定理知,∠BAC+∠B+∠C=180°, ∴∠B=3∠C; 由圖1知,當(dāng)∠B=∠C時(shí),∠BAC是△ABC的正角; 由圖2知,當(dāng)∠B=2∠C時(shí),∠BAC是△ABC的正角; 由圖2知,當(dāng)∠B=3∠C時(shí),∠BAC是△ABC的正角; 故若經(jīng)過(guò)n次折疊∠BAC是△ABC的正角,則∠B與∠C(不妨設(shè)∠B>∠C)之間的等量關(guān)系為∠B=n∠C; 故答案為:∠B=3∠C;∠B=n∠C; 應(yīng)用提升 解:(3)由(2)知,∠B=n∠C,∠BAC是△ABC的正角, ∵最小角是10°是△ABC的正角, 根據(jù)正角定義,則可設(shè)另兩角分別為10m°,10mn°(其中m、n都是正整數(shù)). 由題意,得10m+10mn+10=180, ∴m(n+1)=17. ∵m、n都是正整數(shù), ∴m與n+1是17的整數(shù)因子, 因此有:m=1,n+1=17; ∴m=1,n=16; ∴10m=10°,10mn=160°; ∴該三角形的另外兩個(gè)角的度數(shù)分別為:10°,160°. 【題型8 軸對(duì)稱(chēng)圖案的設(shè)計(jì)】 【例8】(2022秋?滄州期末)如圖1所示是一塊有圖案的瓷磚,請(qǐng)利用四塊這樣的瓷磚拼出一個(gè)正方形,使所拼的圖案為軸對(duì)稱(chēng)圖形.在圖4中畫(huà)出你的四個(gè)設(shè)計(jì)方案.(圖2、圖3視為同一圖案) 【分析】觀察已知圖形,根據(jù)軸對(duì)稱(chēng)圖形的概念設(shè)計(jì)圖案. 【解答】解:所設(shè)計(jì)圖形如下所示: 【變式8-1】(2022?金華)現(xiàn)有9個(gè)相同的小正三角形拼成的大正三角形,將其部分涂黑.如圖(1),(2)所示. 觀察圖(1),圖(2)中涂黑部分構(gòu)成的圖案.它們具有如下特征:①都是軸對(duì)稱(chēng)圖形;②涂黑部分都是三個(gè)小正三角形. 請(qǐng)?jiān)趫D(3),圖(4)內(nèi)分別設(shè)計(jì)一個(gè)新圖案,使圖案具有上述兩個(gè)特征. 【分析】因?yàn)檎切问禽S對(duì)稱(chēng)圖形,其對(duì)稱(chēng)軸是從頂點(diǎn)向底邊所作垂線,故只要所涂得小正三角形關(guān)于大正三角形的中垂線對(duì)稱(chēng)即可. 【解答】解:如圖 【變式8-2】(2022春?臨渭區(qū)期末)認(rèn)真觀察下面四幅圖中陰影部分構(gòu)成的圖案,回答下列問(wèn)題. (1)請(qǐng)你寫(xiě)出這四個(gè)圖案都具有的兩個(gè)共同特征: 特征1: 都是軸對(duì)稱(chēng)圖形?。?特征2: 陰影部分面積都為4?。?(2)請(qǐng)你借助下面的網(wǎng)格,設(shè)計(jì)出三個(gè)不同圖案,使它也具備你所寫(xiě)出的上述特征.(注意:新圖案與以上四幅圖中的圖案不能相同) 【分析】(1)觀察發(fā)現(xiàn)四個(gè)圖形都是軸對(duì)稱(chēng)圖形,且面積相等; (2)根據(jù)兩個(gè)特征解決問(wèn)題即可. 【解答】解:(1)這四個(gè)圖案都具有的兩個(gè)共同特征是:都是軸對(duì)稱(chēng)圖形,陰影部分面積都為4; 故答案為:都是軸對(duì)稱(chēng)圖形,陰影部分面積都為4; (2)如圖: . 【變式8-3】(2022秋?盂縣期末)有這樣一道題:用四塊如圖甲所示的瓷磚拼成一個(gè)正方形,形成軸對(duì)稱(chēng)圖案,和你的同伴比一比,看誰(shuí)的拼法多.某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖的兩個(gè)圖案,請(qǐng)你也用如圖乙所示的瓷磚拼成一個(gè)正方形,形成軸對(duì)稱(chēng)圖案.(至少設(shè)計(jì)四種圖案)
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