初中数学翻折变换（折叠问题）试题

如图，在 $\text{Rt}\Delta \text{ABC}$ 中，点 $P$ 为斜边 $\mathit{BC}$ 上一动点，将 $\mathit{\Delta ABP}$ 沿直线 $\mathit{AP}$ 折叠，使得点 $B$ 的对应点为 $B\text{'}$ ，连接 $\mathit{AB}\text{'}$ ， $\mathit{CB}\text{'}$ ， $\mathit{BB}\text{'}$ ， $\mathit{PB}\text{'}$ ．

（1）如图①，若 $\mathit{PB}\text{'}\perp \mathit{AC}$ ，证明： $\mathit{PB}\text{'}=\mathit{AB}\text{'}$ ．

（2）如图②，若 $\mathit{AB}=\mathit{AC}$ ， $\mathit{BP}=3\mathit{PC}$ ，求 $\cos \angle B\text{'}\mathit{AC}$ 的值．

（3）如图③，若 $\angle \mathit{ACB}=30°$ ，是否存在点 $P$ ，使得 $\mathit{AB}=\mathit{CB}\text{'}$ ．若存在，求此时 $\frac{\mathit{PC}}{\mathit{BC}}$ 的值；若不存在，请说明理由．

如图，在矩形 $\mathit{ABCD}$ 中， $\mathit{AB}=3$ ， $\mathit{AD}=4$ ， $E$ 、 $F$ 分别是边 $\mathit{BC}$ 、 $\mathit{CD}$ 上一点， $\mathit{EF}\perp \mathit{AE}$ ，将 $\mathit{\Delta ECF}$ 沿 $\mathit{EF}$ 翻折得△ $\mathit{EC}\text{'}F$ ，连接 $\mathit{AC}\text{'}$ ，当 $\mathit{BE}=$ 　　时， $\mathit{\Delta AEC}\text{'}$ 是以 $\mathit{AE}$ 为腰的等腰三角形．

如图①，在 $\text{Rt}\Delta \text{ABC}$ 中， $\angle \mathit{ACB}=90°$ ， $\angle A=60°$ ， $\mathit{CD}$ 是斜边 $\mathit{AB}$ 上的中线，点 $E$ 为射线 $\mathit{BC}$ 上一点，将 $\mathit{\Delta BDE}$ 沿 $\mathit{DE}$ 折叠，点 $B$ 的对应点为点 $F$ ．

（1）若 $\mathit{AB}=a$ ．直接写出 $\mathit{CD}$ 的长（用含 $a$ 的代数式表示）；

（2）若 $\mathit{DF}\perp \mathit{BC}$ ，垂足为 $G$ ，点 $F$ 与点 $D$ 在直线 $\mathit{CE}$ 的异侧，连接 $\mathit{CF}$ ，如②，判断四边形 $\mathit{ADFC}$ 的形状，并说明理由；

（3）若 $\mathit{DF}\perp \mathit{AB}$ ，直接写出 $\angle \mathit{BDE}$ 的度数．

在我们学习过的数学教科书中，有一个数学活动，若身旁没有量角器或三角尺，又需要作 $60°$ ， $30°$ ， $15°$ 等大小的角，可以采用如下方法：

操作感知：

第一步：对折矩形纸片 $\mathit{ABCD}$ ，使 $\mathit{AD}$ 与 $\mathit{BC}$ 重合，得到折痕 $\mathit{EF}$ ，把纸片展开（如图1 $)$ ．

第二步：再一次折叠纸片，使点 $A$ 落在 $\mathit{EF}$ 上，并使折痕经过点 $B$ ，得到折痕 $\mathit{BM}$ ，同时得到线段 $\mathit{BN}$ （如图 $2)$ ．

猜想论证：

（1）若延长 $\mathit{MN}$ 交 $\mathit{BC}$ 于点 $P$ ，如图3所示，试判定 $\mathit{\Delta BMP}$ 的形状，并证明你的结论．

拓展探究：

（2）在图3中，若 $\mathit{AB}=a$ ， $\mathit{BC}=b$ ，当 $a$ ， $b$ 满足什么关系时，才能在矩形纸片 $\mathit{ABCD}$ 中剪出符合（1）中结论的三角形纸片 $\mathit{BMP}$ ？

实践与探究

操作一：如图①，已知正方形纸片 $\mathit{ABCD}$ ，将正方形纸片沿过点 $A$ 的直线折叠，使点 $B$ 落在正方形 $\mathit{ABCD}$ 的内部，点 $B$ 的对应点为点 $M$ ，折痕为 $\mathit{AE}$ ，再将纸片沿过点 $A$ 的直线折叠，使 $\mathit{AD}$ 与 $\mathit{AM}$ 重合，折痕为 $\mathit{AF}$ ，则 $\angle \mathit{EAF}=$ 　　度．

操作二：如图②，将正方形纸片沿 $\mathit{EF}$ 继续折叠，点 $C$ 的对应点为点 $N$ ．我们发现，当点 $E$ 的位置不同时，点 $N$ 的位置也不同．当点 $E$ 在 $\mathit{BC}$ 边的某一位置时，点 $N$ 恰好落在折痕 $\mathit{AE}$ 上，则 $\angle \mathit{AEF}=$ 　　度．

在图②中，运用以上操作所得结论，解答下列问题：

（1）设 $\mathit{AM}$ 与 $\mathit{NF}$ 的交点为点 $P$ ．求证： $\mathit{\Delta ANP}\cong \mathit{\Delta FNE}$ ；

（2）若 $\mathit{AB}=\sqrt{3}$ ，则线段 $\mathit{AP}$ 的长为 　　．

综合与实践

问题情境：数学活动课上，老师出示了一个问题：如图①，在 $▱\mathit{ABCD}$ 中， $\mathit{BE}\perp \mathit{AD}$ ，垂足为 $E$ ， $F$ 为 $\mathit{CD}$ 的中点，连接 $\mathit{EF}$ ， $\mathit{BF}$ ，试猜想 $\mathit{EF}$ 与 $\mathit{BF}$ 的数量关系，并加以证明．

独立思考：（1）请解答老师提出的问题；

实践探究：（2）希望小组受此问题的启发，将 $▱\mathit{ABCD}$ 沿着 $\mathit{BF}(F$ 为 $\mathit{CD}$ 的中点）所在直线折叠，如图②，点 $C$ 的对应点为 $C\text{'}$ ，连接 $\mathit{DC}\text{'}$ 并延长交 $\mathit{AB}$ 于点 $G$ ，请判断 $\mathit{AG}$ 与 $\mathit{BG}$ 的数量关系，并加以证明．

问题解决：（3）智慧小组突发奇想，将 $▱\mathit{ABCD}$ 沿过点 $B$ 的直线折叠，如图③，点 $A$ 的对应点为 $A\text{'}$ ，使 $A\text{'}B\perp \mathit{CD}$ 于点 $H$ ，折痕交 $\mathit{AD}$ 于点 $M$ ，连接 $A\text{'}M$ ，交 $\mathit{CD}$ 于点 $N$ ．该小组提出一个问题：若此 $▱\mathit{ABCD}$ 的面积为20，边长 $\mathit{AB}=5$ ， $\mathit{BC}=2\sqrt{5}$ ，求图中阴影部分（四边形 $\mathit{BHNM})$ 的面积．请你思考此问题，直接写出结果．

如图，将正方形纸片 $\mathit{ABCD}$ 沿 $\mathit{PQ}$ 折叠，使点 $C$ 的对称点 $E$ 落在边 $\mathit{AB}$ 上，点 $D$ 的对称点为点 $F$ ， $\mathit{EF}$ 交 $\mathit{AD}$ 于点 $G$ ，连接 $\mathit{CG}$ 交 $\mathit{PQ}$ 于点 $H$ ，连接 $\mathit{CE}$ ．下列四个结论中：① $\mathit{\Delta PBE}~\mathit{\Delta QFG}$ ；② $S_{\mathit{\Delta CEG}}=S_{\mathit{\Delta CBE}}+S_{\mathit{四边形}\mathit{CDQH}}$ ；③ $\mathit{EC}$ 平分 $\angle \mathit{BEG}$ ；④ $E{G}^2-C{H}^2=\mathit{GQ}\cdot \mathit{GD}$ ，正确的是 　　（填序号即可）．

如图，矩形纸片 $\mathit{ABCD}$ ， $\mathit{AB}=4$ ， $\mathit{BC}=8$ ，点 $M$ 、 $N$ 分别在矩形的边 $\mathit{AD}$ 、 $\mathit{BC}$ 上，将矩形纸片沿直线 $\mathit{MN}$ 折叠，使点 $C$ 落在矩形的边 $\mathit{AD}$ 上，记为点 $P$ ，点 $D$ 落在 $G$ 处，连接 $\mathit{PC}$ ，交 $\mathit{MN}$ 于点 $Q$ ，连接 $\mathit{CM}$ ．下列结论：①四边形 $\mathit{CMPN}$ 是菱形；②点 $P$ 与点 $A$ 重合时， $\mathit{MN}=5$ ；③ $\mathit{\Delta PQM}$ 的面积 $S$ 的取值范围是 $4⩽S⩽5$ ．其中所有正确结论的序号是 $($ 　　 $)$

A．

①②③

B．

①②

C．

①③

D．

②③

如图，在矩形 $\mathit{ABCD}$ 中， $\mathit{AB}=4$ ， $\mathit{AD}=8$ ，点 $E$ ， $F$ 分别在边 $\mathit{AD}$ ， $\mathit{BC}$ 上，且 $\mathit{AE}=3$ ，按以下步骤操作：

第一步，沿直线 $\mathit{EF}$ 翻折，点 $A$ 的对应点 $A\text{'}$ 恰好落在对角线 $\mathit{AC}$ 上，点 $B$ 的对应点为 $B\text{'}$ ，则线段 $\mathit{BF}$ 的长为 　　；

第二步，分别在 $\mathit{EF}$ ， $A\text{'}B\text{'}$ 上取点 $M$ ， $N$ ，沿直线 $\mathit{MN}$ 继续翻折，使点 $F$ 与点 $E$ 重合，则线段 $\mathit{MN}$ 的长为 　　．

如图是一张矩形纸片 $\mathit{ABCD}$ ，点 $M$ 是对角线 $\mathit{AC}$ 的中点，点 $E$ 在 $\mathit{BC}$ 边上，把 $\mathit{\Delta DCE}$ 沿直线 $\mathit{DE}$ 折叠，使点 $C$ 落在对角线 $\mathit{AC}$ 上的点 $F$ 处，连接 $\mathit{DF}$ ， $\mathit{EF}$ ．若 $\mathit{MF}=\mathit{AB}$ ，则 $\angle \mathit{DAF}=$ 　　度．

如图所示，在矩形纸片 $\mathit{ABCD}$ 中， $\mathit{AB}=3$ ， $\mathit{BC}=6$ ，点 $E$ 、 $F$ 分别是矩形的边 $\mathit{AD}$ 、 $\mathit{BC}$ 上的动点，将该纸片沿直线 $\mathit{EF}$ 折叠．使点 $B$ 落在矩形边 $\mathit{AD}$ 上，对应点记为点 $G$ ，点 $A$ 落在 $M$ 处，连接 $\mathit{EF}$ 、 $\mathit{BG}$ 、 $\mathit{BE}$ ， $\mathit{EF}$ 与 $\mathit{BG}$ 交于点 $N$ ．则下列结论成立的是 $($ 　　 $)$

① $\mathit{BN}=\mathit{AB}$ ；

②当点 $G$ 与点 $D$ 重合时， $\mathit{EF}=\frac{3\sqrt{5}}{2}$ ；

③ $\mathit{\Delta GNF}$ 的面积 $S$ 的取值范围是 $\frac{9}{4}⩽S⩽\frac{7}{2}$ ；

④当 $\mathit{CF}=\frac{5}{2}$ 时， $S_{\mathit{\Delta MEG}}=\frac{3\sqrt{13}}{4}$ ．

A．

①③

B．

③④

C．

②③

D．

②④

在 $\mathit{\Delta ABC}$中， $\angle \mathit{ACB}=90°$， $\frac{\mathit{AC}}{\mathit{BC}}=m$， $D$是边 $\mathit{BC}$上一点，将 $\mathit{\Delta ABD}$沿 $\mathit{AD}$折叠得到 $\mathit{\Delta AED}$，连接 $\mathit{BE}$．

（1）特例发现

如图1，当 $m=1$， $\mathit{AE}$落在直线 $\mathit{AC}$上时．

①求证： $\angle \mathit{DAC}=\angle \mathit{EBC}$；

②填空： $\frac{\mathit{CD}}{\mathit{CE}}$的值为 　　；

（2）类比探究

如图2，当 $m\ne 1$， $\mathit{AE}$与边 $\mathit{BC}$相交时，在 $\mathit{AD}$上取一点 $G$，使 $\angle \mathit{ACG}=\angle \mathit{BCE}$， $\mathit{CG}$交 $\mathit{AE}$于点 $H$．探究 $\frac{\mathit{CG}}{\mathit{CE}}$的值（用含 $m$的式子表示），并写出探究过程；

（3）拓展运用

在（2）的条件下，当 $m=\frac{\sqrt{2}}{2}$， $D$是 $\mathit{BC}$的中点时，若 $\mathit{EB}\cdot \mathit{EH}=6$，求 $\mathit{CG}$的长．

如图，正方形纸片 $\mathit{ABCD}$ 的边长为12，点 $F$ 是 $\mathit{AD}$ 上一点，将 $\mathit{\Delta CDF}$ 沿 $\mathit{CF}$ 折叠，点 $D$ 落在点 $G$ 处，连接 $\mathit{DG}$ 并延长交 $\mathit{AB}$ 于点 $E$ ．若 $\mathit{AE}=5$ ，则 $\mathit{GE}$ 的长为 　　．

在矩形 $\mathit{ABCD}$ 中， $\mathit{BC}=\sqrt{3}\mathit{CD}$ ，点 $E$ 、 $F$ 分别是边 $\mathit{AD}$ 、 $\mathit{BC}$ 上的动点，且 $\mathit{AE}=\mathit{CF}$ ，连接 $\mathit{EF}$ ，将矩形 $\mathit{ABCD}$ 沿 $\mathit{EF}$ 折叠，点 $C$ 落在点 $G$ 处，点 $D$ 落在点 $H$ 处．

（1）如图1，当 $\mathit{EH}$ 与线段 $\mathit{BC}$ 交于点 $P$ 时，求证： $\mathit{PE}=\mathit{PF}$ ；

（2）如图2，当点 $P$ 在线段 $\mathit{CB}$ 的延长线上时， $\mathit{GH}$ 交 $\mathit{AB}$ 于点 $M$ ，求证：点 $M$ 在线段 $\mathit{EF}$ 的垂直平分线上；

（3）当 $\mathit{AB}=5$ 时，在点 $E$ 由点 $A$ 移动到 $\mathit{AD}$ 中点的过程中，计算出点 $G$ 运动的路线长．

如图，先将矩形纸片 $\mathit{ABCD}$ 沿 $\mathit{EF}$ 折叠 $(\mathit{AB}$ 边与 $\mathit{DE}$ 在 $\mathit{CF}$ 的异侧）， $\mathit{AE}$ 交 $\mathit{CF}$ 于点 $G$ ；再将纸片折叠，使 $\mathit{CG}$ 与 $\mathit{AE}$ 在同一条直线上，折痕为 $\mathit{GH}$ ．若 $\angle \mathit{AEF}=\alpha$ ，纸片宽 $\mathit{AB}=2\mathit{cm}$ ，则 $\mathit{HE}=$ 　　 $\mathit{cm}$ ．