矩形折叠问题
【题目】在矩形ABCD中,AB=12,P是边AB上一点,把△PBC沿直线PC折叠,顶点B的对应点是点G,过点B作BE⊥CG,垂足为E且在AD上,BE交PC于点F.
(1)如图1,若点E是AD的中点,求证:△AEB≌△DEC;
(2)如图2,①求证:BP=BF;
②当AD=25,且AE<DE时,求cos∠PCB的值;
③当BP=9时,求BE·EF的值.
【答案】
解:(1)在矩形ABCD中,∠A=∠D=90°,AB=DC,
∵E是AD中点,
∴AE=DE,
在△ABE和△DCE中,AB=DC,∠A=∠D=90°,AE=DE,
∴△ABE≌△DCE(SAS);
备注:SAS全等。
(2)①在矩形ABCD,∠ABC=90°,
∵△BPC沿PC折叠得到△GPC,
∴∠PGC=∠PBC=90°,∠BPC=∠GPC,
∵BE⊥CG,
∴BE∥PG,
∴∠GPF=∠PFB,
∴∠BPF=∠BFP,
∴BP=BF;
备注:等角对等边。本题的难点在于转化,∠G与∠CEF都是90°,易得平行线,把∠BPF与∠BFP转化为一对同位角即可。
②当AD=25时,
∵∠BEC=90°,
∴∠AEB+∠CED=90°,
∵∠AEB+∠ABE=90°,
∴∠CED=∠ABE,
∵∠A=∠D=90°,
∴△ABE∽△DEC,
∴AB/AE=DE/CD,
设AE=x,
∴DE=25﹣x,
∴12/x=(25-x)/12,
∴x=9或x=16,
∵AE<DE,
∴AE=9,DE=16,
∴CE=20,BE=15,
由折叠得,BP=PG,
∴BP=BF=PG,
∵BE∥PG,
∴△ECF∽△GCP,
∴EF/PG=CE/CG,
设BP=BF=PG=y,
∴(15-y)/y=20/25,
∴y=25/3,
∴BP=25/3,
在Rt△PBC中,PC=(25√10)/3,cos∠PCB=BC/PC=(3√10)/10;
备注:求cos,则必须找到合适的直角三角形。由于矩形的边长已知,根据相似可以得出大量线段的长度,由于①中已经提示证明BP=BF了,只要利用这个条件易得想要的结论。
二次相似,不容易想到。
③如图,连接FG,
∵∠GEF=∠BAE=90°,
∵BF∥PG,BF=PG,
∴▱BPGF是菱形,
∴BP∥GF,
∴∠GFE=∠ABE,
∴△GEF∽△EAB,
∴EF/GF=AB/BE,
∴BE·EF=AB·GF=12×9=108.
备注:折叠易得等腰三角形及菱形等特殊的图形,连接GF易得四边形BPGF为菱形。
求线段乘积的关键在于找对应的三角形相似,本题的难点在于找到合适的三角形相似。
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