题目内容

(2013•和平区一模)在平面直角坐标系中,矩形OACB的顶点O在坐标原点,顶点A、B分别在x轴、y轴的正半轴上,OA=4,OB=2,将矩形折叠,使点O落在边BC(含端点)上,落点记为D,这时折痕与边OA或AC(含端点)交于点E,然后展开铺平,得到△ODE.
(Ⅰ)如图1,当点D位于BC的中点时,点E的坐标为
(2,0)
(2,0)
;
(Ⅱ)如图2,当点E与点A重合时,求△ODE的面积;
(Ⅲ)如图3,是否存在面积最大的△ODE?若存在,请说明理由,并求出此时点D的坐标;若不存在,请说明理由.
分析:(Ⅰ)由折叠性质可知,折痕垂直平分OD,则折痕经过点B,折痕为直线BE,证明四边形OBDE为正方形,即可求得点E的坐标;
(Ⅱ)当点E与点A重合时,过点D作DF⊥OA于点F,可得DF=OB=2,根据三角形的面积公式即可求得△ODE的面积;
(Ⅲ)分两种情况讨论:①当点E在边OA上时,根据三角形的面积公式可得S△ODE=
1
2
OE•OB,由OE≤OA得出
1
2
OE•OB≤
1
2
OA•OB=4,则当点E与点A重合时,△ODE的面积最大,最大面积为4;②当点E在边AC上时,过点E作EF∥OA交OB于点F,交OD于点G,根据三角形的面积公式可得S△ODE=S△DGE+S△OGE=
1
2
GE•OB,由GE≤EF得出
1
2
GE•OB≤
1
2
EF•OB=4,则当点E在边AC的中点时,△ODE的面积最大,最大面积为4.然后求△ODE的面积最大时,点D的坐标.①当点E与点A重合时,由折叠的性质及勾股定理求出BD=4-2
3
,即D(4-2
3
,2);②当点E在边AC的中点时,点D与点B重合,易求D(0,2).
解答:解:(Ⅰ)如图1,连接OD,作OD的中垂线交OA与点E,连接DE.
∵OB=BD,
∴点B在OD的中垂线上,即折痕经过点B,折痕为直线BE,
∴∠OBE=∠DBE=
1
2
∠OBD=45°,∠OEB=∠DEB,
∵BD∥OE,
∴∠OEB=∠DBE=45°=∠DEB,
∴∠DEO=∠EOB=∠OBD=90°,
又OB=OD,
∴四边形OBDE为正方形.
∴OE=OB=2,
∴点E的坐标为(2,0).
故答案为(2,0);

(Ⅱ)如图2,过点D作DF⊥OA于点F,可得DF=OB=2,
∴S△ODE=
1
2
OA•DF=
1
2
×4×2=4;

(Ⅲ)存在面积最大的△ODE,其面积为4.理由如下:
①当点E在边OA上时,如图3.
S△ODE=
1
2
OE•OB≤
1
2
OA•OB=4;
当点E与点A重合时,△ODE的面积最大,最大面积为4;
②当点E在边AC上时,如图4.
过点E作EF∥OA交OB于点F,交OD于点G,
∵S△DGE=
1
2
GE•BF,S△OGE=
1
2
GE•OF,
∴S△ODE=
1
2
GE•BF+
1
2
GE•OF=
1
2
GE(BF+OF)
=
1
2
GE•OB≤
1
2
EF•OB=
1
2
S矩形OACB=4.
当点E在边AC的中点时,△ODE的面积最大,最大面积为4.
下面求△ODE的面积最大时,点D的坐标.
①当点E与点A重合时,如图2.
由折叠可知,AD=AO=4.
在Rt△ACD中,DC=
AD2-AC2
=
42-22
=2
3
,
∴BD=4-2
3
,
∴D(4-2
3
,2);
②当点E在边AC的中点时,点D与点B重合,如图5,
此时D(0,2).
综上所述,△ODE的面积最大时,点D的坐标为(4-2
3
,2)或(0,2).
点评:本题考查的是图形的翻折变换,涉及到矩形、轴对称的性质,难度较大,在解答此题时要利用数形结合的思想进行分类讨论.
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