题目内容
11.综合与实践问题情境
在综合与实践课上,老师让同学们以“菱形纸片的剪拼”为主题开展数学活动,如图1,将一张菱形纸片ABCD(∠BAD>90°)沿对角线AC剪开,得到△ABC和△ACD.
操作发现
(1)将图1中的△ACD以A为旋转中心,按逆时针方向旋转角α,使α=∠BAC,得到如图2所示的△AC′D,分别延长BC和DC′交于点E,则四边形ACEC′的形状是菱形;
(2)创新小组将图1中的△ACD以A为旋转中心,按逆时针方向旋转角α,使α=2∠BAC,得到如图3所示的△AC′D,连接DB,C′C,得到四边形BCC′D,发现它是矩形,请你证明这个结论;
实践探究
(3)缜密小组在创新小组发现结论的基础上,量得图3中BC=13cm,AC=10cm,然后提出一个问题:将△AC′D沿着射线DB方向平移acm,得到△A′C′D′,连接BD′,CC′,使四边形BCC′D恰好为正方形,求a的值,请你解答此问题;
(4)请你参照以上操作,将图1中的△ACD在同一平面内进行一次平移,得到△A′C′D,在图4中画出平移后构造出的新图形,标明字母,说明平移及构图方法,写出你发现的结论,不必证明.
分析 (1)利用旋转的性质结合菱形的性质得出:∠1=∠2,∠2=∠3,∠1=∠4,AC=AC′,进而利用菱形的判定方法得出答案;
(2)利用旋转的性质结合菱形的性质得出,四边形BCC′D是平行四边形,进而得出四边形BCC′D是矩形;
(3)首先求出CC′的长,分别利用①点C″在边C′C上,②点C″在C′C的延长线上,求出a的值;
(4)利用平移的性质以及平行四边形的判定方法得出答案.
解答 解:(1)如图2,
由题意可得:∠1=∠2,∠2=∠3,∠1=∠4,AC=AC′,
故AC′∥EC,AC∥C′E,
则四边形ACEC′是平行四边形,
故四边形ACEC′的形状是菱形;
故答案为:菱形;
(2)证明:如图3,作AE⊥CC′于点E,
由旋转得:AC′=AC,
则∠CAE=∠C′AE=$\frac{1}{2}$α=∠BAC,
∵四边形ABCD是菱形,
∴BA=BC,
∴∠BCA=∠BAC,
∴∠CAE=∠BCA,
∴AE∥BC,同理可得:AE∥DC′,
∴BC∥DC′,则∠BCC′=90°,
又∵BC=DC′,
∴四边形BCC′D是平行四边形,
∵∠BCC′=90°,
∴四边形BCC′D是矩形;
(3)如图3,过点B作BF⊥AC,垂足为F,![]()
∵BA=BC,
∴CF=AF=$\frac{1}{2}$AC=$\frac{1}{2}$×10=5,
在Rt△BCF中,BF=$\sqrt{B{C}^{2}-C{F}^{2}}$=$\sqrt{1{3}^{2}-{5}^{2}}$=12,
在△ACE和△CBF中,
∵∠CAE=∠BCF,∠CEA=∠BFC=90°,
∴△ACE∽△CBF,
∴$\frac{CE}{BF}$=$\frac{AC}{BC}$,即$\frac{CE}{12}$=$\frac{10}{13}$,
解得:EC=$\frac{120}{13}$,
∵AC=AC′,AE⊥CC′,
∴CC′=2CE=2×$\frac{120}{13}$=$\frac{240}{13}$,
当四边形BCC′D′恰好为正方形时,分两种情况:
①点C″在边C′C上,a=C′C-13=$\frac{240}{13}$-13=$\frac{71}{13}$,
②点C″在C′C的延长线上,a=C′C+13=$\frac{240}{13}$+13=$\frac{409}{13}$,
综上所述:a的值为:$\frac{71}{13}$或$\frac{409}{13}$;![]()
(4)答案不唯一,
例:如图4,画出正确图形,平移及构图方法:将△ACD沿着射线CA方向平移,平移距离为$\frac{1}{2}$AC的长度,
得到△A′C′D′,连接A′B,D′C,
结论:∵BC=A′D′,BC∥A′D′,
∴四边形A′BCD′是平行四边形.
点评 此题主要考查了几何变换综合以及相似三角形的判定与性质、菱形的判定与性质以及矩形的判定方法等知识,正确利用相似三角形的判定与性质得出CC′的长是解题关键.
| A. | -22=2-2 | B. | -22=($\frac{1}{2}$)-2 | C. | (-2)-2=22 | D. | (-2)-2=($\frac{1}{2}$)2 |