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01.综合与实践
折纸是一项有趣的活动,同学们小时候都玩过折纸,可能折过小动物、小花、飞机、小船等,折纸活动也伴随着我们初中数学的学习.
在折纸过程中,我们可以通过研究图形的性质和运动、确定图形位置等,进一步发展空间观念,在经历借助图形思考问题的过程中,我们会初步建立几何直观,折纸往往从矩形纸片开始,今天,就让我们带着数学的眼光来玩一玩折纸,看看折叠矩形的对角线之后能得到哪些数学结论.
实践操作
如图1,将矩形纸片ABCD沿对角线AC翻折,使点B′落在矩形ABCD所在平面内,B′C和AD相交于点E,连接B′D.
解决问题
(1)在图1中,
①B′D和AC的位置关系为 ;
②将△AEC剪下后展开,得到的图形是 ;
(2)若图1中的矩形变为平行四边形时(AB≠BC),如图2所示,结论①和结论②是否成立,若成立,请挑选其中的一个结论加以证明,若不成立,请说明理由;
(3)小红沿对角线折叠一张矩形纸片,发现所得图形是轴对称图形,沿对称轴再次折叠后,得到的仍是轴对称图形,则小红折叠的矩形纸片的长宽之比为 ;
拓展应用
(4)在图2中,若∠B=30°,AB=4,当△AB′D恰好为直角三角形时,BC的长度为 .
【答案】(1)①BD′//AC,菱形;(2)见解析;(3)1:1或:1;(4)4或6或8或12.
【解析】
(1)①.②将剪下后展开,得到的图形是菱形;
故答案为,菱形;
(2)①选择②证明如下:
四边形是平行四边形,
,
,
将沿翻折至△,
,
,
,
是等腰三角形;
将剪下后展开,得到的图形四边相等,
将剪下后展开,得到的图形四边是菱形.
②选择①证明如下,
四边形是平行四边形,
,
将沿翻折至△,
,
,
,
,
,
,
.
(3)①当矩形的长宽相等时,满足条件,此时矩形纸片的长宽之比为;,
,
②当矩形的长宽之比为时,满足条件,此时可以证明四边形是等腰梯形,是轴对称图形;
综上所述,满足条件的矩形纸片的长宽之比为或;
(4),,
,
,
四边形是等腰梯形,
,,
△是直角三角形,
当,时,如图3中,
设,
,
解得,
,
,
,
,
当,时,如图4,
,,
,
,
四边形是等腰梯形,
,
四边形是矩形,
,
,
,,
;
当,时,如图5,
,,
,
,,
,,
,
,,
,
,
当时,如图6,
,,
,
,
四边形是等腰梯形,
,
四边形是矩形,
,
,,
;
已知当的长为4或6或8或12时,△是直角三角形.
故答案为:平行,菱形,或,4或6或8或12;
【关键点拨】
本题考查折叠图形的性质与运用,解题的关键时能够知道在折叠过程中的变量与形成的新的关系.
02.如图①,在Rt△ABC中,以下是小亮探究与之间关系的方法:
∵sinA=,sinB=,
∴c=,c=,
∴=,
根据你掌握的三角函数知识.在图②的锐角△ABC中,探究、、之间的关系,并写出探究过程.
【答案】==,理由见解析.
【解析】
==,理由为:
如图,过A作AD⊥BC,BE⊥AC,
在Rt△ABD中,sinB=,即AD=csinB,
在Rt△ADC中,sinC=,即AD=bsinC,
∴csinB=bsinC,即=,
同理可得=,
则==.
【关键点拨】本题考查了解直角三角形,熟练掌握锐角三角函数定义是解本题的关键.
03.如图,在平面直角坐标系中,矩形ABCD的对称中心为坐标原点O,AD⊥y轴于点E(点A在点D的左侧),经过E、D两点的函数y=﹣x2+mx+1(x≥0)的图象记为G1,函数y=﹣x2﹣mx﹣1(x<0)的图象记为G2,其中m是常数,图象G1、G2合起来得到的图象记为G.设矩形ABCD的周长为L.
(1)当点A的横坐标为﹣1时,求m的值;
(2)求L与m之间的函数关系式;
(3)当G2与矩形ABCD恰好有两个公共点时,求L的值;
(4)设G在﹣4≤x≤2上最高点的纵坐标为y0,当≤y0≤9时,直接写出L的取值范围.
【答案】(1);(2)L=8m+4.(3)20;(4)12≤L≤44.
【解析】
(1)由题意E(0,1),A(﹣1,1),B(1,1)
把B(1,1)代入y=﹣x2+mx+1中,得到1=﹣+m+1,
∴m=;
(2)∵抛物线G1的对称轴x=﹣=m,
∴AE=ED=2m,
∵矩形ABCD的对称中心为坐标原点O,
∴AD=BC=4m,AB=CD=2,
∴L=8m+4;
(3)∵当G2与矩形ABCD恰好有两个公共点,
∴抛物线G2的顶点M(﹣m,m2﹣1)在线段AE上,
∴m2﹣1=1,
∴m=2或﹣2(舍弃),
∴L=8×2+4=20;
(4)①当最高点是抛物线G1的顶点N(m,m2+1)时,
若m2+1=,解得m=1或﹣1(舍弃),
若m2+1=9时,m=4或﹣4(舍弃),
又∵m≤2,
观察图象可知满足条件的m的值为1
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