中考数学压轴题分析:直角三角形折叠问题
本文内容选自2021年邵阳中考数学压轴题。题目涉及直角三角形的折叠,通过折叠得到边角的关系,难度不大,不过也值得欣赏。
【中考真题】
(2021·邵阳)如图,在中,点为斜边上一动点,将沿直线折叠,使得点的对应点为,连接,,,.
(1)如图①,若,证明:.
(2)如图②,若,,求的值.
(3)如图③,若,是否存在点,使得.若存在,求此时的值;若不存在,请说明理由.
【分析】
(1)根据垂直,可以得到PB′与AB平行,进而得到PB′=AB′,得到四边形ABPB′为菱形,那么就可以得到结论了。难度不大。
(2)求三角函数值必须要有直角三角形。图中∠B′AC并没有在一个直角三角形内,因此需要考虑作垂直构造直角三角形。可以过点B′作AB的垂线,也可以过AC与B′P的交点作AB′的垂线。再根据等腰直角三角形的边角关系和勾股定理可以得到结论。
(3)当AB=CB′时,可以得到AB′=CB′,也就是说翻折后的点B′在AC的垂直平分线上,可以分为在AC的左侧或右侧两种情况讨论。然后再根据垂直平分得到边角关系进行求解。
【答案】解:(1)证明:,,
.
,
又由折叠可知,
.
故.
(2)设,、交于点,如答图1所示,
则为等腰直角三角形,
,,,
由折叠可知,,
又,
,
又,
△.
.①
设,则.
,
,
由①得:.
解得:.
过点作于点,则△为等腰直角三角形.
,
.
又.
.
(3)存在点,使得.理由如下:
,.
.
①如答图2所示,
由题意可知,点的运动轨迹为以为圆心、为半径的半圆.
当为中点时,,
又,
为等边三角形.
又由折叠可得四边形为菱形.
,
.
又,
则易知为的垂直平分线.
故,满足题意.
此时,.
②当点落在上时,如答图3所示,
此时,
则,
,
.
综上所述,的值为或.
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