(2017·南京)折纸的思考.
【操作体验】
用一张矩形纸片折等边三角形.
第一步,对折矩形纸片ABCD(AB>BC)(图①),使AB与DC重合,得到折痕EF,把纸片展平(图②).
第二步,如图③,再一次折叠纸片,使点C落在EF上的P处,并使折痕经过点B,得到折痕BG,折出PB,PC,得到△PBC.
(1)说明△PBC是等边三角形.
简析:如下图示,
由折叠的性质得:EF是BC的垂直平分线,BG是PC的垂直平分线,得到:PB=PC,PB=CB,所以PB=PC=CB,
因此△PBC是等边三角形.
【数学思考】
(2)如图④,小明画出了图③的矩形ABCD和等边三角形PBC,他发现,在矩形ABCD中把△PBC经过图形变化,可以得到图⑤中的更大的等边三角形,请描述图形变化的过程.
简析:观察动态图,如下图示:
先绕B点旋转得到△P1BC1,再以B为位似中心,进行放大使点C1的对称点C2落在CD上,得到△P2BC2.
(3)已知矩形一边长为3cm,另一边长为a cm,对于每一个确定的a的值,在矩形中都能画出最大的等边三角形,请画出不同情形的示意图,并写出对应的a的取值范围.
解析:根据矩形长、宽和正三角形的边长不同,可分下列三种情形,其中特殊情况如下图示:
情形1 如下图
情形2
情形3
【问题解决】
(4)用一张正方形铁片剪一个直角边长分别为4cm和1cm的直角三角形铁片,所需正方形铁片的边长的最小值为 cm.
解析:观察动态演示(自动演示)
注意:动画演示的是直角边长变化但保持两直角边的比(为1:4)不变,正方形的边长不变时,所得到的直角三角形的边长最大值,反之,当直角三角形的边长不变时,就是正方形的边长的最小值。——这个结论也可从前面的解题得到的相关结论中得到启发
即当直角三角形的三个顶点落在边上时,所需正方形铁片的边长最小。如下图示,
再由勾股定理,得:(4x)2+(4y)2=42,
所以(3y)2+(4y)2=42,解得y=4/5(负值舍去),得到4y=16/5.
反思,此题操作性强,思维量大,同时融入动态变化、分类讨论,旋转、相似等相关知识,需耐心细致地画出相应的图形才能准确得到相应的答案。
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