如圖,直線EF將矩形紙片ABCD分成面積相等的兩部分,E、F分別與BC交于點E,與AD交于點F(E,F(xiàn)不與頂點重合),設AB=a,AD=b,BE=x.精英家教網(wǎng)
(Ⅰ)求證:AF=EC;
(Ⅱ)用剪刀將紙片沿直線EF剪開后,再將紙片ABEF沿AB對稱翻折,然后平移拼接在梯形ECDF的下方,使一底邊重合,直腰落在邊DC的延長線上,拼接后,下方的梯形記作EE′B′C.
(1)求出直線EE′分別經(jīng)過原矩形的頂點A和頂點D時,所對應的x:b的值;
(2)在直線EE′經(jīng)過原矩形的一個頂點的情形下,連接BE′,直線BE′與EF是否平行?你若認為平行,請給予證明;你若認為不平行,請你說明當a與b滿足什么關(guān)系時,它們垂直?
分析:(Ⅰ)由AB=a,AD=b,BE=x,S梯形ABEF=S梯形CDFE,結(jié)合梯形的面積公式可證得AF=EC;
(Ⅱ)(1)根據(jù)題意,畫出圖形,結(jié)合梯形的性質(zhì)求得x:b的值;
(2)直線EE′經(jīng)過原矩形的頂點D時,可證明四邊形BE′EF是平行四邊形,則BE′∥EF;當直線EE′經(jīng)過原矩形的頂點A時,BE′與EF不平行.
解答:(Ⅰ)證明:∵AB=a,AD=b,BE=x,S梯形ABEF=S梯形CDFE
1
2
a(x+AF)=
1
2
a(EC+b-AF),
∴2AF=EC+(b-x).
又∵EC=b-x,
∴2AF=2EC.
∴AF=EC.

(Ⅱ)解:(1)當直線EE′經(jīng)過原矩形的頂點D時,如圖(一)
∵EC∥E′B′,
EC
E′B′
=
DC
DB′
,
由EC=b-x,E′B′=EB=x,DB′=DC+CB′=2a,精英家教網(wǎng)
b-x
x
=
a
2a
,
∴x:b=
2
3

當直線E′E經(jīng)過原矩形的頂點A時,如圖(二)
在梯形AE′B′D中,
∵EC∥E′B′,點C是DB′的中點,
∴CE=
1
2
(AD+E′B′),
即b-x=
1
2
(b+x),
∴x:b=
1
3


(2)如圖(一),當直線EE′經(jīng)過原矩形的頂點D時,BE′∥EF,
證明:連接BF,
∵FD∥BE,F(xiàn)D=BE,
∴四邊形FBED是平行四邊形,
∴FB∥DE,F(xiàn)B=DE,精英家教網(wǎng)
又∵EC∥E′B′,點C是DB′的中點,
∴DE=EE′,
∴FB∥EE′,F(xiàn)B=EE′,
∴四邊形BE′EF是平行四邊形,
∴BE′∥EF.
如圖(二),當直線EE′經(jīng)過原矩形的頂點A時,顯然BE′與EF不平行,
設直線EF與BE′交于點G,過點E′作E′M⊥BC于M,則E′M=a,
∵x:b=
1
3
,
∴EM=
1
3
BC=
1
3
b,
若BE′與EF垂直,則有∠GBE+∠BEG=90°,
又∵∠BEG=∠FEC=∠MEE′,∠MEE′+∠ME′E=90°,
∴∠GBE=∠ME′E,
在Rt△BME′中,tan∠E′BM=tan∠GBE=
E′M
BM
=
a
2
3
b
,
在Rt△EME′中,tan∠ME′E=
EM
E′M
=
1
3
b
a

a
2
3
b
=
1
3
b
a

又∵a>0,b>0,
a
b
=
2
3

∴當
a
b
=
2
3
時,BE′與EF垂直.
點評:本題是道根據(jù)平移的性質(zhì)、梯形的性質(zhì)和平行四邊形的性質(zhì)結(jié)合求解的綜合題,解題復雜,難度大.考查學生綜合運用數(shù)學知識的能力.
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(1)求出直線EE′分別經(jīng)過原矩形的頂點A和頂點D時,所對應的x:b的值;
(2)在直線EE′經(jīng)過原矩形的一個頂點的情形下,連接BE′,直線BE′與EF是否平行?你若認為平行,請給予證明;你若認為不平行,請你說明當a與b滿足什么關(guān)系時,它們垂直?

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