如图,在平面直角坐标系xoy中,已知矩形ABCD的边AB、AD分别在x轴、y轴上,点A与坐标原点重合,且AB=2,AD=1.
操作:将矩形ABCD折叠,使点A落在边DC上.
探究:
(1)我们发现折痕所在的直线与矩形的两边一定相交,那么相交的情形有几种请你画出每种情形的图形;(只要用矩形草稿纸动手折一折你会有发现的!)
(2)当折痕所在的直线与矩形的边OD相交于点E,与边OB相交于点F时,设直线的解析式为y=kx+b.
①求b与k的函数关系式;
②求折痕EF的长(用含k的代数式表示),并写出k的取值范围.
网友回答
解:(1)
(2)令y=0,得x=-,令x=0,得y=b,
∴E(0,b),F (-,0),
①如图设A折叠后与M点重合,M的坐标为(m,1),连接EM,根据折叠知道EF⊥OM,而MD⊥OD,
∴△EOF∽△MDO,
∴,而OE=b,OF=-,DM=m,OD=1,
代入比例式中得到m=-k,在Rt△EDM中,EM2=ED2+DM2,而根据折叠知道OE=EM,
∴b2=(1-b)2+(-k)2,
∴b=;
②在Rt△OEF中,EF2=OE2+OF2,
∴EF==b,
∵k<0,
∴EF=-,
∵OE=b<1,OF=-<2,
∴-1<k<-2.
解析分析:(1)此题可以首先确定两种特殊情况:一是当点A和点D重合时,则折痕即为OD的垂直平分线;二是点A和点C重合时,则折痕是AC的垂直平分线.根据这两种特殊情况,其它的只能位于这两种折痕之间.
(2)令y=0,得x=-,令x=0,得y=b,
①如图,设A折叠后与M点重合,M的坐标为(m,1),证明△EOF∽△MDO,根据相似三角形的对应边成比例得到,则OE=b,OF=-,DM=m,OD=1,这样就可以用b,k表示m,然后在Rt△EDM中就可以得到k,b的关系式;
②在Rt△OEF中根据勾股定理可以用k的代数式表示了.
点评:此题比较复杂,把折叠的问题放在一次函数的图象的背景中,将代数和几何知识结合起来解题,对学生的要求比较高.