如图,在四边形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,直线MN经过点O,设锐角∠DOC=∠α,将△DOC以直线MN为对称轴翻折得到△D′OC′,直线A?D′、B?C′相交于点P.
(1)当四边形ABCD是矩形时,如图1,请猜想A?D′、B?C′的数量关系以及∠APB与∠α的大小关系;
(2)当四边形ABCD是平行四边形时,如图2,(1)中的结论还成立吗?
(3)当四边形ABCD是等腰梯形时,如图3,∠APB与∠α有怎样的等量关系?请证明.
网友回答
答:(1)AD′=BC′,∠APB=∠α.
证明:∵四边形ABCD是矩形,
∴OA=OB=OC=OD,
∴OC′=OD′=OC=OD,
∵∠C′OD′=∠COD,∠AOB=∠COD,
∴∠AOB=∠C′OD′,
∴∠BOC′=∠AOD′,
在△BOC′和∠AOD′中,
,
∴△BOC′≌△AOD′(SAS),
∴AD′=BC′,∠BC′O=∠AD′O,
∵∠APB=∠C′PD′=180°-∠BC′O-OC′D′-∠PD′C′,∠DOC=∠D′OC′=180°-∠OC′D′-∠PD′C′-∠AD′O,
∴∠APB=∠DOC=∠α;
(2)AD′=BC′仍然成立,∠APB=∠α不一定成立.
证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴OA=OC,OB=OD,
∵OC′=OC,OD′=OD,
∴OA=OC′,OB=OD′,
∵∠C′OD′=∠COD,∠AOB=∠COD,
∴∠AOB=∠C′OD′,
∴∠BOC′=∠D′OA,
在△AOD′和△C′OB中,
,
∴△AOD′≌△C′OB(SAS),
∴AD′=BC′;
但是∠APB=∠α不一定成立.
(3)∠APB=180°-∠α.?
证明:如图3,设OC′,PD′交于点E.
∵将△DOC以直线MN为对称轴翻折得到△D′OC′,
∴△DOC≌△D′OC′,
∴OD=OD′,OC=OC′,∠DOC=∠D′OC′.
∵四边形ABCD是等腰梯形,
∴AC=BD,AB=CD,∠ABC=∠DCB.
∵BC=CB,
∴△ABC≌△DCB.
∴∠DBC=∠ACB.
∴OB=OC,OA=OD.
∵∠AOB=∠COD=∠C′O?D′,
∴∠BOC′=∠D′O?A.
∵OD′=OA,OC′=OB,
∴△D′OC′≌△AOB,
∴∠OD′C′=∠OAB.
∵OD′=OA,OC′=OB,∠BOC′=∠D′O?A,
∴∠OD′A=∠OAD′=∠OBC′=∠OC′B.
∵∠C′EP=∠D′EO,
∴∠C′PE=∠C′OD′=∠COD=∠α.
∵∠C′PE+∠APB=180°,
∴∠APB=180°-∠α.
解析分析:(1)由四边形ABCD是矩形,根据矩形的性质与折叠的性质,易证得△BOC′≌△AOD′,则可得AD′=BC′,∠BC′O=∠AD′O,然后由三角形的内角和定理,求得∠APB=∠α;
(2)由四边形ABCD是平行四边形,根据平行四边形的性质与折叠的性质,易证得△AOD′≌△C′OB,则可得AD′=BC′,但是证不出:∠APB=∠α;
(3)由四边形ABCD是等腰梯形,根据等腰梯形的性质与折叠的性质,易证得△D′OC′≌△AOB,然后由三角形的内角和定理,求得∠APB=180°-∠α.
点评:此题考查了矩形的性质、平行四边形的性质、等腰梯形的性质、折叠的性质以及全等三角形的判定与性质.此题难度较大,注意掌握折叠前后图形的对应关系,注意数形结合思想的应用.