折叠的三个基本事实
所有折叠题都只用这三条,遇到再复杂的图形也先回到它们:
- 折叠前后两个图形全等(对应边相等、对应角相等);
- 折痕就是对称轴:它是每一对对应点连线的垂直平分线;
- 折痕两侧的图形关于折痕成轴对称,因此对应点到折痕上任意一点的距离相等。
由此还常推出一条:折痕上的点到一对对应点的距离相等——这是很多题的关键一步。
动态观察
矩形 ABCD 沿对角线 AC 折叠,顶点 B 落到 B′ 处,AB′ 与 CD 交于点 E。
拖动 B 改变矩形的长宽,观察重叠部分 △AEC。
- 拖动 B 左右移动,改变矩形的长宽(高度固定)。
- 盯住侧栏的 AE 与 CE 两行读数,看它们是否始终相等。
- 对照 ∠BAC 与 ∠B′AC:这两个角是折叠前后的对应角,应当相等。
- 注意 B′ 与 B 到折痕 AC 的距离始终相同——这就是「折痕是对称轴」。
题型一:求折痕相关的线段长
标准链路:折叠给出等角 → 等角加平行给出等腰 → 等腰加勾股求长度。
以「矩形 ABCD,AB = 8,BC = 6,沿 AC 折叠,AB′ 与 CD 交于 E,求 AE」为例:
- 由折叠得 ∠BAC = ∠B′AC(对应角相等)。
- 因为 AB ∥ CD,由内错角相等得 ∠BAC = ∠ACD。
- 于是 ∠B′AC = ∠ACD,在 △AEC 中等角对等边,得 AE = CE。
- 设 AE = CE = x,则 DE = CD − CE = 8 − x。
- 在 Rt△ADE 中用勾股定理:AD² + DE² = AE²,即 6² + (8 − x)² = x²。
- 解得 36 + 64 − 16x + x² = x²,100 = 16x,x = 25/4。
看得出关键在第 1–3 步:折叠把「等角」送到平行线旁边,立刻变出等腰三角形。
题型二:折叠与三角形
三角形折叠题的折痕往往过某个顶点或与某边相交,处理思路一致:
- 先找对应点与对应边,写出所有相等的线段与角;
- 若折痕与某边平行,往往出现等腰三角形或相似(本库「相似」相关单元会用到);
- 求长度时统一设未知数 + 勾股定理,不要试图直接算折痕长。
题型三:正方形与菱形折叠
- 正方形的折叠常与「45° 角」「等腰直角三角形」连用,因为它的对角线天然把直角平分;
- 菱形的折叠要用到「对角线互相垂直平分」与「四条边相等」;
- 无论哪种,先把折叠带来的等量关系全部标在图上,再看还剩哪个未知量——通常只剩一个,勾股即可解决。
折痕与一对对应点的连线是什么关系?
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折叠是轴对称变换,折痕就是对称轴,对称轴垂直平分每一对对应点的连线。这条性质常用来确定折痕的位置。
互动练习
矩形沿对角线折叠后,重叠部分(折后的边与原边围成的三角形)是什么三角形?(填两个字)
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由折叠得 ∠BAC = ∠B′AC,又 AB ∥ CD 给出 ∠BAC = ∠ACD(内错角),所以 ∠B′AC = ∠ACD。等角对等边,重叠部分的三角形是等腰三角形。画板上 AE 与 CE 恒相等,正是这条结论。
矩形 ABCD 中 AB = 8、BC = 6,沿对角线 AC 折叠后 AE = CE = x。用来求 x 的方程是哪个?
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在 Rt△ADE 中,∠D = 90°,AD = BC = 6(直角边),DE = CD − CE = 8 − x(直角边),AE = x(斜边),由勾股定理得 6² + (8 − x)² = x²。注意斜边是 AE 而不是 AD 或 DE。
在本单元的画板上,把 B 拖到使矩形接近正方形(长宽接近),再拖成很扁的矩形,观察 △AEC 的等腰性质是否始终成立,以及 E 点的位置如何变化。
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参考结论:AE = CE 始终成立——因为推理只用到「折叠给出等角」与「矩形对边平行」,与矩形长宽无关。E 点的位置会随手变:矩形越接近正方形,E 越靠近 C;矩形越扁(宽远大于高),E 越靠近 D。当长宽比恰好使 B′ 落到 CD 上时,E 与 B′ 重合,这是一个特殊位置。