【潇教学】图形变化之对称

【问题情境】

如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,P是AC左侧平面内�一点,作直线CP,∠ACP=α(0°<α<90°) ,作点A关于直线CP的对称点E,连接AE交直线CP于点D,连接BE交直线CP于点F.

【操作发现】

(1)当α=10°时,∠BFC的度数为                ;

当α=30°时,∠BFC的度数为                      ⁠; 

【解法提示】如解图①,连接CE,

∵点A与点E关于直线CP对称,

∴AC=CE,∠DCE=∠ACD=10°,

∵∠ACB=90°,AC=BC,∴BC=CE,∠BCE=∠ACB+∠DCE+∠ACD=110°,∴∠CEB=1/2 �×(180°-∠BCE) =35°,∴∠BFC=∠CEF+∠FCE=35°+10°=45°;同理,当α=30°时,∠BFC的度数为45°.

【拓展探究】

作点A关于直线CP的对称点E,连接AE交直线CP于点D,连接BE交直线CP于点F.

(2) ①当0°<α<45°时,试判断∠BFC的度数是否为定值,并证明你的结论;

解:(2)①∠BFC的度数是定值,

证明:当0°<α<45°时,如解图②,连接CE,

∵点A与点E关于直线CP对称,

∴AC=CE,∠ECD=∠ACD=α,

∵∠ACB=90°,AC=BC,

∴CB=CE,

∴∠CEB=1/2 ×[180°-(90°+2α)] =45°-α,

∴∠BFC=∠ECD+∠CEB=α+45°-α=45°.

【拓展探究】

作点A关于直线CP的对称点E,连接AE交直线CP于点D,连接BE交直线CP于点F.

②当0°<α<45°时,猜想线段BF,EF与CF的数量关系,并证明你的结论;

解:②BF-EF=√2 CF,证明如下:

如解图②,过点C作CG⊥CF交BE于点G,

由①知,∠BFC=45°,

∴△CFG是等腰直角三角形,

∴CF=CG,∠CFG=∠CGF,FG=√2 CF,

∴∠CFE=∠CGB,

由①得∠CEB=∠CBE,

在△CEF和△CBG中,

∠CEF=∠CBG,

∠CFE=∠CGB,

CF=CG,

∴△CEF≌△CBG(AAS),

∴EF=BG,

∴BF-EF=BF-BG=FG=√2 CF.

【一题多解】

过点C作CH⊥BE于点H,

利用等腰三角形三线合一和锐角三角函数解决

【同类】

(1)①设∠ACN=α,则∠ECN=α

∠ACB=60°

∠ECB=60°+2α

∠EBC=[180°-(60°+2α)] ÷2=60°-α

∠MFE=∠EBC+∠ACN=60°-α+α=60°

②过点C作CH⊥BE于点H,

利用等腰三角形三线合一和锐角三角函数解决

【类比探究】

(2)FA=FE

∠FAC=∠FEC

CA=CB, CA=CE,

CB=CE,

∠CBE=∠CEB

∠FAC=∠FBC

A、B、F、C四点共圆

∠ACB=∠AFB=60°

∠AFE=120°

∠AFC=∠MFE=60°

过点C作CH⊥BE于点H,

利用等腰三角形三线合一和锐角三角函数解决


作图:

【一题多解】

在BE上截取一点G使BG=AF

证△CFG为等边三角形


【一题多解】

把CF绕着点C逆时针旋转60°,交BE于点G

证△CFG为等边三角形

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