7. 如图,将矩形纸片 $ABCD$ 折叠,使点 $B$ 与点 $D$ 重合,点 $A$ 落在点 $P$ 处,折痕为 $EF$,分别交 $AD$,$BC$ 于点 $E$,$F$.
(1) 求证:$△ PDE ≌ △ CDF$.
(2) 若 $CD = 4$,$EF = 5$,求 $BC$ 的长.

(1) 求证:$△ PDE ≌ △ CDF$.
(2) 若 $CD = 4$,$EF = 5$,求 $BC$ 的长.
答案
(1) 证明:
∵ 四边形$ABCD$是矩形,
∴ $∠ A=∠ ADC=∠ C=90°$,$AB=CD$。
由折叠的性质得:$∠ P=∠ A=90°$,$PD=AB$,
∴ $∠ P=∠ C$,$PD=CD$。
∵ $∠ PDE+∠ EDF=90°$,$∠ CDF+∠ EDF=90°$,
∴ $∠ PDE=∠ CDF$。
在$△ PDE$和$△ CDF$中,
$\{\begin{array}{l}∠ P=∠ C \\PD=CD \\∠ PDE=∠ CDF\end{array} $
∴ $△ PDE≌△ CDF$(ASA)。
(2) 解:
连接$BD$,交$EF$于点$O$,过点$E$作$EG⊥ BC$于点$G$,则$EG=CD=4$,$∠ EGF=90°$。
由折叠的性质得:$EF$垂直平分$BD$,∴ $BF=DF$,$BO=DO$,$EF⊥ BD$。
∵ 四边形$ABCD$是矩形,∴ $AD// BC$,∴ $∠ EDO=∠ FBO$。
在$△ DEO$和$△ BFO$中,
$\{\begin{array}{l}∠ EDO=∠ FBO \\DO=BO \\∠ DOE=∠ BOF\end{array} $
∴ $△ DEO≌△ BFO$(ASA),∴ $EO=FO=\frac{1}{2}EF=\frac{5}{2}$。
设$BC=AD=x$,$AE=PE=y$,则$DE=AD-AE=x-y$。
由$△ PDE≌△ CDF$得:$PE=CF=y$,∴ $BF=DF=x-y$。
在$\mathrm{Rt}△ CDF$中,由勾股定理得:
$DF^2=CF^2+CD^2$,即$(x-y)^2=y^2+4^2$,
化简得:$x^2-2xy=16$ ①。
在$\mathrm{Rt}△ EGF$中,$FG=BF-CG=(x-y)-y=x-2y$,
由勾股定理得:$EG^2+FG^2=EF^2$,
即$4^2+(x-2y)^2=5^2$,解得$x-2y=3$($x-2y=-3$舍去),
∴ $y=\frac{x-3}{2}$ ②。
将②代入①得:
$x^2-2x·\frac{x-3}{2}=16$,
化简得:$3x=16$,解得$x=\frac{16}{3}$。
∴ $BC$的长为$\boldsymbol{\frac{16}{3}}$。
∵ 四边形$ABCD$是矩形,
∴ $∠ A=∠ ADC=∠ C=90°$,$AB=CD$。
由折叠的性质得:$∠ P=∠ A=90°$,$PD=AB$,
∴ $∠ P=∠ C$,$PD=CD$。
∵ $∠ PDE+∠ EDF=90°$,$∠ CDF+∠ EDF=90°$,
∴ $∠ PDE=∠ CDF$。
在$△ PDE$和$△ CDF$中,
$\{\begin{array}{l}∠ P=∠ C \\PD=CD \\∠ PDE=∠ CDF\end{array} $
∴ $△ PDE≌△ CDF$(ASA)。
(2) 解:
连接$BD$,交$EF$于点$O$,过点$E$作$EG⊥ BC$于点$G$,则$EG=CD=4$,$∠ EGF=90°$。
由折叠的性质得:$EF$垂直平分$BD$,∴ $BF=DF$,$BO=DO$,$EF⊥ BD$。
∵ 四边形$ABCD$是矩形,∴ $AD// BC$,∴ $∠ EDO=∠ FBO$。
在$△ DEO$和$△ BFO$中,
$\{\begin{array}{l}∠ EDO=∠ FBO \\DO=BO \\∠ DOE=∠ BOF\end{array} $
∴ $△ DEO≌△ BFO$(ASA),∴ $EO=FO=\frac{1}{2}EF=\frac{5}{2}$。
设$BC=AD=x$,$AE=PE=y$,则$DE=AD-AE=x-y$。
由$△ PDE≌△ CDF$得:$PE=CF=y$,∴ $BF=DF=x-y$。
在$\mathrm{Rt}△ CDF$中,由勾股定理得:
$DF^2=CF^2+CD^2$,即$(x-y)^2=y^2+4^2$,
化简得:$x^2-2xy=16$ ①。
在$\mathrm{Rt}△ EGF$中,$FG=BF-CG=(x-y)-y=x-2y$,
由勾股定理得:$EG^2+FG^2=EF^2$,
即$4^2+(x-2y)^2=5^2$,解得$x-2y=3$($x-2y=-3$舍去),
∴ $y=\frac{x-3}{2}$ ②。
将②代入①得:
$x^2-2x·\frac{x-3}{2}=16$,
化简得:$3x=16$,解得$x=\frac{16}{3}$。
∴ $BC$的长为$\boldsymbol{\frac{16}{3}}$。
8. 如图,$△ OAD$ 是等腰直角三角形,延长 $OA$ 至点 $B$,使 $OB = OD$. 已知四边形 $ABCD$ 是矩形,其对角线 $AC$,$BD$ 相交于点 $E$,连接 $OE$,交 $AD$ 于点 $F$.
(1) 求证:$△ OAF ≌ △ DAB$.
(2) 求 $\frac{DF}{AF}$ 的值.

(1) 求证:$△ OAF ≌ △ DAB$.
(2) 求 $\frac{DF}{AF}$ 的值.
答案
(1) 证明:
∵△OAD是等腰直角三角形,
∴OA=AD,∠OAD=90°,
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠DAB=90°,矩形对角线互相平分,故E为BD中点,
∴∠OAF=∠DAB=90°,
∵OB=OD,E为BD中点,
∴OE⊥BD,即∠OEB=90°,
∴∠AOF + ∠OBA=90°,
又∵Rt△DAB中,∠ADB + ∠OBA=90°,
∴∠AOF=∠ADB,
在△OAF和△DAB中,
$\{\begin{array}{l}∠AOF=∠ADB \\OA=AD \\∠OAF=∠DAB\end{array} $
∴△OAF≌△DAB(ASA)。
(2) 解:
设OA=AD=1,
∵△OAD是等腰直角三角形,
∴$OD=\sqrt{OA^2+AD^2}=\sqrt{2}$,
∵OB=OD,
∴OB=$\sqrt{2}$,
∴$AB=OB-OA=\sqrt{2}-1$,
由(1)知△OAF≌△DAB,
∴$AF=AB=\sqrt{2}-1$,
∵AD=1,
∴$DF=AD-AF=1-(\sqrt{2}-1)=2-\sqrt{2}$,
∴$\frac{DF}{AF}=\frac{2-\sqrt{2}}{\sqrt{2}-1}=\frac{\sqrt{2}(\sqrt{2}-1)}{\sqrt{2}-1}=\sqrt{2}$。
结论:$\frac{DF}{AF}$的值为$\sqrt{2}$。
∵△OAD是等腰直角三角形,
∴OA=AD,∠OAD=90°,
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠DAB=90°,矩形对角线互相平分,故E为BD中点,
∴∠OAF=∠DAB=90°,
∵OB=OD,E为BD中点,
∴OE⊥BD,即∠OEB=90°,
∴∠AOF + ∠OBA=90°,
又∵Rt△DAB中,∠ADB + ∠OBA=90°,
∴∠AOF=∠ADB,
在△OAF和△DAB中,
$\{\begin{array}{l}∠AOF=∠ADB \\OA=AD \\∠OAF=∠DAB\end{array} $
∴△OAF≌△DAB(ASA)。
(2) 解:
设OA=AD=1,
∵△OAD是等腰直角三角形,
∴$OD=\sqrt{OA^2+AD^2}=\sqrt{2}$,
∵OB=OD,
∴OB=$\sqrt{2}$,
∴$AB=OB-OA=\sqrt{2}-1$,
由(1)知△OAF≌△DAB,
∴$AF=AB=\sqrt{2}-1$,
∵AD=1,
∴$DF=AD-AF=1-(\sqrt{2}-1)=2-\sqrt{2}$,
∴$\frac{DF}{AF}=\frac{2-\sqrt{2}}{\sqrt{2}-1}=\frac{\sqrt{2}(\sqrt{2}-1)}{\sqrt{2}-1}=\sqrt{2}$。
结论:$\frac{DF}{AF}$的值为$\sqrt{2}$。
登录