例 3 (2024·泰安)为了研究折纸过程蕴含的数学知识,某校九年级数学兴趣小组的同学们进行了折纸探究活动.
【探究发现】
(1)同学们将一张矩形纸片进行折叠,如图①,把矩形纸片 ABCD 翻折,使顶点 B 的对应点 G 恰好落在矩形的一边 CD 上,折痕为 EF,将纸片展平,连接 BG.EF 与 BG 相交于点 H.同学们发现图形中四条线段成比例,即$\frac{EF}{BG} = \frac{AB}{BC}$,请判断同学们的发现是否正确,并说明理由.
【拓展延伸】
(2)同学们对一张平行四边形纸片进行研究,如图②,BD 是平行四边形纸片 ABCD 的一条对角线,同学们将该平行四边形纸片翻折,使点 A 的对应点 G,点 C 的对应点 H 都落在对角线 BD 上,折痕分别是 BE 和 DF.将纸片展平,连接 EG,FH,FG.同学们探究后发现,如果 FG // CD,那么点 G 恰好是对角线 BD 的一个黄金分割点,即 BG² = BD·GD.请判断同学们的发现是否正确,并说明理由.

分析 (1)作 EM⊥BC 于点 M,证明△EMF ∽ △BCG 即可;
(2)利用平行线分线段成比例,然后进行等线段转化即可得证.
【探究发现】
(1)同学们将一张矩形纸片进行折叠,如图①,把矩形纸片 ABCD 翻折,使顶点 B 的对应点 G 恰好落在矩形的一边 CD 上,折痕为 EF,将纸片展平,连接 BG.EF 与 BG 相交于点 H.同学们发现图形中四条线段成比例,即$\frac{EF}{BG} = \frac{AB}{BC}$,请判断同学们的发现是否正确,并说明理由.
【拓展延伸】
(2)同学们对一张平行四边形纸片进行研究,如图②,BD 是平行四边形纸片 ABCD 的一条对角线,同学们将该平行四边形纸片翻折,使点 A 的对应点 G,点 C 的对应点 H 都落在对角线 BD 上,折痕分别是 BE 和 DF.将纸片展平,连接 EG,FH,FG.同学们探究后发现,如果 FG // CD,那么点 G 恰好是对角线 BD 的一个黄金分割点,即 BG² = BD·GD.请判断同学们的发现是否正确,并说明理由.
分析 (1)作 EM⊥BC 于点 M,证明△EMF ∽ △BCG 即可;
(2)利用平行线分线段成比例,然后进行等线段转化即可得证.
答案
(1)正确;(2)正确。
解析
(1)正确。
证明:作$EM ⊥ BC$于$M$,则$EM=AB$,$∠ EMF=90°$。
由折叠性质,$EF ⊥ BG$,$\therefore ∠ BHF=90°$,$\therefore ∠ HBF+∠ HFB=90°$。
$\because ∠ BCG=90°$,$\therefore ∠ HBF+∠ BGC=90°$,$\therefore ∠ HFB=∠ BGC$。
$\because ∠ EMF=∠ BCG=90°$,$\therefore △ EMF ∽ △ BCG$,
$\therefore \frac{EF}{BG}=\frac{EM}{BC}=\frac{AB}{BC}$。
(2)正确。
证明:由折叠得$AB=BG$,$CD=DH$,$\because AB=CD$,$\therefore BG=DH$。设$BG=x$,$GD=y$,则$BD=x+y$,$BH=BD-DH=y$。
$\because FG // CD$,$AB // CD$,$\therefore FG // AB$,$\therefore ∠ GFB=∠ ABF$。
由折叠得$∠ ABF=∠ GBF$,$\therefore ∠ GFB=∠ GBF$,$\therefore FG=BG=x$。
$\because FG // CD$,$\therefore △ BFG ∽ △ BCD$,$\therefore \frac{FG}{CD}=\frac{BG}{BD}$。
$\because CD=AB=BG=x$,$\therefore \frac{x}{x}=\frac{x}{x+y}$,化简得$x^2=xy+y^2$,即$BG^2=BD · GD$。
证明:作$EM ⊥ BC$于$M$,则$EM=AB$,$∠ EMF=90°$。
由折叠性质,$EF ⊥ BG$,$\therefore ∠ BHF=90°$,$\therefore ∠ HBF+∠ HFB=90°$。
$\because ∠ BCG=90°$,$\therefore ∠ HBF+∠ BGC=90°$,$\therefore ∠ HFB=∠ BGC$。
$\because ∠ EMF=∠ BCG=90°$,$\therefore △ EMF ∽ △ BCG$,
$\therefore \frac{EF}{BG}=\frac{EM}{BC}=\frac{AB}{BC}$。
(2)正确。
证明:由折叠得$AB=BG$,$CD=DH$,$\because AB=CD$,$\therefore BG=DH$。设$BG=x$,$GD=y$,则$BD=x+y$,$BH=BD-DH=y$。
$\because FG // CD$,$AB // CD$,$\therefore FG // AB$,$\therefore ∠ GFB=∠ ABF$。
由折叠得$∠ ABF=∠ GBF$,$\therefore ∠ GFB=∠ GBF$,$\therefore FG=BG=x$。
$\because FG // CD$,$\therefore △ BFG ∽ △ BCD$,$\therefore \frac{FG}{CD}=\frac{BG}{BD}$。
$\because CD=AB=BG=x$,$\therefore \frac{x}{x}=\frac{x}{x+y}$,化简得$x^2=xy+y^2$,即$BG^2=BD · GD$。
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