12. 如图,将一张矩形纸片ABCD沿MN所在的直线折叠,使点C落在点A处,点D落在点E处,MN交BC于点M,交AD于点N.
(1)求证:$CM=CN$;
(2)若$△ CMN$的面积与$△ CDN$的面积的比为$3:1$,求$\frac{MN}{DN}$的值.

(1)求证:$CM=CN$;
(2)若$△ CMN$的面积与$△ CDN$的面积的比为$3:1$,求$\frac{MN}{DN}$的值.
答案
12.解:(1)证明:由折叠的性质可得$∠ ENM=∠ DNM$,而$∠ ENA=∠ DNC$,$\therefore ∠ ENM-∠ ENA=∠ DNM-∠ DNC$,即$∠ ANM=∠ CNM$.$\because$ 四边形 $ABCD$ 是矩形,$\therefore AD// BC$,$\therefore ∠ ANM=∠ CMN$,$\therefore ∠ CNM=∠ CMN$,$\therefore CM=CN$.
(2)如图,过点 $N$ 作 $NH⊥ BC$ 于点 $H$,则四边形 $NHCD$ 是矩形,$\therefore HC=DN$,$NH=DC$.$\because△ CMN$ 的面积与$△ CDN$ 的面积的比为 $3:1$,$\therefore \frac{S_{△ CMN}}{S_{△ CDN}}=\frac{\frac{1}{2}· MC· NH}{\frac{1}{2}· DN· DC}=\frac{MC}{ND}=3$,$\therefore MC=3ND=3HC$,$\therefore MH=2HC$.设$DN=x$,那么 $HC=x$,$MH=2x$,$\therefore CM=3x=CN$. 在 $\mathrm{Rt}△ CHN$ 中,$HN=\sqrt{CN^2-HC^2}=2\sqrt{2}x$. 在$\mathrm{Rt}△ MNH$ 中,$MN=\sqrt{MH^2+HN^2}=2\sqrt{3}x$,$\therefore \frac{MN}{DN}=\frac{2\sqrt{3}x}{x}=2\sqrt{3}$.
解析
【分析】
(1) 要证明$CM=CN$,可通过等角对等边的思路推导:先利用折叠的性质得到对应角相等,结合对顶角相等推出$∠ ANM=∠ CNM$;再利用矩形对边平行的性质得到内错角$∠ ANM=∠ CMN$,进而推出$∠ CNM=∠ CMN$,即可得证。
(2) 要求$\frac{MN}{DN}$的比值,先根据两个三角形的面积比,结合二者高均等于矩形的宽,推出$MC$和$DN$的数量关系;过$N$作$NH⊥ BC$构造矩形,将$DN$转化为$HC$,设$DN$为参数$x$,用$x$表示出各相关线段长度,再分别在两个直角三角形中用勾股定理计算$HN$和$MN$的长度,即可求出比值。
【解析】
(1) 证明:由折叠的性质可得$∠ ENM=∠ DNM$,
又$\because ∠ ENA=∠ DNC$(对顶角相等),
$\therefore ∠ ENM-∠ ENA=∠ DNM-∠ DNC$,即$∠ ANM=∠ CNM$。
$\because$ 四边形$ABCD$是矩形,
$\therefore AD// BC$,
$\therefore ∠ ANM=∠ CMN$(两直线平行,内错角相等),
$\therefore ∠ CNM=∠ CMN$,
$\therefore CM=CN$(等角对等边)。
(2) 解:如图,过点$N$作$NH⊥ BC$于点$H$,则四边形$NHCD$是矩形,
$\therefore HC=DN$,$NH=DC$。
$\because △ CMN$的面积与$△ CDN$的面积的比为$3:1$,
$\therefore \frac{S_{△ CMN}}{S_{△ CDN}}=\frac{\frac{1}{2}· MC· NH}{\frac{1}{2}· DN· DC}=\frac{MC}{ND}=3$,
$\therefore MC=3ND=3HC$,
$\therefore MH=MC-HC=2HC$。
设$DN=x$,那么$HC=x$,$MH=2x$,
由(1)得$CM=CN=3x$,
在$\mathrm{Rt}△ CHN$中,$HN=\sqrt{CN^2-HC^2}=\sqrt{(3x)^2-x^2}=2\sqrt{2}x$,
在$\mathrm{Rt}△ MNH$中,$MN=\sqrt{MH^2+HN^2}=\sqrt{(2x)^2+(2\sqrt{2}x)^2}=2\sqrt{3}x$,
$\therefore \frac{MN}{DN}=\frac{2\sqrt{3}x}{x}=2\sqrt{3}$。
【答案】
(1) 已证$CM=CN$;
(2) $\frac{MN}{DN}=2\sqrt{3}$

【知识点】
矩形的性质,折叠的性质,勾股定理
【点评】
本题属于几何综合题,第一问侧重角的等量转化,结合折叠性质和平行线性质即可完成证明;第二问通过面积比得到线段数量关系,用参数法结合勾股定理求解线段比值,是几何比值类问题的典型考法,需要掌握辅助线构造方法和参数法解题技巧。
【难度系数】
0.6
(1) 要证明$CM=CN$,可通过等角对等边的思路推导:先利用折叠的性质得到对应角相等,结合对顶角相等推出$∠ ANM=∠ CNM$;再利用矩形对边平行的性质得到内错角$∠ ANM=∠ CMN$,进而推出$∠ CNM=∠ CMN$,即可得证。
(2) 要求$\frac{MN}{DN}$的比值,先根据两个三角形的面积比,结合二者高均等于矩形的宽,推出$MC$和$DN$的数量关系;过$N$作$NH⊥ BC$构造矩形,将$DN$转化为$HC$,设$DN$为参数$x$,用$x$表示出各相关线段长度,再分别在两个直角三角形中用勾股定理计算$HN$和$MN$的长度,即可求出比值。
【解析】
(1) 证明:由折叠的性质可得$∠ ENM=∠ DNM$,
又$\because ∠ ENA=∠ DNC$(对顶角相等),
$\therefore ∠ ENM-∠ ENA=∠ DNM-∠ DNC$,即$∠ ANM=∠ CNM$。
$\because$ 四边形$ABCD$是矩形,
$\therefore AD// BC$,
$\therefore ∠ ANM=∠ CMN$(两直线平行,内错角相等),
$\therefore ∠ CNM=∠ CMN$,
$\therefore CM=CN$(等角对等边)。
(2) 解:如图,过点$N$作$NH⊥ BC$于点$H$,则四边形$NHCD$是矩形,
$\therefore HC=DN$,$NH=DC$。
$\because △ CMN$的面积与$△ CDN$的面积的比为$3:1$,
$\therefore \frac{S_{△ CMN}}{S_{△ CDN}}=\frac{\frac{1}{2}· MC· NH}{\frac{1}{2}· DN· DC}=\frac{MC}{ND}=3$,
$\therefore MC=3ND=3HC$,
$\therefore MH=MC-HC=2HC$。
设$DN=x$,那么$HC=x$,$MH=2x$,
由(1)得$CM=CN=3x$,
在$\mathrm{Rt}△ CHN$中,$HN=\sqrt{CN^2-HC^2}=\sqrt{(3x)^2-x^2}=2\sqrt{2}x$,
在$\mathrm{Rt}△ MNH$中,$MN=\sqrt{MH^2+HN^2}=\sqrt{(2x)^2+(2\sqrt{2}x)^2}=2\sqrt{3}x$,
$\therefore \frac{MN}{DN}=\frac{2\sqrt{3}x}{x}=2\sqrt{3}$。
【答案】
(1) 已证$CM=CN$;
(2) $\frac{MN}{DN}=2\sqrt{3}$
【知识点】
矩形的性质,折叠的性质,勾股定理
【点评】
本题属于几何综合题,第一问侧重角的等量转化,结合折叠性质和平行线性质即可完成证明;第二问通过面积比得到线段数量关系,用参数法结合勾股定理求解线段比值,是几何比值类问题的典型考法,需要掌握辅助线构造方法和参数法解题技巧。
【难度系数】
0.6
13. 某杨梅采摘园收费信息如下表:

(1)某公司员工(均为成人)在该杨梅采摘园组织团建活动,共支付票价384元,求参加这次团建的共有多少人;
(2)某社团共35人去该采摘园进行综合实践活动,购买了10张儿童票,其余均为成人票,总费用不超过1 530元,求本次活动他们最多能带出多少千克杨梅.
(1)某公司员工(均为成人)在该杨梅采摘园组织团建活动,共支付票价384元,求参加这次团建的共有多少人;
(2)某社团共35人去该采摘园进行综合实践活动,购买了10张儿童票,其余均为成人票,总费用不超过1 530元,求本次活动他们最多能带出多少千克杨梅.
答案
13.解:(1)设参加这次团建的共有 $x$ 人. 由题意知 $10×30=300$(元),$\therefore x>10$. 依题意得 $x[30-(x-10)]=384$,解得 $x=16$ 或 $x=24$. 当 $x=16$ 时,$30-(16-10)=24>18$;当 $x=24$ 时,$30-(24-10)=16<18$,不符合题意,$\therefore$ 参加这次团建的共有 16 人.
(2)$\because 35-10=25$(人),$25>10$,$\therefore 30-(25-10)=15$(元),$15<18$,$\therefore$ 该社团购买的成人票为 18 元/人. 设本次活动他们最多带出 $y$ kg 杨梅,由题意,得 $10×18+25×18+60y≤1\ 530$,解得 $y≤15$. 答:本次活动他们最多能带出 15 kg 杨梅.
(2)$\because 35-10=25$(人),$25>10$,$\therefore 30-(25-10)=15$(元),$15<18$,$\therefore$ 该社团购买的成人票为 18 元/人. 设本次活动他们最多带出 $y$ kg 杨梅,由题意,得 $10×18+25×18+60y≤1\ 530$,解得 $y≤15$. 答:本次活动他们最多能带出 15 kg 杨梅.
解析
【分析】
(1) 先判断团建人数范围:10个成人的总票价为10×30=300元,小于实际支付的384元,因此人数超过10人。设人数为x,超过10人时人均票价为[30-(x-10)]元,根据“总票价=人数×人均票价”列方程求解,注意人均票价不能低于18元,需对解出的结果进行检验,舍去不符合要求的解。
(2) 先计算成人人数为35-10=25人,先按票价规则计算25个成人的原人均票价为30-(25-10)=15元,低于儿童票价18元,因此成人票按18元/人计算。设带出y kg杨梅,根据“儿童票总费用+成人票总费用+杨梅总费用≤1530”列不等式,解不等式得到y的最大值即可。
【解析】
(1) 设参加这次团建的共有$x$人。
首先计算10名成人的总票价:$10×30=300$元,$300<384$,因此$x>10$。
根据题意列方程:
$x[30-(x-10)]=384$
整理得$x^2-40x+384=0$,解得$x_1=16$,$x_2=24$。
检验:当$x=16$时,人均票价为$30-(16-10)=24$元,$24>18$,符合要求;当$x=24$时,人均票价为$30-(24-10)=16$元,$16<18$,不符合票价最低要求,舍去。
(2) 社团成人人数为$35-10=25$人,$25>10$,按规则计算人均票价为$30-(25-10)=15$元,$15<18$,因此成人票按18元/人计算。
设本次活动最多能带出$y$ kg杨梅,根据总费用不超过1530元,列不等式:
$10×18 + 25×18 + 60y ≤ 1530$
计算得$180+450+60y ≤1530$,即$60y ≤900$,解得$y≤15$。
【答案】
(1) 参加这次团建的共有$\boxed{16}$人;
(2) 本次活动他们最多能带出$\boxed{15}$kg杨梅。
【知识点】
一元二次方程的应用,一元一次不等式的应用,分段计费问题
【点评】
本题结合生活中的采摘收费场景,考查了方程与不等式的实际应用,解题的关键是准确理解表格中的分段收费规则,尤其要注意成人票价的最低限制,避免忽略对解的合理性检验,是实际应用类的典型题型。
【难度系数】
0.7
(1) 先判断团建人数范围:10个成人的总票价为10×30=300元,小于实际支付的384元,因此人数超过10人。设人数为x,超过10人时人均票价为[30-(x-10)]元,根据“总票价=人数×人均票价”列方程求解,注意人均票价不能低于18元,需对解出的结果进行检验,舍去不符合要求的解。
(2) 先计算成人人数为35-10=25人,先按票价规则计算25个成人的原人均票价为30-(25-10)=15元,低于儿童票价18元,因此成人票按18元/人计算。设带出y kg杨梅,根据“儿童票总费用+成人票总费用+杨梅总费用≤1530”列不等式,解不等式得到y的最大值即可。
【解析】
(1) 设参加这次团建的共有$x$人。
首先计算10名成人的总票价:$10×30=300$元,$300<384$,因此$x>10$。
根据题意列方程:
$x[30-(x-10)]=384$
整理得$x^2-40x+384=0$,解得$x_1=16$,$x_2=24$。
检验:当$x=16$时,人均票价为$30-(16-10)=24$元,$24>18$,符合要求;当$x=24$时,人均票价为$30-(24-10)=16$元,$16<18$,不符合票价最低要求,舍去。
(2) 社团成人人数为$35-10=25$人,$25>10$,按规则计算人均票价为$30-(25-10)=15$元,$15<18$,因此成人票按18元/人计算。
设本次活动最多能带出$y$ kg杨梅,根据总费用不超过1530元,列不等式:
$10×18 + 25×18 + 60y ≤ 1530$
计算得$180+450+60y ≤1530$,即$60y ≤900$,解得$y≤15$。
【答案】
(1) 参加这次团建的共有$\boxed{16}$人;
(2) 本次活动他们最多能带出$\boxed{15}$kg杨梅。
【知识点】
一元二次方程的应用,一元一次不等式的应用,分段计费问题
【点评】
本题结合生活中的采摘收费场景,考查了方程与不等式的实际应用,解题的关键是准确理解表格中的分段收费规则,尤其要注意成人票价的最低限制,避免忽略对解的合理性检验,是实际应用类的典型题型。
【难度系数】
0.7
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