18. 如果两个角之差的绝对值等于$60°$,则称这两个角互为“互优角”,即若$∠α=30°$,$∠β=90°$,$|∠α - ∠β|=60°$,则称$∠α$和$∠β$互为“互优角”.(本题中所有角都是大于$0°$且小于$180°$的角)
(1)若$∠1$和$∠2$互为“互优角”,当$∠1=65°$时,则$∠2=$
(2)如图12,将一长方形纸片ABCD沿着MP翻折,点P在线段BC上,点M在线段AB上,点B落在点$B_1$处,若$∠ MPB_1$与$∠ CPB_1$互为“互优角”,则求$∠ MPB$的度数.
(3)如图13,点N在边AD上,点C和点D关于PN的对称点为点$C_1$和点$D_1$,且点M,点$C_1$和点P在同一直线上,则$∠ NPB_1$与$∠ MPB_1$是否可能互为“互优角”?若可能,请求出此时$∠ BPM$的大小;若不可能,请说明理由.


(1)若$∠1$和$∠2$互为“互优角”,当$∠1=65°$时,则$∠2=$
5°或125°
.(2)如图12,将一长方形纸片ABCD沿着MP翻折,点P在线段BC上,点M在线段AB上,点B落在点$B_1$处,若$∠ MPB_1$与$∠ CPB_1$互为“互优角”,则求$∠ MPB$的度数.
(3)如图13,点N在边AD上,点C和点D关于PN的对称点为点$C_1$和点$D_1$,且点M,点$C_1$和点P在同一直线上,则$∠ NPB_1$与$∠ MPB_1$是否可能互为“互优角”?若可能,请求出此时$∠ BPM$的大小;若不可能,请说明理由.
答案
18. (1)5°或125°
(2)
∵∠MPB₁与∠B₁PC互为“互优角”,当∠MPB₁<∠B₁PC时,∠B₁PC - ∠MPB₁=60°,
∴∠B₁PC=∠MPB₁ + 60°.
∵△BMP翻折得△B₁MP,
∴∠MPB=∠MPB₁.
∵∠MPB + ∠MPB₁ + ∠B₁PC=180°,
∴∠MPB₁ + ∠MPB₁ + ∠MPB₁ + 60°=180°,解得∠MPB₁=40°.
∴∠MPB=40°. 当∠MPB₁>∠B₁PC时,∠MPB₁ - ∠B₁PC=60°,可得∠MPB₁=80°,∠MPB=80°. 综上所述,∠MPB的度数为40°或80°
(3)可能互为“互优角”.
∵点M、点C₁和点P在同一直线上,且∠MPB₁与∠NPB₁互为“互优角”,设∠BPM=∠MPB₁=x,∠NPB₁=y,
∴∠B₁PC<∠MPN. 根据折叠的性质,得出∠BPM=∠B₁PM,∠MPN=∠CPN,|∠MPB₁ - ∠NPB₁|=60°,∠BPC=180°,
∴|x - y|=60°,x + 2(x + y)=180°,即3x + 2y=180°,
∴y=90°-1.5x. 当x - y=60°时,即x - (90°-1.5x)=60°,解得x=60°. 当y - x=60°时,即90°-1.5x - x=60°,解得x=12°,
∴∠BPM=60°或12°
(2)
∵∠MPB₁与∠B₁PC互为“互优角”,当∠MPB₁<∠B₁PC时,∠B₁PC - ∠MPB₁=60°,
∴∠B₁PC=∠MPB₁ + 60°.
∵△BMP翻折得△B₁MP,
∴∠MPB=∠MPB₁.
∵∠MPB + ∠MPB₁ + ∠B₁PC=180°,
∴∠MPB₁ + ∠MPB₁ + ∠MPB₁ + 60°=180°,解得∠MPB₁=40°.
∴∠MPB=40°. 当∠MPB₁>∠B₁PC时,∠MPB₁ - ∠B₁PC=60°,可得∠MPB₁=80°,∠MPB=80°. 综上所述,∠MPB的度数为40°或80°
(3)可能互为“互优角”.
∵点M、点C₁和点P在同一直线上,且∠MPB₁与∠NPB₁互为“互优角”,设∠BPM=∠MPB₁=x,∠NPB₁=y,
∴∠B₁PC<∠MPN. 根据折叠的性质,得出∠BPM=∠B₁PM,∠MPN=∠CPN,|∠MPB₁ - ∠NPB₁|=60°,∠BPC=180°,
∴|x - y|=60°,x + 2(x + y)=180°,即3x + 2y=180°,
∴y=90°-1.5x. 当x - y=60°时,即x - (90°-1.5x)=60°,解得x=60°. 当y - x=60°时,即90°-1.5x - x=60°,解得x=12°,
∴∠BPM=60°或12°
解析
【分析】
本题是结合新定义“互优角”的几何综合题,解题思路如下:
(1)根据“互优角”的定义,两个角差的绝对值为60°,已知∠1的度数,分∠2比∠1大60°、∠2比∠1小60°两种情况计算,验证结果在0°~180°范围内即可。
(2)先利用折叠的性质得∠MPB=∠MPB₁,结合平角为180°可知∠MPB+∠MPB₁+∠CPB₁=180°,再根据“互优角”的定义,分∠MPB₁<∠CPB₁、∠MPB₁>∠CPB₁两种情况列方程求解。
(3)先设∠BPM=∠MPB₁=x,∠NPB₁=y,根据折叠性质可得∠MPN=∠CPN,结合平角为180°列出关于x、y的方程,再结合“互优角”的绝对值关系联立求解,验证结果符合角度范围即可判断是否存在。
【解析】
(1)
∵∠1和∠2互为“互优角”,
∴$|∠1 - ∠2|=60°$,
∵∠1=65°,
∴$∠2=65°+60°=125°$,或$∠2=65°-60°=5°$,两个结果都在0°~180°范围内。
(2)
∵△BMP翻折得△B₁MP,
∴$∠MPB=∠MPB₁$,
已知∠MPB₁与∠CPB₁互为“互优角”,分两种情况讨论:
①当$∠MPB₁<∠CPB₁$时,$∠CPB₁ - ∠MPB₁=60°$,即$∠CPB₁=∠MPB₁ + 60°$,
∵$∠MPB + ∠MPB₁ + ∠CPB₁=180°$,代入得:$∠MPB₁ + ∠MPB₁ + ∠MPB₁ + 60°=180°$,
解得$∠MPB₁=40°$,
∴$∠MPB=40°$;
②当$∠MPB₁>∠CPB₁$时,$∠MPB₁ - ∠CPB₁=60°$,即$∠CPB₁=∠MPB₁ - 60°$,
代入平角关系得:$∠MPB₁ + ∠MPB₁ + ∠MPB₁ - 60°=180°$,解得$∠MPB₁=80°$,
∴$∠MPB=80°$。
(3)可能互为“互优角”,求解如下:
设$∠BPM=∠MPB₁=x$,$∠NPB₁=y$,
根据折叠的性质,$∠BPM=∠B₁PM=x$,且点C、C₁关于PN对称,点C₁在MP上,故$∠MPN=∠CPN$,
∵$∠BPC=180°$,
∴$∠BPM + ∠MPN + ∠CPN =180°$,即$x + 2(x+y)=180°$,化简得$3x+2y=180°$,即$y=90°-1.5x$,
∵∠MPB₁与∠NPB₁互为“互优角”,
∴$|x - y|=60°$,分两种情况讨论:
①当$x - y=60°$时,代入$y=90°-1.5x$得:$x - (90°-1.5x)=60°$,解得$x=60°$,符合角度范围;
②当$y - x=60°$时,代入得:$90°-1.5x - x=60°$,解得$x=12°$,符合角度范围。
【答案】
(1)$5°$或$125°$;(2)$40°$或$80°$;(3)可能,$∠BPM$为$60°$或$12°$
【知识点】
新定义理解,翻折的性质,角度和差计算
【点评】
本题结合自定义概念考查几何折叠问题,解题时需要紧扣定义,灵活运用分类讨论思想分析不同情况,结合平角的性质列方程求解,能有效提升阅读理解能力和逻辑推理能力。
【难度系数】
0.6
本题是结合新定义“互优角”的几何综合题,解题思路如下:
(1)根据“互优角”的定义,两个角差的绝对值为60°,已知∠1的度数,分∠2比∠1大60°、∠2比∠1小60°两种情况计算,验证结果在0°~180°范围内即可。
(2)先利用折叠的性质得∠MPB=∠MPB₁,结合平角为180°可知∠MPB+∠MPB₁+∠CPB₁=180°,再根据“互优角”的定义,分∠MPB₁<∠CPB₁、∠MPB₁>∠CPB₁两种情况列方程求解。
(3)先设∠BPM=∠MPB₁=x,∠NPB₁=y,根据折叠性质可得∠MPN=∠CPN,结合平角为180°列出关于x、y的方程,再结合“互优角”的绝对值关系联立求解,验证结果符合角度范围即可判断是否存在。
【解析】
(1)
∵∠1和∠2互为“互优角”,
∴$|∠1 - ∠2|=60°$,
∵∠1=65°,
∴$∠2=65°+60°=125°$,或$∠2=65°-60°=5°$,两个结果都在0°~180°范围内。
(2)
∵△BMP翻折得△B₁MP,
∴$∠MPB=∠MPB₁$,
已知∠MPB₁与∠CPB₁互为“互优角”,分两种情况讨论:
①当$∠MPB₁<∠CPB₁$时,$∠CPB₁ - ∠MPB₁=60°$,即$∠CPB₁=∠MPB₁ + 60°$,
∵$∠MPB + ∠MPB₁ + ∠CPB₁=180°$,代入得:$∠MPB₁ + ∠MPB₁ + ∠MPB₁ + 60°=180°$,
解得$∠MPB₁=40°$,
∴$∠MPB=40°$;
②当$∠MPB₁>∠CPB₁$时,$∠MPB₁ - ∠CPB₁=60°$,即$∠CPB₁=∠MPB₁ - 60°$,
代入平角关系得:$∠MPB₁ + ∠MPB₁ + ∠MPB₁ - 60°=180°$,解得$∠MPB₁=80°$,
∴$∠MPB=80°$。
(3)可能互为“互优角”,求解如下:
设$∠BPM=∠MPB₁=x$,$∠NPB₁=y$,
根据折叠的性质,$∠BPM=∠B₁PM=x$,且点C、C₁关于PN对称,点C₁在MP上,故$∠MPN=∠CPN$,
∵$∠BPC=180°$,
∴$∠BPM + ∠MPN + ∠CPN =180°$,即$x + 2(x+y)=180°$,化简得$3x+2y=180°$,即$y=90°-1.5x$,
∵∠MPB₁与∠NPB₁互为“互优角”,
∴$|x - y|=60°$,分两种情况讨论:
①当$x - y=60°$时,代入$y=90°-1.5x$得:$x - (90°-1.5x)=60°$,解得$x=60°$,符合角度范围;
②当$y - x=60°$时,代入得:$90°-1.5x - x=60°$,解得$x=12°$,符合角度范围。
【答案】
(1)$5°$或$125°$;(2)$40°$或$80°$;(3)可能,$∠BPM$为$60°$或$12°$
【知识点】
新定义理解,翻折的性质,角度和差计算
【点评】
本题结合自定义概念考查几何折叠问题,解题时需要紧扣定义,灵活运用分类讨论思想分析不同情况,结合平角的性质列方程求解,能有效提升阅读理解能力和逻辑推理能力。
【难度系数】
0.6
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