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113學年鷺江國中第2次段考數學 第22題 詳解

摺紙對稱三角形全等與邊長 · 非選 · 題目出處:113 學年度第 2 學期第 2 次定期評量 數學科(新北市立鷺江國民中學)

題目
下圖為長方形紙張 ABCD,今將紙張沿對角線 AC\overline{AC} 對摺,D 點落在 E 點,P 為 AE\overline{AE}BC\overline{BC} 的交點。試回答下列問題:
(1) ΔABP\Delta ABPΔCEP\Delta CEP 為兩個全等三角形,是根據何種全等性質?(只需回答,不需證明)(11 分)
(2) 若 AB=6\overline{AB}=6AD=18\overline{AD}=18,則 AP=\overline{AP}=?(33 分)
長方形紙張摺疊示意圖:A 左上、D 右上、B 左下、C 右下(A、D 同一水平線,B、C 同一水平線);AD 與 DC 皆以虛線畫出,表示摺走後原長方形的位置。橙色區域為沿 AC 摺疊後的部分,E 在 BC 下方,P 為 AE 與 BC 的交點;連有 AB、AC、AE、EC。

答案(1) AAS (2) 1010看逐步解析 ↓

逐步解析

  1. 1

    先寫下摺疊給的等量

    沿 AC\overline{AC} 對摺,ACD\triangle ACD 整片疊到 ACE\triangle ACE,兩者全等。所以 AE=AD=18\overline{AE}=\overline{AD}=18CE=CD=AB=6\overline{CE}=\overline{CD}=\overline{AB}=6AEC=ADC=90°\angle AEC=\angle ADC=90°。這三條是後面所有推論的根。
  2. 2

    第一小題的三個條件

    ABP\triangle ABPCEP\triangle CEP 中:ABP=90°\angle ABP=90° 是長方形在 BB 的內角,CEP=CEA=90°\angle CEP=\angle CEA=90° 是摺過來的直角(PPAE\overline{AE} 上),所以 ABP=CEP\angle ABP=\angle CEPAPB=CPE\angle APB=\angle CPE 是對頂角;AB=CE=6\overline{AB}=\overline{CE}=6
  3. 3

    判斷是哪一種全等

    AB\overline{AB}ABP\triangle ABP 中是 APB\angle APB 的對邊,CE\overline{CE}CEP\triangle CEP 中是 CPE\angle CPE 的對邊,都不是兩個已知角的夾邊。兩組角加上一組對應的非夾邊,所以第 (1) 小題是根據 AAS 全等性質。
  4. 4

    設未知數列式

    由 (1) 的全等得 AP=CP\overline{AP}=\overline{CP}(對應邊)。設 BP=x\overline{BP}=x,因為 BC=AD=18\overline{BC}=\overline{AD}=18,所以 CP=BCBP=18x\overline{CP}=\overline{BC}-\overline{BP}=18-x,也就是 AP=18x\overline{AP}=18-x
  5. 5

    用畢氏定理解方程

    ABP\triangle ABPB=90°\angle B=90°,由畢氏定理 AB2+BP2=AP2\overline{AB}^2+\overline{BP}^2=\overline{AP}^2,即 62+x2=(18x)26^2+x^2=(18-x)^2。展開得 36+x2=32436x+x236+x^2=324-36x+x^2,消去 x2x^236x=28836x=288,所以 x=8x=8
  6. 6

    作答與驗算

    AP=18x=188=10\overline{AP}=18-x=18-8=10。驗算:AB=6\overline{AB}=6BP=8\overline{BP}=862+82=36+64=100=1026^2+8^2=36+64=100=10^2,確實吻合。所以第 (1) 小題根據 AAS 全等性質,第 (2) 小題 AP=10\overline{AP}=10
答案
(1) AAS (2) 1010

關鍵觀念:#三角形全等 #摺疊對稱 #畢氏定理

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常見卡點
摺紙題先把「誰疊到誰」寫清楚:沿 AC\overline{AC} 摺後 ACD\triangle ACD 變成 ACE\triangle ACE,於是 AE=18\overline{AE}=18CE=6\overline{CE}=6AEC=90°\angle AEC=90°。第 (2) 小題最關鍵的一步是用 (1) 的全等得到 AP=CP\overline{AP}=\overline{CP},才能把 CP\overline{CP} 寫成 18x18-x;漏掉這一步就只剩一個式子兩個未知數,解不出來。常見的錯是憑直覺假設 PPBC\overline{BC} 中點而取 BP=9\overline{BP}=9,算出 AP=36+81=117\overline{AP}=\sqrt{36+81}=\sqrt{117},不是整數就該知道假設錯了。算式一定要寫出來,只寫結果不給分。

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