合聚咖

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如图所示,现有一张边长为4的正方形纸片ABCD,点P为正方形AD边上的一点

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.(2012•德州)如图所示,现有一张边长为4的正方形纸片ABCD,点P为正方形AD边上的一点(不与点A、点D重合)将正方形纸片折叠,使点B落在P处,点C落在G处,PG交DC于H,折痕为EF,连接BP、BH.

(1)求证:∠APB=∠BPH;

(2)当点P在边AD上移动时,△PDH的周长是否发生变化?并证明你的结论;

(3)设AP为x,四边形EFGP的面积为S,求出S与x的函数关系式,试问S是否存在最小值?若存在,求出这个最小值;若不存在,请说明理由.

考点: 翻折变换(折叠问题);二次函数的最值;全等三角形的判定与性质;正方形的性质。

分析: (1)根据翻折变换的性质得出∠PBC=∠BPH,进而利用平行线的性质得出∠APB=∠PBC即可得出答案;

(2)首先证明△ABP≌△QBP,进而得出△BCH≌△BQH,即可得出PD+DH+PH=AP+PD+DH+HC=AD+CD=8;

(3)利用已知得出△EFM≌△BPA,进而利用在Rt△APE中,(4﹣BE)2+x2=BE2,利用二次函数的最值求出即可.

解答: (1)解:如图1,∵PE=BE,

∴∠EBP=∠EPB.

又∵∠EPH=∠EBC=90°,

∴∠EPH﹣∠EPB=∠EBC﹣∠EBP.

即∠PBC=∠BPH.

又∵AD∥BC,

∴∠APB=∠PBC.

∴∠APB=∠BPH.

(2)△PHD的周长不变为定值8.

证明:如图2,过B作BQ⊥PH,垂足为Q.

由(1)知∠APB=∠BPH,

又∵∠A=∠BQP=90°,BP=BP,

∴△ABP≌△QBP.

∴AP=QP,AB=BQ.

又∵AB=BC,

∴BC=BQ.

又∵∠C=∠BQH=90°,BH=BH,

∴△BCH≌△BQH.

∴CH=QH.

∴△PHD的周长为:PD+DH+PH=AP+PD+DH+HC=AD+CD=8.

(3)如图3,过F作FM⊥AB,垂足为M,则FM=BC=AB.

又∵EF为折痕,

∴EF⊥BP.

∴∠EFM+∠MEF=∠ABP+∠BEF=90°,

∴∠EFM=∠ABP.

又∵∠A=∠EMF=90°,

∴△EFM≌△BPA.

∴EM=AP=x.

∴在Rt△APE中,(4﹣BE)2+x2=BE2.

解得, .

∴ .

又四边形PEFG与四边形BEFC全等,

∴ .

即: .

配方得, ,

∴当x=2时,S有最小值6