菱形纸片 $ABCD$ 的边长为 $2$,折叠菱形纸片,将 $B,D$ 两点重合在对角线 $BD$ 上的同一点处,折痕分别为 $EF,GH$.当重合点在对角线 $BD$ 上移动时,探究六边形 $AEFCHG$ 的周长的变化情况.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
    >
    几何部分
    >
    几何变换
    >
    轴对称
  • 题型
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    几何部分
    >
    几何变换
    >
    轴对称
  1. 若 $\angle ABC=60^\circ$,如图1,当重合点在菱形的对称中心 $O$ 处时,六边形 $AEFCHG$ 的周长为 .如图2,当重合点在对角线 $BD$ 上移动时,六边形 $AEFCHG$ 的周长 (填"改变"或"不变").
    标注
    • 题型
      >
      几何部分
      >
      几何变换
      >
      轴对称
    答案
    $6$;不变
    解析
    因为 $EF=AE=FC=CH=AG=GH=1$,所以周长为 $6$,
    $\triangle EBF,\triangle GHD$ 为等边三角形,
    所以 $EF=BE$,$GH=GD$.
    因为四边形 $FCDG,AEHD$ 为平行四边形.
    所以 $FC=GD=DH=AE$.
    同理 $CH=BE=AG$.
    所以六边形 $AEFCHG$ 的周长恒为 $6$.
  2. 如果菱形纸片 $ABCD$ 的边长仍为 $2$,改变 $\angle ABC$ 的大小,如图3,若 $\angle ABC=120^\circ$,则六边形 $AEFCHG$ 的周长为 .如图4,若 $\angle ABC$ 的大小为 $2\alpha$,则六边形 $AEFCHG$ 的周长可表示为
    标注
    • 题型
      >
      几何部分
      >
      几何变换
      >
      轴对称
    答案
    $4+2 \sqrt 3$;$4+4\sin\alpha$
    解析
    因为 $\angle ABC=120^\circ$,$EF=\sqrt 3BE$,$GH=\sqrt 3 GD$.
    因为 $AE=DH=DG=FC$,$AG=BF=BE=CH$.
    所以 $C_{\text{六边形}AEFCHG}=AB+AD+\sqrt 3BE+\sqrt 3GD=4+2\sqrt 3$.
    当 $\angle ABC=2\alpha$ 时,$EF=2BE\cdot \sin\alpha$,$GH=2DG\cdot \sin\alpha$.
    所以 $C_{\text{六边形}AEFCHG}=AB+AD+2\sin\alpha \left(BE+DG\right)=AB+AD+2\sin\alpha\cdot AB=4+4\sin\alpha$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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