【正文】 BCD(ABBC)，使AB與DC重合，得到折痕EF，把紙片展平；②沿折痕BG折疊紙片，使點(diǎn)C落在EF上的點(diǎn)P處，再折出PB、PC，最后用筆畫出△PBC(圖1)．（1）求證：圖1中的 PBC是正三角形： （2）如圖2，小明在矩形紙片HIJK上又畫了一個(gè)正三角形IMN，其中IJ=6cm，且HM=JN．①求證：IH=IJ②請(qǐng)求出NJ的長(zhǎng)； （3）小明發(fā)現(xiàn)：在矩形紙片中，若一邊長(zhǎng)為6cm，當(dāng)另一邊的長(zhǎng)度a變化時(shí)，在矩形紙片上總能畫出最大的正三角形，但位置會(huì)有所不同．請(qǐng)根據(jù)小明的發(fā)現(xiàn)，畫出不同情形的示意圖(作圖工具不限，能說(shuō)明問(wèn)題即可)，并直接寫出對(duì)應(yīng)的a的取值范圍．【答案】（1）證明見解析；（2）①證明見解析；②126（3）3＜a＜4，a＞4【解析】分析：（1）由折疊的性質(zhì)和垂直平分線的性質(zhì)得出PB=PC，PB=CB，得出PB=PC=CB即可；（2）①利用“HL”證Rt△IHM≌Rt△IJN即可得；②IJ上取一點(diǎn)Q，使QI=QN，由Rt△IHM≌Rt△IJN知∠HIM=∠JIN=15176。，繼而可得∠NQJ=30176。，設(shè)NJ=x，則IQ=QN=2x、QJ=x，根據(jù)IJ=IQ+QJ求出x即可得；（3）由等邊三角形的性質(zhì)、直角三角形的性質(zhì)、勾股定理進(jìn)行計(jì)算，畫出圖形即可．（1）證明：∵①對(duì)折矩形紙片ABCD(ABBC)，使AB與DC重合，得到折痕EF∴PB=PC∵沿折痕BG折疊紙片，使點(diǎn)C落在EF上的點(diǎn)P處∴PB=BC∴PB=PC=BC∴△PBC是正三角形：（2）證明：①如圖∵矩形AHIJ∴∠H=∠J=90176。∵△MNJ是等邊三角形∴MI=NI在Rt△MHI和Rt△JNI中 ∴Rt△MHI≌Rt△JNI（HL）∴HI=IJ②在線段IJ上取點(diǎn)Q，使IQ=NQ∵Rt△IHM≌Rt△IJN，∴∠HIM=∠JIN，∵∠HIJ=90176。、∠MIN=60176。，∴∠HIM=∠JIN=15176。，由QI=QN知∠JIN=∠QNI=15176。，∴∠NQJ=30176。，設(shè)NJ=x，則IQ=QN=2x，QJ=x，∵IJ=6cm，∴2x+x=6，∴x=126，即NJ=126（cm）．（3）分三種情況：①如圖：設(shè)等邊三角形的邊長(zhǎng)為b，則0＜b≤6，則tan60176。=，∴a=，∴0＜b≤=；②如圖當(dāng)DF與DC重合時(shí)，DF=DE=6，∴a=sin60176。DE==，當(dāng)DE與DA重合時(shí)，a=，∴＜a＜；③如圖∵△DEF是等邊三角形∴∠FDC=30176?！郉F=∴a＞點(diǎn)睛：本題是四邊形的綜合題目，考查了折疊的性質(zhì)、等邊三角形的判定與性質(zhì)、旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)、直角三角形的性質(zhì)、正方形的性質(zhì)、全等三角形的判定與性質(zhì)等知識(shí)；本題綜合性強(qiáng)，難度較大．14．已知：在矩形ABCD中，AB＝10，BC＝12，四邊形EFGH的三個(gè)頂點(diǎn)E、F、H分別在矩形ABCD邊AB、BC、DA上，AE＝2．（1）如圖①，當(dāng)四邊形EFGH為正方形時(shí)，求△GFC的面積；（2）如圖②，當(dāng)四邊形EFGH為菱形，且BF＝a時(shí)，求△GFC的面積（用a表示）；（3）在（2）的條件下，△GFC的面積能否等于2？請(qǐng)說(shuō)明理由．【答案】（1）10；（2）12－a；（3）不能【解析】解：（1）過(guò)點(diǎn)G作GM⊥BC于M．在正方形EFGH中，∠HEF＝90176。，EH＝EF，∴∠AEH＋∠BEF＝90176。．∵∠AEH＋∠AHE＝90176。，∴∠AHE＝∠BEF．又∵∠A＝∠B＝90176。，∴△AHE≌△BEF．同理可證△MFG≌△BEF．∴GM＝BF＝AE＝2．∴FC＝BC－BF＝10．∴．（2）過(guò)點(diǎn)G作GM⊥BC交BC的延長(zhǎng)線于M，連接HF．∵AD∥BC，∴∠AHF＝∠MFH．∵EH∥FG，∴∠EHF＝∠GFH．∴∠AHE＝∠MFG．又∵∠A＝∠GMF＝90176。，EH＝GF，∴△AHE≌△MFG．∴GM＝AE＝2．∴．（3）△GFC的面積不能等于2．說(shuō)明一：∵若S△GFC＝2，則12－a＝2，∴a＝10．此時(shí)，在△BEF中，．在△AHE中，∴AH＞AD，即點(diǎn)H已經(jīng)不在邊AD上，故不可能有S△GFC＝2．說(shuō)明二：△GFC的面積不能等于2．∵點(diǎn)H在AD上，∴菱形邊EH的最大值為，∴BF的最大值為．又∵函數(shù)S△GFC＝12－a的值隨著a的增大而減小，∴S△GFC的最小值為．又∵，∴△GFC的面積不能等于2．15．（本題14分）小明在學(xué)習(xí)平行線相關(guān)知識(shí)時(shí)總結(jié)了如下結(jié)論：端點(diǎn)分別在兩條平行線上的所有線段中，垂直于平行線的線段最短．小明應(yīng)用這個(gè)結(jié)論進(jìn)行了下列探索活動(dòng)和問(wèn)題解決．問(wèn)題1：如圖1，在Rt△ABC中，∠C=90176。，AC=4，BC=3，P為AC邊上的一動(dòng)點(diǎn)，以PB，PA為邊構(gòu)造□APBQ，求對(duì)角線PQ的最小值及PQ最小時(shí)的值．（1）在解決這個(gè)問(wèn)題時(shí)，小明構(gòu)造出了如圖2的輔助線，則PQ的最小值為 ，當(dāng)PQ最小時(shí)= _____ __；（2）小明對(duì)問(wèn)題1做了簡(jiǎn)單的變式思考．如圖3，P為AB邊上的一動(dòng)點(diǎn)，延長(zhǎng)PA到點(diǎn)E，使AE=nPA（n為大于0的常數(shù)）．以PE，PC為邊作□PCQE，試求對(duì)角線PQ長(zhǎng)的最小值，并求PQ最小時(shí)的值；問(wèn)題2：在四邊形ABCD中，AD∥BC，AB⊥BC，AD＝1，AB＝2，BC＝3．（1）如圖4，若為上任意一點(diǎn)，以，為邊作□．試求對(duì)角線長(zhǎng)的最小值和PQ最小時(shí)的值．（2）若為上任意一點(diǎn)，延長(zhǎng)到，使，再以，為邊作□．請(qǐng)直接寫出對(duì)角線長(zhǎng)的最小值和PQ最小時(shí)的值．【答案】問(wèn)題1：（1）3，；（2）PQ=，=．問(wèn)題2：（1）=4，．（2）PQ的最小值為．．【解析】試題分析：?jiǎn)栴}1：（1）首先根據(jù)條件可證四邊形PCBQ是矩形，然后根據(jù)條件“四邊形APBQ是平行四邊形可得AP=QB=PC，從而可求的值．（2）由題可知：當(dāng)QP⊥AC時(shí)，PQ最?。^(guò)點(diǎn)C作CD⊥AB于點(diǎn)D．此時(shí)四邊形CDPQ為矩形，PQ=CD，在Rt△ABC中，∠C=90176。，AC=4，BC=3，利用面積可求出CD=,然后可求出AD=， 由AE=nPA可得PE=，而PE=CQ=PD=ADAP=，所以AP=．所以=．問(wèn)題2：（1）設(shè)對(duì)角線與相交于點(diǎn)．Rt≌Rt．所以AD=HC，QH=AP．由題可知：當(dāng)QP⊥AB時(shí)，PQ最小，此時(shí)=CH=4，根據(jù)條件可證四邊形BPQH為矩形，從而QH=BP=AP．所以．（2）根據(jù)題意畫出圖形，當(dāng) AB時(shí)，的長(zhǎng)最小，PQ的最小值為．．試題解析：?jiǎn)栴}1：（1）3，；（2）過(guò)點(diǎn)C作CD⊥AB于點(diǎn)D．由題意可知當(dāng)PQ⊥AB時(shí)，PQ最短．所以此時(shí)四邊形CDPQ為矩形．PQ=CD，DP=CQ=PE．因?yàn)椤螧CA=90176。，AC=4，BC=3，所以AB=5．所以CD=．所以PQ=．在Rt△ACD中AC=4，CD=，所以AD=．因?yàn)锳E=nPA，所以PE==CQ=PD=ADAP=．所以AP=．所以=．問(wèn)題2：（1）如圖2，設(shè)對(duì)角線與相交于點(diǎn)．所以G是DC的中點(diǎn)，作QHBC，交BC的延長(zhǎng)線于H，因?yàn)锳D//BC，所以．所以．又，所以Rt≌Rt．所以AD=HC，QH=AP．由圖知，當(dāng) AB時(shí)，的長(zhǎng)最小，即=CH=4．易得四邊形BPQH為矩形，所以QH=BP=AP．所以．（若學(xué)生有能力從梯形中位線角度考慮，若正確即可評(píng)分．但講評(píng)時(shí)不作要求）（2）PQ的最小值為．．考點(diǎn)：1．直角三角形的性質(zhì)；2．全等三角形的判定與性質(zhì)；3．平行四邊形的性質(zhì)；4矩形的判定與性質(zhì)．