21. 「2025 山东聊城三模」(8 分) 如图 1,点 $A$,$B$ 在 $x$ 轴上,以 $AB$ 为边的正方形 $ABCD$ 在 $x$ 轴上方,点 $C$ 的坐标为 $(1,4)$,反比例函数 $y = \dfrac{k}{x}(k≠ 0,x < 0)$ 的图象经过 $CD$ 的中点 $E$,$F$ 是 $AD$ 上的一个动点,将 $△ DEF$ 沿 $EF$ 所在直线折叠得到 $△ GEF$.
(1)求反比例函数 $y = \dfrac{k}{x}(k≠ 0)$ 的表达式.
(2)如图 2,若点 $G$ 落在 $y$ 轴上,过点 $F$ 作 $FN⊥ y$ 轴于点 $N$,求线段 $GN$ 的长.


答案:21. 解析 (1)$\because C(1,4)$,四边形$ABCD$是正方形,$\therefore CD// x$轴,正方形$ABCD$的边长为$4$,$\because$点$E$为$CD$的中点,$\therefore CE=\frac{1}{2}CD = 2$,$\therefore E(-1,4)$,(2分)$\because y=\frac{k}{x}(k≠ 0)$的图象经过点$E$,$\therefore k = -1× 4 = -4$,$\therefore$反比例函数的表达式为$y=-\frac{4}{x}$.(4分)(2)如图$DC$与$y$轴交于点$M$,
由折叠可知,$DE = EG = 2$,$∠ FGE=∠ D = 90°$,在$Rt△ GME$中,$∠ GME = 90°$,$\because E(-1,4)$,$M(0,4)$,$\therefore ME = 1$,$\therefore MG=\sqrt{EG^{2}-ME^{2}}=\sqrt{2^{2}-1^{2}}=\sqrt{3}$.$\therefore OG = OM - MG = 4 - \sqrt{3}$.(6分)$\because ∠ FNG=∠ FGE=∠ GME = 90°$,$\therefore ∠ FGN+∠ EGM = 90°$,$∠ FGN+∠ GFN = 90°$,$\therefore ∠ EGM=∠ GFN$,$\therefore △ EGM∽△ GFN$,(7分)$\therefore \frac{EM}{GN}=\frac{MG}{FN}$,$\therefore \frac{1}{GN}=\frac{\sqrt{3}}{3}$,$\therefore GN=\sqrt{3}$.(8分)