中考专题复习--旋转 (解析版)
中考数学压轴题专题复习——初中数学 旋转的综合含详细答案

中考数学压轴题专题复习——初中数学旋转的综合含详细答案一、旋转1.已知正方形ABCD中,E为对角线BD上一点,过E点作EF⊥BD交BC于F,连接DF,G为DF中点,连接EG,CG.(1)请问EG与CG存在怎样的数量关系,并证明你的结论;(2)将图①中△BEF绕B点逆时针旋转45°,如图②所示,取DF中点G,连接EG,CG.问(1)中的结论是否仍然成立?若成立,请给出证明;若不成立,请说明理由.(3)将图①中△BEF绕B点旋转任意角度,如图③所示,再连接相应的线段,问(1)中的结论是否仍然成立?(请直接写出结果,不必写出理由)【答案】(1)证明见解析(2)证明见解析(3)结论仍然成立【解析】【分析】(1)利用直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,可证出CG=EG.(2)结论仍然成立,连接AG,过G点作MN⊥AD于M,与EF的延长线交于N点;再证明△DAG≌△DCG,得出AG=CG;再证出△DMG≌△FNG,得到MG=NG;再证明△AMG≌△ENG,得出AG=EG;最后证出CG=EG.(3)结论依然成立.【详解】(1)CG=EG.理由如下:∵四边形ABCD是正方形,∴∠DCF=90°.在Rt△FCD中,∵G为DF的中点,∴CG=12FD,同理.在Rt△DEF中,EG=12FD,∴CG=EG.(2)(1)中结论仍然成立,即EG=CG.证法一:连接AG,过G点作MN⊥AD于M,与EF的延长线交于N点.在△DAG与△DCG中,∵AD=CD,∠ADG=∠CDG,DG=DG,∴△DAG≌△DCG(SAS),∴AG=CG;在△DMG与△FNG中,∵∠DGM=∠FGN,FG=DG,∠MDG=∠NFG,∴△DMG≌△FNG (ASA),∴MG=NG.∵∠EAM=∠AEN=∠AMN=90°,∴四边形AENM是矩形,在矩形AENM中,AM=EN.在△AMG与△ENG中,∵AM=EN,∠AMG=∠ENG,MG=NG,∴△AMG≌△ENG(SAS),∴AG=EG,∴EG=CG.证法二:延长CG至M,使MG=CG,连接MF,ME,EC.在△DCG与△FMG中,∵FG=DG,∠MGF=∠CGD,MG=CG,∴△DCG≌△FMG,∴MF=CD,∠FMG=∠DCG,∴MF∥CD∥AB,∴EF⊥MF.在Rt△MFE与Rt△CBE中,∵MF=CB,∠MFE=∠EBC=90°,EF=BE,∴△MFE≌△CBE∴∠MEF=∠CEB,∴∠MEC=∠MEF+∠FEC=∠CEB+∠CEF=90°,∴△MEC为直角三角形.∵MG=CG,∴EG=1MC,∴EG=CG.2(3)(1)中的结论仍然成立.理由如下:过F作CD的平行线并延长CG交于M点,连接EM、EC,过F作FN垂直于AB于N.由于G为FD中点,易证△CDG≌△MFG,得到CD=FM,又因为BE=EF,易证∠EFM=∠EBC,则△EFM≌△EBC,∠FEM=∠BEC,EM=EC∵∠FEC+∠BEC=90°,∴∠FEC+∠FEM=90°,即∠MEC=90°,∴△MEC是等腰直角三角形.∵G为CM中点,∴EG=CG,EG⊥CG【点睛】本题是四边形的综合题.(1)关键是利用直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半解答;(2)关键是利用了直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半的性质、全等三角形的判定和性质解答.2.已知正方形ABCD的边长为4,一个以点A为顶点的45°角绕点A旋转,角的两边分别与BC、DC的延长线交于点E、F,连接EF,设CE=a,CF=b.(1)如图1,当a=42时,求b的值;(2)当a=4时,在图2中画出相应的图形并求出b的值;(3)如图3,请直接写出∠EAF绕点A旋转的过程中a、b满足的关系式.【答案】(1)42;(2)b=8;(3)ab=32.【解析】试题分析:(1)由正方形ABCD的边长为4,可得AC=42,∠ACB=45°.再CE=a=42,可得∠CAE=∠AEC,从而可得∠CAF的度数,既而可得 b=AC;(2)通过证明△ACF∽△ECA,即可得;(3)通过证明△ACF∽△ECA,即可得.试题解析:(1)∵正方形ABCD的边长为4,∴AC=42,∠ACB=45°.∵CE=a=42,∴∠CAE=∠AEC=452︒=22.5°,∴∠CAF=∠EAF-∠CAE=22.5°,∴∠AFC=∠ACD-∠CAF=22.5°,∴∠CAF=∠AFC,∴b=AC=CF=42;(2)∵∠FAE=45°,∠ACB=45°,∴∠FAC+∠CAE=45°,∠CAE+∠AEC=45°,∴∠FAC =∠AEC.又∵∠ACF=∠ECA=135°,∴△ACF∽△ECA,∴AC CFEC CA=,∴4242=,∴CF=8,即b=8.(3)ab=32.提示:由(2)知可证△ACF∽△ECA,∴∴AC CFEC CA=,∴4242a=,∴ab=32.3.如图1,在□ABCD中,AB=6,∠B= (60°<≤90°). 点E在BC上,连接AE,把△ABE沿AE折叠,使点B与AD上的点F重合,连接EF.(1)求证:四边形ABEF是菱形;(2)如图2,点M是BC上的动点,连接AM,把线段AM绕点M顺时针旋转得到线段MN,连接FN,求FN的最小值(用含的代数式表示).【答案】(1)详见解析;(2)FE·sin(-90°)【解析】【分析】(1)由四边形ABCD是平行四边形得AF∥BE,所以∠FAE=∠BEA,由折叠的性质得∠BAE=∠FAE,∠BEA=∠FEA,所以∠BAE=∠FEA,故有AB∥FE,因此四边形ABEF是平行四边形,又BE=EF,因此可得结论;(2)根据点M在线段BE上和EC上两种情况证明∠ENG=90°-,利用菱形的性质得到∠FEN=-90°,再根据垂线段最短,求出FN的最小值即可.【详解】(1)∵四边形ABCD是平行四边形,∴AD∥BC,∴∠FAE=∠BEA,由折叠的性质得∠BAE=∠FAE,∠BEA=∠FEA, BE=EF,∴∠BAE=∠FEA,∴AB∥FE,∴四边形ABEF是平行四边形,又BE=EF,∴四边形ABEF是菱形;(2)①如图1,当点M在线段BE上时,在射线MC上取点G,使MG=AB,连接GN、EN.∵∠AMN=∠B=,∠AMN+∠2=∠1+∠B∴∠1=∠2又AM=NM,AB=MG∴△ABM≌△MGN∴∠B=∠3,NG=BM∵MG=AB=BE∴EG=AB=NG∴∠4=∠ENG= (180°-)=90°-又在菱形ABEF中,AB∥EF∴∠FEC=∠B=∴∠FEN=∠FEC-∠4=- (90°-)=-90°②如图2,当点M在线段EC上时,在BC延长线上截取MG=AB,连接GN、EN.同理可得:∠FEN=∠FEC-∠4=- (90°-)=-90°综上所述,∠FEN=-90°∴当点M在BC上运动时,点N在射线EH上运动(如图3)当FN⊥EH时,FN最小,其最小值为FE·sin(-90°)【点睛】本题考查了菱形的判定与性质以及求最短距离的问题,解题的关键是分类讨论得出∠FEN =-90°,再运用垂线段最短求出FN的最小值.4.在平面直角坐标系中,已知点A(0,4),B(4,4),点M,N是射线OC上两动点(OM<ON),且运动过程中始终保持∠MAN=45°,小明用几何画板探究其中的线段关系.(1)探究发现:当点M,N均在线段OB上时(如图1),有OM2+BN2=MN2.他的证明思路如下:第一步:将△ANB绕点A顺时针旋转90°得△APO,连结PM,则有BN=OP.第二步:证明△APM≌△ANM,得MP=MM.第一步:证明∠POM=90°,得OM2+OP2=MP2.最后得到OM2+BN2=MN2.请你完成第二步三角形全等的证明.(2)继续探究:除(1)外的其他情况,OM2+BN2=MN2的结论是否仍然成立?若成立,请证明;若不成立,请说明理由.(3)新题编制:若点B是MN的中点,请你编制一个计算题(不标注新的字母),并直接给出答案(根据编出的问题层次,给不同的得分).【答案】(1)见解析;(2)结论仍然成立,理由见解析;(3)见解析.【解析】【分析】(1)将△ANB绕点A顺时针旋转90°得△APO,连结PM,则有BN=OP.证明△APM≌△ANM,再利用勾股定理即可解决问题;(2)如图2中,当点M,N在OB的延长线上时结论仍然成立.证明方法类似(1);(3)如图3中,若点B是MN的中点,求MN的长.利用(2)中结论,构建方程即可解决问题.【详解】(1)如图1中,将△ANB绕点A顺时针旋转90°得△APO,连结PM,则有BN=OP.∵点A(0,4),B(4,4),∴OA=AB,∠OAB=90°,∵∠NAP=∠OAB=90°,∠MAN=45°,∴∠MAN=∠MAP,∵MA=MA,AN=AP,∴△MAN≌△MAP(SAS).(2)如图2中,结论仍然成立.理由:如图2中,将△ANB绕点A顺时针旋转90°得△APO,连结PM,则有BN=OP.∵∠NAP=∠OAB=90°,∠MAN=45°,∴∠MAN=∠MAP,∵MA=MA,AN=AP,∴△MAN≌△MAP(SAS),∴MN=PM,∵∠ABN=∠AOP=135°,∠AOB=45°,∴∠MOP=90°,∴PM2=OM2+OP2,∴OM2+BN2=MN2;(3)如图3中,若点B是MN的中点,求MN的长.设MN=2x,则BM=BN=x,∵OA=AB=4,∠OAB=90°,∴OB=42,∴OM=42﹣x,∵OM2+BN2=MN2.∴(42﹣x)2+x2=(2x)2,解得x=﹣22+26或﹣22﹣26(舍弃)∴MN=﹣42+46.【点睛】本题属于几何变换综合题,考查了等腰直角三角形的性质和判定,全等三角形的判定和性质,勾股定理等知识,解题的关键是学会利用旋转法添加辅助线,构造全等三角形解决问题,属于中考压轴题.5.如图1,△ABC是边长为4cm的等边三角形,边AB在射线OM上,且OA=6cm,点D 从O点出发,沿OM的方向以1cm/s的速度运动,当D不与点A重合时,将△ACD绕点C 逆时针方向旋转60°得到△BCE,连结DE.(1)求证:△CDE是等边三角形;(2)如图2,当6<t<10时,△BDE的周长是否存在最小值?若存在,求出△BDE的最小周长;若不存在,请说明理由;(3)如图3,当点D在射线OM上运动时,是否存在以D、E、B为顶点的三角形是直角三角形?若存在,求出此时t的值;若不存在,请说明理由.【答案】(1)见解析(2)见解析(3)存在【解析】试题分析:(1)由旋转的性质得到∠DCE=60°,DC=EC,即可得到结论;(2)当6<t<10时,由旋转的性质得到BE=AD,于是得到C△DBE=BE+DB+DE=AB+DE=4+DE,根据等边三角形的性质得到DE=CD,由垂线段最短得到当CD⊥AB时,△BDE的周长最小,于是得到结论;(3)存在,①当点D于点B重合时,D,B,E不能构成三角形,②当0≤t<6时,由旋转的性质得到∠ABE=60°,∠BDE<60°,求得∠BED=90°,根据等边三角形的性质得到∠DEB=60°,求得∠CEB=30°,求得OD=OA-DA=6-4=2,于是得到t=2÷1=2s;③当6<t<10s 时,此时不存在;④当t>10s时,由旋转的性质得到∠DBE=60°,求得∠BDE>60°,于是得到t=14÷1=14s.试题解析:(1)证明:∵将△ACD绕点C逆时针方向旋转60°得到△BCE,∴∠DCE=60°,DC=EC,∴△CDE是等边三角形;(2)存在,当6<t<10时,由旋转的性质得,BE=AD,∴C△DBE=BE+DB+DE=AB+DE=4+DE,由(1)知,△CDE是等边三角形,∴DE=CD,∴C△DBE=CD+4,由垂线段最短可知,当CD⊥AB时,△BDE的周长最小,此时,CD cm,∴△BDE的最小周长=CD;(3)存在,①∵当点D与点B重合时,D,B,E不能构成三角形,∴当点D与点B重合时,不符合题意;②当0≤t<6时,由旋转可知,∠ABE=60°,∠BDE<60°,∴∠BED=90°,由(1)可知,△CDE是等边三角形,∴∠DEB=60°,∴∠CEB=30°,∵∠CEB=∠CDA,∴∠CDA=30°,∵∠CAB=60°,∴∠ACD=∠ADC=30°,∴DA=CA=4,∴OD=OA﹣DA=6﹣4=2,∴t=2÷1=2s;③当6<t<10s时,由∠DBE=120°>90°,∴此时不存在;④当t>10s时,由旋转的性质可知,∠DBE=60°,又由(1)知∠CDE=60°,∴∠BDE=∠CDE+∠BDC=60°+∠BDC,而∠BDC>0°,∴∠BDE>60°,∴只能∠BDE=90°,从而∠BCD=30°,∴BD=BC=4,∴OD=14cm,∴t=14÷1=14s.综上所述:当t=2或14s时,以D、E、B为顶点的三角形是直角三角形.点睛:在不带坐标的几何动点问题中求最值,通常是将其表达式写出来,再通过几何或代数的方法求出最值;像第三小问这种探究性的题目,一定要多种情况考虑全面,控制变量,从某一个方面出发去分类.6.如图,点P是正方形ABCD内的一点,连接PA,PB,PC.将△PAB绕点B顺时针旋转90°到△P'CB的位置.(1)设AB的长为a,PB的长为b(b<a),求△PAB旋转到△P'CB的过程中边PA所扫过区域(图中阴影部分)的面积;(2)若PA=2,PB=4,∠APB=135°,求PC的长.【答案】(1) S阴影=(a2-b2);(2)PC=6.【解析】试题分析:(1)依题意,将△P′CB逆时针旋转90°可与△PAB重合,此时阴影部分面积=扇形BAC的面积-扇形BPP'的面积,根据旋转的性质可知,两个扇形的中心角都是90°,可据此求出阴影部分的面积.(2)连接PP',根据旋转的性质可知:BP=BP',旋转角∠PBP'=90°,则△PBP'是等腰直角三角形,∠BP'C=∠BPA=135°,∠PP'C=∠BP'C-∠BP'P=135°-45°=90°,可推出△PP'C是直角三角形,进而可根据勾股定理求出PC的长.试题解析:(1)∵将△PAB绕点B顺时针旋转90°到△P′CB的位置,∴△PAB≌△P'CB,∴S△PAB=S△P'CB,S阴影=S扇形BAC-S扇形BPP′=(a2-b2);(2)连接PP′,根据旋转的性质可知:△APB≌△CP′B,∴BP=BP′=4,P′C=PA=2,∠PBP′=90°,∴△PBP'是等腰直角三角形,P'P2=PB2+P'B2=32;又∵∠BP′C=∠BPA=135°,∴∠PP′C=∠BP′C-∠BP′P=135°-45°=90°,即△PP′C是直角三角形.PC==6.考点:1.扇形面积的计算;2.正方形的性质;3.旋转的性质.7.在平面直角坐标系中,O为原点,点A(0,4),点B(﹣2,0),把△ABO绕点A逆时针旋转,得△AB′O′,点B、O旋转后的对应点为B′、O′.(1)如图①,若旋转角为60°时,求BB′的长;(2)如图②,若AB′∥x轴,求点O′的坐标;(3)如图③,若旋转角为240°时,边OB上的一点P旋转后的对应点为P′,当O′P+AP′取得最小值时,求点P′的坐标(直接写出结果即可)【答案】(1)252)点O′8545);(3)点P′的坐标为(﹣83 5,365.【解析】分析:(1)由点A、B的坐标可得出AB的长度,连接BB′,由旋转可知:AB=AB′,∠BAB′=60°,进而可得出△ABB′为等边三角形,根据等边三角形的性质可求出BB′的长;(2)过点O′作O′D⊥x轴,垂足为D,交AB′于点E,则△AO′E∽△ABO,根据旋转的性质结合相似三角形的性质可求出AE、O′E的长,进而可得出点O′的坐标;(3)作点A关于x轴对称的点A′,连接A′O′交x轴于点P,此时O′P+AP′取最小值,过点O′作O′F⊥y轴,垂足为点F,过点P′作PM⊥O′F,垂足为点M,根据旋转的性质结合解直角三角形可求出点O′的坐标,由A、A′关于x轴对称可得出点A′的坐标,利用待定系数法即可求出直线A′O′的解析式,由一次函数图象上点的坐标特征可得出点P的坐标,进而可得出OP的长度,再在Rt△O′P′M中,通过解直角三角形可求出O′M、P′M的长,进而可得出此时点P′的坐标.详解:(1)∵点A(0,4),点B(﹣2,0),∴OA=4,OB=2,∴AB22OA OB5.在图①中,连接BB′.由旋转可知:AB =AB ′,∠BAB ′=60°,∴△ABB ′为等边三角形,∴BB ′=AB =25. (2)在图②中,过点O ′作O ′D ⊥x 轴,垂足为D ,交AB ′于点E . ∵AB ′∥x 轴,O ′E ⊥x 轴,∴∠O ′EA =90°=∠AOB .由旋转可知:∠B ′AO ′=∠BAO ,AO ′=AO =4,∴△AO ′E ∽△ABO ,AE AO ='O E BO ='AO AB,即4AE ='2O E =25,∴AE =85,O ′E =45,∴O ′D =45+4,∴点O ′的坐标为(8545,+4). (3)作点A 关于x 轴对称的点A ′,连接A ′O ′交x 轴于点P ,此时O ′P +AP ′取最小值,过点O ′作O ′F ⊥y 轴,垂足为点F ,过点P ′作PM ⊥O ′F ,垂足为点M ,如图3所示. 由旋转可知:AO ′=AO =4,∠O ′AF =240°﹣180°=60°,∴AF =12AO ′=2,O ′F =32AO ′=23,∴点O ′(﹣23,6).∵点A (0,4),∴点A ′(0,﹣4).设直线A ′O ′的解析式为y =kx +b ,将A ′(0,﹣4)、O ′(﹣23,6)代入y =kx +b ,得: 4236b k b =-⎧⎪⎨-+=⎪⎩,解得:534k b ⎧=-⎪⎨⎪=-⎩,∴直线A ′O ′的解析式为y =﹣53x ﹣4. 当y =0时,有﹣53x ﹣4=0,解得:x =﹣43,∴点P (﹣43,0),∴OP =O ′P ′=43. 在Rt △O ′P ′M 中,∠MO ′P ′=60°,∠O ′MP ′=90°,∴O ′M =12O ′P ′=23,P ′M =32O ′P ′=65,∴点P ′的坐标为(﹣23+235,6+65),即(﹣833655,).点睛:本题考查了函数图象及旋转变换、待定系数法求一次函数解析式、等边三角形的判定与性质、一次函数图象上点的坐标特征以及解直角三角形,解题的关键是:(1)利用等边三角形的性质找出BB′的长;(2)通过解直角三角形求出AE、O′E的长;(3)利用两点之间线段最短找出当O′P+AP′取得最小值时点P的位置.8.如图1,△ACB、△AED都为等腰直角三角形,∠AED=∠ACB=90°,点D在AB上,连CE,M、N分别为BD、CE的中点.(1)求证:MN⊥CE;(2)如图2将△AED绕A点逆时针旋转30°,求证:CE=2MN.【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析.【解析】试题分析:(1)延长DN交AC于F,连BF,推出DE∥AC,推出△EDN∽△CFN,推出DE EN DN==,求出DN=FN,FC=ED,得出MN是中位线,推出MN∥BF,证CF CN NF△CAE≌△BCF,推出∠ACE=∠CBF,求出∠CBF+∠BCE=90°,即可得出答案;(2)延长DN到G,使DN=GN,连接CG,延长DE、CA交于点K,求出BG=2MN,证△CAE≌△BCG,推出BG=CE,即可得出答案.试题解析:(1)证明:延长DN交AC于F,连BF,∵N为CE中点,∴EN=CN,∵△ACB和△AED是等腰直角三角形,∠AED=∠ACB=90°,DE=AE,AC=BC,∴∠EAD=∠EDA=∠BAC=45°,∴DE ∥AC ,∴△EDN ∽△CFN , ∴DE EN DN CF CN NF== , ∵EN=NC ,∴DN=FN ,FC=ED , ∴MN 是△BDF 的中位线,∴MN ∥BF ,∵AE=DE ,DE=CF ,∴AE=CF ,∵∠EAD=∠BAC=45°,∴∠EAC=∠ACB=90°,在△CAE 和△BCF 中,CA BC CAE BCF AE CF ⎧⎪∠∠⎨⎪⎩=== , ∴△CAE ≌△BCF (SAS ),∴∠ACE=∠CBF ,∵∠ACE+∠BCE=90°,∴∠CBF+∠BCE=90°,即BF ⊥CE ,∵MN ∥BF ,∴MN ⊥CE .(2)证明:延长DN 到G ,使DN=GN ,连接CG ,延长DE 、CA 交于点K ,∵M 为BD 中点,∴MN 是△BDG 的中位线,∴BG=2MN ,在△EDN 和⊈CGN 中,DN NG DNE GNC EN NC ⎧⎪∠∠⎨⎪⎩===,∴△EDN ≌△CGN (SAS ),∴DE=CG=AE ,∠GCN=∠DEN ,∴DE ∥CG ,∴∠KCG=∠CKE ,∵∠CAE=45°+30°+45°=120°,∴∠EAK=60°,∴∠CKE=∠KCG=30°,∴∠BCG=120°,在△CAE 和△BCG 中,AC BC CAE BCG AE CG ⎧⎪∠∠⎨⎪⎩=== , ∴△CAE ≌△BCG (SAS ),∴BG=CE ,∵BG=2MN ,∴CE=2MN .【点睛】考查了等腰直角三角形性质,全等三角形的性质和判定,三角形的中位线,平行线性质和判定的应用,主要考查学生的推理能力.9.已知:如图1,将两块全等的含30º角的直角三角板按图所示的方式放置,∠BAC=∠B 1A 1C =30°,点B ,C ,B 1在同一条直线上.(1)求证:AB =2BC(2)如图2,将△ABC 绕点C顺时针旋转α°(0<α<180),在旋转过程中,设AB 与A 1C 、A 1B 1分别交于点D 、E ,AC 与A 1B 1交于点F .当α等于多少度时,AB 与A 1B 1垂直?请说明理由.(3)如图3,当△ABC 绕点C 顺时针方向旋转至如图所示的位置,使AB ∥CB 1,AB 与A 1C 交于点D ,试说明A 1D=CD .【答案】(1)证明见解析(2)当旋转角等于30°时,AB 与A 1B 1垂直.(3)理由见解析【解析】试题分析:(1)由等边三角形的性质得AB =BB 1,又因为BB 1=2BC ,得出AB =2BC ;(2) 利用AB 与A 1B 1垂直得∠A 1ED=90°,则∠A 1DE=90°-∠A 1=60°,根据对顶角相等得∠BDC=60°,由于∠B=60°,利用三角形内角和定理得∠A 1CB=180°-∠BDC-∠B=60°,所以∠ACA 1=90°-∠A 1CB=30°,然后根据旋转的定义得到旋转角等于30°时,AB 与A 1B 1垂直;(3)由于AB ∥CB 1,∠ACB 1=90°,根据平行线的性质得∠ADC=90°,在Rt △ADC 中,根据含30度的直角三角形三边的关系得到CD=12AC ,再根据旋转的性质得AC=A 1C ,所以CD=12A 1C ,则A 1D=CD . 试题解析: (1)∵△ABB 1是等边三角形;∴ AB =BB 1∵ BB 1=2BC∴AB =2BC(2)解:当AB 与A 1B 1垂直时,∠A 1ED=90°,∴∠A 1DE=90°-∠A 1=90°-30°=60°,∵∠B=60°,∴∠BCD=60°,∴∠ACA 1=90°-60°=30°,即当旋转角等于30°时,AB 与A 1B 1垂直.(3)∵AB ∥CB 1,∠ACB 1=90°,∴∠CDB=90°,即CD 是△ABC 的高,设BC=a ,AC=b ,则由(1)得AB=2a ,A 1C=b , ∵1122ABC S BC AC AB CD ∆=⨯=⨯, 即11222ab a CD =⨯⨯ ∴12CD b =,即CD=12A 1C , ∴A 1D=CD. 【点睛】本题考查了旋转的性质:旋转前后两图形全等;对应点到旋转中心的距离相等;对应点与旋转中心的连线段的夹角等于旋转角.也考查了含30度的直角三角形三边的关系.10.如图,△ABC 是等边三角形,AB=6cm ,D 为边AB 中点.动点P 、Q 在边AB 上同时从点D 出发,点P 沿D→A 以1cm/s 的速度向终点A 运动.点Q 沿D→B→D 以2cm/s 的速度运动,回到点D停止.以PQ为边在AB上方作等边三角形PQN.将△PQN绕QN的中点旋转180°得到△MNQ.设四边形PQMN与△ABC重叠部分图形的面积为S(cm2),点P运动的时间为t(s)(0<t<3).(1)当点N落在边BC上时,求t的值.(2)当点N到点A、B的距离相等时,求t的值.(3)当点Q沿D→B运动时,求S与t之间的函数表达式.(4)设四边形PQMN的边MN、MQ与边BC的交点分别是E、F,直接写出四边形PEMF 与四边形PQMN的面积比为2:3时t的值.【答案】(1)(2)2(3)S=S菱形PQMN=2S△PNQ=t2;(4)t=1或【解析】试题分析:(1)由题意知:当点N落在边BC上时,点Q与点B重合,此时DQ=3;(2)当点N到点A、B的距离相等时,点N在边AB的中线上,此时PD=DQ;(3)当0≤t≤时,四边形PQMN与△ABC重叠部分图形为四边形PQMN;当≤t≤时,四边形PQMN与△ABC重叠部分图形为五边形PQFEN.(4)MN、MQ与边BC的有交点时,此时<t<,列出四边形PEMF与四边形PQMN的面积表达式后,即可求出t的值.试题解析:(1)∵△PQN与△ABC都是等边三角形,∴当点N落在边BC上时,点Q与点B重合.∴DQ=3∴2t=3.∴t=;(2)∵当点N到点A、B的距离相等时,点N在边AB的中线上,∴PD=DQ,当0<t<时,此时,PD=t,DQ=2t∴t=2t∴t=0(不合题意,舍去),当≤t<3时,此时,PD=t,DQ=6﹣2t∴t=6﹣2t,解得t=2;综上所述,当点N到点A、B的距离相等时,t=2;(3)由题意知:此时,PD=t,DQ=2t当点M在BC边上时,∴MN=BQ∵PQ=MN=3t,BQ=3﹣2t∴3t=3﹣2t∴解得t=如图①,当0≤t≤时,S△PNQ=PQ2=t2;∴S=S菱形PQMN=2S△PNQ=t2,如图②,当≤t≤时,设MN、MQ与边BC的交点分别是E、F,∵MN=PQ=3t,NE=BQ=3﹣2t,∴ME=MN﹣NE=PQ﹣BQ=5t﹣3,∵△EMF是等边三角形,∴S△EMF=ME2=(5t﹣3)2.;(4)MN、MQ与边BC的交点分别是E、F,此时<t<,t=1或.考点:几何变换综合题11.如图1,矩形ABCD中,E是AD的中点,以点E直角顶点的直角三角形EFG的两边EF,EG分别过点B,C,∠F=30°.(1)求证:BE=CE(2)将△EFG绕点E按顺时针方向旋转,当旋转到EF与AD重合时停止转动.若EF,EG分别与AB,BC相交于点M,N.(如图2)①求证:△BEM≌△CEN;②若AB=2,求△BMN面积的最大值;③当旋转停止时,点B恰好在FG上(如图3),求sin∠EBG的值.【答案】(1)详见解析;(2)①详见解析;②2;62【解析】【分析】(1)只要证明△BAE≌△CDE即可;(2)①利用(1)可知△EBC是等腰直角三角形,根据ASA即可证明;②构建二次函数,利用二次函数的性质即可解决问题;③如图3中,作EH⊥BG于H.设NG=m,则BG=2m,3,6m.利用面积法求出EH,根据三角函数的定义即可解决问题.【详解】(1)证明:如图1中,∵四边形ABCD是矩形,∴AB=DC,∠A=∠D=90°,∵E是AD中点,∴AE=DE,∴△BAE≌△CDE,∴BE=CE.(2)①解:如图2中,由(1)可知,△EBC是等腰直角三角形,∴∠EBC=∠ECB=45°,∵∠ABC=∠BCD=90°,∴∠EBM=∠ECN=45°,∵∠MEN=∠BEC=90°,∴∠BEM=∠CEN,∵EB=EC,∴△BEM≌△CEN;②∵△BEM≌△CEN,∴BM=CN,设BM=CN=x,则BN=4-x,∴S△BMN=12•x(4-x)=-12(x-2)2+2,∵-12<0,∴x=2时,△BMN的面积最大,最大值为2.③解:如图3中,作EH⊥BG于H.设NG=m,则BG=2m,3m,6m.∴EG=m+3m=(1+3)m ,∵S △BEG =12•EG•BN=12•BG•EH , ∴EH=3?(13) m m +=3+3m , 在Rt △EBH 中,sin ∠EBH=3+36226m EH EB m+==. 【点睛】本题考查四边形综合题、矩形的性质、等腰直角三角形的判定和性质、全等三角形的判定和性质、旋转变换、锐角三角函数等知识,解题的关键是准确寻找全等三角形解决问题,学会添加常用辅助线,学会利用参数解决问题,12.在平面直角坐标系中,四边形AOBC 是矩形,点(0,0)O ,点(5,0)A ,点(0,3)B .以点A 为中心,顺时针旋转矩形AOBC ,得到矩形ADEF ,点O ,B ,C 的对应点分别为D ,E ,F .(Ⅰ)如图①,当点D 落在BC 边上时,求点D 的坐标;(Ⅱ)如图②,当点D 落在线段BE 上时,AD 与BC 交于点H .①求证ADB AOB △△≌;②求点H 的坐标.(Ⅲ)记K 为矩形AOBC 对角线的交点,S 为KDE △的面积,求S 的取值范围(直接写出结果即可).【答案】(Ⅰ)点D 的坐标为(1,3).(Ⅱ)①证明见解析;②点H 的坐标为17(,3)5.(Ⅲ)303343033444S -+≤≤. 【解析】分析:(Ⅰ)根据旋转的性质得AD=AO=5,设CD=x ,在直角三角形ACD 中运用勾股定理可CD 的值,从而可确定D 点坐标;(Ⅱ)①根据直角三角形全等的判定方法进行判定即可;②由①知BAD BAO ∠=∠,再根据矩形的性质得CBA OAB ∠=∠.从而BAD CBA ∠=∠,故BH=AH ,在Rt △ACH 中,运用勾股定理可求得AH 的值,进而求得答案;(Ⅲ)3033430334S -+≤≤.详解:(Ⅰ)∵点()5,0A ,点()0,3B ,∴5OA =,3OB =.∵四边形AOBC 是矩形,∴3AC OB ==,5BC OA ==,90OBC C ∠=∠=︒.∵矩形ADEF 是由矩形AOBC 旋转得到的,∴5AD AO ==.在Rt ADC V 中,有222AD AC DC =+,∴22DC AD AC =- 22534=-=.∴1BD BC DC =-=.∴点D 的坐标为()1,3.(Ⅱ)①由四边形ADEF 是矩形,得90ADE ∠=︒.又点D 在线段BE 上,得90ADB ∠=︒.由(Ⅰ)知,AD AO =,又AB AB =,90AOB ∠=︒,∴Rt ADB Rt AOB V V ≌.②由ADB AOB V V ≌,得BAD BAO ∠=∠.又在矩形AOBC 中,//OA BC ,∴CBA OAB ∠=∠.∴BAD CBA ∠=∠.∴BH AH =.设BH t =,则AH t =,5HC BC BH t =-=-.在Rt AHC V 中,有222AH AC HC =+,∴()22235t t=+-.解得175t=.∴175BH=.∴点H的坐标为17,3 5⎛⎫ ⎪⎝⎭.(Ⅲ)3033430334S-+≤≤.点睛:本大题主要考查了等腰三角形的判定和性质,勾股定理以及旋转变换的性质等知识,灵活运用勾股定理求解是解决本题的关键.13.如图,是边长为的等边三角形,边在射线上,且,点从点出发,沿的方向以的速度运动,当不与点重合是,将绕点逆时针方向旋转得到,连接.(1)求证:是等边三角形;(2)当时,的周长是否存在最小值?若存在,求出的最小周长;若不存在,请说明理由.(3)当点在射线上运动时,是否存在以为顶点的三角形是直角三角形?若存在,求出此时的值;若不存在,请说明理由.【答案】(1)详见解析;(2)存在,2+4;(3)当t=2或14s时,以D、E、B为顶点的三角形是直角三角形.【解析】试题分析:(1)由旋转的性质得到∠DCE=60°,DC=EC,即可得到结论;(2)当6<t<10时,由旋转的性质得到BE=AD,于是得到C△DBE=BE+DB+DE=AB+DE=4+DE,根据等边三角形的性质得到DE=CD,由垂线段最短得到当CD⊥AB时,△BDE的周长最小,于是得到结论;(3)存在,①当点D与点B重合时,D,B,E不能构成三角形,②当0≤t<6时,由旋转的性质得到∠ABE=60°,∠BDE<60°,求得∠BED=90°,根据等边三角形的性质得到∠DEB=60°,求得∠CEB=30°,求得OD=OA﹣DA=6﹣4=2,于是得到t=2÷1=2s;③当6<t<10s时,此时不存在;④当t>10s时,由旋转的性质得到∠DBE=60°,求得∠BDE>60°,于是得到t=14÷1=14s.试题解析:(1)证明:∵将△ACD绕点C逆时针方向旋转60°得到△BCE,∴∠DCE=60°,DC=EC,∴△CDE是等边三角形;(2)存在,当6<t<10时,由旋转的性质得,BE=AD,∴C△DBE=BE+DB+DE=AB+DE=4+DE,由(1)知,△CDE是等边三角形,∴DE=CD,∴C△DBE=CD+4,由垂线段最短可知,当CD⊥AB时,△BDE的周长最小,此时,CD=2cm,∴△BDE的最小周长=CD+4=2+4;(3)存在,①∵当点D与点B重合时,D,B,E不能构成三角形,∴当点D与点B重合时,不符合题意,②当0≤t<6时,由旋转可知,∠ABE=60°,∠BDE<60°,∴∠BED=90°,由(1)可知,△CDE是等边三角形,∴∠DEB=60°,∴∠CEB=30°,∵∠CEB=∠CDA,∴∠CDA=30°,∵∠CAB=60°,∴∠ACD=∠ADC=30°,∴DA=CA=4,∴OD=OA﹣DA=6﹣4=2,∴t=2÷1=2s;③当6<t<10s时,由∠DBE=120°>90°,∴此时不存在;④当t>10s时,由旋转的性质可知,∠DBE=60°,又由(1)知∠CDE=60°,∴∠BDE=∠CDE+∠BDC=60°+∠BDC,而∠BDC >0°,∴∠BDE >60°,∴只能∠BDE=90°,从而∠BCD=30°,∴BD=BC=4,∴OD=14cm ,∴t=14÷1=14s ,综上所述:当t=2或14s 时,以D 、E 、B 为顶点的三角形是直角三角形.考点:旋转与三角形的综合题.14.如图,已知Rt △ABC 中,∠ACB =90°,AC =BC ,D 是线段AB 上的一点(不与A 、B 重合).过点B 作BE ⊥CD ,垂足为E .将线段CE 绕点C 顺时针旋转90︒,得到线段CF ,连结EF .设∠BCE 度数为α.(1)①补全图形;②试用含α的代数式表示∠CDA .(2)若3EF AB = ,求α的大小. (3)直接写出线段AB 、BE 、CF 之间的数量关系.【答案】(1)①答案见解析;②45α︒+;(2)30α=︒;(3)22222AB CF BE =+.【解析】试题分析:(1)①按要求作图即可;②由∠ACB=90°,AC=BC ,得∠ABC=45°,故可得出结论;(2)易证FCE ∆∽ ACB ∆,得3CF AC =FA ,得△AFC 是直角三角形,求出∠ACF=30°,从而得出结论;(3)222A 22B CF BE =+.试题解析:(1)①补全图形.②∵∠ACB=90°,AC=BC ,∴∠ABC=45°∵∠BCE=α ∴∠CDA=45α︒+(2)在FCE ∆和ACB ∆中,45CFE CAB ∠=∠=︒ ,90FCE ACB ∠=∠=︒ ∴ FCE ∆∽ ACB ∆ ∴ CF EF AC AB = Q 3EF AB = ∴ 32CF AC = 连结FA .Q 90,90FCA ACE ECB ACE ∠=︒-∠∠=︒-∠∴ FCA ECB ∠=∠=α在Rt CFA ∆中,90CFA ∠=︒,3cos FCA ∠= ∴ 30FCA ∠=︒即30α=︒.(3)22222AB CF BE =+15.已知△ABC 是边长为4的等边三角形,边AB 在射线OM 上,且OA =6,点D 是射线OM 上的动点,当点D 不与点A 重合时,将△ACD 绕点C 逆时针方向旋转60°得到△BCE ,连接DE .(1)如图1,求证:△CDE 是等边三角形.(2)设OD =t ,①当6<t <10时,△BDE 的周长是否存在最小值?若存在,求出△BDE 周长的最小值;若不存在,请说明理由.②求t为何值时,△DEB是直角三角形(直接写出结果即可).【答案】(1)见解析;(2) ①见解析; ②t=2或14.【解析】【分析】(1)由旋转的性质得到∠DCE=60°,DC=EC,即可得到结论;(2)①当6<t<10时,由旋转的性质得到BE=AD,于是得到C△DBE=BE+DB+DE=AB+DE=4+DE,根据等边三角形的性质得到DE=CD,由垂线段最短得到当CD⊥AB时,△BDE的周长最小,于是得到结论;②存在,当点D与点B重合时,D,B,E不能构成三角形;当0≤t<6时,由旋转的性质得到∠ABE=60°,∠BDE<60°,求得∠BED=90°,根据等边三角形的性质得到∠DEB=60°,求得∠CEB=30°,求得OD=OA-DA=6-4=2=t;当6<t<10时,此时不存在;当t>10时,由旋转的性质得到∠DBE=60°,求得∠BDE>60°,于是得到t=14.【详解】(1)∵将△ACD绕点C逆时针方向旋转60°得到△BCE,∴∠DCE=60°,DC=EC,∴△CDE是等边三角形;(2)①存在,当6<t<10时,由旋转的性质得,BE=AD,∴C△DBE=BE+DB+DE=AB+DE=4+DE,由(1)知,△CDE是等边三角形,∴DE=CD,∴C△DBE=CD+4,由垂线段最短可知,当CD⊥AB时,△BDE的周长最小,此时,CD=3,∴△BDE的最小周长=CD+4=3;②存在,∵当点D与点B重合时,D,B,E不能构成三角形,∴当点D与点B重合时,不符合题意;当0≤t<6时,由旋转可知,∠ABE=60°,∠BDE<60°,∴∠BED=90°,由(1)可知,△CDE是等边三角形,∴∠DEB=60°,∴∠CEB=30°,∵∠CEB=∠CDA,∴∠CDA=30°,∵∠CAB=60°,∴∠ACD=∠ADC=30°,∴DA=CA=4,∴OD=OA﹣DA=6﹣4=2,∴t=2;当6<t<10时,由∠DBE=120°>90°,∴此时不存在;当t>10时,由旋转的性质可知,∠DBE=60°,又由(1)知∠CDE=60°,∴∠BDE=∠CDE+∠BDC=60°+∠BDC,而∠BDC>0°,∴∠BDE>60°,∴只能∠BDE=90°,从而∠BCD=30°,∴BD=BC=4,∴OD=14,∴t=14,综上所述:当t=2或14时,以D、E、B为顶点的三角形是直角三角形.【点睛】本题考查了旋转的性质,等边三角形的判定和性质,三角形周长的计算,直角三角形的判定,熟练掌握旋转的性质是解题的关键.。
中考数学压轴题之旋转(中考题型整理,突破提升)含答案解析

一、旋转 真题与模拟题分类汇编(难题易错题)1.在△ABC 中,AB=AC ,∠BAC=α(︒<<︒600α),将线段BC 绕点B 逆时针旋转60°得到线段BD 。
(1)如图1,直接写出∠ABD 的大小(用含α的式子表示); (2)如图2,∠BCE=150°,∠ABE=60°,判断△ABE 的形状并加以证明; (3)在(2)的条件下,连结DE ,若∠DEC=45°,求α的值。
【答案】(1)1302α︒-(2)见解析(3)30α=︒【解析】解:(1)1302α︒-。
(2)△ABE 为等边三角形。
证明如下:连接AD ,CD ,ED ,∵线段BC 绕点B 逆时针旋转60︒得到线段BD , ∴BC=BD ,∠DBC=60°。
又∵∠ABE=60°,∴1ABD 60DBE EBC 302α∠=︒-∠=∠=︒-且△BCD 为等边三角形。
在△ABD 与△ACD 中,∵AB=AC ,AD=AD ,BD=CD ,∴△ABD ≌△ACD (SSS )。
∴11BAD CAD BAC 22α∠=∠=∠=。
∵∠BCE=150°,∴11BEC 180(30)15022αα∠=︒-︒--︒=。
∴BEC BAD ∠=∠。
在△ABD 和△EBC 中,∵BEC BAD ∠=∠,EBC ABD ∠=∠,BC=BD , ∴△ABD ≌△EBC (AAS )。
∴AB=BE 。
∴△ABE 为等边三角形。
(3)∵∠BCD=60°,∠BCE=150°,∴DCE 1506090∠=︒-︒=︒。
又∵∠DEC=45°,∴△DCE 为等腰直角三角形。
∴DC=CE=BC 。
∵∠BCE=150°,∴(180150)EBC 152︒-︒∠==︒。
而1EBC 30152α∠=︒-=︒。
∴30α=︒。
(1)∵AB=AC ,∠BAC=α,∴180ABC 2α︒-∠=。
【专项】中考数学复习几何旋转解答题专题练习(含解析)

中考数学复习几何旋转解答题专题练习1.如图,在△ABC中,∠ABC=90°,∠ACB=30°,将△ABC绕点C顺时针旋转60°能与△DEC重合,点F是边AC中点.(1)求证:△CFD≌△ABC;(2)连接BE,求证:四边形BEDF是平行四边形.2.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,将△ABC绕着点B逆时针旋转得到△FBE,点C,A 的对应点分别为E,F.点E落在BA上,连接AF.(1)若∠BAC=40°,求∠BAF的度数;(2)若AC=8,BC=6,求AF的长.3.如图①,△ABC和△ECD都是等边三角形.(1)若B、C、E在同一条直线上,AC与BD相交于点N,AE与CD相交于点M,BD 与AE相交于点O,试判断AE与BD的数量关系为;∠AOB度数为;(2)将△ECD绕点C顺时针旋转,B、C、E不在一条直线上时,如图②,则(1)中的结论是否成立?若成立,请写出证明过程;若不成立,请说明理由.4.如图,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,∠ACB=30°,将△ABC绕点C顺时针旋转一定的角度α得到△DEC,点A,B的对应点分别是点D,E.(1)如图①,当点E恰好在AC边上时,连接AD,求∠ADE的度数;(2)如图②,当α=60°时,若点F为AC边上的动点,当∠FBC为何值时,四边形BFDE 为平行四边形?请说出你的结论并加以证明.5.如图,在△ABC中,AB=,BC=3,∠B=45°,将△ABC绕点A按顺时针旋转一定角度得到△ADE.当点B的对应点D恰好落在BC边上时,求CD的长.6.如图,矩形ABCD中,BC=4,将矩形ABCD绕点C顺时针旋转得到矩形A'B'C'D'.当点B'恰好落在边AD上时,旋转角为α,连接BB'.若∠AB'B=75°,求旋转角α及AB的长.7.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,∠CBA=32°,如果△ABC绕点B顺时针旋转至△EBD,使点D落在AB边上,连接AE,求∠EAB的度数.8.如图,在正方形ABCD中,射线AE与边CD交于点E,将射线AE绕点A顺时针旋转,与CB的延长线交于点F,BF=DE,连接FE.(1)求证:AF=AE;(2)若∠DAE=30°,DE=2,直接写出△AEF的面积.9.如图,在△ABC中,∠CAB=70°,在同一平面内,将△ABC绕点A旋转到△AB'C′的位置,使得CC′∥AB,求∠CC'A的度数.10.如图,将△ABC绕点A逆时针旋转30°得到△AB′C′,且B′,C′两点分别与B,C两点对应,延长BC与B′C′边交于点E,求∠CEC′的度数.11.如图,Rt△ABC中,∠BAC=90°,将△ABC绕点A顺时针旋转得到△AED,且点D在边BC上.(1)若∠DAC=50°,则∠ABE=度;(2)求证:BE⊥BC;(3)若点D是BC的中点,AC=2,求BE的值.12.如图,正方形ABCD的边长为4,连接对角线AC,点E为BC边上一点,将线段AE 绕点A逆时针旋转45°得到线段AF,点E的对应点F恰好落在边CD上,过F作FM⊥AC 于点M.(1)求证:BE=FM;(2)求BE的长度.13.如图,正方形ABCD中,P是对角线AC上的一个动点(不与A、C重合),连接BP,将BP绕点B顺时针旋转90°到BQ,连接QP,CQ,求证:AP=CQ.14.正方形ABCD中,点F为正方形ABCD内的点,△BFC绕着点B按逆时针方向旋转90°后与△BEA重合.(1)如图①,若正方形ABCD的边长为2,BE=1,FC=,求证:AE∥BF.(2)如图②,若点F为正方形ABCD对角线AC上的点(点F不与点A、C重合),试探究AE、AF、BF之间的数量关系并加以证明.15.如图,将△ABC绕点B顺时针旋转60°得△DBE,点C的对应点E恰好落在AB的延长线上,连接AD,AC,DE相交于点P.(1)求证:△ADB是等边三角形;(2)直接写出∠APD的度数.16.已知:如图1,∠AOB=30°,∠BOC=∠AOC.(1)求∠AOC的度数;(2)如图2,若射线OP从OA开始绕点O以每秒旋转10的速度逆时针旋转,同时射线OQ从OB开始绕点O以每秒旋转6°的速度逆时针旋转;其中射线OP到达OC后立即改变运动方向,以相同速度绕O点顺时针旋转,当射线OQ到达OC时,射线OP,OQ同时停止运动,设旋转的时间为t秒,当∠POQ=10°时,试求t的值;(3)如图3,若射线OP从OA开始绕O点逆时针旋转一周,作OM平分∠AOP,ON 平分∠COP,试求在运动过程中,∠MON的度数是多少?(请直接写出结果)17.将两块全等的三角板按如图1所示摆放,其中∠A1CB1=∠ACB=90°,∠A1=∠A=30°.(1)将图1中的△ABC按顺时针方向旋转45°得图2,A1C与AB交于点P1,A1B1与BC 交于点Q,求证:CP1=CQ;(2)在图2中,若AP1=2,求CQ的长.18.如图,将Rt△AOB绕直角顶点O顺时针旋转得到Rt△COD,使点A的对应点C落在AB边上,过点D作DE∥AB,交AO的延长线于点E,求证:∠BCO=∠E.19.如图①,在矩形ABCD中,AB=6,BC=8,四边形EFGH是正方形,EH与BD重合,将图①中的正方形EFGH绕着点D逆时针旋转.(1)旋转至如图②位置,使点G落在BC的延长线上,DE交BC于点L.已知旋转开始时,即图①位置∠CDG=37°,求正方形EFGH从图①位置旋转至图②位置时,旋转角的度数.(2)旋转至如图③位置,DE交BC于点L.延长BC交FG于点M,延长DC交EF于点N.试判断DL、EN、GM之间满足的数量关系,并给予证明.20.将正方形ABCD的边AB绕点A逆时针旋转至AB1,记旋转角为α,连接BB1,过点D 作DE垂直于直线BB1,垂足为点E,连接DB1,CE.(1)如图1,当α=60°时,△DEB1的形状为,连接BD,可求出的值为;(2)当0°<α<360°且α≠90°时,(1)中的两个结论是否仍然成立?如果成立,请仅就图2的情形进行证明;如果不成立,请说明理由.21.如图,在矩形ABCD中,AD=8,AB=6,将△ADC绕点A按顺时针旋转到△AEF(A,B,E在同一直线上),连接CF,求CF的大小.22.如图,点E是正方形ABCD内的一点,连接AE、BE、CE,将△ABE绕点B顺时针旋转90°到△CBF的位置,连接EF,若AE=1,BE=.(1)求EF的长;(2)当EC=时,求∠AEB的度数.23.如图,在△ABC中,BA=BC,∠ABC=40°,将△ABC绕点B按逆时针方向旋转100°,得到△DBE,连接AD,CE交于点F.(1)求证:△ABD≌△CBE;(2)求∠AFC的度数.24.如图①,在等边三角形ABC中,点D、E分别在边AB、AC上,AD=AE,连接BE、CD,点M、N、P分别是BE、CD、BC的中点,连接DE、PM、PN、MN.(1)观察猜想:图①中△PMN是三角形(填“等腰”或“等边”);(2)探究证明:如图②,△ADE绕点A按逆时针方向旋转,其他条件不变,则△PMN 的形状是否发生改变?并说明理由.25.如图,将矩形ABCD绕着点C按顺时针方向旋转得到矩形FECG,点B与点E对应,点E恰好落在AD边上,BH⊥CE交于点H,求证:CG=BH.26.如图,等边三角形ABC的外部有一点P,且∠BP A=30°,将AP绕点B逆时针旋转60°得到CQ,连接BQ.(1)求证:△ABP≌△CBQ;(2)若AP=4,BP=3,求P,C两点之间的距离.27.如图,将△ABC绕点A逆时针旋转得到△ADE,点C和点E是对应点,若∠CAE=90°,AB=1,求BD的长.28.如图,在边长为6的正方形ABCD内作∠EAF=45°,AE交BC于点E,AF交CD于点F,连接EF,将△ADF绕点A顺时针旋转90°得到△ABG.(1)求证:GE=FE;(2)若DF=3,求BE的长为.29.如图,△ABC是等腰三角形,其中AB=BC,将△ABC绕顶点B逆时针旋转50°到△A1BC1的位置,AB与A1C1相交于点D,AC与A1C1,BC1分别相交于点E,F.(1)求证:△BCF≌△BA1D;(2)当∠C=50°时,判断四边形A1BCE的形状并说明理由.30.在△ABC中,AB=AC,∠BAC=α,点P为线段CA延长线上一动点,连接PB,将线段PB绕点P逆时针旋转,旋转角为α,得到线段PD,连接DB,DC.(1)如图1,当α=60°时,猜想P A和DC的数量关系并说明理由;(2)如图2,当α=120°时,猜想P A和DC的数量关系并说明理由.31.如图1,直角三角形DEF与直角三角形ABC的斜边在同一直线上,∠EDF=36°,∠ABC =40°,CD平分∠ACB,将△DEF绕点D按逆时针方向旋转,记∠ADF为α(0<α<180°),在旋转过程中:(1)如图2,当∠α=时,DE∥BC,当∠α=时,DE⊥BC;(2)如图3,当顶点C在△DEF内部时,边DF、DE分别交BC、AC的延长线于点M、N.①此时∠α的度数范围是;②∠1与∠2度数的和是否变化?若不变,求出∠1与∠2度数和;若变化,请说明理由.③若使得∠2≥2∠1,求∠α的度数范围.32.如图1,将三角板ABC与三角板ADE摆放在一起;如图2,其中∠ACB=30°,∠DAE =45°,∠BAC=∠D=90°.固定三角板ABC,将三角板ADE绕点A按顺时针方向旋转,记旋转角∠CAE=α(0°<α<180°).操作发现:(1)在旋转过程中,当α为度时,AD∥BC,当α为度时,AD⊥BC;(2)当△ADE的一边与△ABC的某一边平行(不共线)时,直接写出旋转角α的所有可能的度数;拓展应用:当0°<α<45°时,连接BD,利用图3探究∠BDE+∠CAE+∠DBC值的大小变化情况,并说明理由.33.在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠ABC=30°,将△ABC绕点B逆时针旋转一个角度α后得到△DBE,点A,C的对应点分别为点D,E.(1)如图1,若点D恰好落在边BC的延长线上,连接CE,求∠DEC的度数.(2)如图2,若α=60°,F为BD的中点,连接CD,CF,EF,请判断四边形CDEF是什么特殊的四边形,并说明理由.34.如图,点O是等边三角形ABC内的一点,∠BOC=150°,将△BOC绕点C按顺时针方向旋转一定的角度,得到△ADC,连接OD,OA.(1)求∠ODC的度数;(2)试判断AD与OD的位置关系,并说明理由;(3)若OB=2,OC=3,求AO的长(直接写出结果).参考答案1.如图,在△ABC中,∠ABC=90°,∠ACB=30°,将△ABC绕点C顺时针旋转60°能与△DEC重合,点F是边AC中点.(1)求证:△CFD≌△ABC;(2)连接BE,求证:四边形BEDF是平行四边形.【解答】证明:(1)∵点F是边AC中点,∴CF=AC,∵∠BCA=30°,∴BA=AC,∠A=60°,∴AB=CF,∵将△ABC绕点C顺时针旋转60°得到△DEC,∴AC=CD,∠ACD=60°,∴∠ACB=∠DCE,在△CFD和△ABC中,,∴△CFD≌△ABC(SAS);(2)延长BF交CE于点G,由(1)得,FC=BF,∴∠BCF=∠FBC=30°,∵∠BCE=60°,∴∠BCE+∠CBG=∠BGE=90°,∵∠DEC=∠ABC=90°∴∠BGE=∠DEC,∴BF∥ED,∵BF=AC=AB,AB=DE,∴BF=DE,∴四边形BEDF是平行四边形.2.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,将△ABC绕着点B逆时针旋转得到△FBE,点C,A 的对应点分别为E,F.点E落在BA上,连接AF.(1)若∠BAC=40°,求∠BAF的度数;(2)若AC=8,BC=6,求AF的长.【解答】解:(1)在Rt△ABC中,∠C=90°,∠BAC=40°,∴∠ABC=50°,∵将△ABC绕着点B逆时针旋转得到△FBE,∴∠EBF=∠ABC=50°,AB=BF,∴∠BAF=∠BF A=(180°﹣50°)=65°;(2)∵∠C=90°,AC=8,BC=6,∴AB=10,∵将△ABC绕着点B逆时针旋转得到△FBE,∴BE=BC=6,EF=AC=8,∴AE=AB﹣BE=10﹣6=4,∴AF===4.3.如图①,△ABC和△ECD都是等边三角形.(1)若B、C、E在同一条直线上,AC与BD相交于点N,AE与CD相交于点M,BD 与AE相交于点O,试判断AE与BD的数量关系为AE=BD;∠AOB度数为60°;(2)将△ECD绕点C顺时针旋转,B、C、E不在一条直线上时,如图②,则(1)中的结论是否成立?若成立,请写出证明过程;若不成立,请说明理由.【解答】解:(1)∵△ABC是等边三角形,∴AC=BC,∠BAC=∠ACB=60°,∵△ECD是等边三角形,∴CE=CD,∠DCE=60°,∴∠ACB=∠DCE=60°,∴∠ACB+∠BCE=∠DCE+∠BCE,即∠ACE=∠BCD,在△ACE和△BCD中,,∴△ACE≌△BCD(SAS),∴AE=BD,∠CAE=∠CBD,在△ABO中,∠AOB=180°﹣(∠BAO+∠ABO)=180°﹣(∠BAO+∠CBO+∠ABC)=180°﹣(∠BAC+∠ABC)=180°﹣(60°+60°)=60°,∴∠AOB=60°,故答案为:AE=BD,60°;(2)成立.证明:∵△ABC和△ECD都是等边三角形,∴AC=BC,CD=CE,∠ACB=∠DCE=60°,∴∠ACB+∠ACD=∠DCE+∠ACD,即∠ACE=∠BCD,在△ACE和△BCD中,,∴△ACE≌△BCD(SAS),∴AE=BD,∠CAE=∠CBD,又∵∠ANO=∠BNC,∴180°﹣∠CAE﹣∠ANO=180°﹣∠CBD﹣∠BNC,∴∠AOB=∠ACB=60°.4.如图,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,∠ACB=30°,将△ABC绕点C顺时针旋转一定的角度α得到△DEC,点A,B的对应点分别是点D,E.(1)如图①,当点E恰好在AC边上时,连接AD,求∠ADE的度数;(2)如图②,当α=60°时,若点F为AC边上的动点,当∠FBC为何值时,四边形BFDE 为平行四边形?请说出你的结论并加以证明.【解答】解:(1)∵将△ABC绕点C顺时针旋转一定的角度α得到△DEC,E点在AC 上,∴CA=CD,∠ECD=∠BCA=30°,∴∠CAD=∠CDA==75°,又∵∠DEC=∠ABC=90°,∴∠ADE=90°﹣75°=15°;(2)∠FBC=30°时,四边形BFDE为平行四边形,∴∠FBC=∠ACB=30°,∴∠ABF=∠A=60°,∴BF=CF=AF,∴△ABF是等边三角形,∴BF=AB,∵将△ABC绕点C顺时针旋转60°得到△DEC,∴DE=AB,△BCE是等边三角形,∠DEC=∠ABC=90°,∴∠CBE=∠BEC=60°,∴∠EBF=∠EBC﹣∠FBC=30°,∴∠DEB+∠EBF=180°,∴DE=BF,DE∥BF,∴四边形BFDE为平行四边形.5.如图,在△ABC中,AB=,BC=3,∠B=45°,将△ABC绕点A按顺时针旋转一定角度得到△ADE.当点B的对应点D恰好落在BC边上时,求CD的长.【解答】解:∵由旋转的性质可知AD=AB=,∴∠B=∠BDA=45°.∴∠DAB=90°.∴DB==2.∴CD=BC﹣DB=3﹣2=1,故DC的长为1.6.如图,矩形ABCD中,BC=4,将矩形ABCD绕点C顺时针旋转得到矩形A'B'C'D'.当点B'恰好落在边AD上时,旋转角为α,连接BB'.若∠AB'B=75°,求旋转角α及AB的长.【解答】解:∵四边形ABCD是矩形,∴AD∥BC,∴∠CBB'=∠AB'B=75°,由旋转的性质得:CB=CB',∴∠CB'B=∠CBB'=75°,∴∠BCB'=180°﹣75°﹣75°=30°,即旋转角α为30°;作B'E⊥BC于E,如图所示:则AB=B'E=CB'=2.7.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,∠CBA=32°,如果△ABC绕点B顺时针旋转至△EBD,使点D落在AB边上,连接AE,求∠EAB的度数.【解答】解:由旋转可知:∠EBA=∠CBA=32°,AB=EB,∴∠EAB=∠AEB=(180°﹣32°)=74°.8.如图,在正方形ABCD中,射线AE与边CD交于点E,将射线AE绕点A顺时针旋转,与CB的延长线交于点F,BF=DE,连接FE.(1)求证:AF=AE;(2)若∠DAE=30°,DE=2,直接写出△AEF的面积.【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是正方形,∴AB=AD,∠ABC=∠D=∠BAD=90°,∴∠ABF=90°,在△ABF与△ADE中,,∴△ABF≌△ADE(SAS),∴AF=AE;(2)解:由(1)知,△ABF≌△ADE,∴∠BAF=∠DAE,∴∠BAF+∠BAE=∠DAE+∠BAE=90°,∴∠F AE=90°,∴△AEF是等腰直角三角形,在Rt△ADE中,∠D=90°,∠DAE=30°,DE=2,∴AE=2DE=4,∴△AEF的面积=×4×4=8.9.如图,在△ABC中,∠CAB=70°,在同一平面内,将△ABC绕点A旋转到△AB'C′的位置,使得CC′∥AB,求∠CC'A的度数.【解答】解:∵CC′∥AB,∴∠ACC′=∠BAC=70°,∵△ABC绕点A旋转到△AB'C′的位置,∴AC′=AC,∴∠CC′A=∠ACC′=70°,10.如图,将△ABC绕点A逆时针旋转30°得到△AB′C′,且B′,C′两点分别与B,C两点对应,延长BC与B′C′边交于点E,求∠CEC′的度数.【解答】解:设BE与AB′交于F,∵将△ABC绕点A逆时针旋转30°得到△AB′C′,∴∠B′=∠B,∠BAB′=30°,∵∠AFB=∠B′FE,∴∠BEB′=∠BAB′=30°,∴∠CEC′=180°﹣∠BEB′=150°.11.如图,Rt△ABC中,∠BAC=90°,将△ABC绕点A顺时针旋转得到△AED,且点D在边BC上.(1)若∠DAC=50°,则∠ABE=65度;(2)求证:BE⊥BC;(3)若点D是BC的中点,AC=2,求BE的值.【解答】解:(1)∵将△ABC绕点A顺时针旋转得到△AED,∴AB=AE,∠DAE=∠CAB,∴∠AEB=∠ABE,∠EAB=∠CAD=50°,∴∠ABE==65°,故答案为:65;(2)证明:∵将△ABC绕点A顺时针旋转得到△AED,∴AD=AC,∴∠ADC=∠C=x,∴∠DAC=180°﹣2x,由旋转的性质得∠EAB=∠DAC=180°﹣2x,AE=AB,∴∠EBA=,∵∠BAC=90°,∴∠ABC=90°﹣x,∴∠EBC=∠EBA+∠ABC=x+(90°﹣x)=90°,即BE⊥BC;(3)由旋转的性质得AD=AC=2,∵∠BAC=90°,点D是BC的中点,∴BD=DC=AD=2,∴BC=4,∵DE=BC=4,∴BE==2.12.如图,正方形ABCD的边长为4,连接对角线AC,点E为BC边上一点,将线段AE 绕点A逆时针旋转45°得到线段AF,点E的对应点F恰好落在边CD上,过F作FM⊥AC 于点M.(1)求证:BE=FM;(2)求BE的长度.【解答】(1)证明:∵将线段AE绕点A逆时针旋转45°得到线段AF,∴AE=AF,∠EAF=∠CAB=45°,∴∠F AC=∠EAB,在△ABE和△AMF中,∴△ABE≌△AMF(AAS),∴BE=FM;(2)∵四边形ABCD是正方形,∴AC=AB=4,∠ACD=45°,∵将线段AE绕点A逆时针旋转45°得到线段AF,∴AM=AB=4,∴CM=4﹣4,∵FM⊥AC,∠ACD=45°,∴∠ACD=∠CFM,∴FM=CM=4﹣4,∴BE=4﹣4.13.如图,正方形ABCD中,P是对角线AC上的一个动点(不与A、C重合),连接BP,将BP绕点B顺时针旋转90°到BQ,连接QP,CQ,求证:AP=CQ.【解答】证明:∵四边形ABCD是正方形,∴AB=BC,∠ABC=90°,∵将BP绕点B顺时针旋转90°到BQ,∴BP=BQ,∠PBQ=90°,∴∠PBQ=∠ABC,∴∠ABP=∠CBQ,在△ABP和△CBQ中,,∴△ABP≌△CBQ(SAS),∴AP=CQ.14.正方形ABCD中,点F为正方形ABCD内的点,△BFC绕着点B按逆时针方向旋转90°后与△BEA重合.(1)如图①,若正方形ABCD的边长为2,BE=1,FC=,求证:AE∥BF.(2)如图②,若点F为正方形ABCD对角线AC上的点(点F不与点A、C重合),试探究AE、AF、BF之间的数量关系并加以证明.【解答】(1)证明:∵△BFC绕着点B按逆时针方向旋转90°后与△BEA重合,∴△BFC≌△BEA,∴BE=BF=1,∠EBF=∠ABC=90°,∠AEB=∠BFC,∵,BC2=22=4,∴BF2+FC2=BC2,∴∠BFC=90°=∠AEB,∴∠AEB+∠EBF=180°,∴AE∥BF;(2)解:AE2+AF2=2BF2,理由如下:∵AC是正方形ABCD的角平分线,∴∠BCA=∠BAC=45°,∴∠EAF=45°+45°=90°,∴AE2+AF2=EF2,∵△BFC绕着点B按逆时针方向旋转90°后与△BEA重合,∴BE=BF,∠EBF=90°,∴2BF2=EF2,∴AE2+AF2=2BF2.15.如图,将△ABC绕点B顺时针旋转60°得△DBE,点C的对应点E恰好落在AB的延长线上,连接AD,AC,DE相交于点P.(1)求证:△ADB是等边三角形;(2)直接写出∠APD的度数60°.【解答】解:(1)∵将△ABC绕点B顺时针旋转60°得△DBE,∴AB=DB,∠ABD=60°,∴△ADB是等边三角形;(2)如图:∵点C的对应点E恰好落在AB的延长线上,∴∠ABD=∠BDE+∠E,由(1)知△ADB是等边三角形,∴∠BDE+∠E=∠ABD=60°,∵将△ABC绕点B顺时针旋转60°得△DBE,∴∠BDE=∠BAP,∴∠BAP+∠E=60°,∴∠APD=∠BAP+∠E=60°;故答案为:60°.16.已知:如图1,∠AOB=30°,∠BOC=∠AOC.(1)求∠AOC的度数;(2)如图2,若射线OP从OA开始绕点O以每秒旋转10的速度逆时针旋转,同时射线OQ从OB开始绕点O以每秒旋转6°的速度逆时针旋转;其中射线OP到达OC后立即改变运动方向,以相同速度绕O点顺时针旋转,当射线OQ到达OC时,射线OP,OQ同时停止运动,设旋转的时间为t秒,当∠POQ=10°时,试求t的值;(3)如图3,若射线OP从OA开始绕O点逆时针旋转一周,作OM平分∠AOP,ON 平分∠COP,试求在运动过程中,∠MON的度数是多少?(请直接写出结果)【解答】解:(1)∠BOC=∠AOC,∠BOC+∠AOB=∠AOC,∴∠AOB=∠AOC,∵∠AOB=30°,∴∠AOC=120°;(2)由(1)知,∠AOC=120°,∠BOC=90°,①OP逆时针运动时,即0≤t≤12时,由OP,OQ的运动可知,∠AOP=10°t,∠BOQ=6°t,OP,OQ相遇前,如图2(1),∠AOQ=∠AOP+∠POQ=∠AOB+∠BOQ,即10°t+10°=30°+6°t,解得t=5,OP,OQ相遇后,如图2(2),∠AOP=∠AOB+∠BOQ+∠POQ,即10°t=30°+6°t+10°,解得t=10;②OP顺时针旋转时,∠COP=10°t﹣120°,∠BOQ=6°t,OP,OQ相遇前,如图(3),∠BOC=∠COP+∠BOQ+∠POQ,即90°=10°t﹣120°+6°t+10°,解得t=12.5,OP,OQ相遇后,如图(4),∠BOC=∠COP+∠BOQ﹣∠POQ,即90°=10°t﹣120°+6°t ﹣10°,解得t=13.75,综上,当t的值为5,10,12.5或13.75时,∠POQ=10°.(3)由(1)知∠AOC=120°,根据射线OP的运动,需要分四种情况,①当射线OP与OA重合前,如图3(1),∵OM平分∠AOP,ON平分∠COP,∴∠POM=∠AOP,∠PON=∠COP,∴∠MON=∠POM+∠PON=∠AOP+∠COP=∠AOC=60°;②当射线OP与OA重合后,∠AOP=180°前,如图3(2),∵OM平分∠AOP,ON平分∠COP,∴∠POM=∠AOP,∠PON=∠COP,∴∠MON=∠POM﹣∠PON=∠AOP﹣∠COP=∠AOC=60°;③∠CON=180°前,如图3(3),∵OM平分∠AOP,ON平分∠COP,∴∠POM=∠AOP,∠PON=∠COP,∴∠MON=∠POM+∠PON=∠AOP+∠COP=(360°﹣∠AOC)=120°;④OP与OQ重合前,如图3(4),∵OM平分∠AOP,ON平分∠COP,∴∠POM=∠AOP,∠PON=∠COP,∴∠MON=∠PON﹣∠POM=∠COP+∠AOP=∠AOC=60°;综上,∠MON的度数为60°或120°.17.将两块全等的三角板按如图1所示摆放,其中∠A1CB1=∠ACB=90°,∠A1=∠A=30°.(1)将图1中的△ABC按顺时针方向旋转45°得图2,A1C与AB交于点P1,A1B1与BC 交于点Q,求证:CP1=CQ;(2)在图2中,若AP1=2,求CQ的长.【解答】(1)证明:∵∠B1CB=45°,∠B1CA1=90°,∴∠B1CQ=∠BCP1=45°;又B1C=BC,∠B1=∠B,∴△B1CQ≌△BCP1(ASA),∴CQ=CP1;(2)解:如图:作P1D⊥AC于D,∵∠A=30°,∴P1D=AP1;∵∠P1CD=45°,∴=sin45°=,∴CP1=P1D=AP1;又AP1=2,CQ=CP1,∴CQ=.18.如图,将Rt△AOB绕直角顶点O顺时针旋转得到Rt△COD,使点A的对应点C落在AB边上,过点D作DE∥AB,交AO的延长线于点E,求证:∠BCO=∠E.【解答】证明:∵将Rt△AOB绕直角顶点O顺时针旋转得到Rt△COD,∴AO=CO,∴∠A=∠ACO,∵AB∥DE,∴∠A+∠E=180°,又∵∠ACO+∠BCO=180°,∴∠BCO=∠E.19.如图①,在矩形ABCD中,AB=6,BC=8,四边形EFGH是正方形,EH与BD重合,将图①中的正方形EFGH绕着点D逆时针旋转.(1)旋转至如图②位置,使点G落在BC的延长线上,DE交BC于点L.已知旋转开始时,即图①位置∠CDG=37°,求正方形EFGH从图①位置旋转至图②位置时,旋转角的度数.(2)旋转至如图③位置,DE交BC于点L.延长BC交FG于点M,延长DC交EF于点N.试判断DL、EN、GM之间满足的数量关系,并给予证明.【解答】解:(1)由图①知,∠ADB=∠DBC=37°,如图②,连接BD,则BD=DG,∴∠DGB=∠DBG=37°,∴∠CDG=90°﹣∠DGC=90°﹣37°=53°,∴旋转角为:53°﹣37°=16°;(2)DL=EN+GM,理由如下:过点G作GK∥BM,交DE于K,∵四边形EFGD是正方形,∴∠DEF=∠GDE,DE=DG,∴∠EDN=∠DGK,∴△DKG≌△END(ASA),∴EN=DK,∵GK∥ML,KL∥GM,∴四边形KLMG是平行四边形,∴GM=KL,∴DL=EN+GM.20.将正方形ABCD的边AB绕点A逆时针旋转至AB1,记旋转角为α,连接BB1,过点D 作DE垂直于直线BB1,垂足为点E,连接DB1,CE.(1)如图1,当α=60°时,△DEB1的形状为等腰直角三角形,连接BD,可求出的值为;(2)当0°<α<360°且α≠90°时,(1)中的两个结论是否仍然成立?如果成立,请仅就图2的情形进行证明;如果不成立,请说明理由.【解答】解:(1)如图1,∵AB绕点A逆时针旋转至AB′,∴AB=AB',∠BAB'=α=60°,∴△ABB'是等边三角形,∴∠BB'A=60°,∴∠DAB'=∠BAD﹣∠BAB'=90°﹣60°=30°,∵AB'=AB=AD,∴∠AB'D=∠ADB',∴∠AB'D==75°,∴∠DB'E=180°﹣60°﹣75°=45°,∵DE⊥B'E,∴∠B'DE=90°﹣45°=45°,∴△DEB'是等腰直角三角形;连接BD,∵四边形ABCD是正方形,∴∠BDC=45°,∴,同理,∴,∵∠BDB'+∠B'DC=45°,∠EDC+∠B'DC=45°,∴∠BDB'=∠EDC,∴△BDB'∽△CDE,∴==,故答案为:等腰直角三角形,;(3)(1)中的两个结论仍然成立.理由如下:连接BD,∵AB=AB',∠BAB'=α,∴∠AB'B=90°﹣,∵∠B'AD=α﹣90°,AD=AB',∴∠AB'D=135°﹣,∴∠EB'D=∠AB'D﹣∠AB'B=135°﹣﹣(90°﹣)=45°,∵DE⊥BB',∴∠EDB'=∠EB'D=45°,∴△DEB'是等腰直角三角形;∴=,∵四边形ABCD是正方形,∴,∠BDC=45°,∴,∵∠EDB'=∠BDC,∴∠EDB'+∠EDB=∠BDC+∠EDB,即∠B'DB=∠EDC,∴△B'DB∽△EDC,∴==,21.如图,在矩形ABCD中,AD=8,AB=6,将△ADC绕点A按顺时针旋转到△AEF(A,B,E在同一直线上),连接CF,求CF的大小.【解答】解:∵AD=8,AB=6,∠D=90°,∴AC===10,∵△ADC按逆时针方向绕点A旋转到△AEF,∴∠EAF=∠DAC,AF=AC=10,∴∠EAF+∠EAC=∠DAC+∠EAC,∴∠F AC=∠BAD,又∵四边形ABCD是矩形,∴∠BAD=∠ADC=90°,∴∠F AC=90°,∴△F AC是等腰直角三角形,∴CF=AC=10.22.如图,点E是正方形ABCD内的一点,连接AE、BE、CE,将△ABE绕点B顺时针旋转90°到△CBF的位置,连接EF,若AE=1,BE=.(1)求EF的长;(2)当EC=时,求∠AEB的度数.【解答】解:(1)∵△ABE绕点B顺时针旋转90°得到△CBF,∴△ABE≌△CBF,∴BE=BF=,AE=CF=1,∠EBF=90°,∠AEB=∠BFC,∴△BEF为等腰直角三角形,∴EF=BE=2;(2)在△CEF中,CE=,CF=1,EF=2,∵CF2+EF2=12+22=5,CE2=5,∴CF2+EF2=CE2,∴△CEF为直角三角形,∴∠EFC=90°,∴∠BFC=∠BFE+∠CFE=135°,∴∠AEB=135°.23.如图,在△ABC中,BA=BC,∠ABC=40°,将△ABC绕点B按逆时针方向旋转100°,得到△DBE,连接AD,CE交于点F.(1)求证:△ABD≌△CBE;(2)求∠AFC的度数.【解答】(1)证明:∵△ABC绕点B按逆时针方向旋转100°,∴∠ABC=∠DBE=40°,∴∠ABD=∠CBE=100°,又∵BA=BC,∴AB=BC=BD=BE,在△ABD与△CBE中,,∴△ABD≌△CBE(SAS).(2)解:∵∠ABD=∠CBE=100°,BA=BC=BD=BE,∴∠BAD=∠ADB=∠BCE=∠BEC=40°.∵∠ABE=∠ABD+∠DBE=140°,∴∠AFE=360°﹣∠ABE﹣∠BAD﹣∠BEC=140°,∴∠AFC=180°﹣∠AFE=40°.24.如图①,在等边三角形ABC中,点D、E分别在边AB、AC上,AD=AE,连接BE、CD,点M、N、P分别是BE、CD、BC的中点,连接DE、PM、PN、MN.(1)观察猜想:图①中△PMN是等边三角形(填“等腰”或“等边”);(2)探究证明:如图②,△ADE绕点A按逆时针方向旋转,其他条件不变,则△PMN 的形状是否发生改变?并说明理由.【解答】解:(1)结论:△PMN是等边三角形.理由:如图1中,∵△ABC是等边三角形,∴AB=AC,∠ABC=∠ACB=60°,∵AD=AE,∴BD=EC,∵PB=PC,CN=ND,BM=EM,∴PN∥BD,PM∥EC,PN=BD,PM=EC,∴PM=PN,∠NPC=∠ABC=60°,∠MPB=∠ACB=60°,∴∠MPN=60°,∴△PMN是等边三角形,故答案为等边.(2)△PMN的形状不发生改变,仍为等边三角形,理由如下:如图2中,连接BD,CE.由旋转可得∠BAD=∠CAE,∵△ABC是等边三角形,∴AB=AC,∠ACB=∠ABC=60°又∵AD=AE,∴△ABD≌△ACE(SAS),∴BD=CE,∠ABD=∠ACE,∵M是BE的中点,P是BC的中点,∴PM是△BCE的中位线,∴PM=CE,且PM∥CE.同理可证PN=BD且PN∥BD,∴PM=PN,∠MPB=∠ECB,∠NPC=∠DBC,∴∠MPB+∠NPC=∠ECB+∠DBC=(∠ACB+∠ACE)+(∠ABC﹣∠ABD)=∠ACB+∠ABC=120°,∴∠MPN=60°,∴△PMN是等边三角形.25.如图,将矩形ABCD绕着点C按顺时针方向旋转得到矩形FECG,点B与点E对应,点E恰好落在AD边上,BH⊥CE交于点H,求证:CG=BH.【解答】证明:∵四边形ABCD是矩形,∴AD∥BC,AB=CD,∴∠DEC=∠BCH,∵∠D=90°,BH⊥AC,∴∠D=∠BHC,由旋转得,CE=CB,CD=CG,在△EDC和△CHB中,,∴△EDC≌△CHB(AAS),∴BH=CD=CG.26.如图,等边三角形ABC的外部有一点P,且∠BP A=30°,将AP绕点B逆时针旋转60°得到CQ,连接BQ.(1)求证:△ABP≌△CBQ;(2)若AP=4,BP=3,求P,C两点之间的距离.【解答】解:(1)设CQ与AP交于D点,AB与CQ交于E点,∵将AP绕点B逆时针旋转60°得到CQ,∴AP=CQ,∠ADC=60°,∵△ABC是等边三角形,∴AB=BC,∠ABC=60°,∴∠ADC=∠ABC,∵∠AED=∠BEC,∴∠BAP=∠BCQ,在△ABP与△CBQ中,∴△ABP≌△CBQ(SAS),(2)连接PQ,PC,由△ABP≌△CBQ得:PB=BQ,∠PBA=∠CBQ,∠BP A=∠BQC=30°,QC=AP=4,∴∠QBP=∠ABC=60°,∴△PBQ为等边三角形,∴∠PQB=60°,PQ=BQ=3,∴∠PQC=∠PQB+∠BQC=60°+30°=90°,∴PC2=PQ2+QC2,∴PC===5.27.如图,将△ABC绕点A逆时针旋转得到△ADE,点C和点E是对应点,若∠CAE=90°,AB=1,求BD的长.【解答】解:∵将△ABC绕点A逆时针旋转的到△ADE,点C和点E是对应点,∴AB=AD=1,∠BAD=∠CAE=90°,∴BD==.∴BD的长为.28.如图,在边长为6的正方形ABCD内作∠EAF=45°,AE交BC于点E,AF交CD于点F,连接EF,将△ADF绕点A顺时针旋转90°得到△ABG.(1)求证:GE=FE;(2)若DF=3,求BE的长为2.【解答】(1)证明:∵将△ADF绕点A顺时针旋转90°得到△ABG,∴△ADF≌△ABG,∴DF=BG,∠DAF=∠BAG,∵∠DAB=90°,∠EAF=45°,∴∠DAF+∠EAB=45°,∴∠BAG+∠EAB=45°,∴∠EAF=∠EAG,在△EAG和△EAF中,,∴△EAG≌△EAF(SAS),∴GE=FE,(2)解:设BE=x,则GE=BG+BE=3+x,CE=6﹣x,∴EF=3+x,∵CD=6,DF=3,∴CF=3,∵∠C=90°,∴(6﹣x)2+32=(3+x)2,解得,x=2,即BE=2,29.如图,△ABC是等腰三角形,其中AB=BC,将△ABC绕顶点B逆时针旋转50°到△A1BC1的位置,AB与A1C1相交于点D,AC与A1C1,BC1分别相交于点E,F.(1)求证:△BCF≌△BA1D;(2)当∠C=50°时,判断四边形A1BCE的形状并说明理由.【解答】(1)证明:∵AB=BC,∴∠A=∠C,∵△A1BC1是由△ABC绕顶点B逆时针旋转而得,∴∠A=∠A1=∠C,∠A1BD=∠CBC1,AB=A1B,在△BCF和△BA1D中,,∴△BCF≌△BA1D(ASA);(2)解:四边形A1BCE是菱形.∵△ABC是等腰三角形,∠C=50°,∴∠A=∠C1=∠C=50°,又∵△BCF≌△BA1D,∴∠CBF=∠A1BD=50°,∴∠C1=∠CBF,∠A=∠A1BD,∴A1E∥BC,A1B∥EC,即四边形A1BCE是平行四边形,又∵A1B=BC,∴四边形A1BCE是菱形.30.在△ABC中,AB=AC,∠BAC=α,点P为线段CA延长线上一动点,连接PB,将线段PB绕点P逆时针旋转,旋转角为α,得到线段PD,连接DB,DC.(1)如图1,当α=60°时,猜想P A和DC的数量关系并说明理由;(2)如图2,当α=120°时,猜想P A和DC的数量关系并说明理由.【解答】(1)解:P A=DC,理由如下:如图1中,∵将线段PB绕点P逆时针旋转,旋转角为α,得到线段PD,∴PB=PD,∵AB=AC,PB=PD,∠BAC=∠BPD=60°,∴△ABC,△PBD是等边三角形,∴∠ABC=∠PBD=60°,∴∠PBA=∠DBC,在△PBA和△DBC中,,∴△PBA≌△DBC(SAS),∴P A=DC;(2)解:CD=P A;理由如下:如图2中,∵AB=AC,PB=PD,∠BAC=∠BPD=120°,∴BC=2BA•cos30°=BA,BD=2BP•cos30°=BP,∴,∵∠ABC=∠PBD=30°,∴∠ABP=∠CBD,∴△CBD∽△ABP,∴=,∴CD=P A.31.如图1,直角三角形DEF与直角三角形ABC的斜边在同一直线上,∠EDF=36°,∠ABC =40°,CD平分∠ACB,将△DEF绕点D按逆时针方向旋转,记∠ADF为α(0<α<180°),在旋转过程中:(1)如图2,当∠α=4°时,DE∥BC,当∠α=94°时,DE⊥BC;(2)如图3,当顶点C在△DEF内部时,边DF、DE分别交BC、AC的延长线于点M、N.①此时∠α的度数范围是49°<α<85°;②∠1与∠2度数的和是否变化?若不变,求出∠1与∠2度数和;若变化,请说明理由.③若使得∠2≥2∠1,求∠α的度数范围.【解答】解:(1)当DE∥BC时,如图(1),∵DE∥BC,∴∠EDA=∠B=40°,∵∠FDE=36°,∴∠α=∠EDA﹣∠FDE=40°﹣36°=4°,∴∠α=4°时,DE∥BC.当DE⊥BC时,如图(2),∵DE⊥BC,∴∠BGD=90°,∵∠B=40°,∠GDA是△GDB的一个外角,∴∠GDA=∠B+∠BGD=40°+90°=130°,∵∠EDF=36°,∴∠α=∠GDA﹣∠FDE=130°﹣36°=94°,∴∠α=94°时,DE⊥BC.故答案为:4°;94°.(2)①∵∠ACB=90°,CD平分∠ACB,∴∠BCD=45°,∵∠ABC=40°,∴∠ADC=∠ABC+∠BCD=40°+45°=85°,当ED经过点C时,∠α=∠ADC﹣∠EDF=85°﹣36°=49°,当FD经过点C时,∠α=∠ADC=85°,∴顶点C在△DEF内部时,49°<α<85°.∠1与∠2度数的和不发生变化,理由如下:延长DC至点H,∵∠NCH、∠MCH分别是△NCD和△MCD的外角,∴∠NCH=∠2+∠NDC,∠MCH=∠1+∠MDC,∴∠NCH+∠MCH=∠2+∠1+∠NDC+∠MDC,∴∠NCM=∠1+∠2+∠NDM,∵∠NCM=∠ACB=90°,∠NDM=∠FDE=36°,∴90°=∠1+∠2+36°,∴∠1+∠2=54°.③∵∠ABC=40°,∠ACB﹣90°,∴∠A=180°﹣40°﹣90°=50°,∵∠ADF是△MBD的外角∴∠α=∠ABC+∠1=40°+∠1,∵∠2≥2∠1,∠1+∠2=54°,∴54°﹣∠1≥2∠1,∴∠1≤18°,∴α≤58°,又∵49°<α<85°,∴49°<α≤58°.32.如图1,将三角板ABC与三角板ADE摆放在一起;如图2,其中∠ACB=30°,∠DAE =45°,∠BAC=∠D=90°.固定三角板ABC,将三角板ADE绕点A按顺时针方向旋转,记旋转角∠CAE=α(0°<α<180°).操作发现:(1)在旋转过程中,当α为15度时,AD∥BC,当α为105度时,AD⊥BC;(2)当△ADE的一边与△ABC的某一边平行(不共线)时,直接写出旋转角α的所有可能的度数;拓展应用:当0°<α<45°时,连接BD,利用图3探究∠BDE+∠CAE+∠DBC值的大小变化情况,并说明理由.【解答】解:(1)如图(1),记DE与AC的交点为点F,DE与BC的交点为点G,∵AD∥BC,∴∠DAF=∠C=30°,∵∠DAE=45°,∴∠CAE=15°,即α=15°,如图(2),记AD与BC的交点为F,∵AD⊥BC,∴∠ADF=90°,∴∠DAC=180°﹣∠AFC﹣∠C=180°﹣90°﹣30°=60°,∴∠CAE=∠DAC+∠EAD=60°+45°=105°,即α=105°,故答案为:15,105.(2)①当AD∥BC时,如图1所示,由(1)得,α=15°;②当DE∥BC时,如图2所示,由(1)得,AD⊥BC,∴∠AFC=90°,∵∠ADE=90°,∴DE∥BC,∴α=105°;③当DE∥AB时,如图3所示,α=45°;④当DE∥AC时,如图4所示,α=∠EAD+∠BAC=45°+90°=135°;⑤∠EAC+∠C=180°,∵∠C=30°,∴∠EAC=150°,即α=150°;综上所述:旋转角α的所有可能的度数是:15°,45°,105°,135°,150°.拓展应用:当0°<α<45°,∠BDE+∠CAE+∠DBC=105°,保持不变,理由如下:如图6,设BD分别交AC、AE于点M、N,在△AMN中,∠AMN+∠CAE+∠ANM=180°,∵∠ANM=∠E+∠BDE,∠AMN=∠C+∠DBC,∴∠E+∠BDE+∠CAE+∠C+∠DBC=180°,∵∠C=30°,∠E=45°,∴∠BDE+∠CAE+∠DBC=105°.33.在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠ABC=30°,将△ABC绕点B逆时针旋转一个角度α后得到△DBE,点A,C的对应点分别为点D,E.(1)如图1,若点D恰好落在边BC的延长线上,连接CE,求∠DEC的度数.(2)如图2,若α=60°,F为BD的中点,连接CD,CF,EF,请判断四边形CDEF是什么特殊的四边形,并说明理由.【解答】解:(1)如图1,∵∠ACB=90°,∠ABC=30°,∴∠A=60°,由旋转得∠D=∠A=60°,BE=BC,∠DBE=∠ABC=30°,∴∠BCE=∠BEC=(180°﹣30°)=75°,∴∠DEC=∠BCE﹣∠D=75°﹣60°=15°.(2)四边形CDEF是菱形,理由如下:如图2,∵△ABC绕点B逆时针旋转一个角度α得到△DBE,∴∠CBE=α=60°,∠DBE=∠ABC=30°,∠DEB=∠ACB=90°,∴∠DBC=30°,∴∠DBE=∠DBC,∵BD=BD,BE=BC,∴△DBE≌△DBC(SAS),∴∠BED=∠BCD=90°,∴CD=BD,ED=BD,∵F为BD的中点,∴CF=BD,EF=BD,∴CD=ED=CF=EF,∴四边形CDEF是菱形.34.如图,点O是等边三角形ABC内的一点,∠BOC=150°,将△BOC绕点C按顺时针方向旋转一定的角度,得到△ADC,连接OD,OA.(1)求∠ODC的度数;(2)试判断AD与OD的位置关系,并说明理由;(3)若OB=2,OC=3,求AO的长(直接写出结果).【解答】解:(1)由旋转的性质得,CD=CO,∠ACD=∠BCO,∴∠ACD+∠ACO=∠BCO+∠ACO,即∠DCO=∠ACB,∵三角形ABC是等边三角形,∴∠ACB=60°,∴∠DCO=60°,∴△OCD为等边三角形,∴∠ODC=60°;(2)AD与OD的位置关系是:AD⊥OD,理由如下:由(1)知∠ODC=60°,∵将△BOC绕点C按顺时针方向旋转一定的角度,得到△ADC,∴∠ADC=∠BOC=150°,∴∠ADO=∠ADC﹣∠ODC=90°,∴AD⊥OD;(3)由旋转的性质得,AD=OB=2,∵△OCD为等边三角形,∴OD=OC=3,在Rt△AOD中,由勾股定理得:AO===.。
中考数学专题讲练 旋转(解析版)

旋转一.半角模型“半角”旋转模型,经常会出现在等腰直角三角形、正方形中,在一般的等腰三角形中也会有涉及.二.等腰三角形旋转模型等腰三角形的旋转模型比较多,此模型需要注意的是利用“全等三角形”的性质进行边与角的转化,证明的基本思想“SAS”.1.一般等腰三角形的旋转2.等边三角形的旋转3.等腰直角三角形的旋转三.对角互补模型四边形对角互补模型多数题目给出的条件会以四边形或三角形等旋转为载体.四.旋转相似模型共顶点相似的一般三角形模型:如图,图中ABD ACE∆∆∽,得到AB AD BDAC AE CE==,ABD ACE∠=∠,ADB AEC∠=∠,BAD CAE∠=∠,则有ABC ADE∆∆∽.一.考点:1.旋转全等模型;2.旋转相似模型;3.旋转中的轨迹与最值问题;二.重难点:1.这类题的关键是找到题目中所给的特殊条件,结合问题所要证明或者求解的边长角度问题,再去选择是要构造旋转全等还是通过已经得到的旋转全等的性质进一步证明.2.观察图形发现旋转得到的相似;3.通过添加辅助线构造旋转相似或者去挖掘隐含的相似图形.三.易错点:1.在利用旋转构造全等的时候注意辅助线的做法问题;2.构造旋转全等时候一定要有相等边长的条件.3.全等是相似的一个特例,旋转有时候也会出现全等,注意和旋转全等的区别和联系.题模一:旋转与全等例1.1.1已知四边形ABCD中,AB=BC,∠ABC=120°,∠MBN=60°,∠MBN绕B点旋转,它的两边分别交AD,DC(或它们的延长线)于E,F.当∠MBN绕B点旋转到AE=CF时(如图1),易证AE+CF=EF;当∠MBN绕B点旋转到AE≠CF时,在图2和图3这两种情况下,上述结论是否成立?若成立,请给予证明;若不成立,线段AE,CF,EF又有怎样的数量关系?请写出你的猜想,不需证明.【答案】图2成立,证明见解析,图3不成立,图3中AE、CF、EF的关系是AE﹣CF=EF【解析】∵AB⊥AD,BC⊥CD,AB=BC,AE=CF,在△ABE和△CBF中,∴△ABE≌△CBF(SAS);∴∠ABE=∠CBF,BE=BF;∵∠ABC=120°,∠MBN=60°,∴∠ABE=∠CBF=30°,∴AE=12BE,CF=12BF;∵∠MBN=60°,BE=BF,∴△BEF为等边三角形;∴AE+CF=12BE+12BF=BE=EF;图2成立,图3不成立.证明图2.延长DC至点K,使CK=AE,连接BK,在△BAE和△BCK中,则△BAE≌△BCK,∴BE=BK,∠ABE=∠KBC,∵∠FBE=60°,∠ABC=120°,∴∠FBC+∠ABE=60°,∴∠FBC+∠KBC=60°,∴∠KBF=∠FBE=60°,在△KBF和△EBF中,∴△KBF≌△EBF,∴KF=EF,∴KC+CF=EF,即AE+CF=EF.图3不成立,AE、CF、EF的关系是AE﹣CF=EF.例1.1.2(1)如图,在四边形ABCD中,AB=AD,∠B=∠D=90°,E、F分别是边BC、CD上的点,且∠EAF=12∠BAD.求证:EF=BE+FD;(2)如图,在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°,E、F分别是边BC、CD上的点,且∠EAF=12∠BAD,(1)中的结论是否仍然成立?(3)如图,在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠ADC=180°,E、F分别是边BC、CD延长线上的点,且∠EAF=12∠BAD,(1)中的结论是否仍然成立?若成立,请证明;若不成立,请写出它们之间的数量关系,并证明.【答案】(1)证明见解析(2)成立(3)EF=BE﹣FD 【解析】(1)延长EB到G,使BG=DF,连接AG.∵∠ABG=∠ABC=∠D=90°,AB=AD,∴△ABG≌△ADF.∴AG=AF,∠1=∠2.∴∠1+∠3=∠2+∠3=∠EAF=12∠BAD.∴∠GAE=∠EAF.又AE=AE,∴△AEG≌△AEF.∴EG=EF.∵EG=BE+BG.∴EF=BE+FD(2)(1)中的结论EF=BE+FD仍然成立.(3)结论EF=BE+FD不成立,应当是EF=BE﹣FD.证明:在BE上截取BG,使BG=DF,连接AG.∵∠B+∠ADC=180°,∠ADF+∠ADC=180°,∴∠B=∠ADF.∵AB=AD,∴△ABG≌△ADF.∴∠BAG=∠DAF,AG=AF.∴∠BAG+∠EAD=∠DAF+∠EAD=∠EAF=12∠BAD.∴∠GAE=∠EAF.∵AE=AE,∴△AEG≌△AEF.∴EG=EF∵EG=BE﹣BG∴EF=BE﹣FD.例 1.1.3如图,已知△BAD和△BCE均为等腰直角三角形,∠BAD=∠BCE=90°,点M为DE的中点,过点E与AD平行的直线交射线AM于点N.(1)当A,B,C三点在同一直线上时(如图1),求证:M为AN的中点;(2)将图1中的△BCE绕点B旋转,当A,B,E三点在同一直线上时(如图2),求证:△ACN为等腰直角三角形;(3)将图1中△BCE绕点B旋转到图3位置时,(2)中的结论是否仍成立?若成立,试证明之,若不成立,请说明理由.【答案】(1)见解析(2)见解析(3)△ACN仍为等腰直角三角形【解析】(1)证明:如图1,∵EN∥AD,∴∠MAD=∠MNE,∠ADM=∠NEM.∵点M为DE的中点,∴DM=EM.在△ADM和△NEM中,∴△ADM≌△NEM.∴AM=MN.∴M为AN的中点.(2)证明:如图2,∵△BAD和△BCE均为等腰直角三角形,∴AB=AD,CB=CE,∠CBE=∠CEB=45°.∵AD∥NE,∴∠DAE+∠NEA=180°.∵∠DAE=90°,∴∠NEA=90°.∴∠NEC=135°.∵A,B,E三点在同一直线上,∴∠ABC=180°﹣∠CBE=135°.∴∠ABC=∠NEC.∵△ADM≌△NEM(已证),∴AD=NE.∵AD=AB,∴AB=NE.在△ABC和△NEC中,∴△ABC≌△NEC.∴AC=NC,∠ACB=∠NCE.∴∠ACN=∠BCE=90°.∴△ACN为等腰直角三角形.(3)△ACN仍为等腰直角三角形.证明:如图3,延长AB交NE于点F,∵AD∥NE,M为中点,∴易得△ADM≌△NEM,∴AD=NE.∵AD=AB,∴AB=NE.∵AD∥NE,∴AF⊥NE,在四边形BCEF中,∵∠BCE=∠BFE=90°∴∠FBC+∠FEC=360°﹣180°=180°∵∠FBC+∠ABC=180°∴∠ABC=∠FEC在△ABC和△NEC中,∴△ABC≌△NEC.∴AC=NC,∠ACB=∠NCE.∴∠ACN=∠BCE=90°.∴△ACN为等腰直角三角形.例1.1.4如图,△AEF中,∠EAF=45°,AG⊥EF于点G,现将△AEG沿AE折叠得到△AEB,将△AFG沿AF折叠得到△AFD,延长BE和DF相交于点C.(1)求证:四边形ABCD是正方形;(2)连接BD分别交AE、AF于点M、N,将△ABM绕点A逆时针旋转,使AB与AD重合,得到△ADH,试判断线段MN、ND、DH之间的数量关系,并说明理由.(3)若EG=4,GF=6,2,求AG、MN的长.【答案】(1)见解析(2)MN2=ND2+DH2;理由见解析(3)AG=12;2【解析】(1)证明:∵△AEB由△AED翻折而成,∴∠ABE=∠AGE=90°,∠BAE=∠EAG,AB=AG,∵△AFD由△AFG翻折而成,∴∠ADF=∠AGF=90°,∠DAF=∠FAG,AD=AG,∵∠EAG+∠FAG=∠EAF=45°,∴∠ABE=∠AGE=∠BAD=∠ADC=90°,∴四边形ABCD 是矩形,∵AB=AD ,∴四边形ABCD 是正方形;(2)MN 2=ND 2+DH 2,理由:连接NH ,∵△ADH 由△ABM 旋转而成,∴△ABM ≌△ADH ,∴AM=AH ,BM=DH ,∵由(1)∠BAD=90°,AB=AD ,∴∠ADH=∠ABD=45°,∴∠NDH=90°,∴△AMN ≌△AHN ,∴MN=NH ,∴MN 2=ND 2+DH 2;(3)设AG=BC=x ,则EC=x ﹣4,CF=x ﹣6,在Rt △ECF 中,∵CE 2+CF 2=EF 2,即(x ﹣4)2+(x ﹣6)2=100,x 1=12,x 2=﹣2(舍去)∴AG=12,∵AG=AB=AD=12,∠BAD=90°,∴22AB AD +221212+2,∵2,∴MD=BD ﹣2﹣22,设NH=y,在Rt△NHD中,∵NH2=ND2+DH2,即y2=(2y)2+(22,解得2,即2.题模二:旋转与相似例1.2.1如图1,点P在正方形ABCD的对角线AC上,正方形的边长是a,Rt△PEF的两条直角边PE、PF分别交BC、DC于点M、N.(1)操作发现:如图2,固定点P,使△PEF绕点P旋转,当PM⊥BC时,四边形PMCN是正方形.填空:①当AP=2PC时,四边形PMCN的边长是________;②当AP=nPC时(n是正实数),四边形PMCN的面积是___________.(2)猜想论证如图3,改变四边形ABCD的形状为矩形,AB=a,BC=b,点P在矩形ABCD的对角线AC上,Rt△PEF 的两条直角边PE、PF分别交BC、DC于点M、N,固定点P,使△PEF绕点P旋转,则PMPN=__________.(3)拓展探究如图4,当四边形ABCD满足条件:∠B+∠D=180°,∠EPF=∠BAD时,点P在AC上,PE、PF分别交BC,CD于M、N点,固定P点,使△PEF绕点P旋转,请探究PMPN的值,并说明理由.【答案】(1)①13a②()221an+(2)ab(3)见解析【解析】(1)①如图2,∵PM⊥BC,AB⊥BC ∴△PMC∽△ABC又∵AP=2PC∴PMAB=13,即PMa=13∴PM=13a,即正方形PMCN的边长是13a②当AP=nPC时(n是正实数),PMAB=11n+∴PM=11n+a∴四边形PMCN的面积=(11n+a)2=()221an+(2)如图3,过P作PG⊥BC于G,作PH⊥CD于H,则∠PGM=∠PHN=90°,∠GPH=90°∵Rt△PEF中,∠FPE=90°∴∠GPM=∠HPN∴△PGM∽△PHN由PG∥AB,PH∥AD可得,PG CP PH AB CA AD==∵AB=a,BC=b∴PG PHa b=,即PGPH=ab(3)如图4,过P作PG∥AB,交BC于G,作PH∥AD,交CD于H,则∠HPG=∠DAB ∵∠EPF=∠BAD∴∠EPF=∠GPH,即∠EPH+∠HPN=∠EPH+∠GPM∴∠HPN=∠GPM∵∠B+∠D=180°∴∠PGC+∠PHC=180°又∵∠PHN+∠PHC=180°∴∠PGC=∠PHN∴△PGM∽△PHN由PG∥AB,PH∥AD可得,PG CP PH AB CA AD==即PG AB PH AD=②∴由①②可得,PMPN=ABAD例1.2.2数学活动课上,小颖同学用两块完全一样的透明等腰直角三角板ABC、DEF进行探究活动.操作:使点D落在线段AB的中点处并使DF过点C(如图1),然后将其绕点D顺时针旋转,直至点E落在AC的延长线上时结束操作,在此过程中,线段DE与AC或其延长线交于点K,线段BC与DF相交于点G(如图2,3).探究1:在图2中,求证:△ADK∽△BGD.探究2:在图2中,求证:KD平分∠AKG.探究3:①在图3中,KD仍平分∠AKG吗?若平分,请加以证明;若不平分,请说明理由.②在以上操作过程中,若设AC=BC=8,KG=x,△DKG的面积为y,请求出y与x的函数关系式,并直接写出x的取值范围.【答案】探究1:见解析;探究2:见解析;探究3:①KD仍平分∠AKG②y=2x,其中≤≤4838x【解析】探究1,∵∠KAD=∠KDG=∠DBG=45°,∴∠KDA+∠BDG=135°.∵∠BDG+∠BGD=135°,∴∠KDA=∠BGD,∴△ADK∽△BGD;探究2,∵△ADK∽△BGD,∵点D是线段AB的中点,∴BD=AD,∵∠KAD=∠KDG=45°,∴△ADK∽△DCK,∴∠AKD=∠DKC,∴KD平分∠AKG.探究3,①KD仍平分∠AKG.理由如下:∵同探究1可得△ADK∽△BGD,同探究2可得,△ADK∽△DGK,∴∠AKD=∠DKG,∴KD仍平分∠AKG;②如图,过点D作DM⊥AC于点M,DN⊥KG于点N,由①知线段KD平分∠AKG,∴DM=DN.∵AC=BC=8,点D是线段AB的中点,∠KAD=45°,∴DM=DN=4.∵KG=x,∴S△DKG=y=12×4x=2x,对于图3的情况同理可得y=2x,综上所示,y=2x,其中38.题模三:旋转中的轨迹与最值问题例1.3.1如图,点P是平行四边形ABCD对角线BD上的动点,点M为AD的中点,已知AD=8,AB=10,∠ABD=45°,把平行四边形ABCD绕着点A按逆时针方向旋转,点P的对应点是点Q,则线段MQ的长度的最大值与最小值的差为.【答案】18﹣2【解析】如图,作AP1⊥BD垂足为P1,∵∠DBA=45°,AB=10,∴∠P1AB=∠DBA=45°,AP1=P12,∵AM=MD=12AD=4,当AP1旋转到与射线AD的重合时(点P1与点E重合),ME就是MQ最小值24,当点P2与B重合时,旋转到与DA的延长线重合时(点P2与点F重合),此时MF就是MQ最大值=AM+AF=14,∴MQ的最大值与最小值的差=14﹣(2﹣4)=18﹣2故答案为18﹣2例 1.3.2如图,菱形ABCD中,AB=2,∠C=60°,我们把菱形ABCD的对称中心O称作菱形的中心.菱形ABCD在直线l上向右作无滑动的翻滚,每绕着一个顶点旋转60°叫一次操作,则经过1次这样的操作菱形中心O所经过的路径长为______;经过3n(n为正整数)次这样的操作菱形中心O所经过的路径总长为______.(结果都保留π)【答案】3231+nπ【解析】∵菱形ABCD中,AB=2,∠C=60°,∴△ABD是等边三角形,BO=DO=1,223AD DO-第一次旋转的弧长6033ππ⨯=∵第一、二次旋转的弧长和60360323ππ⨯⨯=,第三次旋转的弧长为:601 1803ππ⨯=∵3n÷3=n,故经过3n(n为正整数)次这样的操作菱形中心O所经过的路径总长为:n 23π+3π)231+nπ.例1.3.3如图1,点O为正方形ABCD的中心.(1)将线段OE绕点O逆时针方向旋转90︒,点E的对应点为点F,连结EF,AE,BF,请依题意补全图1;(2)根据图1中补全的图形,猜想并证明AE与BF的关系;(3)如图2,点G是OA中点,△EGF是等腰直角三角形,H是EF的中点,90EGF∠=︒,22AB=2GE=,△EGF绕G点逆时针方向旋转α角度,请直接写出旋转过程中BH的最大值.【答案】(1)见解析(2)AE⊥BF(3)25+【解析】(1)正确画出图形;………………1分(2)延长EA 交OF 于点H ,交BF 于点G …2分∵O 为正方形ABCD 的中心,∴OB OA =,∠AOB =90……3分∵OE 绕点O 逆时针旋转90角得到OF∴∠AOB =∠EOF =90∴∠EOA =∠FOB ……4分在△EOA 和△FOB 中,∴BF AE =.……5分∴∠OFB +∠FHG =90∴AE ⊥BF ……6分(3)BH 的最大值为25+……8分随练1.1 在ABC ∆中,2AB BC ==,90ABC ∠=︒,BD 为斜边AC 上的中线,将ABD ∆绕点D 顺时针旋转α(0180α︒<<︒)得到EFD ∆,其中点A 的对应点为点E ,点B 的对应点为点F ,BE 与FC 相交于点H .(1)如图1,直接写出BE 与FC 的数量关系:____________;(2)如图2,M 、N 分别为EF 、BC 的中点.求证:MN =__________;(3)连接BF ,CE ,如图3,直接写出在此旋转过程中,线段BF 、CE 与AC 之间的数量关系:____________________________.【答案】 (1)BE FC =;(2)22FC ;(3)222BF CE AC +=. 【解析】 (1)BE FC =;(2)证明:如图,∵AB BC =,90ABC ∠=︒,BD 为斜边中线,∴12BD AD CD AC ===,BD AC ⊥ ∵EFD ∆是由ABD ∆旋转得到的,∴DE DF DB DC ===,90EDF ADB BDC ∠=∠=∠=︒∴EDF BDF BDC BDF ∠+∠=∠+∠,即BDE FDC ∠=∠,∴BDE FDC ∆∆≌,∴BE FC =且12∠=∠又∵34∠=∠,∴90FHE FDE ∠=∠=︒ ,即BE CF ⊥连接BF ,取BF 中点G ,连接MG 、NG .∵M 为EF 中点,G 为BF 中点,N 为BC 中点又∵EB FC =,BE FC ⊥∴MG NG =,90MGN ∠=︒,∴MGN ∆为等腰直角三角形,∴2MN =. (3)222BF CE AC +=.随练1.2 在菱形ABCD 中,120BAD ∠=︒,4AB =,把一个含60°角的三角板与这个菱形叠合,使三角板的60°角的顶点与点A 重合,两边分别落在AB 、AC 上.将三角板绕点A 按逆时针旋转,设旋转角为α.(1)如图①,当060α︒<<︒时,三角板的两边分别与菱形的两边BC 、CD 相交于点E 、F ,请你通过观察或测量写出图中现有的两组相等线段(菱形的边和对角线除外).(2)如图②,当60120α︒<<︒时,三角板的两边分别与BC 、CD 的延长线相交于点E 、F ,你在(1)中得到的结论还成立吗?若成立,请你选择一组加以证明;若不成立,请你说明理由.(3)当060α︒<<︒时,三角板的两边分别与菱形的两边BC 、CD 相交于点E 、F ,请你求出这个三角板与这个菱形重合部分的面积.【答案】 见解析【解析】 (1)BE CF =,AE AF =,CE DF =.写出两组即可.(2)(1)中的结论仍然成立.如图,BE CF =的结论仍然成立.证明如下:∵在菱形ABCD 中,120BAD ∠=︒,又由题意可知,60EAF ∠=︒,∴BAE CAF ∠=∠.在△BAE 和△CAF 中,∴△BAE ≌△CAF .∴BE CF =.(3)当060α︒<<︒时,三角板与这个菱形重合部分的面积就是四边形AECF 的面积.由题意可证△BAE ≌△CAF .∴四边形AECF 的面积就是△ABC 的面积.∵4AB =,∴所求图形的面积为43随练1.3如图1所示,在正方形ABCD和正方形CGEF中,点B、C、G在同一条直线上,M是线段AE的中点,DM的延长线交EF于点N,连接FM,易证:DM=FM,DM⊥FM(无需写证明过程)(1)如图2,当点B、C、F在同一条直线上,DM的延长线交EG于点N,其余条件不变,试探究线段DM与FM有怎样的关系?请写出猜想,并给予证明;(2)如图3,当点E、B、C在同一条直线上,DM的延长线交CE的延长线于点N,其余条件不变,探究线段DM与FM有怎样的关系?请直接写出猜想.【答案】(1)DM=FM,DM⊥FM(2)DM⊥FM,DM=FM【解析】(1)如图2,DM=FM,DM⊥FM,证明:连接DF,NF,∵四边形ABCD和CGEF是正方形,∴AD∥BC,BC∥GE,∴AD∥GE,∴∠DAM=∠NEM,∵M是AE的中点,∴AM=EM,在△MAD与△MEN中,∴△MAD≌△MEN,∴DM=MN,AD=EN,∵AD=CD,∴CD=NE,∵CF=EF,∠DCF=∠DCB=90°,在△DCF与△NEF中,∴△DCF≌△NEF,∴DF=NF,∠CFD=∠EFN,∵∠EFN+∠NFC=90°,∴∠DFC+∠CFN=90°,∴∠DFN=90°,∴DM⊥FM,DM=FM(2)猜想:DM⊥FM,DM=FM,证明如下:如图3,连接DF,NF,连接DF,NF,∵四边形ABCD是正方形,∴AD∥BC,∵点E、B、C在同一条直线上,∴AD∥CN,∴∠ADN=∠MNE,在△MAD与△MEN中,∴△MAD≌△MEN,∴DM=MN,AD=EN,∵AD=CD,∴CD=NE,∵CF=EF,∵∠DCF=90°+45°=135°,∠NEF=180°﹣45°=135°,∴∠DCF=∠NEF,在△DCF与△NEF中,∴△MAD≌△MEN,∴DF=NF,∠CFD=∠EFN,∵∠CFD+∠EFD=90°,∴∠NFE+∠EFD=90°,∴∠DFN=90°,∴DM ⊥FM ,DM=FM .随练 1.4 已知:在ABC △中,AB AC =,点D 为BC 边的中点,点F 在AB 上,连结DF 并延长到点E ,使BAE BDF ∠=∠,点M 在线段DF 上,且ABE DBM ∠=∠.(1)如图,当45ABC ∠=°时, 求证:2AE MD =;(2)如图,当60ABC ∠=°时,则线段AE MD 、之间的数量关系为____________;(3)在(2)的条件下,延长BM 到P ,使MP BM =,连接CP ,若727AB AE ==,,求tan EAB ∠的值.【答案】 (1)见解析(2)2AE MD =(33 【解析】 该题考查的是四边形综合.(1)如图,连结AD又∵45ABC ∠=°∴cos BD AB ABC =∠即2AB BD =∴△ABE ∽△DBM(2)与(1)类似可知△DBM ∽△ABE ,又60ABC ∠=︒,(3)如图2连结AD 、EP ,∵△ABE ∽△DBM又∵BM MP =∴△BEP 等边三角形∴EM BP ⊥即90BMD ∠=︒在Rt △AEB 中,27AE =7AB =, tan EAB ∠的值为3随练 1.5 在等边ABC ∆的两边AB ,AC 所在直线上分别有两点M N D ,,为ABC ∆外一点,且60MDN ∠=︒,120BDC ∠=︒,BD CD =,探究:当点M N ,分别在直线AB AC ,上移动时,BM NC MN ,,之间的数量关系及AMN ∆的周长Q 与等边ABC ∆的周长L 的关系.(1)如图①,当点M N ,在边AB AC ,上,且DM DN =时,BM NC MN ,,之间的数量关系式_________;此时Q L=__________ (2)如图②,当点M N ,在边AB AC ,上,且DM DN ≠时,猜想(1)问的两个结论还成立吗?写出你的猜想并加以证明;(3)如图③,当点M N ,分别在边AB CA ,的延长线上时,若AN x =,则Q =_________(用x L ,表示)【答案】 见解析【解析】 (Ⅰ)BM 、NC 、MN 之间的数量关系BM NC MN +=.此时23Q L =. (Ⅱ)猜想:结论仍然成立.证明:如图,延长AC 至E ,使CE BM =,连结DE .∵BD CD =,且120BDC ∠=︒.又△ABC 是等边三角形,∴90MBD NCD ∠=∠=︒.在△MBD 与△ECD 中,BM CE MBD ECD BD DC =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩∴△MBD ≌△ECD (SAS).∴DM DE =,BDM CDE ∠=∠.在△MDN 与△EDN 中,DM DE MDN EDN DN DN =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩∴△MDN ≌△EDN (SAS).△AMN 的周长Q AM AN MN =++而等边△ABC 的周长3L AB =(Ⅲ)如图③,当M 、N 分别在AB 、CA 的延长线上时,若AN x =,则223Q x L=+(用x、L表示).随练1.6(1)正方形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,如图1,请直接猜想并写出AO与CD 之间的数量关系:;(2)如图2,将(1)中的△BOC绕点B逆时针旋转得到△BO1C1,连接AO1,DC1,请猜想线段AO1与DC1的数量关系,并证明你的猜想;(3)如图3,矩形ABCD和Rt△BEF有公共顶点,且∠BEF=90°,∠EBF=∠ABD=30°,则AEDF=______.【答案】(1)AO=2CD.理由如下:∵四边形ABCD为正方形,∴AO=OC=OD,∠ODC=∠OCD=45°,∠DOC=90°,∴AO=CO=2 CD,故答案为AO=2 CD;(2)∵四边形ABCD为正方形,∴AB=BC,AC=BD,OB=OC,∠OBC=∠ABO=45°,∠BOC=90°,∴△ABC和△OBC都是等腰直角三角形,∵△BOC绕点B逆时针方向旋转得到△BO1C1,∴∠O1BC1=∠OBC=45°,OB=O1B,BC1=BC,∴BC121,∵∠1+∠3=45°,∠2+∠3=45°,∴∠1=∠2,∴△BDC1∽△BAO1,(3)在R t△EBF中,cos∠EBF=EB FB在R t△ABD中,cos∠ABD=AD BD,∵∠EBF=∠ABD=30°,∵∠EBF+∠FBA=∠ABD+∠FBA,即∠EBA=∠FBD,∴△AEB∽△FBD,故答案为3【解析】(1)根据正方形的性质得AO=OC=OD,∠ODC=∠OCD=45°,∠DOC=90°,由勾股定理得到AO与CD之间的数量关系;(2)如图2根据正方形的性质得AB=BC,AC=BD,OB=OC,∠OBC=∠ABO=45°,∠BOC=90°,得到△ABC和△OBC都是等腰直角三角形,求出AC=2AB BC=2BO,得到BD=2AB,因为△BOC绕点B逆时针方向旋转得到△BO1C1,所以∠O1BC1=∠OBC=45°,OB=O1B,BC1=BC,BC1=2BO1,由∠1+∠3=45°,∠2+∠3=45°,得到∠1=∠2,于是得到△BDC1∽△BAO1,求出结论;(3)如图3在R t△ABD中,cos∠ABD=ABBD,在Rt△EBF中,cos∠EBF=EBFB因为∠EBF=∠ABD=30°得到BE ADBF BD=3,再由∠EBF+∠FBA=∠ABD+∠FBA,得到∠EBA=∠FBD,△AEB∽△FBD,由相似的性质得到解.解:(1)AO=2CD.理由如下:如图1,∵四边形ABCD为正方形,∴AO=OC=OD,∠ODC=∠OCD=45°,∠DOC=90°,∴AO=CO=2 CD,故答案为AO=2 CD;(2)如图2,∵四边形ABCD为正方形,∴AB=BC,AC=BD,OB=OC,∠OBC=∠ABO=45°,∠BOC=90°,∴△ABC和△OBC都是等腰直角三角形,∵△BOC绕点B逆时针方向旋转得到△BO1C1,∴∠O1BC1=∠OBC=45°,OB=O1B,BC1=BC,∴BC121,∵∠1+∠3=45°,∠2+∠3=45°,∴∠1=∠2,∴△BDC1∽△BAO1,(3)如图3 在R t△EBF中,cos∠EBF=EB FB在R t△ABD中,cos∠ABD=AD BD,∵∠EBF=∠ABD=30°,∵∠EBF+∠FBA=∠ABD+∠FBA,即∠EBA=∠FBD,∴△AEB∽△FBD,故答案为3.随练1.7如图,正方形OABC的边长为2,以O为圆心,EF为直径的半圆经过点A,连接AE,CF 相交于点P,将正方形OABC从OA与OF重合的位置开始,绕着点O逆时针旋转90°,交点P运动的路径长是______.【答案】2【解析】如图点P运动的路径是以G为圆心的弧EF,在⊙G上取一点H,连接EH、FH.∵四边形AOCB是正方形,∴∠AOC=90°,∴∠AFP=12∠AOC=45°,∵EF是⊙O直径,∴∠EAF=90°,∴∠APF=∠AFP=45°,∴∠H=∠APF=45°,∴∠EGF=2∠H=90°,∵EF=4,GE=GF,∴2,∴EF的长9022π•2.随练1.8已知△ABC是等腰直角三角形,AC=BC=2,D是边AB上一动点(A、B两点除外),将△CAD绕点C按逆时针方向旋转角α得到△CEF,其中点E是点A的对应点,点F是点D的对应点.(1)如图1,当α=90°时,G是边AB上一点,且BG=AD,连接GF.求证:GF∥AC;(2)如图2,当90°≤α≤180°时,AE与DF相交于点M.①当点M与点C、D不重合时,连接CM,求∠CMD的度数;②设D为边AB的中点,当α从90°变化到180°时,求点M运动的路径长.【答案】(1)见解析;(2)①∠CMD=135°②2π【解析】(1)如图1中,∵CA=CB,∠ACB=90°,∴∠A=∠ABC=45°,∵△CEF是由△CAD旋转逆时针α得到,α=90°,∴CB与CE重合,∴∠CBE=∠A=45°,∴∠ABF=∠ABC+∠CBF=90°,∵BG=AD=BF,∴∠BGF=∠BFG=45°,∴∠A=∠BGF=45°,∴GF∥AC.(2)①如图2中,∵CA=CE,CD=CF,∴∠CAE=∠CEA,∠CDF=∠CFD,∵∠ACD=∠ECF,∴∠ACE=∠CDF,∵2∠CAE+∠ACE=180°,2∠CDF+∠DCF=180°,∴∠CAE=∠CDF,∴A、D、M、C四点共圆,∴∠CMF=∠CAD=45°,∴∠CMD=180°﹣∠CMF=135°.②如图3中,O是AC中点,连接OD、CM.∵AD=DB,CA=CB,∴CD⊥AB,∴∠ADC=90°,由①可知A、D、M、C四点共圆,∴当α从90°变化到180°时,点M 在以AC 为直径的⊙O 上,运动路径是弧CD ,∵OA=OC ,CD=DA ,∴DO ⊥AC ,∴∠DOC=90°,∴CD ∧的长=901180π=2π. ∴当α从90°变化到180°时,点M 运动的路径长为2π. 随练1.9 如图1,点O 是正方形ABCD 两对角线的交点,分别延长OD 到点G ,OC 到点E ,使OG=2OD ,OE=2OC ,然后以OG 、OE 为邻边作正方形OEFG ,连接AG ,DE .(1)求证:DE ⊥AG ;(2)正方形ABCD 固定,将正方形OEFG 绕点O 逆时针旋转α角(0°<α<360°)得到正方形OE ′F ′G ′,如图2.①在旋转过程中,当∠OAG ′是直角时,求α的度数;②若正方形ABCD 的边长为1,在旋转过程中,求AF ′长的最大值和此时α的度数,直接写出结果不必说明理由.【答案】 (1)如图1,延长ED 交AG 于点H ,∵点O 是正方形ABCD 两对角线的交点,∴OA=OD ,OA ⊥OD ,∵OG=OE ,在△AOG 和△DOE 中,∴△AOG ≌△DOE ,∴∠AGO=∠DEO ,∵∠AGO+∠GAO=90°,∴∠GAO+∠DEO=90°,∴∠AHE=90°,即DE ⊥AG ;(2)①α=30°;②α=315°.【解析】 (1)如图1,延长ED 交AG 于点H ,∵点O 是正方形ABCD 两对角线的交点,∴OA=OD ,OA ⊥OD ,∵OG=OE ,在△AOG 和△DOE 中,∴△AOG ≌△DOE ,∴∠AGO=∠DEO ,∵∠AGO+∠GAO=90°,∴∠GAO+∠DEO=90°,∴∠AHE=90°,即DE ⊥AG ;(2)①在旋转过程中,∠OAG′成为直角有两种情况:(Ⅰ)α由0°增大到90°过程中,当∠OAG′=90°时,∵OA=OD=12OG=12OG′, ∴在Rt △OAG′中,sin ∠AG′O='OA OG =12, ∴∠AG′O=30°,∵OA ⊥OD ,OA ⊥AG′,∴OD ∥AG′,∴∠DOG′=∠AG′O=30°,即α=30°;(Ⅱ)α由90°增大到180°过程中,当∠OAG′=90°时,同理可求∠BOG′=30°,∴α=180°﹣30°=150°.综上所述,当∠OAG′=90°时,α=30°或150°.②如图3,当旋转到A、O、F′在一条直线上时,AF′的长最大,∵正方形ABCD的边长为1,∴2,∵OG=2OD,∴2∴OF′=2,∴2+2,∵∠COE′=45°,∴此时α=315°.作业1如图1,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC.(1)若点M为AC上的任意一点,过M作MN⊥BC于点N,取BM的中点D,连接AD、DM,求证:AD=DN.(2)如图2,若M为BC上的任意一点,以线段CM为底边作等腰Rt△MCN,此时,取BM的中点D,连接AD、DN,则AD与DN有怎样的数量关系?说明理由.(3)如图3,在(2)的条件下将Rt△MNC绕C点旋转任意角度,连接BM,取BM的中点D,再连接AD、DN,则(2)中的结论仍然成立吗,它们之间又有怎样的位置关系?请说明理由.【答案】(1)见解析;(2)AD=DN;(3)AD=DN,AD⊥DN【解析】(1)证明:解法一:如图1中,延长AD到K,使得DK=AD,连接AN、KN、KM.在△ADB和△KDM中,∴△ADB≌△KDM,∴AB=KM=AC,∠BAD=∠MKD,∴AB∥KM,∴∠KMC=∠BAC=90°,∵AB=AC,∠BAC=90°,∴∠C=45°,∵MN⊥BC,∴∠MNC=90°,∠NMC=45°=∠KMC=∠C,∴MN=NC,在△ANC和△KNM中,∴△ANC≌△KNM,∴AN=KN,∠ANC=∠KNM,∴∠KNA=∠MNC=90°∵AD=DK,∴DN=AD=DK,即AD=DN.解法二:根据直角三角形斜边中线性质,可知AD=12BM,DN=12BM,由此即可证明.(2)如图2中,结论:AD=DN.理由:延长AD到K,使得DK=AD,连接AN、KN、KM.在△ADB和△KDM中,∴△ADB≌△KDM,∴AB=KM=AC,∠BAD=∠MKD,∴AB∥KM,∴∠KMN=∠B=45°,∵∠NMC=∠NCM=∠ACB=45°∴MN=NC,∠KMN=∠ACN=90°在△ANC和△KNM中,∴△ANC≌△KNM,∴AN=KN,∠ANC=∠KNM,∴∠KNA=∠MNC=90°∵AD=DK,∴DN=AD=DK,即AD=DN.(3)如图3中,结论:AD=DN,AD⊥DN.理由:延长AD到K,使得DK=AD,连接AN、KN、KM,延长KN交AC于G.在△ADB和△KDM中,∴△ADB≌△KDM,∴AB=KM=AC,∠BAD=∠MKD,∴AB∥KM,∴∠KGC=∠BAC=90°,∴∠ACN+∠NMG=180°,∵∠KMN+∠NMG=180°,∴∠ACN=∠NMK,在△ANC和△KNM中,∴△ANC≌△KNM,∴AN=KN,∠ANC=∠KNM,∴∠KNA=∠MNC=90°∵AD=DK,∴DN=AD=DK,DN⊥AK,即AD=DN.AD⊥DN.作业2已知正方形ABCD中,E为对角线BD上一点,过E点作EF⊥BD交BC于F,连接DF,G为DF中点,连接EG,CG.(1)求证:EG=CG;(2)将图①中△BEF绕B点逆时针旋转45°,如图②所示,取DF中点G,连接EG,CG.问(1)中的结论是否仍然成立?若成立,请给出证明;若不成立,请说明理由;(3)将图①中△BEF绕B点旋转任意角度,如图③所示,再连接相应的线段,问(1)中的结论是否仍然成立?通过观察你还能得出什么结论(均不要求证明).【答案】(1)见解析(2)成立(3)见解析【解析】本题利用了直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半的性质、全等三角形的判定和性质.(1)利用直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,可证出CG=EG.(2)结论仍然成立,连接AG,过G点作MN⊥AD于M,与EF的延长线交于N点;再证明△DAG≌△DCG,得出AG=CG;再证出△DMG≌△FNG,得到MG=NG;再证明△AMG≌△ENG,得出AG=EG;最后证出CG=EG.(3)结论依然成立.还知道EG⊥CG.(1)证明:∵四边形ABCD是正方形,∴∠DCF=90°,在Rt△FCD中,∵G为DF的中点,∴CG=12 FD,同理,在Rt△DEF中,EG=12 FD,∴CG=EG.(1)(1)中结论仍然成立,即EG=CG.证法一:连接AG,过G点作MN⊥AD于M,与EF的延长线交于N点.在△DAG与△DCG中,∵AD=CD,∠ADG=∠CDG,DG=DG,∴△DAG≌△DCG(SAS),∴AG=CG;在△DMG与△FNG中,∵∠DGM=∠FGN,FG=DG,∠MDG=∠NFG,∴△DMG≌△FNG(ASA),∴MG=NG;∵∠EAM=∠AEN=∠AMN=90°,∴四边形AENM是矩形,在矩形AENM中,AM=EN,在△AMG与△ENG中,∵AM=EN,∠AMG=∠ENG,MG=NG,∴△AMG≌△ENG(SAS),∴AG=EG,∴EG=CG.证法二:延长CG至M,使MG=CG,连接MF,ME,EC,在△DCG与△FMG中,∵FG=DG,∠MGF=∠CGD,MG=CG,∴△DCG≌△FMG.∴MF=CD,∠FMG=∠DCG,∴MF∥CD∥AB,∴EF⊥MF.在Rt△MFE与Rt△CBE中,∵MF=CB,∠MFE=∠EBC,EF=BE,∴△MFE≌△CBE∴∠MEF=∠CEB.∴∠MEC=∠MEF+∠FEC=∠CEB+∠CEF=90°,∴△MEC为直角三角形.∵MG=CG,∴EG=12 MC,∴EG=CG.(3)(1)中的结论仍然成立.理由如下:过F作CD的平行线并延长CG交于M点,连接EM、EC,过F作FN垂直于AB于N.由于G为FD中点,易证△CDG≌△MFG,得到CD=FM,又因为BE=EF,易证∠EFM=∠EBC,则△EFM≌△EBC,∠FEM=∠BEC,EM=EC∵∠FEC+∠BEC=90°,∴∠FEC+∠FEM=90°,即∠MEC=90°,∴△MEC是等腰直角三角形,∵G为CM中点,∴EG=CG,EG⊥CG.作业3在△ABC中,∠ACB=90°,∠A<45°,点O为AB中点,一个足够大的三角板的直角顶点与点O重合,一边OE经过点C,另一边OD与AC交于点M.(1)如图1,当∠A=30°时,求证:MC2=AM2+BC2;(2)如图2,当∠A≠30°时,(1)中的结论是否成立?如果成立,请说明理由;如果不成立,请写出你认为正确的结论,并说明理由;(3)将三角形ODE绕点O旋转,若直线OD与直线AC相交于点M,直线OE与直线BC相交于点N,连接MN,则MN2=AM2+BN2成立吗?答:____(填“成立”或“不成立”)【答案】(1)见解析;(2)不成立;(3)成立【解析】(1)证明:如图1,过A作AF⊥AC交CO延长线于F,连接MF,∵∠ACB=90°,∴BC∥AF,∴△BOC∽△AOF,∵O为AB中点,∴OA=OB,∴AF=BC,CO=OF,∵∠MOC=90°,∴OM是CF的垂直平分线,∴CM=MF,在Rt△AMF中,由勾股定理得:MF2=AM2+AF2=AM2+BC2,即MC2=AM2+BC2;(2)还成立,理由是:如图2,过A作AF⊥AC交CO延长线于F,连接MF,∵∠ACB=90°,∴BC∥AF,∴△BOC∽△AOF,∵OA=OB,∴AF=BC,CO=OF,∵∠MOC=90°,∴OM是CF的垂直平分线,∴CM=MF,在Rt△AMF中,由勾股定理得:MF2=AM2+AF2=AM2+BC2,即MC2=AM2+BC2;(3)成立.作业4在四边形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,将△COD绕点O按逆时针方向旋转得到△C1OD1,旋转角为θ(0°<θ<90°),连接AC1、BD1,AC1与BD1交于点P.(1)如图1,若四边形ABCD是正方形.请直接写出AC1与BD1的数量关系和位置关系.(2)如图2,若四边形ABCD是菱形,AC=6,BD=8,判断AC1与BD1的数量关系和位置关系,并给出证明;(3)如图3,若四边形ABCD是平行四边形,AC=6,BD=12,连接DD1,设AC1=kBD1,请直接写出k 的值和AC12+(kDD1)2的值.【答案】(1)AC1⊥BD1(2)AC1=34BD1,AC1⊥BD1,理由见解析(3)AC12+(kDD1)2=36【解析】(1)AC1=BD1,AC1⊥BD1;理由:如图1,∵四边形ABCD是正方形,∴OC=OA=OD=OB,AC⊥BD,∴∠AOB=∠COD=90°,∵△COD绕点O按逆时针方向旋转得到△C1OD1,∴OC1=OC,OD1=OD,∠COC1=∠DOD1,∴OC1=OD1,∠AOC1=∠BOD1=90°+∠AOD1,在△AOC 1和△BOD 1中1111AO OB AOC BOD OC OD =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩ ,∴△AOC 1≌△BOD 1(SAS );∴AC 1=BD 1,∵∠AOB=90°,∴∠OAB+∠ABP+∠OBD 1=90°,∴∠OAB+∠ABP+∠OAC 1=90°,∴∠APB=90°,则AC 1⊥BD 1;故AC 1 与BD 1的数量关系是:AC 1=BD 1;AC 1 与BD 1的位置关系是:AC 1⊥BD 1;(2)AC 1=34BD 1,AC 1⊥BD 1. 理由:∵四边形ABCD 是菱形,∴OC=OA=12AC ,OD=OB=12BD ,AC ⊥BD . ∵△C 1OD 1由△COD 绕点O 旋转得到,∴O C 1=OC ,O D 1=OD ,∠CO C 1=∠DO D 1.∴O C 1=OA ,O D 1=OB ,∠AO C 1=∠BO D 1,∴△AO C 1∽△BOD 1.∴∠O AC 1=∠OB D 1.又∵∠AOB=90°,∴∠O AB+∠ABP+∠OB D 1=90°.∴∠O AB+∠ABP+∠O AC 1=90°.∴∠APB=90°.∴AC 1⊥BD 1.∵△AO C 1∽△BOD 1,即AC 1=34BD 1,AC 1⊥BD 1.(3)如图3,与(2)一样可证明△AOC1∽△BOD1,∴k=12;∵△COD绕点O按逆时针方向旋转得到△C1OD1,∴OD1=OD,而OD=OB,∴OD1=OB=OD,∴△BDD1为直角三角形,在Rt△BDD1中,BD12+DD12=BD2=144,∴(2AC1)2+DD12=144,∴AC12+(kDD1)2=36.作业5在学习了图形的旋转知识后,数学兴趣小组的同学们又进一步对图形旋转前后的线段之间、角之间的关系进行了探究.(一)尝试探究如图1,在四边形ABCD中,AB=AD,∠BAD=60°,∠ABC=∠ADC=90°,点E、F分别在线段BC、CD 上,∠EAF=30°,连接EF.(1)如图2,将△ABE绕点A逆时针旋转60°后得到△A′B′E′(A′B′与AD重合),请直接写出∠E′AF=________度,线段BE、EF、FD之间的数量关系为________.(2)如图3,当但点E、F分别在线段BC、CD的延长线上时,其他条件不变,请探究线段BE、EF、FD之间的数量关系,并说明理由.(二)拓展延伸如图4,在等边△ABC中,E、F是边BC上的两点,∠EAF=30°,BE=1,将△ABE绕点A逆时针旋转60°得到△A′B′E′(A′B′与AC重合),连接EE′,AF与EE′交于点N,过点A作AM⊥BC于点M,连接MN,求线段MN的长度.【答案】解:(一)(1):30 ,BE+DF=EF(2)BE﹣DF=EF(二)3【解析】解:(一)(1)如图2,将△ABE绕点A逆时针旋转60°后得到△A′B′E′,则∠1=∠2,BE=DE′,AE=AE′,∵∠BAD=60°,∠EAF=30°,∴∠1+∠3=30°,∴∠2+∠3=30°,即∠FAE′=30°∴∠EAF=∠FAE′,在△AEF和△AE′F中,∴△AEF≌△AE′F(SAS),∴EF=E′F,即EF=DF+DE′,∴EF=DF+BE,即线段BE、EF、FD之间的数量关系为BE+DF=EF,故答案为:30,BE+DF=EF;(2)如图3,在BE上截取BG=DF,连接AG,在△ABG和△ADF中,∴△ABG≌△ADF(SAS),∴∠BAG=∠DAF,且AG=AF,∵∠DAF+∠DAE=30°,∴∠BAG+∠DAE=30°,∵∠BAD=60°,∴∠GAE=60°﹣30°=30°,∴∠GAE=∠FAE,在△GAE和△FAE中,∴△GAE≌△FAE(SAS),∴GE=FE,又∵BE﹣BG=GE,BG=DF,∴BE﹣DF=EF,即线段BE、EF、FD之间的数量关系为BE﹣DF=EF;(二)如图4,将△ABE 绕点A 逆时针旋转60°得到△A ′B ′E ′,则AE=AE ′,∠EAE ′=60°,∴△AEE ′是等边三角形,又∵∠EAF=30°,∴AN 平分∠EAF ,∴AN ⊥EE ′,∴直角三角形ANE 中,AN 3AE = ∵在等边△ABC 中,AM ⊥BC ,∴∠BAM=30°, ∴AM 3AB =,且∠BAE+∠EAM=30°, 又∵∠MAN+∠EAM=30°,∴∠BAE=∠MAN ,∴△BAE ∽△MAN , ∴MN AM =BE AB ,即MN 31= ∴3. 作业6 探索绕公用顶点的相似多边形的旋转:(1)如图1,已知:等边ABC ∆和ADE ∆,根据__________(指出三角形的全等或相似),可得到CE 与BD 的大小关系为:__________.(2)如图2,正方形ABCD 和正方形AEFG ,求:FCEB 的值;(3)如图3,矩形ABCD 和矩形AEFG ,AB kBC =,AE kEF =,求:FCEB 的值.【答案】 (1)全等,相等;(223)21k +.【解析】 解:(1)如图1,ABC ∆和ADE ∆都是等边三角形,在AEC ∆和ADB ∆中,AE ADCAE BADAC AB =⎧⎪∠=∠⎨=⎪⎩,AEC ADB ∴∆≅∆,CE BD ∴=;(2)如图2,四边形ABCD 和四边形AEFG 都是正方形,(3)连接FA 、CA ,如图3,四边形ABCD 和四边形AEFG 都是矩形,AB kBC =,AE kEF =,作业7 如图,边长为6的等边三角形ABC 中,E 是对称轴AD 上的一个动点,连接EC ,将线段EC 绕点C 逆时针转60°得到FC ,连接DF .则在点E 运动过程中,DF 的最小值是( )A . 6B . 3C . 2D . 1.5【答案】D【解析】 取线段AC 的中点G ,连接EG ,如图所示.∵△ABC 为等边三角形,且AD 为△ABC 的对称轴,∴CD=CG=12AB=3,∠ACD=60°, ∵∠ECF=60°,∴∠FCD=∠ECG .在△FCD 和△ECG 中,FC EC FCD ECG DC GC =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,∴△FCD ≌△ECG (SAS ),∴DF=GE .当EG ∥BC 时,EG 最小,∵点G 为AC 的中点,∴此时EG=DF=12CD=32. 作业8 已知等边△ABC 边长为2,放置在如图的水平桌面上,将△ABC 水平向右作无滑动翻滚,使△ABC 首次落回开始的位置,则等边△ABC 的中心O 经过的路径长为_________.【答案】433π.【解析】如图,过点C作CD⊥AB于D,则CD一定经过点O,∵CD=32BC=3,∴OC=23CD=233,根据等边三角形的性质,∠BCD=12∠ACB=12×60°=30°,∴每一次翻滚中心O旋转的角度为:180°﹣2×30°=120°,等边三角形翻滚3次翻滚一周,∴点O旋转的角度为:120°×3=360°,∴中心O经过的路径长是:2π•OC=2π×233=433π,故答案为:433π.作业9已知,点O是等边△ABC内的任一点,连接OA,OB,OC.(1)如图1,已知∠AOB=150°,∠BOC=120°,将△BOC绕点C按顺时针方向旋转60°得△ADC.①∠DAO的度数是;②用等式表示线段OA,OB,OC之间的数量关系,并证明;(2)设∠AOB=α,∠BOC=β.①当α,β满足什么关系时,OA+OB+OC有最小值?请在图2中画出符合条件的图形,并说明理由;②若等边△ABC的边长为1,直接写出OA+OB+OC的最小值.【答案】(1)①90°;②OA2+OB2=OC2;证明见解析(2)①α=β=120°,OA+OB+OC有最小值;图形见解析【解析】(1)①∠AOB=150°,∠BOC=120°,∴∠AOC=360°﹣120°﹣150°=90°,。
中考数学压轴题之旋转(中考题型整理,突破提升)及详细答案

在△ DAG 与△ DCG 中, ∵ AD=CD,∠ ADG=∠ CDG,DG=DG, ∴ △ DAG≌ △ DCG. ∴ AG=CG. 在△ DMG 与△ FNG 中, ∵ ∠ DGM=∠ FGN,FG=DG,∠ MDG=∠ NFG, ∴ △ DMG≌ △ FNG. ∴ MG=NG 在矩形 AENM 中,AM=EN. 在 Rt△ AMG 与 Rt△ ENG 中, ∵ AM=EN, MG=NG, ∴ △ AMG≌ △ ENG. ∴ AG=EG ∴ EG=CG. (3)(1)中的结论仍然成立.
4.如图(1)所示,将一个腰长为 2 等腰直角△ BCD 和直角边长为 2、宽为 1 的直角△ CED 拼在一起.现将△ CED 绕点 C 顺时针旋转至△ CE’D’,旋转角为 a. (1)如图(2),旋转角 a=30°时,点 D′到 CD 边的距离 D’A=______.求证:四边形 ACED′ 为矩形; (2)如图(1),△ CED 绕点 C 顺时针旋转一周的过程中,在 BC 上如何取点 G,使得 GD’=E’D;并说明理由.
【答案】(1)详见解析;(2)FE·sin( -90°) 【解析】 【分析】 (1)由四边形 ABCD 是平行四边形得 AF∥ BE,所以∠ FAE=∠ BEA,由折叠的性质得 ∠ BAE=∠ FAE,∠ BEA=∠ FEA,所以∠ BAE=∠ FEA,故有 AB∥ FE,因此四边形 ABEF 是平行四 边形,又 BE=EF,因此可得结论; (2)根据点 M 在线段 BE 上和 EC 上两种情况证明∠ ENG=90°- ,利用菱形的性质得到
中考数学 专题22 图形的旋转(知识点串讲)(解析版)

专题22 图形的旋转考点总结【思维导图】【知识要点】知识点一旋转的基础旋转的概念:把一个平面图形绕着平面内某一点O转动一个角度,叫作图形的旋转.点O叫作旋转中心,转动的角叫作旋转角.如图形上的点P经过旋转变化点P',那么这两个点叫作这个旋转的对应点.如图所示,A OB''∆绕定点O逆时针旋转45︒得到的,其中点A与点A'叫作对应点,线段OB与∆是AOB线段OB'叫作对应线段,OAB∠与OA B'∠)的度数叫∠叫作对应角,点O叫作旋转中心,AOA'∠(或BOB'作旋转的角度. 【注意】1.图形的旋转由旋转中心、旋转方向与旋转的角度所决定.2.旋转中心可以是图形内,也可以是图形外。
【图形旋转的三要素】旋转中心、旋转方向和旋转角. 旋转的特征:➢ 对应点到旋转中心的距离相等;➢ 对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角; ➢ 旋转前、后的图形全等. 旋转作图的步骤方法:➢ 确定旋转中心、旋转方向、旋转角; ➢ 找出图形上的关键点;➢ 连接图形上的关键点与旋转中心,然后按旋转方向分别将它们旋转一定的角度,得到关键点的对应点; ➢ 按原图的顺序连接这些对应点,即得旋转后的图形. 平移、旋转、轴对称之间的联系:变化后不改变图形的大小和形状,对应线段相等、对应角相等。
平移、旋转、轴对称之间的区别: 1) 变化方式不同:平移:将一个图形沿某个方向移动一定距离。
旋转:将一个图形绕一个顶点沿某个方向转一定角度。
轴对称:将一个图形沿一条直线对折。
2) 对应线段、对应角之间的关系不同平移: 变化前后对应线段平行(或在一条直线上),对应点连线平行(或在一条直线上),对应角的两边平行(或在一条直线上)、方向一致。
旋转: 变化前后任意一对对应点与旋转中心的连线所称的角都是旋转角。
轴对称:对应线段或延长线如果相交,那么交点在对称轴上。
3)确定条件不同A平移:距离与方向旋转:旋转的三要素。
2022年中考数学真题-专题17 图形变换(平移、旋转、对称)(1)(全国通用解析版)

专题17图形变换(平移、旋转、对称)一.选择题(2022·湖南娄底)1. 下列与2022年冬奥会相关的图案中,是中心对称图形的是()A. B. C. D.【答案】D【解析】【分析】中心对称图形定义:如果一个图形绕某一点旋转180度,旋转后的图形能和原图形回完全重合,那么这个答图形叫做中心对称图形,根据中心对称图形定义逐项判定即可.【详解】解:根据中心对称图形定义,可知D符合题意,故选:D.【点睛】本题考查中心对称图形的识别,掌握中心对称图形的定义是解决问题的关键.(2022·四川自贡)2. 剪纸与扎染、龚扇被称为自贡小三绝,以下学生剪纸作品中,轴对称图形是()A. B.C. D.【答案】D【解析】【分析】根据轴对称图形的定义判断即可.【详解】∵不是轴对称图形,∴A不符合题意;∵不是轴对称图形,∴B不符合题意;∵不是轴对称图形,∴C不符合题意;∵是轴对称图形,∴D符合题意;故选D.【点睛】本题考查了轴对称图形即沿着某条直线折叠,直线两旁的部分完全重合,熟练掌握定义是解题的关键.(2022·山东泰安)3. 下列图形:其中轴对称图形的个数是()A. 4B. 3C. 2D. 1【答案】B【解析】【分析】对每个图形逐一分析,能够找到对称轴的图形就是轴对称图形.【详解】从左到右依次对图形进行分析:第1个图在竖直方向有一条对称轴,是轴对称图形,符合题意;第2个图在水平方向有一条对称轴,是轴对称图形,符合题意;第3个图找不到对称轴,不是轴对称图形,不符合题意;第4个图在竖直方向有一条对称轴,是轴对称图形,符合题意;因此,第1、2、4都是轴对称图形,共3个.故选:B.【点睛】本题考查轴对称图形的概念,解题的关键是寻找对称轴.(2022·江苏苏州)0,2,点B是x轴正半轴上的一点,将线段AB绕点A按4. 如图,点A的坐标为()m,则m的值为()逆时针方向旋转60°得到线段AC.若点C的坐标为(),3A.【答案】C【解析】【分析】过C作CD⊥x轴于D,CE⊥y轴于E,根据将线段AB绕点A按逆时针方向旋转60°得到线段AC,可得△ABC是等边三角形,又A(0,2),C(m,3),即得AC BC AB==,可得BD=m=.OB=m=,即可解得3【详解】解:过C 作CD ⊥x 轴于D ,CE ⊥y 轴于E ,如图所示:∵CD ⊥x 轴,CE ⊥y 轴,∴∠CDO =∠CEO =∠DOE =90°,∴四边形EODC 是矩形,∵将线段AB 绕点A 按逆时针方向旋转60°得到线段AC ,∴AB =AC ,∠BAC =60°,∴△ABC 是等边三角形,∴AB =AC =BC ,∵A (0,2),C (m ,3),∴CE =m =OD ,CD =3,OA =2,∴AE =OE −OA =CD −OA =1,∴AC BC AB ===,在Rt △BCD 中,BD =在Rt △AOB 中,OB ==∵OB +BD =OD =m ,m =,化简变形得:3m 4−22m 2−25=0,解得:3m =或3m =-(舍去),∴m=,故C正确.故选:C.【点睛】本题考查直角坐标系中的旋转变换,解题的关键是熟练应用勾股定理,用含m的代数式表示相关线段的长度.(2022·浙江湖州)5. 如图,将△ABC沿BC方向平移1cm得到对应的△A′B′C′.若B′C=2cm,则BC′的长是()A. 2cmB. 3cmC. 4cmD. 5cm【答案】C【解析】【分析】据平移的性质可得BB′=CC′=1,列式计算即可得解.【详解】解:∵△ABC沿BC方向平移1cm得到△A′B′C′,∴BB′=CC′=1cm,∵B′C=2cm,∴BC′= BB′+ B′C+CC′=1+2+1=4(cm).故选:C.【点睛】本题考查了平移的性质,熟记性质得到相等的线段是解题的关键.(2022·浙江嘉兴)6. “方胜”是中国古代妇女的一种发饰,其图案由两个全等正方形相叠组成,寓意是同心吉祥.如图,将边长为2cm的正方形ABCD沿对角线BD方向平移1cm得'''',形成一个“方胜”图案,则点D,B′之间的距离为()到正方形A B C DA. 1cmB. 2cmC. 1)cmD. -1)cm 【答案】D【解析】【分析】先求出BD,再根据平移性质求得BB'=1cm,然后由BD BB-′求解即可.【详解】解:由题意,BD=,由平移性质得BB'=1cm,∴点D,B′之间的距离为DB'=BD BB-′=(1)cm,故选:D.【点睛】本题考查平移性质、正方形的性质,熟练掌握平移性质是解答的关键.(2022·湖南怀化)7. 如图,△ABC沿BC方向平移后的像为△DEF,已知BC=5,EC=2,则平移的距离是()A. 1B. 2C. 3D. 4【答案】C【解析】【分析】根据题意判断BE的长就是平移的距离,利用已知条件求出BE即可.【详解】因为ABC沿BC方向平移,点E是点B移动后的对应点,所以BE的长等于平移的距离,由图可知,点B、E、C在同一直线上,BC=5,EC=2,所以BE=BC-ED=5-2=3,故选C.【点睛】本题考查了平移,正确找出平移对应点是求平移距离的关键.(2022·湖南邵阳)8. 下列四种图形中,对称轴条数最多的是()A. 等边三角形B. 圆C. 长方形D. 正方形【答案】B【解析】【分析】分别求出各个图形的对称轴的条数,再进行比较即可.【详解】解:因为等边三角形有3条对称轴;圆有无数条对称轴;长方形有2条对称轴;正方形有4条对称轴;经比较知,圆的对称轴最多.故选:B.【点睛】此题考查了轴对称图形对称轴条数的问题,解题的关键是掌握轴对称图形对称轴的定义以及性质.(2022·江苏连云港)9. 下列图案中,是轴对称图形的是()A. B. C. D.【答案】A【解析】【分析】根据轴对称图形的概念逐项分析判断即可,轴对称图形的概念:平面内,一个图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够完全重合的图形.【详解】A.是轴对称图形,故该选项正确,符合题意;B.不是轴对称图形,故该选项不正确,不符合题意;C.不是轴对称图形,故该选项不正确,不符合题意;D.不是轴对称图形,故该选项不正确,不符合题意;故选A【点睛】本题考查了轴对称图形的概念,轴对称图形的关键是寻找对称轴,图形两部分折叠后可重合.(2022·四川遂宁)10. 下面图形中既是轴对称图形又是中心对称图形的是()科克曲线笛卡尔心形线阿基米德螺旋线赵爽弦图A. 科克曲线B. 笛卡尔心形线C. 阿基米德螺旋线D. 赵爽弦图【答案】A【解析】【分析】根据轴对称图形和中心对称图形的概念,对各选项分析判断即可得解.把一个图形绕某一点旋转180°,如果旋转后的图形能够与原来的图形重合,那么这个图形就叫做中心对称图形;如果一个图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,这个图形叫做轴对称图形.【详解】解:A、科克曲线既是轴对称图形又是中心对称图形,故本选项符合题意;B、笛卡尔心形线是轴对称图形,不是中心对称图形,故本选项不符合题意;C、阿基米德螺旋线不是轴对称图形,也不是中心对称图形,故本选项不符合题意;D、赵爽弦图不是轴对称图形,是中心对称图形,故本选项不符合题意.故选:A.【点睛】本题考查了中心对称图形与轴对称图形的概念,轴对称图形的关键是寻找对称轴,图形两部分折叠后可重合,中心对称图形是要寻找对称中心,旋转180度后与原图重合.(2022·新疆)11. 平面直角坐标系中,点P (2,1)关于x 轴对称的点的坐标是( )A. ()2,1B. ()2,1-C. ()2,1-D. ()2,1--【答案】B【解析】【分析】直接利用关于x 轴的对称点的坐标特点:横坐标不变,纵坐标互为相反数,得出答案.【详解】解:点P (2,1)关于x 轴对称的点的坐标是(2,-1).故选:B .【点睛】本题主要考查了关于x 轴对称点的性质,正确掌握横纵坐标的关系是解题关键.(2022·天津) 12. 在一些美术字中,有的汉字是轴对称图形.下面4个汉字中,可以看作是轴对称图形的是( )A. B. C. D.【答案】D【解析】【分析】根据轴对称图形的概念对各项分析判断即可得解.【详解】A .不是轴对称图形,故本选项错误;B .不是轴对称图形,故本选项错误;C .不是轴对称图形,故本选项错误;D .是轴对称图形,故本选项正确.故选:D .【点睛】本题考查轴对称图形,理解轴对称图形的概念是解答的关键.(2022·天津)13. 如图,在△ABC 中,AB =AC ,若M 是BC 边上任意一点,将△ABM 绕点A 逆时针旋转得到△ACN ,点M 的对应点为点N ,连接MN ,则下列结论一定正确的是( )A. AB AN =B. AB NC ∥C. AMN ACN ∠=∠D. MN AC ⊥【答案】C【解析】 【分析】根据旋转的性质,对每个选项逐一判断即可.【详解】解:∵将△ABM 绕点A 逆时针旋转得到△ACN ,∴△ABM ≌△ACN , ∴AB =AC ,AM =AN ,∴AB 不一定等于AN ,故选项A 不符合题意; ∵△ABM ≌△ACN ,∴∠ACN =∠B ,而∠CAB 不一定等于∠B ,∴∠ACN 不一定等于∠CAB ,∴AB 与CN 不一定平行,故选项B 不符合题意; ∵△ABM ≌△ACN ,∴∠BAM =∠CAN ,∠ACN =∠B ,∴∠BAC =∠MAN ,∵AM =AN ,AB =AC ,∴△ABC 和△AMN 都是等腰三角形,且顶角相等, ∴∠B =∠AMN ,∴∠AMN =∠ACN ,故选项C 符合题意;∵AM =AN ,而AC 不一定平分∠MAN ,∴AC 与MN 不一定垂直,故选项D 不符合题意; 故选:C . 【点睛】本题考查了旋转的性质,等腰三角形的判定与性质.旋转变换是全等变换,利用旋转不变性是解题的关键.(2022·江苏扬州)14. 如图,在ABC ∆中,AB AC <,将ABC 以点A 为中心逆时针旋转得到ADE ,点D 在BC 边上,DE 交AC 于点F .下列结论:①AFE DFC △△;②DA 平分BDE ∠;③CDF BAD ∠=∠,其中所有正确结论的序号是( )A. ①②B. ②③C. ①③D. ①②③【答案】D【解析】【分析】根据旋转的性质可得对应角相等,对应边相等,进而逐项分析判断即可求解.【详解】解:∵将ABC 以点A 为中心逆时针旋转得到ADE ,∴ADE ABC ≌, E C ∴∠=∠,AFE DFC ∠=∠,∴AFE DFC △△,故①正确;ADE ABC ≌,AB AD ∴=,ABD ADB ∴∠=∠,ADE ABC ∠=∠,ADB ADE ∴∠=∠,∴DA 平分BDE ∠,故②正确;ADE ABC ≌,BAC DAE ∴∠=∠,BAD CAE ∴∠=∠,AFE DFC △△,CAE CDF ∴∠=∠,CDF BAD ∠=∠∴,故③正确故选D【点睛】本题考查了性质的性质,等边对等角,相似三角形的性质判定与性质,全等三角形的性质,掌握以上知识是解题的关键.(2022·四川南充)15. 如图,将直角三角板ABC 绕顶点A 顺时针旋转到AB C ''△,点B '恰好落在CA 的延长线上,3090∠=︒∠=︒,B C ,则BAC '∠为( )A. 90︒B. 60︒C. 45︒D. 30【答案】B【解析】 【分析】根据直角三角形两锐角互余,求出BAC ∠的度数,由旋转可知BAC B AC ''∠=∠,在根据平角的定义求出BAC '∠的度数即可.【详解】∵3090∠=︒∠=︒,B C ,∴90903060BAC B ∠=︒-∠=︒-︒=︒,∵由旋转可知60B A BAC C ''∠=︒∠=,∴618060860100C B A BA BA C C '''=︒-∠=︒-︒-︒=︒∠∠-,故答案选:B .【点睛】本题考查直角三角形的性质以及图形的旋转的性质,找出旋转前后的对应角是解答本题的关键.(2022·山东泰安)16. 如图,将正方形网格放置在平面直角坐标系中,其中每个小正方形的边长均为1,ABC ∆经过平移后得到111A B C ∆,若AC 上一点(1.2,1.4)P 平移后对应点为1P ,点1P 绕原点顺时针旋转180,对应点为2P ,则点2P 的坐标为( ,A. (2.8,3.6)B. 2.8,6()3.--C. (3.8,2.6)D. ( 3.8, 2.6)--【答案】A【解析】 【详解】分析:由题意将点P 向下平移5个单位,再向左平移4个单位得到P 1,再根据P 1与P 2关于原点对称,即可解决问题,详解,由题意将点P 向下平移5个单位,再向左平移4个单位得到P 1,∵P ,1.2,1.4,,∴P 1,,2.8,,3.6,,∵P 1与P 2关于原点对称,∴P 2,2.8,3.6,,故选A,点睛:本题考查了坐标与图形变化,平移变换,旋转变换等知识,解题的关键是理解题意,灵活运用所学知识解决问题,属于中考常考题型.(2022·湖北宜昌)17. 将四个数字看作一个图形,则下列四个图形中,是中心对称图形的是( )A.B. C. D.【答案】D【解析】【分析】中心对称图形的定义:把一个图形绕着某个点旋转180°,如果旋转后的图形能与原来的图形重合,那么这个图形叫做中心对称图形,根据中心对称图形的定义逐项判定即可.【详解】解:根据中心对称图形定义,可知符合题意, 故选:D .【点睛】本题考查中心对称图形,掌握中心对称图形定义,能根据定义判定图形是否是中心对称图形是解决问题的关键.(2022·湖南常德)18. 如图,在Rt ABC △中,90ABC ∠=︒,30ACB ∠=︒,将ABC 绕点C 顺时针旋转60︒得到DEC ,点A 、B 的对应点分别是D ,E ,点F 是边AC 的中点,连接BF ,BE ,FD .则下列结论错误的是( )A. BE BC =B. BF DE ∥,BF DE =C. 90DFC ∠=︒D. 3DG GF =【答案】D【解析】 【分析】根据旋转的性质可判断A ;根据直角三角形的性质、三角形外角的性质、平行线的判定方法可判断B ;根据平行四边形的判定与性质以及全等三角形的判定与性质可判断C ;利用等腰三角形的性质和含30°角的直角三角形的性质可判断D .【详解】A .∵将,ABC 绕点C 顺时针旋转60°得到,DEC ,∴∠BCE =∠ACD =60°,CB =CE ,∴△BCE 是等边三角形,∴BE =BC ,故A 正确;B .,点F 是边AC 中点,,CF =BF =AF =12AC ,,,BCA =30°,,BA =12AC ,,BF =AB =AF =CF ,,,FCB =,FBC =30°,延长BF 交CE 于点H ,则∠BHE =∠HBC +∠BCH =90°,∴∠BHE =∠DEC =90°,∴BF //ED ,∵AB =DE ,∴BF =DE ,故B 正确.C .∵BF ∥ED ,BF =DE ,∴四边形BEDF 是平行四边形,∴BC =BE =DF ,∵AB =CF , BC =DF ,AC =CD ,∴△ABC ≌△CFD ,∴=90DFC ABC ∠=∠︒,故C 正确;D .∵∠ACB =30°, ∠BCE =60°,∴∠FCG =30°,∴FG =12CG ,∴CG =2FG .∵∠DCE =∠CDG =30°,∴DG =CG ,∴DG =2FG .故D 错误.故选D .【点睛】本题考查了旋转的性质,全等三角形的判定与性质,等边三角形的判定与性质,含30°角的直角边等于斜边的一半,以及平行四边形的判定与性质等知识,综合性较强,正确理解旋转性质是解题的关键.(2022·湖南常德) 19. 国际数学家大会每四,举行一届,下面四届国际数学家大会会标中是中心对称图形的是()A. B.C. D.【答案】B【解析】【分析】根据中心对称的概念对各图形分析判断即可得解.【详解】解:A不是中心对称图形,故A错误;B是中心对称图形,故B正确;C不是中心对称图形,故C错误;D不是中心对称图形,故D错误;故选B.【点睛】本题考查了中心对称图形的概念,中心对称图形是要寻找对称中心,旋转180︒后两部分重合,理解并掌握如何判断中心对称图形的条件是解题的关键.(2022·河北)20. 题目:“如图,∠B=45°,BC=2,在射线BM上取一点A,设AC=d,若对于d的一个数值,只能作出唯一一个△ABC,求d的取值范围.”对于其答案,甲答:d≥,乙答:d=1.6,丙答:d=)2A. 只有甲答的对B. 甲、丙答案合在一起才完整C. 甲、乙答案合在一起才完整D. 三人答案合在一起才完整【答案】B【解析】 【分析】过点C 作CA BM '⊥于A ',在A M '上取A A BA ''''=,发现若有两个三角形,两三角形的AC 边关于A C '对称,分情况分析即可【详解】过点C 作CA BM '⊥于A ',在A M '上取A A BA ''''=∵∠B =45°,BC =2,CA BM '⊥∴BA C '是等腰直角三角形∴A C BA ''===∵A A BA ''''=∴2A C ''==若对于d 的一个数值,只能作出唯一一个△ABC通过观察得知:点A 在A '点时,只能作出唯一一个△ABC (点A 在对称轴上),此时d =的答案;点A 在A M ''射线上时,只能作出唯一一个△ABC (关于A C '对称的AC 不存在),此时2d ≥,即甲的答案,点A 在BA ''线段(不包括A '点和A ''点)上时,有两个△ABC (二者的AC 边关于A C '对称);故选:B【点睛】本题考查三角形的存在性质,勾股定理,解题关键是发现若有两个三角形,两三角形的AC边关于A C'对称(2022·山西)21. 2022年4月16日,神舟十三号载人飞船圆满完成全部既定任务,顺利返回地球家园.六个月的飞天之旅展现了中国航天科技的新高度下列航天图标,其文字上方的图案是中心对称图形的是()A. B. C. D.【答案】B【解析】【分析】利用中心对称图形的定义直接判断.【详解】解:根据中心对称图形的定义,四个选项中,只有B选项的图形绕着某点旋转180°后能与原来的图形重合,故选B.【点睛】本题考查中心对称图形的判定,掌握中心对称图形的定义是解题的关键.中心对称图形:在平面内,把一个图形绕着某个点旋转180°,如果旋转后的图形能与原来的图形重合,那么这个图形叫做中心对称图形,这个点叫做它的对称中心.(2022·河南)22. 如图,在平面直角坐标系中,边长为2的正六边形ABCDEF的中心与原点O∥轴,交y轴于点P.将,OAP绕点O顺时针旋转,每次旋转90°,则重合,AB x第2022次旋转结束时,点A的坐标为()A. )1-B. (1,-C. ()1-D. (【答案】B【解析】【分析】首先确定点A 的坐标,再根据4次一个循环,推出经过第2022次旋转后,点A 的坐标即可.【详解】解:正六边形ABCDEF 边长为2,中心与原点O 重合,AB x ∥轴, ∴AP =1, AO =2,∠OP A =90°,∴OP∴A (1,第1次旋转结束时,点A -1);第2次旋转结束时,点A 的坐标为(-1,;第3次旋转结束时,点A 的坐标为(1);第4次旋转结束时,点A 的坐标为(1;∵将,OAP 绕点O 顺时针旋转,每次旋转90°,∴4次一个循环,∵2022÷4=505……2,∴经过第2022次旋转后,点A 的坐标为(-1,,故选:B【点睛】本题考查正多边形与圆,规律型问题,坐标与图形变化﹣旋转等知识,解题的关键是学会探究规律的方法,属于中考常考题型.(2022·四川宜宾)23. 如图,ABC 和ADE 都是等腰直角三角形,90BAC DAE ∠=∠=︒,点D 是BC 边上的动点(不与点B 、C 重合),DE 与AC 交于点F ,连结CE .下列结论:①BD CE =;②DAC CED ∠=∠;③若2BD CD =,则45CF AF =;④在ABC 内存在唯一一点P ,使得PA PB PC ++的值最小,若点D 在AP 的延长线上,且AP 的长为2,则2CE =+ )A. ①②④B. ①②③C. ①③④D. ①②③④ 【答案】B【解析】【分析】证明BAD CAE ≌,即可判断①,根据①可得ADB AEC ∠=∠,由180ADC AEC ∠+∠=︒可得,,,A D C E 四点共圆,进而可得DAC DEC ∠=∠,即可判断②,过点A 作AG BC ⊥于G ,交ED 的延长线于点H ,证明FAH FCE ∽,根据相似三角形的性质可得45CF AF =,即可判断③,将APC △绕A 点逆时针旋转60度,得到AB P ''△,则APP '是等边三角形,根据当,,,B P P C ''共线时,PA PB PC ++取得最小值,可得四边形ADCE 是正方形,勾股定理求得DP , 根据CE AD AP PD ==+即可判断④. 【详解】解:ABC 和ADE 都是等腰直角三角形,90BAC DAE ∠=∠=︒, ,,AB AC AD AE BAD CAE ∴==∠=∠BAD CAE ∴△≌△BD CE ∴=故①正确;BAD CAE ≌ADB AEC ∴∠=∠180ADC AEC ∴∠+∠=︒,,,A D C E ∴四点共圆,CD CD =DAC DEC ∴∠=∠故②正确;如图,过点A 作AG BC ⊥于G ,交ED 的延长线于点H ,BAD CAE ≌,45,45ACE ABD ACB ∴∠=∠=︒∠=︒90DCE ∴∠=︒FC AH ∴∥2BD CD =,BD CE =1tan 2DC DEC CE ∴∠==,13CD BC = 设6BC a =,则2DC a =,132AG BC a ==,24EC DC a == 则32GD GC DC a a a =-=-=FC AH ∥1tan 2GD H GH ∴== 22GH GD a ∴==325AH AG GH a a a ∴=+=+=AH ,CE ,FAH FCE ∴∽CF CE AF AH∴= 4455CF a AF a ∴== 则45CF AF =; 故③正确如图,将ABP 绕A 点逆时针旋转60度,得到AB P ''△,则APP '是等边三角形,PA PB PC PP P B PC B C '''+++∴'+=≥,当,,,B P P C ''共线时,PA PB PC ++取得最小值,此时180********CPA APP '∠=-∠=︒-=︒︒︒,180********APB AP B AP P ∠=∠=︒-∠=︒-︒='''︒,360360*********BPC BPA APC ∠=︒-∠-∠=︒-︒-︒=︒,此时120APB BPC APC ∠=∠=∠=︒,AC AB AB '==,AP AP '=,APC AP B ''∠=∠,AP B APC ''∴≌,PC P B PB ''∴==,60APP DPC '∠=∠=︒,DP ∴平分BPC ∠,PD BC ∴⊥,,,,A D C E 四点共圆,90AEC ADC ∴∠=∠=︒,又AD DC BD ==,BAD CAE ≌,AE EC AD DC ∴===,则四边形ADCE 是菱形,又90ADC ∠=︒,∴四边形ADCE 是正方形,9060150B AC B AP PAC P AP ''''∠=∠+∠+∠=︒+︒=︒,则'B A BA AC ==,()1180152B ACB B AC '''∠=∠=︒-∠=︒, 30PCD ∠=︒,DC ∴=,DC AD =,2AP =,则)12AP AD DP DP =-==,1DP ∴==, 2AP =,3CE AD AP PD ∴==+=,故④不正确,故选B .【点睛】本题考查了旋转的性质,费马点,圆内接四边形的性质,相似三角形的性质与判定,全等三角形的性质与判定,勾股定理,解直角三角形,正方形的性质与判定,掌握以上知识是解题的关键.二.填空题(2022·云南)24. 点A (1,-5)关于原点的对称点为点B ,则点B 的坐标为______.【答案】(-1,5)【解析】【分析】根据若两点关于坐标原点对称,横纵坐标均互为相反数,即可求解.【详解】解:∵点A (1,-5)关于原点的对称点为点B ,∴点B 的坐标为(-1,5).故答案为:(-1,5)【点睛】本题主要考查了平面直角坐标系内点关于原点对称的特征,熟练掌握若两点关于坐标原点对称,横纵坐标均互为相反数是解题的关键.(2022·湖南湘潭)25. 如图,一束光沿CD 方向,先后经过平面镜OB 、OA 反射后,沿EF 方向射出,已知120AOB ∠=︒,20CDB ∠=︒,则∠=AEF _________.【答案】40°##40度【解析】【分析】根据入射角等于反射角,可得,CDB EDO DEO AEF ∠=∠∠=∠,根据三角形内角和定理求得40OED ∠=︒,进而即可求解.【详解】解:依题意,,CDB EDO DEO AEF ∠=∠∠=∠,∵120AOB ∠=︒,20CDB ∠=︒,20CDB EDO ∴∠=∠=︒,∴18040OED ODE AOB ∠=-∠-∠=︒,∴40AEF DEO ∠=∠=︒.故答案为:40.【点睛】本题考查了轴对称的性质,三角形内角和定理的应用,掌握轴对称的性质是解题的关键.(2022·浙江丽水)26. 一副三角板按图1放置,O 是边()BC DF 的中点,12cm BC =.如图2,将ABC 绕点O 顺时针旋转60︒,AC 与EF 相交于点G ,则FG 的长是___________cm .【答案】3【解析】【分析】BC 交EF 于点N ,由题意得,=90EDF BAC ∠=∠︒,60DEF ∠=︒,30DFE ∠=︒,=45ABC ACB ∠=∠︒,BC =DF =12,根据锐角三角函数即可得DE ,FE ,根据旋转的性质得ONF △是直角三角形,根据直角三角形的性质得3ON =,即3NC =,根据角之间的关系得CNG △是等腰直角三角形,即3NG NC ==cm ,根据90FNO FED ∠=∠=︒,30NFO DFE ∠=∠=︒得FON FED △∽△,即ON FNDE DF=,解得FN = 【详解】解:如图所示,BC 交EF 于点N ,由题意得,=90EDF BAC ∠=∠︒,60DEF ∠=︒,30DFE ∠=︒,=45ABC ACB ∠=∠︒,BC =DF =12,在Rt EDF 中,12tan tan 60DF DE EDF ===∠︒12sin sin 60DF EF EDF ===∠︒∵△ABC 绕点O 顺时针旋转60°,∴60BOD NOF ∠=∠=︒,∴90NOF F ∠+∠=︒,∴18090FNO NOF F ∠=︒-∠-∠=︒,∴ONF △是直角三角形, ∴132ON OF ==(cm ), ∴3NC OC ON =-=(cm ),∵90FNO ∠=︒,∴18090GNC FNO ∠=︒-∠=︒,∴NGC 是直角三角形,∴18045NGC GNC ACB ∠=-∠-∠=︒,∴CNG △是等腰直角三角形,∴3NG NC ==cm ,∵90FNO FED ∠=∠=︒,30NFO DFE ∠=∠=︒,∴FON FED △∽△, 即ON FN DE DF=,12FN =,FN =∴3FG FN NG =-=(cm ),故答案为:3.【点睛】本题考查了直角三角形的性质,相似三角形的判定与性质,旋转的性质,解题的关键是掌握这些知识点.(2022·河南)27. 如图,将扇形AOB 沿OB 方向平移,使点O 移到OB 的中点O '处,得到扇形A O B '''.若∠O =90°,OA =2,则阴影部分的面积为______.【答案】3π+【解析】【分析】设A O '与扇形AOB 交于点C ,连接OC ,解Rt OCO ',求得60O C COB '=∠=︒,根据阴影部分的面积为()OCO A O B OCB S S S''''--扇形扇形,即可求解.【详解】如图,设A O '与扇形AOB 交于点C ,连接OC ,如图O '是OB 的中点11122OO OB OA '∴===, OA =2, AOB ∠=90°,将扇形AOB 沿OB 方向平移,90A O O ''∴∠=︒1cos 2OO COB OC '∴∠== 60COB ∴∠=︒sin 60O C OC '∴=︒=∴阴影部分的面积为()OCO A O B OCB S S S ''''--扇形扇形OCO AOB OCB S S S ''=-+扇形扇形22906012213603602ππ=⨯-⨯+⨯32π=+故答案为:32π+ 【点睛】本题考查了解直角三角形,求扇形面积,平移的性质,求得60COB ∠=︒是解题的关键.(2022·河南)28. 如图,在Rt △ABC 中,∠ACB =90°,AC BC ==,点D 为AB 的中点,点P 在AC 上,且CP =1,将CP 绕点C 在平面内旋转,点P 的对应点为点Q ,连接AQ ,DQ .当∠ADQ =90°时,AQ 的长为______.【解析】【分析】连接CD ,根据题意可得,当∠ADQ =90°时,分Q 点在线段CD 上和DC 的延长线上,且1CQ CP ==,勾股定理求得AQ 即可.【详解】如图,连接CD ,在Rt △ABC 中,∠ACB =90°,AC BC ==4AB ∴=,CD AD ⊥,122CD AB ∴==, 根据题意可得,当∠ADQ =90°时,Q 点在CD 上,且1CQ CP ==,211DQ CD CQ ∴=-=-=,如图,在Rt ADQ △中,AQ ===在Rt ADQ △中,2,3AD CD QD CD CQ ===+=AQ ∴===【点睛】本题考查了旋转的性质,勾股定理,直角三角形斜边上中线的性质,确定点Q 的位置是解题的关键.(2022·浙江金华)29. 如图,在Rt ABC 中,90,30,2cm ACB A BC ∠=︒∠=︒=.把ABC 沿AB 方向平移1cm ,得到A B C ''',连结CC ',则四边形AB C C ''的周长为_____cm .【答案】8+【解析】【分析】通过勾股定理,平移的特性,特殊角的三角函数,分别计算出四边形的四条边长,再计算出周长即可.【详解】解:∵90,30,2cm ACB A BC ∠=︒∠=︒=,∴AB =2BC =4,∴∵把ABC 沿AB 方向平移1cm ,得到A B C ''',∴1CC '=,=4+1=5AB ', =2B C BC ''=,∴四边形的周长为:1528++=+故答案为:8+【点睛】本题考查勾股定理,平移的特性,特殊角的三角函数,能够熟练掌握勾股定理是解决本题的关键.(2022·四川德阳)30. 如图,直角三角形ABC 纸片中,90ACB ∠=︒,点D 是AB 边上的中点,连接CD ,将ACD △沿CD 折叠,点A 落在点E 处,此时恰好有CE AB ⊥.若1CB =,那么CE =______.【解析】【分析】根据D 为AB 中点,得到AD =CD =BD ,即有,A =,DCA ,根据翻折的性质有,DCA =,DCE ,CE =AC ,再根据CE ,AB ,求得,A =,BCE ,即有,BCE =,ECD =,DCA =30°,则有,A =30°,在Rt △ACB 中,即可求出AC ,则问题得解.【详解】,,ACB =90°,,,A +,B =90°,,D 为AB 中点,,在直角三角形中有AD =CD =BD ,,,A =,DCA ,根据翻折的性质有,DCA =,DCE ,CE =AC ,,CE ,AB ,,,B +,BCE =90°,,,A +,B =90°,,,A =,BCE ,,,BCE =,ECD =,DCA ,,,BCE +,ECD +,DCA=,ACB =90°,,,BCE =,ECD =,DCA =30°,,A =30°,,在Rt △ACB 中,BC =1, 则有13tan tan 30BC AC A ===∠,CE AC ==【点睛】本题考查了翻折的性质、直角三角形斜边中线的性质、等边对等角以及解直角三角形的知识,求出,BCE =,ECD =,DCA =30°是解答本题的关键. (2022·山东泰安)31. 如图,将半径为2,圆心角为120°的扇形OAB 绕点A 逆时针旋转60°,点O ,B 的对应点分别为O ′,B ′,连接BB ′,则图中阴影部分的面积是__________________.【答案】23π 【解析】 【分析】连接OO ′,BO ′,根据旋转的性质得到AO AO '=,OA OB =,O B OB ''=,60OAO '∠=︒,120AOB AO B ''∠=∠=︒,推出△OAO ′是等边三角形,得到60AOO '∠=︒,因为∠AOB =120°,所以60O OB '∠=︒,则OO B '是等边三角形,得到120AO B '∠=︒,得到30O B B O BB ''''∠=∠=︒,90B BO '∠=︒,根据直角三角形的性质得24B O OB '==,根据勾股定理得B B '=,用B OB '△的面积减去扇形O OB '的面积即可得.【详解】解:如图所示,连接OO ′,BO ′,∵将半径为2,圆心角为120°的扇形OAB 绕点A 逆时针旋转60°,∴AO AO '=,OA OB =,O B OB ''=,60OAO '∠=︒,120AOB AO B ''∠=∠=︒ ∴△OAO ′是等边三角形,∴60AOO '∠=︒,OO OA '=,∴点O '在,O 上,∵∠AOB =120°,∴60O OB '∠=︒,∴OO B '是等边三角形,∴120AO B '∠=︒,∵120AO B ''∠=︒,∴120B O B ''∠=︒, ∴11(180)(180120)3022O B B O BB B O B ''''''∠=∠=︒-∠=⨯︒-︒=︒, ∴180180306090B BO OB B B OB '''∠=︒-∠-∠=︒-︒-︒=︒,∴24B O OB '==,在Rt B OB '中,根据勾股定理得,B B '==∴图中阴影部分的面积=2160222=223603B OB O OB S S ''⨯-=⨯⨯扇形ππ,故答案为:23π. 【点睛】本题考查了圆与三角形,旋转的性质,勾股定理,解题的关键是掌握这些知识点.(2022·湖南怀化)32. 已知点A (﹣2,b )与点B (a ,3)关于原点对称,则a ﹣b =______.【答案】5【解析】【分析】根据平面直角坐标系中,关于原点对称的点横、纵坐标都互为相反数,求出a ,b 的值即可.【详解】∵点A (﹣2,b )与点B (a ,3)关于原点对称,∴2a =,3b =-,∴()235a b -=--=故答案为:5.【点睛】本题考查平面直角坐标系中,关于原点对称的点的坐标的特点,掌握特殊位置关系的点的坐标变化是解答本题的关键.(2022·浙江台州)33. 如图,△ABC 的边BC 长为4cm .将△ABC 平移2cm 得到△A ′B ′C ′,且BB ′⊥BC ,则阴影部分的面积为______2cm .【答案】8【解析】【分析】根据平移的性质即可求解.【详解】解:由平移的性质S △A ′B ′C ′=S △ABC ,BC =B ′C ′,BC ∥B ′C ′,∴四边形B ′C ′CB 为平行四边形,∵BB ′⊥BC ,∴四边形B ′C ′CB 为矩形,∵阴影部分的面积=S △A ′B ′C ′+S 矩形B ′C ′CB -S △ABC=S 矩形B ′C ′CB=4×2=8(cm 2).故答案为:8.【点睛】本题考查了矩形的判定和平移的性质:①平移不改变图形的形状和大小;②经过平移,对应点所连的线段平行且相等,对应线段平行且相等,对应角相等.三.解答题(2022·湖南湘潭)34. 如图,在平面直角坐标系中,已知ABC 的三个顶点的坐标分别为()1,1A -,()4,0B -,()2,2C -.将ABC 绕原点O 顺时针旋转90︒后得到111A B C △.(1)请写出1A 、1B 、1C 三点的坐标:1A _________,1B _________,1C _________(2)求点B 旋转到点1B 的弧长.【答案】(1)(1,1);(0,4);(2,2)(2)2π【解析】【分析】(1)将,ABC绕着点O按顺时针方向旋转90°得到,A1B1C1,点A1,B1,C1的坐标即为点A,B,C绕着点O按顺时针方向旋转90°得到的点,由此可得出结果.(2)由图知点B旋转到点1B的弧长所对的圆心角是90º,OB=4,根据弧长公式即可计算求出.【小问1详解】解:将,ABC绕着点O按顺时针方向旋转90°得到,A1B1C1,点A1,B1,C1的坐标即为点A,B,C绕着点O按顺时针方向旋转90°得到的点,所以A1(1,1);B1(0,4);C1(2,2)【小问2详解】解:由图知点B旋转到点1B的弧长所对的圆心角是90度,OB=4,∴点B旋转到点1B的弧长=904 180π⨯⨯=2π【点睛】本题主要考查点的旋转变换和弧长公式,解题的关键是熟练掌握旋转变换的定义和弧长公式.(2022·湖北武汉)35. 如图是由小正方形组成的96⨯网格,每个小正方形的顶点叫做格点.ABC的三个顶点都是格点.仅用无刻度的直尺在给定网格中完成画图,画图过程用虚线表示.(1)在图(1)中,D,E分别是边AB,AC与网格线的交点.先将点B绕点E 旋转180︒得到点F,画出点F,再在AC上画点G,使DG BC∥;(2)在图(2)中,P是边AB上一点,BACα∠=.先将AB绕点A逆时针旋转。
中考数学专题练习 旋转(含解析)-人教版初中九年级全册数学试题

旋转一、选择题(共6小题,每小题4分,满分24分)1.下列图形中,你认为既是中心对称图形又是轴对称图形的是()A.B.C.D.2.如图,所给的图案由△ABC绕点O顺时针旋转()前后的图形组成的.A.45°、90°、135°B.90°、135°、180°C.45°、90°、135°、180°、225°D.45°、180°、225°3.如图,边长为1的正方形ABCD绕点A逆时针旋转30°到正方形AB′C′D′,图中阴影部分的面积为()A.B.C.1﹣D.1﹣4.如图,P是等边三角形ABC内一点,∠APB,∠BPC,∠CPA的大小之比为5:6:7,则以PA,PB,PC为边的三角形三内角大小之比(从小到大)是()A.2:3:4 B.3:4:5C.4:5:6 D.以上结果都不对5.下列图形中,是中心对称图形的是()A.菱形 B.等腰梯形C.等边三角形D.等腰直角三角形6.在平面直角坐标系中,点P(2,﹣3)关于原点对称的点的坐标是()A.(2,3) B.(﹣2,3)C.(﹣2,﹣3) D.(﹣3,2)二、填空题(共6小题,每小题5分,满分30分)7.在平面直角坐标系中,已知点P0的坐标为(1,0),将点P0绕着原点O按逆时针方向旋转60°得点P1,延长OP1到点P2,使OP2=2OP1再将点P2绕着原点O按逆时针方向旋转60°得点P3,则点P3的坐标是.8.如图所示,△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC=5,△ABC按逆时针方向旋转一个角度后,成为△ACD,则旋转中心是点、旋转角是.9.如图,设P是等边三角形ABC内任意一点,△ACP′是由△ABP旋转得到的,则PAPB+PC(选填“>”、“=”、“<”)10.如图,E、F分别是正方形ABCD的边BC、CD上一点,且BE+DF=EF,则∠EAF=度.11.如图,O是等边△ABC内一点,将△AOB绕A点逆时针旋转,使得B,O两点的对应分别为C,D,则旋转角为度,图中除△ABC外,还有等边三形是△.12.如图,Rt△ABC中,P是斜边BC上一点,以P为中心,把这个三角形按逆时针方向旋转90°得到△DEF,图中通过旋转得到的三角形还有.三、解答题13.已知:正方形ABCD中,∠MAN=45°,∠MAN绕点A顺时针旋转,它的两边分别交CB、DC(或它们的延长线)于点M、N.当∠MAN绕点A旋转到BM=DN时(如图1),易证BM+DN=MN.(1)当∠MAN绕点A旋转到BM≠DN时(如图2),线段BM、DN和MN之间有怎样的数量关系?写出猜想,并加以证明;(2)当∠MAN绕点A旋转到如图3的位置时,线段BM、DN和MN之间又有怎样的数量关系?请直接写出你的猜想.14.如图,正方形ABCD的边长为1,AB,AD上各有一点P,Q,如果△APQ的周长为2,求∠PCQ的度数.15.有两X完全重合的矩形纸片,小亮同学将其中一X绕点A顺时针旋转90°后得到矩形AMEF(如图1),连接BD、MF,若此时他测得BD=8cm,∠ADB=30°.(1)请直接写出AF的长;(2)小红同学用剪刀将△BCD与△MEF剪去,与小亮同学继续探究.他们将△ABD绕点A顺时针旋转得△AB1D1,AD1交FM于点K(如图2),设旋转角为β(0°<β<90°),当△AFK为等腰三角形时,求△AFK的面积(保留根号).旋转参考答案与试题解析一、选择题(共6小题,每小题4分,满分24分)1.下列图形中,你认为既是中心对称图形又是轴对称图形的是()A.B.C.D.【考点】中心对称图形;轴对称图形.【分析】根据轴对称图形与中心对称图形的概念求解.【解答】解:既是中心对称图形又是轴对称图形的只有A.故选A.【点评】掌握好中心对称与轴对称的概念.轴对称的关键是寻找对称轴,两边图象沿对称轴折叠后可重合,中心对称是要寻找对称中心,图形旋转180度后与原图重合.2.如图,所给的图案由△ABC绕点O顺时针旋转()前后的图形组成的.A.45°、90°、135°B.90°、135°、180°C.45°、90°、135°、180°、225°D.45°、180°、225°【考点】旋转的性质.【专题】计算题.【分析】根据旋转的性质,把旋转后的图形看作为正八边形,依次得到旋转的角度.【解答】解:把△ABC绕点O顺时针旋转45°,得到△HEF;顺时针旋转180°,得到△ADC;顺时针旋转225°,得到△HGF;故选D.【点评】本题考查了旋转的性质:旋转前后的两个图形全等,对应点与旋转中心的连线段的夹角等于旋转角,对应点到旋转中心的距离相等.3.如图,边长为1的正方形ABCD绕点A逆时针旋转30°到正方形AB′C′D′,图中阴影部分的面积为()A.B.C.1﹣D.1﹣【考点】旋转的性质;正方形的性质.【分析】设B′C′与CD的交点为E,连接AE,利用“HL”证明Rt△AB′E和Rt△ADE全等,根据全等三角形对应角相等∠DAE=∠B′AE,再根据旋转角求出∠DAB′=60°,然后求出∠DAE=30°,再解直角三角形求出DE,然后根据阴影部分的面积=正方形ABCD的面积﹣四边形ADEB′的面积,列式计算即可得解.【解答】解:如图,设B′C′与CD的交点为E,连接AE,在Rt△AB′E和Rt△ADE中,,∴Rt△AB′E≌Rt△ADE(HL),∴∠DAE=∠B′AE,∵旋转角为30°,∴∠DAB′=60°,∴∠DAE=×60°=30°,∴DE=1×=,∴阴影部分的面积=1×1﹣2×(×1×)=1﹣.故选:C.【点评】本题考查了旋转的性质,正方形的性质,全等三角形判定与性质,解直角三角形,利用全等三角形求出∠DAE=∠B′AE,从而求出∠DAE=30°是解题的关键,也是本题的难点.4.如图,P是等边三角形ABC内一点,∠APB,∠BPC,∠CPA的大小之比为5:6:7,则以PA,PB,PC为边的三角形三内角大小之比(从小到大)是()A.2:3:4 B.3:4:5C.4:5:6 D.以上结果都不对【考点】旋转的性质;三角形内角和定理;等边三角形的性质.【专题】计算题.【分析】将△APB绕A点逆时针旋转60°得△AP′C,显然有△AP′C≌△APB,连PP′,则AP′=AP,∠P′AP=60°,得到△AP′P是等边三角形,PP′=AP,所以△P′CP的三边长分别为PA,PB,PC;再由∠APB+∠BPC+∠CPA=360°,∠APB:∠BPC:∠CPA=5:6:7,得到∠APB=100°,∠BPC=120°,∠CPA=140°,这样可分别求出∠PP′C=∠AP′C﹣∠AP′P=∠APB﹣∠AP′P=100°﹣60°=40°,∠P′PC=∠APC﹣∠APP′=140°﹣60°=80°,∠PCP′=180°﹣(40°+80°)=60°,即可得到答案.【解答】解:如图,将△APB绕A点逆时针旋转60°得△AP′C,显然有△AP′C≌△APB,连PP′,∵AP′=AP,∠P′AP=60°,∴△AP′P是等边三角形,∴PP′=AP,∵P′C=PB,∴△P′CP的三边长分别为PA,PB,PC,∵∠APB+∠BPC+∠CPA=360°,∠APB:∠BPC:∠CPA=5:6:7,∴∠APB=100°,∠BPC=120°,∠CPA=140°,∴∠PP′C=∠AP′C﹣∠AP′P=∠APB﹣∠AP′P=100°﹣60°=40°,∠P′PC=∠APC﹣∠APP′=140°﹣60°=80°,∠PCP′=180°﹣(40°+80°)=60°,∴∠PP′C:∠PCP′:∠P′PC=2:3:4.故选A.【点评】本题考查了旋转的性质:旋转前后的两个图形全等,对应点与旋转中心的连线段的夹角等于旋转角,对应点到旋转中心的距离相等.也考查了等边三角形的性质.5.下列图形中,是中心对称图形的是()A.菱形 B.等腰梯形C.等边三角形D.等腰直角三角形【考点】中心对称图形.【分析】旋转180°后与原图重合的图形是中心对称图形.【解答】解:菱形,等腰梯形,等边三角形,等腰直角三角形都是轴对称图形;菱形既是轴对称图形,又是中心对称图形.故选A.【点评】运用轴对称和中心对称图形概念,找出符合条件的图形.【】如果一个图形沿着一条直线对折后两部分完全重合,这样的图形叫做轴对称图形,这条直线叫做对称轴.如果一个图形绕某一点旋转180°后能够与自身重合,那么这个图形就叫做中心对称图形,这个点叫做对称中心.6.在平面直角坐标系中,点P(2,﹣3)关于原点对称的点的坐标是()A.(2,3) B.(﹣2,3)C.(﹣2,﹣3) D.(﹣3,2)【考点】关于原点对称的点的坐标.【分析】根据“平面直角坐标系中任意一点P(x,y),关于原点的对称点是(﹣x,﹣y)”解答.【解答】解:根据中心对称的性质,得点P(2,﹣3)关于原点对称的点的坐标是(﹣2,3).故选B.【点评】关于原点对称的点坐标的关系,是需要识记的基本问题.记忆方法是结合平面直角坐标系的图形记忆.二、填空题(共6小题,每小题5分,满分30分)7.在平面直角坐标系中,已知点P0的坐标为(1,0),将点P0绕着原点O按逆时针方向旋转60°得点P1,延长OP1到点P2,使OP2=2OP1再将点P2绕着原点O按逆时针方向旋转60°得点P3,则点P3的坐标是(﹣1,).【考点】坐标与图形变化﹣旋转.【专题】压轴题.【分析】已知将点P0绕着原点O按逆时针方向旋转60°得点P1,则OP1=1,P1点的坐标是(.则P2的坐标是;再将点P2绕着原点O按逆时针方向旋转60°得点P3,则点P3与P2关于y轴对称,因而点P3的坐标就很容易求出.【解答】解:∵点P0绕着原点O按逆时针方向旋转60°得点P1,∴P1点的坐标是(,∴P2的坐标是,又∵点P3与P2关于y轴对称,∴点P3的坐标是(﹣1,).【点评】解决本题的关键是正确理解题目,按题目的叙述一定要把各点的大致位置确定,正确地作出图形.8.如图所示,△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC=5,△ABC按逆时针方向旋转一个角度后,成为△ACD,则旋转中心是点 A 、旋转角是∠CAD,是90°.【考点】旋转的性质.【分析】确定图形的旋转时首先要确定旋转前后的对应点,即可确定旋转中心.【解答】解:旋转中心是点A、旋转角是∠CAD,是90°.【点评】本题主要考查了旋转的定义,正确确定旋转中的对应点,是确定旋转中心,旋转角的前提.9.如图,设P是等边三角形ABC内任意一点,△ACP′是由△ABP旋转得到的,则PA<PB+PC(选填“>”、“=”、“<”)【考点】旋转的性质;三角形三边关系;等边三角形的判定.【分析】此题只需根据三角形的任意两边之和大于第三边和等边三角形的性质,进行分析即可.【解答】解:根据三角形的三边关系,得:BC<PB+PC.又AB=BC>PA,∴PA<PB+PC.【点评】本题结合旋转主要考查了三角形的三边关系:两边之和大于第三边,两边之差小于第三边.10.如图,E、F分别是正方形ABCD的边BC、CD上一点,且BE+DF=EF,则∠EAF= 45 度.【考点】旋转的性质;正方形的性质.【分析】根据BE+DF=EF,则延长FD到G,使DG=BE,则FG=EF,可以认为是把△ABE绕点A逆时针旋转90度,得到△ADG,根据旋转的定义即可求解.【解答】解:如图:延长FD到G,使DG=BE,则FG=EF,在△ABE和△ADG中,,∴△ABE≌△ADG(SAS),∴AE=AG又∴AF=AF,GF=EF∴△AGF≌△AEF∴∠EAF=∠GAF=×90°=45°.【点评】本题考查旋转的性质.旋转变化前后,对应点到旋转中心的距离相等以及每一对对应点与旋转中心连线所构成的旋转角相等.要注意旋转的三要素:①定点﹣旋转中心;②旋转方向;③旋转角度.11.如图,O是等边△ABC内一点,将△AOB绕A点逆时针旋转,使得B,O两点的对应分别为C,D,则旋转角为60 度,图中除△ABC外,还有等边三形是△AOD .【考点】旋转的性质;等边三角形的性质;等边三角形的判定.【分析】根据旋转的性质及全等三角形的性质作答.【解答】解:∵将△AOB绕A点逆时针旋转,使得B,O两点的对应分别为C,D,∴△AOB≌△ADC,∴OA=AD,∠BAO=∠DAC,∴∠BAO+∠OAC=∠DAC+∠OAC=∠BAC=60°,即∠OAD=60°,所以旋转角为60°.∵OA=AD,∠OAD=60°,∴△AOD为等边三角形.【点评】此题主要考查了图形旋转的性质:旋转变化前后,对应线段、对应角分别相等,图形的大小、形状都不改变.12.如图,Rt△ABC中,P是斜边BC上一点,以P为中心,把这个三角形按逆时针方向旋转90°得到△DEF,图中通过旋转得到的三角形还有△EPQ .【考点】旋转的性质.【分析】旋转中心是P,旋转方向为逆时针,旋转角是90度,已确定,再通过观察发现全等三角形,判断是否符合本题的旋转规律.【解答】解:根据旋转的性质可知,旋转中心是P,旋转角是90度,图中通过旋转得到的三角形还有△EPQ.【点评】本题考查旋转两相等的性质,即对应点到旋转中心的距离相等以及每一对对应点与旋转中心连线所构成的旋转角相等.三、解答题13.已知:正方形ABCD中,∠MAN=45°,∠MAN绕点A顺时针旋转,它的两边分别交CB、DC(或它们的延长线)于点M、N.当∠MAN绕点A旋转到BM=DN时(如图1),易证BM+DN=MN.(1)当∠MAN绕点A旋转到BM≠DN时(如图2),线段BM、DN和MN之间有怎样的数量关系?写出猜想,并加以证明;(2)当∠MAN绕点A旋转到如图3的位置时,线段BM、DN和MN之间又有怎样的数量关系?请直接写出你的猜想.【考点】旋转的性质;全等三角形的判定与性质;正方形的性质.【专题】计算题;压轴题.【分析】(1)BM+DN=MN成立,证得B、E、M三点共线即可得到△AEM≌△ANM,从而证得ME=MN.(2)DN﹣BM=MN.证明方法与(1)类似.【解答】解:(1)BM+DN=MN成立.证明:如图,把△ADN绕点A顺时针旋转90°,得到△ABE,则可证得E、B、M三点共线(图形画正确).∴∠EAM=90°﹣∠NAM=90°﹣45°=45°,又∵∠NAM=45°,∴在△AEM与△ANM中,∴△AEM≌△ANM(SAS),∴ME=MN,∵ME=BE+BM=DN+BM,∴DN+BM=MN;(2)DN﹣BM=MN.在线段DN上截取DQ=BM,在△ADQ与△ABM中,∵,∴△ADQ≌△ABM(SAS),∴∠DAQ=∠BAM,∴∠QAN=∠MAN.在△AMN和△AQN中,∴△AMN≌△AQN(SAS),∴MN=QN,∴DN﹣BM=MN.【点评】本题考查了旋转的性质,解决此类问题的关键是正确的利用旋转不变量.14.如图,正方形ABCD的边长为1,AB,AD上各有一点P,Q,如果△APQ的周长为2,求∠PCQ的度数.【考点】正方形的性质;全等三角形的判定与性质.【专题】计算题.【分析】简单的求正方形内一个角的大小,首先从△APQ的周长入手求出PQ=DQ+BP,然后将△CDQ 逆时针旋转90°,使得CD、CB重合,然后利用全等来解.【解答】解:如图所示,△APQ的周长为2,即AP+AQ+PQ=2①,正方形ABCD的边长是1,即AQ+QD=1,AP+PB=1,∴AP+AQ+QD+PB=2②,①﹣②得,PQ﹣QD﹣PB=0,∴PQ=PB+QD.延长AB至M,使BM=DQ.连接CM,△CBM≌△CDQ(SAS),∴∠BCM=∠DCQ,CM=CQ,∵∠DCQ+∠QCB=90°,∴∠BCM+∠QCB=90°,即∠QCM=90°,PM=PB+BM=PB+DQ=PQ.在△CPQ与△CPM中,CP=CP,PQ=PM,CQ=CM,∴△CPQ≌△CPM(SSS),∴∠PCQ=∠PCM=∠QCM=45°.【点评】熟练掌握正方形的性质,会运用正方形的性质进行一些简单的运算.15.有两X完全重合的矩形纸片,小亮同学将其中一X绕点A顺时针旋转90°后得到矩形AMEF(如图1),连接BD、MF,若此时他测得BD=8cm,∠ADB=30°.(1)请直接写出AF的长;(2)小红同学用剪刀将△BCD与△MEF剪去,与小亮同学继续探究.他们将△ABD绕点A顺时针旋转得△AB1D1,AD1交FM于点K(如图2),设旋转角为β(0°<β<90°),当△AFK为等腰三角形时,求△AFK的面积(保留根号).【考点】锐角三角函数的定义;旋转的性质.【专题】操作型.【分析】(1)根据旋转的性质可知△AFM≌△ADB,则AF=AD=BD•cos∠ADB=8×=4cm;(2)当△AFK为等腰三角形时,由于AM<AF,那么A不能是等腰△AFK的顶点,则分两种情况:①K为顶点,即AK=FK时;②F为顶点,即AF=FK.针对每一种情况,利用三角形的面积公式,可分别求出△AFK的面积.【解答】解:(1)AF=;(2)△AFK为等腰三角形时,分两种情况:①当AK=FK时,如图.过点K作KN⊥AF于N,则KN⊥AF,AN=NF=AF=2cm.在直角△NFK中,∠KNF=90°,∠F=30°,∴KN=NF•tan∠F=2cm.∴△AFK的面积=×AF×KN=;②当AF=FK时,如图.过点K作KP⊥AF于P.在直角△PFK中,∠KPF=90°,∠F=30°,∴KP=KF=2cm.∴△AFK的面积=×AF×KP=12cm2.【点评】本题考查旋转的性质,旋转变化前后,对应线段、对应角分别相等,图形的大小、形状都不改变.注意(2)中需分情况讨论△AFK为等腰三角形时的不同分类,不要漏解.。
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∵ 绕直角顶点 顺时针旋转 得到 ,
∴ = ,
∴ 是等腰直角三角形,
∴ = , = =
∴ = = ,
14.如图,直线________与直线 相交于点 ,与直线 交于点 , = , = .若将直线 绕点 逆时针旋转一定角度,使直线 与直线 平行,则这个旋转角至少是________ .
【答案】
, , , , , , , , , ,
D.
【答案】
C
【考点】
旋转的性质
【解析】
先过 作 于 ,根据 ,可得 = = ,再根据当 = = 时, = ,即点 与点 重合,即可得出线段 的最小值为 .
【解答】
如图所示,过 作 于 ,则 = = ,
由旋转可得, = , = ,
∴ = ,
在 和 中,
,
∴ ,
∴ = = ,
∴当 = = 时, = ,即点 与点 重合,
【答案】
【考点】
等腰直角三角形
旋转的性质
【解析】
先在 中利用勾股定理求出 ,再根据旋转的性质得出 ,然后根据阴影部分的面积 (扇形 的面积 的面积) ( 的面积-扇形 的面积),代入数值解答即可.
【解答】
∵在 中, , ,
∴ ,
∵把 逆时针旋转 ,得到 ,
∴ , , , ,
∴阴影部分的面积 ,
16.如图,直径 为 的半圆,绕点 逆时针旋转 ,此时点 到了点 ,则图中阴影部分的面积是________.
【答案】
【考点】
扇形面积的计算
旋转的性质
【解析】
根据题意得出 , ,根据图形得出图中阴影部分的面积 即可得到结论.
【解答】
∵ ,
∴图中阴影部分的面积是:
.
17.如图, , ,且 边在直线 上,将 绕点 顺时针旋转到位置①可得到 ,再将位置①的三角形绕点 顺时针旋转到位置②可得到 ,将位置②的三角形绕点 顺时针旋转到位置③得到 ,按此规律继续旋转,则 ________.
②点 在 的延长线上时, .
综上所述, 的长为 或 .
【考点】
旋转的性质
正方形的性质
【解析】
根据正方形的性质可得 , ,再根据旋转的性质可得 ,然后利用“ ”证明 和 全等,根据全等三角形对应边相等可得 ,再求出正方形的边长为 ,然后分点 在线段 上和 的延长线上两种情况讨论求解.
【解答】
解:在正方形 中, , ,
【答案】
【考点】
规律型:图形的变化类
规律型:点的坐标
规律型:数字的变化类
旋转的性质
【解析】
由题意可得 ,观察图形可得每 次旋转, 沿水平方向平移 ,则 .
【解答】
∵ , ,
∴
由题意可得
∴每 次旋转, 沿水平方向平移
∴
四、解答题(本题共计6小题,每题12分,共计72分)
18.已知, 中, ,点 为 边上的一点.
【解答】
连接 ,
可得 = = = ,
则 = ,
根据弧长公式,可得
弧 的长度等于 ,
7.如图,将等腰直角三角形 绕点 逆时针旋转 后得到 ,若 = ,则图中阴影部分的面积为()
A.
B.
C.
D.
【答案】
A
【考点】
等腰三角形的性质
旋转的性质
【解析】
根据题意,阴影部分为含 锐角的直角三角形.已知长直角边可求短直角边长,再代入面积公式计算求解.
【解答】
如图,设 , 交于 .
∵四边形 和 都为正方形,
∴ = , = , = = ,
∴ = = ,即 = .
在 和 中,
,
∴ ,
∴ = ,
∴ = ,
∵ = = ,
∴ = ,
∴ = ,
∴ ;故①②正确;
连பைடு நூலகம் , ,如图所示,
∴ = = = , = = = ,
则 = = ,故③正确.
三、填空题(本题共计6小题,每题4分,共计24分)
以点 为旋转中心,将 逆时针旋转 ,得到 ,请你画出旋转后的图形;
延长 交 于点 ,求证: ;
【答案】
解:如图所示: 为求所作.
证明:∵ 逆时针旋转 得
∴ ,
又∵ ,
又∵ ,
∴ ,
∴ .
【考点】
相似三角形的性质
作图-旋转变换
旋转的性质
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:如图所示: 为求所作.
证明:∵ 逆时针旋转 得 ,
∴ ,
又∵ ,
又∵ ,
∴ ,
∴ .
19.已知正方形 中,点 在边 上, , ,把线段 绕点 旋转,使点 落在直线 上的点 处,则 的长是多少?
【答案】
解:在正方形 中, , ,
由旋转的性质得, ,
在 和 中,
∴ ,
∴ ,
∵ , ,
∴正方形的边长为 .
有以下两种情况,如图所示:
①点 在线段 上时, ;
由旋转的性质得, ,
在 和 中,
∴ ,
∴ ,
∵ , ,
∴正方形的边长为 .
有以下两种情况,如图所示:
①点 在线段 上时, ;
②点 在 的延长线上时, .
综上所述, 的长为 或 .
20.如图, 由 绕点 旋转得到, , , 三点在同一条直线上, .求证: 是等腰三角形.
【答案】
证明:由旋转知 ,
∵ ,
∵ = ,
而 = ,
∴ = ,
∴ = ;所以 选项正确;
∵ = , = ,
∴ = ,
∴ 平分 ,所以 选项正确;
6.如图,边长为 的菱形 绕点 旋转,当 、 两点恰好落在扇形 的弧 上时,弧 的长度等于()
A.
B.
C.
D.
【答案】
D
【考点】
菱形的性质
弧长的计算
旋转的性质
【解析】
连接 ,根据题意可得 为等边三角形,从而可得到 的度数,再根据弧长公式求得弧 的长度.
此时 = = ,
∴线段 的最小值为 ,
11.如图,正方形 和正方形 边长分别为 和 ,正方形 绕点 旋转,给出下列结论:① = ;② ;③ = ,其中正确结论有()
A. 个
B. 个
C. 个
D. 个
【答案】
D
【考点】
全等三角形的性质与判定
勾股定理
正方形的性质
旋转的性质
【解析】
由四边形 与四边形 都为正方形,得到四条边相等,四个角为直角,利用 得到三角形 与三角形 全等,利用全等三角形对应边相等即可得到 = ,利用全等三角形对应角相等得到 = ,利用等角的余角相等及直角的定义得到 为直角,利用勾股定理求出所求式子的值即可.
【答案】
解:∵长方形 绕点 顺时针旋转至 ,
∴ ,
在 中, , ,
∴ ,
∵ ,
∴ ;
证明:∵ 为 中点,
∴ ,
∴ ,
∵长方形 绕点 顺时针旋转至 ,
∴ , ,
∴ ,
在 和 中
∴ ,
∴ ;
解:能.理由如下:
∵四边形 为正方形,
∴ ,
∵ ,
∴ 与 为腰相等的两等腰三角形,
当 时,
,
当 与 为钝角三角形时,
【解答】
∵ 绕点 顺时针旋转 得到 ,
∴ = , = ,
∴ 是等边三角形,
∴ = ,
∵ = ,
∴ =(4)
9.如图,等边 绕点 逆时针旋转 时,点 转到 的位置,且 与 交于点 ,则 的值为()
A.
B.
C.
D.
【答案】
B
【考点】
等边三角形的性质
旋转的性质
【解析】
设等边三角形的边长为 ,利用旋转的性质得 = , = = ,再利用等边三角形的性质得 = ,所以 平分 ,根据等边三角形的性质得到 = , ,则 = ,然后计算 即可.
在 和 中
,
∴ ,
∴ = ,
∴ = ,
即 = .
22.如图①,将一个边长为 的正方形 和一个长为 ,宽为 的长方形 拼在一起,构成一个大的长方形 .现将小长方形 绕点 顺时针旋转至 ,旋转角为 .
当点 恰好落在 边上时,求旋转角 的值;
如图②, 为 中点,且 ,求证: ;
小长方形 绕点 顺时针旋转一周的过程中, 与 能否全等?若能,直接写出旋转角 的值;若不能说明理由.
【解答】
∵等腰直角 绕点 逆时针旋转 后得到 ,
∵ = ,
∴ = = = , = = ,
∴阴影部分的面积 ,
8.如图, 中, = , = , = ,将 绕点 顺时针旋转 得到 ,则 的长为()
A.
B.
C.
D.
【答案】
B
【考点】
旋转的性质
【解析】
根据旋转的性质可得 = , = ,然后判断出 是等边三角形,再根据等边三角形的三条边都相等可得 = .
【解答】
设等边三角形的边长为 ,
∵等边 绕点 逆时针旋转 ,
∴ = , = = ,
∵ 为等边三角形,
∴ = ,
∴ 平分 ,
∴ ,
∴ = , ,
∴ = =
∴ .
10.如图,在 中, = , = , = , 为 中点, 为 上的动点,将 绕点 逆时针旋转 得到 ,连 ,则线段 的最小值为()
A.
B.
C.
【解答】
中, ,
由旋转的性质,设 ,则 ,
∵ 绕 边上的点 顺时针旋转 得到 ,
∴ , ,
∴ ,
∴ ,即 ,
解得 ,
∴ ,
5.如图,将 绕点 顺时针旋转,使点 落在 边上点 处,此时点 的对应点 恰好落在 的延长线上,下列结论错误的是()