2021年中考数学二轮复习重点题型十一《几何变换综合》专项训练(含解析)
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1、题型十一 几何变换综合 1. 如图 1,在ABC中,AEBC 于 E,AE=BE,D 是 AE 上的一点,且 DE=CE,连接 BD,CD (1)试判断 BD与 AC 的位置关系和数量关系,并说明理由; (2)如图 2,若将DCE绕点 E旋转一定的角度后,试判断 BD 与 AC 的位置关系和数量关系是否发生 变化,并说明理由; (3)如图 3,若将(2)中的等腰直角三角形都换成等边三角形,其他条件不变 试猜想 BD 与 AC的数量关系,请直接写出结论; 你能求出 BD与 AC 的夹角度数吗?如果能,请直接写出夹角度数;如果不能,请说明理由 2. 已知:正方形 ABCD 中,MAN=45 ,MA
2、N 绕点 A顺时旋转,它的两边分别交 CB,DC(或它们的延 长线)于点 M,N当MAB 绕点 A 旋转到 BM=DN时(如图 1),易证 BM+DN=MN (1)当MAN旋转到 BMDN 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?请写出 你的猜想,并加以证明 3. 已知,ABC为直角三角形,ACB=90 ,点 P是射线 CB上一点(点 P 不与点 B、C 重合),线段 AP 绕点 A顺时针旋转 90 得到线段 AQ,连接 QB交射线 AC于点 M
3、(1)如图,当 AC=BC,点 P在线段 CB上时,线段 PB、CM 的数量关系是_; (2)如图,当 AC=BC,点 P在线段 CB的延长线时,(1)中的结论是否成立?若成立,写出证明 过程;若不成立,请说明理由 (3)如图,若,点 P 在线段 CB 的延长线上,CM=2,AP=13,求ABP的面积 4. 【操作发现】 (1)如图 1,ABC为等边三角形,先将三角板中的 60 角与ACB 重合,再将三角板绕点 C按顺时针 方向旋转(旋转角大于 0 且小于 30 ),旋转后三角板的一直角边与 AB交于点 D,在三角板斜边上取 一点 F,使 CF=CD,线段 AB 上取点 E,使DCE=30 ,
4、连接 AF,EF 求EAF的度数; DE与 EF相等吗?请说明理由; 【类比探究】 (2)如图 2,ABC 为等腰直角三角形,ACB=90 ,先将三角板的 90 角与ACB重合,再将三角板 绕点 C按顺时针方向旋转(旋转角大于 0 且小于 45 ),旋转后三角板的一直角边与 AB交于点 D,在 三角板另一直角边上取一点 F,使 CF=CD,线段 AB 上取点 E,使DCE=45 ,连接 AF,EF请直接 写出探究结果: EAF 的度数; 线段 AE,ED,DB 之间的数量关系 5. ABC 是等边三角形,以点 C 为旋转中心,将线段 CA 按顺时针方向旋转 60 得到线段 CD,连接 BD交
5、AC 于点 O (1)如图 1 求证:AC 垂直平分 BD; 点 M 在 BC 的延长线上,点 N在线段 CO上,且 ND=NM,连接 BN,判断MND 的形状,并加以证 明; (2)如图 2,点 M在 BC的延长线上,点 N 在线段 AO 上,且 ND=NM,补全图 2,求证:NA=MC 6. 如图 1,在 RtABC中,A=90 ,AB=AC,点 D,E 分别在边 AB,AC 上,AD=AE,连接 DC,点 M, P,N分别为 DE,DC,BC的中点 (1)观察猜想: 图 1中,线段 PM与 PN 的数量关系是_,位置关系是_; (2)探究证明: 把ADE绕点 A逆时针方向旋转到图 2的位
6、置,连接 MN,BD,CE,判断PMN 的形状,并说明 理由; (3)拓展延伸: 把ADE绕点 A在平面内自由旋转,若 AD=4,AB=10,请直接写出PMN面积的最大值 7. 在等腰 RtABC 中,AB=AC,BAC=90 (1)如图 1,D,E是等腰 RtABC 斜边 BC上两动点,且DAE=45 ,将ABE 绕点 A逆时针旋转 90 后,得到AFC,连接 DF 求证:AEDAFD; 当 BE=3,CE=7时,求 DE 的长; (2)如图 2,点 D 是等腰 RtABC斜边 BC 所在直线上的一动点,连接 AD,以点 A 为直角顶点作等腰 RtADE,当 BD=3,BC=9 时,求 DE
7、的长 8. 已知如图 1,在ABC 中,ACB=90 ,BC=AC,点 D 在 AB上,DEAB交 BC于 E,点 F 是 AE 的中点 (1)写出线段 FD与线段 FC 的关系并证明; (2)如图 2,将BDE 绕点 B 逆时针旋转 (0 90 ),其它条件不变,线段 FD 与线段 FC的关 系是否变化,写出你的结论并证明; (3)将BDE 绕点 B 逆时针旋转一周,如果 BC=4,BE=2,直接写出线段 BF的范围 9. 在ABC中,AB=AC,BAC=,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 ,得到线段 PD,连接 DB,DC (1)
8、如图 1,当 =60时, 求证:PA=DC; 求DCP 的度数; (2)如图 2,当 =120时,请直接写出 PA 和 DC的数量关系 (3)当 =120时,若 AB=6,BP=,请直接写出点 D到 CP的距离为_ 10. 初步尝试 (1)如图,在三角形纸片 ABC 中,ACB=90 ,将ABC折叠,使点 B 与点 C 重合,折痕为 MN, 则 AM 与 BM的数量关系为_; 思考说理 (2)如图,在三角形纸片 ABC 中,AC=BC=6,AB=10,将ABC 折叠,使点 B 与点 C重合,折痕为 MN,求的值; 拓展延伸 (3)如图,在三角形纸片 ABC 中,AB=9,BC=6,ACB=2A
9、,将ABC沿过顶点 C 的直线折叠, 使点 B落在边 AC上的点 B处,折痕为 CM 求线段 AC 的长; 若点 O 是边 AC的中点,点 P为线段 OB上的一个动点,将APM 沿 PM折叠得到APM,点 A 的对应点为点 A,AM与 CP交于点 F,求的取值范围 11. 如图 1,在平面直角坐标系,O为坐标原点,点 A(-1,0),点 B(0,) (1)求BAO的度数; (2)如图 1,将AOB 绕点 O 顺时针旋转得AOB,当 A恰好落在 AB边上时,设ABO 的面 积为 S1,BAO的面积为 S2,S1与 S2有何关系?为什么? (3) 若将AOB绕点O顺时针旋转到如图2所示的位置, S
10、1与S2的关系发生变化了吗?证明你的判断 12. 如图 1,在 RtABC 中,B=90 ,AB=4,BC=2,点 D、E 分别是边 BC、AC的中点,连接 DE将CDE 绕点 C逆时针方向旋转,记旋转角为 (1)问题发现 当 =0时,=_;当 =180时,=_ (2)拓展探究 试判断:当 0360 时,的大小有无变化?请仅就图 2 的情形给出证明 (3)问题解决 CDE绕点 C逆时针旋转至 A、B、E 三点在同一条直线上时,求线段 BD 的长 13. 【问题探究】 (1)如图 1,ABC 和DEC 均为等腰直角三角形,ACB=DCE=90 ,点 B,D,E在同一直线上, 连接 AD,BD 请
11、探究 AD 与 BD之间的位置关系:_; 若 AC=BC=,DC=CE=,则线段 AD 的长为_; 【拓展延伸】 (2) 如图 2, ABC 和DEC均为直角三角形, ACB=DCE=90 , AC=, BC=, CD=, CE=1 将 DCE绕点 C在平面内顺时针旋转,设旋转角BCD 为 (0360 ),作直线 BD,连接 AD,当点 B,D,E在同一直线上时,画出图形,并求线段 AD 的长 答案和解析答案和解析 1.【答案】解:(1)BD=AC,BDAC, 理由是:延长 BD 交 AC于 F AEBC, AEB=AEC=90 , 在BED和AEC 中, , BEDAEC, BD=AC,DB
12、E=CAE, BED=90 , EBD+BDE=90 , BDE=ADF, ADF+CAE=90 , AFD=180 -90 =90 , BDAC; (2)不发生变化 理由:如图 2中 设 DE与 AC 交于 O 点 BEA=DEC=90 , BEA+AED=DEC+AED, BED=AEC, 在BED和AEC 中, , BEDAEC, BD=AC,BDE=ACE, DEC=90 , ACE+EOC=90 , EOC=DOF, BDE+DOF=90 , DFO=180 -90 =90 , BDAC; (3)如图 3 中,结论:BD=AC, 理由是:ABE 和DEC是等边三角形, AE=BE,D
13、E=EC,EDC=DCE=60 ,BEA=DEC=60 , BEA+AED=DEC+AED, BED=AEC, 在BED和AEC 中, , BEDAEC, BD=AC 能ABE和DEC 是等边三角形, AE=BE,DE=EC,EDC=DCE=60 ,BEA=DEC=60 , BEA+AED=DEC+AED, BED=AEC, 在BED和AEC 中, , BEDAEC, BDE=ACE, DFC=180 -(BDE+EDC+DCF) =180 -(ACE+EDC+DCF) =180 -(60 +60 ) =60 ,即 BD与 AC所成的角的度数为 60 【解析】 (1) 延长 BD交 AC于 F
14、, 求出AEB=AEC=90 , 证出BEDAEC, 推出 BD=AC, DBE=CAE, 根据EBD+BDE=90 推出ADF+CAE=90 ,求出AFD=90 即可; (2)求出BED=AEC,证出BEDAEC,推出 BD=AC,BDE=ACE,根据ACE+EOC=90 求出 BDE+DOF=90 ,求出DFO=90 即可; (3)如图 3 中,结论:BD=AC,只要证明BEDAEC 即可; 求出BED=AEC,证出BEDAEC,推出BDE=ACE,根据三角形内角和定理求出DFC 即可 本题考查了等边三角形性质,等腰直角三角形的性质,全等三角形的性质和判定的应用,主要考查了学生 的推理能力
15、 2.【答案】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, , AEMANM(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, , ADQABM(SAS), DAQ=BAM, QAN=MAN 在AMN 和AQN中, , AMNAQN(SAS), MN=QN, DN-BM=MN 【解析】 (1)
16、结论: BM+DN=MN成立, 证得 B、 E、 M三点共线即可得到AEMANM, 从而证得 ME=MN (2) 结论: DN-BM=MN 首先证明ADQABM, 得 DQ=BM, 再证明AMNAQN (SAS) , 得 MN=QN, 本题考查正方形的性质、旋转变换等知识,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,属于中考常考题型 3.【答案】解:(1)PB=2CM; (2)BP=2CM仍然成立, 理由:如图 2, 将ABC绕点 A顺时针旋转 90 ,得到ABC,连接 BQ, BQ=BP,AB=AB, 连接 BB, ACBC, 点 C 在 BB上,且 CB=CB, 依题意
17、得,CBB=90 , CMBC,而 CB=CB, 2CM=BQ, BP=BQ, BP=2CM, (3)如图 3, 设 BC=2x,则 AC=5x, 将ABC绕点 A顺时针旋转 90 ,得到ABC,连接 BQ, BC=BC,BQ=BP,AC=AC 延长 BC 交 CQ 于 N, 四边形 ACNC是正方形, CN=CN=AC=5x, BN=CN+BC=7x CMQN, CM=2, QN=7, BP=BQ=CN+QN-BC=5x+7-2x=3x+7, PC=BC+BP=2x+3x+7=5x+7, 在 RtACP 中,AC=5x,PC=5x+7,AP=13, 根据勾股定理得,(5x)2+(5x+7)2
18、=132 x=1或 x=-(舍), BP=3x+7=10,AC=5x=5, SABP = BP AC= 10 5=25. 【解析】 【分析】 此题是几何变换综合题,主要考查了等腰直角三角形和直角三角形的性质,旋转的性质,中位线的性质, 三角形的面积,勾股定理,平行线分线段成比例等有关知识,解本题的关键是作出辅助线,也是本题的难 点 (1)作出ABC绕点 A顺时针旋转 90 ,利用旋转的性质,和等腰三角形的性质再用中位线即可; (2)作出ABC绕点 A顺时针旋转 90 ,利用旋转的性质,和等腰三角形的性质,再用中位线即可; (3)同(1)(2)的方法作出辅助线,利用平行线中的基本图形“A”得出比
19、例式,用勾股定理求出 x,最 后用三角形的面积公式即可 【解答】 解:(1)如图 1, 将ABC绕点 A顺时针旋转 90 ,得到ABC, BQ=BP,AB=AB, 连接 BB, ACBC, 点 C 在 BB上,且 CB=CB, 依题意得,CBB=90 , CMBC,而 CB=CB, 2CM=BQ, BP=BQ, BP=2CM, 故答案为:BP=2CM; (2)见答案; (3)见答案. 4.【答案】解:(1)ABC是等边三角形, AC=BC,BAC=B=60 , DCF=60 , ACF=BCD, 在ACF和BCD 中, ACFBCD(SAS), CAF=B=60 , EAF=BAC+CAF=1
20、20 ; DE=EF;理由如下: DCF=60 ,DCE=30 , FCE=60 -30 =30 , DCE=FCE, 在DCE 和FCE 中, DCEFCE(SAS), DE=EF; (2)ABC是等腰直角三角形,ACB=90 , AC=BC,BAC=B=45 , DCF=90 , ACF=BCD, 在ACF和BCD 中, ACFBCD(SAS), CAF=B=45 ,AF=DB, EAF=BAC+CAF=90 ; AE2+DB2=DE2,理由如下: DCF=90 ,DCE=45 , FCE=90 -45 =45 , DCE=FCE, 在DCE 和FCE 中, DCEFCE(SAS), DE
21、=EF, 在 RtAEF 中,AE2+AF2=EF2, 又AF=DB, AE2+DB2=DE2 【解析】【试题解析】 本题是几何变换综合题目,考查了旋转的性质、等边三角形的性质、全等三角形的判定与性质、等腰直角 三角形的判定与性质、勾股定理等知识;本题综合性强,有一定难度,证明三角形全等是解决问题的关键 (1)由等边三角形的性质得出 AC=BC,BAC=B=60 ,求出ACF=BCD,证明ACFBCD,得出 CAF=B=60 ,求出EAF=BAC+CAF=120 ; 证出DCE=FCE,由 SAS证明DCEFCE,得出 DE=EF即可; (2) 由等腰直角三角形的性质得出AC=BC, BAC=
22、B=45 , 证出ACF=BCD, 由SAS证明ACFBCD, 得出CAF=B=45 ,AF=DB,求出EAF=BAC+CAF=90 ; 证出DCE=FCE, 由SAS证明DCEFCE, 得出DE=EF; 在RtAEF中, 由勾股定理得出AE2+AF2=EF2, 即可得出结论 5.【答案】证明:ABC是等边三角形, ABC=ACB=CAB=60 , 以点 C 为旋转中心,将线段 CA 按顺时针方向旋转 60 得到线段 CD, CD=CA,ACD=ACB=60 , BO=DO,COBD, AC垂直平分 BD; MND是等边三角形, 如图 1,由知 AC垂直平分 BD, NB=ND,CBD= AB
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- 几何变换综合 2021 年中 数学 二轮 复习 重点 题型 十一 几何 变换 综合 专项 训练 解析
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