旋转几何证明
旋转在几何计算、证明中的运用
旋转在几何计算、证明中的运用一、旋转在解三角形中的应用（一）正三角形类型在正ΔABC 中，P 为ΔABC 内一点，将ΔABP 绕A 点按逆时针方向旋转600，使得AB 与AC 重合。
经过这样旋转变化，将图（1-1-a ）中的PA 、PB 、PC 三条线段集中于图（1-1-b ）中的一个ΔP'CP 中，此时ΔP'AP也为正三角形。
例．1. ．．如图：（．．．．1．-．1．）：设．．．P ．是等边．．．Δ．ABC ．．．内的一点，．．．．．PA=3．．．．，． PB=4．．．．，．PC=5．．．．，∠．．APB ．．．的度数是．．．．________.．．．．．．．．．. 练习，二等腰直角三角形类型在等腰直角三角形ΔABC 中， ∠C=Rt ∠ , P 为ΔABC 内一点，将ΔAPC 绕C 点按逆时针方向旋转900，使得AC 与BC 重合。
经过这样旋转变化，在图（3-1-b ）中的一个ΔP' CP 为等腰直角三角形。
1.如图1所示，P 是等边三角形ABC 内的一个点，PA=2，PB=32，PC=4，求△ABC 的边长。
例2．如图，在ΔABC 中，∠ ACB =900，BC=AC ，P 为ΔABC 内一点，且PA=3，PB=1，PC=2。
求∠ BPC 的度数。
11.如图，在△ABC中，∠C=90°，AC=BC ，M 、N 是斜边AB 上的点，且∠MCN=45°，AM=3，BN=5，则MN= ．三、旋转在正方形中的运用类比练习：如图，在△ABC 中，∠BAC=90°，AB=AC ，D 是BC 上的任意一点，求证：BD 2+CD 2=2AD 2．D CBA例.如图4，P 是正方形ABCD 内一点，将△ABP 绕点B 顺时针方向旋转能与'CBP 重合，若PB=3，求'PP 的长。
如图5, P 是正方形ABCD 内一点，且满足PA ：PD ：PC=1：2：3，则∠APD= .图5、家庭作业1(青岛市)如图，P 是正三角形 ABC 内的一点，且PA ＝6，PB ＝8，PC ＝10．若将△PAC 绕点A 逆时针旋转后，得到△P'AB ，则点P 与点P' 之间的距离为多少，∠APB ？2、如图，直角梯形ABCD 中，AD ∥BC ，AB ⊥BC ，AD = 2，将腰CD 以D 为中心逆时针旋转90°至DE ，连接AE 、CE ，△ADE 的面积为3，则BC 的长为 ．3如图，E 、F 分别是正方形ABCD 的边BC 、CD 上一点，且BE ＋DF ＝EF ，求∠EAF 、4、如图，有边长为1的等边三角形ABC 和顶角为120°的等腰△DBC ，•以D 为顶点作∠MDN=60°角，两边分别交AB 、AC 于M 、N 的三角形，连结MN ，（1）、求证MN=BM+CN ；（2）、试说明△AMN 的周长为2．（3）、若M,N 分别在AB,CA 的延长线上，则（1）中结论还成立吗？如果不成立，MN,BM,CN 又满足什么关系？A B C D 图9CA5如图，已知正方形ABCD ，点E 、F 分别在BC 、CD 上，且AE=BE+FD ，请说出AF 平分∠DAE 的理由。
解决旋转问题的思路方法
解决旋转问题的思路方法1.把一个平面图形F绕平面内一点O按一定方向（顺时针或逆时针）旋转一定角度α得到图形F'的变换称为旋转变换，点O叫做旋转中心，角度α叫做旋转角.特别地，旋转角为180°的旋转变换就是中心对称变换.2.旋转变换的性质：对应图形全等，对应线段相等，对应角相等，对应线段所在直线的夹角中有一个等于旋转角，对应点到旋转中心的距离相等.中心对称的性质：连结对应点的线段都经过对称中心且被对称中心平分，对应线段平行且相等，对应角相等.3.旋转变换应用时常见的有下面三种情况：（1）旋转90°角.当题目条件中有正方形或等腰直角三角形时，常将图形绕直角顶点旋转90°.（2）旋转60°角.当题目条件中有等边三角形时，常将图形绕等边三角形一顶点旋转60°.（3）旋转度数等于等腰三角形顶角度数.当题目条件中有等腰三角形时，常将图形绕等腰三角形顶角的顶点旋转顶角的度数.例1.已知Rt△ABC中，∠ACB=90°，CA=CB，有一个圆心角为45°，半径长等于CA的扇形CEF绕点C旋转，且直线CE、CF分别与直线AB交于点M、N.（1）当扇形绕点C在∠ACB的内部旋转时，如图1所示，求证：MN2=AM2+BN2.（2）当扇形CEF绕点C旋转至如图2所示的位置时，关系式MN2=AM2+BN2是否仍然成立？若成立，请证明；若不成立，请说明理由.规律技巧：本题利用旋转变换，将结论中的分散线段通过等量代换集中到了一个三角形中，再证明该三角形为直角三角形，运用勾股定理证明.本题还体现了动态几何问题的一个共同特征：运动的图形与静止的图形的相对位置虽然发生了变化，但有些结论仍然保持不变，且证明方法也是一样的.这也正是动态几何问题的魅力所在.本题也可通过运用轴对称变换作辅助线，将△ACM沿直线CE对折，得△DCM，连结DN.再证△DCN≌△BCN.例2.如图所示，在梯形ABCD 中，BC>AD ，AD//BC ，∠D=90°，BC=CD=12，∠ABE=45°.若AE=10，则CE 的长为 .思路分析：本题已知条件多，但比较分散，而且题设和结论间的关系也不是很明显，不易沟通，此时我们是否考虑用旋转变换来铺路架桥.规律技巧：本题中条件与结论间不能直接找到关系时，我们想到了用旋转法，但旋转法解题一般用在正方形、正三角形中较多.故本题先把直角梯形补成一个正方形，然后根据正方形中特殊三角形旋转的前后关系，使问题得到解决.本题如果通过在Rt △ADE 、Rt △CEB 和△BAE 中直接求出EC几乎是不可能的.例3.如图所示，正方形ABCD 的边长为1，点F 在线段CD 上运动，AE 平分∠BAF 交边BC 于点E.（1）求证：AF=DF+BE.（2）设DF=x ()01x ≤≤，△ADF 与△ABE 的面积和S 是否存在最大值？若存在，求出此时x 的值及S 的最大值；若不存在，请说明理由.思路分析：求证AF=DF+BE ，观察图形可知线段AF 、DF 、BE 不在同一个三角形内，所以考虑添加辅助线帮助解题，考虑到AF 、DF 在Rt △ADF 中，又AD 是正方形ABCD 的边长，所以试着延长CB 到点G ，使BG=DF ，又AB=AD ，进一步推理，可使问题获解.规律技巧：利用旋转构造等腰三角形是证明第（1）题的关键.通常在正方形中存在共顶角图形（或等腰三角形存在共顶点图形）时，往往利用旋转的思想；第（2）题是求S 的最大值，往往结合几何图形，实际上就是要求AF 的最大值，显然，当AF 为对角线时取得最大值.由此可见，恰当的数形结合，能简洁明了地解决问题.。
第二十三章旋转几何证明题提高篇(2)2021-2022学年人教版数学九年级上册
人教版数学九年级上册第二十三章旋转几何证明题提高篇21.在△ABC中，∠BAC=90°，AB=AC，点D在边BC上，BD=1BC，将线段DB绕点D顺时针旋转至DE，3记旋转角为α，连接BE，CE，以CE为斜边在其一侧作等腰直角三角形CEF，连接AF．（1）如图1，当α=180°时，请直接写出线段AF与线段BE的数量关系；（2）当0°＜α＜180°时，①如图2，（1）中线段AF与线段BE的数量关系是否仍然成立？请说明理由；②如图3，当B，E，F三点共线时，连接AE，判断四边形AECF的形状，并说明理由．2.如图①，在△ABC和△DEC中，∠BAC=∠EDC=90°，AB=AC=4，DE=DC=√2．现将△DEC绕着点C旋转一定角度后，再平移线段BA得到线段EF（点B与点E对应），连接DA，DF．（1）如图②，当点D在线段BC的延长线上时，求线段CF的长；（2）当点E与点A在直线BC的同侧时，探究DA与DF的数量关系和位置关系，并说明理由；（3）连接BF，求线段BF长的最大值．3.如图,在△ABC中,点D在边AC上,∠ABD=90∘.将△BCD沿BD对折得到△BED, BE交AC于点F.(1)如图,若∠A=40∘,∠C=30∘,求∠AFB的度数;(2)如图,若∠1=∠2,请说明∠4=4∠3;(3)若∠A=40∘,将△BED绕点B逆时针方向旋转一个角度α(0∘<α<180∘),记旋转中的△BED为△BD1E1.在旋转过程中,直线D1E1分别与直线AB、直线AC交于点M、点N,是否存在这样的点M、点N,使∠AMN与∠ANM 相等若存在,请直接写出旋转角α的度数;若不存在,请说明理由.4.在△ABC中，∠ABC=∠ACB，点D在直线BC上（不与B、C重合），点E在直线AC上（不与A、C重合），且∠ADE=∠AED．=______．（1）如图1，若∠ABC=50°，∠AED=80°，则∠CDE=______°，此时，∠BAD∠CDE（2）若点D在BC边上（点B、C除外）运动（如图1），试探究∠BAD与∠CDE的数量关系，并说明理由；（3）若点D在线段BC的延长线上，点E在线段AC的延长线上（如图2），其余条件不变，请直接写出∠BAD与∠CDE的数量关系：______．（4）若点D在线段CB的延长线上（如图3），点E在直线AC上，∠BAD=26°，其余条件不变，则∠CDE=______（友情提醒：可利用图3画图分析）．5.在△ABC中，BD⊥AC于点D，点P为射线BD上任一点（点B除外），连接AP，将线段PA绕点P顺时针方向旋转α，α=∠ABC，得到PE，连接CE．（1）【观察发现】如图1，当BA=BC，且∠ABC=60°时，BP与CE的数量关系是______，BC与CE的位置关系是______．（2）【猜想证明】如图2，当BA=BC，且∠ABC=90°时，（1）中的结论是否成立？若成立，请予以证明；若不成立，请说明理由．（请选择图2，图3中的一种情况予以证明或说理）（3）【拓展探究】在（2）的条件下，若AB=8，AP=5√2，请直接写出CE的长．6.如图，在等腰Rt△ABC中，∠ACB=90°，点D，E分别在AB，BC上运动，将线段DE绕点E按顺时针方向旋转90°得到线段EF.（1）如图1，若D为AB中点，点E与点C重合，AF与DC相交于点O，求证：OE=OD；（2）如图2，若点E不与C，B重合，点D为AB中点，点G为AF的中点，连接DG，连接BF，判断线段BF，CE，AD的数量关系并说明理由；（3）如图3，若AB=4√2，AD=3BD，点G为AF的中点，连接CG，∠GDE=90°，请直接写出CE的长.7.如图，在Rt△ABC中，∠BAC=90°，AB=AC，点D，E分别在边AB，AC上，AD=AE，连接DC、BE，点P为DC的中点．（1）观察图1，猜想线段AP与BE的数量关系是______，位置关系是______；（2）把△ADE绕点A逆时针方向旋转到图2的位置，（1）中的结论是否仍然成立，若成立，请证明；若不成立，请写出新的结论并说明理由；（3）把△ADE绕点A在平面内自由旋转，若DE=6，BC=10，请直接写出线段AP长的取值范围．8.如图1，在△ABC中，∠ACB=90°，AC=BC，D为AB上一点，连接CD，将CD绕点C顺时针旋转90°至CE，连接AE．，AE=4，求AB的长；（1）连接ED，若CD=5√52（2）如图2，若点F为AD的中点，连接EB、CF，求证：CF⊥EB．9.观察发现如图1、图2，已知在△ABC和△CDE中，AC=6，CD=9，将△CDE固定，△ABC绕点C旋转．（1）如图1，若△ABC和△CDE是等腰直角三角形，∠DCE=∠ACB=90，AC=BC，CE=CD，直接判断AD与BE之间的数量关系是______；其中BE的最大值为______．应用推广（2）如图2，若△ABC和△CDE是直角三角形，∠DCE=∠ACB=90°，∠CDE=∠CAB=30°，判断AD与BE 之间的数量关系，说明理由，并求出BE的最大值．拓展提升（3）如图3，已知在Rt△DBC中，∠DBC=90°，CD=9，以BC为直角边向外作等腰Rt△ABC，连接AD，求出AD的最大值．10. 如图①，在△ABC 中，∠A =90°，AB =AC =13√22，点D 、E 分别在边AB 、AC 上，AD =AE =7√22，连接DE ，把△ADE 绕点A 顺时针方向旋转α（0°＜α＜360°）．（1）如图②，当0°＜α＜180°时，判断线段CE 和BD 的数量关系，并说明理由；（2）如图③，若180°＜α＜360°，当C 、D 、E 三点在同一直线时，BD 与CE 具有怎样的位置关系，请说明理由，并求出此时线段BE 的长；（3）在旋转过程中，求△BCD 的面积的最大值，并写出此时的旋转角α的度数．11.如图，正方形ABCD，将边CD绕点C顺时针旋转60°，得到线段CE，连接DE，AE，BD交于点F．（1）求∠AFB的度数；（2）求证：BF＝EF；（3）连接CF，直接用等式表示线段AB，CF，EF的数量关系．12.在△ABC中，∠C=90°，∠BAC=60°，△ABC绕点C顺时针旋转，旋转角为α（0°＜α＜180°），点A、B的对应点分别是点D、E．（1）如图1，当点D恰好落在边AB上时，试判断DE与AC的位置关系，并说明理由．（2）如图2，当点B、D、E三点恰好在一直线上时，旋转角α=______°，此时直线CE与AB的位置关系是______．（3）在（2）的条件下，联结AE，设△BDC的面积S1，△AEC的面积S2，则S1与S2的数量关系是______．（4）如图3，当点B、D、E三点不在一直线上时，（3）中的S1与S2的数量关系仍然成立吗？试说明理由．13.（操作发现）（1）如图1，将△ABC绕点A逆时针旋转90°得到△ADE，连接BD，则∠ABD的度数是______．（类比探究）（2）如图2，在等腰直角三角形ABC内取一点P，使∠APB=135°，将△ABP绕顶点A逆时针旋转90°得到△ACP'，连接PP'．请猜想BP与CP'有怎样的位置关系，并说明理由．（解决问题）（3）如图3，在等腰直角三角形ABC内任取一点P，连接PA、PB、PC．求证：PC+√2PA＞PB．14.如图1，在△ABC中，∠BAC=90°，AB=AC，点D，E分别在边AB，AC上，AD=AE，连接DC、BE，点P为DC的中点．(1)观察猜想：图1中，线段AP与BE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的位置，小航猜想(1)中的结论仍然成立，请你证明小航的猜想；(3)拓展延伸：把△ADE绕点A在平面内自由旋转，若AD=4，AB=10，请直接写出线段AP的取值范围________．15.如图①，△ABC与△ADE均是等腰直角三角形，直角边AC、AD在同一条直线上，点G、H分别是斜边DE、BC的中点，点F为BE的中点，连接GF、GH．（1）猜想GF与GH的数量关系，请直接写出结论；（2）现将图①中的△ADE绕着点A逆时针旋转α（0°＜α＜90°），得到图②，请判断（1）中的结论是否成立？若成立，请证明；若不成立，请说明理由；（3）若AD＝2，AC＝4，将图①中的△ADE绕着点A逆时针旋转一周，直接写出GH的最大值和最小值，并写出取得最值时旋转角的度数．16.在△ABC中，AB=AC，△CDE中，CE=CD（CE≥CA），BC=CD，∠D=α，∠ACB+∠ECD=180°，点B，C，E不共线，点P为直线DE上一点，且PB=PD．（1）如图1，点D在线段BC延长线上，则∠ECD=______，∠ABP=______（用含α的代数式表示）；（2）如图2，点A，E在直线BC同侧，求证：BP平分∠ABC；（3）若∠ABC=60°，BC=√3+1，将图3中的△CDE绕点C按顺时针方向旋转，当BP⊥DE时，直线PC 交BD于点G，点M是PD中点，请直接写出GM的长．17.如图①，在△ABC中，∠C=90°，BC=8，AC=6，AB=10，点E是BC边上（不与底B，C重合）的一个动点，连接AE．（1）当线段AE把△ABC分成两个周长相等的三角形时，CE的长是多少？（2）将△ACE沿直线AE折叠，当点C恰好落在AB边上的C'处时，CE的长是多少？动手折一折并在图②中画出符合题意的图形．（3）当CE=3时，将△ACE绕点A顺时针旋转∠BAC的度数至△ADF的位置，连接EF，如图③，试判断线段AB和EF的位置关系并说明理由．18.某校八年级数学兴趣小组在研究等腰直角三角形与图形变换时，作了如下研究：在△ABC中，∠BAC=90°，AB=AC，点D为直线BC上一动点（点D不与B，C重合），以AD为腰作等腰直角三角形DAF，使∠DAF=90°，连接CF．（1）观察猜想如图1，当点D在线段BC上时，①CF与BC的位置关系为______；②CF，DC，BC之间的数量关系为______（直接写出结论）；（2）数学思考如图2，当点D在线段CB的延长线上时，（1）中的①、②结论是否仍然成立？若成立，请给予证明；若不成立，请你写出正确结论再给予证明．（3）拓展延伸如图3，当点D在线段BC的延长线上时，将△DAF沿线段DF翻折，使点A与点E重合，连接CE，若已知4CD=BC，AC=2√2，请求出线段CE的长．。
【几何模型】“全等模型”与“旋转全等模型”
全等变换
说明：
旋转全等模型
说明：
旋转半⾓的特征是相邻等线段所成⾓含⼀个⼆分之⼀⾓，通过旋转将另外两个和为⼆分之⼀的⾓拼接在⼀起，成对称全等。
⾃旋转模型
构造⽅法：
遇60度旋60度，造等边三⾓形
遇90度旋90度，造等腰直⾓
遇等腰旋顶点，造旋转全等
遇中点旋180度，造中⼼对称
共旋转模型
说明：模型变形
说明：
模型变形主要是两个正多边形或者等腰三⾓形的夹⾓的变化，另外是等腰直⾓三⾓形与正⽅形的混⽤。
当遇到复杂图形找不到旋转全等时，先找两个正多边形或者等腰三⾓形的公共顶点，围绕公共顶点找到两组相邻等线段，分组组成三⾓形证全等。
中点旋转：
说明：
两个正⽅形、两个等腰直⾓三⾓形或者⼀个正⽅形⼀个等腰直⾓三⾓形及两个图形顶点连线的中点，证明另外两个顶点与中点所成图形为等腰直⾓三⾓形。
证明⽅法是倍长所要证等腰直⾓三⾓形的⼀直⾓边，转化成要证明的等腰直⾓三⾓形和已知的等腰直⾓三⾓形（或者正⽅形）公旋转顶点，通过证明旋转全等三⾓形证明倍长后的⼤三⾓形为等腰直⾓三⾓形从⽽得证。
初中数学《几何旋转》重难点模型汇编(四大题型)含解析
专题旋转重难点模型汇编【题型1手拉手模型】【题型2“半角”模型】【题型3构造旋转模型解题】【题型4奔驰模型】【题型5费马点模型】【题型1手拉手模型】1如图1，在△ABC中，∠A=90°，AB=AC=2，点D、E分别在边AB、AC上，且AD=AE=2-2，连接DE．现将△ADE绕点A顺时针方向旋转，旋转角为α0°<α<360°，分别连接CE、BD．(1)如图2，当0°<α<90°时，求证：CE=BD；(2)如图3，当α=90°时，延长CE交BD于点F，求证：CF垂直平分BD；(3)连接CD，在旋转过程中，求△BCD的面积的最大值，并写出此时旋转角α的度数．【答案】(1)见解析(2)见解析(3)△BCD的面积的最大值为3-2，旋转角α=135°【详解】(1)证明：由题意得，AB=AC，AD=AE，∠CAB=∠EAD=90°，∵∠CAE+∠BAE=∠BAD+∠BAE=90°，∴∠CAE=∠BAD，在△ACE和△ABD中，AC =AB∠CAE =∠BAD AE =AD，∴△ACE ≌△ABD SAS ，∴CE =BD ；(2)证明：根据题意：AB =AC ，AD =AE ，∠CAB =∠EAD =90°，在△ACE 和△ABD 中，AC =AB∠CAE =∠BAD AE =AD∴△ACE ≌△ABD SAS ，∴∠ACE =∠ABD ，∵∠ACE +∠AEC =90°，且∠AEC =∠FEB ，∴∠ABD +∠FEB =90°，∴∠EFB =90°，∴CF ⊥BD ，∵AB =AC =2，AD =AE =2-2，∠CAB =∠EAD =90°，∴BC =AB 2+AC 2=2，CD =AC +AD =2，∴BC =CD ， ∵CF ⊥BD ，∴CF 是线段BD 的垂直平分线；(3)解： 在△BCD 中，边BC 的长是定值，则BC 边上的高取最大值时，△BCD 的面积有最大值，∴当点D 在线段BC 的垂直平分线上时，△BCD 的面积取得最大值，如图，∵AB =AC =2，AD =AE =2-2，∠CAB =∠EAD =90°，DG ⊥BC ，∴AG =12BC =1，∠GAB =45°，∴DG =AG +AD =3-2，∠DAB =180°-45°=135°，∴△BCD 的面积的最大值为：12BC ⋅DG =12×2×3-2 =3-2，此时旋转角α=135°．【点睛】本题是几何变换综合题，考查了等腰直角三角形的判定和性质，全等三角形的判定和性质，垂直平分线的判定和性质等知识，寻找全等三角形，利用数形结合的思想解决问题是解题关键．2如图1，在Rt △ABC 中，∠C =90°，AC =BC =2，D ，E分别为AC ,BC 的中点，将△CDE 绕点C 逆时针方向旋转得到△CD E (如图2)，使直线D E 恰好过点B ，连接AD ．(1)判断AD 与BD 的位置关系，并说明理由；(2)求BE 的长；(3)若将△CDE绕点C逆时针方向旋转一周，当直线D E 过Rt△ABC的一个顶点时，请直接写出BE 长的其它所有值．【答案】(1)AD ⊥BD ，见详解(2)14-22(3)2+142或14-2 2【详解】(1)解：AD 与BD 的位置关系为AD ⊥BD ．∵AC=BC，D，E分别为AC,BC的中点，∴CD=CE，即CD =CE ，∵∠C=90°，即∠BCA=∠D CE =90°，∴∠ACD =∠BCE ,∴△CD A≌△CE B，∴∠CE B=∠CD A，∵∠C=90°，CD =CE ，AC=BC，∴∠CD E =∠CE D =∠CAB=∠CBA=45°，∴∠CE B=∠CD A=135°，∴∠AD B=135°-45°=90°，即：AD ⊥BD ．(2)解：Rt△ACB中，AC=BC=2，∴BA=AC2+BC2=22，同理可求D E =2，∵△CD A≌△CE B，∴AD =BE ，设AD =BE =x，在Rt△AD B中，由勾股定理得：x2+2+x2=222，解得：x=14-22(舍负)，∴BE =14-22．(3)解：①经过点B 时，题(2)已求BE =14-22；②经过点A 时，如图所示，同理可证：△CD A ≌△CE B ，∴∠D AC =∠E BC ，BE =AD∵∠1=∠2，∴∠AE B =∠BCA =90°，设BE =AD =x ，在Rt △AE B 中，由勾股定理得：x 2+x -2 2=22 2，解得：x =2+142(舍负)，即：BE =2+142；③再次经过点B 时，如下图：同理可证：△CD A ≌△CE B ，AD ⊥BE ，设BE =AD =x ，在Rt △AD B 中，由勾股定理得：x 2+x -2 2=22 2，解得：x =2+142(舍负)，即：BE =2+142；综上所述：BE =2+142或BE =14-22．【点睛】本题考查了旋转的性质，全等三角形的判定与性质，勾股定理等的应用，正确熟练掌握知识点是解题的关键．3如图，△ABC 和△DCE 都是等腰直角三角形，∠ACB =∠DCE =90°．(1)【猜想】如图1，点E 在BC 上，点D 在AC 上，线段BE 与AD 的数量关系是，位置关系是；(2)【探究】：把△DCE 绕点C 旋转到如图2的位置，连接AD ，BE ，(1)中的结论还成立吗？说明理由；(3)【拓展】：把△DCE 绕点C 在平面内自由旋转，若AC =6，CE =22，当A ，E ，D 三点在同一直线上时，直接写出BE的长．【答案】(1)BE=AD，BE⊥AD(2)(1)中的结论成立，理由见解析(3)42-2或42+2【详解】(1)解：∵△ABC和△DCE都是等腰直角三角形，∠ACB=∠DCE=90°，∴BC=AC，EC=DC，∠ACB=90°，∴BC-EC=AC-DC，∴BE=AD，∵∠ACB=90°，∴BE⊥AD，故答案为：BE=AD，BE⊥AD；(2)解：(1)中结论仍然成立，理由：由旋转知，∠BCE=∠ACD，∵BC=AC，EC=DC，∴△BCE≌△ACD，∴BE=AD，∠CBE=∠CAD，∵∠ACB=90°，∴∠CBE+∠BHC=90°，∴∠CAD+∠BHC=90°，∵∠BHC=∠AHG，∴∠CAD+∠AHG=90°，∴∠AGH=90°，∴BE⊥AD；(3)解：①当点E在线段AD上时，如图3，过点C作CM⊥AD于M，∵△DCE是等腰直角三角形，且CE=22，∴DE=CE2+CD2=4，∵CM⊥AD，DE=2，∴CM=EM=12在Rt△ACM中，AC=6，∴AM=AC2-CM2=42，∴AE=AM-EM=42-2，在Rt△ACB中，AC=6，AB=AC2+AB2=62，在Rt△ABE中，BE=AB2-AE2=42+2；②当点D在线段AE上时，如图4，过点C作CN⊥AE于N，∵△DCE是等腰直角三角形，且CE=22，∴DE=CE2+CD2=4，∵CN⊥AD，DE=2，∴CN=EN=12在Rt△ACN中，AC=6，∴AN=AC2-CN2=42，∴AE=AN+NE=42+2，在Rt△ACB中，AC=6，AB=AC2+AB2=62，在Rt△ABE中，BE=AB2-AE2=42-2；综上，BE的长为42-2或42+2．【点睛】此题是几何变换综合题，主要考查了等腰直角三角形的性质，旋转的性质，全等三角形的判定和性质，勾股定理，作出辅助线构造出直角三角形是解本题的关键．4已知：如图1，△ABC中，AB=AC∠BAC=60°，D、E分别是AB、AC上的点，AD=AE，不难发现BD、CE的关系．(1)将△ADE绕A点旋转到图2位置时，写出BD、CE的数量关系；(2)当∠BAC=90°时，将△ADE绕A点旋转到图3位置．①猜想BD与CE有什么数量关系和位置关系?请就图3的情形进行证明；②当点C、D、E在同一直线上时，直接写出∠ADB的度数．【答案】(1)BD=CE(2)①BD=CE，BD⊥CE，证明见解析，②45°或135°【详解】(1)∵∠BAC-∠DAC=∠DAE-∠DAC，即∠BAD=∠CAE，在△BAD和△CAE中，AB=AC，∠BAD=∠CAE，AD=AE，水不撩不知深浅∴△BAD≌△CAE SAS∴BD=CE；(2)①BD=CE，BD⊥CE，证明：如图，BD交AC于点F，交CE于点M，∵∠BAC=∠DAE=90°，∴∠BAC+∠DAC=∠DAE+∠DAC，即∠BAD=∠CAE，在△BAD和△CAE中，AB=AC，∠BAD=∠CAE，AD=AE，∴△BAD≌△CAE SAS∴BD=CE，∠ABD=∠ACE，在△BAF和△CMF中，∵∠ABD=∠ACE，∠AFB=∠MFC，∴∠FMC=∠FAB，∵∠BAC=90°，∴∠FMC=90°，∴BD⊥CE，因此BD=CE，BD⊥CE；②如图，当点 C、D、E 在同一直线上，且点D在线段CE上时，如图I所示，在等腰Rt△ADE中，∠ADE=45°，∵BD⊥CE，∴∠EDB=90°，∴∠ADB=∠EDB-∠ADE=45°；当点 C、D、E 在同一直线上，且点E在线段DE上时，如图II所示，在等腰Rt△ADE中，∠ADE=45°，∵BD⊥CE，∴∠EDB=90°，∴∠ADB =∠EDB +∠ADE =135°；故∠ADB 的度数为：45°或135°．5△ABC是等腰直角三角形，点D 是△ABC 外部的一点，连接AD ，AB =AC =2AD =6，将线段AD 绕点A 逆时针旋转90°得到线段AE ，连接ED ，CE ，BD ．(1)如图1，当点D 在线段EC 上时，线段EC 与线段BD 的数量关系是，位置关系是；(2)如图2，线段EC 交BD 于点P ，此时(1)中线段EC 与线段BD 的关系是否依然成立，请说明理由；(3)如图3，线段EC 交BD 于点P ，点Q 是AC 边的中点，连接DC ，PQ ，当DC =32时，求PQ 的长．【答案】(1)BD =CE ，BD ⊥CE(2)(1)中线段EC 与线段BD 的关系是否依然成立，理由见解析(3)PQ 的长为32【详解】(1)解：BD =CE ，BD ⊥CE ，理由如下：∵△ABC 是等腰直角三角形，∴∠BAC =90°，AB =AC ，∵将线段AD 绕点A 逆时针旋转90°得到线段AE ，∴∠DAE =90°，AE =AD ，∴∠BAD =∠CAE ，在△ABD 与△ACE 中，AB =AC∠BAD =∠CAE AD =AE，∴△ABD ≌△ACE ，∴BD =CE ，∠ABD =∠ACE ，∴∠ACE +∠DBC +∠ACB =∠ABD +∠DBC +∠ACB =∠ABC +∠ACB =90°，∴∠BDC =90°，∴BD ⊥CE ；故答案为：BD =CE ，BD ⊥CE ；(2)解：(1)中线段EC 与线段BD 的关系依然成立；理由：∵△ABC 是等腰直角三角形，∴∠BAC =90°，AB =AC ，∵将线段AD 绕点A 逆时针旋转 90° 得到线段AE ，∴∠DAE=90°，AE=AD，∴∠BAD=∠CAE，在△ABD与△ACE中，AB=AC∠BAD=∠CAE AD=AE，∴△ABD≌△ACE，∴BD=CE，∠ABD=∠ACE，∴∠ACE+∠DBC+∠ACB=∠ABD+∠DBC+∠ACB=∠ABC+∠ACB=90°，∴∠BPC=90°，∴BD⊥CE；(3)解：连接PQ，∵将线段AD绕点A逆时针旋转90°得到线段AE，∴∠DAE=90°，AE=AD=3，∴DE=2AD=32，∵DC=32，∴DE=CD，由(2)知BD⊥CE，∴EP=CP，∵点Q是AC边的中点，∴PQ=12AE=32．【点睛】本题考查了全等三角形的判定和性质，等腰直角三角形性质，旋转的性质，三角形中位线定理，熟练掌握全等三角形的判定和性质定理是解题的关键．【题型2“半角”模型】6如图①，四边形ABCD是正方形，M，N分别在边CD、BC上，且∠MAN=45°，我们称之为“半角模型”，在解决“半角模型”问题时，旋转是一种常用的方法，如图①，将△ADM绕点A顺时针旋转90°，点D与点B重合，连接AM、AN、MN．(1)试判断DM，BN，MN之间的数量关系；(2)如图②，点M、N分别在正方形ABCD的边BC、CD的延长线上，∠MAN=45°，连接MN，请写出MN 、DM 、BN 之间的数量关系，并写出证明过程．(3)如图③，在四边形ABCD 中，AB =AD ，∠BAD =120°，∠B +∠D =180°，点N ，M 分别在边BC ，CD 上，∠MAN =60°，请直接写出BN ，DM ，MN 之间数量关系．【答案】(1)MN =DM +BN (2)MN =BN -DM ，证明见解析(3)MN =DM +BN【详解】(1)解：MN =DM +BN ，证明如下：如图：∵四边形ABCD 是正方形，∴∠ABC =∠BAD =∠D =90°，，由旋转的性质可得：AE =AM ，BE =DM ，∠ABE =∠D =90°，∠DAM =∠BAE ，∴∠ABE +∠ABC =180°，∴点E 、B 、C 共线，∵∠DAM +∠BAM =90°，∴∠BAE +∠BAM =90°=∠EAM ，∵∠MAN =45°，∴∠EAN =∠EAM -∠MAN =45°=∠MAN ，在△EAN 和△MAN 中，AE =AM∠EAN =∠MANAN =AN∴△EAN ≌△MAN SAS ，∴EN =MN ，∵EN =BE +BN ，∴MN =DM +BN ；(2)解：MN =BN -DM ，证明如下：如图，在BC 上取BE =MD ，连接AE ，，∵四边形ABCD 是正方形，∴∠ABC =∠ADC =∠BAD =90°，AB =AD ，∵∠ADC +∠ADM =180°，∴∠ADC =∠ADM =∠ABE =90°，在△ABE 和△ADM 中，AB =AD∠ABE =∠ADM BE =DM，∴△ABE≌△ADM SAS ，∴AE =AM ，∠BAE =∠MAD ，∵∠BAE +∠EAD =∠BAD =90°，∴∠DAM +∠EAD =∠EAM =90°，∵∠MAN =45°，∴∠EAN =∠EAM -∠MAN =45°=∠MAN ，在△EAN 和△MAN 中，AE =AM∠EAN =∠MAN AN =AN，∴△EAN ≌△MAN SAS ，∴EN =MN ，∵EN =BN -BE ，∴MN =BN -DM ；(3)解：如图，将△ABN 绕点A 逆时针旋转120°得△ADE ， ∴∠B =∠ADE ，AB =AD ，AE =AN ，∴∠B +∠ADC =180°，∴∠ADE +∠ADC =180°，∴点E 、D 、C 共线，∵∠BAN +∠NAD =∠BAD =120°，∴∠DAE +∠NAD =∠NAE =120°，∵∠MAN =60°，∴∠EAN =∠EAM -∠MAN =60°=∠MAN ，在△EAN 和△MAN 中，AE =AN∠EAM =∠NAM AM =AM，∴△EAM ≌△NAM SAS ，∴EM =MN ，∴MN =DM +BN ．【点睛】本题是四边形综合题，主要考查了正方形的性质，旋转的性质，全等三角形的判定与性质，利用旋转构造全等三角形是解题的关键．7如图，已知在△ABC 中，AB =AC ，D 、E 是BC 边上的点，将△ABD 绕点A 旋转，得到△ACD，连接D E ．(1)当∠BAC =120°，∠DAE =60°时，求证：DE =D E ；(2)当DE=D E时，∠DAE与∠BAC有怎样的数量关系？请写出，并说明理由．(3)在(2)的结论下，当∠BAC=90°，BD与DE满足怎样的数量关系时，△D EC是等腰直角三角形？(直接写出结论，不必证明)【答案】(1)见解析(2)∠DAE=12∠BAC，理由见解析(3)DE=2BD【详解】(1)证明：∵△ABD绕点A旋转得到△ACD ，∴AD=AD ，∠CAD =∠BAD，∵∠BAC=120°，∠DAE=60°，∴∠D AE=∠CAD +∠CAE=∠BAD+∠CAE=∠BAC-∠DAE=120°-60°=60°，∴∠DAE=∠D AE，在△ADE和△AD E中，∵AD=AD∠DAE=∠D AE AE=AE，∴△ADE≌△AD E(SAS)，∴DE=D E；(2)解：∠DAE=12∠BAC．理由如下：在△ADE和△AD E中，AD=AD AE=AE DE=D E，∴△ADE≌△AD′E(SSS)，∴∠DAE=∠D AE，∴∠BAD+∠CAE=∠CAD′+∠CAE=∠D′AE=∠DAE，∴∠DAE=12∠BAC；(3)解：∵∠BAC=90°，AB=AC，∴∠B=∠ACB=∠ACD =45°，∴∠D CE=45°+45°=90°，∵△D EC是等腰直角三角形，∴D E=2CD ，由(2)DE=D E，∵△ABD绕点A旋转得到△ACD ，∴BD=C D ，∴DE=2BD．【点睛】本题考查了几何变换的综合题，旋转的性质，全等三角形的判定与性质，等腰直角三角形的性质，熟记旋转变换只改变图形的位置不改变图形的形状与大小找出三角形全等的条件是解题的关键．8学完旋转这一章，老师给同学们出了这样一道题：“如图1，在正方形ABCD 中，∠EAF =45°，求证：EF =BE +DF ．”小明同学的思路：∵四边形ABCD 是正方形，∴AB =AD ，∠B =∠ADC =90°．把△ABE 绕点A 逆时针旋转到△ADE 的位置，然后证明△AFE ≌△AFE ，从而可得EF =E F ．E F =E D +DF =BE +DF ，从而使问题得证．(1)【探究】请你参考小明的解题思路解决下面问题：如图2，在四边形ABCD 中，AB =AD ，∠B =∠D =90°，∠EAF =12∠BAD ，直接写出EF ，BE ，DF 之间的数量关系．(2)【应用】如图3，在四边形ABCD 中，AB =AD ，∠B +∠D =180°，∠EAF =12∠BAD ，求证：EF =BE +DF ．(3)【知识迁移】如图4，四边形ABPC 是⊙O 的内接四边形，BC 是直径，AB =AC ，请直接写出PB +PC 与AP 的关系．【答案】(1)BE +DF =EF (2)证明见解析(3)PB +PC =2PA【详解】(1)解：结论：BE +DF =EF ，理由如下：证明：将△ABE 绕点A 逆时针旋转，旋转角等于∠BAD ，使得AB 与AD 重合，点E 转到点E 的位置，如图所示，可知△ABE≌△ADE ，∴BE=DE ．由∠ADC+∠ADE =180°知，C、D、E 共线，∠BAD，∵∠EAF=12∴∠BAF+∠DAF=∠EAF，∴∠DAE +∠DAF=∠EAF=∠E'AF，∴△AEF≌△AE F，∴EF=E F=BE+DF．(2)证明：将△ABE绕点A逆时针旋转，旋转角等于∠BAD，使得AB与AD重合，点E转到点E 的位置，如图所示，由旋转可知△ABE≌△ADE ，∴BE=DE ，∠B=∠ADE ，∠BAE=∠DAE ，AE=AE ．∴∠ADC+∠ADE =180°，∴点C，D，E 在同一条直线上．∠BAD，∵∠EAF=12∴∠BAE+∠DAF=1∠BAD，2BAD，∴∠DAE +∠DAF=12∠BAD，∴∠FAE =12∴∠EAF=∠FAE ．∵AF=AF，∴△FAE ≌△FAE，∴FE=FE ，即BE+DF=EF．(3)结论：PB+PC=2PA，理由如下：证明：将△ABP绕点A逆时针旋转90°得到△ACP ，使得AB与AC重合，如图所示，由圆内接四边形性质得：∠ACP +∠ACP=180°，即P，C，P 在同一直线上．∴BP=CP ，AP=AP ，∵BC为直径，∴∠BAC=90°=∠BAP+∠PAC=∠CAP +∠PAC=∠PAP ，∴△PAP 为等腰直角三角形，∴PP =2PA，即PB+PC=2PA．【点睛】本题考查了旋转与全等三角形的综合应用、直径所对的圆周角是直角、圆内接四边形的性质、等腰直角三角形的判定及性质等知识点．解题关键是利用旋转构造全等三角形．9阅读下面材料．小炎遇到这个一个问题：如图1，点E、F分别在正方形ABCD的边BC、CD上，∠EAF=45°，连接EF，则EF=BE+DF，试说明理由．小炎是这样思考的：要想解决这个问题，首先应想办法将这些分散的线段相对集中，她先尝试了翻折、旋转、平移的方法，最后发现线段AB、AD是共点并且相等的，于是找到解决问题的方法．她的方法是将△ABE 绕着点A逆时针旋转90°得到△ADG，再利用全等的知识解决这个问题(如图2)．参考小炎同学思考问题的方法，解决下列问题：(1)写出小炎的推理过程；(2)如图3，四边形ABCD中，AB=AD，∠BAD=90°，点E、F分别在边BC、CD上，∠EAF=45°，若∠B、∠D都不是直角，则当∠B与∠D满足于关系时，仍有EF=BE+DF；(3)如图4，在△ABC中，∠BAC=90°，AB=AC，点D、E均在边BC上，且∠DAE=45°，若BD=1，EC =2，求DE的长．【答案】(1)见解析(2)∠B+∠ADC=180°(3)5【详解】(1)解：如图所示，将△ABE绕着点A逆时针旋转90°得到△ADG，∵四边形ABCD是正方形，∴AB=AD，∠B=∠ADC=∠BAD=90°，由旋转的性质可得AE=AG，BE=DG，∠BAE=∠DAG，∠ADG=∠B=90°，∴∠ADC+∠ADG=180°，即C、D、G三点共线，∵∠BAE+∠DAE=90°，∴∠DAG+∠DAE=90°，即∠EAG=90°，∵∠EAF=45°，∴∠GAF=45°=∠EAF，又∵AF=AF，∴△AEF≌△AGF SAS，∴EF=GF，又∵GF=DF+DG，DG=BE，∴EF=BE+DF；(2)解：当∠B+∠ADC=180°时，仍有EF=BE+DF，理由如下：如图所示，将△ABE绕点A逆时针旋转90°得到△ADG，∴BE=DG，AE=AG，∠BAE=∠DAG，∠B=∠ADG∵∠B+∠ADC=180°，∠B=∠ADG，∴∠ADC+∠ADG=180°，即C、D、G三点共线，∵∠BAD=90°∴∠BAE+∠DAE=90°，∴∠DAG+∠DAE=90°，即∠EAG=90°，∵∠EAF=45°，∴∠GAF=45°=∠EAF，又∵AF=AF，∴△AEF≌△AGF SAS，∴EF=GF，又∵GF=DF+DG，DG=BE，∴EF=BE+DF，故答案为：∠B+∠ADC=180°；(3)解：如图所示，将△ABD绕点A逆时针旋转90°得到△ACG，∴∠B=∠ACG，BD=CG=1，AD=AG，∵∠BAC=90°，∴∠B+∠ACB=90°，∠BAD+∠CAD=90°，∴∠CAG+∠CAD=90°，∠ACG+∠ACB=90°，即∠ECG=90°，∠DAG=90°，∵∠DAE=45°，∴∠GAE=45°=∠DAE，又∵AE=AE，∴△ADE≌△AGE SAS，∴GE=DE，在Rt△CEG中，由勾股定理得GE=CE2+CG2=5，∴DE=GE=5．【点睛】本题主要考查了正方形的性质，全等三角形的性质与判定，旋转的性质，勾股定理等等，正确作出辅助线构造全等三角形是解题的关键．10如图1，E，F分别是正方形ABCD的边CD，BC上的动点，且满足∠EAF=45°，试判断线段BF，EF，ED之间的数量关系，并说明理由．小聪同学的想法：将△DAE顺时针旋转90°，得到△BAH，然后通过证明三角形全等可得出结论．请你参考小聪同学的思路完成下面的问题．(1)线段BF，EF，ED之间的数量关系是．(2)如图2，在正方形ABCD中，∠EAF=45°，连接BD，分别交AF，AE于点M，N，试判断线段BM，MN，ND之间的数量关系，并说明理由．【答案】(1)EF=BE+DF(2)MN2=BM2+DN2【详解】(1)解：结论：EF=BE+DF理由：∵四边形ABCD是正方形，∴∠ABC=∠ADC=∠BAD=90°，由旋转的性质可知：AH=AE，∠ADE=∠ABH=90°，HB=DE，∠EAH=90°，∵∠EAF=45°，∴∠FAH=45°，∴∠FAH=∠EAF，∵∠ABF+∠ABH=90°+90°=180°，∴F、B、H三点共线，又∵AF=AF，∴△AFE≌△AFH SAS，∴EF=FH，∵FH=BF+BH=BF+DE，∴EF=BE+DF．(2)结论：MN2=BM2+DN2,证明如下：如图所示，将△ADN绕点A顺时针旋转90°得到△BAG．∵BA=AD，∠BAD=90°，∴∠ABD=∠ADB=45°，由旋转的性质可知：AN=AG，∠ABG=∠ADB=45°，∠GAE=90°，∴∠MBG=∠ABG+∠ABD=90°，∵∠EAF=45°，∴∠GAM=∠BAG+∠BAM=90°-∠EAF=45°，∴∠MAG=∠MAN，∵AM=AM，∴△AGM≌△ANM SAS，∴MN=GM，∵∠MBG=90°，∴BM2+BG2=GM2，∴MN2=BM2+DN2．【点睛】本题涉及了旋转变换，正方形的性质，等腰直角三角形的性质，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，属于中考常考题型．【题型3构造旋转模型解题】11如图，正方形ABCD中，点E、F分别在线段BC、CD上运动，且满足∠EAF=45°，AE、AF分别与BD相交于点M、N，下列说法中：①BE+DF=EF；②点A到线段EF的距离一定等于正方形的边长；③BE=2，DF=3，则S△AEF=15；④若AB=62，BM=3，则MN=5．其中结论正确的个数是()A.4B.3C.2D.1【答案】A【分析】根据旋转的性质得到BH=DF，AH=AF，∠BAH=∠DAF，得到∠EAH=∠EAF=45°，根据全等三角形的性质得到EH=EF，∠AEB=∠AEF，于是得到BE+BH=BE+DF=EF，故①正确；过A作AG⊥EF于G，根据全等三角形的性质得到AB=AG，于是得到点A到线段EF的距离一定等于正方形的边长，故②正确；求出EF=BE+DF=5，设BC=CD=n，根据勾股定理即可得到S△AEF=15，故③正确；把△ADN绕点A顺时针旋转90°得到△ABQ，再证明△AMQ≌△AMN(SAS)，从而得MQ=MN，再证明∠QBM=∠ABQ+∠ABM=90°，设MN=x，再由勾股定理求出x即可．【详解】解：如图，把△ADF绕点A顺时针旋转90°得到△ABH，由旋转的性质得，BH=DF，AH=AF，∠BAH=∠DAF，∵∠EAF=45°，∴∠EAH=∠BAH+∠BAE=∠DAF+∠BAE=90°-∠EAF=45°，∴∠EAH=∠EAF=45°，在△AEF和△AEH中，AH=AF∠EAH=∠EAF=45oAE=AE，∴△AEF≌△AEH(SAS)，∴EH=EF，∴∠AEB=∠AEF，∴BE+BH=BE+DF=EF，故①正确；过A作AG⊥EF于G，∴∠AGE=∠ABE=90°，在△ABE与△AGE中，∠ABE=∠AGE∠AEB=∠AEGAE=AE，∴△ABE≌△AGE(AAS)，∴AB=AG，∴点A到线段EF的距离一定等于正方形的边长；故②正确；∵BE=2，DF=3，∴EF=BE+DF=5，设BC=CD=n，∴CE=n-2，CF=n-3，∴EF2=CE2+CF2，∴25=(n-2)2+(n-3)2，∴n=6(负值舍去)，∴AG=6，∴S△AEF=12×6×5=15．故③正确；如图，把△ADN 绕点A 顺时针旋转90°得到△ABQ ，连接QM ，由旋转的性质得，BQ =DN ，AQ =AN ，∠BAQ =∠DAN ，∠ADN =∠ABQ =45°，∵∠EAF =45°，∴∠MAQ =∠BAQ +∠BAE =∠DAN +∠BAE =90°-∠EAF =45°，∴∠MAQ =∠MAN =45°，在△AMQ 和△AMN 中，AQ =AN∠MAQ =∠MAN AM =AM，∴△AMQ ≌△AMN (SAS )，∴MQ =MN ，∵∠QBM =∠ABQ +∠ABM =90°，∴BQ 2+MB 2=MQ 2，∴ND 2+MB 2=MN 2，∵AB =62，∴BD =2AB =12，设MN =x ，则ND =BD -BM -MN =9-x ，∴32+(9-x )2=x 2，解得：x =5，∴MN =5，故④正确，故选A ．【点睛】本题主要考查了旋转的性质，正方形的性质，全等三角形的性质与判定，勾股定理等等，解题的关键是旋转三角形ADF 和三角形AND ．12如图，已知点P 是正方形ABCD 内的一点，连接PA 、PB 、PC ．若PA =4，PB =2，∠APB =135°，则PC 的长为．【答案】26【分析】先根据正方形的性质得BA=BC，∠ABC=90°，则可把△BAP绕点B顺时针旋转90°得到△CBE，连接PE，如图，根据旋转的性质得BP=BE=2，CE=AP=4，∠PBE=90°，∠BEC=∠APB= 135°，于是可判断△PBE为等腰直角三角形，所以PE=2PB=22，∠PEB=45°，则∠PEC=90°，然后在Rt△PEC中利用勾股定理计算PC的长．【详解】解：∵四边形ABCD为正方形，∴BA=BC，∠ABC=90°，把△BAP绕点B顺时针旋转90°得到△CBE，连接PE，如图，∴BP=BE=2，CE=AP=4，∠PBE=90°，∠BEC=∠APB=135°，∴△PBE为等腰直角三角形，∴PE=2PB=22，∠PEB=45°，∴∠PEC=135°-45°=90°，在Rt△PEC中，∵PE=22，CE=4，∴PC=42+(22)2=26．故答案为：26．【点睛】本题考查了旋转的性质：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．也考查了正方形的性质．13(1)问题发现：如图1，△ABC和△DCE均为等边三角形，当△DCA应转至点A，D，E在同一直线上，连接BE，易证△BCE≌△ACD，则①∠BEC=；②线段AD，BE之间的数量关系；(2)拓展研究：如图2，△ACB和△DCE均为等腰三角形，且∠ACB=∠DCE=90°，点A，D，E在同一直线上，若AE=12，DE=7，求AB的长度；(3)如图3，P为等边三角形ABC内一点，且∠APC=150°，∠APD=30°，AP=4，CP=3，DP=7，求BD的长．【答案】(1)①120°；②AD=BE；(2)13；(3)229【分析】本题主要考查了全等三角形的判定及性质和勾股定理的应用，(1)证明△ACD≌△BCE(SAS)．得到∠ADC=∠BEC．利用△DCE为等边三角形，得到∠CDE=∠CED=60°，再利用点A，D，E在同一直线上，可得∠ADC=120°，即可得∠BEC=120°；(2)证明△ACD≌△BCE(SAS)，可得AD=BE=AE-DE=15-7=8，∠ADC=∠BEC，再证明∠AEB=∠BEC-∠CED=90°，利用勾股定理求解即可；(3)把△APC绕点C逆时针旋转60°得△BEC，连接PE，可得△BEC≌△APC，证明△PCE是等边三角形，证明∠BED=90°，再证明D、P、E在同一条直线上，求出DE，利用勾股定理求解即可．【详解】解：(1)①∵△ACB和△DCE均为等边三角形，∴CA=CB，CD=CE，∠ACB=∠DCE=60°．∴∠ACD=∠BCE．在△ACD和△BCE中，AC=BC∠ACD=∠BCE CD=CE，∴△ACD≌△BCE(SAS)．∴∠ADC=∠BEC．∵△DCE为等边三角形，∴∠CDE=∠CED=60°．∵点A，D，E在同一直线上，∴∠ADC=120°．∴∠BEC=120°．②由①得：△ACD≌△BCE，∴AD=BE；故答案为：①120°；②AD=BE．(2)∵△ACB和△DCE均为等腰直角三角形，∴CA=CB，CD=CE，∠ACB=∠DCE=90°．∴∠ACD=∠BCE．在△ACD和△BCE中，AC=BC∠ACD=∠BCE CD=CE，∴△ACD≌△BCE(SAS)，∴AD=BE=AE-DE=12-7=5，∠ADC=∠BEC，∵△DCE为等腰直角三角形∴∠CDE=∠CED=45°．∵点A，D，E在同一直线上，∴∠ADC=135°．∴∠BEC=135°．∴∠AEB=∠BEC-∠CED=90°．∴AB=AE2+BE2=144+25=13；(3)把△APC绕点C逆时针旋转60°得△BEC，连接PE，如图所示：AP=4，CP=3，DP=7则△BEC≌△APC，∴CE=CP，∠PCE=60°，BE=AP=4，∠BEC=∠APC=150°，∴△PCE是等边三角形，∴∠EPC=∠PEC=60°，PE=CP=3，∴∠BED=∠BEC-∠PEC=90°，∵∠APD=30°，∴∠DPC=150°-30°=120°，又∵∠DPE=∠DPC+∠EPC=120°+60°=180°，即D、P、E在同一条直线上，∴DE=DP+PE=7+3=10，在Rt△BDE中，BD=BE2+DE2=229，即BD的长为229．【点睛】本题涉及全等三角形的判定及性质，等边三角形的性质，勾股定理，旋转的性质等知识点，解题的关键是利用旋转构造全等三角形，把分散的已知条件集中到同一个三角形中．【题型4奔驰模型】14如图，已知点D是等边△ABC内一点，且BD=3，AD=4，CD=5．(1)求∠ADB的度数；以下是甲，乙，丙三位同学的谈话：甲：我认为这道题的解决思路是借助旋转，我选择将△BCD绕点B顺时针旋转60°或绕点A逆时针旋转60°；乙：我也赞成旋转，不过我是将△ABD进行旋转；丙：我是将△ACD进行旋转．请你借助甲，乙，丙三位同学的提示，选择适当的方法求∠ADB的度数；(2)若改成BD=6，AD=8，CD=10，∠ADB的度数=°，点A到BD的距离为；类比迁移：(3)已知，∠ABC=90°，AB=BC，BE=1，CE=3，AE=5，求∠BEC的度数．【答案】(1)∠ADB=150°(2)150，4.(3)∠BEC=135°【详解】(1)解：(1)选择甲：如图1，作∠DBE=60°，且BE=BD，连接DE，AE，则△BDE是等边三角形，∴DE=BD=3，∠BDE=60°，∵△ABC是等边三角形，∴AB=BC，∠ABC=60°，∴∠ABE=∠CBD，∴△ABE≌△CBD，∴AE=CD=5，∵AD2+DE2=42+32=52=AE2，∴∠ADE=90°，∴∠ADB=∠ADE+∠BDE=90°+60°=150°；乙：如图2，同理可得，∠BFD=60°，∠DFC=90°，∴∠ADB=∠BFC=∠BFD+∠DFC=60°+90°=150；丙：如图3同理可得，∠AGD=60°，∠BDG=90°，∴∠ADB=∠ADG+∠BDG=60°+90°=150；(2)同理(1)可得：AD2+BD2=CD2，∴∠ADB=150°，如图4，过点A作BD的垂线AH，垂足为H，∴∠ADH=30°，AD=4，∴AH=12故答案为：150，4.(3)如图5，将△ABE绕着点B顺时针旋转90°，得到△CBF，连接EF，∴△ABE≌△CBF，∴BE=BF=1，AE=CF=5，∴∠FBE=∠BEF=45°，∴EF2=BE2+BF2=2∵EF2+EC2=2+3=5=AE2，∴∠FEC=90°，∴∠BEC=∠BEF+∠FEC=45°+90°=135°【点睛】本题属于四边形综合题，主要考查了旋转和平移的性质、全等三角形的判定与性质、等边三角形的判定与性质、正方形的性质以及勾股定理的综合应用，解决问题的关键是作辅助线构造等边三角形和全等三角形，依据图形的性质进行计算求解．15(1)问题发现：如图1，等边△ABC内有一点P，若点P到顶点A，B，C的距离分别为3，4，5，求∠APB的度数．为了解决本题，我们可以将△ABP绕顶点A逆时针旋转60°到△ACP 处，这样就可以将三条线段PA,PB,PC转化到一个三角形中，从而求出∠APB的度数．请按此方法求∠APB的度数，写出求解过程；(2)拓展研究：请利用第(1)题解答的思想方法，解答下面的问题：①如图2，△ABC中，AB=AC,∠BAC=90°，点E，F为BC边上的点，且∠EAF=45°，判断BE,EF,CF 之间的数量关系并证明；②如图3，在△ABC中，∠ABC=30°，AB=4，BC=6，在△ABC内部有一点P，连接PA,PB,PC，直接写出PA+PB+PC的最小值．【答案】(1)150°，见解析；(2)①BE2+CF2=EF2，见解析；②213【分析】(1)连接PP ，根据题意得到AP=AP =3,∠PAP =60°，BP=CP =4，∠APB=∠AP C，进而得到△APP '为等边三角形，PP =AP=3,∠AP P=60°，根据勾股定理逆定理证明△PP C是直角三角形，且∠PP C=90°，即可求出∠APB=∠AP C=150°；(2)①证明∠B=∠ACB=45°，将△BAE绕点A逆时针旋转90°， 得到△CAD， 连接DF，得到∠BAE=∠DAC，∠ACD=∠B=45°，AD=AE，BE=CD，进而得到∠DCE=90°，根据勾股定理得到DF2=CF2 +CD2=CF2+BE2 ，证明△AEF≌△ADF，得到EF=DF，即可得到BE2+CF2=EF2；②将△ABP绕点B逆时针旋转60°，得到△A BP ， 连接PP ，A C，即可得到∠ABA =∠PBP =60°，A B= AB=4，BP=BP ，A P =AP，从而得到△BPP 为等边三角形，∠A BC=90°，BP=PP ，根据两点之间线段最短得到PA+PB+PC=A P +PP +CP≥A C ，即可得到当且仅当A ，P ，P，C四点共线时，PA +PB+PC的值最小为 A C的长，根据勾股定理求出A C=213，即可得到PA+PB+PC的最小值为213 ．【详解】解：(1)连接PP ，∵将△APB绕顶点 A 逆时针PP 旋转60°到△ACP ，∴AP=AP =3,∠PAP =60°，BP=CP =4,∠APB=∠AP C，∴△APP '为等边三角形，∴PP =AP=3,∠AP P=60°，∵P P2+P C=32+42=25，PC2=52=25，∴P P2+P C=PC2，∴△PP C是直角三角形， 且∠PP C=90°，∴∠AP C=∠AP P+∠CP P=150°，∴∠APB=∠AP C=150°；(2)①BE2+CF2=EF2．证明：∵AB=AC,∠BAC=90°，∴∠B=∠ACB=45°，如图，将△BAE绕点A逆时针旋转90°， 得到△CAD， 连接DF，则：∠BAE=∠DAC，∠ACD=∠B=45°，AD=AE，BE=CD，∴∠DCE=∠ACB+∠ACD=90°，∴DF2=CF2+CD2=CF2+BE2 ，∵∠EAF=45°，∠EAD=90°，∴∠DAF=∠EAF=45°，又∵AE=AD,AF=AF ，∴△AEF≌△ADF，∴EF=DF，∴BE2+CF2=EF2；②PA+PB+PC的最小值为 213如图，将△ABP绕点B逆时针旋转60°，得到△A BP ， 连接PP ，A C，则：∠ABA =∠PBP =60°，A B=AB=4，BP=BP ，A P =AP，∴△BPP 为等边三角形，∠A BC=∠A BA+∠ABC=90°，∴BP=PP ，∴PA+PB+PC=A P +PP +CP≥A C ，∴当且仅当A ，P ，P，C四点共线时，PA+PB+PC的值最小为 A C的长，∵∠A BC=90°，∴A C=A B2+BC2=42+62=213，∴PA+PB+PC的最小值为213 ．【点睛】本题考查了旋转的性质，等边三角形的判定与性质，勾股定理及其逆定理，全等三角形的判定与性质等知识，综合性较强，熟知相关知识并根据题意灵活应用是解题关键．16(2023•崂山区模拟)阅读下面材料：小伟遇到这样一个问题：如图1，在正三角形ABC内有一点P，且PA=3，PB=4，PC=5，求∠APB的度数．小伟是这样思考的：如图2，利用旋转和全等的知识构造△AP′C，连接PP′，得到两个特殊的三角形，从而将问题解决．请你回答：图1中∠APB的度数等于150°．参考小伟同学思考问题的方法，解决下列问题：(1)如图3，在正方形ABCD内有一点P，且PA=，PB=1，PD=，则∠APB的度数等于135°，正方形的边长为 ；(2)如图4，在正六边形ABCDEF内有一点P，且PA=2，PB=1，PF=，则∠APB的度数等于120°，正六边形的边长为 ．【答案】见试题解答内容【解答】解：阅读材料：把△APB绕点A逆时针旋转60°得到△ACP′，由旋转的性质，P′A=PA=3，P′D=PB=4，∠PAP′=60°，水不撩不知深浅∴△APP′是等边三角形，∴PP′=PA=3，∠AP′P=60°，∵PP′2+P′C2=32+42=25，PC2=52=25，∴PP′2+P′C2=PC2，∴∠PP′C=90°，∴∠AP′C=∠AP′P+∠PP′C=60°+90°=150°；故∠APB=∠AP′C=150°；(1)如图3，把△APB绕点A逆时针旋转90°得到△ADP′，由旋转的性质，P′A=PA=22，P′D=PB=1，∠PAP′=90°，∴△APP′是等腰直角三角形，∴PP′=2PA=2×22=4，∠AP′P=45°，∵PP′2+P′D2=42+12=17，PD2=172=17，∴PP′2+P′D2=PD2，∴∠PP′D=90°，∴∠AP′D=∠AP′P+∠PP′D=45°+90°=135°，故，∠APB=∠AP′D=135°，∵∠APB+∠APP′=135°+45°=180°，∴点P′、P、B三点共线，过点A作AE⊥PP′于E，则AE=PE=12PP′=12×4=2，∴BE=PE+PB=2+1=3，在Rt△ABE中，AB===13；(2)如图4，∵正六边形的内角为16×(6-2)•180°=120°，∴把△APB绕点A逆时针旋转120°得到△AFP′，由旋转的性质，P′A=PA=2，P′F=PB=1，∠PAP′=120°，∴∠APP′=∠AP′P=12(180°-120°)=30°，过点A作AM⊥PP′于M，设PP′与AF相交于N，则AM=12PA=12×2=1，P′M=PM===3，∴PP′=2PM=23，∵PP′2+P′F2=(23)2+12=13，PF2=132=13，水不撩不知深浅∴PP′2+P′F2=PF2，∴∠PP′F=90°，∴∠AP′F=∠AP′P+∠PP′F=30°+90°=120°，故，∠APB=∠AP′F=120°，∵P′F=AM=1，∵△AMN和△FP′N中，，∴△AMN≌△FP′N(AAS)，∴AN=FN，P′N=MN=12P′M=32，在Rt△AMN中，AN===7 2，∴AF=2AN=2×72=7．故答案为：150°；(1)135°，13；(2)120°，7．【题型5费马点模型】17如图，四边形ABCD是菱形，AB=6，且∠ABC=60°，M是菱形内任一点，连接AM，BM，CM，则AM+BM+CM的最小值为．【答案】63【详解】以BM为边作等边△BMN，以BC为边作等边△BCE，则BM=BN=MN，BC=BE=CE，∠MBN=∠CBE=60°，∴∠MBC=∠NBE，∴△BCM≌△BEN，∴CM=NE，∴AM+MB+CM=AM+MN+NE．当A、M、N、E四点共线时取最小值AE．∵AB=BC=BE=6，∠ABH=∠EBH=60°，∴BH⊥AE，AH=EH，∠BAH=30°，AB=3，AH=3BH=33，∴BH=12∴AE=2AH=63．故答案为63．【点睛】本题考查了菱形的性质，全等三角形的判定与性质，等边三角形的性质．难度比较大．作出恰当的辅助线是解答本题的关键．18如图，在等边三角形ABC内有一点P．(1)若PA=2，PB=3，PC=1，求∠BPC的度数；(2)若等边三角形边长为4，求PA+PB+PC的最小值；(3)如图，在正方形ABCD内有一点P，且PA=5，PB=2，PC=1，求正方形ABCD的边长．【答案】(1)∠BPC=150°，(2)43(3)5【详解】(1)解： 如图所示，将线段BP绕点B逆时针旋转60°得到线段B P ，连接A P 、P P ，∴△BPC≌△BP A，∴BP=B P ，A P =PC=1，∠PB P =60°，∠A P B=∠BPC，∴△B P P是等边三角形，∴∠B P P=∠PB P =60°，P P =BP=3，∵AP 2+PP 2=1+3=4=AP2，∴△A P P是直角三角形，∠A P P=90°，∴∠A P B=∠AP P +∠B P P=150°，∴∠BPC=150°，(2)解：如图所示，将△ABP绕点A顺时针旋转60°得到△ACD，则△ABP≌△ACD，PA=DA，∠PAD=60°，则△APD是等边三角形，∴AP=PD，再将△APC绕点A顺时针旋转60°得到△ADE，则△APC≌△ADE∴PC=DE，∠CAE=60°，CA=EA，∴PA+PB+PC=BP+PD+DE≥BE当B,P,D,E四点共线时，PA+PB+PC取得最小值，即BE的长，设BE，AC交于点F，∵AB=AC=AE,∠BAF=∠EAF，∠BAE=∠BAF+∠EAF=120°，BE ,∴BE⊥AF，BF=EF=12∴∠ABF=30°，AB=2 ,∴AF=12在Rt△ABF中，BF=AB2-AF2=23 ,∴BE=2BF=43，即PA+PB+PC的最小值为43；(3)如图，将△BPC绕点B逆时针旋转90°，得到△BEA，∴△BPC≌△BEA，∴BE=BP=2，AE=PC=1，∠PBE=90°，∠AEB=∠BPC，∴△BEP是等腰直角三角形，∴∠BEP=∠EPB=45°，PE=2PB=2，∵AE2+PE2=1+4=5=AP2，∴△AEP是直角三角形，∠AEP=90°，如图，延长AE，过点B作BF⊥AE于F，则∠F=90°，∵∠AEP=90°，∠BEP=45°，∴∠BEF=45°=∠EBF，∴BF=EF=1，∴AF=AE+EF=2，∴AB=AF2+BF2=22+1=5，即正方形的边长为5．【点睛】此题考查了等边三角形的性质，旋转的性质，全等三角形的判定与性质，正方形的性质，勾股定理及其逆定理，熟练掌握旋转的性质是解题的关键．19背景资料：在已知△ABC所在平面上求一点P，使它到三角形的三个顶点的距离之和最小.这个问题是法国数学家费马1640年前后向意大利物理学家托里拆利提出的，所求的点被人们称为“费马点”．如图1，当△ABC三个内角均小于120°时，费马点P在△ABC内部，当∠APB=∠APC=∠CPB=120°时，则PA+PB+PC取得最小值．(1)如图2，等边△ABC内有一点P，若点P到顶点A、B、C的距离分别为3，4，5，求∠APB的度数，为了解决本题，我们可以将△ABP绕顶点A旋转到△ACP 处，此时△ACP ≌△ABP这样就可以利用旋转变换，将三条线段PA、PB、PC转化到一个三角形中，从而求出∠APB=；知识生成：怎样找三个内角均小于120°的三角形的费马点呢？为此我们只要以三角形一边在外侧作等边三角形并连接等边三角形的顶点与△ABC的另一顶点，则连线通过三角形内部的费马点．请同学们探索以下问题．(2)如图3，△ABC三个内角均小于120°，在△ABC外侧作等边三角形△ABB ，连接CB ，求证：CB 过△ABC的费马点．(3)如图4，在RT△ABC中，∠C=90°，AC=1，∠ABC=30°，点P为△ABC的费马点，连接AP、BP、CP，求PA+PB+PC的值．(4)如图5，在正方形ABCD中，点E为内部任意一点，连接AE、BE、CE，且边长AB=2；求AE+BE+ CE的最小值．【答案】(1)150°；(2)见详解；(3)7；(4)6+2．【详解】(1)解：连结PP′，∵△ABP≌△ACP ，∴∠BAP=∠CAP′，∠APB=∠AP′C，AP=AP′=3，BP=CP′=4，∵△ABC为等边三角形，。
旋转的计算与证明
旋转的计算与证明旋转是几何学中非常重要的一个概念，它可以用来描述物体绕一些中心轴或中心点旋转的过程。
在计算与证明旋转相关的问题时，我们需要使用到一系列的数学工具和方法。
本文将从旋转的定义开始，逐步介绍旋转的计算与证明过程。
旋转的定义旋转可以定义为平面上一个点或一个物体绕一些中心点或中心轴旋转的过程。
旋转可以使点或物体的位置、形状或方向发生变化。
旋转可以分为顺时针旋转和逆时针旋转两种。
旋转的中心旋转的中心可以是平面上的一个点或一个物体。
以点为中心进行旋转时，可以通过计算旋转中心与待旋转点之间的距离和角度来确定旋转后的新位置。
以物体为中心进行旋转时，可以通过计算物体自身的几何信息（例如边界点、顶点等）和旋转角度来确定旋转后的新形状。
旋转的角度旋转的角度通常用弧度来表示。
弧度是一种角度的计量单位，定义为角度所对应的弧长与半径的比值。
旋转的角度可以是正值、负值或零。
旋转的方向旋转的方向可以是顺时针或逆时针。
顺时针旋转是指从从正方向看旋转的物体顺时针方向旋转；逆时针旋转是指从从正方向看旋转的物体逆时针方向旋转。
在计算旋转时，需要根据具体的问题条件确定旋转的方向。
点的旋转是指一个点绕旋转中心进行旋转。
点的旋转可以通过以下公式进行计算：x' = x * cos(θ) - y * sin(θ)y' = x * sin(θ) + y * cos(θ)其中，(x,y)为原始点的坐标，(x',y')为旋转后点的坐标，θ为旋转角度。
物体的旋转是指一个物体绕旋转中心进行旋转。
物体的旋转可以通过以下步骤进行计算：1.将物体的每个点（顶点或边界点）的坐标通过点的旋转公式计算旋转后的位置。
2.根据计算得到的新位置，重新构建物体的形状。
旋转的证明旋转的证明可以通过使用向量和矩阵的方法进行推导。
以下是旋转的一般证明方法：1.定义旋转矩阵旋转矩阵是一个正交矩阵，用于描述旋转的变换。
旋转矩阵可以通过旋转角度来确定，其中旋转角度可以是弧度或角度。
旋转中的三种全等模型(手拉手、半角、对角互补模型)—2023-2024学年九年级数学上册(解析版)
旋转中的三类全等模型（手拉手、半角、对角互补模型）本专题重点分析旋转中的三类全等模型（手拉手、半角、对角互补模型），结合各类模型展示旋转中的变与不变，并结合经典例题和专项训练深度分析基本图形和归纳主要步骤，同时规范了解题步骤，提高数学的综合解题能力。
模型1.手拉手模型【模型解读】将两个三角形（或多边形）绕着公共顶点旋转某一角度后能完全重合，则这两个三角形构成手拉手全等，也叫旋转型全等。
其中：公共顶点A记为“头”，每个三角形另两个顶点逆时针顺序数的第一个顶点记为“左手”，第二个顶点记为“右手”。
手拉模型解题思路：SAS型全等（核心在于导角，即等角加（减）公共角）。
1）双等边三角形型条件：△ABC和△DCE均为等边三角形，C为公共点；连接BE，AD交于点F。
结论：①△ACD≌△BCE；②BE=AD；③∠AFM=∠BCM=60°；④CF平分∠BFD。
2）双等腰直角三角形型条件：△ABC和△DCE均为等腰直角三角形，C为公共点；连接BE，AD交于点N。
结论：①△ACD≌△BCE；②BE=AD；③∠ANM=∠BCM=90°；④CN平分∠BFD。
3）双等腰三角形型条件：△ABC和△DCE均为等腰三角形，C为公共点；连接BE，AD交于点F。
结论：①△ACD≌△BCE；②BE=AD；③∠ACM=∠BFM；④CF平分∠BFD。
4）双正方形形型条件：△ABCFD和△CEFG都是正方形，C为公共点；连接BG，ED交于点N。
结论：①△△BCG≌△DCE；②BG=DE；③∠BCM=∠DNM=90°；④CN平分∠BNE。
【答案】(1)40；(2)60；(3)【分析】（1）证明△COD是等边三角形，得到∠ODC=60°，即可得到答案；∠=∠ADC-∠ODC求出答案；（3）由△BOC≌△ADC，推出∠ADC=∠BOC=150°，AD=OB=8，根据（2）利用ODA△COD 是等边三角形，得到∠ODC=60°，OD=4OC =，证得△AOD 是直角三角形，利用勾股定理求出．【详解】（1）解：∵CO=CD ，∠OCD=60°，∴△COD 是等边三角形；∴∠ODC=60°，∵∠ADC=∠BOC=100α=︒，∴ODA ∠=∠ADC -∠ODC=40°，故答案为：40；（2）∵∠ADC=∠BOC=120α=︒，∴ODA ∠=∠ADC -∠ODC=60°，故答案为：60；（3）解：当150α=︒，即∠BOC=150°，∴△AOD 是直角三角形．∵△BOC ≌△ADC ，∴∠ADC=∠BOC=150°，AD=OB=8，又∵△COD 是等边三角形，∴∠ODC=60°，OD=4OC =，∴∠ADO=90°，即△AOD 是直角三角形，∴OA =故答案为：【点睛】本题以“空间与图形”中的核心知识（如等边三角形的性质、全等三角形的性质与证明、直角三角形的判定、多边形内角和等）为载体，内容由浅入深，层层递进．试题中几何演绎推理的难度适宜，蕴含着丰富的思想方法（如运动变化、数形结合、分类讨论、方程思想等），能较好地考查学生的推理、探究及解决问题的能力． 备用图【答案】(1)△BEF 是等边三角形(2)证明见解析(3)131−【分析】（1）根据旋转即可证明△BEF 是等边三角形；（2）由△EBF 是等边三角形，可得FB=EB ，再证明∠FBA=∠EBC ，又因为AB=BC ，所以可证明△FBA ≌△EBC ，进而可得AF=CE ；（3）当点D ，E ，F 在同一直线上时，过B 作BM ⊥EF 于M ，再在Rt △BMD 中利用勾股定理列方程求解即可．（1）∵将线段EB 绕点E 顺时针旋转60°得到线段EF ，∴EB=EF ，60FEB =︒∠∴△BEF 是等边三角形（2）∵等边△ABC 和△BEF ∴BF=BE ，AB=BC ，60EBF ABC ∠=∠=︒∴EBF ABE ABC ABE ∠+∠=∠+∠即∠FBA=∠EBC∴△FBA ≌△EBC （SAS ）∴AF=CE（3）图形如图所示：过B 作BM ⊥EF 于M ，∵△BEF 是等边三角形∴2BE EM =，BM =∵点D 是AB 的中点，∴142BD AB == 在Rt △BMD 中，222BM DM BD +=∵DE=2∴222)(2)4EM ++=解得EM 或EM =（舍去）∴21BE EM == 【点睛】本题考查了旋转的性质，全等三角形的判定和性质，勾股定理的运用，旋转的性质，等边三角形的判定和性质，解一元二次方程，利用手拉手模型构造全等三角形是解题的关键．例3．（2022·吉林·九年级期末）如图①，在ABC 中，90C ∠=︒，AC BC ==点D ，E 分别在边AC ，BC 上，且CD CE =AD BE =，AD BE ⊥成立．（1）将CDE △绕点C 逆时针旋转90︒时，在图②中补充图形，并直接写出BE 的长度；（2）当CDE △绕点C 逆时针旋转一周的过程中，AD 与BE 的数量关系和位置关系是否仍然成立？若成立，请你利用图③证明，若不成立请说明理由；（3）将CDE △绕点C 逆时针旋转一周的过程中，当A ，D ，E 三点在同一条直线上时，请直接写出AD 的长度．【答案】（1）补充图形见解析；BE =（2）AD BE =，AD BE ⊥仍然成立，证明见解析；（3）1AD或1=AD ．【分析】（1）根据旋转作图的方法作图，再根据勾股定理求出BE 的长即可；（2）根据SAS 证明E ACD BC ≅∆∆得AD=BE ，∠1=∠2，再根据∠1+∠3+∠4=90°得∠2∠3+∠4=90°，从而可得出结论；（3）分两种情况，运用勾股定理求解即可．【详解】解：（1）如图所示，根据题意得，点D 在BC 上，∴BCE ∆是直角三角形，且由勾股定理得，BE ==（2）AD BE =，AD BE ⊥仍然成立. 证明：延长AD 交BE 于点H ，∵90ACB DCE ∠=∠=︒，ACD ACB BCD ∠=∠−∠，BCE DCE BCD ∠=∠−∠，∴ACD BCE ∠=∠，又∵CD CE =，AC BC =，∴ACD BCE ≅△△，∴AD BE =，12∠=∠，在Rt ABC 中，13490∠+∠+∠=︒，∴23490∠+∠+∠=︒，∴90AHB ∠=︒，∴AD BE ⊥.（3）①当点D 在AC 上方时，如图1所示，同（2）可得ACD BCE ≅△△∴AD=BE 同理可证BE AE ⊥在Rt △CDE 中，CD CE =2=在Rt △ACB 中，AC BC =AB ==设AD=BE=x ，在Rt △ABE 中，222BE AE AB +=∴222(2)x x ++=解得,1x ∴ 1AD =②当点D 在AC 下方时，如图2所示，同（2）可得ACD BCE ≅△△∴AD=BE 同理可证BE AE ⊥在Rt △CDE 中，CD CE =2=在Rt △ACB 中，AC BC =AB ==设AD=BE=x ，在Rt △ABE 中，222BE AE AB +=∴222(2)x x +−=解得,x = ∴ 1AD .所以,AD 1【点睛】本题考查了旋转的性质,全等三角形的判定与性质,勾股定理等知识，熟练解答本题的关键．例4．（2022·黑龙江·虎林市九年级期末）已知Rt △ABC 中，AC =BC ，∠ACB ＝90°，F 为AB 边的中点，且DF =EF ，∠DFE ＝90°，D 是BC 上一个动点．如图1，当D 与C 重合时，易证：CD 2＋DB 2＝2DF 2；（1）当D 不与C 、B ，CD 、DB 、DF 有怎样的数量关系，请直接写出你的猜想，不需证明．（2）当D 在BC 的延长线上时，如图3，CD 、DB 、DF 有怎样的数量关系，请写出你的猜想，并加以证明．【答案】（1）CD2+DB2=2DF2 ；（2）CD2+DB2=2DF2，证明见解析【分析】（1）由已知得222DE DF =，连接CF ，BE ，证明CDF BEF ∆≅∆得CD=BE ，再证明BDE ∆为直角三角形，由勾股定理可得结论；（2）连接CF ，BE ，证明CDF BEF ∆≅∆得CD=BE ，再证明BDE ∆为直角三角形，由勾股定理可得结论．【详解】解：（1）CD2+DB2=2DF2证明：∵DF=EF ，∠DFE ＝90°，∴222DF EF DE += ∴222DE DF =连接CF ，BE ，如图∵△ABC 是等腰直角三角形，F 为斜边AB 的中点∴CF BF =， CF AB ⊥，即90CFB ∠=︒ ∴45FCB FBC ∠=∠=︒，90CFD DFB ∠+∠=︒又90DFB EFB ∠+∠=︒ ∴CFD EFB ∠=∠在CFD ∆和BFE ∆中CF BF CFD BFE DF EF =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩ ∴CFD ∆≅BFE ∆∴CD BE =，45EBF FCB ∠=∠=︒ ∴454590DBF EBF ∠+∠=︒+︒=︒ ∴222DB BE DE +=∵CD BE =，222DE DF =∴CD2+DB2=2DF2 ；（2）CD2+DB2=2DF2 证明：连接BE∵CF=BF ，DF=EF 又∵∠DFC+∠CFE=∠EFB+∠CFB=90°∴∠DFC=∠EFB ∴△DFC ≌△EFB ∴CD=BE ，∠DCF=∠EBF=135°∵∠EBD=∠EBF －∠FBD=135°－45°=90° 在Rt △DBE 中，BE2+DB2=DE2∵ DE2=2DF2 ∴ CD2+DB2=2DF2【点睛】本题考查了全等三角形的判定与性质、等腰直角三角形的性质、证明三角形全等是解决问题的关键，学会添加常用辅助线，构造全等三角形解决问题．例5．（2022·山西大同·九年级期中）综合与实践：已知ABC 是等腰三角形，AB AC =．（1）特殊情形：如图1，当DE ∥BC 时，DB ______EC ．（填“＞”“＜”或“＝”）；（2）发现结论：若将图1中的ADE 绕点A 顺时针旋转α（0180α︒<<︒）到图2所示的位置，则（1）中的结论还成立吗？请说明理由．（3）拓展运用：某学习小组在解答问题：“如图3，点P 是等腰直角三角形ABC 内一点，90BAC ∠=︒，且1BP =，2AP =，3CP =，求BPA ∠的度数”时，小明发现可以利用旋转的知识，将BAP △绕点A 顺时针旋转90°得到CAE V ，连接PE ，构造新图形解决问题．请你根据小明的发现直接写出BPA ∠的度数．【答案】（1）=；（2）成立，理由见解析；（3）∠BPA=135°．【分析】（1）由DE ∥BC ，得到∠ADE=∠B ，∠AED=∠C ，结合AB=AC ，得到DB=EC ；（2）由旋转得到的结论判断出△DAB ≌△EAC ，得到DB=CE ；（3）由旋转构造出△APB ≌△AEC ，再用勾股定理计算出PE ，然后用勾股定理逆定理判断出△PEC 是直角三角形，在简单计算即可．【详解】解：（1）∵DE ∥BC ，∴∠ADE=∠B ，∠AED=∠C ，∵AB=AC ，∴∠B=∠C ，∴∠ADE=∠AED AD=AE ，∴DB=EC ，故答案为：=；（2）成立．证明：由①易知AD=AE ，∴由旋转性质可知∠DAB=∠EAC ，在△DAB 和△EAC 中AD AE DAB EAC AB AC =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩，∴△DAB ≌△EAC （SAS ），∴DB=CE ；（3）如图，将△APB 绕点A 旋转90°得△AEC ，连接PE ，∴△APB ≌△AEC ，∴AE=AP=2，EC=BP=1，∠PAE=90°，∴∠AEP=∠APE=45°，在Rt △PAE 中，由勾股定理可得，在△PEC 中，PE2=（2=8，CE2=12=1，PC2=32=9，∵PE2+CE2=PA2，∴△PEC 是直角三角形，∴∠PEC=90°，∴∠AEC=135°，又∵△APB ≌△AEC ，∴∠BPA=∠CEA=135°．【点睛】本题主要考查了旋转的性质，平行线的性质，全等三角形的性质和判定，勾股定理及其逆定理，解本题的关键是构造全等三角形，也是本题的难点．【答案】（1）见解析；（2）48；（3）15︒【分析】（1）通过边角边判定三角形全等；（2）连接,BD GE ，设,BG DE 交于点O ，,DE CG 交于点M ，先证明DE BG ⊥，由勾股定理可得2222DG BE DB GE +=+；（3）作CK GE ⊥于点K ，则122CK GE ==，且1452GCK GCE ∠=∠=︒，由含30度角的直角三角形的性质求解．【详解】（1）四边形ABCE 与CEFG 为正方形，CG CE =，90BCG DCE ∠=∠=︒，90BCG α=∠︒+，90DCE α∠=︒+，BCG DCE ∴∠=∠，在BCG 和DCE △中，BC DC BCG DCECG CE =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩BCG DCE ∴≌ (SAS)， （2）连接,BD GE ，设,BG DE 交于点O ，,DE CG 交于点M ，90BCG α=∠︒+，90DCE α∠=︒+，BCG DCE ∴∠=∠， 在△BCG 和DCE △中，BC DC BCG DCE CG CE =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩()SAS BCG DCE ∴△≌，BGC DEC ∠=∠，GMO EMC ∠=∠，18090GOM GMO BGC EMC DEC GCE ∴∠=︒−∠−∠=︒−∠−∠=∠=︒DE BG ∴⊥，由勾股定理得222DG DO GO =+，222BE OB OE =+，22222222DG BE DO GO OB OE DB GE ∴+=+++=+，4,AB CG ==，BD ∴==4GE ==，2222(448DG BE ++∴==，(3)作CK GE ⊥于点K ，如图，△CEG 为等腰直角三角形，122CK GE ==，且1452GCK GCE ∠=∠=︒，在Rt CDK 中，12CK CD =，30CDK ∴∠=︒，903060DCK ∴∠=︒−︒=︒， 604515DCG DCK GCK =∠−∠=︒−︒=︒∠．∴15α=︒．【点睛】本题考查四边形与三角形的综合问题，解题关键是熟练掌握正方形与直角三角形的性质，通过添加辅助线求解．模型2.半角模型【模型解读】半角模型概念：过多边形一个顶点作两条射线，使这两条射线夹角等于该顶角一半思想方法：通过旋转构造全等三角形，实现线段的转化1）正方形半角模型条件：四边形ABCD是正方形，∠ECF=45°；结论：①△BCE≌△DCG；②△CEF≌△CGF；③EF＝BE＋DF；④∆AEF的周长=2AB；⑤CE、CF分别平分∠BEF和∠EFD。
九年级旋转知识点归纳总结
九年级旋转知识点归纳总结旋转是数学中的一个重要概念，也是九年级数学课程中的一个重点知识点。
本文将对九年级旋转知识点进行归纳总结，包括旋转的基本定义、旋转图形的性质以及旋转的应用。
一、旋转的基本定义旋转是指将一个点或一幅图形绕着某一点旋转一定角度后，得到的新点或新图形。
在数学中，通常将绕着坐标平面上的原点旋转作为基本定义。
二、旋转图形的性质1. 旋转图形的对应点在一个图形经过旋转后，每一个点都与原来图形上的某一点存在对应关系。
这个对应关系可以通过旋转角度和旋转方向来确定。
2. 旋转图形的对称性绕着一个点旋转的图形在旋转前后保持对称。
如果旋转角度是360度的整数倍，那么旋转后的图形与旋转前的图形完全重合。
3. 旋转图形的角度关系在一个旋转图形中，旋转前后每两个相对的角度之和为360度。
这就是旋转图形中角度的平分原理。
三、旋转的应用旋转在几何图形的变换中有着广泛应用，并且在实际生活中也有一些实际的应用场景。
1. 图形的旋转变换通过旋转变换可以将图形按一定角度旋转，从而使得原本无规律的图形变得有规律，更美观。
例如，一个正方形可以通过旋转变换成一个六边形。
2. 游戏和艺术中的旋转在游戏和艺术领域中，旋转被广泛运用。
例如，电子游戏中的3D 模型，通过旋转操作可以让玩家从不同角度观察模型；绘画和雕塑中的旋转是非常常见的手段，可以展示更多的细节和视角。
3. 旋转的几何证明旋转在几何证明中也有非常重要的地位。
通过旋转变换可以使得一些几何命题的证明更加简洁、明了。
例如，可以通过旋转证明两条平行线之间的角度关系、相似三角形之间的角度关系等。
综上所述，旋转是九年级数学课程中的一个重要知识点。
掌握旋转的基本定义和性质，了解旋转的应用场景，将有助于深入理解几何变换的概念，提高数学解题和几何证明的能力。
希望本文对九年级学生们的数学学习有所启发和帮助。
例说旋转变换在几何证明中的运用
细说旋转变换在几何证明中的运用将平面图形绕某一点旋转一定角度，到另一个新位置，这种图形变换称之为旋转变换。
它能使某些线段或角相对集中，为解决问题带来极大的方便。
下面略举几例说明它在几何中的运用。
1、 如图：E 为等边三角形ABD 的BD 边上一点，是AE 延长线上一动点， 问∠BCD 等于多少度时，有CD+BC=AC.2、如图：∠ABC=30O ，∠ADC=600，AD=CD 。
求证： 222BCAB BD +=3、在等腰直角三角形ABC 中，∠ACB=900，P 为形内一点，且PB=1,PC=2,PA=3, 求：∠BPC 的度数。
4、已知点E,F 在正方形ABCD 的边BC 、CD 上，且∠DAF=∠EAF, 求证：DF+BE=AE 。
5、如图，在五边形ABCDE中，AB=AE,BC+DE=CD, ∠BAE=∠BCD=1200,∠ABC+∠AED=1800,求证：AD平分∠CDE。
6、如图，E、F为△ABC中BC边的三等分点，BM是AC边的中线，AE、AF分BM为x、y、z三部分，（x＞y＞z）,求x：y：z。
7、在△ABC中，∠A=200,AB=AC, ∠DBC=500∠ECB=600,求∠DEC。
旋转及旋转变换1.如图，王虎使一长为4cm ，宽为3cm 的长方形木板，在桌面上做无滑动的翻滚（顺时针方向）木板上点A 位置变化为12A A A →→，其中第二次翻滚被桌面上一小木块挡住，使木板与桌面成30°角，则点A 翻滚到A 2位置时共走过的路径长为（ ） A ．10cm B ．4cm π C ．72cm π D ．52cm2.（2003 黄冈市）如图4－4－10，把直角△ABC 的斜边AB 放在定直线l 上，按顺时针的方向在直线l 上转动两次，使它转到△A 2B 2C 2的位置，设AC=3，BC=1，则顶点A 运动到点A 2的位置时，点A 所经过的路线与直线l 围成的面积为________．3.如图：已知ABC △中，AB AC =，90BAC =∠，直角EPF ∠的顶点P 是BC 中点，两边PE ，PF 分别交AB ，AC 于点E ，F ，给出以下五个结论：①AE CF =②APE CPF =∠∠③EPF △是等腰直角三角形④EF AP =⑤12ABC AEPF S S =△四边形．当EPF ∠在ABC △内绕顶点P 旋转时（点E 不与A ，B 重合），上述结论中始终正确的序号有 ．4. 如图，直线y=33-x +2与x 轴，y 轴分别相交于点A ，B ．将△ AOB 绕点O 按顺时针方向旋转α角(0°<α≤360°)，可得△COD.(1)求点A ，B 的坐标；(2)当α=30° (如图2)，CD 与OA ，AB 分别相交于点P ，M ，OD 与AB 相交于点N ，试求△COD 与△AOB 的重叠部分 (即四边形OPMN)的面积．A 2A 1A╮AAABC C 3B 1图4－4－10lA CFE5. 如图1，小明将一张矩形纸片沿对角线剪开，得到两张三角形纸片（如图2），量得他们的斜边长为10cm，较小锐角为30°，再将这两张三角纸片摆成如图3的形状，但点B、C、F、D在同一条直线上，且点C 与点F重合（在图3至图6中统一用F表示）（图1）（图2）（图3）小明在对这两张三角形纸片进行如下操作时遇到了三个问题，请你帮助解决。
第二十三章旋转几何证明题提高篇(3) 2021-2022学年人教版数学九年级上册
人教版数学九年级上册第二十三章旋转几何证明题提高篇31.如图1，△ABC与△ADE均为等腰直角三角形，∠BAC=∠DAE=90°，CE的延长线与BD交点P，CP与BA相交于点F，现将△ADE绕点A旋转．（1）如图1，求证：BP⊥CP；（2）如图2，若AF=BF，猜想BP与CP的数量关系，并证明你猜想的结论；（3）若AC=√2DE=2，在将△ADE绕点A旋转的过程中，请直接写出点P运动路径的长度．2.如图1，在△ABC中，∠C=90°，∠ABC=30°，AC=1，D为△ABC内部的一动点（不在边上），连接BD，将线段BD绕点D逆时针旋转60°，使点B到达点F的位置；将线段AB绕点B顺时针旋转60°，使点A 到达点E的位置，连接AD，CD，AE，AF，BF，EF．（1）求证：△BDA≌△BFE；（2）①CD+DF+FE的最小值为______；②当CD+DF+FE取得最小值时，求证：AD∥BF．（3）如图2，M，N，P分别是DF，AF，AE的中点，连接MP，NP，在点D运动的过程中，请判断∠MPN 的大小是否为定值．若是，求出其度数；若不是，请说明理由．3.如图，点P是正方形ABCD内的一点，连接CP，将线段CP绕点C顺时旋转90°，得到线段CQ，连接BP，DQ．（1）如图1，求证：△BCP≌△DCQ；（2）如图，延长BP交直线DQ于点E．①如图2，求证：BE⊥DQ；②如图3，若△BCP为等边三角形，判断△DEP的形状，并说明理由．4.如图1，在等边△ABC中，点E是边AC上一点，连接BE，作CF⊥BE于点F，将线段CF绕点C顺时针旋转60°得到线段CD，连接AD．（1）如图1，已知AB=4，AE=1，求线段CF的长；（2）如图2，连接DF，并延长DF交AB于点H，求证：AH=BH；（3）若BC=4，点E为线段AC上一动点，当线段AF的长最小时，求△AFD的面积．5.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．6.如图1，△ABC为等边三角形，D为AC右侧一点，且AD=AC，连接BD交AC于点E，延长DA、CB交于点F．（1）若∠BAF=30°，AF=√3，求AD；（2）证明：CF=AF+AE；（3）如图2，若AB=2，G为BC中点，连接AG，M为AG上一动点，连接CM，将CM绕着M点逆时针旋转90°得到MN，连接AN、CN，当AN最小时，直接写出△CMN的面积．7.已知三角形ABC中，CA=CB,∠ACB=α，点P为ΔABC内一点，连接PA,PB,PC，将CP绕点C顺时针旋转α得到CD，连接AD（1）如图左，当α=60°，PA=10，PB=6，PC=8时，求∠BPC的度数（2）如图右，当α=90°，PA=3，PB=1，PC=2时，求∠BPC的度数8.如图，在△ABC中，AB=AC，∠BAC=α（0°＜α＜180°），过点A作射线AM交射线BC于点D，将AM绕点A逆时针旋转α得到AN，过点C作CF∥AM交直线AN于点F，在AM上取点E，使∠AEB=∠ACB．（1）当AM与线段BC相交时，①如图1，当α=60°时，线段AE，CE和CF之间的数量关系为______．②如图2，当α=90°时，写出线段AE，CE和CF之间的数量关系，并说明理由．（2）当tanα=4，AB=5时，若△CDE是直角三角形，直接写出AF的长．39.如图1，在等腰直角三角形ABC中，AB=AC，∠BAC=90°，点D在BC边上，连接AD，AE⊥AD，AE=AD，连接CE，DE．（1）求证：∠B=∠ACE；（2）点A关于直线CE的对称点为M，连接CM，EM．①补全图形并证明∠EMC=∠BAD；②利用备用图进行画图、试验、探究，找出当D，E，M三点恰好共线时点D的位置．请直接写出此时∠BAD的度数，并画出相应的图形．10.在△ABC和△CDE中，∠ACB=∠DCE=90°，AC=BC，CD=CE，点D在边AC上，点E在边BC上，如图1将△CDE绕点C按顺时针方向旋转，旋转角为α（0°＜α≤90°）．（1）连接AD，BE．求证：AD=BE．AD⊥BE；（2）当旋转至图2位置时，点A，D，E在一条直线上，连接BD，BE，若AD=2√2，CD=1，则BD______；（3）当α=90°时，如图3，连接AD，BE，延长AD交BE于点F，连接CF，若DF=1．EF=√3．则CF=______．11.如图，在△ABC中，∠BAC=90°，AB=AC，点D为直线BC上一点（点D不与B、C重合），将AD绕点A逆时针旋转90°，得到线段AE，连接CE．（1）观察猜想：如图1，当点D在线段BC上时，连接DE，BC与EC的位置关系为：______；（2）数学验证：如图2，当点D在CB延长线上时，BC与CE有怎样的位置关系？说明理由；（3）拓展延伸：如图3，当点D在线段BC的延长线上时，延长BA交CE于点G，作AF⊥EC于F，GM⊥AE于M，若AB=2√2，CD=1BC，则点G到AE的距离为______．412.如图所示，在正方形ABCD中，∠EAF=45°，∠EAF绕点A顺时针旋转，它的两边分别交CB，CD（或它们的延长线）于点E，F．当∠EAF绕点A旋转到BE=DF时，如图（1）所示，易证BE+DF=EF．【探究1】当∠EAF绕点A旋转到BE≠DF时，如图（2）所示，线段BE，DF和EF之间有怎样的数量关系？写出猜想，并加以说明．【探究2】当∠EAF绕点A旋转到如图（3）所示的位置时，线段BE，DF和EF之间又有怎样的数量关系？请直接写出你的猜想．13.思维启迪（1）如图，△ABC中，AB=4，AC=2，点在AB上，AD=AC，AE⊥CD垂足为E，点F是BC中点，则EF的长度为______．思维探索（2）如图2，等边三角形ABC的边长为4，AD⊥BC垂足为D，点E是AC的中点，点M是AD的中点，点N是BE的中点，求MN的长．（3）将（2）中的△CDE绕C点旋转，其他条件不变，当点D落在直线AC上时，画出图形，并直接写出MN长．14.如图1，在等边△ABC的AB边和AC边上分别取点D、E，使得AD=AE，将△ADE绕点A顺时针旋转，得到图2所示的图形．（1）求证：△ADB≌△AEC；（2）如图3，若AD=√6，AB=√3+3，且旋转角为45°时，求∠ACE的度数；（3）如图4，连接BE，并延长CE交BD于点F，若△ADE旋转至某一位置时，恰有AD⊥BD，AD∥BE，的值．求CECF15.已知△ABC是等边三角形，点D、E分别是边AB与BC上的两点，且满足AD=CE.（1）如图1，请说明△DBE是等边三角形的理由；（2）如图2，过点A作AG∥BC，取AC中点F，联结EF并延长，交AG于点G.请说明AD=AG的理由；（3）如图3，将△ABC沿AC翻折，点B落在点B'处，联结点E、B'，取EB'中点记为点H，联结CH、DH.请说明DH⊥CH的理由.16.如图1，已知△ABC和△DEC都是等腰直角三角形，C为它们的公共直角顶点，D、E分别在BC、AC边上，点F是AD的中点，连接CF.（1）求证：△ACD≌△BCE；（2）判断BE与CF的数量关系和位置关系，并说明理由；（2）如图2，把△DEC绕点C顺时针旋转α角（0＜α＜90°），即∠BCD=∠ACE=α，点F是AD的中点，其他条件不变，判断BE与CF的关系是否不变？若不变，请说明理由；若要变，请求出相应的正确结论.17.在Rt△ABC中，∠ABC=90°，BA=BC=4，将△ABC绕点C顺时针旋转得到△A1B1C1，其中点A，B的对应点分别为点A1，B1.连接AA1，BB1交于点D.（1）如图1，当点A1落在BC的延长线上时，求线段AB1的长；（2）如图2，当△ABC旋转到任意位置时，求证：点D为线段AA1中点；（3）若△A1B1C从图1的位置绕点C继续顺时针旋转α（0°＜α≤90°），当直线AB与直线A1B1相交构成的4个角中最小角为30°时，求α的值.18.在△ABC和△ADE中，∠BAC=∠ADE=90°，AB=AC，DE=DA．且AC＞AD．（1）如图1，点D在线段AC上时，连接BE，若AC=4√2，AE=6，求线段EB的长；（2）如图2，将图1中△ADE绕着点A逆时针旋转，使点D在△ABC的内部，连接BD，CD．线段AE，BD相交于点F，过点A作AH⊥BC交BC于点H，当∠DCB=∠DAC时，求证：BF=DF；（3）如图3，点C'是点C关于AB的对称点，连接C′A，C′B．在（2）的基础上继续逆时针旋转△ADE，过B作AD的平行线，交直线EA于点G．连接C′G，CG，BD．若BC=4，当线段CG最短时，直接写出△ACG的面积．。
旋转在数学证明中运用举例
旋转在几何证明中运用举例例1.ACB ∆和ECD ∆都是等腰直角三角形,090=∠=∠ECD ACB ,D 为AB 上一点,求证:(1) BCD ACE ∆≅∆ (2)222DE DB AD =+分析：两个等腰直角三角形提供了旋转的必要条件，找到旋转中心是解题的关键。
变式练习：1、.已知ABC ∆中,D AC AB A ,,900==∠为BC 的中点,(1)如图,E 、F 分别是AB 、AC 上的点,且AF BE =,求证: DEF ∆为等腰直角三角形.(2)若E,F 分别为AB 、CA 延长线上的点,仍有BE=AF,其他条件不变,那么DEF ∆是否仍为等腰直角三角形?证明你的结论.(8分)变式练习：1、（2012甘肃）如图所示，在ABC △中，分别以AB AC BC ，，为边在BC 的同侧作等边ABD △，等边ACE △，等边BCF △． （1）求证：四边形DAEF 是平行四边形（2）探究下列问题：（只填满足的条件，不需证明） ①当ABC △满足________条件时，四边形DAEF 是矩形； ②当ABC △满足________条件时，四边形DAEF 是菱形；③当ABC △满足________条件时，以D A E F ，，，为顶点的四边形不存在． 例2、已知：如图梯形ABCD 中，AB//DC ，E 是BC 中点，AE 、DC 的延长线相交于 点F ，连结AC 、BF 。
（1）求证：AB=CF（2）四边形ABFC 是什么四边形？并说明你的理由。
分析：线段的中点，是这条线段的旋转中心，是产生中心对称的十分必要的条件。
变式练习：1、已知：菱形ABCD 的对角线AC=6m ，周长是20m ，求另 一条对角线BD的长及菱形的面积。
FED CABCDABADEFBC图2、如图所示,在ΔABC 中,∠ACB=900,BC 的垂直平分线DE 交BC 于D,交AB 于E,F 在DE 上,并且AF=CE.(1)求证四边形ACEF 是平行四边形;(2)当∠B 的大小满足什么条件时,四边形ACEF 是菱形？请回答并证明你的结论; (3)四边形ACEF 有可能是正方形吗？为什么？ECD BAF3、（2011辽宁）如图－1，小明在研究正方形ABCD 的有关问题时，得出：“在正方形ABCD 中，如果点E 是CD 的中点，点F 是BC 边上的一点，且FAE EAD ∠=∠，那么EF AE ⊥”．他又将“正方形”改为“矩形”、“菱形”和“任意平行四边形”（如图－2、图－3、图－4），其他条件不变，发现仍然有“EF AE ⊥”的结论．你同意小明的观点吗？若同意，请给结合图11－4加以证明；若不同意，请说明理由．例3、 已知在四边形ABCD 中，BC>AB AD=DC ，BD 平分∠ABC求证：∠A+∠C=18Oº分析：角平分线提供了轴对称的必要条件，我们利用角的顶点，在边上截取等长线段，就会与角平分线上的点构成全等三角形，这是角平分线与全等三角形相结合的重要解题思路。
旋转模型(初中数学典型模型六)
＝
，PB＝5，PC＝2，求△ABC的面积．
变式练习
二、半角模型中旋转
例3.（1）正方形ABCD中，P、Q分别是BC、CD边上的点，且∠PAQ＝45°，证明： DQ+BP＝PQ； （2）在（1）题中，连接BD分别交AP、AQ于点M、N，求BM、MN、ND的数量关系．
证明：将△ADQ绕点A按顺时针方向旋转90°， 则AD与AB重合，得到△ABE，如图2， 则∠D＝∠ABE＝90°，∵∠ABP＝90°， ∴∠ABE+∠ABP＝180°∴点E、B、P共线， 由旋转知，∠EAQ＝∠BAD＝90°，AE＝AQ， BE＝DQ，∵∠PAQ＝45°，∴∠PAE＝45°， ∴∠PAQ＝∠PAE， 在△APE和△APQ中
几何模型六：旋转模型
一、等线段共点类型
引例：如图，点P是等边△ABC内一点，且AP＝6，BP＝8，CP＝10；若将
△APC绕点A逆时针旋转后得△AP'B；
求：AP'＝ ，∠APB＝
度．
解：连接PP′，根据旋转的性质可知， 旋转角∠PAP′＝∠CAB＝60°，AP＝AP′， ∴△APP′为等边三角形， ∴AP′＝AP＝6； 由旋转的性质可知，BP′＝PC＝10， 在△BPP′中，PP′＝6，BP＝8， 由勾股定理的逆定理得，△BPP′是直角三角形， ∴∠APB＝∠APP′+∠BPP′＝60°+90°＝150°．
∴△ABC≌△ADC′（SAS）， ∴四边形ABCD的面积等于等腰直角三角形ACC′ 的面积， 所以S四边形ABCD＝S△ACC′＝2
四、费马点
例5.△ABC中，∠ACB＝30°，BC＝6，AC＝5，在△ABC内部有一点P，连接 PA、PB、PC，求PA+PB+PC的最小值．
几何证明旋转变换
旋转变换学习指导：旋转变换是初中几何图形变换的一种类型，利用旋转的特征是几何证明中常用的一种形式，在各地中考中，渐渐出现有关旋转变换的证明试题，该类试题有利于提高学生观察图形的能力和逻辑推理能力。
重点：1.掌握旋转的性质2.掌握中心对称、中心对称图形的性质3.能利用旋转变换证明有关结论难点：利用旋转变换证明有关结论。
[范例]如图1所示：已知，点M,N分别在正方形ABCD的边BC、CD上，已知AB=a，的周长为2a，求证：∠MAN=45°。
[点拨]欲求∠MAN=45°，关键是要将△MCN的周长与正方形的周长联系起来，考虑到AB=AD，∠B+∠D=180°，故可将△ABM绕A点逆时针旋转90°，再来转化∠MAN。
[证明]将△ABM绕A点逆时针旋转90°后，M点落在M’处。
则△ABM≌ADM’∴DM’=BM,AM’＝AM在正方形ABCD中，∵∠B＝∠ADC=90°，AB=AD∴∠ADM’+∠AND=90°+90°=180°∴M’、D、N三点共线∵AB=a,C△AMN =2a∴MC+NC+MN+CD+BC=CM+BM+CN+DN∴MN＝DN+BM=DN+DM’=MN’在△AMN和△AMN’中AM=AＭ’MN=M’NAN=AN∴△AMN≌△AMN’∴∠MAN=∠M’AN∵∠1=∠2∴∠MAN+∠2+∠3=∠MAN+∠1+∠3=∠MAN+∠M’AN=2∠MAN=90°∴∠MAN=45°[同类变式]（一）如图2所示，从正方形ABCD的顶点A作∠EAF=45°，交DC于点E，BC于点F 。
（1）问DE+BF=EF吗？请说明理由；（2）过点A作AP⊥EF于P，求证：AP=AB(二)如图3所示，已知点E、F分别在正方形ABCD的边BC、CD上，并且∠DAF=∠EAF求证：BE+DF=AE（三）如图4所示，已知△ABC是边长为2的等边三角形，点D为△ABC外一点，BD=DC，∠BDC=120°，以D为顶点作60°的角交AB、AC于点M、N.求△AMN的周长.（四）如图5所示，△ABC中，∠ABC=90°，AB=BC,斜边AC上有D、E两点，且∠DBE=45°，试判断：AD、DE、EC这三边能否构成直角三角形？（五）如图6所示，已知M是直角三角形ABC斜边上的中点，P、Q分别在AB、AC上，且PM⊥QM.试判断：BP、PQ、QC这三边能否构成直角三角形？（六）如图7所示，△ABC中，D为BC中点，E、F分别为AB、AC上的点，且ED⊥DF求证：BE+CF＞EF.(七)如图8所示，△ABC中，∠ACB=90°, BC=AC, D、E,且M是AB中点求证：△MDE是等腰三角形.（八）如图9所示，四边形ABCD和OMNE都是边长为1的正方形.正方形OMNE的顶点O是正方形ABCD的对角线的交点.求证：当正方形OMNE绕O点旋转时，两个正方形的重叠面积是一个定值（巩固延伸一）如图10所示，正方形ABEF和ACGH在△ABC的外侧，M是BC中点求证：FH=2AM（巩固延伸二）如图11所示，分别以△ABC的AB、AC为一边向两边作正方形ABFH和正方形ACDE.连结EF，作AI⊥BC,I为垂足。
初中数学旋转的六大模型,初中几何旋转经典例题
初中数学旋转的六大模型,初中几何旋转经典例题标题：初中数学旋转的六创作者，初中几何旋转经典例题在初中的数学学习中，旋转是一个重要的概念，它不仅在几何学中占据着核心地位，还在代数学、统计学等其他领域有着广泛的应用。
本文将详细介绍初中数学旋转的六创作者，并通过经典例题来深化理解。
旋转是指一个图形绕着某一点转动一定的角度。
在这个过程中，图形上任意一点所经过的路径形成一个圆，这个圆叫做旋转圆，点叫做旋转中心。
旋转的角度一般用角度或者弧度来表示。
中心对称旋转：图形以旋转中心为对称中心，旋转角度为偶数倍的180度。
绕固定点旋转：图形围绕一个固定点旋转，这个固定点称为旋转中心。
旋转对称图形：图形可以通过旋转得到，这种图形称为旋转对称图形。
旋转角相等：如果两个图形可以通过旋转互相得到，那么它们的旋转角必然相等。
旋转角互补：如果两个图形的一条边和另一条边的延长线组成一个平角，那么这两个图形的旋转角互补。
旋转改变形状：旋转可以改变图形的形状，但不会改变图形的面积。
例1：在正方形ABCD中，E是BC的中点，F是AC上一点，且CF=2AF。
求证：EF平分∠AEB。
证明：我们可以通过旋转证明。
把△ABE绕B点按逆时针方向旋转60°，得到△CBG，则BG//AE，所以∠FGB=∠FEA。
因为CF=2AF，所以FG=2FE。
所以可以得出∠FEB=∠FGB+∠GBF=∠FEA+∠AEB+∠ABE=∠FEA+∠AEB+∠EAB=180°即∠FEA+∠AEB=180°-∠EAB=∠BEF所以∠BEF = ∠FEA即 EF平分∠AEB。
例2：在Rt△ABC中，∠C=90°，D是AB的中点，E、F分别在AC和BC上，且DE⊥DF。
求证：EF^2=AE^2+BF^2。
证明：把Rt△ABC绕D点按顺时针方向旋转90°得到Rt△AB’C’，则可知：△ABC≌△AB’C’，所以可知DE=DF，因为DE⊥DF，所以可知四边形DECF’是正方形。
旋转几何证明
巧用旋转解题温州市实验中学 周利明传统几何中，有许多旋转的例子，尤其是正方形和等腰三角形中。
因此旋转的方法是几何学习中必备的技巧，本文将介绍旋转方法的几种典型用法，与广大读者共同学习、交流。
1．利用旋转求角度的大小例1：在等腰直角△ABC 中, ∠ACB=90°,AC=BC, P 是△ABC 内一点,满足PA=6、PB=2、PC=1求∠BPC 的度数.分析：本题借助常规方法的入手是比较困难的，虽然三条线段的 长度是已知的，但是这三条线段不是三角形的三条边长，因此 要得到角度的大小是不太容易的，因此我们可以借助 旋转来分析问题，因为AC=BC ，这就给我们利用旋转创造了条件，因此可以考虑将APC ∆绕点C 逆时针旋转090，得C P B '∆,连接P P '，通过三角形的边与角的关系分别求得P CP '∠和PB P '∠，就可得到BPC ∠的大小。
解：由已知AC=BC ，将APC ∆绕点C 逆时针旋转090，得C P B '∆,连接P P '；由旋转可知：ACP CB P ∠='∠，P C CP '=，AP BP '=；∴090=∠=∠+'∠ACB PCB CB P ，∴CP P '∆是等腰直角三角形 ， ∴045='∠='∠P P C P CP 且2='P P ，在PB P '∆中，∵222222226PB PP AP BP ''+=+====，∴PB P '∆是直角三角形，且090='∠PB P ， ∴01359045=+='∠+'∠=∠PB P P CP BPC ．例2：如图所示,正方形ABCD 的边长为1，P 、Q 分别为边AB 、AD 上的点,APQ ∆的周长为2，求PCQ ∠的大小．分析：本题在已知三角形的周长和正方形的边长的条件下求角度的大小是比较困难的，因为正方形的边长BC=DC,所以可以考虑将PBC ∆绕点C 顺时针旋转90°，易证E 、PABC P ’D 、Q 三点共线，通过证明ECQ ∆和PCQ ∆全等即可求得PCQ ∠的大小．解：∵ BC=DC ，∴ 将PBC ∆绕点C 顺时针旋转90°得EDC ∆；∴ 090=∠=∠CBP EDC ，PCB ECD ∠=∠，PB ED =，CP CE =；∴ 090=∠+∠+∠=∠+∠+∠PCQ DCQ PCB PCQ DCQ ECD且 0180=∠+∠CDA EDC ， ∴ E 、D 、Q 三点共线，∵ APQ ∆的周长为2，即2=++PQ AP AQ ， 又 ∵2=+=+++AD AB QD PB AP AQ ， ∴ EQ DQ ED DQ PB PQ =+=+=，在ECQ ∆和PCQ ∆中：⎪⎩⎪⎨⎧===CQ CQ PQ EQ CP CE ，∴≅∆ECQ PCQ ∆；∴045=∠=∠ECQ PCQ ．练习１：P 为正方形内一点,且PA=1,BP=2,PC=3,求∠APB 的大小．2．利用旋转求线段的长度例3：如图，P 是等边△ABC 内一点，PA=2，32=PB ，PC=4，求BC 的长。
旋转几何证明知识讲解
旋转几何证明巧用旋转解题温州市实验中学 周利明传统几何中，有许多旋转的例子，尤其是正方形和等腰三角形中。
因此旋转的方法是几何学习中必备的技巧，本文将介绍旋转方法的几种典型用法，与广大读者共同学习、交流。
1．利用旋转求角度的大小例1：在等腰直角△中, ∠90°, P 是△内一点,满足6、2、1求∠的度数.分析：本题借助常规方法的入手是比较困难的，虽然三条线段的 长度是已知的，但是这三条线段不是三角形的三条边长，因此要得到角度的大小是不太容易的，因此我们可以借助旋转来分析问题，因为，这就给我们利用旋转创造了条件，因此可以考虑将APC ∆绕点C 逆时针旋转090， 得C P B '∆,连接P P '，通过三角形的边与角的关系分别求得P CP '∠和PB P '∠，就可得到BPC ∠的大小。
解：由已知，将APC ∆绕点C 逆时针旋转090，得C P B '∆,连接P P '；由旋转可知：ACP CB P ∠='∠，P C CP '=，AP BP '=；∴090=∠=∠+'∠ACB PCB CB P ，∴CP P '∆是等腰直角三角形 ， ∴045='∠='∠P P C P CP 且2='P P ，PA B C P ’在PB P '∆中，∵222222226PB PP AP BP ''+=+====，∴PB P '∆是直角三角形，且090='∠PB P ，∴0001359045=+='∠+'∠=∠PB P P CP BPC ．例2：如图所示,正方形的边长为1，P 、Q 分别为边、上的点,APQ ∆的周长为2，求PCQ ∠的大小．分析：本题在已知三角形的周长和正方形的边长的条件下求角度的大小是比较困难的，因为正方形的边长,所以可以考虑将PBC ∆绕点C 顺时针旋转90°，易证E 、D 、Q 三点共线，通过证明ECQ ∆和PCQ ∆全等即可求得PCQ ∠的大小．解：∵ ， ∴ 将PBC ∆绕点C 顺时针旋转90°得EDC ∆； ∴ 090=∠=∠CBP EDC ，PCB ECD ∠=∠，PB ED =CP CE =；∴ 90=∠+∠+∠=∠+∠+∠PCQ DCQ PCB PCQ DCQ ECD 且 0180=∠+∠CDA EDC ，∴ E 、D 、Q 三点共线，∵ APQ ∆的周长为2，即2=++PQ AP AQ ，又 ∵2=+=+++AD AB QD PB AP AQ ，∴ EQ DQ ED DQ PB PQ =+=+=，在ECQ ∆和PCQ ∆中：⎪⎩⎪⎨⎧===CQ CQ PQ EQ CPCE ，∴≅∆ECQ PCQ ∆；∴045=∠=∠ECQ PCQ ．P练习１：P 为正方形内一点,且123,2．利用旋转求线段的长度例3：如图，P 是等边△内一点，2，32=PB ，4，求的长。
旋转中常见的几何模型
CD＝CE，
∴△ACD≌△BCE(SAS)． ∴AD＝BE，∠CAD＝∠CBE. ∵∠BFC＝∠AFG，∠BFC＋∠CBE＝90°， ∴∠AFG＋∠CAD＝90°. ∴∠AGF＝90°.∴BE⊥AD.
模型特征：大角含半角＋有相等的边，通过旋转“使相等的边重合， 拼出特殊角”． 模型说明：如图，在正方形 ABCD 中，∠EAF＝45°，将△ ADF 绕 点 A 顺时针旋转 90°，得到△ ABG，可证△ AEF≌△AEG.所以可得 DF＋BE＝EF.
AE＝AE， ∴△DAE≌△D′AE(SAS)．∴DE＝D′E.
(2)∠DAE＝12∠BAC，理由如下： ∵△ABD 绕点 A 旋转，得到△ ACD′， ∴∠DAD′＝∠BAC，AD＝AD′. 在△ DAE 和△ D′AE 中，DAED＝＝DA′DE′，，
AE＝AE，
∴△DAE≌△D′AE(SSS)． ∴∠DAE＝∠D′AE＝12∠DAD′. ∵∠DAD′＝∠BAC，∴∠DAE＝12∠BAC.
若一个图形中含有相等的线段和特殊的角度，通常是以等线段的公 共端点为旋转中心进行旋转，使得相等的边重合，得出特殊的图形．
5．【注重阅读理解】请阅读下列材料： 问题：如图 1，在等边△ ABC 内有一点 P，且 PA＝2，PB＝ 3，PC ＝1，求∠BPC 的度数和等边△ ABC 的边长． 李明同学的思路是：将△ BPC 绕点 B 逆时针旋转 60°，画出旋转后 的图形(如图 2)，连接 PP′，可得△ P′PB 是等边三角形，而△ PP′A 又是直角三角形(由勾股定理的逆定理可证)，所以∠BPC＝∠AP′B ＝150°，进而求出等边△ ABC 的边长为 7，问题得到解决． 请你参考李明同学的思路，探究并解决下列问题：如图 3，在正方形 ABCD 内有一点 P，且 PA＝ 5，BP＝ 2，PC＝1.求∠BPC 的
利用旋转的基本性质进行几何证明
利用旋转的基本性质进行几何证明Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT正方形滚动一周，就是滚动四个90°角。
如图：滚动第一个90°时，A点所经过的路线长是以点C为圆心、AC长为半径的-圆周长，此时A点滚动到了A1点(D点滚动到了D1点)；滚动第二个90°时，其路线长是以点D1为圆心、A1D1长为半径的-圆周长，此时A1点滚动到了A2点的位置；滚动第三个90°时，由于以点A2为圆心，此时A2点的位置未变(B2点滚动到了B3点)；滚动第四个90°时其长是以点B3为圆心、B3C3长为半径的-圆周长，此时A3点滚动到了A4点的位置。
∴A点滚动一周经过的路线长为：-×2π×8-+-×2π×8+0+-×2π×8=(4-+8)π，当正方形滚动两周时，正方形顶点A所经过的路线的长等于(8-+16)π。
［思维延伸2］：如图2，将边长为1的正方形OAPB沿x轴正方向连续翻转2008次，点P依次落在P1、P2、P3、P4…P2008的位置，则P2008的横坐标为_______。
［解析］∵正方形沿x轴正方向连续翻转4次正好翻转了一周∴翻转2008次就是翻转了502周。
从P点经过的路线可以看出，在每个周期内，P点相应的沿着x轴的正方向移动了4个单位长度∴正方形OAPB沿x轴正方向连续翻转2008次后P点向前移动了4×502=2008个单位长度∴P点的横坐标为-1+2008=2007。
例6.如图6所示，已知在△ABC中，∠ACB=90°，AC=BC，P是△ABC内一点，且PA=3，PB=1，PC=2，求∠BPC的度数。
［解析］可先将△APC绕点C按逆时针方向旋转90°到△BEC的位置，由旋转的性质知，此时△CPE是等腰直角三角形，∠CPE=45°，在△BPE中，由勾股定理逆定理可证出∠BPE=90°，由此可求出∠BPC的度数。
利用旋转的基本性质进行几何证明
利用旋转的基本性质进行几何证明利用旋转的基本性质进行几何证明正方形滚动一周，就是滚动四个90°角。
如滚动第一个90° 时，A点所经过的路线长是以点C为圆心、AC 长为半径的-圆周长，此时A点滚动到了A1点（D点滚动到了D1点）；滚动第二个90°时，其路线长是以点D1为圆心、A1D1长为半径的-圆周长，此时A1点滚动到了A2点的位置；滚动第三个90°时，由于以点A2为圆心，此时A2点的位置未变（B2 点滚动到了B3点）；滚动第四个90°时其长是以点B3为圆心、B3C3长为半径的-圆周长，此时A3点滚动到了A4点的位置°.・.A点滚动一周经过的路线长为：-2 n 8 -+- 2 n 8+0+- 2 n 8=（4 - +8）n,当正方形滚动两周时，正方形顶点A所经过的路线的长等于（8- +16）no［思维延伸2］:如图2,将边长为1的正方形OAPB& x轴正方向连续翻转2019次，点P依次落在P1、P2、P3、P4・・P2019 的位置，则P2019的横坐标为__________ o［解析］•••正方形沿x轴正方向连续翻转4次正好翻转了一周•••翻转2019次就是翻转了502周。
从P点经过的路线可以看出，在每个周期内，P点相应的沿着x轴的正方向移动了4个单位长度二正方形OAPB& x轴正方向连续翻转2019 次后P点向前移动了4502=2019个单位长度「.P点的横坐标为-1+2019=2019。
例6.如图6所示，已知在厶ABC中，/ ACB=90 , AC=BC P 是厶ABC内一点，且PA=3 PB=1, PC=2求/ BPC的度数。
［解析］可先将△ APC绕点C按逆时针方向旋转90°到厶BEC 的位置，由旋转的性质知，此时△ CPE是等腰直角三角形，/ CPE=45，在△ BPE中，由勾股定理逆定理可证出/ BPE=90，由此可求出/ BPC的度数。
用几何画板探究旋转相似模型
用几何画板探究旋转相似相似模型资料编号:202210261505旋转相似模型如图1所示,在△ABC 中,BC DE //,以点A 为旋转中心,将△ADE 旋转到图2的位置,连结BD 、CE ,则有下面的结论:（1）△ADE ∽△ABC ;（2）△ABD ∽△ACE .模型证明证明: 在图1中,∵BC DE //∴△ADE ∽△ABC∴AC AEAB AD =,BAC DAE ∠=∠∴AEADAC AB =∴在图2中,有DACBAC DAC DAE ∠-∠=∠-∠∴BAD CAE ∠=∠（也可直接由旋转的性质说明CAE BAD ∠=∠）∵AEADAC AB =,CAE BAD ∠=∠∴△ABD ∽△ACE .当△ADE 旋转到不同位置时,如下页图3、图4、图5所示,上述结论仍然成立.请你根据不同的图形尝试证明模型结论.模型推论设射线BD 、CE 交于点F,则有BAC BFC ∠=∠.下面,利用图6、图7证明该推论.图 2图 1证明:∵△ABD ∽△ACE ∴ACEABD ∠=∠∵BFC ACE BAC ABD AGF ∠+∠=∠+∠=∠（“8”字模型）∴BAC BFC ∠=∠.模型说明若△ADE 和△ABC 均为直角三角形时,如图8、图9、图10、图11所示.其中,射线BD 与CE 的夹角为︒90,如图12、13、14所示.这是一种常见的旋转相似模型.图 3图 4图 5图 6图 7图 8图 9在△ADE 旋转的过程中,有两个位置能使点B 、D 、E 三点共线,点C 、D 、E 共线.当点B 、D 、E 三点共线时,如图15所示;当点B 、E 、D 三点共线时,如图16所示.在图（15）中,DE CE BC DE BE BD --=-=22,在图（16）中,DEBE BD +==DE CE BC +-22.模型制作1.打开几何画板,在“线段直尺工具”中选择“线段”工具,按住“shift ”键不图10图11图 14图 15图 16放在作图区单击两次,作出一条水平的线段BC .2.在“线段直尺工具”中选择“射线”工具,单击点B 作为射线的端点,在线段BC 的上方再单击一次,作出一条射线BM ,且使射线BM 与BC 的夹角为锐角.选中点C ,依次单击“构造”、“垂线”,作出射线BM 的垂线,单击射线BM 与其垂线的交点处,得到垂足,标签为改为A .如图17所示.3.选中点M 、射线BM 和垂线AC ,依次单击“显示”、“隐藏对象”.选中点A 、B 、C ,依次单击“构造”、“线段”,作出直角三角形ABC .如图18所示.4.单击“点工具”，在AB 边上任取一点P ,选中点P 和BC 边,依次单击“构造”、“平行线”,作出一条与BC 边平行的直线,单击直线与AC 边的交点处,出现交点,标签为Q ,选中直线PQ 并隐藏.如图19所示.5.依次选中点A 、P ,依次单击“构造”、“以圆心和圆周上的点绘圆”,作出⊙A .在“线段直尺工具”中选择“线段”工具,单击点A ,把线段的另一个端点拖动到圆周上再单击一次,作出⊙A 的一条半径AD .如图20所示.6.选中⊙A ,单击“编辑”,在“操作类按钮”中单击“隐藏/显示”,制作一个“隐藏圆”按钮.依次选中点A 、Q ,依次单击“构造”、“以圆心和圆周上的点绘圆”,作出⊙A .选中点A 和线段AD ,依次单击“构造”、“垂线”,作出AD 边的垂线,交⊙A 于点E.图 18AC图 19AC图 207.依次选中点A 、D 、E ,依次单击“构造”、“线段”,作出△ADE .选中点P 、Q 和垂线AE 并隐藏.如图21所示.8.选中⊙A ,选中⊙A ,单击“编辑”,在“操作类按钮”中单击“隐藏/显示”,制作第二个“隐藏圆”按钮.选中点B 、D ,构造线段BD ,选中点C 、E ,构造线段CE .如图22所示.9.依次选中点A 、B 、D ,依次单击“构造”、“三角形的内部”,修改颜色为浅蓝色,用同样的方法构造△ACE 的内部,颜色为粉红色.选中点D ,修改点的颜色为浅蓝色,表示该点为可拖动的点.如图23所示.经此一步,完成作图.模型探索拖动点D ,在△ADE 旋转的过程中,△ADE 与△ABC 始终相似,且射线BD 与CE 的夹角始终为︒90.如图8～图14所示.模型应用例1.如图25,在矩形ABCD 和矩形DEFG 中,DG AB DE AD 2,2==,DG AD =.连结AE 、CG ,交于点P .（1）求CGAE的值;图 21C图22A图23A图 24图 27（2）求证:CG AE ⊥.（1）解:∵四边形ABCD 和四边形DEFG 都是矩形∴︒=∠=∠90EDG ADC ∴ADG EDG ADG ADC ∠+∠=∠+∠∴ADE CDG ∠=∠∵DGAB DE AD 2,2==∴21===CD DG AB DG AD DE ∴CDADDG DE =∴△ADE ∽△CDG∴CDADCG AE =∵DG AD =∴21===CD DG CD AD CG AE .（2）证明:由（1）可知:△ADE ∽△CDG ∴CGD AED ∠=∠∴︒=∠=∠90GDE GPE （如图27所示）∴CG AE ⊥.例2.（1）问题发现如图（1）,在△OAB 和△OCD 中,OD OC OB OA ==,,︒=∠=∠40COD AOB ,连结AC 、BD 交于点M .填空:图 25图 26①BDAC的值为_________;②AMB ∠的度数为_________.（2）类比探究如图（2）,在△OAB 和△OCD 中,︒=∠=∠90COD AOB ,︒=∠=∠30OCD OAB ,连结AC ,交BD 的延长线于点M ,请判断BDAC的值及AMB ∠的度数,并说明理由.（3）拓展延伸在（2）的条件下,将△OCD 绕点O 在平面内旋转,AC 、BD 所在直线交于点M .若7,1==OB OD ,请直接写出当点C 与点M 重合时AC 的长.说明 本题为2018年河南省中考数学试卷第22题.解:（1）① 1 ; ②︒40.提示 如图28所示,根据“手拉手全等模型”可知: △AOC ≌△BOD （SAS ）∴BD AC =,∴1=BDAC;如图29所示,由“8”字模型可知:︒=∠=∠40AOB AMB （OBD OAC ∠=∠）.图（1）备用图（M ）（2）3=BDAC,︒=∠90AMB .理由如下:∵︒=∠=∠90COD AOB ∴AOD COD AOD AOB +∠=∠+∠∴AOC BOD ∠=∠∵︒=∠=∠30OCD OAB ∴︒=∠=∠60ODC OBA ∴360tan =︒==OBOAOD OC ∴△AOC ∽△BOD ∴3==ODOCBD AC ,OBD OAC ∠=∠（如图30、图31所示）∴︒=∠=∠90AOB AMB .（3）32或33.提示 如图32所示,易知此时B 、D 、C 三点共线,△ABC 为直角三角形.设x BD =,则x AC 3=,2+=x BC 由勾股定理得:222AB BC AC =+∴()()()2227223=++x x （722==OB AB 解之得:3,221-==x x （不符合题意,舍去）∴32=AC ;如图33所示,易知此时B 、C 、D 三点共线,且2-=x BC 由勾股定理得:222AB BC AC =+∴()()()2227223=-+x x 解之得:2,321-==x x （不符合题意,舍去）∴33=AC ∴AC 的长为32或33.例3.在△ABC 中,α=∠=ACB CB CA ,.点P 是平面内不与点A 、C 重合的任意一点,连结AP ,将线段AP 绕点P 逆时针旋转α得到线段DP ,连结AD 、BD 、CP .（1）观察猜想如图（1）,当︒=60α时,CPBD的值是_________,直线BD 与直线CP 相交所成的较小角的度数是_________.（2）类比探究当︒=90α时,请写出CPBD的值及直线BD 直线CP 相交所成的较小角的度数,并就图（2）的情形说明理由.（3）解决问题当︒=90α时,若点E 、F 分别是CA 、CB 的中点,点P 在直线EF 上,请直接写出点C 、P 、D 在同一直线上时CPAD的值.解:（1）1 , ︒60;提示 如图34所示,易证: △APC ≌△ADB （SAS ）图（1）图（2）图（3）图 38∴BD CP =,ABD ACP ∠=∠∴1=CPBD.由“8”字模型可知:︒=∠=∠60BAC BEC .即直线BD 与直线CP 相交所成的较小角的度数是︒60.如图35所示.（2）2=CPBD,直线BD 直线CP 相交所成的较小角的度数是︒45.理由如下:由题意可知:△ABC 和△ADP 都是等腰直角三角形∴2,45==︒=∠=∠APADAC AB DAP BAC ∴CAD DAP CAD BAC ∠+∠=∠+∠∴CAPBAD ∠=∠∴△ABD ∽△ACP （如图36所示）∴2==ACABCP BD ,ACP ABD ∠=∠∴︒=∠=∠45BAC BEC ;（3）22+或22-.分为两种情况:①当点P 在线段EF 上时设x CP =,则xCP BD 22==图 34图35图 36图37图 39易知︒=∠=∠90ADB APC x DF DB x PF PC 2,====∴()xPF DF PD 12+=+=∴()x PD AD 222+==∴()2222+=+=xxCP AD ;②当点P 在线段FE 的延长线上时,如图39所示.设y DP AP ==,则yAD 2=易知ABEF //∴︒=∠=∠45BAC PEA 可得︒=∠=∠5.22DCA DAC ∴y CD AD 2==∴()y CP 12+=∴()22122-=+=yyCPAD.综上所述,CPAD的值为22+或22-.模型练习1. 问题发现（1）如图（1）,在Rt △ABC 中,︒=∠==90,12,6ABC BC AB ,点D 、E 分别在AB 、AC 边上,且︒=∠=90,4ADE AD ,设BD 、CE 所在直线的夹角为α.填空:BD 与CE 的比值为_________,=αtan _________;拓展探究（2）将Rt △ADE 绕点A 逆时针旋转,连结BD 、CE ,在旋转的过程中,（1）中的结论是否仍然成立?若成立,请仅就图（2）中的情形给出证明;若不成立,请说明理由;问题解决在Rt △ADE 绕点A 逆时针旋转的过程中,当E 、C 、B 三点共线时,请直接写出点D 到EC 的距离.提示 （1）BD 、CE 所在直线的夹角为α,即α=∠A ∴2612tan ===AB BC α,24==DEAD DE ∴8=DE 由勾股定理可得:54842222=+=+=DE AD AE ∵︒=∠=∠90ABC ADE ∴BC DE //∴CEAEBD AD =∴55544===AE AD CE BD ;（2）成立.理由如下:由旋转的性质得:CAE BAD ∠=∠在Rt △ABC 中,由勾股定理得:561262222=+=+=BC AB AC ∴AEADAC AB ===55566∴△ABD ∽△ACE ∴55==AC AB CE BD ,ACE ABD ∠=∠∴α=∠=∠BAC BFC ∴2612tan tan ===∠=AB BC BAC α∴（1）中的结论仍然成立;图（1）ED CBA图（2）ED CBA备用图CBA（3）511424+或511424-提示 分为两种情况:①当点E 在BC 边上时,如图40所示,作BC DF ⊥.由前面可知,BD 、CE 所在直线的夹角（锐角）为α∴α=∠=∠BAC DBF ∴2tan tan ===∠αBFDFDBF ∴BF DF 2=,设x BF =,则xDF 2=在Rt △BDF 中,由勾股定理得:()xx x DF BF BD 522222=+=+=∵55=CE BD ∴555=CE x ,∴x CE 5=∴x x x BF BE EF x BE 412512,512-=+-=+=-=在Rt △DEF 中,由勾股定理得:222DE EF DF =+∴()()22284122=-+x x 解之得:511212,51121221+=-=x x 当511212+=x 时,0<BE ,不符合题意,舍去.∴511212-=x ,5114242-==x DF ;图 40D 图 41②当点E 在CB 的延长线上时,如图42所示.此时,124125-=--=--=x x x BF BC CE EF 在Rt △DEF 中,由勾股定理得:222DE EF DF =+∴()()22281242=-+x x 解之得:511212,51121221-=+=x x （不符合题意,舍去）∴511212+=x ,5114242+==x DF .综上所述,当E 、C 、B 三点共线时,点D 到EC 的距离为511424+或511424-.点评 利用图41可以证明α=∠=∠BAC DBF ,证明如下:∵△ABD ∽△ACE ∴ACEABD ∠=∠∴︒+∠=∠=︒+∠9090BAC ECG DBF ∴α=∠=∠BAC DBF .图 42图 41。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
巧用旋转解题温州市实验中学 周利明传统几何中，有许多旋转的例子，尤其是正方形和等腰三角形中。
因此旋转的方法是几何学习中必备的技巧，本文将介绍旋转方法的几种典型用法，与广大读者共同学习、交流。
1．利用旋转求角度的大小例1：在等腰直角△ABC 中, ∠ACB=90°,AC=BC, P 是△ABC 内一点,满足PA=6、PB=2、PC=1求∠BPC 的度数.分析：本题借助常规方法的入手是比较困难的，虽然三条线段的 长度是已知的，但是这三条线段不是三角形的三条边长，因此 要得到角度的大小是不太容易的，因此我们可以借助 旋转来分析问题，因为AC=BC ，这就给我们利用旋转创造了条件，因此可以考虑将APC ∆绕点C 逆时针旋转090，得C P B '∆,连接P P '，通过三角形的边与角的关系分别求得P CP '∠和PB P '∠，就可得到BPC ∠的大小。
解：由已知AC=BC ，将APC ∆绕点C 逆时针旋转090，得C P B '∆,连接P P '；由旋转可知：ACP CB P ∠='∠，P C CP '=，AP BP '=；∴090=∠=∠+'∠ACB PCB CB P ，∴CP P '∆是等腰直角三角形 ， ∴045='∠='∠P P C P CP 且2='P P ，在PB P '∆中，∵222222226PB PP AP BP ''+=+====，∴PB P '∆是直角三角形，且090='∠PB P ， ∴01359045=+='∠+'∠=∠PB P P CP BPC ．例2：如图所示,正方形ABCD 的边长为1，P 、Q 分别为边AB 、AD 上的点,APQ ∆的周长为2，求PCQ ∠的大小．分析：本题在已知三角形的周长和正方形的边长的条件下求角度的大小是比较困难的，因为正方形的边长BC=DC,所以可以考虑将PBC ∆绕点C 顺时针旋转90°，易证E 、D 、Q 三PABC P ’点共线，通过证明ECQ ∆和PCQ ∆全等即可求得PCQ ∠的大小．解：∵ BC=DC ，∴ 将PBC ∆绕点C 顺时针旋转90°得EDC ∆；∴ 090=∠=∠CBP EDC ，PCB ECD ∠=∠，PB ED =，CP CE =；∴ 090=∠+∠+∠=∠+∠+∠PCQ DCQ PCB PCQ DCQ ECD且 0180=∠+∠CDA EDC ， ∴ E 、D 、Q 三点共线，∵ APQ ∆的周长为2，即2=++PQ AP AQ ， 又 ∵2=+=+++AD AB QD PB AP AQ ， ∴ EQ DQ ED DQ PB PQ =+=+=，在ECQ ∆和PCQ ∆中：⎪⎩⎪⎨⎧===CQ CQ PQ EQ CP CE ，∴≅∆ECQ PCQ ∆；∴045=∠=∠ECQ PCQ ．练习１：P 为正方形内一点,且PA=1,BP=2,PC=3,求∠APB 的大小．2．利用旋转求线段的长度例3：如图，P 是等边△ABC 内一点，PA=2，32=PB ，PC=4，求BC 的长。
分析：本题BC 虽然和CP 、BP 同处一个三角形，但是要求其长还缺角度，因此直接从已知条件入手是比较困难的，但是我们只要适当运用旋转的 方法，就可以是问题简单化；因为本题的△ABC 是等边三 角形，所以其三边是相等的，因此联想到将△ABC 内部的 某个三角形进行旋转也是比较容易的；解：∵ △ABC 是等边三角形，PPACEB∴ 将△BPA 绕点B 逆时针旋转60°，则BA 与BC 重合， ∴ ABP EBC ∠=∠ 且 BP=BE ，PA=EC ，连接EP ； ∵ 060=∠+∠=∠+∠CBP EBC CBP ABP ， ∴ EBP ∆是等边三角形， ∴ 32==PB EP∵ 在ECP ∆中：22222162)32(CP EC EP ==+=+；∴ 090=∠CEP ， ∵ PC EC 21=， ∴ 030=∠EPC ， ∴ 090=∠BPC ， ∴ 7228)32(42222==+=+=PB PC BC ．例4：如图，在梯形ABCD 中，AD//BC （BC>AD ），∠D=90°，BC=CD=12，∠ABE=45°，若AE=10。
求CE 的长度。
分析：仔细分析就会发现本题所给的条件不易 直接求得CE 的长度，还需要做一些变化，经观察 容易发现把把△BCE 绕点B 顺时针旋转90°， 可构成一个正方形，然后通过三角形全等，就找出 边之间的关系。
解：把△BCE 绕点B 顺时针旋转90°得BGF ∆，连接AG ，易证A 、G 、F 三点一线，且易知四边形BCDG 为正方形．由旋转可得：GBF CBE ∠=∠，BF BE =，∵ 045=∠ABE ， ∴045=∠+∠=∠+∠=∠CBE ABG GBF ABG ABF∴ 在ABE ∆和ABF ∆中：⎪⎩⎪⎨⎧=∠=∠=AB AB ABF ABE BFBE ，∴ 在≅∆ABE ABF ∆， ∴10==AF AE ，设 x CE =，则x AG -=10，x x AG DG AD +=--=-=2)10(12，x CE DC DE -=-=12；在ADE Rt ∆，222DE AD AE +=，即222)12()2(10x x -++=；ADBCGFE∴ 024102=+-x x ， 解之得：;6,421==x x∴ CE 的长为4或6．练习2：如图四边形ABCD 中，AB=AD ，∠A=∠C=90°，其面积为16，求A 到BC 的距离．3．利用旋转探求线段之间的关系例5：如图，在凸四边形ABCD 中，∠ABC=30°，∠ADC=60°，AD=DC ，求证：222BC AB BD +=．分析：由本题的结论不难想到在直角三角形中应用 勾股定理可以证得含有平方关系的线段之间的关系，因此 我们就需要将结论中的这三条线段放到同一个直角三角形中， 由于AD=DC ，所以可以考虑将ADB ∆绕点D 顺时针方向旋转60°， 使AD 和DC 重合，这样就可以得到BCE Rt ∆，然后通过证明DBE ∆是等边三角形就可以得到结论中线段之间的关系．解：将ADB ∆绕点D 顺时针方向旋转60°，使AD 和DC 重合，得DCE ∆并连接EB ， 由旋转可得：CDE ADB ∠=∠，DAB DCE ∠=∠，DE DB =；∴ 060=∠=∠+∠=∠+∠=∠ADC ADE BDC CDE BDC BDE ， ∴ DBE ∆是等边三角形， ∴ BE DB =，∵ 0270=∠+∠=∠+∠DAB DCB DCE DCB∴ 090=∠BCE ，∴ BCE Rt ∆中：222BC CE BE +=， ∴ 2222BC CE BE BD +==．例6：如图，在△ABC 中，∠BAC=90°，AB=AC ，D 、E 在BC 上，∠DAE=45°，求证：222DE BE CD =+ ．分析：由本题的结论我们可以联想到直角三角形中勾股定理的结论，因此我们就需要将结论中的三条线段放在同一个直角三角形中，再由AB=AC, 我们不难想到将ADC ∆绕点A 延顺时针方向旋转90°， ABD C EACF这样我们就将DC 、BE 放到了同一个三角形中，同时我们也不难证明090=∠FBE ，然后我们只要设法证明≅∆AFE AED ∆，则结论可得． 解：∵ AB=AC ，将ADC ∆绕点A 延顺时针方向旋转90°得AFB ∆，连接EF ， 由旋转可得：CAD FAB ∠=∠，045=∠=∠ACD FBA ，DC FB =，AD AF =； ∵ 045=∠EAD ， ∴ 045=∠=∠+∠=∠+∠FAE FAB BAE CAD BAE ，在AFE ∆和AED ∆中：⎪⎩⎪⎨⎧=∠=∠=AE AE FAE EAD ADAF ，∴ ≅∆AFE AED ∆；∴ ED EF =，∵ 090=∠+∠=∠+∠=∠ABC ACD ABC FBA FBE ∴ FBE ∆是∆Rt ，∴ 2222ED EF BE BF ==+．练习3：如图①、②、③，△ABC 是正三角形，△BDC 是顶角∠BDC ＝120º的等腰三角形，以D 为顶点作一个60º角，角的两边分别交AB 、AC 边于M 、N 两点，连接MN ．探究：线段BM 、MN 、NC 之间的关系，并加以证明．4．利用旋转求面积的大小例7： 如图正方形ABCD 中，3=AB ，点E 、F 分别在BC 、CD 上，且∠BAE=30°，∠DAF=15°，求△AEF 的面积．分析：本题由已知条件直接去求结论是比较困难的， 由于该题中含15°，30°等特殊角度，因此通过旋转△ADF 可构作出45°角，构造三角形全等，通过等积变形来解决 问题是比较容易的。
解：将△ADF 绕A 点延顺时针方向旋转90°得△ABG ，由旋转性质可知：AF AG =，015FAD BAG =∠=∠，009FDA A =∠=∠BG ，CAD F∵ 0180A A =∠+∠BC BG ， ∴ 点G 、B 、E 三点共线， 又∵ 045=∠+∠=∠BAE GAB GAE ， ∴ 045)3015(90=+-=∠EAF ，在AFE ∆和AGE ∆中：AG AF GAE FAE AE AE =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩，∴ ≅∆AFE AGE ∆；∴ EG EF =，又∵ 060=∠=∠AEG AEF ，ABE Rt ∆中：3=AB ，∠BAE=30°， ∴1=BE ，在Rt △EFC 中，060)6060(180=+-=∠FEC ， ∴ 13-=-=BE BC EC ， ∴ )13(22-==EC EF ，∴ )13(2-==EG EF ， ∴ 333)13(22121-=⋅-⨯=⨯⨯=∆AB EG S AEG ， ∴ 33-==∆∆AEG AEF S S例8：如图A 、B 、C 、D 是圆周上的四个点，»»»»AB CD AC BD +=+．且弦AB=8，弦CD=6，则图中两个弓形（阴影）的面积和是多少？分析：从已知条件直接求两个弓形面积难度较大，抓住已知条件»»»»AB CD AC BD +=+，容易发现»»AB CD +正好是整个圆弧的一半，因此通过将弓形CmD 绕圆心旋转使点D 与点B 重合，就可以得到直角三角形，然后求阴影部分的面积就会很容易．解：由于»»»»AB CD AC BD +=+，知»»AB CD +的长正好是整个圆弧的一半，将弓形CmD 绕圆心旋转，使点D 与点B 重合（如图2）：则¼ABC 恰好为半圆弧， ∴ AC 为e O 的直径， ∴∠ABC=90°， ∴ 由勾股定理可求得10AC =，21156812.52422Rt ABC S S S ππ∆=-=⋅-⨯⨯=-阴影半圆．图1图2练习4：如图△ABC 是等腰直角三角形，D 为AB 的中点，AB=2，扇形ADG 和BDH 分别是以AD 、BD为半径的圆的41，求阴影部分面积．参考答案：练习１： 0135，提示：如图将BPC ∆逆时针旋转090得AEB ∆，连接PE ，分别求得APE ∠和BPE ∠．练习2： 距离为4，如图通过旋转变换得正方形．练习3：MN NC BM =+，把△BDM 绕点D 顺时针旋转120°得到CDM '∆，易证DMN CDM '∆≅∆．练习4：1(1)2π-，将扇形BDH 和△BDC 绕D 点顺时针旋转180°．观察巧旋转 妙解题沈岳夫旋转是几何图形运动中的重要变换，随着课程改革的进一步深入，利用旋转知识进行有关计算或证明的题目很多，尤其是题目中没有涉及到旋转等文字，使不少学生在解答时无从着手，找不到解题的途径，但如果能根据题目特征加以观察，通过旋转，找到解题的突破口，那么问题就简单化了，现采撷部分试题加以归纳，供参考。