2019年中考数学解题方法及提分突破训练:几何变换法专题

合集下载

2019中考数学专题复习 几何变换几何综合题 解析版

2019中考数学专题复习  几何变换几何综合题  解析版

几何变换几何综合题1.(1)【问题发现】如图①,正方形AEFG的两边分别在正方形ABCD的边AB和AD上,连接CF.填空:①线段CF与DG的数量关系为;②直线CF与DC所夹锐角的度数为.(2)【拓展探究】如图②,将正方形AEFG绕点A逆时针旋转,在旋转的过程中,(1)中的结论是否仍然成立,请利用图②进行说明.(3【解决问题】如图③,△ABC和△ADE都是等腰直角三角形,∠BAC=∠DAE=90°,AB=AC=4,O为AC 的中点.若点D在直线BC上运动,连接OE,则在点D的运动过程中,线段OE长的最小值为(直接写出结果).2.在数学探究课上,老师出示了这样的探究问题,请你一起来探究:已知C是线段AB所在平面内任意一点,分别以AC、BC为边,在AB同侧作等边△ACE和△BCD,连接AD、BE交于点P.(1)如图1,当点C在线段AB上移动时,线段AD与BE的数量关系:.(2)如图2,当点C在直线AB外,且∠ACB<120°,上面(1)中的结论是否还成立?若成立请证明,不成立说明理由.此时∠APE是否随着∠ACB的大小发生变化,若变化写出变化规律,若不变,请写出∠APE的度数,不必说明理由.(3)如图3,在(2)的条件下,以AB为边在AB另一侧作等边三角形∠ABF,连接AD、BE和CF交于点P.求证:PA+PB+PC=BE.若∠ABC=60°,AB=6,BC=4试求PA+PB+PC的值,只需直接写出结果.3.(1)如图1,在△ABC和△ECD是等边△,则BE、AD之间的数量关系为;∠DFE度数为;请用旋转的性质说明上述关系成立的理由.(2)如图2,在△ABC和△ECD都是等腰直角三角形,∠BAC=∠CED=90°,M是CD的中点,连AM、BE交于F点,则BE、AM之间的数量关系为;∠MFE度数是;(3)如图3,在△ABC和△ECD都是等腰直角三角形,∠BAC=∠CED=90°,N是BD的中点,连AN、NB,则AN、NE有何关系并证明你的结论.4.△ABC与△CDE是共顶点的等边三角形.直线BE与直线AD交于点M,点D、E不在△ABC的边上.(1)当点E在△ABC外部时(如图1),写出AD与BE的数量关系.(2)若CD<BC,将△CDE绕着点C逆时针旋转,使得点E由△ABC的外部运动到△ABC的内部(如图2).在这个运动过程中,∠AMB的大小是否发生变化?若不变,在图2的情况下求出∠AMB的度数,若变化,说明理由.(3)如图3,当B、C、D三点在同一条直线上,且BC=CD时,写出BM,ME与BC之间的数量关系.5.阅读材料:如图1,△ABC和△CDE都是等边三角形,且点A、C、E在一条直线上,可以证明△ACD≌△BCE,则AD=BE.解决问题:(1)将图1中的△CDE绕点C旋转到图2,猜想此时线段AD与BE的数量关系,并证明你的结论.(2)如图2,连接BD,若AC=2cm,CE=1cm,现将△CDE绕点C继续旋转,则在旋转过程中,△BDE的面积是否存在最大值?如果存在,直接写出这个最大值;如果不存在,请说明理由.(3)如图3,在△ABC中,点D在AC上,点E在BC上,且DE∥AB,将△DCE绕点C按顺时针方向旋转得到三角形CD′E′(使∠ACD′<180°),连接BE′,AD′,设AD′分别交BC、BE′于O、F,若△ABC满足∠ACB=60°,BC=,AC=,①求的值及∠BFA的度数;②若D为AC的中点,求△AOC面积的最大值.6.(1)问题发现如图1,△ABC和△DCE都是等边三角形,点B、D、E在同一直线上,连接AE.填空:①∠AEC的度数为;②线段AE、BD之间的数量关系为.(2)拓展探究如图2,△ABC和△DCE都是等腰直角三角形,∠ACB=∠DCE=90°,点B、D、E在同一直线上,CM为△DCE中DE边上的高,连接AE.试求∠AEB的度数及判断线段CM、AE、BM之间的数量关系,并说明理由.(3)解决问题如图3,在正方形ABCD中,CD=2,点P在以AC为直径的半圆上,AP=1,①∠DPC=°;②请直接写出点D到PC的距离为.7.(1)问题发现:如图1,△ABC与△CDE均为等腰直角三角形,∠ACB=∠DCE=90°,则线段AE、BD的数量关系为,AE、BD所在直线的位置关系为;(2)深入探究:在(1)的条件下,若点A,E,D在同一直线上,CM为△DCE中DE边上的高,请判断∠ADB的度数及线段CM,AD,BD之间的数量关系,并说明理由;(3)解决问题:如图3,已知△ABC中,AB=7,BC=3,∠ABC=45°,以AC为直角边作等腰直角△ACD,∠CAD=90°,AC=AD,连接BD,则BD的长为.8.(1)问题发现:如图1,△ACB和△DCE均为等边三角形,当△DCE旋转至点A,D,E在同一直线上,连接BE,易证△BCE≌△ACD.则①∠BEC=°;②线段AD、BE之间的数量关系是.(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=15,DE=7,求AB的长度.(3)探究发现:如图3,P为等边△ABC内一点,且∠APC=150°,且∠APD=30°,AP=5,CP=4,DP=8,求BD的长.9.(1)问题发现如图1,△ABC和△BDE均为等边三角形,点A,D,E在同一直线上,连接CD.填空;①∠CDB的度数为;②线段AE,CD之间的数量关系为.(2)拓展探究如图2,△ABC和△DBE均为等腰直角三角形,∠ABC=∠DBE=90°,点A,D,E在同一直线上,BF为△DBE中DE边上的高,连接CD.①求∠CDB的大小;②请判断线段BF,AD,CD之间的数量关系,并说明理由.(3)解决问题如图3,在正方形ABCD中,AC=2,AE=1,CE⊥AE于E,请补全图形,求点B到CE的距离.10.(1)问题发现如图1,△ABC和△ADE均为等边三角形,点D在边BC上,连接CE.请填空:①∠ACE的度数为;②线段AC、CD、CE之间的数量关系为.(2)拓展探究如图2,△ABC和△ADE均为等腰直角三角形,∠BAC=∠DAE=90°,点D在边BC上,连接CE.请判断∠ACE的度数及线段AC、CD、CE之间的数量关系,并说明理由.(3)解决问题如图3,在四边形ABCD中,∠BAD=∠BCD=90°,AB=AD=2,CD=1,AC与BD交于点E,请直接写出线段AC的长度.11.(1)问题发现:如图,△ACB和△DCE均为等边三角形,点A、D、E在同一直线上,连接BE.填空:①∠AEB的度数为;②线段AD、BE之间的数量关系是.(2)拓展探究:如图,△ACB和△DCE均为等腰直角三角形,∠ACB=∠DCE=90°,点A、D、E在同一直线上,且交BC于点F,连接BE.①请判断∠AEB的度数并说明理由;②若∠CAF=∠BAF,BE=2,试求△ABF的面积.12.(1)问题发现如图1,△ACB和△DCE均为等边三角形,点A、D、E在同一直线上,连接BE.填空:①∠AEB的度数为;②线段AD、BE之间的数量关系为.(2)拓展探究如图2,△ACB和△DCE均为等腰直角三角形,∠ACB=∠DCE=90°点A、D、E在同一直线上,CM为△DCE中DE边上的高,连接BE,请判断∠AEB的度数及线段CM、AE、BE之间的数量关系,并说明理由.(3)解决问题如图3,在正方形ABCD中,CD=2,若点P满足PD=1,且∠BPD=90°,请直接写出点A到BP的距离.13.(1)问题发现:如图1,△ACB和△DCE均为等边三角形,点A,D,E在同一直线上,连接BE.填空:①∠AEB的度数为;②线段AD,BE之间的数量关系为;(2)拓展探究如图2,△ACB和△DCE均为等腰直角三角形,∠ACB=∠DCE=90°,点A,D,E在同一直线上,CM为△DCE中DE边上的高,连接BE,请判断∠AEB的度数及线段CM,AE,BE之间的数量关系,并说明理由;(3)解决问题如图3,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=5,平面上一动点P到点B的距离为3,将线段CP绕点C顺时针旋转90°,得到线段CD,连DA,DB,PB,则BD是否有最大值和最小值,若有直接写出,若没有说明理由?14.在平面直角坐标系中,点A(﹣2,0),B(2,0),C(0,2),点D,点E分别是AC,BC的中点,将△CDE绕点C逆时针旋转得到△CD′E′,及旋转角为α,连接AD′,BE′.(1)如图①,若0°<α<90°,当AD′∥CE′时,求α的大小;(2)如图②,若90°<α<180°,当点D′落在线段BE′上时,求sin∠CBE′的值;(3)若直线AD′与直线BE′相交于点P,求点P的横坐标m的取值范围(直接写出结果即可).15.在四边形ABCD中,∠A=∠B=∠C=∠D=90°,AB=CD=10,BC=AD=8.(1)P为边BC上一点,将△ABP沿直线AP翻折至△AEP的位置(点B落在点E处)①如图1,当点E落在CD边上时,利用尺规作图,在图1中作出满足条件的图形(不写作法,保留作图痕迹,用2B铅笔加粗加黑).并直接写出此时DE=;②如图2,若点P为BC边的中点,连接CE,则CE与AP有何位置关系?请说明理由;(2)点Q为射线DC上的一个动点,将△ADQ沿AQ翻折,点D恰好落在直线BQ上的点D′处,则DQ=;16.已知Rt△OAB,∠OAB=90°,∠ABO=30°,斜边OB=4,将Rt△OAB绕点O顺时针旋转60°,如题图1,连接BC.(1)求线段BC的长;(2)如图1,连接AC,作OP⊥AC,垂足为P,求OP的长度;(3)如图2,点M是线段OC的中点,点N是线段OB上的动点(不与点O重合),求△CMN 周长的最小值.17.如图,△ABC和△ADE是有公共顶点的直角三角形,∠BAC=∠DAE=90°,点P为射线BD,CE的交点.(1)如图1,若△ABC和△ADE是等腰三角形,求证:∠ABD=∠ACE;(2)如图2,若∠ADE=∠ABC=30°,问:(1)中的结论是否成立?请说明理由.(3)在(1)的条件下,AB=6,AD=4,若把△ADE绕点A旋转,当∠EAC=90°时,请直接写出PB的长度.18.如图,在等腰直角△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,CD是中线,一个以点D为顶点的45°角绕点D旋转,使角的两边分别与AC、BC的延长线相交,交点分别为点E、F,DF与AC交于点M,DE与BC交于点N.(1)如图1,若CE=CF,求证:DE=DF(2)在∠EDF绕点D旋转过程中:①如图2,探究三条线段AB、CE、CF之间的数量关系,并说明理由;②如图3,过点D作DG⊥BC于点G.若CE=4,CF=2,求DN的长.19.感知:如图①,在等腰直角三角形ABC中,∠ACB=90°,BC=m,将边AB绕点B顺时针旋转90°得到线段BD,过点D作DE⊥CB交CB的延长线于点E,连接CD.(1)求证:△ACB≌△BED;(2)△BCD的面积为(用含m的式子表示).拓展:如图②,在一般的Rt△ABC,∠ACB=90°,BC=m,将边AB绕点B顺时针旋转90°得到线段BD,连接CD,用含m的式子表示△BCD的面积,并说明理由.应用:如图③,在等腰△ABC中,AB=AC,BC=8,将边AB绕点B顺时针旋转90°得到线段BD,连接CD,则△BCD的面积为;若BC=m,则△BCD的面积为(用含m的式子表示).解析一.解答题(共14小题)1.(1)【问题发现】如图①,正方形AEFG的两边分别在正方形ABCD的边AB和AD上,连接CF.填空:①线段CF与DG的数量关系为CF=DG;②直线CF与DC所夹锐角的度数为45°.(2)【拓展探究】如图②,将正方形AEFG绕点A逆时针旋转,在旋转的过程中,(1)中的结论是否仍然成立,请利用图②进行说明.(3【解决问题】如图③,△ABC和△ADE都是等腰直角三角形,∠BAC=∠DAE=90°,AB=AC=4,O为AC 的中点.若点D在直线BC上运动,连接OE,则在点D的运动过程中,线段OE长的最小值为(直接写出结果).【解答】解:(1)【问题发现】如图①中,①线段CF与DG的数量关系为CF=DG;②直线CF与DC所夹锐角的度数为45°.理由:如图①中,连接AF.易证A,F,C三点共线.∵AF=AG.AC=AD,∴CF=AC﹣AF=(AD﹣AG)=DG.故答案为CF=DG,45°.(2)【拓展探究】结论不变.理由:连接AC,AF,延长CF交DG的延长线于点K,AG交FK于点O.∵∠CAD=∠FAG=45°,∴∠CAF=∠DAG,∵AC=AD,AF=AG,∴==,∴△CAF∽△DAG,∴==,∠AFC=∠AGD,∴CF=DG,∠AFO=∠OGK,∵∠AOF=∠GOK,∴∠K=∠FAO=45°.(3)【解决问题】如图3中,连接EC.∵AB=AC,AD=AE,∠BAC=∠DAE=90°,∴∠BAD=∠CAE,∠B=∠ACB=45°,∴△BAD≌△CAE(SAS),∴∠ACE=∠ABC=45°,∴∠BCE=90°,∴点E的运动轨迹是在射线OE时,当OE⊥CE时,OE的长最短,易知OE的最小值为,故答案为,2.在数学探究课上,老师出示了这样的探究问题,请你一起来探究:已知C是线段AB所在平面内任意一点,分别以AC、BC为边,在AB同侧作等边△ACE和△BCD,连接AD、BE交于点P.(1)如图1,当点C在线段AB上移动时,线段AD与BE的数量关系:AD=BE.(2)如图2,当点C在直线AB外,且∠ACB<120°,上面(1)中的结论是否还成立?若成立请证明,不成立说明理由.此时∠APE是否随着∠ACB的大小发生变化,若变化写出变化规律,若不变,请写出∠APE的度数,不必说明理由.(3)如图3,在(2)的条件下,以AB为边在AB另一侧作等边三角形∠ABF,连接AD、BE和CF交于点P.求证:PA+PB+PC=BE.若∠ABC=60°,AB=6,BC=4试求PA+PB+PC的值,只需直接写出结果.【解答】解:(1)如图1,∵△ACE、△CBD均为等边三角形,∴AC=EC,CD=CB,∠ACE=∠BCD,∴∠ACD=∠ECB;在△ACD与△ECB中,,∴△ACD≌△ECB(SAS),∴AD=BE,故答案为:AD=BE.(2)AD=BE成立,∠APE不随着∠ACB的大小发生变化,始终是60°.证明:∵△ACE和△BCD是等边三角形∴EC=AC,BC=DC,∠ACE=∠BCD=60°,∴∠ACE+∠ACB=∠BCD+∠ACB,即∠ECB=∠ACD;在△ECB和△ACD中,,∴△ECB≌△ACD(SAS),∴∠CEB=∠CAD;如图2,设BE与AC交于Q,又∵∠AQP=∠EQC,∠AQP+∠QAP+∠APQ=∠EQC+∠CEQ+∠ECQ=180°∴∠APQ=∠ECQ=60°,即∠APE=60°.(3)由(2)同理可得∠CPE=∠EAC=60°;如图3,在PE上截取PH=PC,连接HC,则△PCH为等边三角形,∴HC=PC,∠CHP=60°,∴∠CHE=120°;又∵∠APE=∠CPE=60°,∴∠CPA=120°,∴∠CPA=∠CHE;在△CPA和△CHE中,,∴△CPA≌△CHE(AAS),∴AP=EH,∴PB+PC+PA=PB+PH+EH=BE.若∠ABC=60°,AB=6,BC=4,则PA+PB+PC=2.理由:如图,过D作DG⊥AB,交AB的延长线于G,当∠ABC=60°=∠CBD时,将DBG=60°,∴∠BDG=30°,∴BG=BD=2,AG=6+2=8,DG=2,∴Rt△ADG中,AD==2,∴BE=2,即PA+PB+PC的值为2.3.(1)如图1,在△ABC和△ECD是等边△,则BE、AD之间的数量关系为BE=AD;∠DFE 度数为60°;请用旋转的性质说明上述关系成立的理由.(2)如图2,在△ABC和△ECD都是等腰直角三角形,∠BAC=∠CED=90°,M是CD的中点,连AM、BE交于F点,则BE、AM之间的数量关系为;∠MFE度数是45°;(3)如图3,在△ABC和△ECD都是等腰直角三角形,∠BAC=∠CED=90°,N是BD的中点,连AN、NB,则AN、NE有何关系并证明你的结论.【解答】解:(1)∵△ABC和△ECD是等边△,∴∠ACB=∠DCE=60°,∴∠BCD=60°,∴△ACD是△BCE顺时针旋转60°来的,∴△ACD≌△BCE,∴BE=AD,∴∠CAD=∠CBE,∴∠DFE=∠CAD+∠CEB=∠CBE+∠CEF=∠ACB=60°;故答案为BE=AD,∠DFE=60°;(2)连接EM,则△CEM是等腰直角三角形,∴CE=CM,∵∠ACB=45°=∠ECM,∴∠BCE=∠ACM,∵BC=AC,∴==,∴△BCE∽△ACM,∴==,∠CBE=∠CAM,∵∠BFM=∠BAF+∠ABF=∠BAC+∠CAM+∠ABF=90°+∠CBE+∠ABF=90°+∠ABC=135°,∴∠MFE=45°;故答案为,45°;(3)取BC中点F,取CD中点M,连接MN,AF,NF,EM,∴NF,NM是△BCD的中位线,∴NF=CD=EM,NM=BC=AF,∵NF∥CD,NM∥BC,∴四边形NFCM是平行四边形,∴∠NFC=∠NMC,∵∠AFC=90°=∠EMC,∴∠AFN=∠EMN,∵在△AFN和△NME中,,∴△AFN≌△NME,(SAS)∴AN=EN,∠NAF=∠ENM,∵MN∥BC,AF⊥BC,∴MN⊥AF,∴∠NAF+∠ANM=90°,∴∠ENM+∠ANM=90°,即∠ANE=90°,∴AN⊥EN.4.△ABC与△CDE是共顶点的等边三角形.直线BE与直线AD交于点M,点D、E不在△ABC的边上.(1)当点E在△ABC外部时(如图1),写出AD与BE的数量关系.(2)若CD<BC,将△CDE绕着点C逆时针旋转,使得点E由△ABC的外部运动到△ABC的内部(如图2).在这个运动过程中,∠AMB的大小是否发生变化?若不变,在图2的情况下求出∠AMB的度数,若变化,说明理由.(3)如图3,当B、C、D三点在同一条直线上,且BC=CD时,写出BM,ME与BC之间的数量关系.【解答】解:(1)AD=BE,理由:∵△ABC与△CDE是共顶点的等边三角形,∴BC=AC,CE=CD,∠ACB=∠DCE=60°,∴∠ACB+∠ACE=∠DCE+∠ACE,∴∠BCE=∠ACD,在△BCE和△ACD中,∴△BCE≌△ACD,∴BE=AD;(2)不变,∠AMB=60°,理由:∵△ABC与△CDE是共顶点的等边三角形,∴BC=AC,CE=CD,∠ACB=∠DCE=60°,∴∠ACB﹣∠ACE=∠DCE﹣∠ACE,∴∠BCE=∠ACD,在△BCE和△ACD中,∴△BEC≌△ADC,∴∠EBC=∠DAC,∵∠EBC+∠ABM=60°∴∠MAC+∠ABM=60°,∴∠AMB=180°﹣(∠ABM+∠BAM)=60°.(3)如图3,∵当B、C、D三点在同一条直线上,∴∠ACB=∠DCE=60°,∴∠ACE=60°,∴∠BCE=120°,∵△ABC与△CDE是共顶点的等边三角形,且BC=CD,∴BC=CE,∴∠CBE=∠BEC=30°,∵∠BCF=60°,∴∠BFC=90°,∵BC=EC,∴BE=2BF,在Rt△BFC中,∠BCF=30°,∴BF=BC,∴BE=2BF=BC,∵BE=BM+ME,∴BM+ME=BC.5.阅读材料:如图1,△ABC和△CDE都是等边三角形,且点A、C、E在一条直线上,可以证明△ACD≌△BCE,则AD=BE.解决问题:(1)将图1中的△CDE绕点C旋转到图2,猜想此时线段AD与BE的数量关系,并证明你的结论.(2)如图2,连接BD,若AC=2cm,CE=1cm,现将△CDE绕点C继续旋转,则在旋转过程中,△BDE的面积是否存在最大值?如果存在,直接写出这个最大值;如果不存在,请说明理由.(3)如图3,在△ABC中,点D在AC上,点E在BC上,且DE∥AB,将△DCE绕点C按顺时针方向旋转得到三角形CD′E′(使∠ACD′<180°),连接BE′,AD′,设AD′分别交BC、BE′于O、F,若△ABC满足∠ACB=60°,BC=,AC=,①求的值及∠BFA的度数;②若D为AC的中点,求△AOC面积的最大值.【解答】解:(1)猜想:AD=BE,证明:∵△ABC和△CDE都是等边三角形,∴AC=BC,DC=EC,∠ACB=∠ECD=60°,∴∠ACB+∠BCD=∠ECD∠BCD,即∠ACD=BCE,在△ACD和△BCE中,∴△ACD≌△BCE(SAS),∴AD=BE;(2)如下图1所示,当△CDE旋转到BC与C到DE到高在同一条直线上时,△BDE面积最大,此时,DE边上的高为∴△BDE面积最大值为.(3)①如图3,∵DE∥AB,∴△CDE∽△CAB,∴∵△CD'E'由△CDE绕C点旋转得到∴CE'=CE,CD'=CD,∠DCE=∠D'CE'=60°∴,则又∵∠DCE+∠BCD'=∠D'CE'+∠BCD',即∠ACD'=∠BCE'∴△ACD'∽△BCE'∴由△ACD'∽△BCE'得∠CBE'=∠CAF∴∠BFA=180°﹣(∠BAF+∠ABF)=180°﹣(∠BAF+∠ABC+∠FAC)=180°﹣120°=60°②如图4所示,当D'与点O重合时,△AOC的面积最大过点O作OG⊥AC于G,∴∴△AOC的面积的最大值为.6.(1)问题发现如图1,△ABC和△DCE都是等边三角形,点B、D、E在同一直线上,连接AE.填空:①∠AEC的度数为120°;②线段AE、BD之间的数量关系为AE=BD.(2)拓展探究如图2,△ABC和△DCE都是等腰直角三角形,∠ACB=∠DCE=90°,点B、D、E在同一直线上,CM为△DCE中DE边上的高,连接AE.试求∠AEB的度数及判断线段CM、AE、BM之间的数量关系,并说明理由.(3)解决问题如图3,在正方形ABCD中,CD=2,点P在以AC为直径的半圆上,AP=1,①∠DPC=45°;②请直接写出点D到PC的距离为或.【解答】解:(1)①∵△ABC和△DCE都是等边三角形,∴CE=CD,CA=CB,∠ECA=60°﹣∠ACD,∠DCB=60°﹣∠ACD,在△ECA与△DCB中,,∴△ECA≌△DCB,∴∠AEC=∠BDC=∠CED+∠CDE=60°+60°=120°,故答案为:120°;②∵△ECA≌△DCB,∴AE=BD,故答案为:AE=BD;(2)∵△ABC和△DCE都是等腰直角三角形,∴∠ECA=90°﹣∠ACD,∠DCB=90°﹣∠ACD,∴∠ECA=∠DCB,在△ECA与△DCB中,,∴△ECA≌△DCB,∴∠AEC=∠BDC=135°,BD=AE,∴∠AEB=∠AEC﹣∠BEC=135°﹣45°=90°,∵△DCE都是等腰直角三角形,CM为△DCE中DE边上的高,∴CM=MD,∵BM=BD+DM,∴BM=AE+CM;(3)①四边形ABCD为正方形,点P在以AC为直径的半圆上,∴∠APC+∠ADC=90°+90°=180°,∴A,P,C,D四点共圆,∴∠DPC=∠DAC=45°,故答案为:45;②过点D作DM⊥PC,垂足为M,∵在正方形ABCD中,CD=2,点P在以AC为直径的半圆上,AP=1,∴AC=2,PC===,∵∠DPC=45°,∴DM=PM,设DM=PM=x,则MC=﹣x,在Rt△DMC中,DM2+MC2=DC2,则x2+(﹣x)2=22,整理得:2x2﹣2x+3=0,解得;x1=,x2=,即点D到PC的距离为:或.故答案为:或.7.(1)问题发现:如图1,△ABC与△CDE均为等腰直角三角形,∠ACB=∠DCE=90°,则线段AE、BD的数量关系为AE=BD,AE、BD所在直线的位置关系为AE⊥BD;(2)深入探究:在(1)的条件下,若点A,E,D在同一直线上,CM为△DCE中DE边上的高,请判断∠ADB的度数及线段CM,AD,BD之间的数量关系,并说明理由;(3)解决问题:如图3,已知△ABC中,AB=7,BC=3,∠ABC=45°,以AC为直角边作等腰直角△ACD,∠CAD=90°,AC=AD,连接BD,则BD的长为或7﹣3.【解答】解:(1)结论:AE=BD,AE⊥BD.理由:如图1中,延长AE交BD于点H,AH交BC于点O.∵△ACB和△DCE均为等腰直角三角形,∠ACB=∠DCE=90°,∴AC=BC,CD=CE,∴∠ACE=∠BCD,∴△ACE≌△BCD(SAS),∴AE=BD,∠CAE=∠CBD,∵∠CAE+∠AOC=90°,∠AOC=∠BOH,∴∠BOH+∠CBD=90°∴∠AHB=90°,∴AE⊥BD.故答案为AE=BD,AE⊥BD.(2)结论:AD=2CM+BD,理由:如图2中,∵△ACB和△DCE均为等腰直角三角形,∠ACB=∠DCE=90°,∴AC=BC,CD=CE,∴∠ACE=∠BCD,∴△ACE≌△BCD(SAS),∴AE=BD,∠BDC=∠AEC=135°.∴∠ADB=∠BDC﹣∠CDE=135°﹣45°=90°;在等腰直角三角形DCE中,CM为斜边DE上的高,∴CM=DM=ME,∴DE=2CM.∴AD=DE+AE=2CM+BD.(3)情形1:如图3﹣1中,在△ABC的外部,以A为直角顶点作等腰直角△BAE,使∠BAE=90°,AE=AB,连接EA、EB、EC.∵∠ACD=∠ADC=45°,∴AC=AD,∠CAD=90°,∴∠BAE+∠BAC=∠CAD+∠BAC,即∠EAC=∠BAD,∴△EAC≌△BAD(SAS),∴BD=CE.∵AE=AB=7,∴BE==7,∠ABE=∠AEB=45°,又∵∠ABC=45°,∴∠ABC+∠ABE=45°+45°=90°,∴EC===,∴BD=CE=.情形2:如图3﹣2中,作AE⊥AB交BC的延长线于E,则△ABE是等腰直角三角形,同法可证:△EAC≌△BAD(SAS),∴BD=CE,∵AB=AE=7,∴BE=7,∴EC=BE=CB=7﹣3,综上所述,BD的长为或7﹣3.故答案为或7﹣3.8.(1)问题发现:如图1,△ACB和△DCE均为等边三角形,当△DCE旋转至点A,D,E在同一直线上,连接BE,易证△BCE≌△ACD.则①∠BEC=120°;②线段AD、BE之间的数量关系是AD=BE.(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=15,DE=7,求AB的长度.(3)探究发现:如图3,P为等边△ABC内一点,且∠APC=150°,且∠APD=30°,AP=5,CP=4,DP=8,求BD的长.【解答】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,,∴△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°.故答案为:120.②由①得:△ACD≌△BCE,∴AD=BE;故答案为:AD=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,,∴△ACD≌△BCE(SAS).∴AD=BE=AE﹣DE=15﹣7=8,∠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===17;(3)把△APC绕点C逆时针旋转60°得△BEC,连接PE,如图所示:则△BEC≌△APC,∴CE=CP,∠PCE=60°,BE=AP=5,∠BEC=∠APC=150°,∴△PCE是等边三角形,∴∠EPC=∠PEC=60°,PE=CP=4,∴∠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=8+4=12,在Rt△BDE中,,即BD的长为13.9.(1)问题发现如图1,△ABC和△BDE均为等边三角形,点A,D,E在同一直线上,连接CD.填空;①∠CDB的度数为60°;②线段AE,CD之间的数量关系为AE=CD.(2)拓展探究如图2,△ABC和△DBE均为等腰直角三角形,∠ABC=∠DBE=90°,点A,D,E在同一直线上,BF为△DBE中DE边上的高,连接CD.①求∠CDB的大小;②请判断线段BF,AD,CD之间的数量关系,并说明理由.(3)解决问题如图3,在正方形ABCD中,AC=2,AE=1,CE⊥AE于E,请补全图形,求点B到CE的距离.【解答】解:(1)①∵△ACB和△DBE均为等边三角形,∴BA=CB,BD=BE,∠ABC=∠DBE=60°.∴∠ABE=∠CBD.在△BCD和△BAE中,∵AB=BC,∠ABE=∠CBD,BD=BE,∴△BCD≌△BAE(SAS),∴∠CDB=∠BEA.∵△DBE为等边三角形,∴∠CDB=∠BED=60°.故答案为:60°.②∵△BCD≌△BAE,∴CD=AE,故答案为:CD=AE,(2))∠CDB=45°,CD=AD+2BF理由:∵△ACB和△DBE均为等腰直角三角形,∴BA=CB,BD=BE,∠ABC=∠DBE=90°.∴∠ABE=∠CBD.在△BCD和△BAE中,∵AB=BC,∠ABE=∠CBD,BD=BE,∴△BCD≌△BAE(SAS),∴∠CDB=∠AEB,CD=AE∵BF是△DBE均为等腰直角三角形,∴∠CDB=∠AEB=45,DE=2BF,∴CD=AE=AD+DE=AD+2BF.∴∠CDB=45°,CD=AD+2BF;(3)①如图,连接EB,ED,作BH⊥CE,BP⊥BE,∵四边形ABCD是正方形,∴∠BAC=45°,AB=AD=CD=BC=2,∠ABC=90°,∴CD=2,∴AC=2,∵AE=1,∴CE=,∵A,E,B,C四点共圆,∴∠BCE=∠CAB=45°,∴△PBE是等腰直角三角形,∵△ABC是等腰直角三角形,且C,E,P共线,BH⊥CE,∴由(2)的结论可得,CE=AE+2BH,∴=2BH+1,∴BH=.②同①的方法可得,CE=2BH﹣AE,∴=2BH﹣1,∴BH=,∴点B到CE的距离为或.10.(1)问题发现如图1,△ABC和△ADE均为等边三角形,点D在边BC上,连接CE.请填空:①∠ACE的度数为60°;②线段AC、CD、CE之间的数量关系为AC=CD+CE.(2)拓展探究如图2,△ABC和△ADE均为等腰直角三角形,∠BAC=∠DAE=90°,点D在边BC上,连接CE.请判断∠ACE的度数及线段AC、CD、CE之间的数量关系,并说明理由.(3)解决问题如图3,在四边形ABCD中,∠BAD=∠BCD=90°,AB=AD=2,CD=1,AC与BD交于点E,请直接写出线段AC的长度.【解答】解:(1)①∵△ABC和△ADE均为等边三角形,∴AB=AC,AD=AE,∠BAC=∠DAE=∠B=60°,∴∠BAC﹣∠DAC=∠DAE﹣∠DAC,即∠BAD=∠CAE,∴△BAD≌△CAE(SAS),∴∠ACE=∠B=60°,故答案为:60°;②线段AC、CD、CE之间的数量关系为:AC=CD+CE;理由是:由①得:△BAD≌△CAE,∴BD=CE,∵AC=BC=BD+CD,∴AC=CD+CE;故答案为:AC=CD+CE;(2)∠ACE=45°,AC=CD+CE,理由是:如图2,∵△ABC和△ADE均为等腰直角三角形,且∠BAC=∠DAE=90°,∴AB=AC,AD=AE,∠BAC﹣∠DAC=∠DAE﹣∠DAC,即∠BAD=∠CAE,∴△ABD≌△ACE,∴BD=CE,∠ACE=∠B=45°,∵BC=CD+BD,∴BC=CD+CE,∵在等腰直角三角形ABC中,BC=AC,∴AC=CD+CE;(3)如图3,过A作AC的垂线,交CB的延长线于点F,∵∠BAD=∠BCD=90°,AB=AD=2,CD=1,∴BD=2,BC=,∵∠BAD=∠BCD=90°,∴∠BAD+∠BCD=180°,∴A、B、C、D四点共圆,∴∠ADB=∠ACB=45°,∴△ACF是等腰直角三角形,由(2)得:AC=BC+CD,∴AC===.11.(1)问题发现:如图,△ACB和△DCE均为等边三角形,点A、D、E在同一直线上,连接BE.填空:①∠AEB的度数为60°;②线段AD、BE之间的数量关系是AD=BE.(2)拓展探究:如图,△ACB和△DCE均为等腰直角三角形,∠ACB=∠DCE=90°,点A、D、E在同一直线上,且交BC于点F,连接BE.①请判断∠AEB的度数并说明理由;②若∠CAF=∠BAF,BE=2,试求△ABF的面积.【解答】解:(1)①如图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,,∴△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°.∴∠AEB=∠BEC﹣∠CED=60°.故答案为:60°.②∵△ACD≌△BCE,∴AD=BE.故答案为:AD=BE;(2)①∠AEB=90°证明:∵△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,,∴△ACD≌△BCE(SAS).∴AD=BE,∠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°;②延长BE交AC的延长线于点G,由①可知∠CAD=∠CBE,∠AEB=90°,在△ACF和△BCG中,,∴△ACF≌△BCG,∴AF=BG,∵∠CAF=∠BAF,∠AEB=90°,∴E是BG的中点,∵BE=2,∴BG=4,∴AF=4,∴S==4.△ABF12.(1)问题发现如图1,△ACB和△DCE均为等边三角形,点A、D、E在同一直线上,连接BE.填空:①∠AEB的度数为60°;②线段AD、BE之间的数量关系为AD=BE.(2)拓展探究如图2,△ACB和△DCE均为等腰直角三角形,∠ACB=∠DCE=90°点A、D、E在同一直线上,CM为△DCE中DE边上的高,连接BE,请判断∠AEB的度数及线段CM、AE、BE之间的数量关系,并说明理由.(3)解决问题如图3,在正方形ABCD中,CD=2,若点P满足PD=1,且∠BPD=90°,请直接写出点A到BP的距离.【解答】解:(1)①如图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,,∴△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°.∴∠AEB=∠BEC﹣∠CED=60°.故答案为:60°.②∵△ACD≌△BCE,∴AD=BE.故答案为:AD=BE.(2)∠AEB=90°,AE=BE+2CM.理由:如图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,在△ACD和△BCE中,,∴△ACD≌△BCE(SAS).∴AD=BE,∠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°.∵CD=CE,CM⊥DE,∴DM=ME.∵∠DCE=90°,∴DM=ME=CM.∴AE=AD+DE=BE+2CM.(3)点A到BP的距离为或.理由如下:∵PD=1,∴点P在以点D为圆心,1为半径的圆上.∵∠BPD=90°,∴点P在以BD为直径的圆上.∴点P是这两圆的交点.①当点P在如图3①所示位置时,连接PD、PB、PA,作AH⊥BP,垂足为H,过点A作AE⊥AP,交BP于点E,如图3①.∵四边形ABCD是正方形,∴∠ADB=45°.AB=AD=DC=BC=2,∠BAD=90°.∴BD=2.∵DP=1,∴BP=.∵∠BPD=∠BAD=90°,∴A、P、D、B在以BD为直径的圆上,∴∠APB=∠ADB=45°.∴△PAE是等腰直角三角形.又∵△BAD是等腰直角三角形,点B、E、P共线,AH⊥BP,∴由(2)中的结论可得:BP=2AH+PD.∴=2AH+1.∴AH=.②当点P在如图3②所示位置时,连接PD、PB、PA,作AH⊥BP,垂足为H,过点A作AE⊥AP,交PB的延长线于点E,如图3②.同理可得:BP=2AH﹣PD.∴=2AH﹣1.∴AH=.综上所述:点A到BP的距离为或.13.(1)问题发现:如图1,△ACB和△DCE均为等边三角形,点A,D,E在同一直线上,连接BE.填空:①∠AEB的度数为60°;②线段AD,BE之间的数量关系为AD=BE;(2)拓展探究如图2,△ACB和△DCE均为等腰直角三角形,∠ACB=∠DCE=90°,点A,D,E在同一直线上,CM为△DCE中DE边上的高,连接BE,请判断∠AEB的度数及线段CM,AE,BE之间的数量关系,并说明理由;(3)解决问题如图3,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=5,平面上一动点P到点B的距离为3,将线段CP绕点C顺时针旋转90°,得到线段CD,连DA,DB,PB,则BD是否有最大值和最小值,若有直接写出,若没有说明理由?【解答】解:(1)①∵△ACB和△DCE均为等边三角形,∴∠ACB=∠DCE=60°,CA=CB,CD=CE,∴∠ACD=∠BCE,在△CDA和△CEB中,,∴△CDA≌△CEB,∴∠CEB=∠CDA=120°,又∠CED=60°,∴∠AEB=120°﹣60°=60°;②由①知,△CDA≌△CEB,∴AD=BE;故答案为:60°,AD=BE(2)∵△ACB和△DCE均为等腰直角三角形,∠ACB=∠DCE=90°,∴AC=BC,CD=CE,∠ACB﹣∠DCB=∠DCE﹣∠DCB,即∠ACD=∠BCE,在△ACD和△BCE中,,∴△ACD≌△BCE,∴AD=BE,∠BEC=∠ADC=135°.∴∠AEB=∠BEC﹣∠CED=135°﹣45°=90°;结论:AE=2CM+BE,在等腰直角三角形DCE中,CM为斜边DE上的高,∴CM=DM=ME,∴DE=2CM.∴AE=DE+AD=2CM+BE∴AE=2CM+BE.(3)如图3,∵点P到点B的距离是3,∴点P是以点B为圆心,3为半径的圆,当B、D、A三点在同一条直线上时,BD有最小值,∵∠ACB=90°,∠DCP=90°,∴∠ACD=∠BCP在△ACD与△BCP中,,∴△ACD≌△BCP(SAS),∴∠PBC=∠A=45°,AD=BP=3,在Rt△ABC中,AC=BC=5,∴AB=5∴BD=AB﹣AD=5﹣3此时∠PBC=45°时,BD的最小值为5﹣3,同理可得:如图4,当B、D、A三点在同一条直线上时,BD的最大值为:AB+AD=AB+BP=5+3,14.在平面直角坐标系中,点A(﹣2,0),B(2,0),C(0,2),点D,点E分别是AC,BC的中点,将△CDE绕点C逆时针旋转得到△CD′E′,及旋转角为α,连接AD′,BE′.(1)如图①,若0°<α<90°,当AD′∥CE′时,求α的大小;(2)如图②,若90°<α<180°,当点D′落在线段BE′上时,求sin∠CBE′的值;(3)若直线AD′与直线BE′相交于点P,求点P的横坐标m的取值范围(直接写出结果即可).【解答】解:(1)如图1中,∵AD′∥CE′,∴∠AD′C=∠E′CD′=90°,∵AC=2CD′,∴∠CAD′=30°,∴∠ACD′=90°﹣∠CAD′=60°,∴α=60°.(2)如图2中,作CK⊥BE′于K.∵AC=BC==2,∴CD′=CE′=,∵△CD′E′是等腰直角三角形,CD′=CE′=,∴D′E′=2,∵CK⊥D′E′,∴KD′=E′K,∴CK=D′E′=1,∴sin∠CBE′===.(3)如图3中,以C为圆心为半径作⊙C,当BE′与⊙C相切时AP最长,则四边形CD′PE′是正方形,作PH⊥AB于H.∵AP=AD′+PD′=+,∵cos∠PAB==,∴AH=2+,∴点P横坐标的最大值为.如图4中,当BE′与⊙C相切时AP最短,则四边形CD′PE′是正方形,作PH⊥AB于H.根据对称性可知OH=,∴点P横坐标的最小值为﹣,∴点P横坐标的取值范围为﹣≤m≤.15.在四边形ABCD中,∠A=∠B=∠C=∠D=90°,AB=CD=10,BC=AD=8.(1)P为边BC上一点,将△ABP沿直线AP翻折至△AEP的位置(点B落在点E处)①如图1,当点E落在CD边上时,利用尺规作图,在图1中作出满足条件的图形(不写作法,保留作图痕迹,用2B铅笔加粗加黑).并直接写出此时DE=6;②如图2,若点P为BC边的中点,连接CE,则CE与AP有何位置关系?请说明理由;(2)点Q为射线DC上的一个动点,将△ADQ沿AQ翻折,点D恰好落在直线BQ上的点D′处,则DQ=4或16;【分析】(1)①如图1中,以A为圆心AB为半径画弧交CD于E,作∠EAB的平分线交BC于点P,点P即为所求.理由勾股定理可得DE.②如图2中,结论:EC∥PA.只要证明PA⊥BE,EC⊥BE即可解决问题.(3)分两种情形分别求解即可解决问题.【解答】解:(1)①如图1中,以A为圆心AB为半径画弧交CD于E,作∠EAB的平分线交BC于点P,点P即为所求.在Rt△ADE中,∵∠D=90°,AE=AB=10,AD=8,∴DE===6,故答案为6.②如图2中,结论:EC∥PA.理由:由翻折不变性可知:AE=AB,PE=PB,∴PA垂直平分线段BE,即PA⊥BE,∵PB=PC=PE,∴∠BEC=90°,∴EC⊥BE,∴EC∥PA.(2)①如图3﹣1中,当点Q在线段CD上时,设DQ=QD′=x.在Rt△AD′B中,∵AD′=AD=8,AB=10,∠AD′B=90°,∴BD′==6,在Rt△BQC中,∵CQ2+BC2=BQ2,∴(10﹣x)2+82=(x+6)2,∴x=4,∴DQ=4.②如图3﹣2中,当点Q在线段DC的延长线上时,∵DQ∥AB,∴∠DQA=∠QAB,∵∠DQA=∠AQB,∴∠QAB=∠AQB,∴AB=BQ=10,在Rt△BCQ中,∵CQ==6,∴DQ=DC+CQ=16,综上所述,满足条件的DQ的值为4或16.故答案为4和16.16.已知Rt△OAB,∠OAB=90°,∠ABO=30°,斜边OB=4,将Rt△OAB绕点O顺时针旋转60°,如题图1,连接BC.(1)求线段BC的长;(2)如图1,连接AC,作OP⊥AC,垂足为P,求OP的长度;(3)如图2,点M是线段OC的中点,点N是线段OB上的动点(不与点O重合),求△CMN周长。

2019潍坊市中考专题突破专题四:几何变换综合题(含答案解析)

2019潍坊市中考专题突破专题四:几何变换综合题(含答案解析)

专题类型突破专题四几何变换综合题类型一涉及一个动点的几何问题(2018·长春中考)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,∠A=30°,AB=4,动点P从点A出发,沿AB以每秒2个单位长度的速度向终点B运动.过点P作PD⊥AC 于点D(点P不与点A,B重合),作∠DPQ=60°,边PQ交射线DC于点Q.设点P的运动时间为t秒.(1)用含t的代数式表示线段DC的长;(2)当点Q与点C重合时,求t的值;(3)设△PDQ与△ABC重叠部分图形的面积为S,求S与t之间的函数关系式;(4)当线段PQ的垂直平分线经过△ABC一边中点时,直接写出t的值.【分析】(1)先求出AC,用三角函数求出AD,即可得出结论;(2)利用AD+DQ=AC,即可得出结论;(3)分两种情况,利用三角形的面积公式和面积差即可得出结论;(4)分三种情况,利用锐角三角函数,即可得出结论.【自主解答】1.(2018·江西中考)在菱形ABCD中,∠ABC=60°,点P是射线BD上一动点,以AP为边向右侧作等边△APE,点E的位置随着点P的位置变化而变化.(1)如图1,当点E在菱形ABCD内部或边上时,连接CE,BP与CE的数量关系是,CE与AD的位置关系是;(2)当点E在菱形ABCD外部时,(1)中的结论是否还成立?若成立,请予以证明;若不成立,请说明理由(选择图2,图3中的一种情况予以证明或说理);(3)如图4,当点P在线段BD的延长线上时,连接BE,若AB=23,BE=219,求四边形ADPE的面积.类型二涉及两个动点的几何问题(2018·青岛中考)已知:如图,四边形ABCD,AB∥DC,CB⊥AB,AB=16cm,BC=6cm,CD=8cm,动点P从点D开始沿DA边匀速运动,动点Q从点A开始沿AB边匀速运动,它们的运动速度均为2cm/s.点P和点Q同时出发,以QA,QP为边作平行四边形AQPE,设运动的时间为t(s),0<t<5.根据题意解答下列问题:(1)用含t 的代数式表示AP;(2)设四边形CPQB 的面积为S(cm 2),求S 与t 的函数关系式;(3)当QP⊥BD 时,求t 的值;(4)在运动过程中,是否存在某一时刻t,使点E 在∠ABD 的平分线上?若存在,求出t 的值;若不存在,请说明理由.【分析】(1)作DH⊥AB 于点H,则四边形DHBC 是矩形,利用勾股定理求出AD 的长即可解决问题;(2)作PN⊥AB 于N,连接PB,根据S=S △PQB +S △BCP 计算即可;(3)当QP⊥BD 时,∠PQN+∠DBA=90°,∠QPN+∠PQN=90°,推出∠QPN=∠DBA,由此利用三角函数即可解决问题;(4)连接BE 交DH 于点K,作KM⊥BD 于点M.当BE 平分∠ABD 时,△KBH≌△KBM,推出KH=KM.作EF⊥AB 于点F,则△AEF≌△QPN,推出EF=PN,AF=QN,由KH∥EF可得KH EF =BH BF,由此构建方程即可解决问题.【自主解答】2.(2018·黄冈中考)如图,在平面直角坐标系xOy 中,菱形OABC 的边OA 在x 轴正半轴上,点B,C 在第一象限,∠C=120°,边长OA=8.点M 从原点O 出发沿x 轴正半轴以每秒1个单位长的速度作匀速运动,点N 从A 出发沿边AB-BC-CO 以每秒2个单位长的速度作匀速运动,过点M 作直线MP 垂直于x 轴并交折线OCB 于P,交对角线OB 于Q,点M 和点N 同时出发,分别沿各自路线运动,点N 运动到原点O 时,M 和N 两点同时停止运动.(1)当t=2时,求线段PQ 的长;(2)求t 为何值时,点P 与N 重合;(3)设△APN 的面积为S,求S 与t 的函数关系式及t 的取值范围.类型三图形的平移变换(2017·扬州中考)如图,将△ABC 沿着射线BC 方向平移至△A′B′C′,使点A′落在∠ACB 的外角平分线CD 上,连接AA′.(1)判断四边形ACC′A′的形状,并说明理由;(2)在△ABC 中,∠B=90°,AB=24,cos ∠BAC=1213,求CB′的长.【分析】(1)根据平行四边形的判定定理(有一组对边平行且相等的四边形是平行四边形)知四边形ACC′A′是平行四边形.再根据对角线平分对角的平行四边形是菱形知四边形ACC′A′是菱形.(2)通过解直角△ABC得到AC,BC的长度,由(1)中菱形ACC′A′的性质推知AC=AA′,由平移的性质得四边形ABB′A′是平行四边形,则AA′=BB′,所以CB′=BB′-BC.【自主解答】平移变换命题的呈现形式主要有:(1)坐标系中的点、函数图象的平移问题;(2)涉及基本图形平移的几何问题;(3)利用平移变换作为工具解题.其解题思路:(1)特殊点法:解题的关键是学会运用转化的思想,如坐标系中图象的平移问题,一般是通过图象上一个关键(特殊)点的平移来研究整个图象的平移;(2)集中条件法:通过平移变换添加辅助线,集中条件,使问题获得解决;(3)综合法:已知条件中涉及基本图形的平移或要求利用平移作图的问题时,要注意找准对应点,看清对应边,注意变换性质的理解和运用.3.(2018·安徽中考)如图,直线l1,l2都与直线l垂直,垂足分别为M,N,MN=1.正方形ABCD的边长为2,对角线AC在直线l上,且点C位于点M处.将正方形ABCD沿l向右平移,直到点A与点N重合为止.记点C平移的距离为x,正方形ABCD的边位于l1,l2之间部分的长度和为y,则y关于x的函数图象大致为()4.如图,在平面直角坐标系中,△AOB 的顶点O 为坐标原点,点A 的坐标为(4,0),点B 的坐标为(0,1),点C 为边AB 的中点,正方形OBDE 的顶点E 在x 轴的正半轴上,连接CO,CD,CE.(1)线段OC 的长为;(2)求证:△CBD≌△COE;(3)将正方形OBDE 沿x 轴正方向平移得到正方形O 1B 1D 1E 1,其中点O,B,D,E 的对应点分别为点O 1,B 1,D 1,E 1,连接CD 1,CE 1,设点E 1的坐标为(a,0),其中a≠2,△CD 1E 1的面积为S.①当1<a<2时,请直接写出S 与a 之间的函数解析式;②在平移过程中,当S=14时,请直接写出a 的值.类型四图形的旋转变换(2017·潍坊中考)边长为6的等边△ABC中,点D,E分别在AC,BC边上,DE∥AB,EC=2 3.(1)如图1,将△DEC沿射线EC方向平移,得到△D′E′C′,边D′E′与AC的交点为M,边C′D′与∠ACC′的角平分线交于点N.当CC′多大时,四边形MCND′为菱形?并说明理由.(2)如图2,将△DEC绕点C旋转∠α(0°<α<360°),得到△D′E′C,连接AD′,BE′.边D′E′的中点为P.①在旋转过程中,AD′和BE′有怎样的数量关系?并说明理由;②连接AP,当AP最大时,求AD′的值.(结果保留根号)【分析】(1)先判断出四边形MCND′为平行四边形,可得△MCE′和△NCC′为等边三角形,即可求出CC′,得出CN=CM,即证四边形MCND′为菱形;(2)①分两种情况,利用旋转的性质,即可判断出△ACD′≌△BCE′,即可得出结论;②先判断出点A,C,P三点共线,求出CP,AP,最后用勾股定理即可得出结论.【自主解答】旋转变换问题的解题思路:(1)以旋转为背景的问题,要根据题意,找准对应点,看清对应边,注意对旋转的性质的理解和运用,想象其中基本元素,如点、线(角)之间的变化规律,再结合几何图形的性质,大胆地猜想结果并加以证明来解决问题;(2)利用旋转变换工具解决问题,要注意观察,通过旋转图形中的部分,运用旋转的性质,将复杂问题简单化.5.(2018·菏泽中考)问题情境:在综合与实践课上,老师让同学们以“矩形纸片的剪拼”为主题开展数学活动.如图1,将矩形纸片ABCD沿对角线AC剪开,得到△ABC和△ACD.并且量得AB=2cm,AC=4cm.操作发现:(1)将图1中的△ACD以点A为旋转中心,按逆时针方向旋转∠α,使∠α=∠BAC,得到如图2所示的△AC′D,过点C作AC′的平行线,与DC′的延长线交于点E,则四边形ACEC′的形状是.(2)创新小组将图1中的△ACD以点A为旋转中心,按逆时针方向旋转,使B,A,D 三点在同一条直线上,得到如图3所示的△AC′D,连接CC′,取CC′的中点F,连接AF并延长至点G,使FG=AF,连接CG,C′G,得到四边形ACGC′,发现它是正方形,请你证明这个结论.实践探究:(3)缜密小组在创新小组发现结论的基础上,进行如下操作:将△ABC沿着BD方向平移,使点B与点A重合,此时A点平移至A′点,A′C与BC′相交于点H,如图4所示,连接CC′,试求t a n∠C′CH的值.类型五图形的翻折变换(2017·德州中考)如图1,在矩形纸片ABCD中,AB=3cm,AD=5cm,折叠纸片使B 点落在边AD 上的E 处,折痕为PQ.过点E 作EF∥AB 交PQ 于F,连接BF.(1)求证:四边形BFEP 为菱形;(2)当点E 在AD 边上移动时,折痕的端点P,Q 也随之移动.①当点Q 与点C 重合时(如图2),求菱形BFEP 的边长;②若限定P,Q 分别在边BA,BC 上移动,求出点E 在边AD 上移动的最大距离.【分析】(1)由折叠的性质得出PB=PE,BF=EF,∠BPF=∠EPF,由平行线的性质得出∠BPF=∠EFP,证出∠EPF=∠EFP,得出EP=EF,因此BP=BF=EF=EP,即可得出结论;(2)①由矩形的性质得出BC=AD=5cm ,CD=AB=3cm ,∠A=∠D=90°,由对称的性质得出CE=BC=5cm ,在Rt △CDE 中,由勾股定理求出DE=4cm ,得出AE=AD-DE=1cm ;在Rt △APE 中,由勾股定理得出方程,解方程得出EP=53cm 即可;②当点Q 与点C 重合时,点E 离点A 最近,由①知,此时AE=1cm ;当点P 与点A 重合时,点E 离点A 最远,此时四边形ABQE 为正方形,AE=AB=3cm ,即可得出答案.【自主解答】翻折变换问题的解题思路:以翻折变换为载体,考查几何图形的判定和性质问题.一般先作出折叠前、后的图形位置,考虑折叠前、后哪些线段、角对应相等,哪些量发生了变化.然后再利用轴对称的性质和相关图形的性质推出相等的线段、角、全等三角形等,当有直角三角形出现时,考虑利用勾股定理以及方程思想来解决.6.(2017·兰州中考)如图1,将一张矩形纸片ABCD 沿着对角线BD 向上折叠,顶点C 落到点E 处,BE 交AD 于点F.(1)求证:△BDF 是等腰三角形;(2)如图2,过点D 作DG∥BE,交BC 于点G,连接FG 交BD 于点O.①判断四边形BFDG 的形状,并说明理由;②若AB=6,AD=8,求FG 的长.类型六图形的相似变换【探究证明】(1)某班数学课题学习小组对矩形内两条相互垂直的线段与矩形两邻边的数量关系进行探究,提出下列问题,请你给出证明:如图1,矩形ABCD 中,EF⊥GH,EF 分别交AB,CD 于点E,F,GH 分别交AD,BC 于点G,H.求证:EF GH =AD AB;【结论应用】(2)如图2,在满足(1)的条件下,又AM⊥BN,点M,N 分别在边BC,CD 上.若EF GH=1115,则BN AM 的值为;【联系拓展】(3)如图3,四边形ABCD 中,∠ABC=90°,AB=AD=10,BC=CD=5,AM⊥DN,点M,N 分别在边BC,AB 上,求DN AM 的值.【分析】(1)过点A 作AP∥EF,交CD 于点P,过点B 作BQ∥GH,交AD 于点Q,易证AP=EF,GH=BQ,△PDA∽△QAB,然后运用相似三角形的性质就可以解决问题;(2)只需运用(1)中的结论,就可得到EF GH =AD AB =BN AM,就可以解决问题;(3)过D 作AB 的平行线,交BC 的延长线于点E,作AF⊥AB 交直线DE 于点F,易证得四边形ABEF 是矩形,通过等量代换,得∠1=∠3,进而得到△ADF∽△DCE,根据相似三角形的性质,得出线段DE,AF,DC,AD 之间的关系,再通过设未知数及勾股定理求出AF,最后根据(1)中的结论,即可解决问题.【自主解答】求两条线段的比,一般有两种方法:一是根据定义,求出两条线段的长度,再求两条线段的比;二是利用比例线段,等比转换,能够产生比例线段的是相似三角形和平行线,可以利用相似三角形和平行线的性质去寻找比例线段.在含有比值与相似的问题中,关键是证明三角形相似.判定三角形相似的方法一般有:(1)条件中若有平行线,可采用找角相等证两个三角形相似;(2)条件中若有一组对应角相等,可再找一组对应角相等或再找此角所在的两边对应成比例;(3)条件中若有两边对应成比例,可找夹角相等;(4)条件中若有一组直角,可考虑再找一组等角或证明斜边、直角边对应成比例;(5)条件中若有等腰关系,可找顶角相等或找对应底角相等或底和腰对应成比例.7.(2018·湖州中考)已知在Rt △ABC 中,∠BAC=90°,AB≥AC,D,E 分别为AC,BC 边上的点(不包括端点),且DC BE =AC BC=m,连接AE,过点D 作DM⊥AE,垂足为点M,延长DM 交AB 于点F.(1)如图1,过点E 作EH⊥AB 于点H,连接DH.①求证:四边形DHEC 是平行四边形;②若m=22,求证:AE=DF;(2)如图2,若m=35,求DF AE的值.类型七类比、拓展类探究问题(2018·淄博中考)(1)操作发现:如图1,小明画了一个等腰三角形ABC,其中AB=AC,在△ABC 的外侧分别以AB,AC 为腰作了两个等腰直角三角形ABD,ACE.分别取BD,CE,BC 的中点M,N,G.连接GM,GN.小明发现了:线段GM 与GN 的数量关系是;位置关系是.(2)类比思考:如图2,小明在此基础上进行了深入思考.把等腰三角形ABC 换为一般的锐角三角形.其中AB>AC,其他条件不变,小明发现的上述结论还成立吗?请说明理由.(3)深入探究:如图3,小明在(2)的基础上,又作了进一步探究,向△ABC 的内侧分别作等腰直角三角形ABD,ACE.其他条件不变,试判断△GMN 的形状,并给予证明.【分析】(1)利用S A S 判断出△AEB≌△ACD,得出EB=CD,∠AEB=∠ACD,进而判断出EB⊥CD,最后用三角形中位线定理即可得出结论;(2)同(1)的方法即可得出结论;(3)同(1)的方法得出MG=NG,最后利用三角形中位线定理和等量代换即可得出结论.【自主解答】8.(2018·日照中考)问题背景:我们学习等边三角形时得到直角三角形的一个性质:在直角三角形中,如果一个锐角等于30°,那么它所对的直角边等于斜边的一半.即:如图1,在Rt △ABC 中,∠ACB=90°,∠ABC=30°,则AC=12AB.探究结论:小明同学对以上结论作了进一步探究.(1)如图1,连接AB 边上中线CE,由于CE=12AB,易得结论:①△ACE 为等边三角形;②BE与CE之间的数量关系为;(2)如图2,点D是边CB上任意一点,连接AD,作等边△ADE,且点E在∠ACB的内部,连接BE.试探究线段BE与DE之间的数量关系,写出你的猜想并加以证明;(3)当点D为边CB延长线上任意一点时,在(2)条件的基础上,线段BE与DE之间存在怎样的数量关系?请直接写出你的结论;拓展应用:如图3,在平面直角坐标系xOy中,点A的坐标为(-3,1),点B是x 轴正半轴上的一动点,以AB为边作等边△ABC.当C点在第一象限内,且B(2,0)时,求C点的坐标.参考答案类型一【例1】(1)∵在Rt△ABC中,∠A=30°,AB=4,∴AC=2 3.∵PD⊥AC,∴∠ADP=∠CDP=90°.在Rt△ADP中,AP=2t,∴DP=t,AD=3t,∴CD=AC-AD=23-3t(0<t<2).(2)在Rt△PDQ中,∵∠DPQ=60°,∴∠PQD=30°=∠A,∴PA=PQ.∵PD⊥AC,∴AD=DQ.∵点Q 和点C 重合,∴AD+DQ=AC,∴23t=23,∴t=1.(3)当0<t≤1时,S=S △PDQ =12DQ·DP=12×3t·t=32t 2.如图,当1<t<2时,CQ=AQ-AC=2AD-AC=23t-23=23(t-1).在Rt △CEQ 中,∠CQE=30°,∴CE=CQ·t a n ∠CQE=23(t-1)×33=2(t-1),∴S=S △PDQ -S △ECQ =12×3t·t-12×23(t-1)×2(t-1)=-332t 2+43t-23,32t 2(0<t≤1),-332t2+43t-23(1<t<2).(4)①如图,当PQ 的垂直平分线过AB 的中点F 时,∴∠PGF=90°,PG=12PQ=12AP=t,AF=12AB=2.∵∠A=∠AQP=30°,∴∠FPG=60°,∴∠PFG=30°,∴PF=2PG=2t,∴AP+PF=2t+2t=2,∴t=12.②如图,当PQ 的垂直平分线过AC 的中点N 时,∴∠QMN=90°,AN=12AC=3,QM=12PQ=12AP=t.在Rt △NMQ 中,NQ=MQ cos 30°=233t.∵AN+NQ=AQ,∴3+233t=23t,∴t=34.③如图,当PQ 的垂直平分线过BC 的中点F 时,∴BF=12BC=1,PE=12PQ=t,∠H=30°.∵∠ABC=60°,∴∠BFH=30°=∠H,∴BH=BF=1.在Rt △PEH 中,PH=2PE=2t.∵AH=AP+PH=AB+BH,∴2t+2t=5,∴t=54.即当线段PQ 的垂直平分线经过△ABC 一边中点时,t 的值为12或34或54.变式训练1.解:(1)BP=CE CE⊥AD提示:如图,连接AC.∵四边形ABCD 是菱形,∠ABC=60°,∴△ABC,△ACD 都是等边三角形,∠ABD=∠CBD=30°,∴AB=AC.又∵△APE 是等边三角形,∴AP=AE,∠BAC=∠PAE=60°,∴∠BAP=∠CAE,∴△BAP≌△CAE,∴BP=CE,∠ABP=∠ACE=30°.延长CE 交AD 于点H.∵∠CAH=60°,∴∠CAH+∠ACH=90°,∴∠AHC=90°,即CE⊥AD.(2)结论仍然成立.理由:如图,连接AC 交BD 于点O,设CE 交AD 于点H.∵四边形ABCD 是菱形,∠ABC=60°,∴△ABC,△ACD 都是等边三角形,∠ABD=∠CBD=30°,∴AB=AC.∵△APE 是等边三角形,∴AP=AE,∠BAC=∠PAE=60°,∴∠BAP=∠CAE,∴△BAP≌△CAE,∴BP=CE,∠ABP=∠ACE=30°.∵∠CAH=60°,∴∠CAH+∠ACH=90°,∴∠AHC=90°,即CE⊥AD.也可选用图3进行证明,方法同上.(3)如图,连接AC 交BD 于点O,连接CE 交AD 于点H,由(2)可知EC⊥AD,CE=BP.在菱形ABCD 中,AD∥BC,∴EC⊥BC.∵BC=AB=23,BE=219,在Rt △BCE 中,EC=(219)2-(23)2=8,∴BP=CE=8.∵AC 与BD 是菱形的对角线,∴∠ABD=12∠ABC=30°,AC⊥BD,∴BD=2BO=2AB·cos 30°=6,∴OA=12AB=3,DP=BP-BD=8-6=2,∴OP=OD+DP=5.在Rt △AOP 中,AP=AO 2+OP 2=27,∴S 四边形ADPE =S △ADP +S △AEP =12×2×3+34×(27)2=8 3.类型二【例2】(1)如图,作DH⊥AB 于点H,则四边形DHBC 是矩形,∴CD=BH=8,DH=BC=6.∵AH=AB-BH=8,∴AD=DH 2+AH 2=10,∴AP=AD-DP=10-2t.(2)如图,作PN⊥AB 于点N,连接PB.在Rt △APN 中,PA=10-2t,∴PN=PA·sin ∠DAH=35(10-2t),AN=PA·cos ∠DAH=45(10-2t),∴BN=16-AN=16-45(10-2t),∴S=S △PQB +S △BCP =12·(16-2t)·35(10-2t)+12×6×[16-45(10-2t)]=65t 2-545t +72.(3)当QP⊥BD 时,∠PQN+∠DBA=90°.∵∠QPN+∠PQN=90°,∴∠QPN=∠DBA,∴t a n ∠QPN=QN PN =34,∴45(10-2t)-2t 35(10-2t)=34,解得t=3527.经检验,t=3527是分式方程的解,且符合题意,∴当t=3527时,QP⊥BD.(4)存在.理由如下:如图,连接BE 交DH 于点K,作KM⊥BD 于点M.当BE 平分∠ABD 时,△KBH≌△KBM,∴KH=KM,BH=BM=8.∵BD=CD 2+BC 2=10,∴DM=2.设KH=KM=x,在Rt △DKM 中,(6-x)2=22+x 2,解得x=83.如图,作EF⊥AB 于点F,则△AEF≌△QPN,∴EF=PN=35(10-2t),AF=QN=45(10-2t)-2t.∴BF=16-[45(10-2t)-2t].∵KH∥EF,∴KH EF =BH BF,∴8335(10-2t)=816-[45(10-2t)-2t],解得t=2518.经检验,t=2518是分式方程的解,且符合题意,∴当t=2518时,点E 在∠ABD 的平分线上.变式训练2.解:(1)当t=2时,OM=2,在Rt △OPM 中,∠POM=60°,∴PM=OM·t a n 60°=2 3.在Rt △OMQ 中,∠QOM=30°,∴QM=OM·t a n 30°=233,∴PQ=PM-QM=23-233=433.(2)当t≤4时,AN=PO=2OM=2t,t=4时,P 到达C 点,N 到达B 点,点P,N 在边BC 上相遇.设t 秒时,点P 与N 重合,则(t-4)+2(t-4)=8,解得t=203,即t=203秒时,点P 与N 重合.(3)①当0<t≤4时,S=12·2t·43=43t.②当4<t≤203时,S=12×[8-(t-4)-(2t-8)]×43=403-63t.③当203<t≤8时,S=12×[(t-4)+(2t-8)-8]×43=63t-40 3.④当8<t≤12时,S=S 菱形ABCO -S △AON -S △ABP -S △CPN =323-12·(24-2t)·43-12·[8-(t-4)]·43-12(t-4)·32·(2t-16)=-32t 2+123t-56 3.综上所述,S 与t 的函数关系式为43t(0<t≤4),403-63t(4<t≤203),63t-403(203<t≤8),-32t 2+123t-563(8<t≤12).类型三【例3】(1)四边形ACC′A′是菱形.理由如下:由平移的性质得到AC∥A′C′,且AC=A′C′,则四边形ACC′A′是平行四边形,∴∠ACC′=∠AA′C′.又∵CD 平分∠ACB 的外角,即CD 平分∠ACC′,易证CD 也平分∠AA′C′,∴四边形ACC′A′是菱形.(2)∵在△ABC 中,∠B=90°,AB=24,cos ∠BAC=1213,∴cos ∠BAC=AB AC =1213,即24AC =1213,∴AC=26,∴由勾股定理知BC=AC 2-AB 2=262-242=10.又由(1)知,四边形ACC′A′是菱形,∴AC=AA′=26.由平移的性质得到AB∥A′B′,AB=A′B′,则四边形ABB′A′是平行四边形,∴AA′=BB′=26,∴CB′=BB′-BC=26-10=16.变式训练3.A 4.解:(1)172(2)∵∠AOB=90°,点C 是AB 的中点,∴OC=BC=12AB,∴∠CBO=∠COB.∵四边形OBDE 是正方形,∴BD=OE,∠DBO=∠EOB=90°,∴∠CBD=∠COE.在△CBD 和△COE CB=CO,∠CBD=∠COE,BD=OE,∴△CBD≌△COE(S A S ).(3)①S=-12a+1.②a=32或52.类型四【例4】(1)当CC′=3时,四边形MCND′为菱形.理由:由平移的性质得CD∥C′D′,DE∥D′E′.∵△ABC 为等边三角形,∴∠B=∠ACB=60°,∴∠ACC′=180°-60°=120°.∵CN 是∠ACC′的角平分线,∴∠NCC′=60°.∵AB∥DE,DE∥D′E′,∴AB∥D′E′,∴∠D′E′C′=∠B=60°,∴∠D′E′C′=∠NCC′,∴D′E′∥CN,∴四边形MCND′为平行四边形.∵∠ME′C′=∠MCE′=60°,∠NCC′=∠NC′C=60°,∴△MCE′和△NCC′为等边三角形,∴MC=CE′,NC=CC′.又∵E′C′=23,CC′=3,∴CE′=CC′=3,∴MC=CN,∴四边形MCND′为菱形.(2)①AD′=BE′.理由:当α≠180°时,由旋转的性质得∠ACD′=∠BCE′.由(1)知AC=BC,CD′=CE′,∴△ACD′≌△BCE′,∴AD′=BE′.当α=180°时,AD′=AC+CD′,BE′=BC+CE′,即AD′=BE′.综上可知,AD′=BE′.②如图,连接CP,在△ACP中,由三角形三边关系得AP<AC+CP,∴当A,C,P三点共线时AP最大.此时,AP=AC+CP.在△D′CE′中,由P为D′E′中点得AP⊥D′E′,PD′=3,∴CP=3,∴AP=6+3=9.在Rt△APD′中,由勾股定理得AD′=AP2+PD′2=92+(3)2=221.变式训练5.(1)解:菱形(2)证明:∵点F 是CC′的中点,∴CF=FC′.∵FG=AF,∴四边形ACGC′是平行四边形.∵在Rt △ABC 和Rt △AC′D 中,∠BAC+∠ACB=90°,∠ACB=∠DAC′,∴∠BAC+∠DAC′=90°.又∵B,A,D 三点在同一条直线上,∴∠CAC′=90°,∴四边形ACGC′是矩形.∵AC=AC′,∴四边形ACGC′是正方形.(3)解:在Rt △A′BC 和Rt △BC′D 中,BC=BD=42-22=2 3.∵Rt △A′BC≌Rt △BC′D,∴∠DBC′+∠BA′C=90°,∴∠BHA′=90°,∴BC′⊥A′C.在Rt △A′BC 中,A′C·BH=BC·A′B,即4BH=2×23,∴BH=3,∴C′H=BC′-BH=4- 3.在Rt △A′BH 中,A′H=A′B 2-BH 2=22-(3)2=1,∴CH=4-1=3,∴t a n ∠C′CH=C′H CH =4-33,∴t a n ∠C′CH 的值为4-33.类型五【例5】(1)∵折叠纸片使B 点落在边AD 上的E 处,折痕为PQ,∴点B 与点E 关于PQ 对称,∴PB=PE,BF=EF,∠BPF=∠EPF.又∵EF∥AB,∴∠BPF=∠EFP,∴∠EPF =∠EFP,∴EP=EF,∴BP=BF=FE=EP,∴四边形BFEP 为菱形.(2)①如图1,图1∵四边形ABCD 为矩形,∴BC=AD=5cm ,CD=AB=3cm ,∠A=∠D=90°.∵点B 与点E 关于PQ 对称,∴CE=BC=5cm .在Rt △CDE 中,DE 2=CE 2-CD 2,即DE 2=52-32,∴DE=4cm ,∴AE=AD-DE=5-4=1(cm ).在Rt △APE 中,AE=1,AP=3-PB=3-PE,∴EP 2=12+(3-EP)2,解得EP=53cm ,∴菱形BFEP 的边长为53cm .②图2当点Q 与点C 重合时,如图1,点E 离A 点最近,由①知,此时AE=1cm .当点P 与点A 重合时,如图2,点E 离A 点最远,此时四边形ABQE 为正方形,AE=AB=3cm ,∴点E 在边AD 上移动的最大距离为2cm .变式训练6.(1)证明:根据折叠的性质知∠DBC=∠DBE.又∵AD∥BC,∴∠DBC=∠ADB,∴∠DBE=∠ADB,∴DF=BF,∴△BDF 是等腰三角形.(2)解:①∵四边形ABCD 是矩形,∴AD∥BC,∴FD∥BG.又∵DG∥BE,∴四边形BFDG 是平行四边形.∵DF=BF,∴四边形BFDG 是菱形.②∵AB=6,AD=8,∴BD=10,∴OB=12BD=5.假设DF=BF=x,则AF=AD-DF=8-x,∴在Rt △ABF 中,AB 2+AF 2=BF 2,即62+(8-x)2=x 2,解得x=254,即BF=254,∴FO=BF 2-OB 2=2542-52=154,∴FG=2FO=152.类型六【例6】(1)如图,过点A 作AP∥EF,交CD 于点P,过点B 作BQ∥GH,交AD 于点Q,交AP 于点T.∵四边形ABCD 是矩形,∴AB∥DC,AD∥BC,∴四边形AEFP 和四边形BHGQ 都是平行四边形,∴AP=EF,GH=BQ.∵GH⊥EF,∴AP⊥BQ,∴∠QAT+∠AQT=90°.∵四边形ABCD 是矩形,∴∠DAB=∠D=90°,∴∠DAP+∠DPA=90°,∴∠AQT=∠DPA,∴△PDA∽△QAB,∴AP BQ =AD BA ,∴EF GH =AD AB.(2)1115.提示:∵EF⊥GH,AM⊥BN,∴由(1)结论可得EF GH =AD AB ,BN AM =AD AB,∴BN AM =EF GH =1115.(3)如图,过D 作AB 的平行线,交BC 的延长线于E,作AF⊥AB 交ED 延长线于点F.∵∠BAF=∠B=∠E=90°,∴四边形ABEF 是矩形.连接AC,由已知条件得△ADC≌△ABC,∴∠ADC=∠ABC=90°,∠1+∠2=90°.又∵∠2+∠3=90°,∴∠1=∠3,∴△ADF∽△DCE,∴DE AF =DC AD =510=12.设DE=x,则AF=2x,DF=10-x.在Rt △ADF 中,AF 2+DF 2=AD 2,即(2x)2+(10-x)2=100,解得x 1=4,x 2=0(舍去),∴AF=2x=8,∴DN AM =AF AB =810=45.变式训练7.(1)①证明:∵EH⊥AB,∠BAC=90°,∴EH∥CA,∴△BHE∽△BAC,∴BE BC =HE AC.∵DC BE =AC BC ,∴BE BC =DC AC,∴HE AC =DC AC,∴HE=DC.∵EH∥DC,∴四边形DHEC 是平行四边形.②证明:∵AC BC =22,∠BAC=90°,∴AC=AB.∵DC BE =22,HE=DC,∴HE BE =22.∵∠BHE=90°,∴BH=HE.∵HE=DC,∴BH=CD,∴AH=AD.∵DM⊥AE,EH⊥AB,∴∠EHA=∠AMF=90°,∴∠HAE+∠HEA=∠HAE+∠AFM=90°,∴∠HEA=∠AFD.∵∠EHA=∠FAD=90°,∴△HEA≌△AFD,∴AE=DF.(2)解:如图,过点E 作EG⊥AB 于点G.∵CA⊥AB,∴EG∥CA,∴△EGB∽△CAB,∴EG CA =BE BC ,∴EG BE =CA BC =35.∵CD BE =35,∴EG=CD.设EG=CD=3x,AC=3y,∴BE=5x,BC=5y,∴BG=4x,AB=4y.∵∠EGA=∠AMF=90°,∴∠GEA+∠EAG=∠EAG+∠AFM,∴∠AFM=∠AEG.∵∠FAD=∠EGA=90°,∴△FAD∽△EGA,∴DF AE =AD AG =3y-3x 4y-4x =34.类型七【例7】(1)MG=NG MG⊥NG提示:如图,连接EB,DC,EB,DC 交于点F.∵AE=AC,AB=AD,∠EAC=∠BAD=90°,∴∠EAB=∠CAD,∴△AEB≌△ACD,∴EB=CD,∠AEB=∠ACD.∵∠AHE=∠FHC,∴∠EFC=∠EAC=90°,∴EB⊥CD.∵M,N,G 分别是BD,CE,BC 的中点,∴NG∥EB,且NG=12EB,MG∥CD,且MG=12CD,∴MG=NG,MG⊥NG.(2)成立.理由:类似于(1)的证明方法,可以得出△ADC≌△ABE,从而得出EB⊥CD,再利用三角形中位线定理可证明结论还成立.(3)△GMN 是等腰直角三角形.证明:如图,连接EB,DC,并分别延长交于点F.∵AE=AC,AB=AD,∠EAB=∠CAD,∴△AEB≌△ACD,∴EB=CD,∠AEB=∠ACD,∴∠AEB+∠ACF=180°.又∠EAC=90°,∴∠F=90°,∴EB⊥CD.∵M,N,G 分别是BD,CE,BC 的中点,∴NG∥EB,且NG=12EB,MG∥CD,且MG=12CD,∴MG=NG,MG⊥NG,∴△GMN 是等腰直角三角形.变式训练8.解:(1)BE=CE(2)BE=DE.证明如下:如图,取AB的中点P,连接EP.由(1)结论可知△CPA为等边三角形,∴∠CAP=60°,CA=PA.∵△ADE为等边三角形,∴∠DAE=60°,AD=AE,∴∠CAP=∠DAE,∴∠CAP-∠DAB=∠DAE-∠DAB,∴∠CAD=∠PAE,∴△ACD≌△APE(S A S),∴∠APE=∠ACD=90°,∴EP⊥AB.∵P为AB的中点,∴AE=BE.∵DE=AE,∴BE=DE.(3)BE=DE拓展应用:如图,连接OA,OC,过点A作AH⊥x轴于点H.∵A的坐标为(-3,1),∴∠AOH=30°.由探究结论(3)可知CO=CB.∵O(0,0),B(2,0),∴点C的横坐标为1.设C(1,m).∵CO2=CB2=12+m2,AB2=12+(2+3)2,AB=CB,∴12+m2=12+(2+3)2,∴m=2+3,∴C点的坐标是(1,2+3).。

初中数学解题技巧—几何变换法

初中数学解题技巧—几何变换法

例题 1
例题 2
例题 3
例题 4
例题 5
例题 6
例题 7
例题 8
例题1
例题2
说明:对于已知条件中有共线且相等的线段的几何问题,也可以考虑用平移变换处理。
例题3
例题4
说明:
X 2 X' Y 3 Y'
例 7-2
第二节 对称变换
对称变换就是将某一图形变到关于直线 对称的另一图形的过程,称为该图形关于直线 的对称变换。变换后的图形与原图形是全等形, 对应线段相等,对应角相等,对称图形上每一 对对称点的连线被对称轴垂直平分。对称变换 经常用于等腰三角形、等边三角形、特殊平行 四边形、梯形及圆等图形中。
例题1
例题 2
例题 3-1
例题 3-2
例题 3-3
例题 4
第三节
旋转变换
在平面内,某一图形绕一个中心旋转若干角度后得 到另一个图形,这种变换称为旋转变换。旋转后的图形 与原图形是全等形,对应线段相等,对应角相等,旋转 变换的对应点到旋转中心的距离相等,任意两条对应线 段的夹角等于旋转角。 旋转变换法主要用途是把分散元素通过旋转集中 起来,从而为解题创造条件,旋转变换法经常用于等腰 三角形、等边三角形及正方形等图形中。
第一节 平移变换
所谓“平移变换”是指在平面内,将一个图形沿某个 方向移动一定的距离,这样的图形运动称为平移变换,简 称平移。图形平移的主要因素是平移方向和平移距离。平 移变换后的图形与原图形是全等形,对应线段相等,对应 角相等。平移变换法通常用于等腰梯形、正方形、矩形中 平行线的辅助线作法及简单图形的平移以及函数图象的平 移等有关知识巾,特别是进行图案设计及日常生活问题的 解决中。
初中数学解题方法

北京市2019年中考数学总复习题型突破(06)图形变换课件

北京市2019年中考数学总复习题型突破(06)图形变换课件

关于直线 DE 的对称点为 F,连接 EF 并延长交 BC 于点 G,连接 DG,过点 E 作 EH⊥DE 交 DG 的延长线
于点 H,连接 BH.
(1)求证:GF=GC;
(2)用等式表示线段 BH 与 AE 的数量关系,并证明. 解:(1)证明:连接 DF,如图:∵点 A 关于直线 DE 的对称点为 F,
类型1 证明线段之间的数量关系(针对2018 27题,2017 28题,2015 28题)
2.[2018·北京延庆初三统一练习] 如图 Z6-2,正方形 ABCD 中,点 E 是 BC 延长线上一点,连接 DE,过点 B
作 BF⊥DE 于点 F,连接 FC.
(2)作点 C 关于直线 DE 的对称点 G,连接 CG,FG.
∵△ PAE 是等腰直角三角形,从而 PE= 2AE.∴BH= 2AE.
类型1 证明线段之间的数量关系(针对2018 27题,2017 28题,2015 28题)
2.[2018·北京延庆初三统一练习] 如图 Z6-2,正方形 ABCD 中,点 E 是 BC 延长线上一点,连接 DE,过点 B
作 BF⊥DE 于点 F,连接 FC.
①依据题意补全图形; ②用等式表示线段 DF,BF,CG 之间的数量关系,并加以证明.
图Z6-2
类型1 证明线段之间的数量关系(针对2018 27题,2017 28题,2015 28题)
(2)①补全图形如图所示. ②数量关系为:BF=DF+CG. 证明:如图,在 BF 上取点 M 使得 BM=DF,连接 CM.∵四边形 ABCD 是正方形,∴BC=DC. ∵∠FBC=∠CDF,BM=DF,∴△ BMC≌△DFC.∴CM=CF,∠BCM=∠DCF. ∴∠MCF=∠MCD+∠DCF=∠MCD+∠BCM=∠BCD=90°,∴△ MCF 是等腰直角三角形.∴∠BFC=45°. ∵点 C 与点 G 关于直线 DE 对称,∴CF=GF,∠CFE=∠GFE.∵BF⊥DE,∠BFC=45°,∴∠CFE=45°, ∴∠CFG=90°,∴∠CFG=∠MCF,∴CM∥GF.∵CM=CF,CF=GF,∴CM=GF, ∴四边形 CGFM 是平行四边形,∴CG=MF.∵BF=BM+MF,∴BF=DF+CG.

中考数学 突破5讲:中考突破之第四讲 几何变换压轴题

中考数学     突破5讲:中考突破之第四讲 几何变换压轴题

几何变换压轴题阅读与理解几何变换压轴题多以三角形、四边形为主,结合平移、旋转、翻折、类比等变换,而四边形的问题常要转化成三角形的问题来解决,通过证明三角形的全等或相似得到相等的角、相等的边或成比例的边,通过勾股定理计算边长.要熟练掌握特殊四边形的判定定理和性质定理,灵活选择解题方法,注意区分各种四边形之间的关系,正确认识特殊与一般的关系,注意方程思想、对称思想以及转化思想的相互渗透.类型一图形的旋转变换几何图形的旋转变换是近年来中考中的常考点,多与三角形、四边形相结合.解决旋转变换问题,首先要明确旋转中心、旋转方向和旋转角,关键是找出旋转前后的对应点,利用旋转前后两图形全等等性质解题.例1如图,O是正△ABC内一点,OA=3,OB=4,OC=5,将线段BO以点B为旋转中心逆时针旋转60°得到线段BO′,下列结论:①△BO′A可以由△BOC绕点B 逆时针旋转60°得到;②点O与O′的距离为4;③∠AOB=150°;④S四边形AOBO;⑤S△AOC +S△AOB=.其中正确的结论是()A.②③④⑤ B.①③④⑤ C.①②③⑤ D.①②④⑤【分析】利用旋转的性质,结合全等三角形、勾股定理等知识对结论逐一判断即可.【自主解答】证明△BO′A≌△BOC,又∠OBO′=60°,所以△BO′A可以由△BOC绕点B逆时针旋转60°得到,故结论①正确;由△OBO′是等边三角形,可知结论②正确;在△AOO′中,三边长为3,4,5,这是一组勾股数,故△AOO′是直角三角形;进而求得∠AOB=150°,故结论③正确;S四边形AOBO′=S△AOO′+S△OBO′="6+4" 3,故结论④错误;如图②,将△AOB绕点A逆时针旋转60°,使得AB与AC重合,点O旋转至O″点.利用旋转变换构造等边三角形与直角三角形,将S△AOC+S△AOB转化为S△COO″+S△AOO″,计算可得结论⑤正确.解:由题意可知,∠1+∠2=∠3+∠2=60°,∴∠1=∠3,又∵OB=O′B,AB=BC,∴△BO′A≌△BOC,又∵∠OBO′=60°,∴△BO′A可以由△BOC绕点B逆时针旋转60°得到,故结论①正确;如图①,连接OO′,∵OB=O′B,且∠OBO′=60°,∴△OBO′是等边三角形,∴OO′=OB=4.故结论②正确;∵△BO′A≌△BOC,∴O′A=5.在△AOO′中,三边长为3,4,5,这是一组勾股数,∴△AOO′是直角三角形,∠AOO′=90°,∴∠AOB=∠AOO′+∠BOO′=90°+60°=150°,故结论③正确;S四边形AOBO′=S△AOO′+S△OBO′,故结论④错误;如图②所示,将△AOB绕点A逆时针旋转60°,使得AB与AC重合,点O旋转至O″点.易知△AOO″是边长为3的等边三角形,△COO″是边长为3、4、5的直角三角形,则S△AOC +S△AOB=S四边形AOCO″=S△COO″+S△AOO″故结论⑤正确.综上所述,正确的结论为:①②③⑤.故选A.变式训练1、如图,在正方形ABCD中,AD=2,把边BC绕点B逆时针旋转30°得到线段BP,连接AP并延长交CD于点E,连接PC,则三角形PCE的面积为9﹣5.2、△OPA和△OQB分别是以OP、OQ为直角边的等腰直角三角形,点C、D、E分别是OA、OB、AB的中点.(1)当∠AOB=90°时如图1,连接PE、QE,直接写出EP与EQ的大小关系;(2)将△OQB绕点O逆时针方向旋转,当∠AOB是锐角时如图2,(1)中的结论是否成立?若成立,请给出证明;若不成立,请加以说明.(3)仍将△OQB绕点O旋转,当∠AOB为钝角时,延长PC、QD交于点G,使△ABG为等边三角形如图3,求∠AOB的度数.【分析】(1)先判断出点P,O,Q在同一条直线上,再判断出△APE≌△BFE,最后用直角三角形的斜边的中线等于斜边的一半即可得出结论;(2)先判断出CE=DQ,PC=DE,进而判断出△EPC≌△QED即可得出结论;(3)先判断出CQ,GP分别是OB,OA的垂直平分线,进而得出∠GBO=∠GOB,∠GOA=∠GAO,即可得出结论.【解答】解:(1)如图1,延长PE,QB交于点F,∵△APO和△BQO是等腰直角三角形,∴∠APO=∠BQO=90°,∠AOP=∠BOQ=45°,∵∠AOB=90°,∴∠AOP+∠AOB+∠BOQ=180°,∴点P,O,Q在同一条直线上,∵∠APO=∠BQO=90°,∴AP∥BQ,∴∠PAE=∠FBE,∵点E是AB中点,∴AE=BE,∵∠AEP=∠BEF,∴△APE≌△BFE,∴PE=EF,∴点E是Rt△PQF的斜边PF的中点,∴EP=EQ;(2)成立,证明:∵点C,E分别是OA,AB的中点,∴CE∥OB,CE=OB,∴∠DOC=∠ECA,∵点D是Rt△OQB斜边中点,∴DQ=OB,∴CE=DQ,同理:PC=DE,∠DOC=∠BDE,∴∠ECA=∠BDE,∵∠PCE=∠EDQ,∴△EPC≌△QED,∴EP=EQ;(3)如图2连接GO,∵点D,C分别是OB,OA的中点,△APO与△QBO都是等腰直角三角形,∴CQ,GP分别是OB,OA的垂直平分线,∴GB=GO=GA,∴∠GBO=∠GOB,∠GOA=∠GAO,设∠GOB=x,∠GOA=y,∴x+x+y+y+60°=360°∴x+y=150°,∴∠AOB=150°.类型二图形的翻折变换几何图形的翻折变换也是近年来中考中的常考点,多与三角形、四边形相结合.翻折变换的实质是对称,翻折部分的两图形全等,找出对应边、对应角,再结合勾股定理、相似的性质与判定解题.例2 如图,在△ABC中,AB=10,∠B=60°,点D、E分别在AB、BC 上,且BD=BE=4,将△BDE沿DE所在直线折叠得到△B′DE(点B′在四边形ADEC内),连接AB′,则AB′的长为2.【分析】作DF⊥B′E于点F,作B′G⊥AD于点G,首先根据有一个角为60°的等腰三角形是等边三角形判定△BDE是边长为4的等边三角形,从而根据翻折的性质得到△B′DE也是边长为4的等边三角形,从而GD=B′F=2,然后根据勾股定理得到B′G=2,然后再次利用勾股定理求得答案即可.【自主解答】解:如图,作DF⊥B′E于点F,作B′G⊥AD于点G,∵∠B=60°,BE=BD=4,∴△BDE是边长为4的等边三角形,∵将△BDE沿DE所在直线折叠得到△B′DE,∴△B′DE也是边长为4的等边三角形,∴GD=B′F=2,∵B′D=4,∴B′G===2,∵AB=10,∴AG=10﹣6=4,∴AB′===2.故答案为:2.变式训练3.如图,将矩形ABCD沿GH对折,点C落在点Q处,点D落在点E处,EQ与BC交于点F.若AD=8 cm,AB=6 cm,AE=4 cm,则△EBF的周长是__8__cm.4.如图,将矩形纸片ABCD沿直线MN折叠,顶点B恰好与CD边上的动点P重合(点P不与点C,D重合),折痕为MN,点M,N分别在边AD,BC上,连接MB,MP,BP,BP与MN相交于点F.(1)求证:△BFN∽△BCP;(2)①在图2中,作出经过M,D,P三点的⊙O(要求保留作图痕迹,不写做法);②设AB=4,随着点P在CD上的运动,若①中的⊙O恰好与BM,BC同时相切,求此时DP的长.类型三图形的类比变换图形的类比变换是近年来中考的常考点,常以三角形、四边形为背景,与翻折、旋转相结合,考查三角形全等或相似的性质与判定,难度较大.此类题目第一问相对简单,后面的问题需要结合第一问的方法进行类比解答.例3 小颖在学习“两点之间线段最短”查阅资料时发现:△ABC内总存在一点P 与三个顶点的连线的夹角相等,此时该点到三个顶点的距离之和最小.【特例】如图1,点P为等边△ABC的中心,将△ACP绕点A逆时针旋转60°得到△ADE,从而有DE=PC,连接PD得到PD=PA,同时∠APB+∠APD=120°+60°=180°,∠ADP+∠ADE=180°,即B、P、D、E四点共线,故PA+PB+PC=PD+PB+DE=BE.在△ABC中,另取一点P′,易知点P′与三个顶点连线的夹角不相等,可证明B、P′、D′、E四点不共线,所以P′A+P′B+P′C >PA+PB+PC,即点P到三个顶点距离之和最小.【探究】(1)如图2,P为△ABC内一点,∠APB=∠BPC=120°,证明PA+PB+PC 的值最小;【拓展】(2)如图3,△ABC中,AC=6,BC=8,∠ACB=30°,且点P为△ABC内一点,求点P到三个顶点的距离之和的最小值.【考点】几何变换综合题.【分析】(1)将△ACP绕点A逆时针旋转60°得到△ADE,可得PC=DE,再证△APD为等边三角形得PA=PD、∠APD=∠ADP=60°,由∠APB=∠BPC=120°知B、P、D、E四点共线,根据两点间线段最短即可得答案;(2)分别以AB、BC为边在△ABC外作等边三角形,连接CD、AE交于点P,先证△ABE≌△DBC可得CD=AE、∠BAE=∠BDC,继而知∠APO=∠OBD=60°,在DO 上截取DQ=AP,再证△ABP≌△DBQ可得BP=BQ、∠PBA=∠QBD,从而可证△PBQ 为等边三角形,得PB=PQ,由PA+PB+PC=DQ+PQ+PC=CD=AE,Rt△ACE中根据勾股定理即可得AE的长,从而可得答案.【解答】解:(1)如图1,将△ACP绕点A逆时针旋转60°得到△ADE,∴∠PAD=60°,△PAC≌△DAE,∴PA=DA、PC=DE、∠APC=∠ADE=120°,∴△APD为等边三角形,∴PA=PD,∠APD=∠ADP=60°,∴∠APB+∠APD=120°+60°=180°,∠ADP+∠ADE=180°,即B、P、D、E四点共线,∴PA+PB+PC=PD+PB+DE=BE.∴PA+PB+PC的值最小.(2)如图,分别以AB、BC为边在△ABC外作等边三角形,连接CD、AE交于P,∴AB=DB、BE=BC=8、∠ABD=∠EBC=60°,∴∠ABE=∠DBC,在△ABE和△DBC中,∵,∴△ABE≌△DBC(SAS),∴CD=AE、∠BAE=∠BDC,又∵∠AOP=∠BOD,∴∠APO=∠OBD=60°,在DO上截取DQ=AP,连接BQ,在△ABP和△DBQ中,∵,∴△ABP≌△DBQ(SAS),∴BP=BQ,∠PBA=∠QBD,又∵∠QBD+∠QBA=60°,∴∠PBA+∠QBA=60°,即∠PBQ=60°,∴△PBQ为等边三角形,∴PB=PQ,则PA+PB+PC=DQ+PQ+PC=CD=AE,在Rt△ACE中,∵AC=6、CE=8,∴AE=CD=10,故点P到三个顶点的距离之和的最小值为10.变式训练5、(1)问题发现如图1,△ACB和△DCE均为等边三角形,点A,D,E在同一直线上,连接BE.填空:①∠AEB的度数为60°;②线段AD,BE之间的数量关系为AD=BE .(2)拓展探究如图2,△ACB和△DCE均为等腰直角三角形,∠ACB=∠DCE=90°,点A,D,E 在同一直线上,CM为△DCE中DE边上的高,连接BE,请判断∠AEB的度数及线段CM,AE,BE之间的数量关系,并说明理由.(3)解决问题如图3,在正方形ABCD中,CD=,若点P满足PD=1,且∠BPD=90°,请直接写出点A到BP的距离.考点:圆的综合题;全等三角形的判定与性质;等腰三角形的性质;等边三角形的性质;直角三角形斜边上的中线;正方形的性质;圆周角定理.专题:综合题;探究型.分析:(1)由条件易证△ACD≌△BCE,从而得到:AD=BE,∠ADC=∠BEC.由点A,D,E在同一直线上可求出∠ADC,从而可以求出∠AEB的度数.(2)仿照(1)中的解法可求出∠AEB的度数,证出AD=BE;由△DCE为等腰直角三角形及CM为△DCE中DE边上的高可得CM=DM=ME,从而证到AE=2CH+BE.(3)由PD=1可得:点P在以点D为圆心,1为半径的圆上;由∠BPD=90°可得:点P在以BD为直径的圆上.显然,点P是这两个圆的交点,由于两圆有两个交点,接下来需对两个位置分别进行讨论.然后,添加适当的辅助线,借助于(2)中的结论即可解决问题.解答:解:(1)①如图1,∵△ACB和△DCE均为等边三角形,∴CA=CB,CD=CE,∠ACB=∠DCE=90°.∴∠ACD=∠BCE.在△ACD和△BCE中,∴△ACD≌△BCE.∴∠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°.∴∠AEB=∠BEC﹣∠CED=60°.故答案为:60°.②∵△ACD≌△BCE,∴AD=BE.故答案为:AD=BE.(2)∠AEB=90°,AE=BE+2CM.理由:如图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,∴△ACD≌△BCE.∴AD=BE,∠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°.∵CD=CE,CM⊥DE,∴DM=ME.∵∠DCE=90°,∴DM=ME=CM.∴AE=AD+DE=BE+2CM.(3)∵PD=1,∴点P在以点D为圆心,1为半径的圆上.∵∠BPD=90°,∴点P在以BD为直径的圆上.∴点P是这两圆的交点.①当点P在如图3①所示位置时,连接PD、PB、PA,作AH⊥BP,垂足为H,过点A作AE⊥AP,交BP于点E,如图3①.∵四边形ABCD是正方形,∴∠ADB=45°.AB=AD=DC=BC=,∠BAD=90°.∴BD=2.∵DP=1,∴BP=.∵A、P、D、B四点共圆,∴∠APB=∠ADB=45°.∴△PAE是等腰直角三角形.又∵△BAD是等腰直角三角形,点B、E、P共线,AH⊥BP,∴由(2)中的结论可得:BP=2AH+PD.∴=2AH+1.∴AH=.②当点P在如图3②所示位置时,连接PD、PB、PA,作AH⊥BP,垂足为H,过点A作AE⊥AP,交PB的延长线于点E,如图3②.同理可得:BP=2AH﹣PD.∴=2AH﹣1.∴AH=.综上所述:点A到BP的距离为或.6、我们把两条中线互相垂直的三角形称为“中垂三角形”,例如:在下面甲、乙、丙图中,AF、BE是△ABC的中线,AF⊥BE于点P,像△ABC这样的三角形均为“中垂三角形”.设BC=a,AC=b,AB=c.(1)特例探究:如图甲,当∠ABE=45°,c=2时,a= 2,b= 2;如图乙,当∠ABE=30°,c=2时,a= ,b= ;(2)观察特例探究结果,猜想a2、b2、c2三者之间的关系,并利用图丙证明你的猜想;(3)如图丁,在平行四边形ABCD中,点E、F、G分别是AD、BC、CD的中点,BE⊥EG,AD=2,AB=3,求AF的长度.【考点】四边形综合题.【分析】(1)由等腰直角三角形的性质得到AP=BP=AB=2,根据三角形中位线的性质,得到EF∥AB,EF=AB=,再由勾股定理得到结果;(2)连接EF,设∠ABP=α,类比着(1)即可证得结论;(3)连接AC交EF于H,设BE与AF的交点为P,由点E、G分别是AD,CD的中点,得到EG是△ACD的中位线于是证出BE⊥AC,由四边形ABCD是平行四边形,得到AD∥BC,AD=BC=2,∠EAH=∠FCH根据E,F分别是AD,BC的中点,得到AE=BF=CF=AD=,证出四边形ABFE是平行四边形,证得EH=FH,推出EH,AH分别是△AFE的中线,由(2)的结论得即可得到结果.【解答】解:(1)∵AF⊥BE,∠ABE=45°,∴A P=BP=AB=2,∵AF,BE是△ABC的中线,∴EF∥AB,EF=AB=,∴∠PFE=∠PEF=45°,∴PE=PF=1,在Rt△FPB和Rt△PEA中,AE=BF==,∴AC=BC=2,∴a=b=2,如图2,连接EF,同理可得:EF=×2=1,∵EF∥AB,∴△PEF∽△PBA,∴===,在Rt△ABP中,∵AB=2,∠ABP=30°,∴AP=1,PB=,∴PF=,PE=,在Rt△APE和Rt△BPF中,AE==,BF==,∴a=,b=.故答案为2,2;,.(2)猜想:a2+b2=5c2,如图3,连接EF,设∠ABP=α,∵AF⊥BE,∴AP=csinα,PB=ccosα,由(1)同理可得,PF=PA=csinα,PE=PB=ccosα,AE2=AP2+PE2=c2sin2α+c2cos2α,BF2=PB2+PF2=c2cos2α+c2sin2α,∴(b)2=c2sin2α+c2cos2α,( a)2=c2cos2α+c2sin2α,∴a2+b2=c2cos2α+c2sin2α+c2sin2α+c2cos2α,∴a2+b2=5c2;(3)如图4,连接AC,EF交于H,AC与BE交于点Q,设BE与AF的交点为P,∵点E、G分别是AD,CD的中点,∴EG∥AC,∵BE⊥EG,∴BE⊥AC,∵四边形ABCD是平行四边形,∴AD∥BC,AD=BC=2,∴∠EAH=∠FCH,∵E,F分别是AD,BC的中点,∴AE=AD,BF=BC,∴AE=BF=CF=AD=,∵AE∥BF,∴四边形ABFE是平行四边形,∴EF=AB=3,AP=PF,在△AEH和△CFH中,,∴△AEH≌△CFH,∴EH=FH,∴EQ,AH分别是△AFE的中线,由(2)的结论得:AF2+EF2=5AE2,∴AF2=5()2﹣EF2=16,∴AF=4.。

中考数学选填题压轴题突破 重难点突破三 几何图形变换的有关计算

中考数学选填题压轴题突破 重难点突破三 几何图形变换的有关计算

2tan α ②“二倍角”的三角函数公式:tan 2α=1-tan2α. 注:特别地,tan α=13时,tan 2α=34. (5)如果遇到有垂直问题,当不好找等量关系时,选填题可以考虑建立 平面直角坐标系,利用数形结合思想用函数的知识来求解.
如图,在等边三角形ABC中,D,E分别是BC,AC上的点,且AE=
B.15
3
2
C.10
D.5
4.★(2022·重庆江津区模拟)如图,在菱形ABCD中,∠ABC=120°, 将菱形折叠,使点A落在对角线BD上的点G处(不与点B,D重合),折痕为
21 3 EF,若DG=2,BG=6,则△BEG的面积为 5 .
类型二:几何图形的旋转(近6年未考查)
【解题方法】通过旋转改变位置后重新组合,然后作全等变换,需要在 新旧图形之间找到其中的变量和不变量,从而在新图形中分析出有关图 形间的关系,进而揭示条件与结论间的内在联系,找到解题途径.
再证明△ABK≌△BCF,得出AK=BF, 即AF+FK=BF,得出BF=2AF=4,
AH FH AF 证明△AFH∽△ABK,得出AK=BK=AB, 求出AH,FH的长,得出GF,BH的长, 求出△BGF的面积,即可得出△BGM的面积.
★(2019·重庆 B 卷第 12 题 4 分)如图,在△ABC 中,∠ABC=45°,AB
CD,AD与BE交于点F,CF⊥BE.将△ABF沿AB翻折,得到△ABG,M为BF中 10 3
点,连接GM.若AF=2,则△BGM的面积为啊啊7 啊.
【分层分析】过B作AD的垂线,垂足为K, 连接GF交AB于H, 先证明△ABE≌△CAD得∠ABE=∠CAD, 则∠BAD=∠CBE,求出∠BFK=60°, 由BK⊥DF可得∠FBK=30°,得出FK=12BF,

初中数学几何变换法解题方法

初中数学几何变换法解题方法

初中数学几何变换法解题方法几何变换包括:(1)平移;(2)旋转;(3)对称。

客观性题的解题方法选择题是给出条件和结论,要求根据一定的关系找出正确答案的一类题型。

选择题的题型构思精巧,形式灵活,可以比较全面地考察学生的基础知识和基本技能,从而增大了试卷的容量和知识覆盖面。

填空题是标准化考试的重要题型之一,它同选择题一样具有考查目标明确,知识复盖面广,评卷准确迅速,有利于考查学生的分析判断能力和计算能力等优点,不同的是填空题未给出答案,可以防止学生猜估答案的情况。

要想迅速、正确地解选择题、填空题,除了具有准确的计算、严密的推理外,还要有解选择题、填空题的方法与技巧。

下面通过实例介绍常用方法。

(1)直接推演法:直接从命题给出的条件出发,运用概念、公式、定理等进行推理或运算,得出结论,选择正确答案,这就是传统的解题方法,这种解法叫直接推演法。

(2)验证法:由题设找出合适的验证条件,再通过验证,找出正确答案,亦可将供选择的答案代入条件中去验证,找出正确答案,此法称为验证法(也称代入法)。

当遇到定量命题时,常用此法。

(3)特殊元素法:用合适的特殊元素(如数或图形)代入题设条件或结论中去,从而获得解答。

这种方法叫特殊元素法。

(4)排除、筛选法:对于正确答案有且只有一个的选择题,根据数学知识或推理、演算,把不正确的结论排除,余下的结论再经筛选,从而作出正确的结论的解法叫排除、筛选法。

(5)图解法:借助于符合题设条件的图形或图象的性质、特点来判断,作出正确的选择称为图解法。

图解法是解选择题常用方法之一。

学习技巧01课内重视听讲,课后及时复习。

新知识的接受,数学能力的培养主要在课堂上进行,所以要特点重视课内的学习效率,寻求正确的学习方法。

上课时要紧跟老师的思路,积极展开思维预测下面的步骤,比较自己的解题思路与教师所讲有哪些不同。

特别要抓住基础知识和基本技能的学习,课后要及时复习不留疑点。

首先要在做各种习题之前将老师所讲的知识点回忆一遍,正确掌握各类公式的推理过程,尽量回忆而不采用不清楚立即翻书之举。

  1. 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. 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. 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)。

解题方法及提分突破训练:几何变换法专题在几何题或代数几何综合题的解证过程中,经常会使用几何变换的观点来解决问题。

从图形的特点出发,利用几何变换,可将图形的全部或一部分移动到一个新的位置,构成一个新的关系,从而使问题获得解决。

这种几何变换不改变被移动部分图形的形状和大小,而只是它的位置发生了变化,这种移动有利于找出图形之间的关系,从而使解题更为简捷。

移动图形一般有三种方法:(1)平移法。

(2)旋转法:利用旋转变换。

(3)对称:可利用中心对称和轴对称。

一真题链接1.(2019中考)如图,在Rt△ABC中,∠B=90°,沿AD折叠,使点B落在斜边AC上,若AB=3,BC=4,则BD= .2.(2019泰安)将抛物线23y x=向上平移3个单位,再向左平移2个单位,那么得到的抛物线的解析式为()A.23(2)3y x=++B.23(2)3y x=-+C.23(2)3y x=+-D.23(2)3y x=--3.(2019绍兴)如图,在矩形ABCD中,点E,F分别在BC,CD上,将△ABE沿AE折叠,使点B落在AC上的点B′处,又将△CEF沿EF折叠,使点C落在EB′与AD的交点C′处.则BC:AB的值为。

4.(2019张家界)如图,在方格纸中,以格点连线为边的三角形叫格点三角形,请按要求完成下列操作:先将格点△ABC向右平移4个单位得到△A1B1C1,再将△A1B1C1绕点C1点旋转180°得到△A2B2C2.考点:作图-旋转变换;作图-平移变换。

.二名词释义在数学问题的研究中,常常运用变换法,把复杂性问题转化为简单性的问题而得到解决。

所谓变换是一个集合的任一元素到同一集合的元素的一个一一映射。

中学数学中所涉及的变换主要是初等变换。

有一些看来很难甚至于无法下手的习题,可以借助几何变换法,化繁为简,化难为易。

另一方面,也可将变换的观点渗透到中学数学教学中。

将图形从相等静止条件下的研究和运动中的研究结合起来,有利于对图形本质的认识。

几何变换包括:(1)平移;(2)旋转;(3)对称。

1. 平移变换把图形中的某一个线段或者一个角移动到一个新的位置,使图形中分散的条件紧密地结合到一起。

一般有2种方法:1.平移已知条件2.平移所求问题,把所求问题转化,其实就是逆向证明。

几何题多数都是逆向思考的。

例:在三角形ABC中,BD=CE,求证:AB+AC大于AD+AE。

这是典型的平移条件问题。

解:我们把三角形AEC平移到如图所示的FBD位置。

这里用了BD=EC的条件。

设AB与FD交于P这样,容易构造两个全等的三角形 AEC,FBD 由于PA+PD大于 ADPF+PB大于 BF两式相加 PA+PB+PD+PF大于AD+BF又因为BF= AE,AC= FD所以AB+AC大于AD+AE2.旋转变换把平面图形绕旋转中心,旋转一个定角,使分散的条件集中在一起.例:如图,等腰直角三角形ABC中,AB=AC,∠A=90,M,N为斜边BC上两点且∠MAN=45,求证:BM^2+CN^2=MN^2解:要证BM^2+CN^2=MN^2,容易想到勾股定理.但是BM,CN,MN都不在同一个三角形上,所以,我们就设法将BM,CN,MN移到同一三角形上。

考虑到△ABC是等腰三角形,且是直角三角形,将△ABM绕点A逆时针旋转90.使AB与AC重合.得到△ACD ,则△NCD为直角三角形只需证明MN=ND即可因为∠MAN=45,所以∠BAM+∠NAC=45 ,即∠NAD=45又因为AM=AD所以△AND≌△AMN所以MN=ND,在直角△NDC中,有ND^2=NC^2+DC^2,所以BM^2+CN^2=MN^23.对称变换通过作关于某一直线或一点的对称图,把图形中的图形对称到另一个位置上,使分散的条件集中在一起。

当出现以下两种情况时,经常考虑用此变换:1.出现了明显的轴对称、中心对称条件时。

2.出现了明显的垂线条件时。

例△ABC中,∠BAC=90, △ACD为等边三角形,已知∠DBC=2∠DBA,求∠DBA。

解:由对称可知,△BAE全等于△BAD ,DE⊥AB,所以BE=BD,AE=AD, ∠ABE=∠ABD因为∠DBC=2∠DBA 所以∠DBC=∠DBE在BC上取点F,使BF=BE又因为∠BAC=90 ,DE⊥AB所以DE∥BC ,∠ADE=∠DAC=60所以ADE是等边三角形DE=AD=DC因为EF关于BD对称所以DF=DE=DC ,BF=BE=BD,设∠DBA=a 则∠DBF=2a因为BF=BD,所以∠BFD=(180-2a)/2=90-a由于DF=DC ,所以∠DCF=90-a∠ACB=180-60-(90-a)=30+a因为∠ABC+∠ACB=90,即 a+2a+30+a=90 ,a=15所以∠DBA=a=15三典题示例旋转在几何问题中的应用:3.例1、在矩形ABCD中,AB=2,AD=(1)在边CD上找一点E,使EB平分∠AEC,并加以说明;(3分)(2)若P为BC边上一点,且BP=2CP,连接EP并延长交AB的延长线于F.①求证:点B 平分线段AF ;(3分)②△PAE 能否由△PFB 绕P 点按顺时针方向旋转而得到,若能,加以证明,并求出旋转度数;若不能,请说明理由.(4分)答案:(1)当E 为CD 中点时,EB 平分∠AEC 。

由∠D=90°,DE=1,AD=3,推得∠DEA=60°,同理,∠CEB=60°, 从而∠AEB=∠CEB=60°,即EB 平分∠AEC 。

(2)①∵CE ∥BF ,∴BF CE =BP CP =21∴BF=2CE 。

∵AB=2CE ,∴点B 平分线段AF ②能。

证明:∵CP=313,CE=1,∠C=90°,∴EP=323。

在Rt △ADE 中,AE=()2213+ =2,∴AE=BF ,又∵PB=332,∴PB=PE∵∠AEP=∠BP=90°,∴△PAS ≌△PFB 。

∴△PAE 可以△PFB 按照顺时针方向绕P 点旋转而得到。

旋转度数为120°。

【解析】本题综合考查学生三角形相似及全等、矩形性质、勾股定理、旋转等等几何知识的应用。

(1)发散思维的考查,让学生自己找满足条件的点,并说明理由。

题目中给出AB=2,AD=3,发现满足条件的点为AB 的中点;利用三角函数的知识,及平角为180度,很容易得到结论。

(2)①应用相似三角形的知识得BF=2CE ,且AB=2CE ,所以点B 平分线段AF 。

(3)问:△PAE 能否由△PFB 绕P 点按顺时针方向旋转而得到,即证明:△PAE 和△PFB 是否全等。

平移在几何中的运用 例2、(2019六盘水)如图,方格纸中的每个小方格都是边长为1个单位的正方形.Rt △ABC 的顶点均在格点上,建立平面直角坐标系后,点A 的坐标为(﹣4,1),点B 的坐标为(﹣1,1).(1)先将Rt △ABC 向右平移5个单位,再向下平移1个单位后得到Rt △A1B1C1.试在图中画出图形Rt △A1B1C1,并写出A1的坐标;(2)将Rt △A1B1C1绕点A1顺时针旋转90°后得到Rt △A2B2C2,试在图中画出图形Rt △A2B2C2.并计算Rt △A1B1C1在上述旋转过程中C1所经过的路程.考点:作图-旋转变换;弧长的计算;作图-平移变换。

专题:作图题。

分析:(1)根据网格结构找出点A.B.C平移后的对应点A1、B1、C1的位置,然后顺次连接即可,再根据平面直角坐标系写出点A1的坐标即可;(2)根据网格结构找出点A1、B1、C1绕点A1顺时针旋转90°后的对应点A2、B2、C2的位置,然后顺次连接即可,再根据勾股定理求出A1C1的长度,然后根据弧长公式列式计算即可得解.解答:解:(1)如图所示,△A1B1C1即为所求作的三角形,点A1的坐标为(1,0);(2)如图所示,△A2B2C2即为所求作的三角形,根据勾股定理,A1C1==,所以,旋转过程中C1所经过的路程为=π.点评:本题考查了利用旋转变换作图,利用平移变换作图,弧长的计算公式,熟练掌握网格结构并准确找出对应点的位置是解题的关键.对称在几何中的运用例3.(2019•德州)如图所示,现有一张边长为4的正方形纸片ABCD,点P为正方形AD边上的一点(不与点A、点D重合)将正方形纸片折叠,使点B落在P处,点C落在G处,PG交DC于H,折痕为EF,连接BP、BH.(1)求证:∠APB=∠BPH;(2)当点P在边AD上移动时,△PDH的周长是否发生变化?并证明你的结论;(3)设AP为x,四边形EFGP的面积为S,求出S与x的函数关系式,试问S是否存在最小值?若存在,求出这个最小值;若不存在,请说明理由.考点:翻折变换(折叠问题);二次函数的最值;全等三角形的判定与性质;正方形的性质。

分析:(1)根据翻折变换的性质得出∠PBC=∠BPH,进而利用平行线的性质得出∠APB=∠PBC 即可得出答案;(2)首先证明△ABP≌△QBP,进而得出△BCH≌△BQH,即可得出PD+DH+PH=AP+PD+DH+HC=AD+CD=8;(3)利用已知得出△EFM≌△BPA,进而利用在Rt△APE中,(4﹣BE)2+x2=BE2,利用二次函数的最值求出即可.解答:(1)解:如图1,∵PE=BE,∴∠EBP=∠EPB.又∵∠EPH=∠EBC=90°,∴∠EPH﹣∠EPB=∠EBC﹣∠EBP.即∠PBC=∠BPH.又∵AD∥BC,∴∠APB=∠PBC.∴∠APB=∠BPH.(2)△PHD的周长不变为定值8.证明:如图2,过B作BQ⊥PH,垂足为Q.由(1)知∠APB=∠BPH,又∵∠A=∠BQP=90°,BP=BP,∴△ABP≌△QBP.∴AP=QP,AB=BQ.又∵AB=BC,∴BC=BQ.又∵∠C=∠BQH=90°,BH=BH,∴△BCH≌△BQH.∴CH=QH.∴△PHD的周长为:PD+DH+PH=AP+PD+DH+HC=AD+CD=8.(3)如图3,过F作FM⊥AB,垂足为M,则FM=BC=AB.又∵EF为折痕,∴EF⊥BP.∴∠EFM+∠MEF=∠ABP+∠BEF=90°,∴∠EFM=∠ABP.又∵∠A=∠EMF=90°,∴△EFM≌△BPA.∴EM=AP=x.∴在Rt△APE中,(4﹣BE)2+x2=BE2.解得,.∴.又四边形PEFG与四边形BEFC全等,∴.即:.配方得,,∴当x=2时,S有最小值6.点评:此题主要考查了翻折变换的性质以及全等三角形的判定与性质和勾股定理、二次函数的最值问题等知识,熟练利用全等三角形的判定得出对应相等关系是解题关键.四强化巩固1.(2019深圳)下列图形中,既是轴对称图形,又是中心对称图形的是()A B C D2..(2019•湘潭)把等腰△ABC沿底边BC翻折,得到△DBC,那么四边形ABDC()A.是中心对称图形,不是轴对称图形B.是轴对称图形,不是中心对称图形C.既是中心对称图形,又是轴对称图形D.以上都不正确3.(2019中考)如图,将△AOB绕点O按逆时针方向旋转45°后得到△A′OB′,若∠AOB=15°,则∠AOB′的度数是()A.25°B.30°C.35°D.40°4..(2019中考)如图,在10×6的网格中,每个小方格的边长都是1个单位,将△ABC平移到△DEF的位置,下面正确的平移步骤是()A.先把△ABC向左平移5个单位,再向下平移2个单位B.先把△ABC向右平移5个单位,再向下平移2个单位C.先把△ABC向左平移5个单位,再向上平移2个单位D.先把△ABC向右平移5个单位,再向上平移2个单位5.(2019广元)下面的四个图案中,既可以用旋转来分析整个图案的形成过程,又可以用轴对称来分析整个图案的形成过程的图案有【】A. 4个B. 3个C. 2个D. 1个6.(2019泰安)将抛物线23y x向上平移3个单位,再向左平移2个单位,那么得到的抛物线的解析式为()A.B.C.D.7..(2019•丽水)如图是一台球桌面示意图,图中小正方形的边长均相等,黑球放在如图所示的位置,经白球撞击后沿箭头方向运动,经桌边反弹最后进入球洞的序号是()A.①B.②C.⑤D.⑥8.(2019义乌市)如图,将周长为8的△ABC沿BC方向平移1个单位得到△DEF,则四边形ABFD的周长为()A.6B.8C.10D.129.(2019•济宁)如图,将矩形ABCD的四个角向内折起,恰好拼成一个无缝隙无重叠的四边形EFGH,EH=12厘米,EF=16厘米,则边AD的长是()A.12厘米B.16厘米C.20厘米D.28厘米10.(2019泰安)如图,菱形OABC的顶点O在坐标原点,顶点A在x轴上,∠B=120°,OA=2,将菱形OABC绕原点顺时针旋转105°至OA′B′C′的位置,则点B′的坐标为()A.,)B.()C.(2019泰安)D.,11.(2019•梅州)如图,在折纸活动中,小明制作了一张△ABC纸片,点D、E分别是边AB、AC上,将△ABC沿着DE折叠压平,A与A′重合,若∠A=75°,则∠1+∠2=()A.150°B.210°C.105°D.75°12.(2019泰安)如图,将矩形纸片ABCD沿EF折叠,使点B与CD的中点重合,若AB=2,BC=3,则△FCB′与△B′DG的面积之比为()A.9:4B.3:2C.4:3D.16:9五参考答案真题链接答案:AC2.考点:二次函数图象与几何变换。

相关文档
最新文档