北师版九年级数学上册 第1章 特殊平行四边形中的旋转、最值、动点问题 专题训练 (含答案)

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(2)∵四边形ACDE为菱形,AB=AC=1,∴DE=AE=AC=AB=1,AC∥DE,∴∠AEB=∠ABE,∠ABE=∠BAC=45°,∴∠AEB=∠ABE=45°,∴△ABE为等腰直角三角形,∴BE= AC= ,∴BD=BE-DE= -1
6.解:(1)根据图形的对称性,本来DF和BF相等,但是“在正方形AEFG绕点A旋转的过程中,线段DF与BF始终相等”不正确.例如,当点F旋转到AB上时,BF最短(小于AB),而这时DF大于AD,即DF大于BF
(2)如图②,若将正方形AEFG绕点A按顺时针方向旋转,连接DG,在旋转的过程中,你能否找到一条线段与DG始终相等,并以图为例说明理由.
二、最值问题
7.如图,正方形ABCD的面积为16,△ABE是等边三角形,点E在正方形ABCD内,在对角线AC上有一点P,使PD+PE的和最小,则这个最小值为( )
A.2 B.4
∴BD,EG互相平分,∴BO=OD,
∴点O为正方形的角平分线的交点,
∴直线EG必过正方形角平分线的交点
20.解:(1)BG=DE,BG⊥DE,证明如下:
延长BG交DE于点H,
∵四边形ABCD和四边形CEFG是正方形,
∴BC=DC,CG=CE,∠BCD=∠ECG=90°,
∴△BCG≌△DCE(SAS),
(2)当点E,F的运动时间t为何值时,四边形BEDF为矩形?
24.已知点P是直角三角形ABC斜边AB上一动点(不与A,B重合),分别过A,B向直线CP作垂线,垂足分别为点E,F,点Q为斜边AB的中点.
(1)如图①,当点P与点Q重合时,AE与BF的位置关系是,QE与QF的数量关系式是;
(2)如图②,当点P在线段AB上不与点Q重合时,试判断QE与QF的数量关系,并给予证明;
22.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,过点C的直线MN∥AB,D为AB上一动点,过点D作DE⊥BC,交直线MN于点E,垂足为点F,连接CD,BE.
(1)求证:CE=AD;
(2)当D运动到AB的中点时,四边形BECD是什么特殊四边形?说明你的理由;
(3)若D运动到AB的中点,则∠A的大小满足什么条件时,四边形BECD是正方形?说明你的理由.
(1)求证:BE=CF;
(2)当四边形ACDE为菱形时,求BD的长.
6.已知正方形ABCD和正方形AEFG有一个公共点A,点G,E分别在线段AD,AB上.
(1)如图①,连接DF,BF,若将正方形AEFG绕点A按顺时针方向旋转,则下列说法“在旋转过程中线段DF与BF的长始终相等”是否正确?若正确,请说明理由;如不正确,请举反例说明;
21.在矩形ABCD中,AB=4 cm,BC=8 cm,AC的垂直平分线EF分别交AD,BC于点E,F,垂足为点O.
(1)如图①,连接AF,CE.试说明四边形AFCE为菱形,并求AF的长;
(2)如图②,动点P,Q分别从A,C两点同时出发,沿△AFB和△CDE各边匀速运动一周,即点P自A→F→B→A停止,点Q自C→D→E→C停止.在运动过程中,已知点P的速度为5 cm/s,点Q的速度为4 cm/s,运动时间为t s,当以A,P,C,Q四点为顶点的四边形是平行四边形时,求t的值.
北师版数学九年级上册第1章
特殊平行四边形中的旋转、最值、动点问题
专题训练
一、旋转问题
1.如图,在△ABC中,AC=BC,点D,E分别是边AB,AC的中点,将△ADE绕点E旋转180°得△CFE,则四边形ADCF一定是()
A.矩形B.菱形C.正方形D.以上都不对
2.如图,点P是正方形ABCD边AB上一点(不与A,B重合),连接PD,将线段PD绕点P顺时针旋转90°得线段PE,连接BE,则∠CBE等于.
∴5t=12-4t,解得t= .
∴以A,P,C,Q四点为顶点的四)证明:∵DE⊥BC,∴∠DFB=90°.∵∠ACB=90°,∴∠ACB=∠DFB,∴AC∥DE.∵MN∥AB,即CE∥AD,∴四边形ADEC是平行四边形,∴CE=AD
又∵∠BAC=90°,∠PDQ=90°,∴四边形APDQ为矩形.
又∵DP=AP= AB,∴矩形APDQ是正方形
19.解:(1)如图,∵四边形ABCD为正方形,
∴∠A=∠ABC=∠C=∠ADC=90°,
AB=BC=CD=AD,
∵AE=BF=CG=DH,
∴BE=CF=DG=AH,
∴△AEH≌△BFE≌△CGF≌△DHG,
3.如图,点E是正方形ABCD内一点,连接AE,BE,CE,将△ABE绕点B顺时针旋转90°到△CBE′的位置.若AE=1,BE=2,CE=3,则∠BE′C=度.
4.如图,将矩形ABCD绕点A顺时针旋转到矩形AB′C′D′的位置,旋转角为α(0°<α<90°).若∠1=110°,则∠α=.
5.如图,△ABC中,AB=AC=1,∠BAC=45°,△AEF是由△ABC绕点A按顺时针方向旋转得到的,连接BE,CF相交于点D.
10.如图,在△ABC中,AB=3,AC=4,BC=5,P为边BC上一动点,PE⊥AB于点E,PF⊥AC于点F,则EF的最小值为.
三、动点问题
11.如图①,点F从菱形ABCD的顶点A出发,沿A→D→B以1 cm/s的速度匀速运动到点B,图②是点F运动时,△FBC的面积y(cm2)随时间x(s)变化的关系图象,则a的值为( )
∴∠BCG=∠DCE,∴△BCG≌△DCE(SAS),
∴BG=DE,∠CBG=∠CDE.
又∵∠BHC=∠DHO,∠CBG+∠BHC=90°,
∴∠CDE+∠DHO=90°,∴∠DOH=90°,
∴BG⊥DE
21.解:(1)∵四边形ABCD是矩形,
∴AD∥BC,∠CAD=∠ACB,∠AEF=∠CFE.
∵EF垂直平分AC,垂足为点O,∴OA=OC,
∴BG=DE,∠CBG=∠CDE.
又∠CBG+∠BGC=90°,∴∠CDE+∠DGH=90°,
∴∠DHG=90°,∴BH⊥DE,即BG⊥DE
(2)仍然成立,选图②证明,证明如下:
设BG分别与CD,DE交于点H,O,
∵四边形ABCD和四边形CEFG都是正方形,
∴BC=CD,CG=CE,∠BCD=∠ECG=90°,
又∵BP=AQ,∴△BPD≌△AQD,∴PD=QD,∠BDP=∠ADQ.
∵∠BDP+∠ADP=90°,∴∠ADQ+∠ADP=∠PDQ=90°,∴△PDQ是等腰直角三角形
(2)当点P运动到AB的中点时,四边形APDQ是正方形.
理由:由(1)知△ABD为等腰直角三角形.
当点P运动到AB的中点时,DP⊥AB,即∠APD=90°.
∴EH=EF=FG=GH,∠1=∠2,
∴四边形EFGH为菱形,
∵∠1+∠3=90°,∠1=∠2,
∴∠2+∠3=90°,∴∠HEF=90°,
∴菱形EFGH为正方形
(2)直线EG经过一个定点.理由如下:如图,连接BD,DE,BG,EG.EG与BD交于点O.
∵BE平行且等于DG,
∴四边形BGDE为平行四边形,
∴△AOE≌△COF.
∴OE=OF,
∴四边形AFCE为平行四边形.
又∵EF⊥AC,
∴▱AFCE为菱形.
设AF=CF=x cm,则BF=(8-x)cm,
在Rt△ABF中,AB=4 cm,
由勾股定理得42+(8-x)2=x2,解得x=5,
∴AF=5 cm
(2)显然,当P点在AF上,Q点在CD上时,A,C,P,Q四点不可能构成平行四边形;
14.如图,M,N是正方形ABCD的边CD上的两个动点,满足AM=BN,连接AC交BN于点E,连接DE交AM于点F,连接CF,若正方形的边长为6,则线段CF的最小值是.
15.如图,在矩形ABCD中,AB=4,BC=6,点E是BC的中点,点F在AD上运动,沿直线EF折叠四边形CDFE,得到四边形GHFE,其中点C落在点G处,连接AG,AH,则AG的最小值是.
(3)如图③,当点P在线段BA(或AB)的延长线上时,此时(2)中的结论是否成立?请画出图形并给予证明.
参考答案:
一、旋转问题
1. A 2.45° 3. 135 4. 20°
5.解:(1)∵△AEF是由△ABC绕点A按顺时针方向旋转得到的,∴AE=AB,AF=AC,∠EAF=∠BAC,∴∠EAF+∠BAF=∠BAC+∠BAF,即∠EAB=∠FAC,∴△AEB≌△AFC,∴BE=CF
23.如图,已知平行四边形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,AC=20 cm,BD=12 cm,两动点E,F同时以2 cm/s的速度分别从点A,C出发在线段AC上相对运动,点E到点C,点F到点A时停止运动.
(1)求证:当点E,F在运动过程中不与点O重合时,以点B,E,D,F为顶点的四边形为平行四边形;
C.6 D.89.
8.如图,在菱形ABCD中,AC=6 ,BD=6,E是BC边的中点,P,M分别是AC,AB上的动点,连接PE,PM,则PE+PM的最小值是( )
A.6B.3
C.2 D.4.5
9.如图,在矩形ABCD中,AB=4,AD=3,矩形内部有一动点P满足S△PAB= S矩形ABCD,则点P到A,B两点的距离之和PA+PB的最小值为_____________.
18.如图,△ABC是等腰直角三角形,∠BAC=90°,P,Q分别是AB,AC上的动点,且满足BP=AQ,D是BC的中点,连接AD,PD,PQ,DQ.
(1)求证:△PDQ是等腰直角三角形;
(2)当点P运动到什么位置时,四边形APDQ是正方形?请说明理由.
19.如图,正方形ABCD的边长为8 cm,E,F,G,H分别是AB,BC,CD,DA上的动点,且AE=BF=CG=DH.
(1)求证:四边形EFGH是正方形;
(2)判断直线EG是否经过一个定点,并说明理由.
20.如图①,四边形ABCD是正方形,G是CD边上一动点(点G与C,D不重合),以CG为一边在正方形ABCD外作正方形CEFG,连接BG,DE.
(1)试探究线段BG,DE之间存在怎样的关系并证明你的结论;
(2)将图①中的正方形CEFG绕着点C按顺时针(或逆时针)方向旋转任意角度α,得到如图②、③所示的情形,(1)中的结论是否仍成立?若成立,选择任意一种情形给出证明;若不成立,请说明理由.
(2)可以找到一条线段BE与DG始终相等.理由如下:如图②,连接BE.在正方形ABCD和正方形AEFG中,AE=AG,AD=AB,且∠DAB=∠GAE=90°,∴∠DAB-∠GAB=∠GAE-∠GAB,即∠DAG=∠BAE.∴△ADG绕点A顺时针旋转90°后能和△ABE重合.∴DG=BE
二、最值问题
16.菱形ABCD在平面直角坐标系中的位置如图所示,其中点A的坐标为(1,0),点B的坐标为(0, ),动点P从点A出发,沿A→B→C→D→A→B→…的路径,在菱形的边上以每秒0.5个单位长度的速度移动,移动到第2018秒时,点P的坐标为.
17.菱形OBCD在平面直角坐标系中的位置如图所示,顶点B(2,0),∠DOB=60°,点P是对角线OC上一个动点,点E(0,-1),当EP+BP最短时,点P的坐标为.
7. B 8. C9. 4 10. 2.4
三、动点问题
11. C 12. (8,4)或( ,7) 13. 7或2514. 3 -315. 2 16. ( , ) 17. (2 -3,2- )
18.解:(1)证明:∵△ABC是等腰直角三角形,D是BC的中点,∴AD⊥BC,BD=AD=DC,∠B=∠DAQ.
同理:P点在AB上,Q点在DE或CE上时,也不可能构成平行四边形.
因此只有当P点在BF上,Q点在ED上时,才能构成平行四边形,如图,连接AP,CQ,则以A,P,C,Q四点为顶点的四边形是平行四边形,此时PC=QA.∵点P的速度为5 cm/s,点Q的速度为4 cm/s,运动时间为t s,
∴PC=5t cm,QA=(12-4t)cm.
A. B.2
C. D.2
12.如图,矩形OABC的顶点A,C分别在坐标轴上,B(8,7),D(5,0),点P是边AB或边BC上的一动点,连接OP,DP,当△ODP为等腰三角形时,点P的坐标为____________
13.在矩形ABCD中,AD=32 cm,AB=24 cm,点P是线段AD上一动点,O为BD的中点,PO的延长线交BC于Q.若P从点A出发,以1 cm/s的速度向D运动,设点P的运动时间为t s,则当t=____________时,以点P和点Q以及点A,B,C,D中的两个点为顶点的四边形是菱形.
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