九年级旋转几何综合单元测试卷附答案
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九年级旋转几何综合单元测试卷附答案
一、初三数学旋转易错题压轴题(难)
1.在Rt△ACB和Rt△AEF中,∠ACB=∠AEF=90°,若点P是BF的中点,连接PC,PE.
(1) 如图1,若点E,F分别落在边AB,AC上,求证:PC=PE;
(2) 如图2,把图1中的△AEF绕着点A顺时针旋转,当点E落在边CA的延长线上时,探索PC与PE的数量关系,并说明理由.
(3) 如图3,把图2中的△AEF绕着点A顺时针旋转,点F落在边AB上.其他条件不变,问题(2)中的结论是否发生变化?如果不变,请加以证明;如果变化,请说明理由.
【答案】(1)见解析;(2)PC=PE,理由见解析;(3)成立,理由见解析
【解析】
【分析】
(1)利用直角三角形斜边的中线等于斜边的一半,即可;
(2)先判断△CBP≌△HPF,再利用直角三角形斜边的中线等于斜边的一半;
(3)先判断△DAF≌△EAF,再判断△DAP≌△EAP,然后用比例式即可;
【详解】
解:(1)证明:如图:
∵∠ACB=∠AEF=90°,
∴△FCB和△BEF都为直角三角形.
∵点P是BF的中点,
∴CP=1
2BF,EP=
1
2
BF,
∴PC=PE.
(2)PC=PE理由如下:
如图2,延长CP,EF交于点H,
∵∠ACB=∠AEF=90°,
∴EH//CB,
∴∠CBP=∠PFH,∠H=∠BCP,
∵点P是BF的中点,
∴PF=PB,
∴△CBP≌△HFP(AAS),
∴PC=PH,
∵∠AEF=90°,
∴在Rt△CEH中,EP=1
2
CH,
∴PC=PE.
(3)(2)中的结论,仍然成立,即PC=PE,理由如下:
如图3,过点F作FD⊥AC于点D,过点P作PM⊥AC于点M,连接PD,
∵∠DAF=∠EAF,∠FDA=∠FEA=90°,
在△DAF和△EAF中,
DAF,
,
,
EAF
FDA FEA
AF AF
∠=∠
⎧
⎪
∠=∠
⎨
⎪=
⎩
∴△DAF≌△EAF(AAS),
∴AD=AE,
在△DAP≌△EAP中,
,
,
,
AD AE
DAP EAP
AP AP
=
⎧
⎪
∠=∠
⎨
⎪=
⎩
∴△DAP≌△EAP (SAS),
∴PD=PF,
∵FD⊥AC,BC⊥AC,PM⊥AC,
∴FD//BC//PM,
∴DM FP
MC PB
=,
∵点P是BF的中点,
∴DM=MC,
又∵PM⊥AC,
∴PC=PD,
又∵PD=PE,
∴PC=PE.
【点睛】
此题是几何变换综合题,主要考查了直角三角形斜边的中线等于斜边一半,全等三角形的性质和判定,相似三角形的性质和判定,作出辅助线是解本题的关键也是难点.
2.已知:如图①,在矩形ABCD中,AB=5,
20
3
AD=,AE⊥BD,垂足是E.点F是点E
关于AB的对称点,连接AF、BF.
(1)求AE和BE的长;
(2)若将△ABF沿着射线BD方向平移,设平移的距离为m(平移距离指点B沿BD方向所经过的线段长度).当点F分别平移到线段AB、AD上时,求出相应的m的值;(3)如图②,将△ABF绕点B顺时针旋转一个角α(0°<α<180°),记旋转中的ABF为A BF
'',在旋转过程中,设A F''所在的直线与直线AD交于点P,与直线BD 交于点Q,若△DPQ为等腰三角形,请直接写出此时DQ的长.
【答案】(1)4;3(2)3或16
3
(3)
2512525
31010
3243
-
、、
10
3
【解析】
【分析】
(1)由矩形的性质,利用勾股定理求解BD的长,由等面积法求解AE,由勾股定理求解BE即可,
(2)利用对称与平移的性质得到:AB∥A′B′,∠4=∠1,BF=B′F′=3.当点F′落在AB上时,证明BB′=B′F′即可得到答案,当点F′落在AD上时,证明△B′F′D为等腰三角形,从而可得答案,
(3)分4种情况讨论:①如答图3﹣1所示,点Q落在BD延长线上,证明A′Q=A′B,利用勾股定理求解',,
F Q BQ从而求解DQ,②如答图3﹣2所示,点Q落在BD上,证明点A′落在BC边上,利用勾股定理求解,
BQ从而可得答案,③如答图3﹣3所示,点Q落在BD上,证明∠A′QB=∠A′BQ,利用勾股定理求解,
BQ,从而可得答案,④如答图3﹣4所示,点Q落在BD上,证明BQ=BA′,从而可得答案.
【详解】
解:(1)在Rt △ABD 中,
AB =5,203
AD =
, 由勾股定理得:2
22025
533BD ⎛⎫=+= ⎪⎝⎭.
11
,22
ABD
S
BD AE AB AD =
⋅=⋅. 253
20
53 4.AB AD
AE BD
⨯
⋅∴=
== 在Rt △ABE 中,AB =5,AE =4, 由勾股定理得:BE =3.
(2)设平移中的三角形为△A′B′F′,如答图2所示: 由对称的性质可知,∠1=∠2.
由平移性质可知,AB ∥A′B′,∠4=∠1,BF =B′F′=3.
①当点F′落在AB 上时, ∵AB ∥A′B′, ∴∠3=∠4, ∴∠3=∠2,
∴BB′=B′F′=3,即m =3; ②当点F′落在AD 上时, ∵AB ∥A′B′,∴∠6=∠2,
∵∠1=∠2,∠5=∠1,∴∠5=∠6,
,AB AD ⊥ ∴ A′B′⊥AD ,
'''',B F D B DF ∴∠=∠
∴△B′F′D 为等腰三角形, ∴B′D =B′F′=3,
2516333
BB BD B D ''∴=-=
-=,即163m =.