人教中考数学与旋转有关的压轴题及答案
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一、旋转真题与模拟题分类汇编(难题易错题)
1.阅读材料:小胖同学发现这样一个规律:两个顶角相等的等腰三角形,如果具有公共的顶角的顶点,并把它们的底角顶点连接起来则形成一组旋转全等的三角形.小胖把具有这个规律的图形称为“手拉手”图形.如图1,在“手拉手”图形中,小胖发现若∠BAC=
∠DAE,AB=AC,AD=AE,则BD=CE.
(1)在图1中证明小胖的发现;
借助小胖同学总结规律,构造“手拉手”图形来解答下面的问题:
(2)如图2,AB=BC,∠ABC=∠BDC=60°,求证:AD+CD=BD;
(3)如图3,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=m°,点E为△ABC外一点,点D为BC中点,∠EBC=∠ACF,ED⊥FD,求∠EAF的度数(用含有m的式子表示).
【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析;(3)∠EAF =1
2 m°.
【解析】
分析:(1)如图1中,欲证明BD=EC,只要证明△DAB≌△EAC即可;
(2)如图2中,延长DC到E,使得DB=DE.首先证明△BDE是等边三角形,再证明
△ABD≌△CBE即可解决问题;
(3)如图3中,将AE绕点E逆时针旋转m°得到AG,连接CG、EG、EF、FG,延长ED到
M,使得DM=DE,连接FM、CM.想办法证明△AFE≌△AFG,可得∠EAF=∠FAG=1
2 m°.
详(1)证明:如图1中,
∵∠BAC=∠DAE,
∴∠DAB=∠EAC,
在△DAB和△EAC中,
AD AE DAB EAC AB AC ⎧⎪∠∠⎨⎪⎩
===,
∴△DAB ≌△EAC ,
∴BD=EC .
(2)证明:如图2中,延长DC 到E ,使得DB=DE .
∵DB=DE ,∠BDC=60°,
∴△BDE 是等边三角形,
∴∠BD=BE ,∠DBE=∠ABC=60°,
∴∠ABD=∠CBE ,
∵AB=BC ,
∴△ABD ≌△CBE ,
∴AD=EC ,
∴BD=DE=DC+CE=DC+AD .
∴AD+CD=BD .
(3)如图3中,将AE 绕点E 逆时针旋转m°得到AG ,连接CG 、EG 、EF 、FG ,延长ED 到M ,使得DM=DE ,连接FM 、CM .
由(1)可知△EAB ≌△GAC ,
∴∠1=∠2,BE=CG ,
∵BD=DC ,∠BDE=∠CDM ,DE=DM ,
∴△EDB ≌△MDC ,
∴EM=CM=CG ,∠EBC=∠MCD ,
∵∠EBC=∠ACF,
∴∠MCD=∠ACF,
∴∠FCM=∠ACB=∠ABC,∴∠1=3=∠2,
∴∠FCG=∠ACB=∠MCF,∵CF=CF,CG=CM,
∴△CFG≌△CFM,
∴FG=FM,
∵ED=DM,DF⊥EM,
∴FE=FM=FG,
∵AE=AG,AF=AF,
∴△AFE≌△AFG,
∴∠EAF=∠FAG=1
2 m°.
点睛:本题考查几何变换综合题、旋转变换、等腰三角形的性质、全等三角形的判定和性质等知识,解题的关键是学会利用“手拉手”图形中的全等三角形解决问题,学会构造“手拉手”模型,解决实际问题,属于中考压轴题.
2.如图1,在□ABCD中,AB=6,∠B= (60°<≤90°). 点E在BC上,连接AE,把△ABE沿AE折叠,使点B与AD上的点F重合,连接EF.
(1)求证:四边形ABEF是菱形;
(2)如图2,点M是BC上的动点,连接AM,把线段AM绕点M顺时针旋转得到线段MN,连接FN,求FN的最小值(用含的代数式表示).
【答案】(1)详见解析;(2)FE·sin(-90°)
【解析】
【分析】
(1)由四边形ABCD是平行四边形得AF∥BE,所以∠FAE=∠BEA,由折叠的性质得
∠BAE=∠FAE,∠BEA=∠FEA,所以∠BAE=∠FEA,故有AB∥FE,因此四边形ABEF是平行四边形,又BE=EF,因此可得结论;
(2)根据点M在线段BE上和EC上两种情况证明∠ENG=90°-,利用菱形的性质得到
∠FEN=-90°,再根据垂线段最短,求出FN的最小值即可.
【详解】
(1)∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,
∴∠FAE=∠BEA,
由折叠的性质得∠BAE=∠FAE,∠BEA=∠FEA, BE=EF,
∴∠BAE=∠FEA,
∴AB∥FE,
∴四边形ABEF是平行四边形,
又BE=EF,
∴四边形ABEF是菱形;
(2)①如图1,当点M在线段BE上时,在射线MC上取点G,使MG=AB,连接GN、EN.
∵∠AMN=∠B=,∠AMN+∠2=∠1+∠B
∴∠1=∠2
又AM=NM,AB=MG
∴△ABM≌△MGN
∴∠B=∠3,NG=BM
∵MG=AB=BE
∴EG=AB=NG
∴∠4=∠ENG= (180°-)=90°-
又在菱形ABEF中,AB∥EF
∴∠FEC=∠B=
∴∠FEN=∠FEC-∠4=- (90°-)=-90°
②如图2,当点M在线段EC上时,在BC延长线上截取MG=AB,连接GN、EN.
同理可得:∠FEN =∠FEC -∠4=- (90°-
)=-90°
综上所述,∠FEN =-90° ∴当点M 在BC 上运动时,点N 在射线EH 上运动(如图3)
当FN ⊥EH 时,FN 最小,其最小值为FE·sin(-90°)
【点睛】
本题考查了菱形的判定与性质以及求最短距离的问题,解题的关键是分类讨论得出∠FEN =-90°,再运用垂线段最短求出FN 的最小值.
3.(探索发现)
如图,ABC ∆是等边三角形,点D 为BC 边上一个动点,将ACD ∆绕点A 逆时针旋转60︒得到AEF ∆,连接CE .小明在探索这个问题时发现四边形ABCE 是菱形. 小明是这样想的:
(1)请参考小明的思路写出证明过程;
(2)直接写出线段CD ,CF ,AC 之间的数量关系:______________;
(理解运用)
如图,在ABC ∆中,AD BC ⊥于点D .将ABD ∆绕点A 逆时针旋转90︒得到AEF ∆,延长FE 与BC ,交于点G .
(3)判断四边形ADGF 的形状,并说明理由;