几何综合(旋转类),初中数学,旋转分类
初中数学几何移动,旋转路径问题
初中数学是学生们接触到的第一个较为抽象和复杂的数学学科,而几何是其中的一个重要内容。
几何学涉及到了很多抽象的概念和性质,初中阶段的学生们常常需要花费较多的时间和精力来理解和掌握这一部分知识。
在几何学中,移动和旋转路径问题是一个常见的主题。
本文将介绍初中数学几何中的移动和旋转路径问题,希望能够为学生们提供一些帮助。
一、移动路径问题在几何学中,移动路径问题是指在平面上某一点经过一系列移动后到达另一点的路径问题。
这种问题常常需要考虑点的坐标、方向和距离等因素。
初中阶段的学生们在学习了坐标系和平面几何以后,就可以开始接触这一类问题。
1.1 点的坐标在移动路径问题中,点的坐标是非常重要的概念。
学生们需要了解如何用坐标来表示平面上的点,以及如何根据点的坐标进行移动。
给定平面上的两点A(x1, y1)和B(x2, y2),学生们需要计算出从点A移动到点B的路径。
1.2 方向和距离除了坐标外,方向和距离也是移动路径问题中需要考虑的因素。
学生们需要知道如何根据给定的方向和距离来确定移动的路径。
如果一个点向上移动3个单位,向右移动4个单位,那么它最终的位置将是在坐标系原点上方3个单位,右边4个单位的位置处。
1.3 实际应用移动路径问题不仅仅是数学中的抽象概念,它们也有着广泛的实际应用。
在日常生活和工程技术中,移动路径问题常常涉及到物体的位置变换和路径规划等内容。
学生们需要在学习移动路径问题时,也要能够将所学知识与实际应用相结合,更好地理解和运用相关知识。
二、旋转路径问题在几何学中,旋转路径问题是指在平面上某一图形经过一定旋转后到达另一位置的路径问题。
这种问题需要考虑到图形的旋转角度、中心和方向等因素,并且常常需要运用三角函数等知识来求解。
2.1 旋转角度在旋转路径问题中,旋转角度是一个非常重要的概念。
学生们需要了解如何根据给定的旋转角度来确定图形的最终位置。
如果一个三角形绕着一个点逆时针旋转90度,那么它将到达什么位置?2.2 旋转中心除了旋转角度外,旋转中心也是一个必须要考虑的因素。
初中数学几何模型大全+经典题型(含答案)
初中数学几何模型大全+经典题型(含答案) 初中数学几何模型大全及经典题型(含答案)全等变换平移:平行线段平移形成平行四边形。
对称:以角平分线、垂线或半角作轴进行对称,形成对称全等。
旋转:相邻等线段绕公共顶点旋转形成旋转全等。
对称半角模型通过翻折将直角三角形对称成正方形、等腰直角三角形或等边三角形。
旋转全等模型半角:相邻等线段所成角含1/2角及相邻线段。
自旋转:通过旋转构造相邻等线段的旋转全等。
共旋转:通过寻找两对相邻等线段构造旋转全等。
中点旋转:将倍长中点相关线段转换成旋转全等问题。
模型变形当遇到复杂图形找不到旋转全等时,先找两个正多边形或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。
几何最值模型对称最值:通过对称进行等量代换,转换成两点间距离及点到直线距离。
旋转最值:找到与所要求最值相关成三角形的两个定长线段,定长线段的和为最大值,定长线段的差为最小值。
剪拼模型通过中点的180度旋转及平移改变图形的形状,例如将三角形剪拼成四边形或将矩形剪拼成正方形。
正方形的边长可以通过射影定理来求解。
假设正方形的边长为x,那么正方形的对角线长为x√2.将正方形分成两个等腰直角三角形,可以得到等腰直角三角形的斜边长为x√2/2.因此,根据射影定理,可以得到等腰直角三角形的高为x/2,进而得到正方形的边长为x=x√2/2.通过平移和旋转,可以将一个正方形变成另一个正方形。
这可以通过旋转相似模型来实现。
例如,两个等腰直角三角形可以通过旋转全等来实现形状的改变,而两个有一个角为300度的直角三角形可以通过旋转相似来实现形状的改变。
更一般地,两个任意相似的三角形可以通过旋转成一定角度来实现旋转相似,其中第三边所成夹角符合旋转“8”字的规律。
在相似证明中,需要注意边和角的对应关系。
相等的线段或比值在证明相似时可以通过等量代换来构造相似三角形。
另外,从三垂线到射影定理的演变,再到内外角平分线定理,需要注意它们之间的相同和不同之处。
几何综合压轴(九上解析版)
几何综合压轴(一)旋转类几何综合①等腰直角三角形的旋转几何问题【例1】如图1,小明将边长为2和5的两个正方形放置在直线l上,他连接AD、CF,经测量发现AD=CF.(1)他将正方形ODEF绕点O逆时针旋转一定的角度,如图2,试判断AD与CF还相等吗?说明你的理由;(2)他将正方形ODEF绕点O逆时针旋转,使点E旋转至直线l上,如图3,请你求出CF的长.图1 图2 图3练习1-1:(1)如图1,△ACB和△DCE均为等腰直角三角形,∠ACB=∠DCE=90°,求证:△ACD≌△BCE;(2)如图2,将图1中△DCE绕点C逆时针旋转n°(0<n<45°),使∠BED=90°,又作△DCE中DE边上的高CM,请完成图2,并判断线段CM、AE、BE之间的数量关系,并说明理由;(3)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.解答:解:(1)∵∠ACB=∠DCE=90°,∴∠ACD=∠BCE,在△ACD和△BCE中,,∴△ACD≌△BCE(SAS);(2)如图2,在△ACD和△BCE中,,∴△ACD≌△BCE(SAS),∴AD=BE,∠BEC=∠ADC=135°,∴A、D、E三点共线,∵DE=DM+ME=2CM,∴AE=BE+2CM;(3)①如图,∵∠DPE=∠BAE=90°,∴△DPE∽△BAE,∴=,∵BP==3,解得PE=,∴A到BE距离为=1.②如图,∵∠DPE =∠BCE =90°, ∴△DPE ∽△BCE , ∴=,∵BP ==3,∴PE =, ∴C 到BE 距离为=1.∴A 到BE 距离为2.练习1-2:如图(1),在Rt △ABC 中,∠A =90°,AC =AB =4, D 、E 分别是AB 、AC 的中点.若等腰Rt △ADE 绕点A 逆时针旋转,得到等腰Rt △AD 1E 1,如图(2),设旋转角为α(0<α≤180°),记直线BD 1与CE 1的交点为P . (1)求证:BD 1=CE 1;(2)当∠=1CPD 2∠1CAD 时,求1CE 的长;(3)连接PA ,PAB ∆面积的最大值为 .(直接填写结果)解答: (1)在△AB 1D 和△AC 1E 中∵AC=AB, ∠CAE 1=∠BA 1D ,A 1E = A 1D ……………3分∴△AB 1D ≌△AC 1E ∴BD 1= CE 1 ……………4分 (2)由(1)知△AB 1D ≌△AC 1E ,可证∠1CPD =90°, ……………5分 ∴∠1CAD =45°,∠1BAD =135°在△AB 1D 中,可以求得B 21D =20+28∴C 21E =20+28 ……………8分(3)2+32 ……………10分EB图(1)PE 1BCED D 1A图(2)PE 1BCEDD 1A②特殊角度的旋转几何问题(120°)【例2】如图1,四边形ABCD、EFGH为两个全等的矩形,且矩形ABCD的对角线交于点E,点A在EG上,∠ACB=30°.将矩形EFGH绕点E顺时针旋转α角(0°<α<60°),如图2,GE、FE与AD分别相交于N、M.(1)求证:AN+DM>MN;(2)若MN2+DM2=AN2,求旋转角α的大小.图1 图2练习2:(硚口区2016-2017年九上期中数学)如图1,等边△ABC中,点D是BC的中点,DE ⊥AB于点E,∠EDF=120°,点F在射线AC上.(1)若AB=4,求CF的长;(2)将图1中的∠EDF绕点D顺时针旋转α(0°<α<30°),如图2,求证:BE+CF=BD;(3)将图2中的∠EDF绕点D顺时针旋转(45°-α),如图3,求证:BE+CF=3BD;图1 图2 图3(二)中点类的旋转几何问题①中点类的全等证明【例3】已知矩形ABCD,点P为边BC上一动点,连接AP,将线段AP绕点P顺时针旋转90°,点A恰好落在直线CD上点E处.(1)如图1,点E在线段CD上,求证:AD+DE=2AB;(2)如图2,点E在线段CD的延长线上,且点D为线段CE的中点,在线段BD上取点F,连接AF、PF.若AF=AB,求证:∠APF=∠ADB;(3)如图3,点E在线段CD上,连接BD.若AB=2,BD∥PE,则DE=________(直接写出结果).图1 图2 图3练习3:如图,正方形ABCD中,将∠BAD绕点A顺时针旋转,角的两边分别交CD边于点E,CB边的延长线点F上,连接EF交BD于点M.(1)求证:FB=DE;(2)给出线段EC与BM的数量关系,并证明.解答:(1)证明:∵四边形ABCD为正方形,∴AB=AD,∠BAD=90°,∵∠BAD绕点A顺时针旋转,∴∠EAF=∠BAD=90°,∴∠BAF=∠DAE,在△ADE和△ABF中,,∴△ADE≌△ABF,∴FB=DE;(2)解:CE=BM.理由如下:作EN∥CB交BD于N,作NH⊥BC于H,如图,∵四边形ABCD为正方形,∴∠CBD=∠CDB=45°,∴△DNE和△BHN都是等腰直角三角形,∴EN=DE,NH=CE,BN=NH,∴BF=NE,∵NE∥BF,∴∠MFB=∠MEN,在△MBF和△MNE中,,∴△MBF≌△MNE(AAS),∴BM=NM,∴BN=2BM,∴2BM=CE,∴CE=BM.②旋转问题中点类的全等证明【例4】(武昌区2016-2017年七校联考九上期中数学)在△OAB、△OCD中,OA=OB,OC=OD,∠AOB=∠COD=90°.(1)若O、C、A在一条直线上,连AD、BC,分别取AD、BC的中点M、N如图(1),求出线段MN、AC之间的数量关系;(2)若将△OCD绕O旋转到如图(2)的位置,连AD、BC,取BC的中点M,请探究线段OM、AD 之间的关系,并证明你的结论;(3)若将△OCD由图(1)的位置绕O顺时针旋转角度α(0°<α<360°),且OA=4,OC=2.是否存在角度α使得OC⊥BC?若存在,请直接写出此时△ABC的面积;若不存在,请说明理由.图1 图2练习4-1:如图,∠BAC=α,∠EDC=180°-α,AB=AC,DC=DE,连接BE,P为BE的中点.(1)如图1,A、C、D共线,求∠PAC的大小;(2)如图2,A、C、D不共线,求证:AP⊥DP;(3)如图3,若α=30°,当点C在线段BE上,AB=3,DC=4,求PD2的大小.23.证明:(1)延长AP、DE交于点F∵P为BE的中点∴△APB≌△FPE∴AB=EF=AC又DC=DE∴DC+CA=DE+EF∴DA=DF∴∠DAF=∠DF A=∠DAP=12α(2) 延长AP至G,且使PG=P A,连接EG∴△APB≌△GPE(SAS)∴AB=EG=AC过点D作DH⊥AB交BE于H∵AB∥EG∴DH∥EG设∠CDH=β根据M模型,得∠ACD=∠BAC+∠CDH=α+β∵∠CDE=180°-α∴∠EDH=180°-α-β∴DEG=180°-(180°-α-β)=α+β(同旁内角互补) ∴△ACD≌△GED(SAS)∴DA=DG∵P为AG的中点∴AP⊥DP练习4-2:已知在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,BM⊥CM于M,且CM>BM.(1)如图1,过点A作AF⊥CM于F,直接写出线段BM、AF、MF的数量关系是__________________;(2)如图2,D为BM延长线上一点,连AD以AD为斜边向右侧作等腰Rt△ADE,再过点E作 EN⊥BM于N,求证:CM+EN=MN;(3)将(2)中的△ADE绕点A顺时针旋转任意角α后,连BD取BD中点P,连CP、EP,作出图形,试判断CP、EP的数量和位置关系并证明.图1 图2 图3解:(1) AF=BM+MF(2) 过点A作AG⊥CM于G,反向延长GA交EN于H∴四边形GMNH为矩形∴AH⊥EN根据三垂直得:△CMB≌△AGC,△AEH≌△EDN∴CM=AG,EN=AH∴MN=GH=GA+AH=CM+EN(3) 中线倍长CP,则△BCP≌△DGP∴BC=DG,BC∥DG可证:△CAE≌△GDE∴CE=EG,CE⊥EG∴△CPE为等腰直角三角形∴CP=PE,CP⊥PE(三)含45°特殊角度的几何综合【例5】已知正方形ABCD中,AB=6,E为线段BC上一动点,NF⊥AE,交线段AB于F,交线段CD于N.(1)如图1,求证:AE=NF;(2)如图2,连接BD交线段AE于点M,当NF经过点M是,探究∠EAN是否为定值,若是请求其值.(3)在(2)的条件下,连接NE,若∠BAE=30°,则S△AEN=_____________.图1 图2练习5-1:已知:如图,在正方形ABCD中,M为△ACB内一点,以AM为折痕将AC折叠过来得到线段AE,恰好使BE⊥CE,连接BM,AE与BM交于点N.(1)判断AM与CE的位置关系并证明;(2)求证:AC2=10BE2;(3)当∠BNE=45°时,连EM交BC于点P,则BPCP的值是________.练习5-2:如图,在等腰直角△ABC中,点P为斜边AB上一动点(不与A、B两点重合),以CP为斜边在直线CP左侧作等腰直角△CPD.(1)∠ACD和∠APC的数量关系为_______________________;(2)判定△ADP的形状并证明;(3)若AB=6,求S△BCD.(四)与圆相结合的几何综合【例6】如图,Rt△ABC中,∠C=90°,AC=BC=4,动点P从A点出发,以每秒2个单位的速度沿AB向B点匀速运动,同时Q点从B点出发,以每秒1个单位的速度沿BC向C点匀速运动,设运动时间为t秒,0<t<4.(1)将线段PQ绕P点逆时针旋转90°至PF,作QG∥AB交AC于G.①如图1,当t=1时,求证:GQ=AP+GF;②如图2,当2<t<4时,则线段:GQ、AP、GF之间有怎样的数量关系,证明你的结论;(2)若以PQ为直径的圆与AC相切,直接写出t的值为__________.解答:解:(1)①如图1,连接PG,过点P作PH⊥PG交QG于点H,当t=1时,BQ=1,AP=,则BP=3,CQ=CG=3,∴BP=QG=3,∴四边形PBQG为平行四边形,同理可知四边形APHG也是平行四边形,又由旋转可知PQ=PF,在△PQH和△PFG中,,∴△PQH≌△PFG(SAS),∴QH=FG,∴GQ=HG+QH=AP+GF;②如图2,连接PG,过点P作PH⊥PG交QG于点H,同①可证明四边形PBQG和四边形APHG都是平行四边形,同理可证△PQH≌△PFG(SAS),∴QH=FG,∴AP=HG=HQ+QG=GF+GQ;(2)如图3,设圆心为M,与AC相切于点I,交BC于另一点为J,连接MI、PJ、BG、PG,则可知PQ=2MI=BC=4,在Rt△PQJ中,PJ=4-t,QJ=4-2t,则(4-t)2+(4-2t)2=42,解得t=或4,又∵0<t<4,∴t=,故答案为:.练习6:已知,点I是△ABC的内心(三角形三个内角平分线的交点),过点B作BP⊥BI交AI的延长线于点P(1)如图1,若BA=BC.①求证:BP∥AC;②设∠BAC=α(其中α为常数),求∠BCP;(2)如图2,CM、BN为△ABC的角平分线,若BM+CN=6,∠BAC=60°,请你直接写出点P到直线BC的距离的最大值等于___________.。
2020-2021备战中考数学——初中数学 旋转的综合压轴题专题复习附答案解析
2020-2021备战中考数学——初中数学旋转的综合压轴题专题复习附答案解析一、旋转1.操作与证明:如图1,把一个含45°角的直角三角板ECF和一个正方形ABCD摆放在一起,使三角板的直角顶点和正方形的顶点C重合,点E、F分别在正方形的边CB、CD上,连接AF.取AF中点M,EF的中点N,连接MD、MN.(1)连接AE,求证:△AEF是等腰三角形;猜想与发现:(2)在(1)的条件下,请判断MD、MN的数量关系和位置关系,得出结论.结论1:DM、MN的数量关系是;结论2:DM、MN的位置关系是;拓展与探究:(3)如图2,将图1中的直角三角板ECF绕点C顺时针旋转180°,其他条件不变,则(2)中的两个结论还成立吗?若成立,请加以证明;若不成立,请说明理由.【答案】(1)证明参见解析;(2)相等,垂直;(3)成立,理由参见解析.【解析】试题分析:(1)根据正方形的性质以及等腰直角三角形的知识证明出CE=CF,继而证明出△ABE≌△ADF,得到AE=AF,从而证明出△AEF是等腰三角形;(2)DM、MN的数量关系是相等,利用直角三角形斜边中线等于斜边一半和三角形中位线定理即可得出结论.位置关系是垂直,利用三角形外角性质和等腰三角形两个底角相等性质,及全等三角形对应角相等即可得出结论;(3)成立,连接AE,交MD于点G,标记出各个角,首先证明出MN∥AE,MN=AE,利用三角形全等证出AE=AF,而DM=AF,从而得到DM,MN数量相等的结论,再利用三角形外角性质和三角形全等,等腰三角形性质以及角角之间的数量关系得到∠DMN=∠DGE=90°.从而得到DM、MN的位置关系是垂直.试题解析:(1)∵四边形ABCD是正方形,∴AB=AD=BC=CD,∠B=∠ADF=90°,∵△CEF 是等腰直角三角形,∠C=90°,∴CE=CF,∴BC﹣CE=CD﹣CF,即BE=DF,∴△ABE≌△ADF,∴AE=AF,∴△AEF是等腰三角形;(2)DM、MN的数量关系是相等,DM、MN的位置关系是垂直;∵在Rt△ADF中DM是斜边AF的中线,∴AF=2DM,∵MN 是△AEF的中位线,∴AE=2MN,∵AE=AF,∴DM=MN;∵∠DMF=∠DAF+∠ADM,AM=MD,∵∠FMN=∠FAE,∠DAF=∠BAE,∴∠ADM=∠DAF=∠BAE,∴∠DMN=∠FMN+∠DMF=∠DAF+∠BAE+∠FAE=∠BAD=90°,∴DM⊥MN;(3)(2)中的两个结论还成立,连接AE,交MD于点G,∵点M为AF的中点,点N为EF的中点,∴MN∥AE,MN=AE,由已知得,AB=AD=BC=CD,∠B=∠ADF,CE=CF,又∵BC+CE=CD+CF,即BE=DF,∴△ABE≌△ADF,∴AE=AF,在Rt△ADF中,∵点M为AF的中点,∴DM=AF,∴DM=MN,∵△ABE≌△ADF,∴∠1=∠2,∵AB∥DF,∴∠1=∠3,同理可证:∠2=∠4,∴∠3=∠4,∵DM=AM,∴∠MAD=∠5,∴∠DGE=∠5+∠4=∠MAD+∠3=90°,∵MN∥AE,∴∠DMN=∠DGE=90°,∴DM⊥MN.所以(2)中的两个结论还成立.考点:1.正方形的性质;2.全等三角形的判定与性质;3.三角形中位线定理;4.旋转的性质.2.已知正方形ABCD的边长为4,一个以点A为顶点的45°角绕点A旋转,角的两边分别与BC、DC的延长线交于点E、F,连接EF,设CE=a,CF=b.(1)如图1,当a=42时,求b的值;(2)当a=4时,在图2中画出相应的图形并求出b的值;(3)如图3,请直接写出∠EAF绕点A旋转的过程中a、b满足的关系式.【答案】(1)422)b=8;(3)ab=32.【解析】试题分析:(1)由正方形ABCD的边长为4,可得AC=2,∠ACB=45°.再CE=a=2∠CAE=∠AEC,从而可得∠CAF的度数,既而可得 b=AC;(2)通过证明△ACF∽△ECA,即可得;(3)通过证明△ACF∽△ECA,即可得.试题解析:(1)∵正方形ABCD的边长为4,∴AC=42,∠ACB=45°.∵CE=a=42,∴∠CAE=∠AEC=452︒=22.5°,∴∠CAF=∠EAF-∠CAE=22.5°,∴∠AFC=∠ACD-∠CAF=22.5°,∴∠CAF=∠AFC,∴b=AC=CF=42;(2)∵∠FAE=45°,∠ACB=45°,∴∠FAC+∠CAE=45°,∠CAE+∠AEC=45°,∴∠FAC =∠AEC.又∵∠ACF=∠ECA=135°,∴△ACF∽△ECA,∴AC CFEC CA=,∴42442=,∴CF=8,即b=8.(3)ab=32.提示:由(2)知可证△ACF∽△ECA,∴∴AC CFEC CA=,∴4242a=,∴ab=32.3.已知正方形ABCD 中,E 为对角线BD 上一点,过E 点作EF⊥BD 交BC 于F,连接DF,G 为DF 中点,连接EG,CG.(1) 求证:EG=CG;(2) 将图①中△BEF 绕B 点逆时针旋转 45∘,如图②所示,取DF 中点G,连接EG,CG.问(1)中的结论是否仍然成立?若成立,请给出证明;若不成立,请说明理由;(3) 将图①中△BEF 绕B 点旋转任意角度,如图③所示,再连接相应的线段,问(1)中的结论是否仍然成立?通过观察你还能得出什么结论(均不要求证明).【答案】解:(1)CG=EG(2)(1)中结论没有发生变化,即EG=CG.证明:连接AG,过G点作MN⊥AD于M,与EF的延长线交于N点.在△DAG与△DCG中,∵ AD=CD,∠ADG=∠CDG,DG=DG,∴△DAG≌△DCG.∴ AG=CG.在△DMG与△FNG中,∵∠DGM=∠FGN,FG=DG,∠MDG=∠NFG,∴△DMG≌△FNG.∴ MG=NG在矩形AENM中,AM=EN.在Rt△AMG 与Rt△ENG中,∵ AM=EN, MG=NG,∴△AMG≌△ENG.∴ AG=EG∴ EG=CG.(3)(1)中的结论仍然成立.【解析】试题分析:(1)利用直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,可证出CG=EG.(2)结论仍然成立,连接AG,过G点作MN⊥AD于M,与EF的延长线交于N点;再证明△DAG≌△DCG,得出AG=CG;再证出△DMG≌△FNG,得到MG=NG;再证明△AMG≌△ENG,得出AG=EG;最后证出CG=EG.(3)结论依然成立.还知道EG⊥CG;试题解析:解:(1)证明:在Rt△FCD中,∵G为DF的中点,∴,同理,在Rt△DEF中,,∴CG=EG;(2)(1)中结论仍然成立,即EG=CG;连接AG,过G点作MN⊥AD于M,与EF的延长线交于N点,如图所示:在△DAG与△DCG中,∵AD=CD,∠ADG=∠CDG,DC=DC,∴△DAG≌△DCG,∴AG=CG,在△DMG与△FNG中,∵∠DGM=∠FGN,DG=FG,∠MDG=∠NFG,∴△DMG≌△FNG,∴MG=NG,在矩形AENM中,AM=EN.,在Rt△AMG与Rt△ENG中,∵AM=EN,MG=NG,∴△AMG≌△ENG,∴AG=EG,∴EG=CG,(3)(1)中的结论仍然成立,即EG=CG且EG⊥CG。
旋转中常见的几何模型初中数学模型
旋转中常见的几何模型
九年级上册
专
题
目
录
专
题
剖
析
类型1 “手拉手”模型
模型特征:两个等边三角形或等腰直角三角形或正方形共顶点.
专
题
剖
析
图①:△AMC和△BNC都是等边
三角形,点A,B,C共线.
结论:
①△ACN≌△MCB,AN=MB;
②FC平分∠AFB.
专
题
剖
析
图②:△ABD和△ACE都是等腰直
专
题
剖
析
4.如图,已知正方形ABCD的边长为3,E,F分别是AB,BC边上的点,
且∠EDF=45°,将△DAE绕点D逆时针旋转90°得到△DCM.
(1)求证:EF=MF;
(1)证明:∵将△DAE绕点D逆时针旋转90°得到△DCM,
∴DE=DM,∠EDM=90°.
∵∠EDF=45°,
∴∠MDF=45°,
∴∠ACB+∠ACE=∠DCE+∠ACE,
即∠BCE=∠ACD.
在△BCE和△ACD中,
= ,
∠ = ∠,
= ,
∴△BCE≌△ACD(SAS),∴BE=AD.
60°
60° 60°
专
题
剖
析
2.如图①,C为线段AB上一点,分别以AC,BC为边在线段AB的同侧
作正方形ACDE和BCFG,连接AF,BD.
C
F
AO=2 3
BD=AF=2 3 +2
AO=2 3
BD=AF=2 3-2
专
题
剖
析
类型2 旋转中的半角模型
模型特征:大角含半角+相等的边,通过旋转使
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,。
初中数学中考冲刺必备(旋转几个类型题)
初中数学中考冲刺必备几何图形变换主要包括5个模型平移、旋转和翻折是几何变换中的三种基本变换。
所谓几何变换就是根据确定的法则,对给定的图形(或其一部分)施行某种位置变化,然后在新的图形中分析有关图形之间的关系。
一、旋转的定义二、中考常见的几种旋转图形旋转类型题目举例1、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60°,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ΔABC内的一点,PA=3, PB=4,PC=5,∠APB的度数是________.2、正方形类型在正方形ABCD中,P为正方形ABCD内一点,将ΔABP绕B点按顺时针方向旋转90°,使得BA与BC重合。
经过旋转变化,将图(2-1-a)中的PA、PB、PC三条线段集中于图(2-1-b)中的ΔCPP'中,此时ΔBPP'为等腰直角三角形。
例2 如图(2-1),P是正方形ABCD内一点,点P到正方形的三个顶点A、B、C的距离分别为PA=1,PB=2,PC=3。
求正方形ABCD面积。
3、等腰直角三角形类型在等腰直角三角形ΔABC中,∠C=90°, P为ΔABC内一点,将ΔAPC绕C点按逆时针方向旋转90°,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。
例3如图,在ΔABC中,∠ACB =90°,BC=AC,P为ΔABC内一点,且PA=3,PB=1,PC=2。
求∠BPC的度数。
总结:旋转是几何变换中的基本变换,它一般先对给定的图形或其中一部分,通过旋转,改变位置后得新组合,然后在新的图形中分析有关图形之间的关系,进而揭示条件与结论之间的内在联系,找出证题途径。
初中数学58种模型之25、旋转模型(综合)
八九年级全等与旋转模型归纳考察点1:手拉手模型手拉手模型,亦称为共顶点等腰型,一定会出现旋转型全等。
其衍生模型有等腰对补角模型和等腰旁等角模型模型回顾:一.绕点旋转1.如图,已知△ABC为等边三角形,D是BC下方一点,连AD.若∠BDC=120°,求证:(1)∠ADB=∠ADC=60°(2)DA=DB+DC.2.如图,已知△ABC为等边三角形,D是BC下方一点,连AD.若∠ADB=60°,求证:(1)∠ADC=60°(2)DA=DB+DC.3.如图,已知△ABC,AB=AC,∠ADB=∠ADC=60°,求证:(1)△ABC为等边三角形,(2)DA=DB+DC.考察点2:”脚拉脚”模型。
构造辅助线思路是先中线倍长,再证明旋转全等。
如图AB=AC ,CD=ED ,∠BAC +∠CDE =180°,若P 为BE 中点,求证:P DPA ⊥如图,∠A +∠C=180°,E ,F 分别在BC,CD 上,且AB=BE ,AD=DF ,M 为EF 中点,求证:DM ⊥BMBEF BEF=90G DF EG CG EG=CGABCD Rt ∆∠︒如图,正方形,等腰,。
为中点,连接,,求证:巩固练习如图,已知等边△ABC ,D 是BC 上任意一点,以AD 为边作等边△ADE ,连CE ,求证:(1)CD +CE =AC ,(2)CE 是△ABC 的外角平分线.如图,已知△ABC ,以AB 、AC 为边作正△ABD 和正△ACE ,CD 交BE 于O ,连OA ,求OE OD OC OB OA +++2的值.Rt ABC A=B=60ABC A 060)A'BC',B'C'BC E AC F AEF =______ααα∆∠︒∠︒︒<≤∆∆中,90,,将三角形绕逆时针旋转(到与交于,与交于,当为等腰三角形时,则ABC DEF AB=AC DE=DF BAC=EDF== 6060AB AD ααα∆∆∠∠︒≠=如图,和均为等腰三角形,,,(1)若,求证:AF=AE+AD(2)若,,求证:AF=AE+BC(1)如图1,AB =AC ,D 为BC 上一点,DA =DE ,∠BAC=∠ADE =90°,求∠BCE 的度数.(2)如图2,AB=AC ,D 为BC 上一点,DA =DE ,∠BAC =∠ADE =α°(α<90),求证:AB //CE(3)如图3,若△ABC 和△ADE 都是钝角三角形,那么(2)中结论是否变化?5,如图△ABC和△CDE均为等腰直角三角形,D为AB上一点,若∠ADE=15°,M为BE中点,,试求AC长度。
九年级数学上册第23章季第二十三章《旋转》教材分析(人教版)
第二十三章《旋转》教材分析一、本章知识的地位与作用“图形与变换”是义务教育阶段数学课程中“空间与图形”领域的一个重要内容,在教材中占有重要的地位.与平移、轴对称一样,旋转也是现实生活中广泛存在的现象,是现实世界运动变化的最简洁形式之一,同时旋转变换较之前两种变换理解难度稍大,需要的直观想象和抽象能力更强,所以在教学中应更注重这方面循序渐进的培养。
旋转是工具性的知识,旋转变换在平面几何中有着广泛的应用。
在学习基本图形的旋转的过程中,既是为发现旋转的基本性质做准备,也是为后期旋转的应用做铺垫,所以要调动学生的主观能动性,切忌以大量的练习代替对概念的探究与分析。
旋转本章的教学还可以作为初中全等变换教学的一个总结,可以通过引导学生归纳之前学习的平移、轴对称变换的基本性质来总结几何要素,从而明确研究旋转变换的研究对象。
还可以引申探究三种变换的内部关系以帮助学生对这三种变换有一个统领性的,更深刻的认识。
同时在旋转的学习中,也是为后续圆的学习进行铺垫。
值得注意的是,由于知识水平的限制,对于平移变化,在平面直角坐标系中我们可以进行全方位的研究;对于轴对称变换,课标和考试说明中只要求了横平竖直的对称轴,对关于任意直线的对称只是作为拓展内容;而对于旋转,除了中心对称为课标要求,30°,45°,60°,90°的旋转可转化为几何问题来解决,对于任意角度的旋转往往涉及高中知识太多,在初中解析几何中往往以圆为载体出现。
二、主要内容三、课程学习目标(一) 课标要求1.通过具体实例认识平面图形关于旋转中心的旋转,探索它的基本性质:一个图形和它经过旋转所得到的图形中,对应点到旋转中心的距离相等,两组对应点与旋转中心连线所成的角相等.2.了解中心对称、中心对称图形的概念,探索它的基本性质:成中心对称的两个图形中,对应点的连线经过对称中心,且被对称中心平分.3.探索线段、平行四边形、正多边形、圆的中心对称性质.4.认识并欣赏自然界和现实生活中的中心对称图形.(二) 2019年中考说明要求基本要求:认识平面图形关于旋转中心的旋转;理解旋转的基本性质;了解中心对称、中心对称图形的概念;理解中心对称的基本性质.在平面直角坐标系中,知道已知顶点坐标的多边形,经过中心对称(对称中心)为原点后的对应顶点坐标之间的关系,略高要求:能画出简单平面图形关于给定旋转中心的旋转图形;探索线段、平行四边形、正多边形、圆的中心对称性质;能利用旋转的性质解决有关简单问题.在平面直角坐标系中,能写出已知顶点坐标的多边形,经过中心对称(对称中心为原点后)的图形的顶点坐标.较高要求:运用旋转的有关内容解决有关问题.运用坐标与图形运动的有关内容解决有关问题.(三)教学要求1.基本要求①了解图形的旋转,理解对应点到旋转中心的距离相等、对应点与旋转中心的连线所成角彼此相等(等于旋转角) 的性质;②通过具体实例认识旋转,能依据旋转前后的图形,指出旋转中心和旋转角及旋转前后的对应点;③能够按要求作出简单平面图形旋转后的图形,利用旋转进行简单的图案设计;④通过具体实例认识中心对称,掌握作与已知图形中心对称的图形的方法,并能指出图形的对称中心;⑤了解中心对称图形的概念,能识别中心对称图形.了解线段、平行四边形是中心对称图形,了解中心对称与中心对称图形的区别.⑥了解关于原点对称的点的坐标之间的关系.2.略高要求①探索它们的基本性质,理解对应点到旋转中心的距离相等、对应点与旋转中心连线所成的角彼此相等的性质,旋转前、后的图形全等;②探索中心对称的基本性质,理解对应点所连线段被对称中心平分的性质;③能运用旋转的知识解决简单的计算问题.3.较高要求①能运用旋转的知识进行图案设计;②能综合运用平移、对称、旋转等变换解决相对复杂的问题.四、课时安排本章教学时间约需8课时,具体分配如下(仅供参考) :23.1 图形的旋转2课时23.2 中心对称2课时23.3 课题学习图案设计1课时(补充) 旋转的应用2课时数学活动、小结1课时五、教学重点难点重点: 1.图形旋转的基本性质.2.中心对称的基本性质.3.两个点关于原点对称时,它们坐标之间的关系.难点: 1.图形旋转的基本性质的归纳与运用.2.中心对称的基本性质的归纳与运用.六、具体教学建议1.注重与学生已学的图形变换(平移、轴对称)的联系,类比学习(可以类比定义的要素,探究性质等),所以在本章学习中不妨花费一些时间来复习。
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。
人教版初中数学九年级上册第二十三章:旋转(全章教案)
第二十三章旋转本章的内容包括:图形的旋转的概念与性质,中心对称(图形)的概念及性质,简单的图案设计.教材通过具体事例认识平面图形的旋转,探索旋转的基本性质;能够按要求画出简单平面图形旋转后的图形,欣赏旋转在现实生活中的应用;通过具体实例认识中心对称图形的概念,探索它们的基本性质;探索图形之间的变化关系,会用轴对称、平移、旋转的组合进行图案设计.本章内容是中考的必考内容,主要考查图形的旋转的性质,中心对称(图形)的概念及性质.【本章重点】平面图形的旋转变换和中心对称图形的性质.【本章难点】旋转作图、中心对称、旋转等图形变换的灵活运用.【本章思想方法】1.体会对比数学思想.如:本章中要运用对比法学习图形的旋转,将变化前后的图形互相对比,可以发现旋转前后的图形只存在位置上的不同,从而,由旋转的定义及特征,进一步发展空间观念,提升设计图案能力.2.体会和掌握转化思想.如:在利用旋转的性质进行计算和证明时,利用转化法把求线段的相等转化为关于旋转的性质的问题.3.掌握数形结合思想.如:在解旋转知识与平面直角坐标系等知识的综合题时,利用几何图形将“数”与“形”结合起来,运用数形结合的思想解答.23.1图形的旋转1课时23.2中心对称3课时23.3课题学习图案设计1课时23.1图形的旋转一、基本目标【知识与技能】1.了解旋转及其旋转中心、旋转角、对应点的概念及应用它们解决一些实际问题.2.通过具体实例认识旋转,探索它的基本性质.3.了解图形旋转的特征,并能根据这些特征绘制旋转后的几何图形.【过程与方法】通过具体实例认识平面图形的旋转,通过提问、小组交流等方式探讨旋转的基本性质.【情感态度与价值观】1.通过具体实例认识平面图形的旋转,体会数学知识应用的价值,提高学生学习数学的兴趣.2.了解数学对促进社会进步和发展人类理性精神的作用,培养学生良好的研究问题的习惯,使学生逐步提高自己的数学素养.二、重难点目标【教学重点】旋转及对应点的有关概念及其应用.【教学难点】旋转的基本性质.环节1自学提纲,生成问题【5 min阅读】阅读教材P59~P62的内容,完成下面练习.【3 min反馈】1.观察教材P59“思考”,回答问题.(1)教材上面的情景中的转动现象,有什么共同的特征?解:指针、风车叶片分别绕中间点旋转.(2)钟表的指针、秋千在转动过程中,其形状、大小、位置是否发生变化呢?解:形状、大小不变,位置发生变化.(3)从3时到5时,时针转动了__60__°.(4)风车每片叶轮转到与下一片原来的位置重合时,风车旋转了__60__°。
初中数学竞赛中考讲义之几何三大变换之旋转
第32讲几何三大变换之旋转旋转的性质【例题讲解】例题1.如图所示,将一副三角板的直角顶点重合摆放在桌面上,若145AOD ∠=︒,则BOC ∠=度.【解答】解:由图145AOD ∠=︒ ,1459055AOC AOD COD ∴∠=∠-∠=︒-︒=︒,则905535BOC ∠=︒-︒=度.故答案为:35.例题2.如图,ABC ∆中,90ACB ∠=︒,30A ∠=︒,将ABC ∆绕C 点按逆时针方向旋转α角(090)α︒<<︒得到DEC ∆,设CD 交AB 于F ,连接AD ,当旋转角α度数为,ADF ∆是等腰三角形.旋转中心:O旋转角:∠AOA'=∠BOB'=∠COC'性质:OA=OA'、OB=OB'、OC=OC'旋转中心:B旋转角:∠ABA'=∠CBC'性质:AB=A'B 、CB=C'B 连接AA'、CC'△ABA'∽△CBC',且均为等腰三角形【解答】解:ABC ∆ 绕C 点按逆时针方向旋转α角(090)α︒<<︒得到DEC ∆,DCA α∴∠=,CD CA =,11(180)9022CDA CAD αα∴∠=∠=︒-=︒-,ADF ∆ 是等腰三角形,30DFA α∠=︒+,①CD CA =,则CDA CAD ∠=∠,当FD FA =,则FDA FAD ∠=∠,这不合题意舍去,②当AF AD =,ADF AFD ∴∠=∠,190302αα∴︒-=︒+,解得40α=︒;③当DF DA =,DFA DAF ∴∠=∠,13090302αα∴︒+=︒--︒,解得20α=︒.故答案为40︒或20︒.【旋转60°】得等边例题3.如图,在直角坐标系中,点A 在y 轴上,△AOE 是等边三角形,点P 为x 轴正半轴上任意一点,连接AP ,将线段AP 绕点A 逆时针60°得到线段AQ ,连接QE 并延长交x 轴于点F .(1)问∠QFP 角度是否发生变化,若不变,请说明理由;(2)若AO =,OP =x ,请表示出点Q 的坐标(用含x 的代数式表示)【解答】(1)不变(2)【旋转90°】构造全等例题4.如图,在平面直角坐标系中,点(,)A a b 为第一象限内一点,且a b <.连结OA ,并以点A 为旋转中心把OA 逆时针转90︒后得线段BA .若点A 、B 恰好都在同一反比例函数的图象上,则b a的值等于多少?【解答】解:过A 作AE x ⊥轴,过B 作BD AE ⊥,90OAB ∠=︒ ,90OAE BAD ∴∠+∠=︒,90AOE OAE ∠+∠=︒ ,BAD AOE ∴∠=∠,在AOE ∆和BAD ∆中,90AOE BAD AEO BDA AO BA ∠=∠⎧⎪∠=∠=︒⎨⎪=⎩,()AOE BAD AAS ∴∆≅∆,AE BD b ∴==,OE AD a ==,DE AE AD b a ∴=-=-,OE BD a b +=+,则(,)B a b b a +-;A 与B 都在反比例图象上,得到()()ab a b b a =+-,整理得:22b a ab -=,即2(10b b a a--=, △145=+=,∴152b a ±=, 点(,)A a b 为第一象限内一点,0a ∴>,0b >,则152b a +=.故答案为152+.【旋转180°】由中心对称得平行四边形例题5.如图所示,抛物线2:(0,0)m y ax b a b =+<>与x 轴于点A 、B (点A 在点B 的左侧),与y 轴交于点C .将抛物线m 绕点B 旋转180︒,得到新的抛物线n ,它的顶点为1C ,与x 轴的另一个交点为1A .(1)四边形11AC A C 是什么特殊四边形,请写出结果并说明理由;(2)若四边形11AC A C 为矩形,请求出a ,b 应满足的关系式.【解答】解:(1)当1a =-,1b =时,抛物线m 的解析式为:21y x =-+.令0x =,得:1y =.(0,1)C ∴.令0y =,得:1x =±.(1,0)A ∴-,(1,0)B ,C 与1C 关于点B 中心对称,∴抛物线n 的解析式为:22(2)143y x x x =--=-+;四边形11AC A C 是平行四边形.理由:连接AC ,1AC ,11A C ,C 与1C 、A 与1A 都关于点B 中心对称,1AB BA ∴=,1BC BC =,∴四边形11AC A C 是平行四边形.(2)令0x =,得:y b =.(0,)C b ∴.令0y =,得:20ax b +=,∴x =∴(A B ,∴AB BC ===.要使平行四边形11AC A C 是矩形,必须满足AB BC =,∴=,∴24(b b b a a⨯-=-,3ab ∴=-.a ∴,b 应满足关系式3ab =-.例题6.如图1,抛物线23y ax ax b =-+经过(1,0)A -,(3,2)C 两点,与y 轴交于点D ,与x 轴交于另一点B .(1)求此抛物线的解析式;(2)如图2,过点(1,1)E -作EF x ⊥轴于点F ,将AEF ∆绕平面内某点旋转180︒后得MNQ ∆(点M ,N ,Q 分别与点A ,E ,F 对应),使点M ,N 在抛物线上,求点M ,N 的坐标.【解答】解:(1) 抛物线23y ax ax b =-+过(1,0)A -、(3,2)C ,03a a b ∴=++,299a a b =-+.解得12a =-,2b =,∴抛物线解析式213222y x x =-++.(2)如图2,由题意知,AEF ∆ 绕平面内某点旋转180︒后得MNQ ∆,∴设绕点I 旋转,联结AI ,NI ,MI ,EI ,AI MI = ,NI EI =,∴四边形AEMN 为平行四边形,//AN EM ∴且AN EM =.(1,1)E - 、(1,0)A -,∴设(,)M m n ,则(2,1)N m n -+M 、N 在抛物线上,213222n m m ∴=-++,2131(2)(2)222n m m +=--+-+,解得3m =,2n =.(3,2)M ∴,(1,3)N .【旋转过后落点问题】例题7.如图,Rt ABC ∆中,已知90C ∠=︒,48B ∠=︒,点D 在边BC 上,2BD CD =,把Rt ABC ∆绕点D 逆时针旋转(0180)m m ︒<<︒度后,如果点B 恰好落在初始Rt ABC ∆的边上,那么m =.【解答】解:当旋转后点B 的对应点B '落在AB 边上,如图1,Rt ABC ∆ 绕点D 逆时针旋转(0180)m m ︒<<︒度得到Rt △A B C ''',DB DB ∴'=,B DB m ∠'=,48DB B B ∴∠'=∠=︒,18084B DB DB B B ∴∠'=︒-∠'-∠=︒,即84m =︒;当点B 的对应点B '落在AB 边上,如图2,Rt ABC ∆ 绕点D 逆时针旋转(0180)m m ︒<<︒度得到Rt △A B C ''',DB DB ∴'=,B DB m ∠'=,2BD CD = ,2DB CD ∴'=,90C ∠=︒ ,30CB D ∴∠'=︒,60CDB ∴∠'=︒,18060120B DB ∴∠'=︒-︒=︒,即120m =︒,综上所述,m 的值为84︒或120︒.故答案为84︒或120︒.例题8.如图,在Rt ACB ∆中,90ACB ∠=︒,点O 在AB 上,且6CA CO ==,1cos 3CAB ∠=,若将ACB ∆绕点A 顺时针旋转得到Rt △AC B '',且C '落在CO 的延长线上,连接BB '交CO 的延长线于点F ,则BF =.【解答】解:过C 作CD AB ⊥于点D ,CA CO = ,AD DO ∴=,在Rt ACB ∆中,16cos 3AC CAB AB AB∠===,318AB AC ∴==,在Rt ADC ∆中:1cos 3AD CAB AC ∠==,123AD AC ∴==,24AO AD ∴==,18414BO AB AO ∴=-=-=,△AC B ''是由ACB ∆旋转得到,AC AC ∴=',AB AB =',CAC BAB ∠'=∠',1(180)2ACC CAC ∠'=︒-∠' ,1(180)2ABB BAB ∠'=︒-∠',ABB ACC ∴∠'=∠',∴在CAO ∆和BFO ∆中,BFO CAO ∠=∠,CA CO = ,COA CAO ∴∠=∠,又COA BOF ∠=∠ (对顶角相等),BOF BFO ∴∠=∠,14BF BO ∴==.故答案为:14.例题9.在平面直角坐标系xOy 中,抛物线26(0)y mx mx n m =++>与x 轴交于A ,B 两点(点A 在点B 左侧),顶点为C ,抛物线与y 轴交于点D ,直线BC 交y 轴于E ,且ABC ∆与AEC ∆这两个三角形的面积之比为2:3.(1)求点A 的坐标;(2)将ACO ∆绕点C 顺时针旋转一定角度后,点A 与B 重合,此时点O 的对应点O '恰好也在y 轴上,求抛物线的解析式.【解答】解:(1)如图1,抛物线26(0)y mx mx n m =++>∴对称轴3x =-,当:2:3ABC AEC S S ∆∆=时,:2:1ABC AEB S S ∆∆∴=,过点C 作CF x ⊥轴于F ,:2:1CF OE ∴=易知,BFC BOE ∆∆∽,::2:1BF OB CF OE ∴==,1OB ∴=,2BF =,5OA ∴=,(5,0)A ∴-,(1,0)B -;(2)(1,0)B - ,06m m n ∴=-+,5n m ∴=,(3,4)C m ∴--,如图2,作CF AB ⊥于F ,CP OD ⊥于P ,则四边形CFOP 是矩形,4OP CF m ∴==,3CP OF ==,OP O P '=,28OO OP m'∴==由旋转知,5OA BO '==,在Rt BOO '∆中,1OB =,根据勾股定理得,2285126m =-=,64m ∴=263656424y x x ∴=++【旋转+“恰好”问题】例题10.如图,在直角坐标系中,直线4y =+分别与x 轴、y 轴交于点M 、N ,点A 、B 分别在y 轴、x 轴上,且30B ∠=︒,4AB =,将ABO ∆绕原点O 顺时针转动一周,当AB 与直线MN 平行时点A 的坐标.【另外再可思考,当“AB 所在直线与MN 垂直时点A 的坐标”】【解答】解:①4AB = ,30ABO ∠=︒,122OA AB ∴==,903060BAO ∠=︒-︒=︒,120OAD ∴∠=︒,直线MN 的解析式为43y x =-+,30NMO ∴∠=︒,//AB MN ,30ADO NMD ∴∠=∠=︒,30AOC ∴∠=︒,112AC OA ∴==,OC ∴==∴点A 的坐标为,1);② 图②中的点A 与图①中的点A 关于原点对称,∴点A 的坐标为:(,1)-,故答案为:,1)、(1)-.例题11.在平面直角坐标系中,已知O 为坐标原点,点(3,0)A ,(0,4)B ,以点A 为旋转中心,把ABO ∆顺时针旋转,得ACD ∆.记旋转角为α.ABO ∠为β.(Ⅰ)如图①,当旋转后点D 恰好落在AB 边上时,求点D 的坐标;(Ⅱ)如图②,当旋转后满足//BC x 轴时,求α与β之间的数量关系:(Ⅲ)当旋转后满足AOD β∠=时,求直线CD 的解析式(直接写出结果即可).【解答】解:(1) 点(3,0)A ,(0,4)B ,得3OA =,4OB =,∴在Rt AOB ∆中,由勾股定理,得225AB OA OB =+=,根据题意,有3DA OA ==.如图①,过点D 作DM x ⊥轴于点M ,则//MD OB ,ADM ABO ∴∆∆∽.有AD AM DM AB AO BO==,得39355AD AM AO AB ==⨯= ,65OM ∴=,∴125MD =,∴点D 的坐标为6(5,12)5.(2)如图②,由已知,得CAB α∠=,AC AB =,ABC ACB ∴∠=∠,∴在ABC ∆中,1802ABC α∴=︒-∠,//BC x 轴,得90OBC ∠=︒,9090ABC ABO β∴∠=︒-∠=︒-,2αβ∴=;(3)若顺时针旋转,如图,过点D 作DE OA ⊥于E ,过点C 作CF OA ⊥于F ,AOD ABO β∠=∠= ,3tan 4DE AOD OE ∴∠==,设3DE x =,4OE x =,则43AE x =-,在Rt ADE ∆中,222AD AE DE =+,2299(43)x x ∴=+-,2425x ∴=,96(25D ∴,72)25,∴直线AD 的解析式为:247277y x =-, 直线CD 与直线AD 垂直,且过点D ,∴设724y x b =-+,把96(25D ,72)25代入得,72796252425b =-⨯+,解得4b =,互相垂直的两条直线的斜率的积等于1-,∴直线CD 的解析式为7424y x =-+.同理可得直线CD的另一个解析式为7424y x=-.【巩固练习】1.如图,在等边ABC ∆中,D 是边AC 上一点,连接BD .将BCD ∆绕点B 逆时针旋转60︒得到BAE ∆,连接ED .若10BC =,9BD =,则AED ∆的周长是.2.如图一段抛物线:(3)(03)y x x x =--,记为1C ,它与x 轴交于点O 和1A ;将1C 绕1A 旋转180︒得到2C ,交x 轴于2A ;将2C 绕2A 旋转180︒得到3C ,交x 轴于3A ,如此进行下去,直至得到10C ,若点(28,)P m 在第10段抛物线10C 上,则m 的值为.3.如图,Rt ABC ∆中,90C ∠=︒,30ABC ∠=︒,2AC =,ABC ∆绕点C 顺时针旋转得△11A B C ,当1A 落在AB 边上时,连接1B B ,取1BB 的中点D ,连接1A D ,则1A D 的长度是.4.如图,AOB ∆中,90AOB ∠=︒,3AO =,6BO =,AOB ∆绕点O 逆时针旋转到△A OB ''处,此时线段A B ''与BO 的交点E 为BO 的中点,求线段B E '的值.5.如图,在直角坐标系中,直线14:83l y x =+与y 轴交于点A ,与x 轴交于点B ,将直线1l 绕着点A 顺时针旋转45︒得到2l .求2l 的函数表达式.6.如图,四边形ABCO 是平行四边形,2OA =,6AB =,点C 在x 轴的负半轴上,将ABCO 绕点A 逆时针旋转得到ADEF ,AD 经过点O ,点F 恰好落在x 轴的正半轴上,若点D 在反比例函数(0)k y x x =<的图象上,则k 的值为.7.在平面直角坐标系中,O 为坐标原点,点A 的坐标为(8,0)-,直线BC 经过点(8,6)B -,(0,6)C ,将四边形OABC 绕点O 按顺时针方向旋转a 度得到四边形OA B C ''',此时直线OA '、直线B C ''分别与直线BC 相交于点P 、Q .在四边形OABC 旋转过程中,若使12BP BQ =?则点P 的坐标为.8.如图,在BDE ∆中,90BDE ∠=︒,BD =,点D 的坐标为(5,0),15BDO ∠=︒,将BDE∆旋转到ABC ∆的位置,点C 在BD 上,则旋转中心的坐标为.9.已知正方形ABCD 的边长为5,E 在BC 边上运动,DE 的中点G ,EG 绕E 顺时针旋转90︒得EF ,问CE =时,A 、C 、F 在一条直线上.10.如图,一次函数1(0)2y x m m =-+>的图象与x 轴、y 轴分别交于点A 、B ,点C 在线段OA 上,点C 的横坐标为n ,点D 在线段AB 上,且2AD BD =,将ACD ∆绕点D 旋转180︒后得到△11A C D .(1)若点1C 恰好落在y 轴上,试求n m的值;(2)当4n =时,若△11A C D 被y 轴分得两部分图形的面积比为3:5,求该一次函数的解析式.11.在ABC ∆中,5AB AC ==,3cos 5ABC ∠=,将ABC ∆绕点C 顺时针旋转,得到△11A B C .(1)如图①,当点1B 在线段BA 延长线上时.①求证:11//BB CA ;②求△1AB C 的面积;(2)如图②,点E 是BC 边的中点,点F 为线段AB 上的动点,在ABC 绕点C 顺时针旋转过程中,点F 的对应点是1F ,求线段1EF 长度的最大值与最小值的差.12.如图(1),在ABC=,动点P在线段AC上以5/cm s的速度从=,3BC cmAB cmC∆中,90∠=︒,5点A运动到点C,过点P作PD AB',设点P的⊥于点D,将APD∆绕PD的中点旋转180︒得到△A DP 运动时间为()x s.(1)当点A'落在边BC上时,求x的值;(2)在动点P从点A运动到点C过程中,当x为何值时,△A BC'是以A B'为腰的等腰三角形;(3)如图(2),另有一动点Q与点P同时出发,在线段BC上以5/cm s的速度从点B运动到点C,过点Q 作QE AB⊥于点E,将BQE',连结A B'',当直线A B''与ABC∆绕QE的中点旋转180︒得到△B EQ∆的一边垂直时,求线段A B''的长.13.如图,(0,2)A ,(1,0)B ,点C 为线段AB 的中点,将线段BA 绕点B 按顺时针方向旋转90︒得到线段BD ,抛物线2(0)y ax bx c a =++≠经过点D .(1)若该抛物线经过原点O ,且13a =-,求该抛物线的解析式;(2)在(1)的条件下,点(,)P m n 在抛物线上,且POB ∠锐角,满足90POB BCD ∠+∠<︒,求m 的取值范围.14.如图1,抛物线210y ax ax c =-+经过ABC ∆的三个顶点,已知//BC x 轴,点A 在x 轴上,点C 在y 轴上35OA BC =,且AC BC =.(1)求抛物线的解析式;(2)如图2,将AOC ∆沿x 轴对折得到1AOC ∆,再将1AOC ∆绕平面内某点旋转180︒后得△112(A O C A ,O ,1C 分别与点1A ,1O ,2C 对应)使点1A 、2C 在抛物线_P 上,求点1A 、2C 的坐标;15.点P为图①中抛物线22m>上任一点,将抛物线绕顶点G逆时针旋转90︒=-+为常数,0)y x mx m m2(后得到的新图象与y轴交于A、B两点(点A在点B的上方),点Q为点P旋转后的对应点.(1)若点Q的坐标为(-,求该抛物线的函数关系式;(2)如图②,若原抛物线恰好也经过A点,点Q在第一象限内,是否存在这样的点P使得AGQ∆是以AG 为底的等腰三角形?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.参考答案1.【解答】解:ABC ∆ 是等边三角形,10AC AB BC ∴===,BAE ∆ 由BCD ∆逆时针旋旋转60︒得出,AE CD ∴=,BD BE =,60EBD ∠=︒,10AE AD AD CD AC ∴+=+==,60EBD ∠=︒ ,BE BD =,BDE ∴∆是等边三角形,9DE BD ∴==,AED ∴∆的周长19AE AD DE AC BD =++=+=.故答案为:19.2.【解答】解:令0y =,则(3)0x x --=,解得10x =,23x =,1(3,0)A ∴,由图可知,抛物线10C 在x 轴下方,相当于抛物线1C 向右平移3927⨯=个单位,再沿x 轴翻折得到,∴抛物线10C 的解析式为(27)(273)(27)(30)y x x x x =---=--,(28,)P m 在第10段抛物线10C 上,(2827)(2830)2m ∴=--=-.3.【解答】解:90ACB ∠=︒ ,30ABC ∠=︒,2AC =,9060A ABC ∴∠=︒-∠=︒,4AB =,BC =,1CA CA = ,1ACA ∴∆是等边三角形,112AA AC BA ===,1160BCB ACA ∴∠=∠=︒,1CB CB = ,1BCB ∴∆是等边三角形,1BB ∴=,12BA =,1190A BB ∠=︒,1BD DB ∴==,1A D ∴==,.4.【解答】解:90AOB ∠=︒ ,3AO =,6BO =,AB ∴==AOB ∆ 绕顶点O 逆时针旋转到△A OB ''处,3AO A O ∴='=,A B AB ''==,点E 为BO 的中点,116322OE BO ∴==⨯=,OE A O ∴=',过点O 作OF A B ⊥''于F ,1362A OB S OF ''=⨯=⨯⨯ ,解得655OF =,在Rt EOF ∆中,5EF ==,OE A O =' ,OF A B ⊥'',22A E EF ∴'==(等腰三角形三线合一),B E A B A E ∴'=''-'=5.【解答】解: 直线483y x =+与y 轴交于点A ,与x 轴交于点B ,(0,8)A ∴、(6,0)B -,如图2,过点B 做BC AB ⊥交直线2l 于点C ,过点C 作CD x ⊥轴,在BDC ∆和AOB ∆中,CBD BAO CDB AOB BC BA ∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩()BDC AOB AAS ∴∆≅∆,6CD BO ∴==,8BD AO ==,6814OD OB BD ∴=+=+=,C ∴点坐标为(14,6)-,设2l 的解析式为y kx b =+,将A ,C 点坐标代入,得1468k b b -+=⎧⎨=⎩,解得178k b ⎧=⎪⎨⎪=⎩,2l ∴的函数表达式为187y x =+;6.【解答】解:如图所示:过点D 作DM x ⊥轴于点M ,由题意可得:BAO OAF ∠=∠,AO AF =,//AB OC ,则BAO AOF AFO OAF ∠=∠=∠=∠,故60AOF DOM ∠=︒=∠,624OD AD OA AB OA =-=-=-= ,2MO ∴=,MD =,(2,D ∴--,2(k ∴=-⨯-=.故答案为:.7.【解答】解:存在这样的点P 和点Q ,使12BP BQ =.理由如下:过点Q 画QH OA ⊥'于H ,连接OQ ,则QH OC OC ='=,12POQ S PQ OC ∆= ,12POQ S OP QH ∆= ,PQ OP ∴=.设BP x =,12BP BQ =,2BQ x ∴=,如图4,当点P 在点B 左侧时,3OP PQ BQ BP x ==+=,在Rt PCO ∆中,222(8)6(3)x x ++=,解得13612x =+,23612x =-,(不符实际,舍去).3692PC BC BP ∴=+=+,1(92P ∴--,6),如图5,当点P 在点B 右侧时,OP PQ BQ BP x ∴==-=,8PC x =-.在Rt PCO ∆中,222(8)6x x -+=,解得254x =,257844PC BC BP ∴=-=-=,27(4P ∴-,6),综上可知,存在点136(92P --,6),27(4P -,6)使12BP BQ =.8.【解答】解:如图,AB 与BD 的垂直平分线的交点即为旋转中心P ,连接PD ,过P 作PF x ⊥轴于F .点C 在BD 上,∴点P 到AB 、BD 的距离相等,都是12BD ,即12⨯=45PDB ∴∠=︒,4PD ==,15BDO ∠=︒ ,451560PDO ∴∠=︒+︒=︒,30DPF ∴∠=︒,114222DF PD ∴==⨯=, 点D 的坐标是(5,0),523OF OD DF ∴=-=-=,由勾股定理得,PF ===∴旋转中心的坐标为(3,.故答案为:(3,.9.【解答】解:过F 作FN BC ⊥,交BC 延长线于N 点,连接AC ,90DCE ENF ∠=∠=︒ ,90DEC NEF ∠+∠=︒,90NEF EFN ∠+∠=︒,DEC EFN ∴∠=∠,Rt FNE Rt ECD ∴∆∆∽,DE 的中点G ,EG 绕E 顺时针旋转90︒得EF ,:2:1DE EF ∴=,:::2:1CE FN DE EF DC NE ∴===,2CE NF ∴=,1522NE CD ==.45ACB ∠=︒ ,∴当45NCF ∠=︒时,A 、C 、F 在一条直线上.则CNF ∆是等腰直角三角形,CN NF ∴=,2CE CN ∴=,22553323CE NE ∴==⨯=.53CE ∴=时,A 、C 、F 在一条直线上.故答案为:53.10.【解答】解:(1)由题意,得(0,)B m ,(2,0)A m ,如图,过点D 作x 轴的垂线,交x 轴于点E ,交直线11A C 于点F ,易知:23DE m =,2(3D m ,2)3m ,14(3C m n -,4)3m ,∴403m n -=,∴43n m =;(2)由(1)得,当3m >时,点1C 在y 轴右侧;当23m <<时,点1C 在y 轴左侧.①当3m >时,设11A C 与y 轴交于点P ,连接1C B ,由△11A C D 被y 轴分得两部分图形的面积比为3:5,S ∴△1:BA P S △13:1BC P =,11:3A P C P ∴=,∴,185m ∴=,11825y x ∴=-+;②当23m <<时,同理可得:11827y x =-+;综上所述,11827y x =-+或11825y x =-+.11.【解答】解:(1)①证明:AB AC = ,1B C BC =,1AB C B ∴∠=∠,B ACB ∠=∠,1AB C ACB ∠=∠ (旋转角相等),111B CA AB C ∴∠=∠,11//BB CA ∴;②过A 作AF BC ⊥于F ,过C 作CE AB ⊥于E ,如图①:AB AC = ,AF BC ⊥,BF CF ∴=,3cos 5ABC ∠=,5AB =,3BF ∴=,6BC ∴=,16B C BC ∴==,1318655BE B E ∴==⨯=,1365BB ∴=,424655CE =⨯=,13611555AB ∴=-=,∴△1AB C 的面积为:1112413225525⨯⨯=;(2)如图2,过C 作CF AB ⊥于F ,以C 为圆心CF 为半径画圆交BC 于1F ,1EF 有最小值,此时在Rt BFC ∆中,245CF =,1245CF ∴=,1EF ∴的最小值为249355-=;如图,以C 为圆心BC 为半径画圆交BC 的延长线于1F ,1EF 有最大值;此时11369EF EC CF =+=+=,∴线段1EF 的最大值与最小值的差为936955-=.12.【解答】解:(1)如图1, 在ABC ∆中,90C ∠=︒,5AB cm =,3BC cm =,4AC cm ∴=,当点A '落在边BC 上时,由题意得,四边形APA D '为平行四边形,PD AB ⊥ ,90ADP C ∴∠=∠=︒,APD ABC ∴∆∆∽,5AP x = ,4A P AD x ∴'==,45PC x =-,A PD ADP ∠'=∠ ,//A P AB ∴',∴△A PC ABC '∆∽,∴PC A P AC AB '=,即45445x x -=,解得:2041x =,∴当点A '落在边BC 上时,2041x =;(2)当A B BC '=时,222(58)(3)3x x -+=,解得:4012373x ±=.45x ,∴4073x -=;当A B A C '='时,58x =.(3)Ⅰ、当A B AB ''⊥时,如图6,DH PA AD '∴==,HE B Q EB ='=,2224235AB AD EB x x =+=⨯+⨯= ,514x ∴=,514A B QE PD x ∴''=-==;Ⅱ、当A B BC ''⊥时,如图7,5B E x ∴'=,57DE x =-,53cos 575x B x ∴==-,1546x ∴=,2523A B B D A D ∴''='-'=;Ⅲ、当A B AC ''⊥时,如图8,由(1)有,2041x =,12sin 41A B PA A ∴''='=;当A B AB ''⊥时,514x =,514A B ''=;当A B BC ''⊥时,1546x =,2546A B ''=;当A B AC ''⊥时,2053x =,2553A B ''=.13.【解答】解:(1)过点D 作DF x ⊥轴,垂足为F .90ABD ∠=︒ ,90DBF ABO ∴∠+∠=︒.又90OAB ABO ∠+∠=︒ ,DBF OAB ∴∠=∠.由旋转的性质可知AB BD =.在AOB ∆和BFD ∆中DBF OAB AOB BFD AB BD ∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,AOB BFD ∴∆≅∆.1DF OB ∴==,2AO BF ==.(3,1)D ∴.把点D 和点O 的坐标代入213y x bx c =-++得:1300b c c -++=⎧⎨=⎩,解得:43b =,0c =.∴抛物线的解析式为21433y x x =-+.(2)如图2所示:点(0,2)A ,(1,0)B ,C 为线段AB 的中点,1(2C ∴,1).C 、D 两点的纵坐标为1,//CD x ∴轴.BCD ABD ∴∠=∠.∴当POB BAO ∠=∠时,恰好90POB BCD ∠+∠=︒.设点P 的坐标为214(,)33m m m -+.当点P 在x 轴上且POB BAO ∠=∠时,则1tan tan 2POB BAO ∠=∠=,即2141332m m m -+=,解得:52m =或0m =(舍去).当点P 位于x 轴的下方,点P '处时,且POB BAO ∠=∠时,则1tan tan 2POB BAO ∠=∠=,即2141332m m m -=,解得:112m =或0m =(舍去).POB ∠ 为锐角,4m ∴≠.由图形可知:当点P 在抛物线上P 与P '之间移动时,90POB BCD ∠+∠<︒.m ∴的取值范围是:51122m <<且4m ≠.14.【解答】解:(1)35OA BC = ,AC BC =∴设3OA k =,5(0)AC BC k k ==>4OC k∴= 当0x =时,210y ax ax c c=-+=(0,)C c ∴,即4OC c k==4c k ∴=3(4c A ∴-,50)(4c B ,)c 抛物线经过点A 、B ∴2233()10()04455(1044c c a a c c c a a c c ⎧---+=⎪⎪⎨⎪-+=⎪⎩解得:1128a c ⎧=-⎪⎨⎪=⎩∴抛物线解析式为:2158126y x x =-++(2)如图1,1AOC ∆旋转后得到△112A O C 的位置如图所示116O A OA ∴==,128O C OC ==,11//O A x 轴,12O C x ⊥轴设2C 坐标为215(,8)126t t t -++,则2115(6,)126A t t t +-+221515(6)(6)8126126t t t t ∴-++++=-+解得:10t =1A ∴坐标为(16,0),2C 坐标为(10,8).15.【解答】解:(1) 对于222y x mx m =-+,当0y =时,x m =,OG m ∴=,点Q 为点P 绕顶点G 逆时针旋转90︒后的对应点,P m ∴,2)m +,把P m +,2)m +代入222y x mx m =-+中,得222)2)m m m m m +=-+,4m ∴=,∴该抛物线的函数关系式为;2816y x x =-+;(2)存在,点Q 在第一象限内,AQ GQ =,如图2中,由题意可知OA OG =,∴m =,1m ∴=,∴点(0,1)A ,点A 的对应点(2,1)C ,(1,0)G ,∴直线CG 解析式为1y x =-,线段CG 的中垂线MN 解析式为2y x =-+,由2221y x y x x =-+⎧⎨=-+⎩解得15232x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩或15232x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩, 点P 在第一象限,∴点P坐标1(2+,32-.。
中考复习专题——《旋转》导学案
中考数学专题复习——《图形的旋转》导学案一:初中数学旋转的基础知识1.从旋转视觉:看待初中一些几何图形点绕点的旋转构图【圆】:线段绕点的旋转【扇形】射线绕端点旋转【角】绕两条线段的中点旋转【分等长的线段和不等长的线段】不等长的线段等长的线段平行四边形ABCD 菱形ABCD 矩形ABCD 正方形ABCD2.从这个角度看:旋转涉及的计算,点运动的距离,【在周边地市数序中考题中】出现在填空题中;以实际为背景的题型:像小汽车的雨刮器【实质是线段绕点---这个点在线段中点】找到经过旋转的全等三角形,完成图形转化;在初中阶段:旋转的核心是旋转角的变化,由于受初中关于角度的限制0°<α<180°;初中三角函数又限于0°<α<90°,所以,凡是落实到旋转的大题,最终落实到30°、45°、60°,且初中数学的几何计算最终转化到直角三角形【一般作垂线】中,勾股定理及两个特殊直角三角形三边比例关系在实际解题中显得尤为重要!同时,宜昌市数学中考中,三角形、矩形、正方形的旋转,前些年融入24题函数题:以几何入门类型,近几年成为23题几何大题的基本题型.3.格点图形中的旋转:经过初中3年学习,你会发现很多知识学习后,一定会出现“格点图形”中应用相关知识:其实质就是介于函数之间的一种表达方式,核心就是几何图形在函数中的应用。
应用解析【2019年秋季宜都市期末测试5题3分】下面是太极八卦图,对其对称性的表述正确的是( ).A.轴对称图形B.中心对称图形C.既是轴对称图形又是中心对称图形D.既不是轴对称图形又不是中心对称图形【评析:选 B. 好多学生出现错误在于执着于颜色是否重合而陷入误区,忽视图形对称判断的核心】【2019年秋季宜都市期末测试17题6分:旋转的格点图形应用于计算】如图,△ABC的顶点在网格格点处,画出△ABC绕坐标原点O顺时针旋转90°得到的△DEF,其中点A的对应点为点D,点B的对应点为点E,点C的对应点为点F,并求点C旋转经过的路径长.【解析;有些学生的错误在于:点C的运动轨迹理解成了线段CF,从测试评析中发现这种错误具有代表性,而C点的运动轨迹是以O为圆心、以OC的长为半径,圆心角为90°的长度】【2019年秋季宜都市期末测试23题】(11分)矩形ABCD中,边AB绕矩形外一点O 逆时针旋转,旋转角为α,使B点的对应点E落在射线BA上,A点的对应点F落在DA 的延长线上.(1)如图1,若连接OB,OE,OA,OF,则∠AOF与∠BOE的大小关系为:______________;(2)如图2,当点E位于线段AB上时,求证:∠AEF=α;(3)如图3,当点E位于线段BA的延长线上时,α=120°,且AC∥BO,求四边形OAEF 与矩形ABCD的面积比.xy–5–4–3–2–112345–5–4–3–2–112345ABCO(第17题)解(1)∠AOF=∠BOE;……………………………………………………………………1 分 (2)先证明△BOA≌△EOF,得到∠BAO=∠EFO,加上对顶角相等, 得∠AEF=∠AOF=α; …………………………………………4 分 (3) ∵∠BOE=∠AOF=α=120°∴∠EBO=∠BEO=30°,∠OAF=∠OFA=30°∴∠BAO=60°,进而∠AOB=90°,∠AOE=30°……………………………………………5 分 设 AE=AO=a ,则 AB=2AO=2a ,BE=3a∵AC∥BO ∴∠CAB=∠EBO=30° ∴BC=332a∴S 矩形ABCD =332a ×2a = 3342a …………………………7 分∵△BOA≌△EOF ∴S 四边形OAEF=S△BOE过点 O 作 OG⊥BE 于点 G ,BG=23a ,∠EBO=30° ∴OG=23a∴S△BOE=433323212a a a =⨯⨯………………………10 分∴四边形 OAEF 与矩形 ABCD 的面积比为: 169……11 分 【中考习题集锦】 1.【2007年宜昌第4题3分】下列图案中既是轴对称图形又是中心对称图形的是( ).(A) (B) (C) (D)2. 【2007年宜昌第9题3分】如图,将三角尺ABC (其中∠ABC =60°,∠C =90°)绕B 点按顺时针方向转动一个角度到A 1BC 1的位置,使得点A ,B ,C 1在同一条直线上,那么这个角度等于( ).A .120°B .90°C .60°D .30°3. 【2009年宜昌第8题3分】如图,由“基本图案”正方形ABCO 绕O 点顺时针旋转90°后的图形是 ( ).基本图案(第8题) A . B . C . D . 4. 【2010年宜昌第14题3分】.如图,在方格纸上△DEF 是由△ABC 绕定点P 顺时针旋转得到的。
中考复习之二次函数中问题综合-几何旋转问题[1]
最短距离问题分析最值问题是初中数学的重要内容,也是一类综合性较强的问题,它贯穿初中数学的始终,是中考的热点问题,它主要考察学生对平时所学的内容综合运用,无论是代数问题还是几何问题都有最值问题,在中考压轴题中出现比较高的主要有利用重要的几何结论(如两点之间线段最短、三角形两边之和大于第三边、两边之差小于第三边、垂线段最短等)。
利用一次函数和二次函数的性质求最值。
一、“最值”问题大都归于两类基本模型:Ⅰ、归于函数模型:即利用一次函数的增减性和二次函数的对称性及增减性,确定某范围内函数的最大或最小值Ⅱ、归于几何模型,这类模型又分为两种情况:(1)归于“两点之间的连线中,线段最短”。
凡属于求“变动的两线段之和的最小值”时,大都应用这一模型。
(2)归于“三角形两边之差小于第三边”凡属于求“变动的两线段之差的最大值”时,大都应用这一模型。
一)、已知两个定点:1、在一条直线m上,求一点P,使PA+PB最小;(1)点A、B在直线m两侧:(2)点A、B在直线同侧:A、A’是关于直线m的对称点。
2、在直线m、n上分别找两点P、Q,使PA+PQ+QB最小。
(1)两个点都在直线外侧:mmABmAB mnmn(2)一个点在内侧,一个点在外侧:(3)两个点都在内侧:(4)、台球两次碰壁模型变式一:已知点A 、B 位于直线m,n 的内侧,在直线n 、m 分别上求点D 、E 点,使得围成的四边形ADEB 周长最短.变式二:已知点A 位于直线m,n 的内侧, 在直线m 、n 分别上求点P 、Q 点PA+PQ+QA 周长最短.二)、一个动点,一个定点:n mAnnnm(一)动点在直线上运动:点B 在直线n 上运动,在直线m 上找一点P ,使PA+PB 最小(在图中画出点P 和点B ) 1、两点在直线两侧:2、两点在直线同侧:(二)动点在圆上运动点B 在⊙O 上运动,在直线m 上找一点P ,使PA+PB 最小(在图中画出点P 和点B ) 1、点与圆在直线两侧:2、点与圆在直线同侧:m n Am nm nmmmmA m(1)点A 、B 在直线m 同侧:(2)点A 、B 在直线m 异侧:过B 作关于直线m 的对称点B ’,连接AB ’交点直线m 于P,此时PB=PB ’,PA-PB 最大值为AB ’如图1,正方形ABCD 的边长为2,E 为AB 的中点, P 是AC 上一动点.连结BD ,由正方形对称性可知, B 与D 关于直线AC 对称.连结ED 交AC 于P ,则 PB PE +的最小值是___________;2.如图所示,正方形ABCD 的面积为12,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 .B .C .3 DBAm A B E CBD 图1A D EPB C二次函数常见压轴y=322--x x (以下几种分类的函数解析式就是这个)和最小,差最大 在对称轴上找一点P ,使得PB+PC 的和最小,求出P 点坐标在对称轴上找一点P ,使得PB-PC 的差最大,求出P 点坐标求面积最大 连接AC,在第四象限找一点P ,使得ACP ∆面积最大,求出P 坐标讨论直角三角连接AC,在对称轴上找一点P ,使得ACP ∆为直角三角形,求出P 坐标 或者在抛物线上求点P ,使△ACP 是以AC 为直角边的直角三角形.因动点产生的三角形相似问题例1.(2013•南平)如图,已知点A(0,4),B(2,0).(1)求直线AB的函数解析式;(2)已知点M是线段AB上一动点(不与点A、B重合),以M为顶点的抛物线y=(x﹣m)2+n与线段OA交于点C.①求线段AC的长;(用含m的式子表示)②是否存在某一时刻,使得△ACM与△AMO相似?若存在,求出此时m的值.例2.如图,直线3y x=-+与x轴,y轴分别相交于点B,点C,经过B C,两点的抛物线2y ax bx c=++与x轴的另一交点为A,顶点为P,且对称轴是直线2x=.(1)求A点的坐标;(2)求该抛物线的函数表达式;(3)连结AC.请问在x轴上是否存在点Q,使得以点P B Q,,为顶点的三角形与ABC△相似,若存在,请求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.练习:如图,在直角坐标系中,O为原点,抛物线23y x bx=++与x轴的负半轴交于点A,与y轴的正半轴交于点B,tan∠ACO=31.(1)求抛物线的解析式;(2)若直线:(0)l y kx k=≠与线段BC交于点D(不与点B C,重合),则是否存在这样的直线l,使得以B O D,,为顶点的三角形与BAC△相似?若存在,求出该直线的函数表达式及点D的坐标;若不存在,请说明理由.A BCPOxy2x=AOBCxy和最小差最大如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的顶点为(1,4),交x轴于A、B,交y轴于D,其中B点的坐标为(3,0)(1)求抛物线的解析式(2)如图14,过点A的直线与抛物线交于点E,交y轴于点F,其中E点的横坐标为2,若直线PQ为抛物线的对称轴,点G为PQ上一动点,则x轴上是否存在一点H,使D、G、F、H四点围成的四边形周长最小.若存在,求出这个最小值及G、H的坐标;若不存在,请说明理由.(3)如图15,抛物线上是否存在一点T,过点T作x的垂线,垂足为M,过点M作直线M N∥BD,交线段AD 于点N,连接MD,使△DNM∽△BMD,若存在,求出点T的坐标;若不存在,说明理由.面积问题:例题1:如图,在平面直角坐标系中,点A、C的坐标分别为(-1,0)、(0,3-),点B在x轴上.已知某二次函数的图象经过A、B、C三点,且它的对称轴为直线x=1,点P为直线BC下方的二次函数图象上的一个动点(点P与B、C不重合),过点P作y轴的平行线交BC于点F.(1)求该二次函数的解析式;(2)若设点P的横坐标为m,试用含m的代数式表示线段PF的长;(3)求△PBC面积的最大值,并求此时点P的坐标.yxBA FPx=1CO例题2:在平面直角坐标系中,已知抛物线经过A (-4,0),B (0,-4),C (2,0)三点. (1)求抛物线的解析式;(2)若点M 为第三象限内抛物线上一动点,点M 的横坐标为m ,△AMB 的面积为S .求S 关于m 的函数关系式,并求出S 的最大值.(3)若点P 是抛物线上的动点,点Q 是直线y =-x 上的动点,判断有几个位置能够使得点P 、Q 、B 、O 为顶点的四边形为平行四边形,直接写出相应的点Q 的坐标.例3:已知:抛物线()20y ax bx c a =++≠的对称轴为1x =-,与x 轴交于A B ,两点,与y 轴交于点C ,其中()30A -,、()02C -,.(1)求这条抛物线的函数表达式.(2)已知在对称轴上存在一点P ,使得PBC △的周长最小.请求出点P 的坐标. (3)若点D 是线段OC 上的一个动点(不与点O 、点C 重合).过点D 作DE PC ∥交x 轴于点E .连接PD 、PE .设CD 的长为m ,PDE △的面积为S .求S 与m 之间的函数关系式.试说明S 是否存在最大值,若存在,请求出最大值;若不存在,请说明理由.讨论直角三角例1:已知:如图一次函数y =21x +1的图象与x 轴交于点A ,与y 轴交于点B ;二次函数y =21x2+bx +c 的图象与一次函数y =21x +1的图象交于B 、C 两点,与x 轴交于D 、E 两点且D 点坐标为(1,0) (1)求二次函数的解析式; (2)求四边形BDEC 的面积S ;(3)在x 轴上是否存在点P ,使得△PBC 是以P 为直角顶点的直角三角形?若存在,求出所有的点P ,若不存在,请说明理由.例2:如图,抛物线与x 轴交于A (-1,0)、B (3,0)两点,与y 轴交于点C (0,-3),设抛物线的顶点为D .(1)求该抛物线的解析式与顶点D 的坐标;(2)以B 、C 、D 为顶点的三角形是直角三角形吗?为什么?(3)探究坐标轴上是否存在点P ,使得以P 、A 、C 为顶点的三角形与△BCD 相似?若存在,请指出符合条件的点P 的位置,并直接写出点P 的坐标;若不存在,请说明理由.二次函数中四边形存在问题研究一、已知三个定点,再找一个定点构成平行四边形(平面内有三个点满足)例1.【08湖北十堰】已知抛物线b ax ax y ++-=22与x 轴的一个交点为A (-1,0),与y 轴的正半轴交于点C .⑴直接写出抛物线的对称轴,及抛物线与x 轴的另一个交点B 的坐标;⑵当点C 在以AB 为直径的⊙P 上时,求抛物线的解析式;⑶坐标平面内是否存在点M ,使得以点M 和⑵中抛物线上的三点A 、B 、C 为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请求出点M 的坐标;若不存在,请说明理由.解:1.如图,抛物线y =-x 2+bx +c 与直线221+=x y 交于C 、D 两点,其中点C 在y 轴上,点D 的坐标为)27 3(,. 点P 是y 轴右侧的抛物线上一动点,过点P 作PE ⊥x 轴于点E ,交CD 于点F . (1)求抛物线的解析式;(2)若点P 的横坐标为m ,当m 为何值时,以O 、C 、P 、F 为顶点的四边形是平行四边形?请说明理由.PEOFCDBAxyOCDBA 备用图yx二、已知两个定点,再找两个点构成平行四边形①确定两定点连接的线段为一边,则两动点连接的线段应和已知边平行且相等)例1.【09福建莆田】已知,如图抛物线23(0)=++>与y轴交于C点,与x轴交于A、By ax ax c a两点,A点在B点左侧。
数学活动--旋转 初中九年级数学教学课件PPT 人教版
平移
直角三角形 求线段长,线段平方和最小时点坐标, 线段和最小时点坐标
折叠 矩形
求点坐标,线段间关系式,折叠时坐标
2011
旋转 直角三角形 求点坐标,角度间关系,直线解析式
2010 点的运动 矩形
三角形周长最小,四边形周长最小时动 点坐标
天津市第二十中学
2
考察内容
以平面直角坐标系为背景,以平 移、轴对称、旋转为解题的条件 或手段,考察学生对初中常见规 律性平面几何图形的掌握,同时 也考察学生对代数工具的综合运 用能力,以及对转化思想的运用 能力。
天津市第二十中学
5
3. 在(2)的条件下,边OA上 的一点P旋转后的对应 点为P′,当O′P+BP′取得最小值时,求点P′的坐标 (直接写出结果即可)
天津市第二十中学
6
2.(2014•天津)在平面直角坐标系中,O为原点,点 A(﹣2,0),B(0,2),点E,点F分别为OA,OB的中点. 若正方形OEDF绕点O顺时针旋转,得正方形OE′D′F′ 记旋转角为α. 1. 如图①,当α=90°时,求AE′,BF′的长; 2. 如图②,当α=135°时,求证AE′=BF′,且AE′⊥BF′;
上,且,连接交于点,作于点.试问当点,在移动过程中,线
段的长度是否发生变化?若变化,说明理由;若不变,求出线 段的长度(直接写出结果即可).
y D
PC
y D
PC
A
E
M
F
O
Bx O
B
Nx
图①
x
图②
x
复习建议:回归课本,梳理基本知识原理
16
探究 平面直角坐标系中的动点最短路径问题
例 3 如图 Z8-3,在平面直角坐标系中,矩形 OACB
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M B C E
G
F A D
A D
F
M B C E
B C
M E
G
G
(2)将正方形CGEF绕点C逆时针旋转45°(如图乙),令CG=2BC其他条
件不变,结论是否发生变化,并加以证明;
F E
M
A
D
B
C
G
(3)将正方形CGEF绕点C旋转任意角度后(如图丙),其他条件不 变.探究:线段MD,MF的位置及数量关系,并加以证明.
A
D E
D
手 拉 手 全 等 条 件
O C
A
B
手拉手全等条件:
(1)OA=OB;OC=OD
(2)∠AOB=∠COD
结论:
(1)△OAC≌△OBD(SAS)
(2)AC与BD夹角等于∠AOB(八字导角)
如图1,已知∠DAC=90°,△ABC是等边三角形,点P为射线AD任意一点(
P与A不重合),连结CP,将线段CP绕点C顺时针旋转60°得到线段CQ,连
F A D
M D
M B C E
M B C E
G
G
四边形ABC D是正方形,△BEF是等腰直角三角形,∠BEF=90°,BE=EF
,连接DF,G为DF的中点,连接EG,CG,EC。 (1)如图,若点E在CB 边的延长线上,直接写出EG与GC的位置关系及 EC/GC的值;
(2)将图24-1中的△BEF绕点B顺时针旋转至图24-2所示位置,请问(1) 中所得的结论是否仍然成立?若成立,请写出证明过程;若不成立,请说 明理由;
A G F D
E B C
A G F
D
E B C
如图 1,在△ACB 和△AED 中,AC=BC,AE=DE,∠ACB=∠AED=90°,点 E 在 AB 上, F 是线段 BD 的中点,连结 CE、FE. (1)请你探究线段 CE 与 FE 之间的数量关系
G A F D
B
E
C
在△ABC中,∠ACB=90°,AC= BC,以BC为底作等腰直角△BCD,E是
2
1
CD的中点,求证: AE⊥EB且AE=BE
D E C
A
B
D E
D
C
C
E
A
B
A B
如图甲,操作:把正方形CGEF的对∠线CE放在正方形ABCD的边BC的 延长线上(CG>BC),取线段AE的中点M. (1)探究线段MD、MF的位置及数量关系,直接写出答案即可;
B
C
如图,将 △ ABC 绕顶点 B 按顺时针方向旋转 60 ,得到 △DBE , 连接 AD 、 DC ,若 DCB 30 ,AB=1,BC=3,CD=3,求 AC
C
D B
A
E
如 图 , 在 凸 四 边 形 ABCD 中 , BCD 30 , DAB 60 , AD AB . 求 证 :
1 2
(AB+BC+AC)
BD、CE分别是△ABC的内角平分线,其它条件不变;DE与BC还平行吗
?它与△ABC三边又有怎样的数量关系?
如图,BD为△ABC的内角平分线,CE为△ABC的外角平分线,其它条件
不变,DE与BC还平行吗?它与△ABC三边又有怎样的数量关系?
截长补短 若遇到证明线段的和差关系时,通常考虑截长补短法,构造全等三 角形 截长:在较长线段中截取一段等于另两条中的一条,然后证明剩 下部分等于另一条 补短:将一条较短线段延长,延长部分等于另一条较短线段,然后 证明新线段等于较长线段;或延长一条较短线段等于较长线段,然后 证明延长部分等于另一条较短线段
A
E G
D
A
E
D
F B C
B G F C
手 拉 手 全 等
等边三角形
等腰直角三角形
等腰三角形
在直线ABC的同一侧作两个等边三角形△ABD和△BCE,连接AE与CD,
D E H G A B F
(1)△ABE≌△DBC; (2)AE=DC; (3)AE与DC的夹角为60°; (4)△AGB≌△DFB; (5)△EGB≌△CFB;
分别是AB、BC 上的点,若△BKN的周长为AB的2倍,求∠KDN的度数
在□ABCD中,E是AD上一点,AE=AB,过点E作直线EF,在EF上取一点G ,使得∠EGB=∠EAB,连接AG. (1)如图1,当EF与AB相交时,若∠EAB=60°,求证:EG =AG+BG;
A
E
D
G B C
A
E
D
G B C
A E
D H
F
B
C
E A
D H
F
B
C
(2)如图2,M、N分别为EF、BC的中点.求证:MN=
E A
2 2
FC;
M
D H
F
B
N
C
E A
M
D H
F
B
N
C
(3)连接BF,CE,如图3,直接写出在此旋转过程中,线段BF、CE与AC之
间的数量关系: .
A F
D H
E
B
C
F A
A
F
D H
E
D H
E
B
C
A P B D
C
A P B D
C
如图在△ABC中,AB>AC,∠1=∠2,P为AD上任意一点, 求证:AB-AC>PB-PC
A
P
B
D
C
A
A
P
P
B
D
C
B
D
C
正方形ABCD中,M在CD上,N在DA延长线上,CM=AN,点E在BD上,NE平 分∠DNM。过E作EF⊥MN,垂足为F,请问MN、AD、EF有什么数量关系?
B
在此的条件下,求证:PB+PC+PD=BE.
F
90°+90°
对 角 互 补
120°+60°
任意角两个角互补
已知:∠ABC=∠ADC=90°,BD平分∠ABC,BD=a;
D
A
(1)CD与AD的数量关系 (2)AB、BC、BD之间的数量关系 (3)四边形ABCD的面积
如图2,当EF与AB相交时,若∠EAB= α (0º﹤α ﹤90º),请你直 接写出线段EG、AG、BG之间的数量关系(用含α 的式子表示);
A E D
G B
C
A
E
D
G B
C
如图3,当EF与CD相交时,且∠EAB=90°,请你写出线段EG、AG、BG之
间的数量关系,并证明你的结论.
A
E G
D
F B C
(2)将图 1 中的△AED 绕点 A 顺时针旋转,使△AED 的一边 AE 恰好与△ACB 的边 AC 在同一 条直线上(如图 2) ,连结 BD,取 BD 的中点 F,问(1)中的结论是否仍然成立,并说明理 由;
(3)将图 1 中的△AED 绕点 A 顺时针旋转任意的角度(如图 3) ,连结 BD,取 BD 的中点 F, 问(1)中的结论是否仍然成立,并说明理由.
B E
P
B
A
C
A E
C
P
B E Q
A
C
Q
B D P
A E
C
在△ABC中,AB=BC=2,∠ABC=90°,BD为斜边AC上的中线,将△ABD 绕点D顺时针旋转α (0°<α <180°)得到△EFD,其中点A的对应点为点 E,点B的对应点为点F,BE与FC相交于点H. (1)如图1,直接写出BE与FC的数量关系
已知:如图,△ABC中,AD平分∠BAC,若∠C=2∠B,证明:AB=AC+CD.
A
B
D
C
A
B
D
C
在四边形ABCD中,E为BC中点,F为CD上一点,AE是∠BAF的平分线.求
证:AF=CF+AB.
A D
F
B
E
C
A
D
A
D
F
F
B
E
C
B
E
C
如图,在△ABC中,AD是△BAC的外角平分线,P是AD上异于点A的任 意一点,试比较PB+PC与AB+AC的大小,并说明理由.
角平分线的辅助线构造
M A P O (a) B N
O (c) A P B M
N
A
M
Q O
M
P O (b)
P
B N
(d)
N
如图,Rt△ABC中,∠ACB=90°,CD⊥AB,垂足为D. AF平分∠CAB,
交CD于点E,交CB于点F ⑴求证:CE= CF.
⑵将上图中的△ADE沿AB向右平移到△A'D'E',的位置,使点E,落在BC边
结QB并延长交直线AD于点E.
P (1)如图1,猜想∠QEP=_______°; B Q
E
A
C
Q
P B
E
A
C
(2)如图2,3,若当∠DAC是锐角或钝角时,其它条件不变,猜想
∠QEP的度数,选取一种情况加以证明;
Q ,求BQ的长. (3)如图3,若∠DAC=135°,∠ACP=15°,且AC=4
P
长BE交AC于F,求证:AF=EF
A F E
B
D
C
如图,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,点D为BC的中点,点E、F分 别为AB、AC上的点,且ED⊥FD,试判断线段BE、EF、FC的数量 关系.
在△ABC中,D是BC的中点,DM⊥DN,如果BM2+CN2=DM2+DN2, 求证:AD2=