中考数学压轴题专题旋转的经典综合题及详细答案

一、旋转真题与模拟题分类汇编（难题易错题）

1．(1)发现：如图1，点A为线段BC外一动点，且BC＝a，AB＝b．填空：

当点A位于时，线段AC的长取得最大值，且最大值为(用含a，b的式子表示) (2)应用：点A为线段BC外一动点，且BC＝4，AB＝1，如图2所示，分别以AB，AC为边，作等边三角形ABD和等边三角形ACE，连接CD，BE．

①请找出图中与BE相等的线段，并说明理由；②直接写出线段BE长的最大值．

(3)拓展：如图3，在平面直角坐标系中，点A的坐标为(2，0)，点B的坐标为(6，0)，点P 为线段AB外一动点，且PA＝2，PM＝PB，∠BPM＝90°，请直接写出线段AM长的最大值及此时点P的坐标．

【答案】(1)CB的延长线上， a+b；(2)①CD＝BE，理由见解析；②BE长的最大值为5；(3)满足条件的点P坐标(222)或(222)，AM的最大值为2+4．

【解析】

【分析】

（1）根据点A位于CB的延长线上时，线段AC的长取得最大值，即可得到结论；（2）

①根据已知条件易证△CAD≌△EAB，根据全等三角形的性质即可得CD＝BE；②由于线段BE长的最大值＝线段CD的最大值，根据（1）中的结论即可得到结果；（3）连接BM，将△APM绕着点P顺时针旋转90°得到△PBN，连接AN，得到△APN是等腰直角三角形，根据全等三角形的性质得到PN＝PA＝2，BN＝AM，根据当N在线段BA的延长线时，线段BN取得最大值，即可得到最大值为2+4；如图2，过P作PE⊥x轴于E，根据等腰直角三角形的性质即可求得点P的坐标．如图3中，根据对称性可知当点P在第四象限时也满足条件，由此求得符合条件的点P另一个的坐标．

【详解】

(1)∵点A为线段BC外一动点，且BC＝a，AB＝b，

∴当点A位于CB的延长线上时，线段AC的长取得最大值，且最大值为BC+AB＝a+b，

故答案为CB的延长线上，a+b；

(2)①CD＝BE，

理由：∵△ABD与△ACE是等边三角形，

∴AD＝AB，AC＝AE，∠BAD＝∠CAE＝60°，

∴∠BAD+∠BAC＝∠CAE+∠BAC，

即∠CAD＝∠EAB，

在△CAD与△EAB中，

AD AB

CAD EAB AC AE

=

⎧

⎪

∠=∠

⎨

⎪=

⎩

，

∴△CAD≌△EAB(SAS)，

∴CD＝BE；

②∵线段BE长的最大值＝线段CD的最大值，

由(1)知，当线段CD的长取得最大值时，点D在CB的延长线上，∴最大值为BD+BC＝AB+BC＝5；

(3)如图1，

∵将△APM绕着点P顺时针旋转90°得到△PBN，连接AN，

则△APN是等腰直角三角形，

∴PN＝PA＝2，BN＝AM，

∵A的坐标为(2，0)，点B的坐标为(6，0)，

∴OA＝2，OB＝6，

∴AB＝4，

∴线段AM长的最大值＝线段BN长的最大值，

∴当N在线段BA的延长线时，线段BN取得最大值，

最大值＝AB+AN，

∵AN＝2AP＝22，

∴最大值为22+4；

如图2，

过P作PE⊥x轴于E，

∵△APN是等腰直角三角形，

∴PE＝AE2，

∴OE＝BO﹣AB﹣AE＝6﹣42＝22，

∴P(2﹣2，2)．

如图3中，

根据对称性可知当点P在第四象限时，P(2﹣2，﹣2)时，也满足条件．

综上所述，满足条件的点P坐标(2﹣2，2)或(2﹣2，﹣2)，AM的最大值为

22+4．

【点睛】

本题综合考查了全等三角形的判定和性质，等腰直角三角形的性质，最大值问题，旋转的性质．正确的作出辅助线构造全等三角形是解题的关键．

2．(1)如图①，在矩形ABCD中，对角线AC与BD相交于点O，过点O作直线EF⊥BD，交AD于点E，交BC于点F，连接BE、DF，且BE平分∠ABD．

①求证：四边形BFDE是菱形；

②直接写出∠EBF的度数；

(2)把(1)中菱形BFDE进行分离研究，如图②，点G、I分别在BF、BE边上，且BG=BI，连接GD，H为GD的中点，连接FH并延长，交ED于点J，连接IJ、IH、IF、IG.试探究线段IH与FH之间满足的关系，并说明理由；

(3)把(1)中矩形ABCD进行特殊化探究，如图③，当矩形ABCD满足AB=AD时，点E是对角线AC上一点，连接DE、EF、DF，使△DEF是等腰直角三角形，DF交AC于点G.请直接写出线段AG、GE、EC三者之间满足的数量关系.

【答案】（1）①详见解析；②60°．（2）IH3；（3）EG2＝AG2+CE2．

【解析】

【分析】

（1）①由△DOE≌△BOF，推出EO＝OF，∵OB＝OD，推出四边形EBFD是平行四边形，再证明EB＝ED即可．

②先证明∠ABD ＝2∠ADB ，推出∠ADB ＝30°，延长即可解决问题．

（2）IH ＝3FH ．只要证明△IJF 是等边三角形即可．

（3）结论：EG 2＝AG 2+CE 2．如图3中，将△ADG 绕点D 逆时针旋转90°得到△DCM ，先证明△DEG ≌△DEM ，再证明△ECM 是直角三角形即可解决问题．

【详解】

（1）①证明：如图1中，

∵四边形ABCD 是矩形，

∴AD ∥BC ，OB ＝OD ，

∴∠EDO ＝∠FBO ，

在△DOE 和△BOF 中，

EDO FBO OD OB

EOD BOF ∠∠⎧⎪⎨⎪∠∠⎩

＝＝＝ ， ∴△DOE ≌△BOF ，

∴EO ＝OF ，∵OB ＝OD ，

∴四边形EBFD 是平行四边形，

∵EF ⊥BD ，OB ＝OD ，

∴EB ＝ED ，

∴四边形EBFD 是菱形．

②∵BE 平分∠ABD ，

∴∠ABE ＝∠EBD ，

∵EB ＝ED ，

∴∠EBD ＝∠EDB ，

∴∠ABD ＝2∠ADB ，

∵∠ABD +∠ADB ＝90°，

∴∠ADB ＝30°，∠ABD ＝60°，

∴∠ABE ＝∠EBO ＝∠OBF ＝30°，

∴∠EBF ＝60°．

（2）结论：IH 3．

理由：如图2中，延长BE 到M ，使得EM ＝EJ ，连接MJ ．