中考数学压轴题专题旋转的经典综合题附答案

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【答案】(1)45°;(2)①补图见解析;②BM、DN 和 MN 之间的数量关系是 BM2+MD2=MN2,证明见解析;(3)答案见解析. 【解析】 (1)利用等腰直角三角形的性质即可; (2)依题意画出如图 1 所示的图形,根据性质和正方形的性质,判断线段的关系,再利用 勾股定理得到 FB2+BM2=FM2,再判断出 FM=MN 即可; (3)利用△ CEF 周长是正方形 ABCD 周长的一半,判断出 EF=EG,再利用(2)证明即可. 解:(1)∵ BD 是正方形 ABCD 的对角线,∴ ∠ ABD=∠ ADB=45°, ∵ AE⊥BD,∴ ∠ ABE=∠ BAE=45°, (2)①依题意补全图形,如图 1 所示,
由题意易知 P(2,2),当△ PFM 是等腰直角三角形时,四边形 PMP′N 是正方形,
∴ PF=FM,∠ PFM=90°,易证△ PFE≌ △ FMH,可得 PE=FH=2,EF=HM=2﹣m,∴ M(m+2,
m﹣2),∵ 点 M 在 y 1 x2 4 上,∴ m 2 1 m 22 4 ,解得 m= 17 ﹣3 或
P(2,2),当△ PFM 是等腰直角三角形时,四边形 PMP′N 是正方形,推出 PF=FM,
∠ PFM=90°,易证△ PFE≌ △ FMH,可得 PE=FH=2,EF=HM=2﹣m,可得 M(m+2,m﹣
2),理由待定系数法即可解决问题;情形 2,如图,四边形 PMP′N 是正方形,同法可得
M(m﹣2,2﹣m),利用待定系数法即可解决问题.
②BM、DN 和 MN 之间的数量关系是 BM2+MD2=MN2, 将△ AND 绕点 D 顺时针旋转 90°,得到△ AFB, ∴ ∠ ADB=∠ FBA,∠ BAF=∠ DAN,DN=BF,AF=AN, ∵ 在正方形 ABCD 中,AE⊥BD,∴ ∠ ADB=∠ ABD=45°, ∴ ∠ FBM=∠ FBA+∠ ABD=∠ ADB+∠ ABD=90°, 在 Rt△ BFM 中,根据勾股定理得,FB2+BM2=FM2, ∵ 旋转△ ANE 得到 AB1E1,∴ ∠ E1AB1=45°,∴ ∠ BAB1+∠ DAN=90°﹣45°=45°, ∵ ∠ BAF=DAN,∴ ∠ BAB1+∠ BAF=45°,∴ ∠ FAM=45°,∴ ∠ FAM=∠ E1AB1, ∵ AM=AM,AF=AN,∴ △ AFM≌ △ ANM,∴ FM=MN, ∵ FB2+BM2=FM2,∴ DN2+BM2=MN2, (3)如图 2,
2
2
﹣ 17 ﹣3(舍弃),∴ m= 17 ﹣3 时,四边形 PMP′N 是正方形.
情形 2,如图,四边形 PMP′N 是正方形,同法可得 M(m﹣2,2﹣m),把 M(m﹣2,2
﹣m)代入 y 1 x2 4 中, 2 m 1 m 22 4 ,解得 m=6 或 0(舍弃),∴ m=6
(Ⅰ)如图①,当点 D 落在 BC 边上时,求点 D 的坐标; (Ⅱ)如图②,当点 D 落在线段 BE 上时, AD 与 BC 交于点 H . ①求证△ADB ≌△AOB ;
3.在△ ABC 中,AB=AC,将线段 AC 绕着点 C 逆时针旋转得到线段 CD,旋转角为 ,且
,连接 AD、BD.
(1)如图 1,当∠ BAC=100°,
时,∠ CBD 的大小为_________;
(2)如图 2,当∠ BAC=100°,
时,求∠ CBD 的大小;
(3)已知∠ BAC 的大小为 m( 同,请直接写出 的大小.
y
1 x2 4 2
y 1 (x 4
,消去
y
得到
x2
2mx
2m2
8
0
,由题意,
2
(2 4 2m2 8 0
抛物线
C′与抛物线
C

y
轴的右侧有两个不同的公共点,则有
2m 0
,解得
2m2 8 0
2<m< 2 2 ,∴ 满足条件的 m 的取值范围为 2<m< 2 2 .
(3)结论:四边形 PMP′N 能成为正方形. 理由:1 情形 1,如图,作 PE⊥x 轴于 E,MH⊥x 轴于 H.
(3)α=120°-m°,α=60°或 α=240-m°. 考点:1.全等三角形的判定和性质;2.等边三角形的判定和性质.
4.如图所示,在△ ABC 中,D、E 分别是 AB、AC 上的点,DE∥ BC,如图①,然后将 △ ADE 绕 A 点顺时针旋转一定角度,得到图②,然后将 BD、CE 分别延长至 M、N,使 DM
DM= BD,EN= CE,可证△ ABM≌ △ ACN,所以 AM=AN,即∠ MAN=∠ BAC.
(2)直接类比(1)中结果可知 AM=k•AN,∠ MAN=∠ BAC.
5.在平面直角坐标系中,四边形 AOBC 是矩形,点 O(0,0) ,点 A(5, 0) ,点 B(0,3) .以点 A 为中心,顺时针旋转矩形 AOBC ,得到矩形 ADEF ,点 O , B , C 的对应点分别为 D,E,F .
试题解析:(1)由题意抛物线的顶点 C(0,4),A( 2 2 ,0),设抛物线的解析式为
y ax2 4 ,把 A( 2
2
,0)代入可得
a=
1 2
,∴
抛物线
C
的函数表达式为
y 1 x2 4. 2
(2)由题意抛物线 C′的顶点坐标为(2m,﹣4),设抛物线 C′的解析式为
y
1 2
xBiblioteka Baidu
m2
4 ,由
2
2
时,四边形 PMP′N 是正方形.
综上所述:m=6 或 m= 17 ﹣3 时,四边形 PMP′N 是正方形.
2.在正方形 ABCD 中,连接 BD. (1)如图 1,AE⊥BD 于 E.直接写出∠ BAE 的度数. (2)如图 1,在(1)的条件下,将△ AEB 以 A 旋转中心,沿逆时针方向旋转 30°后得到 △ AB′E′,AB′与 BD 交于 M,AE′的延长线与 BD 交于 N. ①依题意补全图 1; ②用等式表示线段 BM、DN 和 MN 之间的数量关系,并证明. (3)如图 2,E、F 是边 BC、CD 上的点,△ CEF 周长是正方形 ABCD 周长的一半,AE、AF 分别与 BD 交于 M、N,写出判断线段 BM、DN、MN 之间数量关系的思路.(不必写出完 整推理过程)
一、旋转 真题与模拟题分类汇编(难题易错题)
1.如图 1,在平面直角坐标系 xOy 中,抛物线 C:y=ax2+bx+c 与 x 轴相交于 A,B 两点,顶
点为 D(0,4),AB=4 2 ,设点 F(m,0)是 x 轴的正半轴上一点,将抛物线 C 绕点 F
旋转 180°,得到新的抛物线 C′. (1)求抛物线 C 的函数表达式; (2)若抛物线 C′与抛物线 C 在 y 轴的右侧有两个不同的公共点,求 m 的取值范围. (3)如图 2,P 是第一象限内抛物线 C 上一点,它到两坐标轴的距离相等,点 P 在抛物线 C′上的对应点 P′,设 M 是 C 上的动点,N 是 C′上的动点,试探究四边形 PMP′N 能否成为正 方形?若能,求出 m 的值;若不能,请说明理由.
y
1 2
x
m2
4
,由
y
y
1 2
1 x2 2
x m2
4
4
,消去
y
得到
x2
2mx
2m2
8
0
,由题
(2 4 2m2 8 0
意,抛物线
C′与抛物线
C

y
轴的右侧有两个不同的公共点,则有
2m 0

2m2 8 0
解不等式组即可解决问题;
(3)情形 1,四边形 PMP′N 能成为正方形.作 PE⊥x 轴于 E,MH⊥x 轴于 H.由题意易知
= BD,EN= CE,得到图③,请解答下列问题:
(1)若 AB=AC,请探究下列数量关系: ①在图②中,BD 与 CE 的数量关系是________________; ②在图③中,猜想 AM 与 AN 的数量关系、∠ MAN 与∠ BAC 的数量关系,并证明你的猜 想; (2)若 AB=k·AC(k>1),按上述操作方法,得到图④,请继续探究:AM 与 AN 的数量关 系、∠ MAN 与∠ BAC 的数量关系,直接写出你的猜想,不必证
明.
【答案】(1)①BD=CE; ②AM=AN,∠ MAN=∠ BAC 理由如下: ∵ 在图①中,DE//BC,AB=AC ∴ AD="AE."
在△ ABD 与△ ACE 中 ∴ BD=CE,∠ ACE=∠ ABD.
∴ △ ABD≌ △ ACE.
在△ DAM 与△ EAN 中,
∵ DM= BD,EN= CE,BD=CE,∴ DM=EN,∵ ∠ AEN=∠ ACE+∠ CAE, ∠ ADM=∠ ABD+∠ BAD,∴ ∠ AEN=∠ ADM. 又∵ AE=AD,∴ △ ADM≌ △ AEN.∴ AM=AN,∠ DAM=∠ EAN.∴ ∠ MAN=∠ DAE=∠ BAC. ∴ AM=AN,∠ MAN=∠ BAC. (2)AM=kAN,∠ MAN=∠ BAC. 【解析】 (1)①根据题意和旋转的性质可知△ AEC≌ △ ADB,所以 BD=CE; ②根据题意可知∠ CAE=BAD,AB=AC,AD=AE,所以得到△ BAD≌ △ CAE,在△ ABM 和 △ ACN 中,
【答案】(1)
y
1 2
x2
4
;(2)2<m<
2
2 ;(3)m=6 或 m=
17 ﹣3.
【解析】
试题分析:(1)由题意抛物线的顶点 C(0,4),A( 2 2 ,0),设抛物线的解析式为
y ax2 4 ,把 A( 2
2
,0)代入可得
a=
1 2
,由此即可解决问题;
(2)由题意抛物线 C′的顶点坐标为(2m,﹣4),设抛物线 C′的解析式为
),若∠ CBD 的大小与(2)中的结果相
【答案】(1)30°;(2)30°;(3)α=120°-m°,α=60°或 α=240-m°. 【解析】 试题分析:(1)由∠ BAC=100°,AB=AC,可以确定∠ ABC=∠ ACB=40°,旋转角为 α,α=60° 时△ ACD 是等边三角形,且 AC=AD=AB=CD,知道∠ BAD 的度数,进而求得∠ CBD 的大小. (2)由∠ BAC=100°,AB=AC,可以确定∠ ABC=∠ ACB=40°,连结 DF、BF.AF=FC=AC, ∠ FAC=∠ AFC=60°,∠ ACD=20°,由∠ DCB=20°案.依次证明△ DCB≌ △ FCB, △ DAB≌ △ DAF.利用角度相等可以得到答案. (3)结合(1)(2)的解题过程可以发现规律,求得答案. 试题解析:(1)30°;(2)30°; (2)如图作等边△ AFC,连结 DF、BF. ∴ AF=FC=AC,∠ FAC=∠ AFC=60°. ∵ ∠ BAC=100°,AB=AC,∴ ∠ ABC=∠ BCA=40°. ∵ ∠ ACD=20°,∴ ∠ DCB=20°. ∴ ∠ DCB=∠ FCB=20°.① ∵ AC=CD,AC=FC,∴ DC=FC.② ∵ BC=BC,③ ∴ 由①②③,得△ DCB≌ △ FCB, ∴ DB=BF,∠ DBC=∠ FBC. ∵ ∠ BAC=100°,∠ FAC=60°,∴ ∠ BAF=40°. ∵ ∠ ACD=20°,AC=CD,∴ ∠ CAD=80°.∴ ∠ DAF=20°. ∴ ∠ BAD=∠ FAD=20°.④ ∵ AB=AC,AC=AF,∴ AB=AF.⑤ ∵ AD=AD,⑥ ∴ 由④⑤⑥,得△ DAB≌ △ DAF.∴ FD=BD.∴ FD=BD=FB.∴ ∠ DBF=60°.∴ ∠ CBD=30°.
将△ ADF 绕点 A 顺时针旋转 90°得到△ ABG,∴ DF=GB, ∵ 正方形 ABCD 的周长为 4AB,△ CEF 周长为 EF+EC+CF, ∵ △ CEF 周长是正方形 ABCD 周长的一半,∴ 4AB=2(EF+EC+CF),∴ 2AB=EF+EC+CF ∵ EC=AB﹣BE,CF=AB﹣DF,∴ 2AB=EF+AB﹣BE+AB﹣DF,∴ EF=DF+BE, ∵ DF=GB,∴ EF=GB+BE=GE,由旋转得到 AD=AG=AB, ∵ AM=AM,∴ △ AEG≌ △ AEF,∠ EAG=∠ EAF=45°,和(2)的②一样,得到 DN2+BM2=MN2. “点睛”此题是四边形综合题,主要考查了正方形的性质、旋转的性质,三角形的全等,判 断出(△ AFN≌ △ ANM,得到 FM=MM),是解题的关键.
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