几何图形变换中考数学压轴题

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2023年 九年级数学中考复习 几何图形变换综合压轴题 专题训练(含答案)

2023年 九年级数学中考复习 几何图形变换综合压轴题 专题训练(含答案)

2023年春九年级数学中考复习《几何图形变换综合压轴题》专题训练(附答案)1.如图,△ABC和△ECD都是等边三角形,直线AE,BD交于点F.(1)如图1,当A,C,D三点在同一直线上时,∠AFB的度数为,线段AE与BD的数量关系为.(2)如图2,当△ECD绕点C顺时针旋转α(0°≤α<360°)时,(1)中的结论是否还成立?若不成立,请说明理由;若成立,请就图2给予证明.(3)若AC=4,CD=3,当△ECD绕点C顺时针旋转一周时,请直接写出BD长的取值范围.2.如图1,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,D、E两点分别在AC、BC上,且DE∥AB,将△CDE绕点C按顺时针方向旋转,记旋转角为α.(1)问题发现:当α=0°时,的值为;(2)拓展探究:当0°≤α<360°时,若△EDC旋转到如图2的情况时,求出的值;(3)问题解决:当△EDC旋转至A、B、E三点共线时,若CE=5,AC=4,直接写出线段AD的长.3.已知:如图1,线段AD=5,点B从点A出发沿射线AD方向运动,以AB为底作等腰△ABC,使得AC=BC=AB.(1)如图2,当AB=10时,求证:CD⊥AB;(2)当△BCD是以BC为腰的等腰三角形时,求BC的长;(3)当AB>5时,在线段BC上是否存在点E,使得△BDE与△ACD全等,若存在,求出BC的长;若不存在,请说明理由;(4)作点A关于直线CD的对称点A′,连接CA′当CA′∥AB时,CA′=(请直接写出答案).4.如图1,在△ABC中,AE⊥BC于点E,AE=BE,D是AE上的一点,且DE=CE,连接BD,CD.(1)试判断BD与AC的位置关系是:;数量关系是:;(2)如图2,若将△DCE绕点E旋转一定的角度后,试判断BD与AC的位置关系和数量关系是否发生变化,并说明理由;(3)如图3,若将(2)中的等腰直角三角形都换成等边三角形,其他条件不变.①试猜想BD与AC的数量关系为:;②你能求出BD与AC的夹角度数吗?如果能,请直接写出夹角度数;如果不能,请说明理由.5.如图,平面直角坐标系中O为原点,Rt△ABC的直角顶点A在y轴正半轴上,斜边BC 在x轴上,已知B、C两点关于y轴对称,且C(﹣8,0).(1)请直接写出A、B两点坐标;(2)动点P在线段AB上,横坐标为t,连接OP,请用含t的式子表示△POB的面积;(3)在(2)的条件下,当△POB的面积为24时,延长OP到Q,使得PQ=OP,在第一象限内是否存在点D,使得△OQD是等腰直角三角形,如果存在,求出D点坐标;如果不存在,请说明理由.6.如图1,已知△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=6,点D在AB边的延长线上,且CD =AB.(Ⅰ)求BD的长度;(Ⅱ)如图2,将△ACD绕点C逆时针旋转α(0°<α<360°)得到△A'CD'.①若α=30°,A'D'与CD相交于点E,求DE的长度;②连接A'D、BD',若旋转过程中A'D=BD'时,求满足条件的α的度数.(Ⅲ)如图3,将△ACD绕点C逆时针旋转α(0°<α<360°)得到△A'CD',若点M 为AC的中点,点N为线段A'D'上任意一点,直接写出旋转过程中线段MN长度的取值范围.7.如图①,将两个等腰直角三角形纸片OAB和OCD放置在平面直角坐标系中,点O(0,0),点A(0,+1),点B(+1,0),点C(0,1),点D(1,0).(Ⅰ)求证:AC=BD;(Ⅱ)如图②,现将△OCD绕点O顺时针方向旋转,旋转角为α(0°<α<180°),连接AC,BD,这一过程中AC和BD是否仍然保持相等?说明理由;当旋转角α的度数为时,AC所在直线能够垂直平分BD;(Ⅲ)在(Ⅱ)的情况下,将旋转角α的范围扩大为0°<α<360°,那么在旋转过程中,求△BAD的面积的最大值,并写出此时旋转角α的度数.(直接写出结果即可)8.在△ABC中,AB=AC,∠BAC=α,过点A作直线l平行于BC,点D是直线l上一动点,连接CD,射线DC绕点D顺时针旋转α交直线AB于点E.(1)如图1,若α=60°,当点E在线段AB上时,请直接写出线段AC,AD,AE之间的数量关系,不用证明;(2)如图2,若α=60°,当点E在线段BA的延长线上时,(1)中的结论是否成立?若成立,请证明;若不成立,请写出正确结论,并证明.(3)如图3,若α=90°,BC=6,AD=,请直接写出AE的长.9.有一根直尺短边长4cm,长边长10cm,还有一块锐角为45°的直角三角形纸板,它的斜边长为16cm,如图甲,将直尺的短边DE与直角三角形纸板的斜边AB重合,且点D 与点A重合.将直尺沿射线AB方向平移,如图乙,设平移的长度为xcm,且满足0≤x ≤12,直尺和三角形纸板重叠部分的面积为Scm2.(1)当x=0cm时,S=;当x=12cm时,S=.(2)当0<x<8(如图乙、图丙),请用含x的代数式表示S.(3)是否存在一个位置,使重叠部分面积为28cm2?若存在求出此时x的值.10.如图①,C为线段BD上的一点,BC≠CD,分别以BC,BD为边在BD的上方作等边△ABC和等边△CDE,连接AE,F,G,H分别是BC,AE,CD的中点,连接FG,GH,FH.(1)△FGH的形状是;(2)将图①中的△CDE绕点C顺时针旋转,其他条件不变,(1)的结论是否成立?结合图②说明理由;(3)若BC=2,CD=4,将△CDE绕点C旋转一周,当A,E,D三点共线时,直接写出△FGH的周长.11.已知,射线AB∥CD,P是直线AC右侧一动点,连接AP,CP,E是射线AB上一动点,过点E的直线分别与AP,CP交于点M,N,与射线CD交于点F,设∠BAP=∠1,∠DCP=∠2.(1)如图1,当点P在AB,CD之间时,求证:∠P=∠1+∠2;(2)如图2,在(1)的条件下,作△PMN关于直线EF对称的△P'MN,求证:∠3+∠4=2(∠1+∠2);(3)如图3,当点P在AB上方时,作△PMN关于直线EF对称的△P'MN,(1)(2)的结论是否仍然成立,若成立,请说明理由;若不成立,请直接写出∠P,∠1,∠2之间数量关系,以及∠3,∠4与∠1,∠2之间数量关系.12.(1)如图1,平面直角坐标系中A(0,a),B(a,0)(a>0).C为线段AB的中点,CD⊥x轴于D,若△AOB的面积为2,则△CDB的面积为.(2)如图2,△AOB为等腰直角三角形,O为直角顶点,点E为线段OB上一点,且OB=3OE,C与E关于原点对称,线段AB交x轴于点D,连CD,若CD⊥AE,试求的值.(3)如图3,点C、E在x轴上,B在y轴上,OB=OC,△BDE是以B为直角顶点的等腰直角三角形,直线CB、ED交于点A,CD交y轴于点F,试探究:是否为定值?如果是定值,请求出该定值;如果不是,请求出其取值范围.13.在△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°.(1)如图1,点P,Q在线段BC上,AP=AQ,∠BAP=15°,求∠AQB的度数;(2)点P,Q在线段BC上(不与点B,C重合),AP=AQ,点Q关于直线AC的对称点为M,连接AM,PM.①依题意将图2补全;②用等式表示线段BP,AP,PC之间的数量关系,并证明.14.【问题背景】如图1,在Rt△ABC中,AB=AC,D是直线BC上的一点,将线段AD绕点A逆时针旋转90°至AE,连接CE,求证:△ABD≌△ACE;【尝试应用】如图2,在图1的条件下,延长DE,AC交于点G,BF⊥AB交DE于点F,求证:FG=AE;【拓展创新】如图3,A是△BDC内一点,∠ABC=∠ADB=45°,∠BAC=90°,BD =,直接写出△BDC的面积为.15.在平面直角坐标系中,A(a,0),B(0,b)分别是x轴负半轴和y轴正半轴上一点,点C与点A关于y轴对称,点P是x轴正半轴上C点右侧一动点.(1)当2a2+4ab+4b2+2a+1=0时,求A,B的坐标;(2)当a+b=0时,①如图1,若D与P关于y轴对称,PE⊥DB并交DB延长线于E,交AB的延长线于F,求证:PB=PF;②如图2,把射线BP绕点B顺时针旋转45o,交x轴于点Q,当CP=AQ时,求∠APB的大小.16.已知:在Rt△ABC中,∠C=90°,∠B=30°,BC=6,左右作平行移动的等边三角形DEF的两个顶点E、F始终在边BC上,DE、DF分别与AB相交于点G、H.(1)如图1,当点F与点C重合时,点D恰好在斜边AB上,求△DEF的周长;(2)如图2,在△DEF作平行移动的过程中,图中是否存在与线段CF始终相等的线段?如果存在,请指出这条线段,并加以证明;如果不存在,请说明理由;(3)假设C点与F点的距离为x,△DEF与△ABC的重叠部分的面积为y,求y与x的函数关系式,并写出定义域.17.在△ABC中,∠C=90°,AC=2,BC=2,点D为边AC的中点(如图),点P、Q 分别是射线BC、BA上的动点,且BQ=BP,联结PQ、QD、DP.(1)求证:PQ⊥AB;(2)如果点P在线段BC上,当△PQD是直角三角形时,求BP的长;(3)将△PQD沿直线QP翻折,点D的对应点为点D',如果点D'位于△ABC内,请直接写出BP的取值范围.18.定义:如图1,点M,N把线段AB分割成AM,MN和BN,若以AM,MN,BN为边的三角形是一个直角三角形,则称点M,N是线段AB的勾股分割点.(1)已知点M,N是线段AB的勾股分割点,若AM=2,MN=3,求BN的长.(2)如图2,在等腰直角△ABC中,AC=BC,∠ACB=90°,点M,N为边AB上两点满足∠MCN=45°,求证:点M,N是线段AB的勾股分割点;阳阳同学在解决第(2)小题时遇到了困难,陈老师对阳阳说:要证明勾股分割点,则需设法构造直角三角形,你可以把△CBN绕点C逆时针旋转90°试一试.请根据陈老师的提示完成第(2)小题的证明过程.19.问题背景如图(1),△ABD,△AEC都是等边三角形,△ACD可以由△AEB通过旋转变换得到,请写出旋转中心、旋转方向及旋转角的大小.尝试应用如图(2),在Rt△ABC中,∠ACB=90°,分别以AC,AB为边,作等边△ACD和等边△ABE,连接ED,并延长交BC于点F,连接BD.若BD⊥BC,求的值.拓展创新如图(3),在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AB=2,将线段AC绕点A顺时针旋转90°得到线段AP,连接PB,直接写出PB的最大值.20.【教材呈现】如图是苏科版九年级下册数学教材第92页的第17题.一块直角三角形木板,它的一条直角边AC长为1.5m,面积为1.5m2.甲乙两人分别按图1、图2把它加工成一个正方形的桌面,请说明哪个正方形的面积较大.【解决问题】(1)记图1、图2中的正方形面积分别为S1,S2,则S1S2.(填“>”、“<”或“=”).【问题变式】若木板形状是锐角三角形A1B1C1.某数学兴趣小组继续思考:按图3、图4、图5三种方式加工,分别记所得的正方形面积为S3、S4、S5,哪一个正方形的面积最大呢?(2)若木板的面积S仍为1.5m2.小明:记图3中的正方形为“沿B1C1边的内接正方形”,图4中的正方形为“沿A1C1边的内接正方形”,依此类推.以图3为例,求“沿B1C1边的内接正方形DEFG”的面积.设EF =x ,B 1C 1=a ,B 1C 1边上的高A 1H =h ,则S =ah .由“相似三角形对应高的比等于相似比”易得x =;同理可得图4、图5中正方形边长,再比较大小即可.小红:若要内接正方形面积最大,则x 最大即可;小莉:同一块木板,面积相同,即S 为定值,本题中S =1.5,因此,只需要a +h 最小即可.我们可以借鉴以前研究函数的经验,令y =a +h =a +=a +(a >0).下面来探索函数y =a +(a >0)的图象和性质.①根据如表,画出函数的图象:(如图6)a… 1 2 3 4 … y … 12 9 6 4 3 3 4 4…②观察图象,发现该函数有最小值,此时a 的取值 ;A .等于2;B .在1~之间;C .在~之间;D .在~2之间.(3)若在△A 1B 1C 1中(如图7),A 1B 1=5,A 1C 1=,高A 1H =4.①结合你的发现,得到S 3、S 4、S 5的大小关系是 (用“<”连接). ②小明不小心打翻了墨水瓶,已画出最大面积的内接正方形的△A 1B 1C 1原图遭到了污损,请用直尺和圆规帮他复原△A 1B 1C 1.(保留作图痕迹,不写作法)参考答案1.解:(1)∵△ABC是等边三角形,∴AC=BC,∠BAC=∠ACB=60°,∵△ECD是等边三角形,∴CE=CD,∠DCE=60°,∴∠ACB=∠DCE=60°,∴∠ACB+∠BCE=∠DCE+∠BCE,即∠ACE=∠BCD,在△ACE和△BCD中,,∴△ACE≌△BCD(SAS),∴AE=BD,∠CAE=∠CBD,在△ABF中,∠AFB=180°﹣(∠BAF+∠ABF)=180°﹣(∠BAF+∠CBF+∠ABC)=180°﹣(∠BAC+∠ABC)=180°﹣(60°+60°)=60°,∴∠AFB=60°,故答案为:∠AFB=60°,AE=BD;(2)(1)中结论仍成立,证明:∵△ABC是等边三角形,∴AC=BC,∠BAC=∠ACB=60°,∵△ECD是等边三角形,∴CE=CD,∠DCE=60°,∴∠ACB=∠DCE=60°,∴∠ACB+∠BCE=∠DCE+∠BCE,即∠ACE=∠BCD,在△ACE和△BCD中,,∴△ACE≌△BCD(SAS),∴AE=BD,∠CAE=∠CBD,∵∠AFB+∠CBD=∠ACB+∠CAE,∴∠AFB=∠ACB,∵∠ACB=60°,∴∠AFB=60°;(3)在△BCD中,BC+CD>BD,BC﹣CD<BD,∴点D在BC的延长线上时,BD最大,最大为4+3=7,当点D在线段BC上时,BD最小,最小为4﹣3=1,∴1≤BD≤7,即BD长的取值范围为1≤BD≤7.2.解:(1)∵∠BAC=90°,AB=AC,∴△ABC为等腰直角三角形,∠B=45°,∵DE∥AB,∴∠DEC=∠B=45°,∠CDE=∠A=90°,∴△DEC为等腰直角三角形,∴cos∠C==,∵DE∥AB,∴==,故答案为:;(2)由(1)知,△BAC和△CDE均为等腰直角三角形,∴==,又∠BCE=∠ACD=α,∴△BCE∽△ACD,∴==,即=;(3)①如图3﹣1,当点E在线段BA的延长线上时,∵∠BAC=90°,∴∠CAE=90°,∴AE===3,∴BE=BA+AE=4+3=7;由(2)知,=.故AD=.②如图3﹣2,当点E在线段BA上时,AE===3,∴BE=BA﹣AE=4﹣3=1,由(2)知,=.故AD=.综上所述,AD的长为或,故答案为:或.3.解:(1)如图2中,∵AB=10,AD=5,∴AD=DB,∵CA=CB,AD=DB,∴CD⊥AB.(2)如图1中,当AB<AD时,BC=BD.设AB=10k,则AC=BC=6k,∵AD=5,∴10k+6k=5,∴k=,∴BC=6k=.如图1﹣1中,当AB>AD时,BC=BD,同法可得10k﹣6k=5,解得k=,∴BC=6k=,综上所述,BC的值为或.(3)如图3﹣1中,当△ADC≌△BED时,BD=AC=BC,由(2)可知,BC=.如图3﹣2中,当△ADC≌△BCE时,点E与C重合,此时AB=10k=10,∴k=1,BC=6k=6.综上所述,BC的值为或6.(4)如图3中,当CA′∥AB时,∵CA′∥AB,∴∠ADC=∠A′CD,由翻折可知,∠A′CD=∠ACD,∴∠ACD=∠ADC,∴AC=AD=5,∴CA′=CA=5.故答案为5.4.解:(1)结论:BD=AC,BD⊥AC.理由:延长BD交AC于F.∵AE⊥CB,∴∠AEC=∠BED=90°.在△AEC和△BED中,,∴△AEC≌△BED(SAS),∴AC=BD,∠CAE=∠EBD,∵∠AEC=90°,∴∠ACB+∠CAE=90°,∴∠CBF+∠ACB=90°,∴∠BFC=90°,∴AC⊥BD,故答案为:BD⊥AC,BD=AC.(2)如图2中,不发生变化,设DE与AC交于点O,BD与AC交于点F.理由是:∵∠BEA=∠DEC=90°,∴∠BEA+∠AED=∠DEC+∠AED,∴∠BED=∠AEC,在△BED和△AEC中,,∴△BED≌△AEC(SAS),∴BD=AC,∠BDE=∠ACE,∵∠DEC=90°,∴∠ACE+∠EOC=90°,∵∠EOC=∠DOF,∴∠BDE+∠DOF=90°,∴∠DFO=180°﹣90°=90°,∴BD⊥AC;(3)①如图3中,结论:BD=AC,理由是:∵△ABE和△DEC是等边三角形,∴AE=BE,DE=EC,∠BEA=∠DEC=60°,∴∠BEA+∠AED=∠DEC+∠AED,∴∠BED=∠AEC,在△BED和△AEC中,,∴△BED≌△AEC(SAS),∴BD=AC,故答案为:BD=AC.②能;设BD与AC交于点F,由①知,△BED≌△AEC,∴∠BDE=∠ACE,∴∠DFC=180°﹣(∠BDE+∠EDC+∠DCF)=180°﹣(∠ACE+∠EDC+∠DCF)=180°﹣(60°+60°)=60°,即BD与AC的夹角中的锐角的度数为60°.5.解:(1)∵B、C两点关于y轴对称,且C(﹣8,0),∴点B(8,0),BO=CO,又∵AO⊥BC,∴AC=AB,∵∠CAB=90°,AC=AB,CO=BO,∴AO=CO=BO=8,∴点A(0,8);(2)如图1,过点P作PM⊥OB于M,∵点P的横坐标为t,∴OM=t,∴MB=8﹣t,∵∠CAB=90°,AC=AB,∴∠ABO=45°,∴∠BPM=∠ABO=45°,∴PM=MB=8﹣t,∴S△POB=×OB×PM=×8×(8﹣t)=32﹣4t;(3)∵△POB的面积为24,∴32﹣4t=24,∴t=2,∴点P(2,6),如图2,当点Q为直角顶点时,过点Q作HG⊥y轴,过点D作DG⊥HG于点G,∵PQ=OP,点P(2,6),∴点Q(4,12),∵∠OQD=90°=∠OHQ=∠QGD,∴∠OQH+∠DQG=90°=∠OQH+∠HOQ,∴∠HOQ=∠GQD,又∵OQ=QD,∴△OHQ≌△QGD(AAS),∴OH=QG=12,HQ=GD=4,∴HG=16,∴点D(16,8);当点D为直角顶点时,过点Q作HG⊥y轴,过点D作DG⊥HG于点G,过点D作DN ⊥y轴于N,同理可求△QDG≌△ODN,∴ON=QG,DN=DG,∵DN=QG+HQ=4+QG,DG=HN=12﹣ON,∴ON=QG=4,DN=DG=8,∴点D(8,4),综上所述:点D(16,8)或(8,4).6.解:(Ⅰ)如图1,过点C作CH⊥AB于H,∵∠ACB=90°,AC=BC=6,CH⊥AB,∴AB=CD=6,CH=BH=AB=3,∠CAB=∠CBA=45°,∴DH===3,∴BD=DH﹣BH=3﹣3;(Ⅱ)①如图2,过点E作EF⊥CD'于F,∵将△ACD绕点C逆时针旋转α(0°<α<360°)得到△A′CD′,∴CD=CD'=6,∠DCD'=30°=∠CDA=∠CD'A',∴CE=D'E,又∵EF⊥CD',∴CF=D'F=3,EF=,CE=2EF=2,∴DE=DC﹣CE=6﹣2;②如图2﹣1,∵∠ABC=45°,∠ADC=30°,∴∠BCD=15°,∴∠ACD=105°,∵将△ACD绕点C逆时针旋转α(0°<α<360°)得到△A′CD′,∴AC=A'C,CD=CD',∠ACA'=∠DCD'=α,∴CB=CA',又∵A′D=BD′,∴△A'CD≌△BCD'(SSS),∴∠A'CD=∠BCD',∴105°﹣α=15°+α,∴α=45°;如图2﹣2,同理可证:△A'CD≌△BCD',∴∠A'CD=∠BCD',∴α﹣105°=360°﹣α﹣15°,∴α=225°,综上所述:满足条件的α的度数为45°或225°;(Ⅲ)如图3,当A'D'⊥AC时,N是AC与A'D'的交点时,MN的长度最小,∵∠A'=45°,A'D'⊥AC,∴∠A'=∠NCA'=45°,∴CN=A'N=3,∵点M为AC的中点,∴CM=AC=3,∴MN的最小值=NC﹣CM=3﹣3;如图4,当点A,点C,点D'共线,且点N与点D'重合时,MN有最大值,此时MN=CM+CN=6+3,∴线段MN的取值范围是3﹣3≤MN≤6+3.7.解:(Ⅰ)∵点A(0,+1),点B(+1,0),点C(0,1),点D(1,0),∴OA=+1,OB=+1,OC=1,OD=1,∴AC=OA﹣OC=+1﹣1=,BD=+1﹣1=,∴AC=BD;(Ⅱ)由题意知,OA=OB,OC=OD,∠AOB=∠COD=90°,∴∠AOC=∠AOB﹣∠COB=90°﹣∠COB,∠BOD=∠COD﹣∠COB=90°﹣∠COB,∴∠AOC=∠BOD,∴△AOC≌△BOD(SAS),∴AC=BD,∠OAC=∠OBD,如图1(注:点C在x轴上,为了不要出现误解,点C没画在x轴上),延长AC交BD 于D,连接BC,在Rt△AOB中,OA=OB,∴∠OAB=∠OBA=45°,∴∠CAB+∠ABD=∠OAB﹣∠OAC+∠ABO+∠BOD=∠OAB+∠OBA=90°,∴AC⊥BD,∵AC垂直平分BD,∴CD=BC,设点C的坐标为(m,n),∴m2+n2=1①,由旋转知,CD==,∵B(+1,0),[m﹣(+1)]2+n2=2②,联立①②解得,m=1,n=0,∴点C在x轴上,∴旋转角为∠AOC=90°,故答案为:90°;(Ⅲ)如图2,∵OA=OB=+1,∴AB=OA=2+,过点O作OH⊥AB于H,∴S△AOB=OA•OB=AB•OH,∴OH====,过点D作DG⊥AB于G,S△ABD=AB•DG=(2+)DG,要使△ABD的面积最大,则DG最大,由旋转知,点D是以O为圆心,1为半径的圆上,∴点D在HO的延长线上时,DG最大,即DG的最大值为D'H=OD'+OH=1+=,∴S△ABD最大=AB•D'H=(2+)×=,在Rt△AOB中,OA=OB,OH⊥AB,∴∠BOH=45°,∴旋转角∠BOD'=180°﹣45°=135°.8.解:(1)AC=AE+AD.证明:连接CE,∵线段DC绕点D顺时针旋转α交直线AB于点E,α=60°,∵AB=AC,∠BAC=60°,∴CB=CA=AB,∠ACB=60°,∵AD∥BC,∴∠DAF=∠ACB=60°,∵∠FDC=∠EAF=60°,∠AFE=∠DFC,∴△AFE∽△DFC,∴,∴,∵∠AFD=∠EFC,∴△AFD∽△EFC,∴∠DAF=∠FEC=60°,∴△DEC是等边三角形,∴CD=CE,∠ECD=60°,∴∠BCE=∠ACD,∴△BCE≌△ACD(SAS),∴BE=AD,∴AB=AE+BE=AE+AD,∴AC=AE+AD;(2)不成立,AD=AC+AE.理由如下:在AC的延长线上取点F,使AF=AD,连接DF,当α=60°时,∠BAC=∠EDC=60°,∵AB=AC,∴△ABC是等边三角形,∴AB=AC=BC∠BCA=60°,∵l∥BC,∴∠DAC=∠BCA=60°,∠EAD=∠ABC=60°,∵AF=AD,∴∠ADF=∠AFD=60°,AD=FD=AF,∴∠EDC=∠ADF=60°,∴∠EDC﹣∠ADC=∠ADF﹣∠ADC,即∠EDA=∠CDF,∵AD=FD,∠EAD=∠AFD=60°,∴△EAD≌△CFD(ASA),∴AE=CF,∴AD=AF=AC+CF=AC+AE;(3)AE的长为或.当点E在线段AB上,过点D作直线l的垂线,交AC于点F,如图3所示.∵△ABC中,∠BAC=90°,AC=AB,∴∠ACB=∠B=45°.∵直线l∥BC,∴∠DAF=∠ACB=45°.∵FD⊥直线l,∴∠DAF=∠DF A=45°.∴AD=FD.∵∠EDC=∠ADF=90°,∴∠ADE=∠FDC.由(1)可知DC=DE,∴△ADE≌△FDC(SAS),∴AE=CF.∵AD=,∴AF=2,∵BC=6,∴AC=AB=3,∴AE=AC﹣AF=3﹣2.当点E在线段AB的延长线上时,如图4所示.过点D作直线l的垂线,交AB于点M,同理可证得△ADC≌△MDE(SAS),∴AC=EM=3,∵AD=,∴AM=2,∴EM+AM=3+2.综合以上可得AE的长为3+2或3﹣2.9.解:(1)当x=0cm时,S=4×4÷2=8cm2;当x=12cm时,S=4×4÷2=8cm2.故答案为:8cm2;8cm2.(2)①当0<x<4时,∵△CAB为等腰直角三角形,∴∠CAB=45°,∴△ADG和△AEF都是等腰直角三角形,∴AD=DG=x,AE=EF=x+4,∴梯形GDEF的面积=×(GD+EF)×DE=×(x+x+4)×4=4x+8.②如图所示:过点C作CM⊥AB于点M.当4<x<8时,梯形GDMC的面积=(GD+CM)×DM=(x+8)(8﹣x)=﹣x2+32,梯形CMEF的面积=(EF+CM)×ME=[16﹣(x+4)+8][(x+4)﹣8]=(20﹣x)(x﹣4)=﹣x2+12x﹣40,S=梯形GDMC的面积+梯形CMEF的面积=(﹣x2+32)+(﹣x2+12x﹣40)=﹣x2+12x ﹣8.综合以上可得,S=.(3)当0<x<4时s最大值小于24,当x=4时,S=24cm2,所以当S=28cm2时,x必然大于4,即﹣x2+12x﹣8=28,解得x1=x2=6,当x=6cm时,阴影部分面积为28cm2.当8<≤12时,由对称性可知s的最大值也是小于24,不合题意舍去.∴当x=6cm时,阴影部分面积为28cm2.10.解:(1)∵△ABC和△CDE都是等边三角形,∴∠B=∠DCE=60°,AB=BC,CE=CD,∴CE∥AB,∵BC≠CD,∴CE≠AB,∴四边形ABCE是梯形,∵点F,G分别是BC,AE的中点,∴FG是梯形ABCE的中位线,∴FG∥AB,∴∠GFC=60°,同理:∠GHB=60°,∴∠FGH=180°﹣∠GFC﹣∠GHB=60°=∠GFC=∠GHB,∴△FGH是等边三角形,故答案为:等边三角形;(2)成立,理由如下:如图1,取AC的中点P,连接PF,PG,∵△ABC和△CDE都是等边三角形,∴AB=BC,CE=CD,∠BAC=∠ACB=∠ECD=∠B=60°,又F,G,H分别是BC,AE,CD的中点,∴FP=AB,FC=BC,CH=CD,PG=CE,PG∥CE,PF∥AB,∴FP=FC,PG=CH,∠GPC+∠PCE=180°,∠FPC=∠BAC=60°,∠PFC=∠B=60°,∴∠FPG=∠FPC+∠GPC=60°+∠GPC,∠GPC=180°﹣∠PCE,∴∠FCH=360°﹣∠ACB﹣∠ECD﹣∠PCE=360°﹣60°﹣60°﹣(180°﹣∠GPC)=60°+∠GPC,∴∠FPG=∠FCH,∴△FPG≌△FCH(SAS),∴FG=FH,∠PFG=∠CFH,∴∠GFH=∠GFC+∠CFH=∠GFC+∠PFG=∠PFC=60°,∴△FGH为等边三角形;(3)①当点D在AE上时,如图2,∵△ABC是等边三角形,∴∠ACB=60°,AC=BC=2,∵△CDE是等边三角形,∴∠CED=∠CDE=60°,CE=CD=DE=4,过点C作CM⊥AE于M,∴DM=EM=DE=2,在Rt△CME中,根据勾股定理得,CM===2,在Rt△AMC中,根据勾股定理得,AM===4,∴AD=AM﹣DM=4﹣2=2,∵∠ACB=∠DCE=60°,∴∠ACB﹣∠DCB=∠DCE﹣∠DCB,∴∠ACD=∠BCE,连接BE,在△ACD和△BCE中,,∴△ACD≌△BCE(SAS),∴BE=AD=2,∠ADC=∠BEC,∵∠ADC=180°﹣∠CDE=120°,∴∠BEC=120°,∴∠BEA=∠BEC﹣∠CED=60°,过点B作BN⊥AE于N,∴∠BNE=90°,在Rt△BNE中,∠EBN=90°﹣∠BEA=30°,∴EN=BE=1,∴BN=EN=,DN=DE﹣EN=3,连接BD,根据勾股定理得,BD===2,∵点H是CD的中点,点F是BC的中点,∴FH是△BCD的中位线,∴FH=BD=,由(2)知,△FGH是等边三角形,∴△FGH的周长为3FH=3,②当点D在AE的延长线上时,如图3,同①的方法得,FH=,∴△FGH的周长为3FH=3,即满足条件的△FGH的周长为3或3.11.(1)证明:如图1中,过点P作PT∥AB.∵AB∥CD,AB∥PT,∴AB∥PT∥CD,∴∠1=∠APT,∠2=∠CPT,∴∠APC=∠APT+∠CPT=∠1+∠2.(2)证明:如图2中,连接PP′.∵∠3=∠MPP′+∠MP′P,∠4=∠NPP′+∠NP′P,∠APC=∠MP′N,∴∠3+∠4=2∠APC,∵∠APC=∠1+∠2,∴∠3+∠4=2(∠1+∠2).(3)结论不成立.结论是:∠P=∠2﹣∠1,∠4﹣∠3=2(∠2﹣∠1).理由:如图3中,设PC交AB于E,AP交NP′于F.∵AB∥CD,∴∠PEB=∠2,∵∠PEB=∠1+∠P,∴∠2=∠P+∠1,∴∠P=∠2﹣∠1.∵∠4=∠P+∠PFN,∠PFN=∠3+∠P′,∠P=∠P′,∴∠4=∠P+∠3+∠P,∴∠4﹣∠3=2∠P=2(∠2﹣∠1),∴∠4﹣∠3=2(∠2﹣∠1).12.解:(1)∵A(0,a),B(a,0)(a>0),∴OA=a,OB=a,∵△AOB的面积为2,∴S△AOB=×a×a=2,∴a=2(负值舍去),∴A(0,2),B(2,0),∵C为线段AB的中点,∴C(1,1),∴OD=BD=CD=1,∴S△CDB=×1×1=.故答案为:.(2)连AC,过点D作DM⊥BC于M,∵△AOB是等腰直角三角形,∴AO⊥BO,AO=BO,∠B=∠OAB=45°,又CO=EO,∴AO是CE的垂直平分线,∴AE=AC,不妨设AE、CD交于F,AO、CD交于G,∴∠CGA=∠OAE+∠AFC=∠OCD+∠COA,∵∠AFC=∠COA=90°,∴∠OAE=∠OCD=∠OAC,又∵∠CAD=∠CAO+∠OAB=∠OCD+∠B=∠CDA,∴CD=CA=EA,∴△AOE≌△CMD(AAS),∴OE=DM,∴===3,∴=2;(3)=2,理由如下:作点C关于y轴的对称点N,连接BN,作DM∥BC交y轴于M,∵OB=OC=ON,∠BON=90°,∴△BON等腰直角三角形,∴∠BNO=∠BMD=45°,∴∠MBD=∠OBE+∠DBE=∠OBE+∠BOE=∠BEN,又∵BD=BE,∴△BMD≌△ENB(AAS),∴EN=BM,BN=DM=BC,又∵∠BFC=∠DFM,∠BCF=∠FDM,∴△BCF≌△MDF(AAS),∴BF=MF,∴CO﹣EO=NO﹣EO=NE=BM=2BF,即=2.13.解:(1)∵在△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,∴∠B=∠C=45°,∵∠APQ是△ABC的一个外角,∴∠APQ=∠B+∠BAP,∵∠BAP=15°,∴∠APQ=60°,∵AP=AQ,∴∠APQ=∠AQB=60°.(2)①图形如图2所示.②解:结论:PC2+BP2=2AP2.理由:连接MC.∵AB=AC,∠BAC=90°,∴∠B=∠ACB=45°,∵AP=AQ,∴∠APQ=∠AQP,∴∠BAP=∠CAQ,∴△ABP≌△ACQ(SAS),∴BP=CQ,∵点Q关于直线AC的对称点为M,∴AQ=AM,CQ=CM,∠CAM=∠CAQ,∠ACM=∠ACQ=45°,∴AP=AM,∠B=∠ACM=45°,∠BAP=∠CAM,BP=CM,∴∠BAC=∠P AM=90°,在Rt△APM中,AP=AM,∠P AM=90°,∴PM=,∵∠ACQ=∠ACM=45°,∴∠PCM=90°,在Rt△PCM中,∠PCM=90°,∴PC2+CM2=PM2,∴PC2+BP2=2AP2.14.【问题背景】证明:如图1,∵∠BAC=∠DAE=90°,∴∠DAB=∠EAC,在△ABD和△ACE中,,∴△ABD≌△ACE(SAS).【尝试应用】证明:如图2,过点D作DK⊥DC交FB的延长线于K.∵DK⊥CD,BF⊥AB,∴∠BDK=∠ABK=90°,∵AB=AC,∠BAC=90°,∴∠ABC=∠ACB=45°,∴∠DBK=∠K=45°,∴DK=DB,∵△ABD≌△ACE,∴∠ABD=∠ACE=135°,DB=EC=DK,∴∠ECG=45°,∵BF⊥AB,CA⊥AB,∴AG∥BF,∴∠G=∠DFK,在△ECG和△DKF中,,∴△ECG≌△DKF(AAS),∴DF=EG,∵DE=AE,∴DF+EF=AE,∴EG+EF=AE,即FG=AE.【拓展创新】解:如图3中,过点A作AE⊥AD交BD于E,连接CE..∵∠ADB=45°,∠DAE=90°,∴△ADE与△ABC都是等腰直角三角形,同法可证△ABD≌△ACE,∴CE=BD=2,∵∠AEC=∠ADB=45°,∴∠CED=∠CEB=90°,∴S△BDC=•BD•CE=×2×2=6.故答案为:6.15.解:(1)∵2a2+4ab+4b2+2a+1=0,∴(a+2b)2+(a+1)2=0,∵(a+2b)2≥0 (a+1)2≥0,∴a+2b=0,a+1=0,∴a=﹣1,b=,∴A(﹣1,0)B(0,).(2)①证明:如图1中,∵a+b=0,∴a=﹣b,∴OA=OB,又∵∠AOB=90°,∴∠BAO=∠ABO=45°,∵D与P关于y轴对称,∴BD=BP,∴∠BDP=∠BPD,设∠BDP=∠BPD=α,则∠PBF=∠BAP+∠BP A=45°+α,∵PE⊥DB,∴∠BEF=90°,∴∠F=90o﹣∠EBF,又∠EBF=∠ABD=∠BAO﹣∠BDP=45°﹣α,∴∠F=45o+α,∴∠PBF=∠F,∴PB=PF.②解:如图2中,过点Q作QF⊥QB交PB于F,过点F作FH⊥x轴于H.可得等腰直角△BQF,∵∠BOQ=∠BQF=∠FHQ=90°,∴∠BQO+∠FQH=90°,∠FQH+∠QFH=90°,∴∠BQO=∠QFH,∵QB=QF,∴△FQH≌△QBO(AAS),∴HQ=OB=OA,∴HO=AQ=PC,∴PH=OC=OB=QH,∴FQ=FP,又∠BFQ=45°∴∠APB=22.5°.16.解:(1)在Rt△ABC中,∠C=90°,∠B=30°,BC=6,∴AC=2,∠A=60°,∵△DEF是等边三角形,∴∠DCE=60°,∴∠ACD=30°,∴∠ADC=90°,∴CD=AC=3,∴△DEF的周长=9;(2)解:结论:CF=DG.理由:∵BC=6,EF=DF=DE=3,∴CF+BE=BC﹣EF=6﹣3=3,∵△DEF是等边三角形,∴∠DEF=60°,∵∠DEF=∠B+∠EGB,∴∠B=∠EGB=∠DGE=30°,∴EG=BE,∵EG+DG=CF+BE=3,∴CF=DG;(3)∵S△DEF=×32=,S△DGH=•GH•DH=•x•x=x2,y=S△DFE﹣S△DHG=﹣x2(0≤x≤3).17.解:(1)在Rt△ABC中,AC=2,BC=2,根据勾股定理得,AB===4,∴=,∵BQ=BP,∴=,∴,∵∠QBP=∠CBA,∴△BPQ∽△BAC,∴∠BQP=∠ACB=90°,∴PQ⊥AB;(2)∵点D是AC的中点,∴AD=CD=AC=1,由(1)知,PQ⊥AB,∴∠AQP=90°,∴∠PQD<90°,∵△PQD是直角三角形,∴①当∠DPQ=90°时,如图1,在Rt△ABC中,AC=2,AB=4,∴sin∠ABC==,∴∠ABC=30°,∴∠QPB=90°﹣∠ABC=60°,∴∠DPC=90°﹣∠BPQ=30°,∴CP===,∴BP=BC﹣CP=,②当∠PDQ=90°时,∴∠ADQ+∠PDC=90°,如图2,过Q作QE⊥AC于E,∴∠DEQ=90°=∠ACB,∴∠ADQ+∠DQE=90°,∴∠DQE=∠PDC,∴△EQD∽△CDP,∴,∴,设BP=t,则CP=BC﹣BP=2﹣t,在Rt△BQP中,BQ=BP cos30°=t,∴AQ=AB﹣BQ=4﹣t,在Rt△AEQ中,QE=AQ cos30°=(4﹣t)•=2﹣t,AE=AQ=2﹣t,∴DE=AD﹣AE=t﹣1,∴,∴t=或t=(大于2,舍去)∴BP=;即BP=或;(3);理由:如图3,①当点D'恰好落在边BC上时,由折叠知,PD'=PD,PQ⊥DD',由(1)知,PQ⊥AB,∴DD'∥AB,∴∠DD'C=∠ABC=30°,∴CD'=CD=,设BP=m,则CP=BC﹣BP=2﹣m,∴DP=D'P=CD'﹣CP=m﹣,在Rt△CDP中,根据勾股定理得,DP2=CP2+CD2,∴(m﹣)2=(2﹣m)2+1,∴m=,②当点D'落在D时,即PQ过点D,在Rt△CDP'中,∠P'=90°﹣∠DD'P'=30°,∴CP'===,∴BP'=BC+CP'=,综上:.18.(1)解:当MN最长时,BN===;当BN最长时,BN===,综合以上可得BN的长为或;(2)证明:如图,把△CBN绕点C逆时针旋转90°,得到△CAN',连接MN',∴△AN'C≌△BNC,∴CN'=CN,∠ACN'=∠BCN,∠CBN=∠CAN',∵∠MCN=45°,∴∠N'CA+∠ACM=∠ACM+∠BCN=45°,∴∠MCN'=∠BCM,∴△MN'C≌△MNC(SAS),∴MN'=MN,∵AC=BC,∠ACB=90°,∴∠B=∠CAM=45°,∴∠CAN'=45°,∴∠MAN'=∠CAN'+∠CAM=45°+45°=90°,在Rt△MN'A中,AN'2+AM2=N'M2,∴BN2+AM2=MN2,∴点M,N是线段AB的勾股分割点.19.问题背景解:∵△ABD,△AEC都是等边三角形,∴∠BAD=60°,∠CAE=60°,AD=AB,AC=AE,∴∠BAD+∠BAC=∠CAE+∠BAC,∴∠DAC=∠BAE,∴△ACD≌△AEB(SAS),∴△ACD可以由△AEB绕点A顺时针旋转60°得到,即旋转中心是点A,旋转方向是顺时针,旋转角是60°;尝试应用∵△ACD和△ABE都是等边三角形,∴AC=AD,AB=AE,∠CAD=∠BAE=60°,∴∠CAB=∠DAE,∴△ADE≌△ACB(SAS),∴∠ADE=∠ACB=90°,DE=CB,∵∠ADE=90°,∴∠ADF=90°,∵∠ADC=∠ACD=60°,∴∠DCF=∠CDF=30°,∴CF=DF,∵BD⊥BC,∴∠BDF=30°,∴BF=DF,设BF=x,则CF=DF=2x,DE=3x,∴;拓展创新∵∠ACB=90°,∴点C在以AB为直径的圆上运动,取AB的中点D,连接CD,∴CD=AB=1,如图,过点A作AE⊥AB,且使AE=AD,连接PE,BE,∵将线段AC绕点A顺时针旋转90°得到线段AP,∴∠P AC=90°,P A=AC,∵∠EAD=90°,∴∠P AE=∠CAD,∴△CAD≌△P AE(SAS),∴PE=CD=1,∵AB=2,AE=AD=1,∴BE===,∴BP≤BE+PE=+1,当且仅当P、E、B三点共线时取等号,∴BP的最大值为+1.20.解:(1)由AC长为1.5m,△ABC的面积为1.5m2,可得BC=2m,如图①,设加工桌面的边长为xcm,∵DE∥CB,∴△ADE∽△ACB,∴=,即=,解得:x=;如图②,设加工桌面的边长为ym,过点C作CM⊥AB,分别交DE、AB于点N、M,∵AC=1.5m,BC=2m,∴AB===2.5(m),∵△ABC的面积为1.5m2,∴CM=m,∵DE∥AB,∴△CDE∽△CAB,∴=,即=,解得:y=,∴x>y,即S1>S2,故答案为:>.(2)①函数图象如图6所示:②观察图象,发现该函数有最小值,此时a的取值~2之间.故选D.(3)①由(2)可知,S5<S4<S3.故答案为:S5<S4<S3.②如图7,△A1B1C1即为所求作.。

2022-2023学年九年级数学中考复习《几何图形变换综合压轴题》专题提升训练(附答案)

2022-2023学年九年级数学中考复习《几何图形变换综合压轴题》专题提升训练(附答案)

2022-2023学年九年级数学中考复习《几何图形变换综合压轴题》专题提升训练(附答案)1.如图,已知∠DAC=90°,△ABC是等边三角形,点P为射线AD上任意一点(点P与点A不重合),连接CP,将线段CP绕点C顺时针旋转60°得到线段CQ,连接QB并延长交直线AD于E.(1)如图1,猜想∠QEP=;(2)如图2,若当∠DAC是锐角时,其他条件不变,猜想∠QEP的度数,并证明;(3)如图3,若∠DAC=135°,∠ACP=15°,且AC=6,求BQ的长.2.如图1,在等腰△ABC中,AB=AC,AD为中线,将线段AC绕点A逆时针旋转90°,得到线段AE,连接BE交直线AD于点F,连接CF.(1)若∠BAC=30°,则∠FBC=°;(2)若∠BAC是钝角时,①请在图2中依题意补全图形,并标出对应字母;②探究图2中△BCF的形状,并说明理由;③若AB=5,BC=8,则EF=.3.在△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,点D在射线BC上(不与点B、点C重合),将线段AD绕A逆时针旋转90°得到线段AE,作射线BA与射线CE,两射线交于点F.(1)若点D在线段BC上,如图1,请直接写出CD与EF的关系.(2)若点D在线段BC的延长线上,如图2,(1)中的结论还成立吗?请说明理由.(3)在(2)的条件下,连接DE,G为DE的中点,连接GF,若tan∠AEC=,AB=,求GF的长.4.已知△ABC中,∠ABC=90°,将△ABC绕点B逆时针旋转90°后,点A的对应点为点D,点C的对应点为点E,直线DE与直线AC交于点F,连接FB.(1)如图1,当∠BAC<45°时,①求证:DF⊥AC;②求∠DFB的度数;(2)如图2,当∠BAC>45°时,①请依意补全图2;②用等式表示线段FC,FB,FE之间的数量关系,并证明.5.实验探究:如图,△ABC和△ADE是有公共顶点的等腰直角三角形,∠BAC=∠DAE=90°,BD、CE延长线交于点P.【问题发现】(1)把△ABC绕点A旋转到图1,BD、CE的关系是(“相等”或“不相等”),请直接写出答案;【类比探究】(2)若AB=3,AD=5,把△ABC绕点A旋转,当∠EAC=90°时,在图中作出旋转后的图形,并求出此时PD的长;【拓展延伸】(3)在(2)的条件下,请直接写出旋转过程中线段PD的最小值为.6.如图,在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,点A(0,3)与点B关于x轴对称,点C(n,0)为x轴的正半轴上一动点.以AC为边作等腰直角三角形ACD,∠ACD=90°,点D在第一象限内.连接BD,交x轴于点F.(1)如果∠OAC=38°,求∠DCF的度数;(2)用含n的式子表示点D的坐标;(3)在点C运动的过程中,判断OF的长是否发生变化?若不变求出其值,若变化请说明理由.7.[问题背景]如图1所示,在△ABC中,AB=BC,∠ABC=90°,点D为直线BC上的一个动点(不与B、C重合),连接AD,将线段AD绕点D按顺时针方向旋转90°,使点A旋转到点E,连接EC.[问题初探]如果点D在线段BC上运动,通过观察、交流,小明形成了以下的解题思路:过点E作EF⊥BC交直线BC于F,如图2所示,通过证明△DEF≌△,可推证△CEF是三角形,从而求得∠DCE=°.[继续探究]如果点D在线段CB的延长线上运动,如图3所示,求出∠DCE的度数.[拓展延伸]连接BE,当点D在直线BC上运动时,若AB=,请直接写出BE的最小值.8.如图,在等边△ABC中,点D为BC的中点,点E为AD上一点,连EB、EC,将线段EB绕点E顺时针旋转至EF,使点F落在BA的延长线上.(1)在图1中画出图形:①求∠CEF的度数;②探究线段AB,AE,AF之间的数量关系,并加以证明;(2)如图2,若AB=4,点G为AC的中点,连DG,将△CDG绕点C顺时针旋转得到△CMN,直线BM、AN交于点P,连CP,在△CDG旋转一周过程中,请直接写出△BCP 的面积最大值为.9.在△ABC中,点P为BC边中点,直线a绕顶点A旋转,BM⊥直线a于点M.CN⊥直线a于点N,连接PM,PN.(1)如图1,若点B,P在直线a的异侧,延长MP交CN于点E.求证:PM=PE;(2)若直线a绕点A旋转到图2的位置时,点B,P在直线a的同侧,其它条件不变,此时S△BMP+S△CNP=7,BM=1,CN=3,求MN的长度.(3)若过P点作PG⊥直线a于点G,试探究线段PG、BM和CN的数量关系.10.在Rt△ABC中与Rt△DCE中,∠ACB=∠DCE=90°,∠BAC=∠DEC=30°,AC=DC=,将Rt△DCE绕点C顺时针旋转,连接BD,AE,点F,G分别是BD,AE的中点,连接CF,CG.(1)观察猜想如图1,当点D与点A重合时,CF与CG的数量关系是,位置关系是;(2)类比探究当点D与点A不重合时,(1)中的结论是否成立?如果成立,请仅就图2的情形给出证明;如果不成立,请说明理由.(3)问题解决在Rt△DCE旋转过程中,请直接写出△CFG的面积的最大值与最小值.11.如图1,Rt△ABC中,∠C=90°,点E是AB边上一点,且点E不与A、B重合,ED ⊥AC于点D.(1)当sin B=时,①求证:BE=2CD;②当△ADE绕点A旋转到如图2的位置时(60°<∠CAD<90°),BE=2CD是否成立?若成立,请给出证明;若不成立,请说明理由.(2)当sin B=时,将△ADE绕点A旋转到∠DEB=90°,若AC=10,AD=2,请直接写出线段CD的长.12.如图,已知点A(0,8),B(16,0),点P是x轴上的一个动点(不与原点O重合),连接AP,把△OAP沿着AP折叠后,点O落在点C处,连接PC,BC,设P(t,0).(1)如图1,当AP∥BC时,试判断△BCP的形状,并说明理由.(2)在点P的运动过程中,当∠PCB=90°时,求t的值.(3)如图2,过点B作BH⊥直线CP,垂足为点H,连接AH,在点P的运动过程中,是否存在AH=BC?若存在,求出t的值:若不存在,请说明理由.13.如图,点B,C,D在同一条直线上,△BCF和△ACD都是等腰直角三角形.连接AB,DF,延长DF交AB于点E.(1)如图1,若AD=BD,DE是△ABD的平分线,BC=1,求CD的长度;(2)如图2,连接CE,求证:DE=CE+AE;(3)如图3,改变△BCF的大小,始终保持点F在线段AC上(点F与点A,C不重合).将ED绕点E顺时针旋转90°得到EP.取AD的中点O,连接OP.当AC=2时,直接写出OP长度的最大值.14.综合与实践问题情境从“特殊到一般”是数学探究的常用方法之一,类比特殊图形中的数量关系和探究方法可以发现一般图形具有的普遍规律.如图1,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,AD为BC边上的中线,E为AD上一点,将△AEC以点C为旋转中心,逆时针旋转90°得到△BFC,AD的延长线交线段BF于点P.探究线段EP,FP,BP之间的数量关系.数学思考(1)请你在图1中证明AP⊥BF;特例探究(2)如图2,当CE垂直于AD时,求证:EP+FP=2BP;类比再探(3)请判断(2)的结论在图1中是否仍然成立?若成立,请证明;若不成立,请说明理由.15.在Rt△ABC中,AB=AC,OB=OC,∠A=90°,∠MON=α,分别交直线AB、AC于点M、N.(1)如图1,当α=90°时,求证:AM=CN;(2)如图2,当α=45°时,求证:BM=AN+MN;(3)当α=45°时,旋转∠MON至图3位置,请你直接写出线段BM、MN、AN之间的数量关系.16.教材呈现:如图是华师版八年级上册数学教材第94页的部分内容.2.线段垂直平分线我们已经知道线段是轴对称图形,线段的垂直平分线是线段的对称轴.如图,直线MN 是线段AB的垂直平分线,P是MN上任一点,连接P A、PB.将线段AB沿直线MN对折,我们发现P A与PB完全重合.由此即有:线段垂直平分线的性质定理线段:垂直平分线上的点到线段两端的距离相等.已知:如图,MN⊥AB,垂足为点C,AC=BC,点P是直线MN上的任意一点求证:P A=PB.分析:图中有两个直角三角形APC和BPC,只要证明这两个三角形全等,便可证得P A =PB.(1)请根据教材中的分析,结合图①,写出“线段垂直平分线的性质定理”完整的证明过程;(2)如图②,在△ABC中,直线l,m,n分别是边AB,BC,AC的垂直平分线.求证:直线l、m、n交于一点;(请将下面的证明过程补充完整)证明:设直线l,m相交于点O.(3)如图③,在△ABC中,AB=BC,边AB的垂直平分线交AC于点D,边BC的垂直平分线交AC于点E,若∠ABC=120°,AC=15,则DE的长为.17.如图,在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,点A(x,y)中的横坐标x与纵坐标y 满足+|y﹣8|=0,过点A作x轴的垂线,垂足为点D,点E在x轴的负半轴上,且满足AD﹣OD=OE,线段AE与y轴相交于点F,将线段AD向右平移8个单位长度,得到线段BC.(1)直接写出点A和点E的坐标;(2)在线段BC上有一点G,连接DF,FG,DG,若点G的纵坐标为m,三角形DFG 的面积为S,请用含m的式子表示S(不要求写m的取值范围);(3)在(2)的条件下,当S=26时,动点P从D出发,以每秒1个单位的速度沿着线段DA向终点A运动,动点Q从A出发,以每秒2个单位的速度沿着折线AB→BC向终点C运动,P,Q两点同时出发,当三角形FGP的面积是三角形AGQ面积的2倍时,求出P点坐标18.如图1,在Rt△ACB中,AC=BC,过B点作BD⊥CD于D点,AB交CD于E.(1)如图1,若AC=6,tan∠ACD=2,求DE的长;(2)如图2,若CE=2BD,连接AD,在AD上找一点F,使CF=DF,在FD上取一点G,使∠EGF=∠CFG,求证:AF=EG;(3)如图3,D为线段BC上方一点,且∠BDC=90°,AC=6,连接AD,将AD绕A 点逆时针旋转90°,D点对应点为E点,H为DE中点,求当AH有最小值时,直接写出△ACH的面积.19.(1)问题发现:如图1,△ACB和△DCE均为等边三角形,当△DCE旋转至点A,D,E在同一直线上,连接BE.则:①∠AEB的度数为°;②线段AD、BE之间的数量关系是.(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AD=a,AE=b,AB=c,求a、b、c之间的数量关系.(3)探究发现:图1中的△ACB和△DCE,在△DCE旋转过程中,当点A,D,E不在同一直线上时,设直线AD与BE相交于点O,试在备用图中探索∠AOE的度数,直接写出结果,不必说明理由.20.类比、转化、从特殊到一般等思想方法,在数学学习和研究中经常用到.小明在数学学习中遇到了这样一个问题:“如图1,Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠CAB=α,点P在AB边上,过点P作PQ⊥AC于点Q,△APQ绕点A逆时针方向旋转,如图2,连接CQ.O 为BC边的中点,连接PO并延长到点M,使OM=OP,连接CM.探究在△APQ的旋转过程中,线段CM,CQ之间的数量关系和位置关系”小明计划采用从特殊到一般的方法探究这个问题.特例探究:(1)填空:如图3,当α=30°时,=,直线CQ与CM所夹锐角的度数为;如图4,当α=45°时,=,直线CQ与CM所夹锐角的度数为;一般结论:(2)将△APQ绕点A逆时针方向旋转的过程中,线段CQ,CM之间的数量关系如何(用含α的式子表示)?直线CQ与CM所夹锐角的度数是多少?请仅就图2所示情况说明理由;问题解决(3)如图4,在Rt△ABC中,若AB=4,α=45°,AP=3,将△APQ由初始位置绕点A逆时针方向旋转β角(0°<β<180°),当点Q到直线AC的距离为2时,请直接写出线段CM的值.参考答案1.解:(1)∠QEP=60°;证明:如图1,QE与CP的交点记为M,∵PC=CQ,且∠PCQ=60°,∴∠PCQ=∠ACB=60°,∴∠BCQ=∠ACP,则△CQB和△CP A中,,∴△CQB≌△CP A(SAS),∴∠CQB=∠CP A,在△PEM和△CQM中,∠EMP=∠CMQ,∴∠QEP=∠QCP=60°.故答案为:60°;(2)∠QEP=60°.理由如下:如图2,∵△ABC是等边三角形,∴AC=BC,∠ACB=60°,∵线段CP绕点C顺时针旋转60°得到线段CQ,∴CP=CQ,∠PCQ=6O°,∴∠ACB+∠BCP=∠BCP+∠PCQ,即∠ACP=∠BCQ,在△ACP和△BCQ中,,∴△ACP≌△BCQ(SAS),∴∠APC=∠Q,∵∠BOP=∠COQ,∴∠QEP=∠PCQ=60°;(3)作CH⊥AD于H,如图3,与(2)一样可证明△ACP≌△BCQ,∴AP=BQ,∵∠DAC=135°,∠ACP=15°,∴∠APC=30°,∠PCB=45°,∴∠HAC=45°,∴△ACH为等腰直角三角形,∴AH=CH=AC=3,在Rt△PHC中,PH=CH=3,∴P A=PH﹣AH=3﹣3,∴BQ=3﹣3.2.解:(1)如图1中,∵AB=AC,∠BAC=30°,∴∠ABC=∠ACB=(180°﹣30°)=75°,∵AE⊥AC,∴∠EAC=90°,∴∠BAE=30°+90°=120°,∵AB=AE,∴∠ABE=∠E=(180°﹣120°)=30°,∴∠FBC=∠ABC﹣∠ABF=75°﹣30°=45°.故答案为:45.(2)①图形如图2所示.②结论:△BCF是等腰直角三角形理由如下:如图2中,∵AB=AC,BD=CD,∴AD⊥BC,∴AD是BC的垂直平分线,∴FB=FC,又AB=AC,AF=AF,∴△ABF≌△ACF(SSS),∴∠1=∠2,由旋转可知AE=AC,又AB=AC,∴AB=AE,∴∠1=∠3,∴∠2=∠3.又∠4=∠5,∴∠CFE=∠CAE=90°即∠CFB=90°,又FB=FC,∴△BCF为等腰直角三角形.③如图3中,作EH⊥DF交DF的延长线于H.∵AB=AC=5,BD=CD=4,∴AD⊥BC,∴∠ADB=90°,∴AD===3,∵∠ADC=∠EAC=∠H=90°,∴∠DAC+∠ACD=90°,∠DAC+∠HAE=90°,∴∠ACD=∠HAE,∵AE=AC,∴△ADC≌△EHA(AAS),∴EH=AD=3,∵△BDF是等腰直角三角形,FD⊥BC,∴∠DFB=∠BFC=45°,∴∠HEF=∠HFE=45°,∵∠H=90°,∴∠EHF=∠HFE=45°,∴EH=FH=3,∴EF=EH=,故答案为:3.3.解:(1)CD=EF,CD⊥EF,理由如下:∵AB=AC,∠BAC=90°,∴∠ABC∠ACB=45°,∵将线段AD绕A逆时针旋转90°得到线段AE,∴AD=AE,∠DAE=90°=∠BAC,∴∠BAD=∠CAE,且AB=AC,AD=AE,∴△ABD≌△ACE(SAS)∴BD=CE,∠ABD=∠ACE=45°,∴∠BCF=∠ACB+∠ACE=90°,∴CD⊥EF,又∵∠ABC=45°,∴∠BFC=∠ABC,∴BC=CF,∴CD=EF;(2)结论仍然成立,理由如下:∵AB=AC,∠BAC=90°,∴∠ABC∠ACB=45°,∵将线段AD绕A逆时针旋转90°得到线段AE,∴AD=AE,∠DAE=90°=∠BAC,∴∠BAD=∠CAE,且AB=AC,AD=AE,∴△ABD≌△ACE(SAS)∴BD=CE,∠ABD=∠ACE=45°,∴∠BCF=∠ACB+∠ACE=90°,∴CD⊥EF,又∵∠ABC=45°,∴∠BFC=∠ABC,∴BC=CF,∴CD=EF;(3)如图,过点A作AN⊥CE于点N,过点G作GH⊥CE于H,∵AB=AC=,∴BC=CF=2,∵AN⊥CE,∠ACF=45°,∴AN=CN=1,∵tan∠AEC==,∴EN=2,∴EC=CN+EN=3,∴EF=EC﹣CF=1=CD,∵GH⊥CE,∠ECD=90°,∴HG∥CD,∴==,且EG=DG,∴HG=,EH=,∴FH=EH﹣EF=∴GF===4.解(1)①由旋转知,∠ABD=∠ABC=90°,∠D=∠A,∴∠D+∠BED=90°,∴∠A+∠BED=90°,∵∠BED=∠AEF,∴∠A+∠AEF=90°,∴∠AFE=90°,∴DF⊥AC;②如图1,过点B作BG⊥BF交DF于G,∴∠FBG=90°,由旋转知,∠D=∠A,BD=AB,∠ABD=90°,∴∠FBG=∠ABD,∴∠DBG=∠ABF,∴△BDG≌△BAF(ASA),∴BG=BF,∵∠FBG=90°,∴∠BFD=45°;(2)①如图2所示,②CF﹣EF=BF.过点B作BG⊥BF交AC于G,∴∠FBG=90°,由旋转知,∠C=∠E,BC=BE,∵∠ABC=90°,∴∠FBG=∠ABC,∴∠CBG=∠EBF,∴△BCG≌△BEF(ASA),∴CG=EF,BG=BF,∵∠FBG=90°,∴∠BFD=45°,∴FG=BF,∵CF=FG+CG,∴FG=CF﹣CG=CF﹣EF=BF,即:CF﹣EF=BF.5.解:(1)BD、CE的关系是相等.理由:∵△ABC和△ADE是有公共顶点的等腰直角三角形,∠BAC=∠DAE=90°,∴AB=AC,∠BAD=∠CAE,DA=EA,∴△ABD≌△ACE(SAS)∴BD=CE.故答案为:相等.(2)如图2,3即为旋转后的图形.①如图2,当C在AD上时,由(1)知△ABD≌△ACE,∴∠ADB=∠AEC又∵∠PCD=∠ACE,∴△PCD∽△ACE,∴又∵CE===CD=AD﹣AC=5﹣3=2∴,解得;如图3,当C在AD反向延长线上时,同理△PEB∽△ABD=∵BD=BE=AE﹣AB=5﹣3=2∴=解得PB=∴PD=DB+PB=+=.答:此时PD的长为或.(3)如图4所示,以点A为圆心,AC长为半径画圆,当CE在圆A下方与圆A相切时,PD的值最小.在Rt△ACE中,CE===4在Rt△ADE中,DE===5∵四边形ABPC是正方形,∴PC=AB=3∴PE=PC+CE=3+4=7在Rt△DEP中,PD===1∴线段PD的最小值为1.故答案为:1.6.解:(1)∵∠AOC=90°,∴∠OAC+∠ACO=90°,∵∠ACD=90°,∴∠DCF+∠ACO=90°,∴∠DCF=∠OAC,∵∠OAC=38°,∴∠DCF=38°;(2)如图,过点D作DH⊥x轴于H,∴∠CHD=90°∴∠AOC=∠CHD=90°,∵等腰直角三角形ACD,∠ACD=90°∴AC=CD,由(1)知,∠DCF=∠OAC,∴△AOC≌△CHD(AAS),∴OC=DH=n,AO=CH=3,∴点D的坐标(n+3,n);(3)不会变化,理由:∵点A(0,3)与点B关于x轴对称,∴AO=BO,又∵OC⊥AB,∴x轴是AB垂直平分线,∴AC=BC,∴∠BAC=∠ABC,又∵AC=CD,∴BC=CD,∴∠CBD=∠CDB,∵∠ACD=90°,∴∠ACB+∠DCB=270°,∴∠BAC+∠ABC+∠CBD+∠CDB=90°,∴∠ABC+∠CBD=45°,∵∠BOF=90°,∴∠OFB=45°,∴∠OBF=∠OFB=45°,∴OB=OF=3,∴OF的长不会变化.7.解:[问题初探]如图2,过点E作EF⊥BC交直线BC于F,∴∠DFE=90°=∠ABD,∴∠EDF+∠DEF=90°,由旋转知,AD=DE,∠ADE=90°,∴∠ADB+∠EDF=90°,∴∠ADB=∠DEF,∴△ABD≌△DFE(AAS),∴BD=EF,DF=AB,∵AB=BC,∴BC=DF,∴BD=CF,∴EF=CF,∴△CEF是等腰直角三角形,∴∠ECF=45°,∴∠DCE=135°,故答案为:ADB,等腰直角,135;[继续探究]如图3,过点E作EF⊥BC于F,∴∠DFE=90°=∠ABD,∴∠EDF+∠DEF=90°,由旋转知,AD=DE,∠ADE=90°,∴∠ADB+∠EDF=90°,∴∠ADB=∠DEF,∴△ABD≌△DFE(AAS),∴BD=EF,DF=AB,∵AB=BC,∴BC=DF,∴BD=CF,∴EF=CF,∴△CEF是等腰直角三角形,∴∠ECF=45°,∴∠DCE=45°;[拓展延伸]如图4,在△ABC中,∠ABC=90°,AB=BC=,∴∠ACB=45°当点D在射线BC上时,由[问题初探]知,∠BCM=135°,∴∠ACM=∠BCM﹣∠ACB=90°,当点D在线段CB的延长线上时,由[继续探究]知,∠BCE=45°,∴∠ACN=∠ACB+∠BCM=90°,∴点E是过点C垂直于AC的直线上的点,∴当BE⊥MN时,BE最小,∵∠BCE=45°,∴∠CBE=45°=∠BCE,∴BE=CE,∴BE最小=BC=,即:BE的最小值为.8.解:(1)如图1所示:延长BE,①∵等边△ABC中,点D为BC的中点,∴AD是BC的垂直平分线,∠BAD=∠CAD=30°,∴BE=CE,∴∠EBC=∠ECB,∵将线段EB绕点E顺时针旋转至EF,∴BE=EF,∴∠EBF=∠EFB,∵∠CEF=∠FEH+∠HEC=∠EBF+∠BFE+∠EBC+∠ECB=2∠ABE+2∠EBC,∴∠CEF=2∠ABC=120°;②AB=AF+AE,理由如下:如图1﹣1,在AB上截取BM=AF,连接ME,过点E作EN⊥AB于N,∵BM=AF,∠AFE=∠EBM,BE=EF,∴△BME≌△F AE(SAS),∴AE=EM,又∵EN⊥AB,∴AN=MN=AM,∵∠BAD=30°,∴AE=2NE,AN=NE,∴AN=AE,∴AM=AE,∴AB=BM+AM=AF+AE;(3)如图2,∵△ABC是等边三角形,AB=4,点G为AC的中点,∴AC=BC,∠ACB=60°,CG=CD=2,∵将△CDG绕点C顺时针旋转得到△CMN,∴CM=CN=CG=CD=2,∠MCN=∠ACB=60°,∴∠ACN=∠BCM,∴△BCM≌△ACN(SAS),∴∠CAN=∠CBM,∴点A,点B,点C,点P四点共圆,∴∠BPC=∠BAC=60°,∵将△CDG绕点C顺时针旋转得到△CMN,∴点M在以点C为圆心,CM为半径的圆上,∴当BM与⊙C相切于点M时,△BCP的面积有最大值,如图所示,过点P作PH⊥BC 于H,∵BM是⊙C的切线,∴∠BMC=90°=∠PMC,又∵∠BPC=60°,∴∠PCM=30°,∴CM=PM=2,∴MP=,∵BM===2,∴BP=BM+MP=,∵sin∠PBC=,∴PH==,∴△BCP的面积最大值=×4×=,故答案为.9.(1)证明:如图1中,∵BM⊥直线a于点M,CN⊥直线a于点N,∴∠BMA=∠CNM=90°,∴BM∥CN,∴∠MBP=∠ECP,又∵P为BC边中点,∴BP=CP,又∵∠BPM=∠CPE,∴△BPM≌△CPE(ASA),∴PM=PE(2)解:延长MP与NC的延长线相交于点E.∵BM⊥直线a于点M,CN⊥直线a于点N,∴∠BMN=∠CNM=90°∴∠BMN+∠CNM=180°,∴BM∥CN∴∠MBP=∠ECP,又∵P为BC中点,∴BP=CP,又∵∠BPM=∠CPE,∴△BPM≌△CPE(ASA),∴PM=PE,S△PBM=S△PCE,∴AE=CN+CE=4,∵S△BMP+S△CNP=7,∴S△PNE=7,∴S△MNE=2S△PNE=14,∴×MN×4=14,∴MN=7.(3)解:如图1﹣1中,当点B,P在直线a的异侧时,∵PG⊥a,CN⊥a,∴PG∥CN,∵PM=PE,∴MG=GN,∴PG=EN=(CN﹣EC),∵EC=BM,∴PG=(CN﹣BM).如图2﹣2中,当点B,P在直线a的同侧时,延长MP交NC的延长线于Q.∵PG⊥a,CN⊥a,∴PG∥CN,∵BM∥CQ,∴∠BMP=∠Q,∵∠BPM=∠CPQ,BP=CP,∴△PMB≌△PQC(AAS),∴PM=PQ,BM=CQ,∴MG=GN,∴PG=AQ=(CN+BM).综上所述,PG=(CN﹣BM)或PG=(CN+BM).10.解:(1)观察猜想∵在Rt△ABC中与Rt△DCE中,∠ACB=∠DCE=90°,∠BAC=∠DEC=30°,AC =DC=,∴AE=2DC=2,AC=BC=,AB=2BC,∠CDE=60°,∴BC=1,AB=2,∵点F,G分别是BD,AE的中点,∴CG=AE=,CG=AG,CF=AB=1,CF=AF,∴CG=CF,∠GDC=∠GCD=60°,∠ACF=∠F AC=30°,∴∠FCG=90°,∴CF⊥CG,故答案为:CG=CF,CF⊥CG;(2)类比探究仍然成立,理由如下:∵∠ACB=∠DCE=90°,∠BAC=∠DEC=30°,AC=DC=,∴∠BCD=∠ACE,AC=BC,CE=CD,∴=,∴△BCD∽△ACE,∴,∠CAE=∠CBD,∵点F,G分别是BD,AE的中点,∴BF=BD,AG=AE,∴∴△ACG∽△BCF,∴,∠BCF=∠ACG,∴CG=CF,∠ACB=∠FCG=90°,∴CF⊥CG;(3)问题解决如图,延长BC至H,使BC=CH=1,连接DH,∵点F是BD中点,BC=CH=1,∴CF=DH,由(2)可知,CF⊥CG,∴△CFG的面积=×CF×CG=CF2,∴△CFG的面积=DH2,∴当DH取最大值时,△CFG的面积有最大值,当DH取最小值时,△CFG的面积有最小值,∵CD=,∴点D在以点C为圆心,为半径的圆上,∴当点D在射线HC的延长线上时,DH有最大值为+1,∴△CFG的面积最大值=(+1)2=,当点D在射线CH的延长线上时,DH有最小值为﹣1,∴△CFG的面积最小值=(﹣1)2=.11.解:(1)∵Rt△ABC中,∠C=90°,sin B=,∴∠B=30°,∴∠A=60°,①如图1,过点E作EH⊥BC于点H,∵ED⊥AC∴∠ADE=∠C=90°,∴四边形CDEH是矩形,即EH=CD,∴在Rt△BEH中,∠B=30°,∴BE=2EH∴BE=2CD;②BE=2CD成立,理由:∵△ABC和△ADE都是直角三角形,∴∠BAC=∠EAD=60°,∴∠CAD=∠BAE,又∵,,∴,∴△ACD∽△ABE,∴,又∵Rt△ABC中,=2,∴=2,即BE=2CD;(2)∵sin B=,∴∠ABC=∠BAC=∠DAE=45°,∵ED⊥AD,∴∠AED=∠BAC=45°,∴AD=DE,AC=BC,将△ADE绕点A旋转∠DEB=90°,分两种情况:①如图3所示,过A作AF⊥BE交BE的延长线于F,则∠F=90°,当∠DEB=90°时,∠ADE=∠DEF=90°,又∵AD=DE,∴四边形ADEF是正方形,∴AD=AF=EF=2,∵AC=10=BC,根据勾股定理得,AB=10,在Rt△ABF中,BF==6,∴BE=BF﹣EF=4,又∵△ABC和△ADE都是直角三角形,且∠BAC=∠EAD=45°,∴∠CAD=∠BAE,∵,,∴,∴△ACD∽△ABE,∴=,即=,∴CD=2;②如图4所示,过A作AF⊥BE于F,则∠AFE=∠AFB=90°,当∠DEB=90°时,∠DEB=∠ADE=90°,又∵AD=ED,∴四边形ADEF是正方形,∴AD=EF=AF=2,又∵AC=10=BC,∴AB=10,在Rt△ABF中,BF==6,∴BE=BF+EF=8,又∵△ACD∽△ABE,∴=,即=,∴CD=4,综上所述,线段CD的长为2或4.12.解:(1)等腰直角三角形,理由如下:∵AP∥BC,∴∠APC=∠BCP,∠APO=∠CBP,∵△OAP沿着AP折叠,∴∠APO=∠APC,OP=PC,∴∠PCB=∠PBC,∴PC=PB=OP=8,∴△BCP是等腰三角形,∵OA=OP=8,∴∠OP A=∠APC=45°,∴∠OPC=90°,∴△BCP是等腰直角三角形;(2)当t>0时,如图,∵△OAP沿着AP折叠,∴∠AOP=∠ACP=90°,OP=PC=t,∴∠ACP+∠BCP=180°,∴点A,点C,点B三点共线,∵点A(0,8),B(16,0),∴OA=8,OB=16,∴AB===8,∵tan∠ABO=,∴,∴t=4﹣4;当t<0时,如图,同理可求:t=﹣4﹣4;(3)∵△OAP沿着AP折叠,∴AC=AO=8,∠ACP=∠AOP=90°,∵BH⊥CP,∴∠ACP=∠BHC=90°,∵AH=BC,CH=CH,∴Rt△ACH≌Rt△BHC(HL)∴AC=BH,∴四边形AHBC是平行四边形,如图2,当0≤t≤16时,点H在PC上时,连接AB交CH于G,∵四边形AHBC是平行四边形,∴AG=BG=4,HG=CG,AC=BH=8,∴HG===4,在Rt△PHB中,PB2=BH2+PH2,∴(16﹣t)2=64+(t﹣8)2,∴t=8;如图3,当0≤t≤16时,点H在PC的延长线上时,∵四边形AHBC是平行四边形,∴AG=BG=4,HG=CG,AC=BH=8,∴HG===4,在Rt△PHB中,PB2=BH2+PH2,∴(16﹣t)2=64+(t+8)2,∴t=;如图4,当t<0时,同理可证:四边形ABHC是平行四边形,又∵AH=BC,∴四边形ABHC是矩形,∴AC=BH=8,AB=CH=8,在Rt△PHB中,PB2=BH2+PH2,∴(16﹣t)2=64+(t+8)2,∴t=16﹣8;当t>16时,如图5,∵四边形ABHC是矩形,∴AC=BH=8,AB=CH=8,CP=OP=t,在Rt△PHB中,PB2=BH2+PH2,∴(t﹣16)2=64+(t﹣8)2,∴t=16+8.综上所述:当t=8或或16﹣8或16+8时,存在AH=BC.13.(1)解:∵△BCF和△ACD都是等腰直角三角形,∴AC=CD,FC=BC=1,FB=,∵AD=BD,DE是△ABD的平分线,∴DE垂直平分AB,∴F A=FB=,∴AC=F A+FC=,∴CD=;(2)证明:如图2,过点C作CH⊥CE交ED于点H,∵△BCF和△ACD都是等腰直角三角形,∴AC=DC,FC=BC,∠ACB=∠DCF=90°;∴△ABC≌△DFC(SAS),∴∠BAC=∠CDF,∵∠ECH=90°,∴∠ACE+∠ACH=90°,∵∠ACD=90°,∴∠DCH+∠ACH=90°,∴∠ACE=∠DCH.在△ACE和△DCH中,,∴△ACE≌△DCH(ASA),∴AE=DH,CE=CH,∴EH=CE.∵DE=EH+DH=CE+AE;(3)解:如图3,连接OE,将OE绕点E顺时针旋转90°得到EQ,连接OQ,PQ,则OQ=OE.由(2)知,∠AED=∠ABC+∠CDF=∠ABC+∠BAC=90°,在Rt△AED中,点O是斜边AD的中点,∴OE=OD=AD=AC=,∴OQ=OE=,在△OED和△QEP中,,∴△OED≌△QEP(SAS),∴PQ=OD=.∵OP≤OQ+PQ=,当且仅当O、P、Q三点共线时,取“=”号,∴OP的最大值是.14.证明:(1)如图1,∵将△AEC以点C为旋转中心,逆时针旋转90°得到△BFC,∴△AEC≌△BFC,∴∠CAE=∠CBF,∵∠ACB=90°,∴∠CAE+∠EAB+∠CBA=90°,∴∠CBF+∠EAB+∠CBA=90°,∴∠APB=90°,∴AP⊥BF;(2)如图2,∵CE⊥AD,∴∠AEC=90°=∠CEP,∵将△AEC以点C为旋转中心,逆时针旋转90°得到△BFC,∴△AEC≌△BFC,∠ECF=90°,∴∠AEC=∠BFC=90°,CE=CF,∴四边形CEPF是正方形,∴EP=PF=CE=CF,∠EPF=90°,∵AD为BC边上的中线,∴CD=BD,又∵∠CDE=∠BDP,∠CED=∠BPD=90°,∴△CDE≌△BDP(AAS),∴CE=BP,∴EP=PF=BP,∴EP+FP=2BP;(3)结论仍然成立,理由如下:如图1,过点C作CN⊥AD于N,作CM⊥BF,交BF的延长线于M,∵将△AEC以点C为旋转中心,逆时针旋转90°得到△BFC,∴∠CAE=∠CBF,CE=CF,∵∠ACB=90°,∴∠CAE+∠EAB+∠CBA=90°,∴∠CBF+∠EAB+∠CBA=90°,∴∠APB=90°,又∵CN⊥AD,CM⊥BM,∴四边形CNPM是矩形,∵∠CAE=∠CBF,∠ANC=∠BMC=90°,AC=BC,∴△ACN≌△BCM(AAS),∴CM=CN,∴四边形CNPM是正方形,∴CN=CM=NP=MP,∵AD为BC边上的中线,∴CD=BD,又∵∠CDN=∠BDP,∠CND=∠BPD=90°,∴△CDN≌△BDP(AAS),∴CN=BP,∴CN=BP=NP=MP,∴EP+FP=EN+NP+FP=NP+MF+PF=NP+MP=2BP.15.证明:(1)如图1,连接OA,∵AB=AC,∠BAC=90°,OB=OC,∴AO⊥BC,OA=OB=OC,∠ABO=∠ACO=∠BAO=∠CAO=45°,∴∠MON=∠AOC=90°,∴∠AOM=∠CON,且AO=CO,∠BAO=∠ACO=45°,∴△AOM≌△CON(ASA)∴AM=CN;(2)证明:如图2,在BA上截取BG=AN,连接GO,AO,∵AB=AC,∠BAC=90°,OB=OC,∴AO⊥BC,OA=OB=OC,∠ABO=∠ACO=∠BAO=∠CAO=45°,∵BG=AN,∠ABO=∠NAO=45°,AO=BO,∴△BGO≌△AON(SAS),∴OG=ON,∠BOG=∠AON,∵∠MON=45°=∠AOM+∠AON,∴∠AOM+∠BOG=45°,∵∠AOB=90°,∴∠MOG=∠MON=45°,∵MO=MO,GO=NO,∴△GMO≌△NMO(SAS),∴GM=MN,∴BM=BG+GM=AN+MN;(3)MN=AN+BM,理由如下:如图3,过点O作OG⊥ON,连接AO,∵AB=AC,∠BAC=90°,OB=OC,∴AO⊥BC,OA=OB=OC,∠ABO=∠ACO=∠BAO=∠CAO=45°,∴∠GBO=∠NAO=135°,∵MO⊥GO,∴∠NOG=90°=∠AOB,∴∠BOG=∠AON,且AO=BO,∠NAO=∠GBO,∴△NAO≌△GBO(ASA),∴AN=GB,GO=ON,∵MO=MO,∠MON=∠GOM=45°,GO=NO,∴△MON≌△MOG(SAS),∴MN=MG,∵MG=MB+BG,∴MN=AN+BM.16.证明:(1)如图①中,∵MN⊥AB,∴∠PCA=∠PCB=90°.在△P AC和△PBC中,,∴△P AC≌△PBC(SAS),∴P A=PB.(2)如图②中,设直线l、m交于点O,连接AO、BO、CO.∵直线l是边AB的垂直平分线,又∵直线m是边BC的垂直平分线,∴OB=OC,∴OA=OC,∴点O在边AC的垂直平分线n上,∴直线l、m、n交于点O.(3)解:如图③中,连接BD,BE.∵BA=BC,∠ABC=120°,∴∠A=∠C=30°,∵边AB的垂直平分线交AC于点D,边BC的垂直平分线交AC于点E,∴DA=DB,EB=EC,∴∠A=∠DBA=30°,∠C=∠EBC=30°,∴∠BDE=∠A+∠DBA=60°,∠BED=∠C+∠EBC=60°,∴△BDE是等边三角形,∴AD=BD=DE=BE=EC,∵AC=15,∴DE=AC=5.故答案为5.17.解:(1)∵+|y﹣8|=0,又∵≥0,|y﹣8|≥0,∴x=2,y=8,∴A(2,8),∵AD⊥x轴,∴OD=2,AD=8,∵AD﹣OD=OE,∴E(﹣6,0).(2)如图1中,连接OG.由题意G(10,m).∵AD=DE=8,∠ADE=90°,∴∠AED=45°,∴∠OEF=∠OFE=45°,∴OE=OF=6,∴F(0,6),∴S=S△ODG+S△OFG﹣S△OFD=×2×m+×6×10﹣×2×6=m+24(0≤m≤8).(3)如图2中,设FG交AD于J,P(2,t),当点P在DJ上,点Q在AB上时,当S=26时,m=2,∴G(10,2),∴直线FG的解析式为y=﹣x+6,∴J(2,),由题意,•(﹣t)×10=2××2t×6,解得t=,∴P(2,),当点P在AJ上,点Q在BG上时,同法可得,•(t﹣)×10=2××(14﹣2t)×8,解得t=,∴P(2,).综上所述,满足条件的点P的坐标为(2,)或(2,).18.解:(1)如图1中,过点E作EH⊥BC于H.∵BD⊥CD,∴∠D=90°,∵∠ACB=90°,∴∠ACD+∠DCB=90°,∠DCB+∠DBC=90°,∴∠ACD=∠DBC,∴tan∠DBC=tan∠ACD=2,∴=2,∵AC=BC=6,∴BD=,CD=,∵EH⊥BC,∠EBH=45°,∴∠EHB=90°,∠EHB=∠HBE=45°,∴EH=BH,设EH=BH=m,则HC=2EH=2m,∴3m=6,∴m=2,∴EH=2,CH=4,∴EC===2,∴DE=CD﹣CE=﹣2=.(2)如图2中,过点A作AT⊥CE于T,在AG上取一点J,使得EJ=EG.∵EJ=EG,∴∠EJG=∠EGJ,∵∠CFG=EGJ,∴∠CFG=∠EJG,∴∠AFC=∠AJE,∵∠ATC=∠CDB=∠ACB=90°,∴∠ACT+∠DCB=90°,∠DCB+∠CBD=90°,∴∠ACT=∠CBD,∵AC=BC,∴△ATC≌△CDB(AAS),∴CT=BD,∵EC=2BD,∴CT=ET,∵AT⊥EC,∴AC=AE,∴∠ACT=∠AEC,∴∠ACF+∠FCD=∠EAJ+∠FDC,∵FC=FD,∴∠FCD=∠FDC,∴∠ACF=∠EAJ,∴△ACF≌△EAJ(AAS),∴AF=EJ=EG.(3)如图3中,取BC的中点T,连接DT,AT.∵AC=BC=6,∠ACT=90°,CT=TB=3,∴AT===3,∵CD⊥BD,∴∠CDB=90°,∴DT=BC=3,∴AD≥AT﹣DT,∴AD≥3﹣3,∴AD的最小值为3﹣3,∵△ADE是等腰直角三角形,AH⊥DE,∴DH=EH,∴AH=DE=AD,∴AH的最小值为﹣,此时,A,D,T共线,如图3﹣1中,过点D作DQ⊥AC于Q,过点E作EP⊥CA交CA 的延长线于P,过点H作HJ⊥AC于J.∵DQ∥CT,∴==,∴==,∴DQ=,AQ=,由△AQD≌△EPQ,可得PE=AQ=,∵EP∥HJ∥DQ,EH=HD,∴PJ=JQ,∴JH=(PE+DQ)=∴△ACH的面积=×6×=.19.解:(1)①如图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,,∴△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°,∴∠AEB=∠BEC﹣∠CED=60°,故答案为:60;②∵△ACD≌△BCE,∴AD=BE,故答案为:AD=BE;(2)∵△ACB和△DCE均为等腰直角三角形,∴CA=CB,CD=CE,∠ACB=∠DCE=90°.∴∠ACD=∠BCE,∴△ACD≌△BCE(SAS),∴BE=AD,∠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°,∴AD2+AE2=AB2,∵AD=a,AE=b,AB=c,∴a2+b2=c2;(3)如图3,由(1)知△ACD≌△BCE,∴∠CAD=∠CBE,∵∠CAB=∠CBA=60°,∴∠OAB+∠OBA=120°,∴∠AOE=180°﹣120°=60°,如图4,同理求得∠AOB=60°,∴∠AOE=120°,∴∠AOE的度数是60°或120°.20.解:(1)如图3中,连接PB,延长BP交CQ的延长线于J,延长QC到R,设AC交BJ于点K.∵∠P AQ=∠BAC,∴∠CAQ=∠BAP,∵==cos30°=,∴△QAC∽△P AB,。

中考数学几何压轴题及答案及答案

中考数学几何压轴题及答案及答案

中考数学几何压轴题及答案一、解答题(共30小题)1.观察猜想(1)如图①,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC=3,点D与点A重合,点E在边BC上,连接DE,将线段DE绕点D顺时针旋转90°得到线段DF,连接BF,BE与BF的位置关系是,BE+BF=;探究证明(2)在(1)中,如果将点D沿AB方向移动,使AD=1,其余条件不变,如图②,判断BE与BF的位置关系,并求BE+BF的值,请写出你的理由或计算过程;拓展延伸(3)如图③,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=α,点D在边BA的延长线上,BD=n,连接DE,将线段DE绕着点D顺时针旋转,旋转角∠EDF=α,连接BF,则BE+BF的值是多少?请用含有n,α的式子直接写出结论2.在△ABC的边BC上取B′、C′两点,使∠AB′B=∠AC′C=∠BAC(1)如图1中∠BAC为直角,∠BAC=∠AB′B=∠AC′C=90°(点B′与点C′重合),则△ABC∽△B'BA∽△C'AC,,,进而可得AB2+AC2=;(2)如图2中当∠BAC为锐角,图3中∠BAC为钝角时(1)中的结论还成立吗?若不成立,则AB2+AC2等于什么(用含用BC和B′C′的式子表示)?并说明理由(3)若在△ABC中,AB=5,AC=6,BC=9,请你先判断出△ABC的类型,再求出B′C′的长3.(1)问题发现如图1,在Rt△ABC和Rt△CDE中,∠ACB=∠DCE=90°,∠CAB=∠CDE=45°,点D是线段AB上一动点,连接BE填空:①的值为;②∠DBE的度数为.(2)类比探究如图2,在Rt△ABC和Rt△CDE中,∠ACB=∠DCE=90°,∠CAB=∠CDE=60°,点D是线段AB上一动点,连接BE.请判断的值及∠DBE的度数,并说明理由;(3)拓展延伸如图3,在(2)的条件下,将点D改为直线AB上一动点,其余条件不变,取线段DE 的中点M,连接BM、CM,若AC=2,则当△CBM是直角三角形时,线段BE的长是多少?请直接写出答案.4.(1)问题发现:如图①,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,点D是BC的中点,以点D为顶点作正方形DFGE,使点A、C分别在DE和DF上,连接BE、AF.则线段BE 和AF数量关系.(2)类比探究:如图②,保持△ABC固定不动,将正方形DFGE绕点D旋转α(0°<α≤360°),则(1)中的结论是否成立?如果成立,请证明;如果不成立,请说明理由.(3)解决问题:若BC=DF=2,在(2)的旋转过程中,连接AE,请直接写出AE的最大值.5.如图,在平行四边形ABCD中,AC与BD交于点O,以点O为顶点的∠EOF的两边分别与边AB、AD交于点E、F,且∠EOF与∠BAD互补.(1)若四边形ABCD是正方形,则线段OE与OF有何数量关系?请直接写出结论;(2)若四边形ABCD是菱形,那么(1)中的结论是否成立?若成立,请画出图形并给出证明;若不成立,请说明理由;(3)若AB:AD=m:n,探索线段OE与OF的数量关系,并证明你的结论.6.如图(1),已知点G在正方形ABCD的对角线AC上,GE⊥BC,垂足为点E,GF⊥CD,垂足为点F.(1)证明与推断:①求证:四边形CEGF是正方形;②推断:的值为:(2)探究与证明:将正方形CEGF绕点C顺时针方向旋转α角(0°<α<45°),如图(2)所示,试探究线段AG与BE之间的数量关系,并说明理由;(3)拓展与运用:正方形CEGF在旋转过程中,当B,E,F三点在一条直线上时,如图(3)所示,延长CG交AD于点H.若AG=6,GH=2,则BC=.7.如图1,在△ABC中,AB=AC=2,∠BAC=120°,点D、E分别是AC、BC的中点,连接DE.定理:在直角三角形中,如果一个锐角等于30°,那么它所对的直角边等于斜边的一半.探索发现:图1中,的值为;的值为.(2)拓展探完若将△CDE绕点C逆时针方向旋转一周,在旋转过程中的大小有无变化?请仅就图2的情形给出证明.(3)问题解决当△CDE旋转至A,D,E三点共线时,直接写出线段BE的长.8.已知△ABC是边长为4的等边三角形,边AB在射线OM上,且OA=6,点D是射线OM上的动点,当点D不与点A重合时,将△ACD绕点C逆时针方向旋转60°得到△BCE,连接DE,设OD=m.(1)问题发现如图1,△CDE的形状是三角形.(2)探究证明如图2,当6<m<10时,△BDE的周长是否存在最小值?若存在,求出△BDE周长的最小值;若不存在,请说明理由.(3)解决问题是否存在m的值,使△DEB是直角三角形?若存在,请直接写出m的值;若不存在,请说明理由.9.等腰直角三角形ABC和等腰直角三角形ADE中,∠BAC=∠DAE=90°,AB=4,AE=2,其中△ABC固定,△ADE绕点A作360°旋转,点F、M、N分别为线段BE、BC、CD 的中点,连接MN、NF.问题提出:(1)如图1,当AD在线段AC上时,则∠MNF的度数为,线段MN 和线段NF的数量关系为;深入讨论:(2)如图2,当AD不在线段AC上时,请求出∠MNF的度数及线段MN和线段NF的数量关系;拓展延伸:(3)如图3,△ADE持续旋转过程中,若CE与BD交点为P,则△BCP面积的最小值为.10.四边形是我们在学习和生活中常见的图形,而对角线互相垂直的四边形也比较常见,比如筝形、菱形、图1中的四边形ABCD等.它们给我们的学习和生活带来了很多的乐趣和美感.(1)如图2,在四边形ABCD中,AB=AD,CB=CD,则AC与BD的位置关系是,请说明理由.(2)试探究图1中四边形ABCD的两组对边AB,CD与BC,AD之间的数量关系,请写出证明过程.(3)问题解决:如图3,分别以Rt△ACB的直角边AC和斜边AB为边向外作正方形ACFG 和正方形ABDE,连接CE,BG,GE,已知AC=4,AB=5,求GE的长.11.问题发现:如图(1)在Rt△ABC和Rt△BDE中,∠A=∠DEB=30°,BC=BE=6,Rt△BDE绕点B逆时针旋转,H为CD的中点,当点C与点E重合时,BH与AE的位置关系为,BH与AE的数量关系为;问题证明:在Rt△BDE绕点B旋转的过程中,(1)中的结论是否仍然成立?若成立,请就图(2)的情形给出证明若不成立,请说明理由;拓展应用:在Rt△BDE绕点B旋转的过程中,当DE∥BC时,请直接写出BH2的长.12.如图1,菱形ABCD与菱形GECF的顶点C重合,点G在对角线AC上,且∠BCD=∠ECF=60°,(1)问题发现的值为;(2)探究与证明将菱形GECF绕点C按顺时针方向旋转α角(0°<α<60°),如图2所示,试探究线段AG与BE之间的数量关系,并说明理由;(3)拓展与运用:菱形GECF在旋转过程中,当点A,G,F三点在一条直线上时,如图3所示连接CG并延长,交AD于点H,若CE=2,GH=,则AH的长为.13.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,=,CD⊥AB于点D,点E是直线AC上一动点,连接DE,过点D作FD⊥ED,交直线BC于点F.(1)探究发现:如图1,若m=n,点E在线段AC上,则=;(2)数学思考:①如图2,若点E在线段AC上,则=(用含m,n的代数式表示);②当点E在直线AC上运动时,①中的结论是否仍然成立?请仅就图3的情形给出证明;(3)拓展应用:若AC=,BC=2,DF=4,请直接写出CE的长.14.如图,已知点E是射线BC上的一点,以BC、CE为边作正方形ABCD和正方形CEFG,连接AF,取AF的中点M,连接DM、MG(1)如图1,判断线段DM和GM的数量关系是,位置关系是;(2)如图2,在图中的正方形CEFG绕点C逆时针旋转的过程中,其他条件不变,(1)中的结论是否成立?说明理由;(3)已知BC=10,CE=2,正方形CEFG绕点C旋转的过程中,当A、F、E共线时,直接写出△DMG的面积.15.在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AB=,AC=2,过点B作直线m∥AC,将△ABC绕点C顺时针旋转得到△A′B′C(点A,B的对应点分别为A',B′),射线CA′,CB′分别交直线m于点P,Q.(1)如图1,当P与A′重合时,求∠ACA′的度数;(2)如图2,设A′B′与BC的交点为M,当M为A′B′的中点时,求线段PQ的长;(3)在旋转过程中,当点P,Q分别在CA′,CB′的延长线上时,试探究四边形P A'B′Q的面积是否存在最小值.若存在,求出四边形P A′B′Q的最小面积;若不存在,请说明理由.16.如图(1),在等边三角形ABC中,点D,E分别在边AB,AC上,AD=AE,连接BE,CD,点M,N,P分别是BE,CD,BC的中点,连接DE,PM,PN,MN.(1)观察猜想,图(1)中△PMN是(填特殊三角形的名称)(2)探究证明,如图(2),△ADE绕点A按逆时针方向旋转,则△PMN的形状是否发生改变?并就图(2)说明理由.(3)拓展延伸,若△ADE绕点A在平面内自由旋转,AD=2,AB=6,请直接写出△PMN 的周长的最大值.17.已知△ABC,AB=AC,D为直线BC上一点,E为直线AC上一点,AD=AE,设∠BAD=α,∠CDE=β,(1)如图1,若点D在线段BC上,点E在线段AC上.∠ABC=60°,∠ADE=70°,则α=°;β=°.(2)如图2,若点D在线段BC上,点E在线段AC上,则α,β之间有什么关系式?说明理由.(3)是否存在不同于(2)中的α,β之间的关系式?若存在,请写出这个关系式(写出一种即可),说明理由;若不存在,请说明理由.18.问题提出:(1)如图1,在四边形ABCD中,连接AC、BD,AB=AD,∠BAD=∠BCD=90°,将△ABC绕点A逆时针旋转90°,得到△ADE,点B的对应点落在点D,点C的对应点为点E,可知点C、D、E在一条直线上,则△ACE为三角形,BC、CD、AC的数量关系为;探究发现:(2)如图2,在⊙O中,AB为直径,点C为的中点,点D为圆上一个点,连接AD、CD、AC、BC、BD,且AD<BD,请求出CD、AD、BD间的数量关系.拓展延伸:(3)如图3,在等腰直角三角形ABC中,点P为AB的中点,若AC=13,平面内存在一点E,且AE=10,CE=13,当点Q为AE中点时,PQ=.19.已知△ABC中,CA=CB,0°<∠ACB≤90°,点M、N分别在边CA,CB上(不与端点重合),BN=AM,射线AG∥BC交BM延长线于点D,点E在直线AN上,EA=ED.(1)【观察猜想】如图1,点E在射线NA上,当∠ACB=45°时,①线段BM与AN的数量关系是;②∠BDE的度数是;(2)【探究证明】如图2点E在射线AN上,当∠ACB=30°时,判断并证明线段BM与AN的数量关系,求∠BDE的度数;(3)【拓展延伸】如图3,点E在直线AN上,当∠ACB=60°时,AB=3,点N是BC 边上的三等分点,直线ED与直线BC交于点F,请直接写出线段CF的长.20.如图①,在正方形ABCD和正方形AB'C'D'中,AB=2,AB'=,连接CC’(1)问题发现:.(2)拓展探究:将正方形AB'C'D'绕点A逆时针旋转,记旋转角为θ,连接BB',试判断:当0°≤θ<360°时,的值有无变化?请仅就图②中的情形给出你的证明;(3)问题解决:请直接写出在旋转过程中,当C,C′,D'三点共线时BB′的长.21.如图1,在正方形ABCD中,点O是对角线BD的中点.(1)观察猜想将图1中的△BCD绕点O逆时针旋转至图2中△ECF的位置,连接AC,DE,则线段AC与DE的数量关系是,直线AC与DE的位置关系是.(2)类比探究将图2中的△ECF绕点O逆时针旋转至图3的位置,(1)中的结论是否成立?并说明理由.(3)拓展延伸将图2中的△ECF在平面内旋转,设直线AC与DE的交点为M,若AB=4,请直接写出BM的最大值与最小值.22.如图1,点B在直线l上,过点B构建等腰直角三角形ABC,使∠BAC=90°,且AB=AC,过点C作CD⊥直线l于点D,连接AD.(1)小亮在研究这个图形时发现,∠BAC=∠BDC=90°,点A,D应该在以BC为直径的圆上,则∠ADB的度数为°,将射线AD顺时针旋转90°交直线l于点E,可求出线段AD,BD,CD的数量关系为;(2)小亮将等腰直角三角形ABC绕点B在平面内旋转,当旋转到图2位置时,线段AD,BD,CD的数量关系是否变化,请说明理由;(3)在旋转过程中,若CD长为1,当△ABD面积取得最大值时,请直接写AD的长.23.如图1,将三角板放在正方形ABCD上,使三角板的直角顶点E与正方形ABCD的顶点A重合,三角板的一边交CD于点F.另一边交CB的延长线于点G.(1)观察猜想:线段EF与线段EG的数量关系是;(2)探究证明:如图2,移动三角板,使顶点E始终在正方形ABCD的对角线AC上,其他条件不变,(1)中的结论是否仍然成立?若成立,请给予证明:若不成立.请说明理由:(3)拓展延伸:如图3,将(2)中的“正方形ABCD”改为“矩形ABCD”,且使三角板的一边经过点B,其他条件不变,若AB=a、BC=b,求的值.24.如图1,在Rt△ABC中,∠B=90°,AB=2,BC=1,点D,E分别是边BC,AC的中点,连接DE.将△EDC绕点C按顺时针方向旋转,记旋转角为α.(1)问题发现①当α=0°时,=;②当α=180°时,=.(2)拓展探究试判断:当0°≤α<360°时,的大小有无变化?请仅就图2的情况给出证明.(3)问题解决当△EDC旋转至A、B、E三点共线时,直接写出线段BD的长.25.在△ABC中,AD为BC边上的中线,E为AD上一动点,设DE=nEA,连接CE并延长,交AB于点F.(1)尝试探究如图(1),当∠BAC=90°,∠B=30°,DE=EA时,BF,BA之间的数量关系是;(2)类比延伸如图(2),当△ABC为锐角三角形,DE=EA时,(1)中的结论是否仍然成立?若成立,请给予证明;若不成立,请说明理由;(3)拓展迁移如图(3),当△ABC为锐角三角形,DE=nEA时,请直接写出BF,BA之间的数量关系.26.古希腊数学家毕达哥拉斯认为:“一切平面图形中最美的是圆”.请研究如下美丽的圆.如图,线段AB是⊙O的直径,延长AB至点C,使BC=OB,点E是线段OB的中点,DE ⊥AB交⊙O于点D,点P是⊙O上一动点(不与点A,B重合),连接CD,PE,PC.(1)求证:CD是⊙O的切线;(2)小明在研究的过程中发现是一个确定的值.回答这个确定的值是多少?并对小明发现的结论加以证明.27.定义:三角形一个内角的平分线和与另一个内角相邻的外角平分线相交所成的锐角称为该三角形第三个内角的遥望角.(1)如图1,∠E是△ABC中∠A的遥望角,若∠A=α,请用含α的代数式表示∠E.(2)如图2,四边形ABCD内接于⊙O,=,四边形ABCD的外角平分线DF交⊙O 于点F,连结BF并延长交CD的延长线于点E.求证:∠BEC是△ABC中∠BAC的遥望角.(3)如图3,在(2)的条件下,连结AE,AF,若AC是⊙O的直径.①求∠AED的度数;②若AB=8,CD=5,求△DEF的面积.28.【性质探究】如图,在矩形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,AE平分∠BAC,交BC于点E.作DF⊥AE于点H,分别交AB,AC于点F,G.(1)判断△AFG的形状并说明理由.(2)求证:BF=2OG.【迁移应用】(3)记△DGO的面积为S1,△DBF的面积为S2,当=时,求的值.【拓展延伸】(4)若DF交射线AB于点F,【性质探究】中的其余条件不变,连结EF,当△BEF的面积为矩形ABCD面积的时,请直接写出tan∠BAE的值.29.如图,已知AC为正方形ABCD的对角线,点P是平面内不与点A,B重合的任意一点,连接AP,将线段AP绕点P顺时针旋转90°得到线段PE,连接AE,BP,CE.(1)求证:△APE∽△ABC;(2)当线段BP与CE相交时,设交点为M,求的值以及∠BMC的度数;(3)若正方形ABCD的边长为3,AP=1,当点P,C,E在同一直线上时,求线段BP 的长.30.如图1和图2,在△ABC中,AB=AC,BC=8,tan C=.点K在AC边上,点M,N 分别在AB,BC上,且AM=CN=2.点P从点M出发沿折线MB﹣BN匀速移动,到达点N时停止;而点Q在AC边上随P移动,且始终保持∠APQ=∠B.(1)当点P在BC上时,求点P与点A的最短距离;(2)若点P在MB上,且PQ将△ABC的面积分成上下4:5两部分时,求MP的长;(3)设点P移动的路程为x,当0≤x≤3及3<x≤9时,分别求点P到直线AC的距离(用含x的式子表示);(4)在点P处设计并安装一扫描器,按定角∠APQ扫描△APQ区域(含边界),扫描器随点P从M到B再到N共用时36秒.若AK=,请直接写出点K被扫描到的总时长.参考答案与试题解析一.解答题(共30小题)1.【解答】解:(1)如图①中,∵∠EAF=∠BAC=90°,∴∠BAF=∠CAE,∵AF=AE,AB=AC,∴△BAF≌△CAE,∴∠ABF=∠C,BF=CE,∵AB=AC,∠BAC=90°,∴∠ABC=∠C=45°,∴∠FBE=∠ABF+∠ABC=90°,BC=BE+EC=BE+BF,故答案为:BF⊥BE,BC.(2)如图②中,作DH∥AC交BC于H.∵DH∥AC,∴∠BDH=∠A=90°,△DBH是等腰直角三角形,由(1)可知,BF⊥BE,BF+BE=BH,∵AB=AC=3,AD=1,∴BD=DH=2,∴BH=2,∴BF+BE=BH=2;(3)如图③中,作DH∥AC交BC的延长线于H,作DM⊥BC于M.∵AC∥DH,∴∠ACB=∠H,∠BDH=∠BAC=α,∵AB=AC,∴∠ABC=∠ACB∴∠DBH=∠H,∴DB=DH,∵∠EDF=∠BDH=α,∴∠BDF=∠HDE,∵DF=DE,DB=DH,∴△BDF≌△HDE,∴BF=EH,∴BF+BE=EH+BE=BH,∵DB=DH,DM⊥BH,∴BM=MH,∠BDM=∠HDM,∴BM=MH=BD•sin.∴BF+BE=BH=2n•sin.2.【解答】解:(1)如图1中,∵△ABC∽△B'BA∽△C'AC,∴=,=,∴AB2=BB′×BC,AC2=CC′×BC,∴AB2+AC2=BC(BB′+CC′)=BC×BC=BC2,故答案为BC2.(2)不成立.理由:如图2中当∠BAC为锐角时,BB′+CC′﹣B′C′=BC,且△ABC∽△B'BA∽△C'AC,∴∴=,=,∴AB2=BB′×BC,AC2=CC′×BC,∴AB2+AC2=BC(BB′+CC′)=BC2+BC•B′C′.图3中∠BAC为钝角时,BB′+CC′+B′C′=BC.AB2+AC2=BC(BB′+CC′)=BC2﹣BC•B′C′.(3)当AB=5,AC=6,BC=9时,则AB2+AC2<BC2,可知△ABC为钝角三角形,由图3可知:AB2+AC2=BC2﹣BC•B′C′,∴52+62=92﹣9B′C′,∴B′C′=.3.【解答】解:(1)∵∠ACB=∠DCE=90°,∠CAB=∠CDE=45°,∴∠ABC=∠CAB=45°=∠CDE=∠CED,∴AC=BC,CD=CE,∵∠ACB=∠DCE=90°,∴∠ACD=∠BCE,在△ACD和△BCE中,,∴△ACD≌△BCE(SAS),∴BE=AD,∠CAB=∠CBE=45°,∴∠DBE=∠ABC+∠CBE=90°,=1,故答案为:1,90°(2),∠DBE=90°理由如下:∵∠ACB=∠DCE=90°,∠CAB=∠CDE=60°,∴∠ACD=∠BCE,∠CED=∠ABC=30°∴tan∠ABC=tan30°==∵∠ACB=∠DCE=90°,∠CAB=∠CDE=60°,∴Rt△ACB∽Rt△DCE∴∴,且∠ACD=∠BCE∴△ACD∽△BCE∴=,∠CBE=∠CAD=60°∴∠DBE=∠ABC+∠CBE=90°(3)若点D在线段AB上,如图,由(2)知:=,∠ABE=90°∴BE=AD∵AC=2,∠ACB=90°,∠CAB=90°∴AB=4,BC=2∵∠ECD=∠ABE=90°,且点M是DE中点,∴CM=BM=DE,∵△CBM是直角三角形∴CM2+BM2=BC2=(2)2,∴BM=CM=∴DE=2∵DB2+BE2=DE2,∴(4﹣AD)2+(AD)2=24∴AD=+1∴BE=AD=3+若点D在线段BA延长线上,如图同理可得:DE=2,BE=AD∵BD2+BE2=DE2,∴(4+AD)2+(AD)2=24,∴AD=﹣1∴BE=AD=3﹣综上所述:BE的长为3+或3﹣4.【解答】解:(1)∵△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,点D是BC的中点,∴AD=BD=DC,∠BDA=90°,∵四边形DFGE是正方形,∴DE=DF,∠EDF=90°,∴∠BDE=∠ADF=90°,在△BDE和△ADF中,,∴△BDE≌△ADF(SAS),∴BE=AF故答案为:BE=AF;(2)成立;理由如下:当正方形DFGE在BC的上方时,如图②所示,连接AD,∵在Rt△ABC中,AB=AC,D为斜边BC的中点,∴AD=BD,AD⊥BC,∴∠ADE+∠EDB=90°,∵四边形DFGE为正方形,∴DE=DF,且∠EDF=90°,∴∠ADE+∠ADF=90°,∴∠BDE=∠ADF,在△BDE和△ADF中,,∴△BDE≌△ADF(SAS),∴BE=AF;当正方形DFGE在BC的下方时,连接AD,如图③所示:∵∠BDE=∠BDF+90°,∠ADF=∠BDF+90°,∴∠BDE=∠ADF,在△BDE和△ADF中,,∴△BDE≌△ADF(SAS),∴BE=AF;综上所述,(1)中的结论BE=AF成立;(3)在△ADE中,∵AE<AD+DE,∴当点A、D、E共线时,AE取得最大值,最大值为AD+DE.如图④所示:则AD=BC=1,DE=DF=2,∴AE=AD+DE=3,即AE的最大值为3.5.【解答】解:(1)如图1,过点O作OM⊥AB于M,ON⊥AD于N,∴∠OME=∠ONF=90°,∴∠BAD+∠MON=180°,∵∠BAD+∠EOF=180°,∴∠MON=∠EOF,∴∠EOM=∠FON,∵O是正方形ABCD的对角线的交点,∴∠BAO=∠DAO,∵OM⊥AB,ON⊥AD,∴OM=ON,∴△OME≌△ONF(AAS)∴OE=OF;(2)(1)的结论成立;理由:如图2,过点O作OM⊥AB于M,ON⊥AD于N,∴∠OME=∠ONF=90°,∴∠BAD+∠MON=180°,∵∠BAD+∠EOF=180°,∴∠MON=∠EOF,∴∠EOM=∠FON,∵O是菱形ABCD的对角线的交点,∴∠BAO=∠DAO,∵OM⊥AB,ON⊥AD,∴OM=ON,∴△OME≌△ONF(AAS)∴OE=OF;(3)如图3,过点O作OG⊥AB于G,OH⊥AD于H,∴∠OGE=∠OHF=90°,∴∠BAD+∠GOH=180°,∵∠BAD+∠EOF=180°,∴∠GOH=∠EOF,∴△EOG∽△FOH,∴,∵O是▱ABCD的对角线的交点,∴S△AOB=S△AOD,∵S△AOB=AB•OG,S△AOD=AD•OH,∴AB•OG=AD•OH,∴=,∴.6.【解答】解:(1)①∵四边形ABCD是正方形,∴∠BCD=90°,∠BCA=45°,∵GE⊥BC、GF⊥CD,∴∠CEG=∠CFG=∠ECF=90°,∴四边形CEGF是矩形,∠CGE=∠ECG=45°,∴EG=EC,∴四边形CEGF是正方形;②由①知四边形CEGF是正方形,∴∠CEG=∠B=90°,∠ECG=45°,∴=,GE∥AB,∴==,故答案为:;(2)连接CG,由旋转性质知∠BCE=∠ACG=α,在Rt△CEG和Rt△CBA中,=cos45°=、=cos45°=,∴==,∴△ACG∽△BCE,∴==,∴线段AG与BE之间的数量关系为AG=BE;(3)∵∠CEF=45°,点B、E、F三点共线,∴∠BEC=135°,∵△ACG∽△BCE,∴∠AGC=∠BEC=135°,∴∠AGH=∠CAH=45°,∵∠CHA=∠AHG,∴△AHG∽△CHA,∴==,设BC=CD=AD=a,则AC=a,则由=得=,∴AH=a,则DH=AD﹣AH=a,CH==a,∴=得=,解得:a=3,即BC=3,故答案为:3.7.【解答】解:(1)如图1,连接AE,∵AB=AC=2,点E分别是BC的中点,∴AE⊥BC,∴∠BEC=90°,∵AB=AC=2,∠BAC=120°,∴∠B=∠C=30°,在Rt△ABE中,AE=AB=1,根据勾股定理得,BE=∵点E是BC的中点,∴BC=2BE=2,∴==,∵点D是AC的中点,∴AD=CD=AC=1,∴==,故答案为:,;(2)无变化,理由:由(1)知,CD=1,CE=BE=,∴=,,∴=,由(1)知,∠ACB=∠DCE=30°,∴∠ACD=∠BCE,∴△ACD∽△BCE,∴,(3)当点D在线段AE上时,如图2,过点C作CF⊥AE于F,∠CDF=180°﹣∠CDE=60°,∴∠DCF=30°,∴DF=CD=,∴CF=DF=,在Rt△AFC中,AC=2,根据勾股定理得,AF==,∴AD=AF+DF=,由(2)知,,∴BE=AD=当点D在线段AE的延长线上时,如图3,过点C作CG⊥AD交AD的延长线于G,∵∠CDG=60°,∴∠DCG=30°,∴DG=CD=,∴CG=DG=,在Rt△ACG中,根据勾股定理得,AG=,∴AD=AG﹣DG=,由(2)知,,∴BE=AD=即:线段BE的长为或.8.【解答】解:(1)证明:∵将△ACD绕点C逆时针方向旋转60°得到△BCE,∴∠DCE=60°,DC=EC,∴△CDE是等边三角形;故答案为:等边;(2)存在,当6<t<10时,由旋转的性质得,BE=AD,∴C△DBE=BE+DB+DE=AB+DE=4+DE,由(1)知,△CDE是等边三角形,∴DE=CD,∴C△DBE=CD+4,由垂线段最短可知,当CD⊥AB时,△BDE的周长最小,此时,CD=2,∴△BDE的最小周长=CD+4=2+4;(3)存在,①∵当点D与点B重合时,D,B,E不能构成三角形,∴当点D与点B重合时,不符合题意,②当0≤m<6时,由旋转可知,∠ABE=60°,∠BDE<60°,∴∠BED=90°,由(1)可知,△CDE是等边三角形,∴∠DEB=60°,∴∠CEB=30°,∵∠CEB=∠CDA,∴∠CDA=30°,∵∠CAB=60°,∴∠ACD=∠ADC=30°,∴DA=CA=4,∴OD=OA﹣DA=6﹣4=2,∴m=2;③当6<m<10时,由∠DBE=120°>90°,∴此时不存在;④当m>10时,由旋转的性质可知,∠DBE=60°,又由(1)知∠CDE=60°,∴∠BDE=∠CDE+∠BDC=60°+∠BDC,而∠BDC>0°,∴∠BDE>60°,∴只能∠BDE=90°,从而∠BCD=30°,∴BD=BC=4,∴OD=14,∴m=14,综上所述:当m=2或14时,以D、E、B为顶点的三角形是直角三角形.9.【解答】解:(1)如图1中,连接DB,MF,CE,延长BD交EC于H.∵AC=AB,AE=AD,∠BAD=∠CAE=90°,∴△BAD≌△CAE(SAS),∴BD=EC,∠ACE=∠ABD,∵∠ABD+∠ADB=90°,∠ADB=∠CDH,∴∠ADH+∠DCH=90°,∴∠CHD=90°,∴EC⊥BH,∵BM=MC,BF=FE,∴MF∥EC,MF=EC,∵CM=MB,CN=ND,∴MN∥BD,MN=BD,∴MN=MF,MN⊥MF,∴∠NMF=90°,∴∠MNF=45°,NF=MN.故答案为:45°(2):如图2中,连接MF,EC,BD.设EC交AB于O,BD交EC于H.∵AC=AB,AE=AD,∠BAD=∠CAE=90°,∴∠BAD=∠CAE,∴△BAD≌△CAE(SAS),∴BD=EC,∠ACE=∠ABD,∵∠AOC+∠ACO=90°,∠AOC=∠BOH,∴∠OBH+∠BOH=90°,∴∠BHO=90°,∴EC⊥BD,∵BM=MC,BF=FE,∴MF∥EC,MF=EC,∵CM=MB,CN=ND,∴MN∥BD,MN=BD,∴MN=MF,MN⊥MF,∴∠NMF=90°,∴∠MNF=45°,NF=MN.(3):如图3中,如图以A为圆心AD为半径作⊙A.当直线PB与⊙A相切时,此时∠CBP的值最小,点P到BC的距离最小,即△BCP的面积最小,∵AD=AE,AB=AC,∠BAC=∠DAE=90°,∴∠BAD=∠CAE,∴△BAD≌△CAE(SAS),∴∠ACE=∠ABD,BD=EC,∵∠ABD+∠AOB=90°,∠AOB=∠CPO,∴∠CPB=90°,∵PB是⊙A的切线,∴∠ADP=90°,∵∠DPE=∠ADP=∠DAE=90°,∴四边形ADPE是矩形,∵AE=AD,∴四边形ADPE是正方形,∴AD=AE=PD=PE=2,BD=EC==2,∴PC=2﹣2,PB=2+2,∴S△BCP的最小值=×PC×PB=(2﹣2)(2+2)=4.10.【解答】(1)解:AC⊥BD,理由如下:连接AC、BD,如图2所示:∵AB=AD,∴点A在线段BD的垂直平分线上,∵CB=CD,∴点C在线段BD的垂直平分线上,∴直线AC是线段BD的垂直平分线,∴AC⊥BD,故答案为:AC⊥BD;(2)解:AD2+BC2=AB2+CD2;理由如下:如图1,已知四边形ABCD中,AC⊥BD,设BD、AC相交于E,∵AC⊥BD,∴∠AED=∠AEB=∠BEC=∠CED=90°,由勾股定理得,AD2+BC2=AE2+DE2+BE2+CE2,AB2+CD2=AE2+BE2+CE2+DE2,∴AD2+BC2=AB2+CD2;(3)解:如图3,连接CG、BE,∵四边形ACFG和四边形ABDE是正方形,∴AC=AG,AB=AE,∠CAG=∠BAE=90°,∴∠CAG+∠BAC=∠BAE+∠BAC,即∠GAB=∠CAE,在△GAB和△CAE中,,∴△GAB≌△CAE(SAS),∴∠ABG=∠AEC,又∠AEC+∠AME=90°,∴∠ABG+∠AME=90°,即CE⊥BG,由(2)得,CG2+BE2=CB2+GE2,在Rt△ABC中,AC=4,AB=5,根据勾股定理得,BC2=52﹣42=9,∵CG和BE分别是正方形ACFG和正方形ABDG的对角线,∴CG2=42+42=32,BE2=52+52=50,∴GE2=CG2+BE2﹣CB2=32+50﹣9=73,∴GE=.11.【解答】解:问题发现:如图1中,结论:AE=2BH,AE⊥BH.理由:在Rt△ABC中,∵BC=6,∠A=30°,∴AE=2BC=12,在Rt△CDB中,∵∠DCB=30°,∴CD==4,∵CH=DH,∴BH=CD=2,∴==2,∴AE=2BH.故答案为AE⊥BH,AE=2BH.问题证明:如图2中,(1)中结论成立.理由:延长BH到F使得HF=BH,连接CF.设AE交BF于O.∵CH=DH,BH=HF,∠CHF=∠BHD,∴△CHF≌△DHB(SAS),∴BD=CF,∠F=∠DBH,∴CF∥BD,∵AB=BC,BE=BD,∴BE=CF,∴==,∵CF∥BD,∴∠BCF+∠CBD=180°,∵∠ABC+∠DBE=∠ABD+∠CBD+∠CBD+∠CBE=∠CBD+∠ABE=180°,∴∠BCF=∠ABE,∴△ABE∽△BCF,∴∠CBF=∠BAE,==,∴AE=BF=2BH,∵∠CBF+∠ABF=90°,∴∠ABF+∠BAE=90°,∴∠AOB=90°,∴BH⊥AE.拓展应用:如图3﹣1中,当DE在BC的下方时,延长AB交DE于F.∵DE∥BC∴∠ABC=∠BFD=90°,由题意BC=BE=6,AB=6,BD=2,DE=4,∵•BD•BE=•DE•BF,∴BF==3,∴EF=BF=3,∴AF=6+3,∴AE2=AF2+EF2=(6+3)2+(3)2=144+36.∵AE=2BH,∴AE2=12BH2,∴BH2=12+3如图3﹣2中,当DE在BC的上方时,同法可得AF=6﹣3,EF=3,∴BH2==(=12﹣3.12.【解答】解:(1)如图1中,作EH⊥CG于H.∵四边形ECFG是菱形,∠ECF=60°,∴∠ECH=∠ECF=30°,EC=EG,∵EH⊥CG,∴GH=CG,∴=cos30°=,∴=2•=,∵EG∥CD,AB∥CD,∴GE∥AB,∴==.故答案为.(2)结论:AG=BE.理由:如图2中,连接CG.∵四边形ABCD,四边形ECFG都是菱形,∠ECF=∠DCB=60°,∴∠ECG=∠EGC=∠BCA=∠BAC=30°,∴△ECG∽△BCE,∴=,∵∠ECB=∠GCA,∴△ECB∽△GCA,∴==,∴AG=BE.(3)如图3中,∵∠AGH=∠CGF=30°.∠AGH=∠GAC+∠GCA,又∵∠DAC=∠HAG+∠GAC=30°,∴∠HAG=∠ACH,∵∠AHG=∠AHC,∴△HAG∽△HCA,∴HA:HC=GH:HA,∴AH2=HG•HC,∴FC=2,CG=CF,∴GC=2,∵HG=,∴AH2=HG•HC=•3=9,∵AH>0,∴AH=3.故答案为3.13.【解答】解:(1)当m=n时,即:BC=AC,∵∠ACB=90°,∴∠A+∠ABC=90°,∵CD⊥AB,∴∠DCB+∠ABC=90°,∴∠A=∠DCB,∵∠FDE=∠ADC=90°,∴∠FDE﹣∠CDE=∠ADC﹣∠CDE,即∠ADE=∠CDF,∴△ADE∽△CDF,∴,∵∠A=∠DCB,∠ADC=∠BDC=90°,∴△ADC∽△CDB,∴=1,∴=1(2)①∵∠ACB=90°,∴∠A+∠ABC=90°,∵CD⊥AB,∴∠DCB+∠ABC=90°,∴∠A=∠DCB,∵∠FDE=∠ADC=90°,∴∠FDE﹣∠CDE=∠ADC﹣∠CDE,即∠ADE=∠CDF,∴△ADE∽△CDF,∴,∵∠A=∠DCB,∠ADC=∠BDC=90°,∴△ADC∽△CDB,∴,∴②成立.如图,∵∠ACB=90°,∴∠A+∠ABC=90°,又∵CD⊥AB,∴∠DCB+∠ABC=90°,∴∠A=∠DCB,∵∠FDE=∠ADC=90°,∴∠FDE+∠CDE=∠ADC+∠CDE,即∠ADE=∠CDF,∴△ADE∽△CDF,∴,∵∠A=∠DCB,∠ADC=∠BDC=90°,∴△ADC∽△CDB,∴,∴.(3)由(2)有,△ADE∽△CDF,∵=,∴=,∴CF=2AE,在Rt△DEF中,DE=2,DF=4,∴EF=2,①当E在线段AC上时,在Rt△CEF中,CF=2AE=2(AC﹣CE)=2(﹣CE),EF=2,根据勾股定理得,CE2+CF2=EF2,∴CE2+[2(﹣CE)]2=40∴CE=2,或CE=﹣(舍)而AC=<CE,∴此种情况不存在,②当E在AC延长线上时,在Rt△CEF中,CF=2AE=2(AC+CE)=2(+CE),EF=2,根据勾股定理得,CE2+CF2=EF2,∴CE2+[2(+CE)]2=40,∴CE=,或CE=﹣2(舍),③如图1,当点E在CA延长线上时,CF=2AE=2(CE﹣AC)=2(CE﹣),EF=2,根据勾股定理得,CE2+CF2=EF2,∴CE2+[2(CE﹣)]2=40,∴CE=2,或CE=﹣(舍)即:CE=2或CE=.14.【解答】解:(1)如图1,延长GM交AD于H,∵AD∥GF,∴∠GFM=∠HAM,在△FMG和△AMH中,,∴△FMG≌△AMH(ASA),∴HM=GM,AH=FG,∵AD=CD,AH=FG=CG,∴DH=DG,∵∠HDG=90°,HM=GM,∴DM=MG,DM⊥MG,故答案为DM=MG,DM⊥MG.(2)结论成立:DM=MG,DM⊥MG,理由:如图2中,延长GM使得MH=GM,连接AH、DH、DG,延长AD交GF的延长线于N,交CD于O.∵AM=MF,∠AMH=∠FMG,MH=MG,∴△AMH≌△FMG(SAS),∴AH=GF=CG,∠AHM=∠FGM,∴AH∥GN,∴∠HAD=∠N,∵∠ODN=∠OGC=90°,∠DON=∠GOC,∴∠N=∠OCG,∴∠HAD=∠DCG,∵AH=CG,AD=CD,∴△HAD≌△GCD(SAS),∴DH=DG,∠HDA=∠CDG,∴∠HDG=∠ADC=90°,∴△HDG是等腰直角三角形,∵MH=MG,∴DM⊥GH,DM=MH=MG,(3)①如图3﹣1中,连接AC.在Rt△ABC中,AC==10,在Rt△ACE中,AE==14,∴AF=AE=EF=14﹣2=12,∴FM=AM=AF=6,在Rt△MGF中,MG==2,∴S△DMG=×2×2=20,②如图3﹣2中,连接AC.同法可得AE=14,AF=16,FM=8,MG==2,∴S△DMG=×2×2=34,综上所述,满足条件的△DMG的面积为20或34.15.【解答】解:(1)由旋转可得:AC=A'C=2,∵∠ACB=90°,AB=,AC=2,∴BC=,∵∠ACB=90°,m∥AC,∴∠A'BC=90°,∴cos∠A'CB==,∴∠A'CB=30°,∴∠ACA'=60°;(2)∵M为A'B'的中点,∴∠A'CM=∠MA'C,由旋转可得,∠MA'C=∠A,∴∠A=∠A'CM,∴tan∠PCB=tan∠A=,∴PB=BC=,∵∠PCQ=∠PBC=90°,∴∠BQC+∠BPC=∠BCP+∠BPC=90°,∴∠BQC=∠BCP=∠A,∴tan∠BQC=tan∠A=,∴BQ=BC×=2,∴PQ=PB+BQ=;(3)∵S四边形P A'B′Q=S△PCQ﹣S△A'CB'=S△PCQ﹣,∴S四边形P A'B′Q最小,即S△PCQ最小,∴S△PCQ=PQ×BC=PQ,法一:(几何法)取PQ的中点G,∵∠PCQ=90°,∴CG=PQ,即PQ=2CG,当CG最小时,PQ最小,∴CG⊥PQ,即CG与CB重合时,CG最小,∴CG min=,PQ min=2,∴S△PCQ的最小值=3,S四边形P A'B′Q=3﹣;法二(代数法)设PB=x,BQ=y,由射影定理得:xy=3,∴当PQ最小时,x+y最小,∴(x+y)2=x2+2xy+y2=x2+6+y2≥2xy+6=12,当x=y=时,“=”成立,∴PQ=+=2,∴S△PCQ的最小值=3,S四边形P A'B′Q=3﹣.16.【解答】解:(1)结论:△PMN是等边三角形.理由:如图1中,∵△ABC是等边三角形,∴AB=AC,∠ABC=∠ACB=60°,∵AD=AE,∴BD=EC,∵PB=PC,CN=ND,BM=EM,∴PN∥BD,PM∥EC,PN=BD,PM=EC,∴PM=PN,∠NPC=∠ABC=60°,∠MPB=∠ACB=60°,∴∠MPN=60°,∴△PMN是等边三角形,故答案为等边三角形.(2)△PMN的形状不发生改变,仍为等边三角形,理由如下:如图2中,连接BD,CE.由旋转可得∠BAD=∠CAE,∵△ABC是等边三角形,∴AB=AC,∠ACB=∠ABC=60°又∵AD=AE,∴△ABD≌△ACE(SAS),∴BD=CE,∠ABD=∠ACE,∵M是BE的中点,P是BC的中点,∴PM是△BCE的中位线,∴PM=,且PM∥CE.同理可证PN=BD且PN∥BD,∴PM=PN,∠MPB=∠ECB,∠NPC=∠DBC,∴∠MPB+∠NPC=∠ECB+∠DBC=(∠ACB+∠ACE)+(∠ABC﹣∠ABD)=∠ACB+∠ABC=120°,∴∠MPN=60°,∴△PMN是等边三角形.(3)∵PM=EC,∴当EC最大时,等边△PMN的周长最大,∵EC≤AE+AC,∴EC≤8,∴PM≤4,∴PM的最大值为4,∴△PMN的周长的最大值为12.17.【解答】解:(1)∵AB=AC,∠ABC=60°,∴∠BAC=60°,∵AD=AE,∠ADE=70°,∴∠DAE=180°﹣2∠ADE=40°,∴α=∠BAD=60°﹣40°=20°,∴∠ADC=∠BAD+∠ABD=60°+20°=80°,∴β=∠CDE=∠ADC﹣∠ADE=10°,故答案为:20,10;(2)设∠ABC=x,∠AED=y,∴∠ACB=x,∠AED=y,在△DEC中,y=β+x,在△ABD中,α+x=y+β=β+x+β,∴α=2β;(3)①当点E在CA的延长线上,点D在线段BC上,如图1设∠ABC=x,∠ADE=y,∴∠ACB=x,∠ACE=y,在△ABD中,x+α=β﹣y,在△DEC中,x+y+β=180°,∴α=2β﹣180°,②当点E在CA的延长线上,点D在CB的延长线上,如图2,同①的方法可得α=180°﹣2β.18.【解答】解:(1)由旋转变换的性质可知,∠CAE=90°,AC=AE,∴△ACE为等腰直角三角形,∴CE=AC,∵CE=CD+DE=CD+BC,∴BC+CD=AC,故答案为:等腰直角;BC+CD=AC;(2)延长CO交⊙O于E,连接AE、BE、DE,则∠CDE=90°,∵点C为的中点,∴点E为的中点,∴EA=EB,∵AB为⊙O的直径,∴∠ADB=90°,由(1)得,DE=(AD+BD),由勾股定理得,CD2=CE2﹣DE2=AD2+BD2﹣(AD+BD)2=(AD﹣BD)2,∴CD=(BD﹣AD);(3)如图3,当点E在直线AC的左侧时,连接CQ、PC,∵CA=CB,点P为AB的中点,∴CP⊥AB,∵CA=CE,点Q为AE中点,∴CQ⊥AE,AQ=QE=AE=5,∴由勾股定理得,CQ==12,由(1)得,AQ+CQ=PQ,。

2023年九年级数学中考专题:几何探究压轴题

2023年九年级数学中考专题:几何探究压轴题

2023年九年级数学中考专题:几何探究压轴题一、解答题1.如图,在ABC 中,4AC =,3BC =,90ACB ∠=︒,D 是边AC 上一动点(不与点A 、C 重合),CE BD ⊥,垂足为E ,交边AB 于点F .(1)当点D 是边AC 中点时,求DE ,EC 的值;(2)设CD x =,AF y =,求y 关于x 的函数关系式,并写出定义域;(3)当EFD △与EFB △相似时,求线段CD 的长.2.【温故知新】黄金分割是一种最能引起美感的分割比例,具有严格的比例性、艺术性、和谐性,蕴藏着丰富的美学价值.我们知道:如图1,点C 把线段AB 分成两部分,如果BC AC AC AB=,那么称点C 为线段AB 的黄金分割点.(1)【问题发现】如图1,点C 为线段AB 的黄金分割点,且AC BC >,若2AB =,请直接写出CB 的值是__________.(2)【问题探究】如图2,在Rt ABC △中,90C ∠=︒,2AC =,1BC =,在BA 上截取BD BC =,再在AC 上截取AE AD =,则AE AC的值为__________. (3)【问题解决】如图3,用边长为6的正方形纸片进行如下操作:对折正方形ABDE 得折痕MN ,连接EN ,将AE 折叠到EN 上,点A 对应点H ,得折痕CE ,试说明:C 是AB 的黄金分割点.3.定义:若连接三角形一个顶点和对边上一点的线段能把该三角形分成一个等腰三角形和一个直角三角形,我们称这条线段为该三角形的智慧线,这个三角形叫做智慧三角形.(1)如图1,在智慧三角形ABC 中,AD BC ⊥,AD 为该三角形的智慧线,1CD =,则BD 长为_____,B ∠的度数为_____.(2)如图2,ABC 为等腰直角三角形,90BAC ∠︒=,2AB =,F 是斜边BC 延长线上一点,连接AF ,以AF为直角边作等腰直角三角形AFE (点A ,F ,E 按顺时针排列),90EAF ∠=︒, CF =AE 交BC 于点D ,连接EC ,EB .当2BDE BCE ∠=∠时,求线段ED 的长;(3)如图3,ABC 中,5AB AC ==,BC =BCD △是智慧三角形,且AC 为智慧线,求BCD △的面积.4.【问题提出】如图1,在等边三角形ABC 内部有一点P ,3PA=,4PB =,5PC =,求APB ∠的度数.(1)【尝试解决】将APC △绕点A 逆时针旋转60︒,得到AP B '△,连接PP ',则APP '为等边三角形. ∵3P P PA '==,4PB =,5P B PC '==,∴222=P P PB P B ''+∴BPP '为三角形∴APB ∠的度数为.(2)【类比探究】如图2,在等边三角形ABC 外部有一点P ,若∠BP A =30°,求证222PA PB PC +=.(3)【联想拓展】如图3,在ABC 中,90BAC ∠︒=,AB AC =.点P 在直线BC 上方且45APB ∠︒=,PC BC ==求PA 的长.5.已知正方形 ABCD 和正方形 CEFG ,连接 AF 交 BC 于点 O ,点 P 是 AF 的中点,过点 P 作 PH DG ⊥ 于 H ,2CD =,1CG =.(1)如图1,点 D ,C ,G 在同一直线上,点 E 在 BC 边上,求 PH 的长;(2)把正方形 CEFG 绕着点C 逆时针旋转 ()0180αα<<.①如图2,当点E 落在AF 上时,求CO 的长;②如图3,当DG =PH 的长.6.在ABC ∆中,点E 为AC 边上一动点,以CE 为边在CE 上方作等边CEN .(1)如图1,EN 与AB 交于点P ,连接PC ,若tan A =,1AE =,5CN =,求PC 的长: (2)如图2.当N 与B 重合时,在BC 上取一点D ,过点D 作DF AC ∥,连接BF ,EF ,过C 作CH EF ⊥交EF 于点H ,若30FBC DFE ︒∠-∠=,求证:CH BF +=;(3)如图3,若BC AB ⊥,且4AB BC ==,过点B 作BQ AC ∥,I 为射线.BQ 上一动点,取AC 中点M ,连接MI ,过点B 作BK MI ⊥交M 于点K ,连接NK ,直接写出NK 的最小值.7.问题情境:如图1,在Rt △ABC 和Rt △BEF 中,∠ACB =∠EFB =90°,AC =3,BC =4,且M ,N 分别为AE ,CF 的中点.(1)猜想证明:如图2,将Rt △BEF 绕点B 按逆时针方向旋转90°,其他条件不变.试判断54AM CN =是否成立?若成立,请写出证明过程;若不成立,请说明理由.(2)解决问题:如图3,将图2中的Rt △BEF 沿BF 所在直线折叠得到Rt BE F ',连接AE ',CF ,并分别取它们的中点P ,H ,连接CP ,FP ,PH .①试判断CP 与FP 之间的数量关系,并说明理由.②若AB =2BE ',BC =2BF ,请直接写出PH 的长.8.【方法尝试】(1)如图1,矩形ABFC 是矩形ADGE 以点A 为旋转中心,按逆时针方向旋转90︒所得的图形,CB ED 、分别是它们的对角线.则CB 与ED 数量关系________,位置关系________.【类比迁移】(2)如图2,在Rt ABC 和Rt ADE △中,90,9,6,3,2BAC DAE AC AB AE AD ∠=∠=︒====.将DAE 绕点A 在平面内逆时针旋转,设旋转角BAE ∠为()0360αα︒<︒,连接,CE BD .请判断线段CE 和BD 的数量关系和位置关系,并说明理由;【拓展延伸】(3)如图3,在Rt ABC 中,90,6ACB AB ∠=︒=,过点A 作AP BC ∥,在射线AP 上取一点D ,连结CD,使得3tan4ACD∠=,请求写出线段BD的最大值.9.如图①,在正方形ABCD中,点N、M分别在边BC、CD上,连接AM、AN、MN.∠MAN=45°,将△AMD 绕点A顺时针旋转90°,点D与点B重合,得到△ABE.易证:△ANM≌△ANE,从而得DM+BN=MN.【实践探究】(1)在图①条件下,若CN=6,CM=8,则正方形ABCD的边长是______.(2)如图②,点M、N分别在边CD、AB上,且BN=DM.点E、F分别在BM、DN上,∠EAF=45°,连接EF,猜想三条线段EF、BE、DF之间满足的数量关系,并说明理由.(3)【拓展应用】如图③,在矩形ABCD中,AB=6,AD=8,点M、N分别在边DC、BC上,连接AM,AN,已知∠MAN=45°,BN=2,求DM的长.10.小圆同学对图形旋转前后的线段之间、角之间的关系进行了拓展探究.(1)猜测探究:在△ABC中,AB=AC,M是平面内任意一点,将线段AM绕点A按顺时针方向旋转与∠BAC 相等的角度,得到线段AN,连接NB.①如图1,若M是线段BC上的任意一点,请直接写出∠NAB与∠MAC的数量关系是,NB与MC的数量关系是;②如图2,点E是AB延长线上点,若M是∠CBE内部射线BD上任意一点,连接MC,(1)中结论是否仍然成立?若成立,请给予证明,若不成立,请说明理由.(2)拓展应用:如图3,在△A 1B 1C 1中,A 1B 1=8,∠A 1B 1C 1=60°,∠B 1A 1C 1=75°,P 是B 1C 1上的任意点,连接A 1P ,将A 1P 绕点A 1按顺时针方向旋转75°,得到线段A 1Q ,连接B 1Q .求线段B 1Q 长度的最小值. 11.如图,在Rt ABC △中,90BAC ∠=︒,AB AC =,D 为AC 边上一点,连接BD ,作AP BD ⊥于点P ,过点C 作CE AC ⊥交AP 延长线于点E .(1)如图1,求证:AD CE =;(2)如图2,以AD ,BD 为邻边作ADBF ,连接EF 交BC 于点G ,连接AG ,①求证:AG EF ⊥;②若点D 为AC 中点,EF 、AB 交于点H ,求BH AB的值. 12.如图1,在ABC 中,90ACB ∠=︒,D 为AC 边上的一点,过点D 作DE AB ⊥,垂足为E ,连接BD ,P 为BD 中点,连接PC ,PE .(1)求证:PC PE =;(2)将图1中ADE 绕着点A 顺时针旋转如图2的位置,其他条件不变,(1)中的结论是否成立?若成立,请证明:若不成立,请说明理由;(3)若10AB =,6AD =,30BAC DAE ∠=∠=︒,在平面内,将Rt ADE △绕点A 旋转一周,当A ,C ,E 三点共线时,请直接写出PCE 的面积.13.如图1,在直角坐标系中,点()2,0A ,点()0,2C ,点D ,点E 分别为OA ,OC 的中点,ODE 绕原点O 顺时针旋转α角(090α︒<<︒)得11OD E ,射线1CD ,1AE 相交于点F .(1)求证:11OCD OAE △≌△;(2)如图2,在ODE 旋转过程中,当点1D 恰好落在线段CE 上时,求AF 的长;(3)如图3,在旋转α角从090α︒≤≤︒逐渐增大ODE 旋转过程中,求点F 的运动路线长.14.已知ABC 为等边三角形,边长为4,点D 、E 分别是BC 、AC 边上一点,连接AD 、BE .AE CD =.(1)如图1,若2AE =,求BE 的长度;(2)如图2,点F 为AD 延长线上一点,连接BF 、CF ,AD 、BE 相交于点G ,连接CG ,已知60,∠=︒=EBF CE CG ,求证:2+=BF GE CF ;(3)如图3,点P 是ABC 内部一动点,顺次连接PA PB PC 、、++的最小值.15.【问题提出】(1)如图1,在ABC 中,90C ∠=︒,BD 平分ABC ∠交AC 于点D ,设CD 的长为m ,点D 到边AB 的距离为n ,则m _______n ;(填“>”“<”或“=”)【问题探究】(2)如图2,在梯形ABCD 中,90A ∠=︒,AD BC ∥,(201AB =,BD 为对角线,且45BDC ∠=︒,求BCD △面积的最小值;【问题解决】(3)某景点有一个形状为菱形ABCD 的草坪,如图3,AB ==60B ∠︒,现欲将该草坪扩建为BEF △,使得点E 、F 分别在BA 、BC 的延长线上,且边EF 经过点D ,为了节省成本,要求扩建后的草坪面积(BEF △的面积)尽可能小,问BEF △的面积是否存在最小值?若存在,求出其最小值;若不存在,请说明理由.16.综合与实践:数学课外小组研究了两个问题,请你帮助解答.问题一:如图1,在矩形ABCD 中,6AB =,8AD =,E ,F 分别为AB ,AD 边的中点,四边形AEGF 为矩形,连接CG .问题二:数学小组对图形的旋转进行了拓展研究,如图4,在平行四边形ABCD 中,=60B ∠︒,6AB =,8AD =,E ,F 分别为AB ,AD 边的中点,四边形AEGF 为平行四边形,连接CG .数学小组发现DF 与CG 仍然存在着特定的数量关系.(1)请直接写出CG 的长是______.如图2,当矩形AEGF 绕点A 旋转(如顺时针旋转)至点G 落在边AB 上时,DF =______,CG =______,DF 与CG 之间的数量关系是______.(2)当矩形AEGF 绕点A 旋转至如图3的位置时,(1)中DF 与CG 之间的数量关系是否还成立?并说明理由.(3)如图5,当平行四边形ABCD 绕点A 旋转(如顺时针旋转),其它条件不变时,数学小组发现DF 与CG 仍然存在着这一特定的数量关系.请你直接写出这个特定的数量关系是______.17.如图,在四边形ABCD 中,AD ∥BC ,∠ABC =90°,AD =CD ,O 是对角线AC 的中点,连接BO 并延长交边AD 或边CD 于点E .(1)如图1,当点E 在AD 上时,连接CE ,求证:四边形ABCE 是矩形.(2)如图2,当点E 在CD 上时,当AC =4,BC =3时,求DAC S △与OBC S的比值.(3)若DE =2,OE =3,直接写出CD 的长.18.已知在正方形ABCD 中,E 是BC 边上一动点,作点B 关于AE 的对称点F ,BF 交AE 于点G ,连结DF .(1)如图1,求DFB ∠的度数;(2)如图2,过点D 作DM BF ⊥交BF 的延长线于点M ,连结,CM CF .若DF CM =,试探究四边形DFCM 的形状,并说明理由;(3)如图3,连结BD ,在AG 上截取=GT GB ,点P ,Q 分别是,AD BD 上的动点.若正方形ABCD 的面积为32,直接写出PTQ 周长的最小值.。

专题22 几何三大变换问题之旋转问题(压轴题)

专题22 几何三大变换问题之旋转问题(压轴题)

《中考压轴题》专题22:几何三大变换问题之旋转(中心对称)问题一、选择题1.如图,已知△ABC 中,∠C=90°,AC=BC=,将△ABC 绕点A 顺时针方向旋转60°到△AB′C′的位置,连接C′B ,则C′B 的长为A .22-B .32C .31-D .12.如图,△AOB 为等腰三角形,顶点A 的坐标为(2,5),底边OB 在x 轴上.将△AOB 绕点B 按顺时针方向旋转一定角度后得△A'O'B ,点A 的对应点A'在x 轴上,则点O'的坐标为A .(203,103)B .(163,453)C .(203,453)D .(163,43)3.在平面直角坐标系中,函数y=x 2﹣2x (x≥0)的图象为C 1,C 1关于原点对称的图象为C 2,则直线y=a (a 为常数)与C 1、C 2的交点共有A.1个B.1个或2个C.个或2个或3个D.1个或2个或3个或4个4.如图,矩形ABCD 的长为6,宽为3,点O 1为矩形的中心,⊙O 2的半径为1,O 1O 2⊥AB 于点P ,O 1O 2=6.若⊙O 2绕点P 按顺时针方向旋转360°,在旋转过程中,⊙O 2与矩形的边只有一个公共点的情况一共出现A .3次B .4次C .5次D .6次5.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠ABC=30°,将△ABC绕点C顺时针旋转至△A′B′C,使得点A′恰好落在AB上,则旋转角度为A.30°B.60°C.90°D.150°6.如图所示,在直角坐标系中放置一个边长为1的正方形ABCD,将正方形ABCD沿x轴的正方向无滑动的在x轴上滚动,当点A离开原点后第一次落在x轴上时,点A运动的路径线与x轴围成的面积为A.122π+B.12π+C.1π+D.3-7.如图,直线y=2x与双曲线2yx=在第一象限的交点为A,过点A作AB⊥x轴于B,将△ABO绕点O旋转90°,得到△A′B′O,则点A′的坐标为A.(1.0)B.(1.0)或(﹣1.0)C.(2.0)或(0,﹣2)D.(﹣2.1)或(2,﹣1)8.如图,E、F分别是正方形ABCD的边AB、BC上的点,BE=CF,连接CE、DF.将△BCE绕着正方形的中心O按逆时针方向旋转到△CDF的位置,则旋转角是A.45°B.60°C.90°D.120°9.如图,在平面直角坐标系中,点B、C、E、在y轴上,Rt△ABC经过变换得到Rt△ODE.若点C的坐标为(0,1),AC=2,则这种变换可以是()A.△ABC绕点C顺时针旋转90°,再向下平移3B.△ABC绕点C顺时针旋转90°,再向下平移1 C.△ABC绕点C逆时针旋转90°,再向下平移1D.△ABC绕点C逆时针旋转90°,再向下平移3二、填空题1.如图,△ABC绕点A顺时针旋转45°得到△A'B'C',若∠BAC=90°,AB=AC=2,则图中阴影部分的面积等于.2.如图,在在平面直角坐标系xOy中,有一个等腰直角三角形AOB,∠OAB=90°,直角边AO在x轴上,且AO=1.将Rt△AOB绕原点O顺时针旋转90°得到等腰直角三角形A1OB1,且A1O=2AO,再将Rt△A1OB1绕原点O顺时针旋转90°得到等腰三角形A2OB2,且A2O=2A1O…,依此规律,得到等腰直角三角形A2014OB2014,则点A2014的坐标为.3.如图,等腰Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=1,且AC边在直线a上,将△ABC绕点A顺时针旋转到位置①可得到点P1,此时AP1=2;将位置①的三角形绕点P1顺时针旋转到位置②,可得到点P2,此时AP2=1+2;将位置②的三角形绕点P2顺时针旋转到位置③,可得到点P3,此时AP3=2+2;…,按此规律继续旋转,直至得到点P2014为止.则AP2014=.4.如图,在平面直角坐标系xOy中,已知点M0的坐标为(1,0),将线段OM0绕原点O逆时针方向旋转45°,再将其延长到M1,使得M1M0⊥OM0,得到线段OM1;又将线段OM1绕原点O逆时针方向旋转45°,再将其延长到M2,使得M2M1⊥OM1,得到线段OM2;如此下去,得到线段OM3,OM4,OM5,…根据以上规律,请直接写出OM2014的长度为.5.如图,将等边△ABC绕顶点A顺时针方向旋转,使边AB与AC重合得△ACD,BC的中点E的对应点为F,则∠EAF的度数是.6.如图,已知∠AOB=90°,点A绕点O顺时针旋转后的对应点A1落在射线OB上,点A绕点A1顺时针旋转后的对应点A2落在射线OB上,点A绕点A2顺时针旋转后的对应点A3落在射线OB上,…,连接AA1,AA2,AA3…,依次作法,则∠AA n A n+1等于度.(用含n的代数式表示,n为正整数)7.如图(1),有两个全等的正三角形ABC和ODE,点O、C分别为△ABC、△DEO的重心;固定点O,将△ODE顺时针旋转,使得OD经过点C,如图(2),则图(2)中四边形OGCF与△OCH面积的比为.8.如图在坐标系中放置一菱形OABC,已知∠ABC=60°,OA=1.先将菱形OABC沿x轴的正方向无滑动翻转,每次翻转60°,连续翻转2014次,点B的落点依次为B1,B2,B3,…,则B2014的坐标为.9.如图,在平面直角坐标系中,将△ABO绕点A顺时针旋转到△AB1C1的位置,点B、O分别落在点B1、C1处,点B1在x轴上,再将△AB1C1绕点B1顺时针旋转到△A1B1C2的位置,点C2在x轴上,将△A1B1C2绕点C2顺时针旋转到△A2B2C2的位置,点A2在x轴上,依次进行下去….若点A(53,0),B(0,4),则点B2014的横坐标为.10.通过对课本中《硬币滚动中的数学》的学习,我们知道滚动圆滚动的周数取决于滚动圆的圆心运动的路程(如图①).在图②中,有2014个半径为r的圆紧密排列成一条直线,半径为r的动圆C从图示位置绕这2014个圆排成的图形无滑动地滚动一圈回到原位,则动圆C自身转动的周数为.11.如图,△COD是△AOB绕点O顺时针旋转40°后得到的图形,若点C恰好落在AB上,且∠AOD的度数为90°,则∠B的度数是.=上一点P(1,1),C为y轴上一点,连接PC,线段PC绕点12.如图,平面直角坐标系中,已知直线y xP顺时针旋转900至线段PD,过点D作直线AB⊥x轴。

决胜中考数学压轴题专题专题14 几何变换问题(解析版)

决胜中考数学压轴题专题专题14 几何变换问题(解析版)

决胜中考数学压轴题全揭秘精品专题14 几何变换问题【考点1】平移变换问题【例1】(2019·山东中考真题)在平面直角坐标系中,将点A (1,﹣2)向上平移3个单位长度,再向左平移2个单位长度,得到点A′,则点A′的坐标是( )A .(﹣1,1)B .(﹣1,﹣2)C .(﹣1,2)D .(1,2) 【答案】A 【解析】试题分析:已知将点A (1,﹣2)向上平移3个单位长度,再向左平移2个单位长度,得到点A′,根据向左平移横坐标减,向上平移纵坐标加可得点A′的横坐标为1﹣2=﹣1,纵坐标为﹣2+3=1,即A′的坐标为(﹣1,1).故选A .考点:坐标与图形变化-平移.【变式1-1】(2019·甘肃中考真题)如图,在平面直角坐标系xOy 中,将四边形ABCD 向下平移,再向右平移得到四边形1111A B C D ,已知1(3,5),(4,3),(3,3)A B A --,则点1B 坐标为( )A .(1,2)B .(2,1)C .(1,4)D .(4,1)【答案】B 【解析】 【分析】根据A 和A 1的坐标得出四边形ABCD 先向下平移2个单位,再向右平移6个单位得到四边形1111A B C D ,则B 的平移方法与A 点相同,即可得到答案. 【详解】图形向下平移,纵坐标发生变化,图形向右平移,横坐标发生变化. A (-3,5)到A 1(3,3)得向右平移3-(-3)=6个单位,向下平移5-3=2个单位.所以B (-4,3)平移后B 1(2,1). 故选B. 【点睛】此题考查图形的平移.,掌握平移的性质是解题关键【变式1-2】(2019·广西中考真题)如图,在平面直角坐标系中,已知ABC ∆的三个顶点坐标分别是2,1,1,()()2,3,3()A B C ---(1)将ABC ∆向上平移4个单位长度得到111A B C ∆,请画出111A B C ∆; (2)请画出与ABC ∆关于y 轴对称的222A B C ∆; (3)请写出12A A 、的坐标.【答案】(1)如图所示:111A B C ∆,即为所求;见解析;(2)如图所示:222A B C ∆,即为所求;见解析;(3)122,3,),1(()2A A --.【解析】 【分析】(1)直接利用平移的性质得出对应点位置进而得出答案; (2)直接利用轴对称的性质得出对应点位置进而得出答案; (3)利用所画图象得出对应点坐标. 【详解】(1)如图所示:111A B C ∆,即为所求; (2)如图所示:222A B C ∆,即为所求;(3)122,3,),1(()2A A --. 【点睛】此题主要考查了轴对称变换以及平移变换,正确得出对应点位置是解题关键.【考点2】轴对称变换问题(含折叠变换)【例2】(2019·四川中考真题)如图,在菱形ABCD 中,4sin 5B =,点,E F 分别在边,AD BC 上,将四边形AEFB 沿EF 翻折,使AB 的对应线段MN 经过顶点C ,当MN BC ⊥时,AEAD的值是_____.【答案】29. 【解析】 【分析】延长CM 交AD 于点G ,进而利用翻折变换的性质得出AE ME =,A EMC ∠=∠,BF FN =,B N ∠=∠,AB MN =,再利用菱形的性质得出AB BC CD AD ===,B D ∠=∠,180A B ︒∠+∠=,设4CF x =,5FN x =,利用勾股定理得出9BC x AB CD AD ====,再根据三角函数进行计算即可解答 【详解】延长CM 交AD 于点G ,∵将四边形AEFB 沿EF 翻折,∴AE ME =,A EMC ∠=∠,BF FN =,B N ∠=∠,AB MN = ∵四边形ABCD 是菱形∴AB BC CD AD ===,B D ∠=∠,180A B ︒∠+∠= ∵4sin sin 5CF B N FN===, ∴设4CF x =,5FN x =,∴223CN FN CF x =-=,∴9BC x AB CD AD ====,∵4sin sin 5GCB D CD ===∴365xGC =∴()36x 6655GM GC MN CN x x =--=-= ∵180A B ︒∠+∠=,180EMC EMG ︒∠+∠= ∴B EMG ∠=∠∴4sin sin 5EG B EMG EM =∠==∴3cos 5GMEMG EM∠==∴=2EM x , ∴2AE x =,∴2299AE x AD x == 故答案为:29.【点睛】此题考查翻折变换,菱形的性质,三角函数,解题关键在于利用折叠的性质进行解答【变式2-1】(2019·江苏中考真题)如图,将平行四边形纸片ABCD 沿一条直线折叠,使点A 与点C 重合,点D 落在点G 处,折痕为EF .求证: (1)ECB FCG ∠=∠; (2)EBC FGC ∆≅∆.【答案】(1)见解析;(2)见解析. 【解析】【分析】(1)依据平行四边形的性质,即可得到A BCD ∠=∠,由折叠可得,A ECG ∠=∠,即可得到ECB FCG ∠=∠;(2)依据平行四边形的性质,即可得出D B ∠=∠,AD BC =,由折叠可得,D G ∠=∠,AD CG =,即可得到B G ∠=∠,BC CG =,进而得出EBC FGC ∆≅∆. 【详解】 (1)四边形ABCD 是平行四边形,A BCD ∴=∠,由折叠可得, A ECG ∠=∠,BCD ECG ∴∠=∠,BCD ECF ECG ECF ∴∠-∠=∠-∠, ECB FCG ∴∠=∠;(2)四边形ABCD 是平行四边形,D B ∴∠=∠,AD BC =,由折叠可得,D G ∠=∠,AD CG =,B G ∴∠=∠,BC CG =,又ECB FCG ∠=∠,()EBC FGC ASA ∴∆≅∆.【点睛】本题考查了平行四边形的性质,折叠的性质,全等三角形的判定,熟练掌握平行四边形的性质以及折叠的性质是解题的关键.【变式2-2】(2019·江苏中考真题)如图,已知等边△ABC 的边长为8,点P 是AB 边上的一个动点(与点A 、B 不重合),直线l 是经过点P 的一条直线,把△ABC 沿直线l 折叠,点B 的对应点是点B’. (1)如图1,当PB=4时,若点B’恰好在AC 边上,则AB’的长度为_____; (2)如图2,当PB=5时,若直线l //AC ,则BB’的长度为 ;(3)如图3,点P 在AB 边上运动过程中,若直线l 始终垂直于AC ,△ACB’的面积是否变化?若变化,说明理由;若不变化,求出面积;(4)当PB=6时,在直线l 变化过程中,求△ACB’面积的最大值.【答案】(1)4;(2)53;(3)面积不变,S△ACB’=163;(4)24+43【解析】【分析】(1)证明△APB′是等边三角形即可解决问题;(2)如图2中,设直线l交BC于点E,连接B B′交PE于O,证明△PEB是等边三角形,求出OB即可解决问题;(3)如图3中,结论:面积不变,证明B B′//AC即可;(4)如图4中,当PB′⊥AC时,△ACB′的面积最大,设直线PB′交AC于点E,求出B′E即可解决问题. 【详解】(1)如图1,∵△ABC为等边三角形,∴∠A=60°,AB=BC=CA=8,∵PB=4,∴PB′=PB=PA=4,∵∠A=60°,∴△APB′是等边三角形,∴AB′=AP=4,故答案为4;(2)如图2,设直线l交BC于点E,连接B B′交PE于O,∵PE∥AC,∴∠BPE=∠A=60°,∠BEP=∠C=60°,∴△PEB是等边三角形,∵PB=5,B、B′关于PE对称,∴BB′⊥PE,BB′=2OB,∴OB=PB·sin60°=53,∴BB′=53,故答案为53;(3)如图3,结论:面积不变.过点B作BE⊥AC于E,则有BE=AB·sin60°=3843=∴S△ABC=1184322AC BE=⨯⨯3,∵B、B′关于直线l对称,∴BB′⊥直线l,∵直线l⊥AC,∴AC//BB′,∴S△ACB’=S△ABC=163;(4)如图4,当B′P⊥AC时,△ACB′的面积最大,设直线PB′交AC于E,在Rt△APE中,PA=2,∠PAE=60°,∴PE=PA·sin60°3,∴3∴S△ACB最大值=12×3)×3【点睛】本题是几何变换综合题,考查了等边三角形的判定与性质,轴对称变换,解直角三角形,平行线的判定与性质等知识,理解题意,熟练掌握和灵活运用相关知识是解题的关键.【考点3】旋转变换问题【例3】(2019·山东中考真题)(1)问题发现如图1,△ACB和△DCE均为等腰直角三角形,∠ACB=90°,B,C,D在一条直线上.填空:线段AD,BE之间的关系为.(2)拓展探究如图2,△ACB和△DCE均为等腰直角三角形,∠ACB=∠DCE=90°,请判断AD,BE的关系,并说明理由. (3)解决问题如图3,线段PA=3,点B是线段PA外一点,PB=5,连接AB,将AB绕点A逆时针旋转90°得到线段AC,随着点B的位置的变化,直接写出PC的范围.【答案】(1) AD=BE ,AD ⊥BE .(2) AD=BE ,AD ⊥BE .(3) 5-32≤PC≤5+32. 【解析】 【分析】(1)根据等腰三角形性质证△ACD ≌△BCE (SAS ),得AD=BE ,∠EBC=∠CAD ,延长BE 交AD 于点F ,由垂直定义得AD ⊥BE .(2)根据等腰三角形性质证△ACD ≌△BCE (SAS ),AD=BE ,∠CAD=∠CBE ,由垂直定义得∠OHB=90°,AD ⊥BE ;(3)作AE ⊥AP ,使得AE=PA ,则易证△APE ≌△ACP ,PC=BE ,当P 、E 、B 共线时,BE 最小,最小值=PB-PE ;当P 、E 、B 共线时,BE 最大,最大值=PB+PE ,故5-32≤BE≤5+32. 【详解】(1)结论:AD=BE ,AD ⊥BE . 理由:如图1中,∵△ACB 与△DCE 均为等腰直角三角形, ∴AC=BC ,CE=CD , ∠ACB=∠ACD=90°, 在Rt △ACD 和Rt △BCE 中AC BC ACD BCE CD CE ⎧⎪∠∠⎨⎪⎩=== ∴△ACD ≌△BCE (SAS ), ∴AD=BE ,∠EBC=∠CAD延长BE 交AD 于点F , ∵BC ⊥AD ,∴∠EBC+∠CEB=90°, ∵∠CEB=AEF , ∴∠EAD+∠AEF=90°, ∴∠AFE=90°,即AD ⊥BE . ∴AD=BE ,AD ⊥BE . 故答案为AD=BE ,AD ⊥BE . (2)结论:AD=BE ,AD ⊥BE .理由:如图2中,设AD 交BE 于H ,AD 交BC 于O .∵△ACB 与△DCE 均为等腰直角三角形, ∴AC=BC ,CE=CD ,∠ACB=∠ECD=90°, ∴ACD=∠BCE ,在Rt △ACD 和Rt △BCE 中AC BC ACD BCE CD CE ⎧⎪∠∠⎨⎪⎩===, ∴△ACD ≌△BCE (SAS ), ∴AD=BE ,∠CAD=∠CBE ,∵∠CAO+∠AOC=90°,∠AOC=∠BOH , ∴∠BOH+∠OBH=90°,∴∠OHB=90°,∴AD⊥BE,∴AD=BE,AD⊥BE.(3)如图3中,作AE⊥AP,使得AE=PA,则易证△APE≌△ACP,∴PC=BE,图3-1中,当P、E、B共线时,BE最小,最小值=PB-PE=5-32,图3-2中,当P、E、B共线时,BE最大,最大值=PB+PE=5+32,∴5-32≤BE≤5+32,即5-32≤PC≤5+32.【点睛】本题是几何变换综合题,考查了旋转的性质、等腰直角三角形的性质、全等三角形的判定和性质等知识,解题的关键是正确寻找三角形全等的条件,学会添加辅助线,构造全等三角形解决问题,学会用转化的思想思考问题,属于中考压轴题.【变式3-1】(2019·辽宁中考真题)如图,△ABC在平面直角坐标系中,顶点的坐标分别为A(-4,4),B(-1,1),C(-1,4).(1)画出与△ABC关于y轴对称的△A1B1C1.(2)将△ABC绕点B逆时针旋转90°,得到△A2BC2,画两出△A2BC2.(3)求线段AB在旋转过程中扫过的图形面积.(结果保留π)【答案】(1)作图见解析;(2)作图见解析;(3)9 2π.【解析】【分析】(1)根据关于y轴对称的点的坐标特征写出A1、B1、C1的坐标,然后描点即可;(2)利用网格特点和旋转的性质画出A、C的对应点A2、C2即可;(3)线段AB在旋转过程中扫过的图形为扇形,然后根据扇形面积公式计算即可.【详解】解:(1)如图,△A l B1C1为所作.(2)如图,△A2BC2为所作;(3)AB=2233+=32,所以线段AB在旋转过程中扫过的图形面积=290π(32)360⋅⋅=92π.【点睛】本题考查了作图-旋转变换:根据旋转的性质可知,对应角都相等都等于旋转角,对应线段也相等,由此可以通过作相等的角,在角的边上截取相等的线段的方法,找到对应点,顺次连接得出旋转后的图形.也考查了扇形面积公式.【变式3-2】(2019·江苏中考真题)如图①,在ABC∆中,3AB AC==,100BAC︒∠=,D是BC的中点.小明对图①进行了如下探究:在线段AD上任取一点P,连接PB.将线段PB绕点P按逆时针方向旋转80︒,点B的对应点是点E,连接BE,得到BPE∆.小明发现,随着点P在线段AD上位置的变化,点E的位置也在变化,点E可能在直线AD的左侧,也可能在直线AD上,还可能在直线AD的右侧.请你帮助小明继续探究,并解答下列问题:(1)当点E 在直线AD 上时,如图②所示.①BEP ∠= ;②连接CE ,直线CE 与直线AB 的位置关系是 .(2)请在图③中画出BPE ∆,使点E 在直线AD 的右侧,连接CE .试判断直线CE 与直线AB 的位置关系,并说明理由.(3)当点P 在线段AD 上运动时,求AE 的最小值.【答案】(1)①50︒;②EC AB ∥;(2)AB EC ∥;(3)AE 的最小值3. 【解析】 【分析】(1)①利用等腰三角形的性质即可解决问题.②证明40ABC ︒∠=,40ECB ︒∠=,推出ABC ECB ∠=∠即可.(2)如图③中,以P 为圆心,PB 为半径作⊙P .利用圆周角定理证明1402BCE BPE ︒∠=∠=即可解决问题.(3)因为点E 在射线CE 上运动,点P 在线段AD 上运动,所以当点P 运动到与点A 重合时,AE 的值最小,此时AE 的最小值3AB ==. 【详解】(1)①如图②中,∵80BPE ︒∠=,PB PE =, ∴50PEB PBE ︒∠=∠=, ②结论:AB EC ∥.理由:∵AB AC =,BD DC =, ∴AD BC ⊥,∴90BDE ︒∠=,∴905040EBD ︒︒︒∠=-=, ∵AE 垂直平分线段BC , ∴EB EC =,∴40ECB EBC ︒∠=∠=, ∵AB AC =,100BAC ︒∠=, ∴40ABC ACB ︒∠=∠=, ∴ABC ECB ∠=∠, ∴AB EC ∥.故答案为50,AB EC ∥.(2)如图③中,以P 为圆心,PB 为半径作⊙P .∵AD 垂直平分线段BC , ∴PB PC =, ∴1402BCE BPE ︒∠=∠=, ∵40ABC ︒∠=, ∴ AB EC ∥.(3)如图④中,作AH CE ⊥于H ,∵点E 在射线CE 上运动,点P 在线段AD 上运动,∴当点P 运动到与点A 重合时,AE 的值最小,此时AE 的最小值3AB ==. 【点睛】本题属于几何变换综合题,考查了等腰三角形的性质,平行线的判定,圆周角定理等知识,解题的关键是熟练掌握基本知识,灵活运用所学知识解决问题,学会利用辅助圆解决问题,属于中考压轴题. 【考点4】位似变换问题【例4】(2019·广西中考真题)如图,ABC ∆与'''A B C ∆是以坐标原点O 为位似中心的位似图形,若点()()2,2,3,4A B ,()6,1C ,()'6,8B 则'''A B C ∆的面积为__.【答案】18. 【解析】 【分析】根据()3,4B ,()'6,8B 的坐标得到位似比,继而得到A 、C 对应点的坐标,再用'''A B C ∆所在的矩形的面积减去顶点处的三角形面积即可求得答案.【详解】∵ABC ∆与'''A B C ∆是以坐标原点O 为位似中心的位似图形, 若点()3,4B ,()'6,8B , ∴位似比为:31=62, ∵()2,2A ,()6,1C , ∴()()'4,4,'12,2A C , ∴'''A B C ∆的面积为:1116824662818222⨯-⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯=, 故答案为:18. 【点睛】本题考查了位似变换以及三角形面积求法,正确得出对应点位置是解题关键.【变式4-1】(2019·山东中考真题)在平面直角坐标系中,ABO 三个顶点的坐标分别为()()()2,4,4,0,0,0A B O --.以原点O 为位似中心,把这个三角形缩小为原来的12,得到CDO ,则点A的对应点C 的坐标是__________. 【答案】()1,2-或()1,2- 【解析】 【分析】根据位似图形的中心和位似比例即可得到点A 的对应点C. 【详解】解:以原点O 为位似中心,把这个三角形缩小为原来的12,点A 的坐标为()2,4-, ∴点C 的坐标为112,22(4)-⨯⨯或112,22(4)⨯-⨯,即()1,2-或()1,2-, 故答案为:()1,2-或()1,2-. 【点睛】本题主要考查位似图形的对应点,关键在于原点的位似图形,要注意方向.【变式4-2】(2018·四川中考真题)如图,ABC ∆在方格纸中.(1)请在方格纸上建立平面直角坐标系,使(2,3)A ,(6,2)C ,并求出B 点坐标;(2)以原点O 为位似中心,相似比为2,在第一象限内将ABC ∆放大,画出放大后的图形'''A B C ∆; (3)计算'''A B C ∆的面积S .【答案】(1)作图见解析;(2,1)B .(2)作图见解析;(3)16. 【解析】分析:(1)直接利用A ,C 点坐标得出原点位置进而得出答案; (2)利用位似图形的性质即可得出△A'B'C'; (3)直接利用(2)中图形求出三角形面积即可.详解:(1)如图所示,即为所求的直角坐标系;B (2,1);(2)如图:△A'B'C'即为所求; (3)S △A'B'C '=12×4×8=16. 点睛:此题主要考查了位似变换以及三角形面积求法,正确得出对应点位置是解题的关键.画位似图形的一般步骤为:①确定位似中心;②分别连接并延长位似中心和关键点;③根据位似比,确定位似图形的关键点;④顺次连接上述各点,得到放大或缩小的图形.一、单选题1.(2019·浙江中考真题)在平面直角坐标系中,点(),2A m 与点3,b n 关于y 轴对称,则( ) A .3m =,2n = B .3m =-,2n = C .2m =,3n =D .2m =-,3n =【答案】B 【解析】 【分析】根据点关于y 轴对称,其横坐标互为相反数,纵坐标相同即可得到答案. 【详解】A ,B 关于y 轴对称,则横坐标互为相反数,纵坐标相同,故选B 【点睛】本题考查点坐标的轴对称,解题的关键熟练掌握点坐标的轴对称.2.(2019·辽宁中考真题)如图,点P (8,6)在△ABC 的边AC 上,以原点O 为位似中心,在第一象限内将△ABC 缩小到原来的12,得到△A ′B ′C ′,点P 在A ′C ′上的对应点P ′的的坐标为( )A .(4,3)B .(3,4)C .(5,3)D .(4,4)【答案】A 【解析】 【分析】直接利用在平面直角坐标系中,如果位似变换是以原点为位似中心,相似比为k ,那么位似图形对应点的坐标的比等于k 或−k ,进而结合已知得出答案. 【详解】∵点P (8,6)在△ABC 的边AC 上,以原点O 为位似中心,在第一象限内将△ABC 缩小到原来的12,得到△A′B′C′,∴点P 在A′C′上的对应点P′的的坐标为:(4,3). 故选:A . 【点睛】此题主要考查了位似变换,正确得出位似比是解题关键.3.(2019·湖南中考真题)如图,将OAB ∆绕点O 逆时针旋转70°到OCD ∆的位置,若40AOB ∠=,则AOD ∠=( )A .45°B .40°C .35°D .30°【答案】D 【解析】 【分析】首先根据旋转角定义可以知道70BOD ∠=,而40AOB ∠=,然后根据图形即可求出AOD ∠. 【详解】解:∵OAB ∆绕点O 逆时针旋转70°到OCD ∆的位置, ∴70BOD ︒∠=, 而40AOB ︒∠=,∴704030AOD ∠=-= 故选:D . 【点睛】此题主要考查了旋转的定义及性质,其中解题主要利用了旋转前后图形全等,对应角相等等知识. 4.(2019·广东中考真题)下列四个银行标志中,既是中心对称图形,又是轴对称图形的是( )A .B .C .D .【答案】C 【解析】 【分析】根据轴对称图形和中心对称图形的概念逐一进行判断即可得.【详解】A、是轴对称图形,不是中心对称图形,故不符合题意;B、是轴对称图形,不是中心对称图形,故不符合题意;C、是轴对称图形,也是中心对称图形,故符合题意;D、是轴对称图形,不是中心对称图形,故不符合题意,故选C.【点睛】本题主要考查轴对称图形和中心对称图形,在平面内,如果一个图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够完全重合,这样的图形叫做轴对称图形;在平面内,如果把一个图形绕某个点旋转180°后,能与原图形重合,那么就说这个图形是中心对称图形.5.(2019·浙江中考真题)如图,在直角坐标系中,已知菱形OABC的顶点A(1,2),B(3,3).作菱形OABC 关于y轴的对称图形OA′B′C′,再作图形OA′B′C′关于点O的中心对称图形OA″B″C″,则点C的对应点C″的坐标是()A.(2,-1) B.(1,-2) C.(-2,1) D.(-2,-1)【答案】A【解析】【分析】先找出对应点,再用线段顺次连接作出图形,根据图形解答即可.【详解】如图,()''21C -,.故选A. 【点睛】本题考查了轴对称作图及中心对称作图,熟练掌握轴对称作图及中心对称的性质是解答本题的关键,中心对称的性质:①关于中心对称的两个图形能够完全重合;②关于中心对称的两个图形,对应点的连线都经过对称中心,并且被对称中心平分.6.(2019·四川中考真题)在平面直角坐标系中,将点()2,3-向右平移4个单位长度后得到的点的坐标为( ) A .()2,3 B .()6,3-C .()2,7-D .()2,1--【答案】A 【解析】 【分析】根据直角坐标系的坐标平移即可求解. 【详解】一个点向右平移之后的点的坐标,纵坐标不变,横坐标加4,故选A 【点睛】此题主要考查坐标的平移,解题的关键是熟知直角坐标系的特点. 7.(2019·湖南中考真题)点(1,2)-关于原点的对称点坐标是( ) A .(1,2) B .(1,2)-C .(1,2)D .(2,1)-【答案】B 【解析】 【分析】坐标系中任意一点(),P x y ,关于原点的对称点是(),x y --,即关于原点的对称点,横纵坐标都变成相反数. 【详解】根据中心对称的性质,得点()1,2-关于原点的对称点的坐标为()1,2-. 故选B . 【点睛】本题考查了关于原点对称的点的坐标,关于原点的对称点,横纵坐标都变成相反数.8.(2019·湖南中考真题)如图,以点O 为位似中心,把ABC 放大为原图形的2倍得到A'B'C',以下说法中错误的是( )A .ABC A'B'C'∽B .点C 、点O 、点C′三点在同一直线上 C .AO:AA'1:2=D .AB A'B'【答案】C 【解析】 【分析】直接利用位似图形的性质进而分别分析得出答案. 【详解】∵以点O 为位似中心,把ABC 放大为原图形的2倍得到A'B'C', ∴ABC A'B'C'∽,点C 、点O 、点C′三点在同一直线上,AB A'B',AO:AA'1:3=,∴C 选项错误,符合题意. 故选C . 【点睛】此题主要考查了位似变换,正确把握位似图形的性质是解题关键.9.(2018·湖南中考真题)如图所示,在平面直角坐标系中,已知点A (2,4),过点A 作AB ⊥x 轴于点B .将△AOB 以坐标原点O 为位似中心缩小为原图形的12,得到△COD ,则CD 的长度是( )A .2B .1C .4D .25【答案】A 【解析】【分析】直接利用位似图形的性质结合A 点坐标可直接得出点C 的坐标,即可得出答案.【详解】∵点A (2,4),过点A 作AB ⊥x 轴于点B ,将△AOB 以坐标原点O 为位似中心缩小为原图形的12,得到△COD , ∴C (1,2),则CD 的长度是2, 故选A .【点睛】本题主要考查了位似变换以及坐标与图形的性质,正确把握位似图形的性质是解题关键.10.(2019·山东中考真题)如图,点A 的坐标是(-2,0),点B 的坐标是(0,6),C 为OB 的中点,将△ABC 绕点B 逆时针旋转90°后得到A B C '''∆.若反比例函数ky x=的图象恰好经过A B '的中点D ,则k 的值是( )A .9B .12C .15D .18【答案】C 【解析】 【分析】作'A H y ⊥轴于.H 证明AOB ≌()'BHA AAS ,推出OA BH =,'OB A H =,求出点'A 坐标,再利用中点坐标公式求出点D 坐标即可解决问题. 【详解】解:作A H y '⊥轴于H .∵90AOB A HB ABA ∠=∠'=∠'=︒,∴90ABO A BH ∠+∠'=︒,90ABO BAO ∠+∠=︒, ∴BAO A BH ∠=∠', ∵BA BA =',∴()AOB BHA AAS '≌, ∴OA BH =,OB A H =',∵点A 的坐标是()2,0-,点B 的坐标是()0,6, ∴2OA =,6OB =,∴2BH OA ==,6A H OB '==, ∴4OH =, ∴()6,4A ', ∵BD A D =', ∴()3,5D , ∵反比例函数ky x=的图象经过点D , ∴15k =. 故选:C . 【点睛】本题考查反比例函数图形上的点的坐标特征,坐标与图形的变化-旋转等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造全等三角形解决问题,属于中考选择题中的压轴题.11.(2019·浙江中考真题)在数学拓展课上,小明发现:若一条直线经过平行四边形对角线的交点,则这条直线平分该平行四边形的面积. 如图是由5个边长为1的小正方形拼成的图形,P 是其中4个小正方形的公共顶点,小强在小明的启发下,将该图形沿着过点P 的某条直线剪一刀,把它剪成了面积相等的两部分,则剪痕的长度是( )A .22B .5C .35D .10【答案】D 【解析】 【分析】根据中心对称的性质即可作出剪痕,根据三角形全等的性质即可证得EM=DN ,利用勾股定理即可求得. 【详解】如图,EF 为剪痕,过点F 作FG EM ⊥于G .∵EF 将该图形分成了面积相等的两部分, ∴EF 经过正方形ABCD 对角线的交点, ∴,AF CN BF DN ==. 易证PME PDN ∆∆≌, ∴EM DN =, 而AF MG =,∴1EG EM MG DN AF DN CN DC =+=+=+==. 在Rt FGE ∆中, 22223110FG EG EF +=+=故选:D. 【点睛】本题考查了图形的剪拼,中心对称的性质,勾股定理的应用,熟练掌握中心对称的性质是解题的关键. 12.(2019·湖北中考真题)如图,矩形ABCD 中,AC 与BD 相交于点E ,:3AD AB =,将ABD△沿BD 折叠,点A 的对应点为F ,连接AF 交BC 于点G ,且2BG =,在AD 边上有一点H ,使得BH EH +的值最小,此时BHCF=( )A 3B .233C .62D .32【答案】B 【解析】 【分析】设BD 与AF 交于点M .设AB=a ,3a ,根据矩形的性质可得△ABE 、△CDE 都是等边三角形,利用折叠的性质得到BM 垂直平分AF ,BF=AB=a ,3a .解直角△BGM ,求出BM ,再表示DM ,由△ADM ∽△GBM ,求出33B 点关于AD 的对称点B′,连接B′E ,设B′E 与AD 交于点H ,则此时BH+EH=B′E ,值最小.建立平面直角坐标系,得出B (3,3,B′(3,3,E (03,利用待定系数法求出直线B′E 的解析式,得到H (1,0),然后利用两点间的距离公式求出BH=4,进而求出23BH CF =23.【详解】如图,设BD 与AF 交于点M .设AB=a ,3a ,∵四边形ABCD是矩形,∴∠DAB=90°,tan∠ABD=31 ADAB=,∴22AB AD+,∠ABD=60°,∴△ABE、△CDE都是等边三角形,∴BE=DE=AE=CE=AB=CD=a,∵将△ABD沿BD折叠,点A的对应点为F,∴BM垂直平分AF,BF=AB=a,3a,在△BGM中,∵∠BMG=90°,∠GBM=30°,BG=2,∴GM=12BG=1,33∴3∵矩形ABCD中,BC∥AD,∴△ADM∽△GBM,∴AD DMBG BM=,即3323a=,∴3,∴3AD=BC=6,3,易证∠BAF=∠FAC=∠CAD=∠ADB=∠BDF=∠CDF=30°,∴△ADF是等边三角形,∵AC平分∠DAF,∴AC 垂直平分DF , ∴CF=CD=23,作B 点关于AD 的对称点B′,连接B′E ,设B′E 与AD 交于点H ,则此时BH+EH=B′E ,值最小. 如图,建立平面直角坐标系,则A (3,0),B (3,3,B′(3,3,E (03, 易求直线B′E 的解析式为33 ∴H (1,0),∴22(31)(230)-+-, ∴23BH CF ==233. 故选:B . 【点睛】本题考查了折叠的性质:折叠是一种对称变换,它属于轴对称,折叠前后图形的形状和大小不变,位置变化,对应边和对应角相等.也考查了矩形的性质,解直角三角形,等边三角形、垂直平分线、相似三角形的判定与性质,待定系数法求直线的解析式,轴对称-最短路线问题,两点间的距离公式等知识.综合性较强,有一定难度.分别求出BH 、CF 的长是解题的关键.13.(2019·湖南中考真题)如图,在平面直角坐标系中,将边长为1的正方形OABC 绕点O 顺时针旋转45︒后得到正方形111OA B C ,依此方式,绕点O 连续旋转2019次得到正方形201920192019OA B C ,那么点2019A 的坐标是( )A .22⎝⎭B .(1,0)C .22⎛ ⎝⎭D .(0,1)-【答案】A 【解析】 【分析】根据旋转的性质分别求出点A 1、A 2、A 3、…的坐标,继而发现8次为一个循环,用2019除以8,看余数即可求得答案. 【详解】四边形OABC 是正方形,且OA 1=,()A 0,1∴,将正方形OABC 绕点O 逆时针旋转45︒后得到正方形111OA B C ,∴点A 1的横坐标为12sin 452⨯︒=,点A 1的纵坐标为12cos 452⨯︒=, 122A ∴⎝⎭,继续旋转则()2A 1,0,322A 22⎛⎫- ⎪⎪⎝⎭,A 4(0,-1),A 52222⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭,A 6(-1,0),A 722,22⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭,A 8(0,1),A 922⎝⎭,……,发现是8次一循环,所以20198252÷= (3)∴点2019A 的坐标为22,22⎛-⎝⎭, 故选A .【点睛】本题考查了旋转的性质,规律题——点的坐标的变化规律,通过分析正确得出坐标的变化规律是解题的关键.14.(2019·江苏中考真题)如图,△ABC 中,AB=AC=2,∠B=30°,△ABC 绕点A 逆时针旋转α(0<α<120°)得到AB C ''∆,''B C 与BC ,AC 分别交于点D ,E.设CD DE x +=,AEC ∆'的面积为y ,则y 与x 的函数图象大致为( )A .B .C .D .【答案】B 【解析】 【分析】连接B′C ,作AH ⊥B′C′,垂足为H ,由已知以及旋转的性质可得AB′=AB=AC=AC′=2,∠AB′C′=∠C′=30°,继而可求出AH 长,B′C′的长,由等腰三角形的性质可得∠AB′C=∠ACB′,再根据∠AB′D=∠ACD=30°,可得∠DB′C=∠DCB′,从而可得B′D=CD ,进而可得 B′E=x ,由此可得3,再根据三角形面积公式即可求得y 与x 的关系式,由此即可得到答案. 【详解】连接B′C ,作AH ⊥B′C′,垂足为H ,∵AB=AC,∠B=30°,∴∠C=∠B=30°,∵△ABC绕点A逆时针旋转α(0<α<120°)得到AB C''∆,∴AB′=AB=AC=AC′=2,∠AB′C′=∠C′=30°,∴AH=12AC′=1,∴C′H=223AC AH'-=,∴B′C′=2C′H=23,∵AB′=AC,∴∠AB′C=∠ACB′,∵∠A B′D=∠ACD=30°,∴∠AB′C-∠AB′D=∠ACB′-∠ACD,即∠DB′C=∠DCB′,∴B′D=CD,∵CD+DE=x,∴B′D+DE=x,即B′E=x,∴C′E=B′C′-B′E=23-x,∴y=12C E AH'=12×(23-x)×1=132x-+,观察只有B选项的图象符合题意,故选B.【点睛】本题考查的是几何综合题,涉及了旋转的性质,等腰三角形的判定与性质,勾股定理,一次函数的应用等知识,正确添加辅助线,熟练掌握和灵活运用相关知识是解题的关键.15.(2019·辽宁中考真题)如图,在平面直角坐标系中,将△ABO沿x轴向右滚动到△AB1C1的位置,再到△A1B1C2的位置……依次进行下去,若已知点A(4,0),B(0,3),则点C100的坐标为( )A.121200,5⎛⎫⎪⎝⎭B.()600,0C.12600,5⎛⎫⎪⎝⎭D.()1200,0【答案】B【解析】【分析】根据三角形的滚动,可得出:每滚动3次为一个周期,点C1,C3,C5,…在第一象限,点C2,C4,C6,…在x轴上,由点A,B的坐标利用勾股定理可求出AB的长,进而可得出点C2的横坐标,同理可得出点C4,C6的横坐标,根据点的横坐标的变化可找出变化规律“点C2n的横坐标为2n×6(n为正整数)”,再代入2n=100即可求出结论.【详解】解:根据题意,可知:每滚动3次为一个周期,点C1,C3,C5,...在第一象限,点C2,C4,C6, (x)上.∵A(4,0),B(0,3),∴OA=4,OB=3,∴22OA OB+,∴点C2的横坐标为4+5+3=12=2×6,同理,可得出:点C4的横坐标为4×6,点C6的横坐标为6×6,…,∴点C2n的横坐标为2n×6(n为正整数),∴点C100的横坐标为100×6=600,∴点C100的坐标为(600,0).故选:B.【点睛】本题考查了规律型:点的坐标,根据点的坐标的变化找出变化规律是解题的关键.二、填空题16.(2019·湖南中考真题)在如图所示的方格纸(1格长为1个单位长度)中,△ABC的顶点都在格点上,将△ABC 绕点O 按顺时针方向旋转得到△A'B'C',使各顶点仍在格点上,则其旋转角的度数是____________..【答案】90° 【解析】 【分析】根据旋转角的概念找到∠BOB′是旋转角,从图形中可求出其度数即可. 【详解】根据旋转角的概念:对应点与旋转中心连线的夹角,可知∠BOB′是旋转角,且∠BOB′=90°, 故答案为:90°. 【点睛】本题主要考查了旋转角的概念,解题的关键是根据旋转角的概念找到旋转角.17.(2019·山东中考真题)如图,在正方形网格中,格点ABC ∆绕某点顺时针旋转角()0180αα<<︒得到格点111A B C ∆,点A 与点1A ,点B 与点1B ,点C 与点1C 是对应点,则α=_____度.【答案】90 【解析】 【分析】先连接1CC ,1AA ,作1CC ,1AA 的垂直平分线交于点E ,连接AE ,1A E ,再由题意得到旋转中心,由旋转的性质即可得到答案. 【详解】如图,连接1CC ,1AA ,作1CC ,1AA 的垂直平分线交于点E ,连接AE ,1A E ,∵1CC ,1AA 的垂直平分线交于点E , ∴点E 是旋转中心, ∵190AEA ∠=︒, ∴旋转角90α=︒. 故答案为:90. 【点睛】本题考查旋转,解题的关键是掌握旋转的性质.18.(2019·海南中考真题)如图,将Rt ABC ∆的斜边AB 绕点A 顺时针旋转()090αα︒︒<<得到AE ,直角边AC 绕点A 逆时针旋转()090ββ︒︒<<得到AF ,连结EF .若=3AB ,=2AC ,且B αβ+=∠,则=EF _____.13【解析】 【分析】由旋转的性质可得3AE AB ==,2AC AF ==,由勾股定理可求EF 的长. 【详解】解:由旋转的性质可得3AE AB ==,2AC AF ==,90B BAC ︒∠+∠=,且B αβ+=∠, 90BAC αβ︒∴∠++=90EAF ︒∴∠=2213EF AE AF ∴=+=故答案为:13 【点睛】本题考查了旋转的性质,勾股定理,灵活运用旋转的性质是本题的关键.19.(2019·山东中考真题)在平面直角坐标系中,点()4,2P 关于直线1x =的对称点的坐标是_____. 【答案】()2,2- 【解析】 【分析】先求出点P 到直线1x =的距离,再根据对称性求出对称点P'到直线1x =的距离,从而得到点P'的横坐标,即可得解. 【详解】 ∵点()4,2P ,∴点P 到直线1x =的距离为413-=,∴点P 关于直线1x =的对称点P'到直线1x =的距离为3, ∴点P'的横坐标为132-=-, ∴对称点P'的坐标为()2,2-. 故答案为:()2,2-.【点睛】本题考查了坐标与图形变化﹣对称,根据轴对称性求出对称点到直线1x =的距离,从而得到横坐标是解题的关键,作出图形更形象直观.20.(2019·山东中考真题)如图,在边长为1的小正方形组成的网格中,建立平面直角坐标系,ABO 与A B O '''是以点P 为位似中心的位似图形,它们的顶点均在格点(网格线的交点)上,则点P 的坐标为_____。

济南市中考数学几何综合压轴题易错专题

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济南市中考数学几何综合压轴题易错专题一、中考数学几何综合压轴题1.如图1,已知点G在正方形ABCD的对角线AC上,GE⊥BC,垂足为点E,GF⊥CD,垂足为点F.(1)证明:四边形CEGF是正方形;(2)探究与证明:将正方形CEGF绕点C顺时针方向旋转α角(0°<α<45°),如图2所示,试探究线段AG 与BE之间的数量关系,并说明理由;(3)拓展与运用:正方形CEGF绕点C顺时针方向旋转α角(0°<α<45°),如图3所示,当B,E,F三点在一条直线上时,延长CG交AD于点H,若AG=6,GH=22,求BC的长.解析:(1)证明见解析;(2)AG2BE,理由见解析;(3)5【分析】(1)先说明GE⊥BC、GF⊥CD,再结合∠BCD=90°可证四边形CEGF是矩形,再由∠ECG=45°即可证明;(2)连接CG,证明△ACG∽△BCE,再应用相似三角形的性质解答即可;(3)先证△AHG∽△CHA可得AG GH AHAC AH CH==,设BC=CD=AD=a,则AC2,求出AH=23a,DH=13a,10,最后代入AG AHAC CH=即可求得a的值.【详解】(1)∵四边形ABCD是正方形,∴∠BCD=90°,∠BCA=45°,∵GE⊥BC、GF⊥CD,∴∠CEG=∠CFG=∠ECF=90°,∴四边形CEGF是矩形,∠CGE=∠ECG=45°,∴EG=EC,∴四边形CEGF是正方形.(2)结论:AG2;理由:连接CG,由旋转性质知∠BCE =∠ACG =α,在Rt △CEG 和Rt △CBA 中,CE CG =cos45°2,2cos 45CB CA ︒== , ∴2CE CA CG CB=, ∴△ACG ∽△BCE , ∴2AG CA BE CB == ∴线段AG 与BE 之间的数量关系为AG 2;(3)∵∠CEF =45°,点B 、E 、F 三点共线,∴∠BEC =135°,∵△ACG ∽△BCE ,∴∠AGC =∠BEC =135°,∴∠AGH =∠CAH =45°,∵∠CHA =∠AHG ,∴△AHG ∽△CHA , ∴AG GH AH AC AH CH==, 设BC =CD =AD =a ,则AC 2a , 则由AG GH AC AH =222a = ∴AH =23a , 则DH =AD ﹣AH =13a ,2210CH CD DH =+=, ∴AG AH AC CH =23210a a = , 解得:a =5BC =5【点睛】本题属于四边形综合题,主要考查相似形的判定和性质、正方形的性质等知识点,解题的关键是正确寻找相似三角形解决问题并利用参数构建方程解决问题.2.(1)(问题背景)如图1,在Rt ABC 中,90BAC ∠=︒,AB AC =,D 是直线BC 上的一点,将线段AD 绕点A 逆时针旋转90°至AE ,连接CE ,求证:ABD ACE △≌△;(2)(尝试应用)如图2,在(1)的条件下,延长DE ,AC 交于点G ,BF AB ⊥交DE 于点F .求证:2FG AE =;(3)(拓展创新)如图3,A 是BDC 内一点,45ABC ADB ∠=∠=︒,90BAC ∠=︒,3BD =,直接写出BDC 的面积为_____________.解析:(1)见解析;(2)见解析;(3)32【分析】(1)【问题背景】如图1,根据SAS 证明三角形全等即可.(2)【尝试应用】如图2,过点D 作DK ⊥DC 交FB 的延长线于K .证明△ECG ≌△DKF (AAS ),推出DF =EG ,再证明FG =DE =2AE 即可.(3)【拓展创新】如图3中,过点A 作AE ⊥AD 交BD 于E ,连接CE .利用全等三角形的性质证明CE =BD ,CE ⊥BD ,再根据三角形面积公式即可求解.【详解】(1)【问题背景】证明:如图1,∵90BAC DAE ∠=∠=︒,∴DAB EAC ∠=∠,在ABD △和ACE 中,AD AE DAB EAC AB AC =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩, ∴()ABD ACE SAS △≌△.(2)【尝试应用】证明:如图2,过点D 作DK DC ⊥交FB 的延长线于K .∵DK CD ⊥,BF AB ⊥,∴90BDK ABK ∠=∠=︒,∵AB AC =,90BAC ∠=︒,∴45ABC ACB ∠=∠=︒,∴45DBK K ∠=∠=︒,∴DK DB =,∵ABD ACE △≌△,∴135ABD ACE ∠=∠=︒,DB EC DK ==,∴45ECG ∠=︒,∵BF AB ⊥,CA AB ⊥,∴AG BF ∥,∴G DFK ∠=∠,在ECG 和DKF △中,ECG K G DFK CE KD ∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩, ∴()ECG DKF AAS ≌△△,∴DF EG =, ∵2DE AE =,∴2DF EF AE +=,∴2EG EF AE +=,即2FG AE =.(3)【拓展创新】如图3中,过点A 作AE AD ⊥交BD 于E ,连接CE .∵45ADB ∠=︒,90DAE ∠=︒,∴ADE 与ABC 都是等腰直角三角形,同法可证ABD ACE △≌△, ∴3CE BD ==, ∵45AEC ADB ∠=∠=︒,∴90CED CEB ∠=∠=︒, ∴11333222BDC S BD CE =⋅⋅=⨯⨯=△. 故答案为:32. 【点睛】 本题属于几何变换综合题,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等知识,解题的关键是正确寻找全等三角形解决问题,属于中考压轴题.3.[初步尝试](1)如图①,在三角形纸片ABC 中,∠ACB =90°,将△ABC 折叠,使点B 与点C 重合,折痕为MN ,则AM 与BM 的数量关系为 ;[思考说理](2)如图②,在三角形纸片ABC 中,AC =BC =6,AB =10,将△ABC 折叠,使点B 与点C 重合,折痕为MN ,求AM BM 的值; [拓展延伸](3)如图③,在三角形纸片ABC 中,AB =9,BC =6,∠ACB =2∠A ,将△ABC 沿过顶点C 的直线折叠,使点B 落在边AC 上的点B ′处,折痕为CM .①求线段AC 的长;②若点O 是边AC 的中点,点P 为线段OB ′上的一个动点,将△APM 沿PM 折叠得到△A ′PM ,点A 的对应点为点A ′,A ′M 与CP 交于点F ,求PF MF的取值范围. 解析:(1)AM =BM ;(2)169;(3)①AC =152;②310≤PF FM ≤34. 【分析】 (1)利用平行线分线段成比例定理解决问题即可.(2)利用相似三角形的性质求出BM ,AM 即可.(3)①证明△BCM ∽△BAC ,推出BC BM CM AB BC AC== 由此即可解决问题.②证明△PFA ′∽△MFC ,推出'PF PA FM CM =,因为CM =5,推出'5PF PA FM =即可解决问题. 【详解】 解:(1)如图①中,∵△ABC 折叠,使点B 与点C 重合,折痕为MN ,∴MN 垂直平分线段BC ,∴CN =BN ,∵∠MNB =∠ACB =90°,∴MN ∥AC ,∵CN =BN ,∴AM =BM .故答案为:AM =BM .(2)如图②中,∵CA =CB =6,∴∠A =∠B ,由题意MN 垂直平分线段BC ,∴BM =CM ,∴∠B =∠MCB ,∴∠BCM =∠A ,∵∠B =∠B ,∴△BCM ∽△BAC ,∴BC BM BA BC =, ∴6106BM =, ∴BM =185, ∴AM =AB ﹣BM =10﹣183255=,∴321651895AM BM ==; (3)①如图③中,由折叠的性质可知,CB =CB ′=6,∠BCM =∠ACM ,∵∠ACB =2∠A ,∴∠BCM =∠A ,∵∠B =∠B ,∴△BCM ∽△BAC ,∴BC BM CM AB BC AC == ∴696BM =, ∴BM =4,∴AM =CM =5,∴659AC=, ∴AC =152. ②如图③﹣1中,∵∠A =∠A ′=∠MCF ,∠PFA ′=∠MFC ,PA =PA ′,∴△PFA ′∽△MFC ,∴PF PA FM CM'=, ∵CM =5,∴5PF PA FM '=, ∵点P 在线段OB 上运动,OA =OC =154,AB ′=152﹣6=32, ∴32≤PA ′≤154, ∴310≤PF FM ≤34. 【点睛】本题属于几何变换综合题,考查了相似三角形的判定和性质,解直角三角形,等腰三角形的判定和性质,平行线分线段成比例定理等知识,解题的关键是正确寻找相似三角形解决问题,属于中考压轴题.4.定义:有一组对角互补的四边形叫做“对补四边形”,例如,四边形ABCD 中,若180A C ∠+∠=︒或180B D ∠+∠=︒,则四边形ABCD 是“对补四边形”.(概念理解)(1)如图1,四边形ABCD 是“对补四边形”.①若::3:2:1A B C ∠∠∠=,则D ∠=________;②若90B ∠=︒.且3,2AB AD ==时.则22CD CB -=_______;(拓展提升)(2)如图,四边形ABCD 是“对补四边形”,当AB CB =,且12EBF ABC ∠=∠时,图中,,AB CF EF 之间的数量关系是 ,并证明这种关系; (类比应用)(3)如图3,在四边形ABCD 中,,AB CB BD =平分ADC ∠;①求证:四边形ABCD 是“对补四边形”;②如图4,连接AC ,当90ABC ∠=︒,且12ACDABC S S =时,求tan ACD ∠的值. 解析:(1)①90︒,②5;(2)AE CF EF +=,理由见解析;(3)①见解析,②23【分析】(1)①根据“对补四边形”的定义,结合::3:2:1A B C ∠∠∠=,即可求得答案; ②根据“对补四边形”的定义,由90B ∠=︒,得D ∠90=︒,再利用勾股定理即可求得答案;(2)延长EA 至点K ,使得AK CF =,连接BK ,根据“对补四边形”的定义,可证明ABK CBF △≌△,继而证明BEK BEF △≌△,从而可得结论; (3)①过点B 作BM AD ⊥于点M ,BN AC ⊥于点N ,则90BMA BNC ∠=∠=︒,可证Rt ABM Rt CBN △≌△,进而可证四边形ABCD 是“对补四边形”; ②设,AD a DC b ==,则tan a ACD b ∠=根据222AC a b =+,再运用12ACD ABC S S =建立方程,解方程即可求得tan ACD ∠.【详解】(1)::3:2:1A B C ∠∠∠=,设3,2,A x B x C x ∠=∠=∠=,根据“对补四边形”的定义,180A C ∠+∠=︒,即3180x x +=︒,解得45x =︒,290B x ∴∠==︒,180B D ∠+∠=︒,90D ∴∠=︒.故答案为:90︒.②如图1,连接AC ,90B ∠=︒,180B D ∠+∠=︒,90D ∴∠=︒,在Rt ABC 中22BC AC AB =-,在Rt ADC 中222CD AC AD =-,22222222()CD CB AC AD AC AB AB AD ∴-=---=-, 3,2AB AD ==,2222325CD CB ∴-=-=,故答案为:5.(2)AE CF EF +=,理由如下:如图2,延长EA 至点K ,使得AK CF =,连接BK ,四边形ABCD 是“对补四边形”, ∴180BAD C ∠+∠=︒, 180BAK BAD ∠+∠=︒,∴BAK C ∠=∠,,AK CF AB CB ==, ∴()ABK CBF SAS △≌△, ∴,ABK CBF BK BF ∠=∠=, ∴ABK ABF CBF ABF ∠+∠=∠+∠, 即KBF ABC ∠=∠, 12EBF ABC ∠=∠, ∴12EBF KBF ∠=∠, ∴EBK EBF ∠=∠, ,BK BF BE BE ==,∴()BEK BEF SAS △≌△, ∴EK EF =,∴AE CF AE AK EK EF +=+==, 即AE CF EF +=,故答案为:AE CF EF +=. (3)①证明:如图3,过点B 作BM AD ⊥于点M ,BN AC ⊥于点N ,则90BMA BNC ∠=∠=︒, BD 平分ADC ∠, BM BN ∴=,AB CB =,()Rt ABM Rt CBN HL ∴△≌△,BAM C ∴∠=∠, 180BAM BAD ∠+∠=︒,180C BAD ∴∠+∠=︒,BAD ∴∠与C ∠互补,∴四边形ABCD 是“对补四边形”;②由①可知四边形ABCD 是“对补四边形”, 180ABC ADC ∴∠+∠=︒,90ABC ∠=︒,90ADC ∴∠=︒,设AD a DC b ==,,则22222AC AD CD a b =+=+, AB BC =,2222211()22AB BC AC a b ∴===+, 1122ACD S AD CD ab ∴=⋅=△, 222111()224ABC S AB BC AB a b =⋅==+△,12ACD ABCS S=, 22112=12()4ab a b ∴+,整理得:2()410a ab b-⨯+=,解得:2ab= 在Rt ABC 中,tan a ACD b∠=,∴tan ACD∠=2.【点睛】本题考查了勾股定理,四边形内角和定理,全等三角形的性质与判定,解一元二次方程,三角函数的定义等知识,熟练掌握勾股定理和全等三角形的判定和性质,准确理解新定义是解题的关键. 5.情境观察:将矩形ABCD 纸片沿对角线AC 剪开,得到△ABC 和△A′C′D ,如图1所示.将△A′C′D 的顶点A′与点A 重合,并绕点A 按逆时针方向旋转,使点D 、A (A′)、B 在同一条直线上,如图2所示.观察图2可知:与BC相等的线段是▲,∠CAC′= ▲ °.问题探究:如图3,△ABC中,AG⊥BC于点G,以A为直角顶点,分别以AB、AC为直角边,向△ABC外作等腰Rt△ABE和等腰Rt△ACF,过点E、F作射线GA的垂线,垂足分别为P、Q. 试探究EP与FQ之间的数量关系,并证明你的结论.拓展延伸:如图4,△ABC中,AG⊥BC于点G,分别以AB、AC为一边向△ABC外作矩形ABME和矩形ACNF,射线GA交EF于点H. 若AB=k AE,AC=k AF,试探究HE与HF之间的数量关系,并说明理由.解析:情境观察:AD(或A′D),90问题探究:EP=FQ. 证明见解析结论: HE=HF. 证明见解析【详解】情境观察AD(或A′D),90问题探究结论:EP=FQ.证明:∵△ABE是等腰三角形,∴AB=AE,∠BAE=90°.∴∠BAG+∠EAP=90°.∵AG⊥BC,∴∠BAG+∠ABG=90°,∴∠ABG=∠EAP.∵EP⊥AG,∴∠AGB=∠EPA=90°,∴Rt△ABG≌Rt△EAP. ∴AG=EP.同理AG=FQ. ∴EP=FQ拓展延伸结论: HE=HF.理由:过点E作EP⊥GA,FQ⊥GA,垂足分别为P、Q.∵四边形ABME是矩形,∴∠BAE=90°,∴∠BAG+∠EAP=90°.AG⊥BC,∴∠BAG+∠ABG=90°,∴∠ABG=∠EAP.∵∠AGB=∠EPA=90°,∴△ABG∽△EAP,同理△ACG∽△FAQ,∵AB= k AE,AC= kAF,∴EP=FQ.∵∠EHP=∠FHQ,∴Rt△EPH≌Rt△FQH. ∴HE=HF6.我们定义:有一组邻角相等的凸四边形叫做“等邻角四边形”(1)概念理解:请你根据上述定义举一个等邻角四边形的例子;(2)问题探究;如图1,在等邻角四边形ABCD中,∠DAB=∠ABC,AD,BC的中垂线恰好交于AB边上一点P,连结AC,BD,试探究AC与BD的数量关系,并说明理由;(3)应用拓展;如图2,在Rt△ABC与Rt△ABD中,∠C=∠D=90°,BC=BD=3,AB=5,将Rt△ABD绕着点A 顺时针旋转角α(0°<∠α<∠BAC)得到Rt△AB′D′(如图3),当凸四边形AD′BC为等邻角四边形时,求出它的面积.解析:(1)矩形或正方形;(2)AC=BD,理由见解析;(3)10417或12﹣372.【分析】(1)矩形或正方形邻角相等,满足“等邻角四边形”条件;(2)AC=BD,理由为:连接PD,PC,如图1所示,根据PE、PF分别为AD、BC的垂直平分线,得到两对角相等,利用等角对等角得到两对角相等,进而确定出∠APC=∠DPB,利用SAS得到三角形ACB与三角形DPB全等,利用全等三角形对应边相等即可得证;(3)分两种情况考虑:(i)当∠AD′B=∠D′BC时,延长AD′,CB交于点E,如图3(i)所示,由S四边形ACBD′=S△ACE﹣S△BED′,求出四边形ACBD′面积;(ii)当∠D′BC=∠ACB=90°时,过点D′作D′E⊥AC于点E,如图3(ii)所示,由S四边形ACBD′=S△AED′+S矩形ECBD′,求出四边形ACBD′面积即可.【详解】(1)矩形或正方形;(2)AC=BD,理由为:连接PD,PC,如图1所示:∵PE是AD的垂直平分线,PF是BC的垂直平分线,∴PA=PD,PC=PB,∴∠PAD=∠PDA,∠PBC=∠PCB,∴∠DPB=2∠PAD,∠APC=2∠PBC,即∠PAD=∠PBC,∴∠APC=∠DPB,∴△APC≌△DPB(SAS),∴AC=BD;(3)分两种情况考虑:(i)当∠AD′B=∠D′BC时,延长AD′,CB交于点E,如图3(i)所示,∴∠ED′B=∠EBD′, ∴EB=ED′,设EB=ED′=x , 由勾股定理得:42+(3+x )2=(4+x )2, 解得:x=4.5, 过点D ′作D′F ⊥CE 于F , ∴D′F ∥AC , ∴△ED′F ∽△EAC , ∴D F ED AC AE ''=, 即4.544 4.5D F '=+, 解得:D′F=3617, ∴S △ACE =12AC×EC=12×4×(3+4.5)=15;S △BED′=12BE×D′F=12×4.5×3617=8117, 则S 四边形ACBD′=S △ACE ﹣S △BED′=15﹣8117=10417; (ii )当∠D′BC=∠ACB=90°时,过点D′作D′E ⊥AC 于点E , 如图3(ii )所示,∴四边形ECBD′是矩形, ∴ED′=BC=3,在Rt △AED′中,根据勾股定理得:7, ∴S △AED′=12AE×ED′=12737S 矩形ECBD′=CE×CB=(47)×3=12﹣7, 则S 四边形ACBD′=S △AED′+S 矩形ECBD′37+12﹣737【点睛】此题是四边形综合题,主要考查了“等邻角四边形”的理解,三角形,四边形的内角和定理,角平分线的意义,勾股定理,旋转的性质,相似三角形的性质和判定,理解“等邻角四边形”的定义是解本题的关键,分类讨论是解本题的难点,是一道中考常考题.7.如图所示,在△ABC 中,AB BC =,D 、E 分别是边AB 、BC 上的动点,且BD BE =,连结AD 、AE ,点M 、N 、P 分别是CD 、AE 、AC 的中点,设B α∠=.(1)观察猜想 ①在求MNCE的值时,小明运用从特殊到一般的方法,先令60α=︒,解题思路如下: 如图1,先由,AB BC BD BE ==,得到CE AD =,再由中位线的性质得到PM PN =,60NPM ∠=︒,进而得出△PMN 为等边三角形,∴12MN NP CE CE ==. ②如图2,当90α=︒,仿照小明的思路求MNCE的值; (2)探究证明 如图3,试猜想MNCE的值是否与()0180αα︒<<︒的度数有关,若有关,请用含α的式子表示出MNCE,若无关,请说明理由; (3)拓展应用如图4,2,36AC B =∠=︒,点D 、E 分别是射线AB 、CB 上的动点,且AD CE =,点M 、N 、P 分别是线段CD 、AE 、AC 的中点,当1BD =时,请直接写出MN 的长. 解析:(1)②2MN CE =2)MN CE 的值与α的度数有关,sin 2MN CE α=;(3)MN 的长55-35+ 【分析】(1)②先根据线段的和差求出AD CE =,再根据中位线定理、平行线的性质得出,45PM PN APN CPM =∠=∠=︒,从而可得出90NPM ∠=︒,然后根据等腰直角三角形的性质即可得;(2)参照题(1)的方法,得出PMN 为等腰三角形和NPM ∠的度数,再利用等腰三角形的性质即可求出答案;(3)分两种情况:当点D 、E 分别是边AB 、CB 上的动点时和当点D 、E 分别是边AB 、CB 的延长线上的动点时,如图(见解析),先利用等腰三角形的性质与判定得出,ABC BCE CAB AFC ∠=∠∠=∠,再根据相似三角形的判定与性质得出BC 、CE 的长,由根据等腰三角形的三线合一性得出1,182BP AC CBP ABC ⊥∠=∠=︒,从而可得sin18︒的值,最后分别利用(2)的结论即可得MN 的长. 【详解】 (1)②,AB BC BD BE ==∴AD CE = ,90AB BC B =∠=︒∴ABC 为等腰直角三角形,45ACB CAB ∠=∠=︒∵点M 、N 、P 分别是CD 、AE 、AC 的中点 11//,,//,22PN CE PN CE PM AD PM AD ∴==,45,45PM PN APN ACB CPM CAB ∴=∠=∠=︒∠=∠=︒∴18090NPM APN CPM ∠=︒-∠-∠=︒ ∴PMN 为等腰直角三角形,∴222MN PN CE == 即22MN CE =; (2)MNCE的值与α的度数有关,求解过程如下: 由(1)可知,PM PN =,即PMN 为等腰三角形180180NPM APN CPM ACB CAB B α∠=︒-∠-∠=︒-∠-∠=∠=如图5,作PH MN ⊥ 则11,222NH MN NPH NPM α=∠=∠= 在Rt NPH 中,sin NHNPH PN∠=,即12sin 122MN CE α=则sin 2MN CE α=;(3)依题意,分以下两种情况: ①当点D 、E 分别是边AB 、CB 上的动点时如图6,作ACB ∠的角平分线交AB 边于点F ,并连结BP2,36,AC ABC AB AC =∠=︒=72ACB CAB ∴∠=∠=︒136,722ACE BCE ACB AFC ABC BCE ∴∠=∠=∠=︒∠=∠+∠=︒,ABC BCE CAB AFC ∴∠=∠∠=∠2BF CF AC ∴===,ACF ABC ~AF ACAC AB∴=,即2AC AF AB =⋅ 设==AB BC x ,则2AF AB BF x =-=- 22(2)x x ∴=-解得15x 或15x =-(不符题意,舍去)即15BC =+1515CE BC BE BC BD ∴=-=-=+-=由(2)可知,36sin sin182MN CE ︒==︒ sin185sin18MN CE ∴=⋅︒=︒点P 是AC 上的中点1,182BP AC CBP ABC ∴⊥∠=∠=︒,112CP AC ==(等腰三角形的三线合一)在Rt CBP 中,sin CP CBP BC ∠=,即151sin18415-︒==+51555sin18544MN --∴=︒=⨯=②如图7,当点D 、E 分别是边AB 、CB 的延长线上的动点时 同理可得:15BC =+15125CE BC BE BC BD ∴=+=+=++=+5135sin18(25)44MN CE -+∴=⋅︒=+⨯=综上,MN 的长为554-或354+.【点睛】本题考查了中位线定理、平行线的性质、相似三角形的判定与性质、等腰三角形的性质、解直角三角形等知识点,较难的是题(3),依据题意,正确分两种情况,并结合题(2)的结论是解题关键.8.()1问题发现如图①,正方形,ABCD DEFG 、将正方形DEFG 绕点D 旋转,直线AE CG 、交于点,P 请直接写出线段AE 与CG 的数量关系是 ,位置关系是 _;()2拓展探究如图②,矩形,2,2,ABCD DEFG AD DE AB DG ==、将矩形DEFG 绕点D 旋转,直线,AE CG 交于点,P ()1中线段关系还成立吗/若成立,请写出理由;若不成立,请写出线段AE CG 、的数量关系和位置关系,并说明理由;()3解决问题在()2的条件下,24,28,AD DE AB DG ====矩形DEFG 绕D 点旋转过程中,请直接写出当点P 与点G 重合时,线段AE 的长,解析:()1,AE CG AE CG =⊥;()()21中数量关系不成立,位置关系成立.1,2AE AE CG CG =⊥,理由见解析;()32565【分析】(1)证明△ADE ≌△CDG (SAS ),可得AE =CG ,∠DAG =∠DCG ,再由直角三角形两个锐角互余即可证得AE ⊥CG ;(2)先证明△ADE ∽△CDG ,利用相似三角形的性质证明即可.(3)先通过作图找到符合题意的两种情况,第一种情况利用勾股定理求解即可;第二种情况借助相似三角形及勾股定理计算即可. 【详解】(1),AE CG AE CG =⊥;理由如下:由题意知在正方形ABCD DEFG 、中,90EDG ADC ∠=∠=︒,,AD DC DE DG ==, EDG GDA ADC GDA ∴∠+∠=∠+∠EDA GDC ∴∠=∠在△ADE 与△CDG 中,AD DC ADE CDG DE DG =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩∴△ADE ≌△CDG (SAS ) ∴AE CG =,DEA DGC ∠=∠ ∵对顶角相等,∴,DEA EDG DGC GPE ∠+∠=∠+∠ 90.GPE ∴∠=AE CG ∴⊥.(2)(1)中数量关系不成立,位置关系成立.即:1,2AE AE CG CG =⊥ 理由如下:由题意知在矩形ABCD DEFG 、中,90EDG ADC ∠=∠=︒,EDG GDA ADC GDA ∴∠+∠=∠+∠EDA GDC ∴∠=∠2,2AD DE AB DG ==,2AD DC .EDAGDC ∴ 12AE CG ∴=,DEA DGC ∠=∠ ∵对顶角相等∴,DEA EDG DGC GPE ∠+∠=∠+∠90.GPE ∴∠=AE CG ∴⊥.综上所述:1,2AE AE CG CG =⊥ (3)如图1,当点G 、P 在点A 处重合时,连接AE ,则此时∠ADE =∠GDE =90°∴在Rt △ADE 中,AE =22224225AD DE +=+= ,如图1,当点G 、P 重合时, 则点A 、E 、G 在同一直线上,∵AD =DG =4,∴∠DAG =∠DGA ,∵∠ADC =∠AGP =90°,∠AOD =∠COG ,∴∠DAG =∠COG ,∴∠DGA =∠COG ,又∵∠GDO =∠CDG ,∴△GDO ∽△CDG ,∴DO DG OG DG DC CG==48CG ∴DO =2,CG =2OG ,∴OC =DC -DO =8-2=6,∵在Rt △COG 中,OG 2+GC 2=OC 2,∴OG 2+(2OG )2=62,∴OG =655(舍负), ∴CG =1255, 由(2)得:12AE CG = ∴AE =655, 综上所述,AE 的长为25或655. 【点睛】本题综合考查了全等三角形及相似三角形的判定及性质,以及勾股定理的应用,根据题意画出符合题意的图形是解决本题的关键.9.[问题解决](1)如图1.在平行四边形纸片ABCD (AD >AB )中,将纸片沿过点A 的直线折叠,使点B 落在AD 上的点B '处,折线AE 交BC 于点E ,连接B 'E .求证:四边形ABEB '是菱形.[规律探索](2)如图2,在平行四边形纸片ABCD (AD >AB )中,将纸片沿过点P 的直线折叠,点B 恰好落在AD 上的点Q 处,点A 落在点A ′处,得到折痕FP ,那么△PFQ 是等腰三角形吗?请说明理由.[拓展应用](3)如图3,在矩形纸片ABCD (AD >AB )中,将纸片沿过点P 的直线折叠,得到折痕FP ,点B 落在纸片ABCD 内部点B '处,点A 落在纸片ABCD 外部点A '处,A B ''与AD 交于点M ,且A 'M =B 'M .已知:AB =4,AF =2,求BP 的长.解析:(1)证明见解析;(2)是,理由见解析;(3)422.【分析】(1)由平行线的性质和翻折可推出CEB ABE '∠=∠,即//AB B E '.故四边形ABEB '是平行四边形,再由翻折可知AB AB '=,即证明平行四边形ABEB '是菱形.(2)由翻折和平行线的性质可知BPF QPF ∠=∠,BPF QFP ∠=∠,即得出QPF QFP ∠=∠,即PFQ △是等腰三角形.(3)延长PB '交AD 于点G ,根据题意易证()FA M GB M ASA ''≅,得出结论2A F B G AF ''===,FM GM =.根据(2)同理可知PFG △为等腰三角形,即FG =PG .再在Rt A FM '中,FM =2PG FG FM ===2PB PB PG B G ''==-=.【详解】(1)由平行四边形的性质可知//AD BC ,∴AB E CEB ''∠=∠,由翻折可知AB E ABE '∠=∠,∴CEB ABE '∠=∠,∴//AB B E '.∴四边形ABEB '是平行四边形.再由翻折可知AB AB '=,∴四边形ABEB '是菱形.(2)由翻折可知BPF QPF ∠=∠,∵//AD BC ,∴BPF QFP ∠=∠,∴QPF QFP ∠=∠,∴QF =QP ,∴PFQ △是等腰三角形.(3)如图,延长PB '交AD 于点G ,根据题意可知90FA M GB M ''∠=∠=︒,在FA M '和GB M '中,90FA M GB M A M B M FMA GMB ''''∠=∠''=︒⎧⎪=⎨⎪∠=∠⎩, ∴()FA M GB M ASA ''≅,∴2A F B G AF ''===,FM GM =.根据(2)同理可知PFG △为等腰三角形.∴FG =PG .∵2A F AM '==,∴在Rt A FM '中,FM =∴2FG FM ==∴PG =∴2PB PB PG B G ''==-=.【点睛】本题为矩形的折叠问题.考查矩形的性质,折叠的性质,平行线的性质,菱形的判定,等腰三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质以及勾股定理,综合性强.掌握折叠的性质和正确的连接辅助线是解答本题的关键.10.(1)探究发现:下面是一道例题及解答过程,请补充完整:如图①在等边△ABC内部,有一点P,若∠APB=150°,求证:AP2+BP2=CP2证明:将△APC绕A点逆时针旋转60°,得到△AP’B,连接PP’,则△APP’为等边三角形∴∠APP’=60° ,PA=PP’ ,PC=∵∠APB=150°,∴∠BPP’=90°∴P’P2+BP2= ,即PA2+PB2=PC2(2)类比延伸:如图②在等腰△ABC中,∠BAC=90°,内部有一点P,若∠APB=135°,试判断线段PA,PB,PC之间的数量关系,并证明.(3)联想拓展:如图③在△ABC中,∠BAC=120°,AB=AC,点P在直线AB上方,且∠APB=60°,满足(kPA)2+PB2=PC2(其中k>0),请直接写出k的值.解析:(1)P’B,P’B2;(2)2PA2+PB2=PC2,见解析;(3)3【分析】(1)根据旋转的性质和勾股定理直接写出即可.(2)将△APC绕A点逆时针旋转90°,得到△AP′B,连接PP′,论证PP′=2PA,再根据勾股定理代换即可.(3)将△APC 绕A点顺时针旋转120°得到△AP′B,连接PP′,过点A作AH⊥PP′,论证3,再根据勾股定理代换即可.【详解】(1)PC=P’B,P’P2+BP2=P’B2(2)关系式为:2PA2+PB2=PC2证明:将△APC 绕A 点逆时针旋转90°,得到△AP’B ,连接PP’,则△APP’为等腰直角三角形,∴∠APP’=45°,PP’=2PA ,P C=P’B ,∵∠APB=135°,∴∠BPP’=90°,∴P’P 2+BP 2=P’B 2,∴2PA 2+PB 2=PC 2.(3)k=3将△APC 绕点A 顺时针旋转120°得到△AP’B ,连接PP’,过点A 作AH ⊥PP’,可得303,APP PP PA PC P B '︒''∠===60APB ︒∠=90BPP '︒∴∠=222P P BP P B ''∴+=222(3)PA PB PC ∴+=222()kPA PB PC +=3k ∴=【点睛】本题考查了旋转三角形的问题,掌握旋转的性质、勾股定理是解题的关键.11.如图1,在等腰三角形ABC 中,120,,A AB AC ∠==点D E 、分别在边AB AC 、上,,AD AE =连接,BE 点M N P 、、分别为DE BE BC 、、的中点.(1)观察猜想图1中,线段NM NP 、的数量关系是____,MNP ∠的大小为_____;(2)探究证明把ADE 绕点A 顺时针方向旋转到如图2所示的位置,连接,MP BD CE 、、判断MNP △的形状,并说明理由;(3)拓展延伸把ADE 绕点A 在平面内自由旋转,若1,3AD AB ==,请求出MNP △面积的最大值. 解析:(1)相等,60;(2)MNP △是等边三角形,理由见解析;(3)MNP △面积的3【分析】(1)根据"120,,A AB AC ∠==,AD AE =点M N P 、、分别为DE BE BC 、、的中点",可得MN //BD ,NP //CE ,根据三角形外角和定理,等量代换求出MNP ∠.(2)先求出ABD ACE △≌△,得出ABD ACE ∠=∠,根据MN //BD ,NP //CE ,和三角形外角和定理,可知MN=PN ,再等量代换求出MNP ∠,即可求解.(3)根据BD AB AD ≤+,可知BD 最大值,继而求出MNP △面积的最大值.【详解】()1由题意知:AB=AC ,AD=AE ,且点M N P 、、分别为DE BE BC 、、的中点, ∴BD=CE ,MN //BD ,NP //CE ,MN=12BD ,NP=12EC∴MN=NP又∵MN //BD ,NP //CE ,∠A=120︒,AB=AC ,∴∠MNE=∠DBE ,∠NPB=∠C ,∠ABC=∠C=30根据三角形外角和定理,得∠ENP=∠NBP+∠NPB∵∠MNP=∠MNE+∠ENP ,∠ENP=∠NBP+∠NPB ,∠NPB=∠C ,∠MNE=∠DBE ,∴∠MNP=∠DBE+∠NBP+∠C=∠ABC+∠C =60. ()2MNP 是等边三角形.理由如下:如图,由旋转可得BAD CAE ∠=∠ 在ABD 和ACE 中AB AC BAD CAE AD AE =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩()ABD ACE SAS ∴≌BD CE ABD ACE ,=∠=∠∴.点M N 、分别为DE BE 、的中点,MN ∴是EBD △的中位线,12MN BD ∴=且//MN BD 同理可证12PN CE =且//PN CE ,MN PN MNE DBE NPB ECB ,∴=∠=∠∠=∠MNE DBE ABD ABE ACE ABE ∠=∠=∠+∠=∠+∠ENP EBP NPB EBP ECB ∠=∠+∠=∠+∠MNP MNE ENP ACE ABE EBP ECB ∴∠=∠+∠=∠+∠+∠+∠60ABC ACB =∠+∠=︒.在MNP △中∵∠MNP=60︒,MN=PNMNP ∴是等边三角形.()3根据题意得:BD AB AD ≤+即4BD ≤,从而2MN ≤MNP △的面积212MN ==. ∴MNP △【点睛】本题主要考查了三角形中点的性质、三角形相似的判定定理、三角形外角和定理以及图形旋转的相关知识;正确掌握三角形相似的判定定理、三角形外角和定理以及图形旋转的相关知识是解题的关键.12.在△ABC 中,AD 为BC 边上的中线,E 为AD 上一动点,设DE =nEA ,连接CE 并延长,交AB 于点F .(1)尝试探究:如图1,当∠BAC =90°,∠B =30°,DE =EA 时,BF ,BA 之间的数量关系是 ;(2)类比延伸:如图2,当△ABC 为锐角三角形,DE =EA 时,(1)中的结论是否仍然成立?若成立,请给予证明;若不成立,请说明理由;(3)拓展迁移:如图3,当△ABC 为锐角三角形,DE =nEA 时,请直接写出BF ,BA 之间的数量关系.解析:(1)23BF AB =;(2)仍然成立,见解析;(3)221BF n AB n =+ 【分析】 (1)尝试探究:过点D 作DMCF ,交AB 于M ,可证BDM BCF ∽, ,AFE AMD ∽ ,可得11,22BD BM AE AF BC BF AD AM ==== ,可证BM MF AF ==, 可得BF ,BA 之间的数量关系; (2)类比延伸:过点D 作DMCF ,交AB 于M ,可证BDM BCF ∽,AFE AMD ∽,可得11,22BD BM AE AF BC BF AD AM ====,可证BM MF AF ==,可得BF BA ,之间的数量关系; (3)拓展迁移:过点D 作DMCF ,交AB 于M ,由平行线分线段成比例可得BM MF FM nAF =,=,可得22AB nAF AF BF nAF +=,=,即可求BF BA ,之间的数量关系.【详解】解:(1)尝试探究如图,过点D 作DM CF ,交AB 于M∵AD 是中线,AE DE =∴1122BD CD BC AE AD ==,= ∵DM CF ,∴BDM BCF ∽,AFE AMD ∽ ∴11,22BD BM AE AF BC BF AD AM ==== ∴22BF BM AM AF =,=∴BM MF AF FM =,=∴BM MF AF ==∴23BF AB =(2)类比延伸:结论仍然成立,理由如下:如图,过点D 作DM CF ,交AB 于M∵AD 是中线,AE DE = ∴1122BD CD BC AE AD ==,= ∵DM CF ,∴BDM BCF ∽,AFE AMD ∽ ∴11,22BD BM AE AF BC BF AD AM ==== ∴22BF BM AM AF =,=∴BM MF AF FM =,=∴BM MF AF ==∴23BF AB = (3)拓展迁移 如图,过点D 作DMCF ,交AB 于M∵DM FC ,且BD CD =∴1BD BM DC FM== ∴BM MF =∵DM CF DE nEA ,=∴1AE AF DE FM n== ∴FM nAF =∴BM MF nAF ==∴2AB nAF AF += 2BF nAF = ∴221BF n AB n =+ 【点睛】本题主要考查了相似三角形的判定和性质综合,根据题干条件作出辅助线并得到对应的相似三角形是解决本题的关键.13.在Rt ABC 中,9072ACB AB AC ∠=︒==,,,过点B 作直线m AC ∥,将ABC 绕点C 顺时针旋转得到A B C '''(点A B ,的对应点分别为A B '',).(1)问题发现如图1,若P 与A 重合时,则ACA '∠的度数为____________;(2)类比探究:如图2,设AB 与BC 的交点为M ,当M 为A B ''的中点时,求线段PQ 的长;(3)拓展延伸在旋转过程中,当点P Q ,分别在CA CB '',的延长线上时,试探究四边形PA B O ''的面积是否存在最小值.若存在,直接写出四边形PA B O ''的最小面积;若不存在,请说明理由.解析:(1)60︒;(2)72;(3)33 【分析】(1)由旋转可得:AC=A'C=2,进而得到3∠A'BC=90°,可得3cos BC A CB A C ''∠==,即可得到∠A'CB=30°,∠ACA'=60°; (2)根据M 为A'B'的中点,即可得出∠A=∠A'CM ,进而得到332PB ==,依据tan ∠Q=tan ∠33,进而得出PQ=PB+BQ=72; (3)依据S 四边形PA'B′Q =S △PCQ -S △A'CB '=S △PCQ 3S 四边形PA'B′Q 最小,即S △PCQ 最小,而S △PCQ =123,利用几何法或代数法即可得到S △PCQ 的最小值=3,S 四边形PA'B′Q =3-3 【详解】解:(1)由旋转可得:2AC A C ''==,90,7,2ACB AB AC ∠=︒==,3BC ∴90ACB ∠=︒,m AC ∥,90A BC '∴∠=︒,cos BC A CB A C '∴∠==' 30A CB '∴∠=︒,60ACA ∴'∠=︒.(2)M 为A B ''的中点,A CM MA C ''∴∠=∠,山旋转可得,MA C A '∠=∠,A A CM '∴∠=∠,tan tan PCB A ∴∠-∠32PB ∴==,tan tan BQC PCB ∠=∠=2BQ BC ∴===, 72PQ PB BQ ∴=+=;(3)S 四边形PA B Q PCQ A CB PCQ S S S ''''==-△△△S ∴四边形PA B Q ''最小即PCQ S 最小,12PCQ S PQ BC ∴=⨯⨯=△, 取PQ 的中点C ,90PQC ∠=︒,12CC PQ '∴=,即2PQ CC '=, 当CG 最小时,PQ 最小,CG PQ ∴⊥,即CG 与CB 正合时,CG 最小,min CG ∴=min PQ =,PCQ S ∴△的最小值3=, S 四边形PA B Q ''=3【点睛】此题考查四边形综合题,旋转的性质,解直角三角形以及直角三角形的性质的综合运用,解题关键在于掌握旋转变换中,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.14.小明研究了这样一道几何题:如图1,在ABC 中,把AB 绕点A 顺时针旋转()0180a a ︒<<︒得到AB ',把AC 绕点A 逆时针旋转β得到AC ',连接B C ''.当180a β+=︒时,请问AB C ''△边B C ''上的中线AD 与BC 的数量关系是什么?以下是他的研究过程:特例验证:(1)①如图2,当ABC 为等边三角形时,猜想AD 与BC 的数量关系为AD =_______BC ;②如图3,当90BAC ∠=︒,8BC =时,则AD 长为________. 猜想论证:(2)在图1中,当ABC 为任意三角形时,猜想AD 与BC 的数量关系,并给予证明.拓展应用:(3)如图4,在四边形ABCD ,90C ∠=︒,120A B ∠+∠=︒,123BC =6CD =,63DA =P ,使PDC △与PAB △之间满足小明探究的问题中的边角关系?若存在,请画出点P 的位置(保留作图痕迹,不需要说明)并直接写出PDC △的边DC 上的中线PQ 的长度;若不存在,说明理由.解析:(1)①12;②4,(2)12AD BC =;理由见解析,(3)存在;313【分析】(1)①首先证明ADB '∆是含有30的直角三角形,可得1122AD AB BC '==,即可解决问题;②首先证明BAC B AC ''∆∆≌,根据直角三角形斜边中线定理即可解决问题. (2)AD 与BC 的数量关系为12AD BC =,如图5,延长AD 到M ,使AD DM =,连接B M '、C M ',先证四边形AC MB ''是平行四边形,再证明BAC AB M '∆∆≌,即可解决问题.(3)存在,如图6,延长AD 交BC 的延长线于M ,作BE AD ⊥于E ,做直线BC 的垂直平分线交BE 于P ,交BC 于F ,连接PA 、PD 、PC ,作PDC ∆的中线PQ ,连接DF 交PC 于O ,先证明PA PD =,PB PC =,再证明+180APD BPC ∠∠=︒,即可得出结论,再在Rt PDQ ∆中,根据勾股定理,即可求出PQ 的长.【详解】(1)①如图2,∵ABC ∆是等边三角形,把AB 绕点A 顺时针旋转α得到AB ',把AC 绕点A 逆时针旋转β得到AC ',∴===AB AC BC AB AC ''=,又∵AD 是AB C ''△边B C ''上的中线,∴=DB DC '',∴AD B C ''⊥,即90ADB '∠=︒,∵60BAC ∠=︒,180BAC B AC ''∠+∠=︒,∴120B AC ''∠=︒,∴=30B C ''∠∠=︒,∴在ADB '∆中,90ADB '∠=︒,30B '∠=︒, ∴1122AD AB BC '==.故答案为:12. ②如图3,∵90BAC ∠=︒,+=180BAC B AC ''∠∠︒,∴==90BAC B AC ''∠∠︒,即ABC ∆和AB C ''∆为直角三角形,∵把AB 绕点A 顺时针旋转α得到AB ',把AC 绕点A 逆时针旋转β得到AC ', ∴=AB AB ',=AC AC ',∴在ABC ∆和AB C ''∆中,===AB AB BAC B AC AC AC '''∠'⎧⎪∠⎨⎪⎩∴BAC B AC ''∆∆≌,∴=BC B C '',∵AD 是AB C ''△边B C ''上的中线,AB C ''∆为直角三角形,∴1122AD B B C C ''==, 又∵8BC =, ∴11=8=422AD BC =⨯. 故答案为:4. (2)12AD BC =, 如图5,延长AD 到M ,使AD DM =,连接B M '、C M ',图5∵=B D DC '',AD DM =,∴四边形AC MB ''是平行四边形,∴AC B M AC ''==,∵+=180BAC B AC ''∠∠︒,+=180B AC AB M '''∠∠︒,∴=BAC AB M '∠∠,∵=AB AB ',∴在BAC ∆和AB M '∆中,==AC B M BAC AB M AB AB ''=⎧'⎪∠∠⎨⎪⎩∴BAC AB M '∆∆≌,∴BC AM =, ∴12AD BC =. (3)存在,如图6,延长AD 交BC 的延长线于M ,作BE AD ⊥于E ,作直线BC 的垂直平分线交BE 于P ,交BC 于F ,连接PA 、PD 、PC ,作PDC ∆的中线PQ ,连接DF 交PC 于O ,图6∵+=120A B ∠∠︒,∴=180=60M A B ∠︒-∠-∠︒, ∵=90C ∠︒,∴=180=30MDC M MCD ∠︒-∠-∠︒,在Rt DCM ∆中,∵=6CD ,=90DCM ∠︒,=30MDC ∠︒, ∴3CM =43DM =60M ∠︒, 在Rt BEM ∆中,∵=90BEM ∠︒,143BM BC CM =+==30MDC ∠︒,∴1732EM BM ==, ∴33DE EM DM =-= ∵=63AD ∴=AE DE ,∵BE AD ⊥,∴PA PD =,PB PC =,在Rt CDF ∆中,∵=6CD ,=63CF∴tan 3CDF ∠=∴60CDF CPF =︒=∠∠,∴FCP CFD ∆∆≌,∴CD PF =,∵//CD PF ,∴四边形CDPF 是矩形,∴=90CDP ∠︒,∴=60ADP ADC CDP ∠∠-∠=︒,∴ADP ∆是等边三角形,∴==63PA PD AD =∵=60BPF CPF ∠∠=︒,∴120BPC ∠=︒,∴+180APD BPC ∠∠=︒,∴PDC ∆与PAB ∆之间满足小明探究的问题中的边角关系,在Rt PDQ ∆中,∵=90PDQ ∠︒,63PD PA AD ===,132DQ CD ==, ∴()2222=363313PQ DQ DP +=+=.【点睛】 本题考查了三角形的综合问题.掌握全等三角形的性质以及判定定理、直角三角形斜边中线定理、解直角三角形、勾股定理、中线的性质是解题的关键.在处理三角形的边旋转问题时,旋转前后边长不变,根据已知角度变化,求得线段之间关系.在证明某点是否存在问题时,先假设这点存在,能求出相关线段或坐标,即证实存在性.15.《函数的图象与性质》拓展学习片段展示:(问题)如图①,在平面直角坐标系中,抛物线y=a (x ﹣2)2﹣经过原点O ,与x 轴的另一个交点为A ,则a= .(操作)将图①中抛物线在x 轴下方的部分沿x 轴折叠到x 轴上方,将这部分图象与原抛物线剩余部分的图象组成的新图象记为G ,如图②.直接写出图象G 对应的函数解析式. (探究)在图②中,过点B (0,1)作直线l 平行于x 轴,与图象G 的交点从左至右依次为点C ,D ,E ,F ,如图③.求图象G 在直线l 上方的部分对应的函数y 随x 增大而增大时x 的取值范围.(应用)P 是图③中图象G 上一点,其横坐标为m ,连接PD ,PE .直接写出△PDE 的面积不小于1时m 的取值范围. 解析:【问题】:a=;【操作】:y=;【探究】:当1<x <2或x >2+时,函数y 随x 增大而增大;【应用】:m=0或m=4或m≤2﹣或m≥2+. 【详解】 试题分析:【问题】:把(0,0)代入可求得a 的值;【操作】:先写出沿x 轴折叠后所得抛物线的解析式,根据图象可得对应取值的解析式;【探究】:令y=0,分别代入两个抛物线的解析式,分别求出四个点CDEF 的坐标,根据图。

德州市中考数学一轮复习课件专题四:几何变换压轴题

德州市中考数学一轮复习课件专题四:几何变换压轴题
几何变换是德州市中考的常考点,多与三角形、四边 形、圆相结合,考查形式多样化.德州市近五年中考对此 问题的考查:2017年中考试题第11题考查了旋转变换,第 23题考查了翻折变换;2016年中考试题第12题考查了旋转
变换,第23题考查了类比变换;2015年中考试题第6题考查 了旋转变换,第23题考查了类比变换;2014年中考试题第 12题考查了翻折变换,第23题考查了类比变换;2013年中 考试题第23题考查了类比变换.
(3)
6.我们把两条中线互相垂直的三角形称为“中垂三角形”. 例如图1,图2,图3中,AF,BE是△ABC的中线,AF⊥BE,垂 足为P,像△ABC这样的三角形均为“中垂三角形”.设BC= a,AC=b,AB=c. 【特例探索】 (1)如图1,当∠ABE=45°,c=2 2 时,a= ,b= ; 如图2,当∠ABE=30°,c=4时,a= ,b= ;
类型一 图形的旋转变换 几何图形的旋转变换是近年来中考中的常考点,多与
三角形、四边形相结合.解决旋转变换问题,首先要明确 旋转中心、旋转方向和旋转角,关键是找出旋转前后的对 应点,利用旋转前后两图形全等等性质解题.
例1 如图,O是等边△ABC内一点,OA=3,OB=4,OC=5,
将线段BO以点B为旋转中心逆时针旋转60°得到线段BO′,
4.(2017·淄博)如图,将矩形纸片ABCD沿直线MN折叠,顶 点B恰好与CD边上的动点P重合(点P不与点C,D重合),折痕 为MN,点M,N分别在边AD,BC上.连接MB,MP,BP,BP与 MN相交于点F. (1)求证:△BFN∽△BCP; (2)①在图2中,作出经过M,D,P三点的⊙O(要求保留作图 痕迹,不写作法);
【分析】 作DF⊥B′E于点F,B′G⊥AD于点G,由∠B= 60°,BD=BE,得到△BDE是等边三角形,由对称的性质得 到△B′DE也是等边三角形,从而GD=B′F,然后利用勾股 定理求解. 【自主解答】 如图,作DF⊥B′E于点F,B′G⊥AD于点G, ∵∠B=60°,BD=BE=4, ∴△BDE是边长为4的等边三角形.

2023年九年级中考数学复习:几何探究压轴题(角度问题)(附答案)

2023年九年级中考数学复习:几何探究压轴题(角度问题)(附答案)

2023年九年级中考数学复习:几何探究压轴题(角度问题)1.已知:正方形ABCD ,以A 为旋转中心,旋转AD 至AP ,连接BP DP 、.(1)若将AD 顺时针旋转30︒至AP ,如图1所示,求BPD ∠的度数? (2)若将AD 顺时针旋转α度()090α︒<<︒至AP ,求BPD ∠的度数?(3)若将AD 逆时针旋转α度()0180α︒<<︒至AP ,请分别求出090α︒<<︒、90α=︒、90180α︒<<︒三种情况下的BPD ∠的度数(图2、图3、图4).2.如图1所示,将一个长为6宽为4的长方形ABEF ,裁成一个边长为4的正方形ABCD 和一个长为4、宽为2的长方形CEFD 如图2.现将小长方形CEFD 绕点C 顺时针旋转至CE F D ''',旋转角为a .(1)当点D 恰好落在EF 边上时,求旋转角a 的值;(2)如图3,G 为BC 中点,且0°<a <90°,求证:GD E D ''=;(3)小军是一个爱动手研究数学问题的孩子,他发现在小长方形CEFD 绕点C 顺时针旋转一周的过程中,DCD '与CBD '△存在两次全等,请你帮助小军直接写出当DCD '与CBD '△全等时,旋转角a 的值.3.图1是边长分别为a 和()b a b >的两个等边三角形纸片ABC 和CDE 叠放在一起(C 与C '重合)的图形.(1)操作:固定ABC ,将CDE 绕点C 按顺时针方向旋转20°,连结AD ,BE ,如图2,则ECA ∠=___ ___度,并直接写出线段BE 与AD 的数量关系____ .(2)操作:若将图1中的CDE ,绕点C 按顺时针方向旋转120°,使点B 、C 、D 在同一条直线上,连结AD 、BE ,如图3.①线段BE 与AD 之间是否仍存在(1)中的结论?若是,请证明;若不是,请直接写出BE 与AD 之间的数量关系;②求APB ∠的度数.(3)若将图1中的CDE ,绕点C 按逆时针方向旋转一个角()0360αα<<︒,当α等于多少度时,BCD △的面积最大?请直接写出答案.4.我们定义:如图1,在△ABC 中,把AB 绕点A 顺时针旋转α(0°<α<180°)得到AB ',把AC 绕点A 逆时针旋转β得到AC ′,连接B 'C ',当a +β=180°时,我们称△AB 'C '是△ABC 的“旋补三角形”,△AB 'C 边B 'C '上的中线AD 叫做△ABC 的“旋补中线”.(1)[特例感知]在图2,图3中,△AB 'C ′是△ABC 的“旋补三角形”,AD 是△ABC 的“旋补中线”. ①如图2,当△ABC 为等边三角形,且BC =6时,则AD 长为 . ②如图3,当∠BAC =90°,且BC =7时,则AD 长为 .(2)[猜想论证]在图1中,当△ABC 为任意三角形时,猜想AD 与BC 的数量关系,并给予证明.(如果你没有找到证明思路,可以考虑延长AD 或延长B 'A ,…)(3)[拓展应用]如图4,在四边形ABCD 中,∠BCD =150°,AB =12,CD =6,以CD 为边在四边形ABCD 内部作等边△PCD ,连接AP ,BP .若△P AD 是△PBC 的“旋补三角形”,请直接写出△PBC 的“旋补中线”长及四边形ABCD 的边AD 长.5.如图,已知正方形ABCD ,点E 为AB 上的一点,EF AB ⊥,交BD 于点F .(1)如图1,直按写出DFAE的值____ ___; (2)将△EBF 绕点B 顺时针旋转到如图2所示的位置,连接AE 、DF ,猜想DF 与AE 的数量关系,并证明你的结论;(3)如图3,当BE =BA 时,其他条件不变,△EBF 绕点B 顺时针旋转,设旋转角为(0360)αα︒<<︒,当α为何值时EA =ED ?请在图3或备用图中画出图形并求出α的值.6.如图,已知正方形ABCD ,将AD 绕点A 逆时针方向旋转(090)n n ︒<<到AP 的位置,分别过点C D 、作,CE BP DF BP ⊥⊥,垂足分别为点E 、F .(1)求证:CE EF =;(2)联结CF ,如果13DP CF =,求ABP ∠的正切值;(3)联结AF ,如果AF AB =,求n 的值.7.把两个等腰直角△ABC 和△ADE 按如图1所示的位置摆放,将△ADE 绕点A 按逆时针方向旋转,如图2,连接BD ,EC ,设旋转角α(0°<α<360°).(Ⅰ)当DE ⊥AC 时,旋转角α= 度,AD 与BC 的位置关系是 ,AE 与BC 的位置关系是 ;(Ⅱ)当点D 在线段BE 上时,求∠BEC 的度数; (Ⅲ)当旋转角α= 时,△ABD 的面积最大.8.已知:在Rt ABC 中,90ABC ∠=︒,30BAC ∠=︒,将ABC 绕点A 顺时针旋转一定的角度α得到AED △,点B 、C 的对应点分别是E 、D .(1)如图1,若60α=︒时,连接BE ,求证:AB BE =; (2)如图2,当点E 恰好在AC 上时,求CDE ∠的度数;(3)如图3,点B 、C 的坐标分别是()0,0,()0,2,点Q 是线段AC 上的一个动点,点M 是线段AO 上的一个动点,是否存在这样的点Q 、M 使得CQM 为等腰三角形且AQM 为直角三角形?若存在,请求出满足条件的点M 的坐标;若不存在,请说明理由.9.把边长分别为4和6的矩形ABCO 如图放在平面直角坐标系中,将它绕点C 顺时针旋转a 角,旋转后的矩形记为矩形EDCF .在旋转过程中,(1)如图①,当点E 在射线CB 上时,E 点坐标为;(2)当△CBD 是等边三角形时,旋转角a 的度数是(a 为锐角时); (3)如图②,设EF 与BC 交于点G ,当EG=CG 时,求点G 的坐标;(4)如图③,当旋转角a=90°时,请判断矩形EDCF 的对称中心H 是否在以C 为顶点,且经过点A 的抛物线上.10.如图,ABC 是等边三角形,点D 是BC 边的中点,以D 为顶点作一个120︒的角,角的两边分别交直线AB AC 、于M 、N 两点,以点D 为中心旋转MDN ∠(MDN ∠的度数不变)(1)如图①,若DM AB ⊥,求证:BM CN BD +=;(2)如图②,若DM 与AB 不垂直,且点M 在边AB 上,点N 在边AC 上时,(1)中的结论是否成立?并说明理由;(3)如图③,若DM 与AB 不垂直,且点M 在边AB 上,点N 在边AC 的延长线上时,(1)中的结论是否成立?若不成立,写出BM CN BD 、、之间的数量关系,并说明理由.11.如图1,在Rt ABC △中,90,ACB AC BC ∠==,点D 为AB 边上的一点,将BCD △绕点C 逆时针旋转90得到ACE △,易得BCD ACE ≌,连接BE .(1)求BCE ACD ∠∠+的度数.(2)当5,BC BD ==BE CE 、的长.(3)如图2,在(2)的条件下,取AD 中点F ,连接CF 交BE 于H ,试探究线段BE CF 、的数量关系和位置关系,并说明理由.12.如图①,ABC 和ADE 是有公共顶点的等腰直角三角形,90BAC DAE ∠=∠=︒,点P 为射线,BD CE 的交点.(1)如图②,将ADE 绕点A 旋转,当C 、D 、E 在同一条直线上时,连接BD 、BE ,求证:BD CE =且BD CE ⊥.(2)若8,4AB AD ==,把ADE 绕点A 旋转, ①当90EAC ∠=︒时,求PB 的长;②旋转过程中线段BP 长的最小值是_____ __.13.如图1,ABC 中,90,30,ACB B AD ∠=︒∠=︒是角平分线,点E 、F 分别在边AC 、BC 上,45,CEF CF CD ∠=︒<、将CEF △绕点C 按逆时针方向旋转,使得EF 所在直线交线段AD 于点M ,交线段AB 于点N .(1)当旋转75°时,如图2,直线EF 与AD 的位置关系是____ __,ANM ∠=__ ____°; (2)在旋转一周过程中,试探究:当CE 旋转多少度时,AMN 中有两个角相等.14.菱形ABCD 的对角线AC ,BD 交于点O .(1)如图1,过菱形ABCD 的顶点A 作AE BC ⊥于点E ,交OB 于点H ,若6AB AC ==,求OH 的长; (2)如图2,过菱形ABCD 的顶点A 作AF AD ⊥,且AF AD =,线段AF 交OB 于点H ,交BC 于点E .当D ,C ,F 三点在同一直线上时,求证:2OH OA +=; (3)如图3,菱形ABCD 中,=45ABC ∠︒,点P 为直线AD 上的动点,连接BP ,将线段BP 绕点B 逆时针旋转60°得到线段BQ ,连接AQ ,当线段AQ 的长度最小时,直接写出BAQ ∠的度数.15.(1)阅读理解利用旋转变换解决数学问题是一种常用的方法.如图1,点P 是等边三角形ABC 内一点,P A =1,PB PC =2.求∠BPC 的度数.为利用已知条件,不妨把△BPC 绕点C 顺时针旋转60°得AP C '△,连接PP '.利用这种变换可以求∠BPC 的度数,请写出推理过程; (2)类比迁移如图2,点P 是等腰Rt △ABC 内一点,∠ACB =90°,P A =2,PB PC =1.求∠APC 的度数.16.ABC 为等边三角形,AB =8,AD ⊥BC 于点D ,E 为线段AD 上一点,AE =AE 为边在直线AD 右侧构造等边三角形AEF ,连接CE ,N 为CE 的中点.(1)如图1,EF 与AC 交于点G ,连接NG ,BE ,直接写出NG 与BE 的数量关系;(2)如图2,将AEF △绕点A 逆时针旋转,旋转角为α,M 为线段EF 的中点,连接DN ,MN .当30120α︒<<︒时,猜想∠DNM 的大小是否为定值,如果是定值,请写出∠DNM 的度数并证明,如果不是,请说明理由;(3)连接BN,在AEF△绕点A逆时针旋转过程中,请直接写出线段BN的最大值.17.如图1,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AB=10,BC=6.D、E分别是AB、AC边的中点,连接DE.现将△ADE绕A点逆时针旋转,连接BD,CE并延长交于点F.(1)如图2,点E正好落在AB边上,CF与AD交于点P.①求证:AE•AB=AD•AC;②求BF的长;(2)如图3,若AF恰好平分∠DAE,直接写出CE的长.18.如图①,在ABC中,∠ACB=90°,∠ABC=30°,AC=1,D为ABC内部的一动点(不在边上),连接BD,将线段BD绕点D逆时针旋转60°,使点B到达点F的位置;将线段AB绕点B顺时针旋转60°,使点A到达点E的位置,连接AD,CD,AE,AF,BF,EF.(1)求证:BDA≌BFE;(2)当CD+DF+FE取得最小值时,求证:AD∥BF.(3)如图②,M,N,P分别是DF,AF,AE的中点,连接MP,NP,在点D运动的过程中,请判断∠MPN 的大小是否为定值.若是,求出其度数;若不是,请说明理由.参考答案:1.(1)135︒(2)135︒(3)45︒,45︒,45︒2.(1)30°(3)135°,315°3.(1)40,BE =AD(2)①存在,②60°(3)当α=150°或330°时,BCD △的面积最大4.(1)①3;②3.5(2)AD =12BC ,(3)339=AD5.2(2)2DF AE =,(3)α的值为30°或150°,6.(2)23;(3)307.(Ⅰ)45;垂直;平行;(Ⅱ)90BEC ∠=︒;(Ⅲ)90︒或270︒8.(2)15°;(3)存在,23,03M ⎫⎪⎭或()423,0- 9.(1)E (4,13;(2)60°;(3)13(4,)3G ; (4)点H 不在此抛物线上.10.(2)成立,(3)不成立,BM CN BD -=,11.(1)180BCE ACD ∠+∠=︒(2)BE =CE =(3)2BE CF =;BE CF ⊥,12.(2)①PB =;②413.(1)垂直,60(2)当CE 旋转45°,90°,270°,315°时,△AMN 中有两个角相等14.(3)75︒15.(2)90°16.(1)2BE NG =(2)∠DNM 的大小是定值,为120°(3)17.(1)②18.(3)∠MPN 的值为定值,30°.。

(完整版)中考数学几何压轴题

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1.(1)操作发现·如图,矩形ABCD中,E是AD的中点,将△ABE沿BE折叠后得到△GBE,且点G在矩形ABCD内部.小明将BG延长交DC于点F,认为GF=DF,你同意吗?说明理由.(2)问题解决Array AD的值;保持(1)中的条件不变,若DC=2DF,求AB(3)类比探究AD的值.保持(1)中的条件不变,若DC=n·DF,求AB2.如图1所示,在直角梯形ABCD中,AD∥BC,AB⊥BC,∠DCB=75º,以CD为一边的等边△DCE的另一顶点E在腰AB上.求 错误!的值.3。

如图①,在等腰梯形ABCD 中,AD ∥BC ,AE ⊥BC 于点E ,DF ⊥BC 于点F .AD =2cm ,BC =6cm ,AE =4cm .点P 、Q 分别在线段AE 、DF 上,顺次连接B 、P 、Q 、C ,线段BP 、PQ 、QC 、CB 所围成的封闭图形记为M .若点P在线段AE 上运动时,点Q 也随之在线段DF 上运动,使图形M 的形状发生改变,但面积始终..为10cm 2.设EP =x cm ,FQ =y cm,解答下列问题: (1)直接写出当x =3时y 的值;(2)求y 与x 之间的函数关系式,并写出自变量x 的取值范围; (3)当x 取何值时,图形M 成为等腰梯形?图形M 成为三角形? (4)直接写出线段PQ 在运动过程中所能扫过的区域的面积.ABCDE 图1ABCDE图2FADA DP4.如图①,将一张矩形纸片对折,然后沿虚线剪切,得到两个(不等边)三角形纸片△ABC ,△A 1B 1C 1.(1)将△ABC ,△A 1B 1C 1如图②摆放,使点A 1与B 重合,点B 1在AC 边的延长线上,连接CC 1交BB 1于点E .求证:∠B 1C 1C =∠B 1BC .(2)若将△ABC ,△A 1B 1C 1如图③摆放,使点B 1与B 重合,点A 1在AC 边的延长线上,连接CC 1交A 1B 于点F .试判断∠A 1C 1C 与∠A 1BC 是否相等,并说明理由.图 ①ABC A 1B 1C 1C 1C B 1B A(A 1)E图 ②5.将一副三角尺如图拼接:含30°角的三角尺(△ABC )的长直角边与含45°角的三角尺(△ACD )的斜边恰好重合.已知AB =32,P 是AC 上的一个动点.(1)当点P 运动到∠ABC 的平分线上时,连接DP ,求DP 的长; (2)当点P 在运动过程中出现PD =BC 时,求此时∠PDA 的度数; (3)当点P 运动到什么位置时,以D ,P ,B ,Q 为顶点的平行四边形的顶点Q 恰好在边BC 上?求出此时□DPBQ 的面积.A BCD6.如图1,已知长方形ABED ,点C 是边DE 的中点,且AB =2AD . (1)判断△ABC 的形状,并说明理由;(2)保持图1中ABC 的固定不变,绕点C 旋转DE 所在的直线MN 到图2中的位置(当垂线段AD 、BE 在直线MN 的同侧),试探究线段AD 、BE 、DE 长度之间有什么关系?并给予证明;(3)保持图2中△ABC 的固定不变,继续绕点C 旋转DE 所在的直线MN 到图3中的位置(当垂线段AD 、BE 在直线MN 的异侧).试探究线段AD 、BE 、DE 长度之间有什么关系?并给予证明.AB CDE图1ABC D E图3NM ABCDE图2NM7.如图1,梯形ABCD 中,AD ∥BC ,AB =AD =CD ,∠BAD =120°,∠MAN =60°,将图1中的∠MAN 绕点A 按逆时针方向旋转α角(0°<α<120°),边AM 、AN 分别交直线BC 、CD 于E 、F 两点. (1)当0°<α≤60°时,其他条件不变,如图2、如图3所示.①如图2,判断线段BE 、DF 、EF 的数量关系,并直接写出结论;②如图3,①中的结论是否依然成立?若成立,请利用图3证明;若不成立,说明理由. (2)当60°<α<120°时,其他条件不变,请在图4中画出一个..符合条件的图形,直接写出所画图形中线段BE 、DF 、EF 的数量关系.图1 AB C DMN 图2 ABC DMNE F图3ABCD M FEN图4ABCD。

2023年春九年级数学中考复习《几何图形变换综合压轴题》专题提升训练(附答案)

2023年春九年级数学中考复习《几何图形变换综合压轴题》专题提升训练(附答案)

2023年春九年级数学中考复习《几何图形变换综合压轴题》专题提升训练(附答案)1.如图,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,点D为线段AB上一点,线段CD绕点C 逆时针旋转90°能与线段CE重合,点F为AC与BE的交点.(1)若BC=5,CE=4,求线段BD的长;(2)猜想BD与AF的数量关系,并证明你猜想的结论;(3)设CA=3DA=6,点M在线段CD上运动,点N在线段CA上运动,运动过程中,DN+MN的值是否有最小值,如果有,请直接写出这个最小值;如果没有,请说明理由.2.阅读下列材料,并完成相应的学习任务:图形旋转的应用图形的旋转是全等变换(平移、轴对称、旋转)中重要的变换之一,利用图形旋转中的对应线段的长度、对应角的大小相等,旋转前后图形的大小和形状没有改变等性质,可以将一般图形转化成特殊图形,从而达到解决问题的目的.如图1,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CE平分∠ACB,且AC=4,BC=3.过点E作互相垂直的两条直线,即EF⊥ED,EF交AC于点F,ED交BC于点D,求四边形EFCD 的面积.分析:将∠FED以点E为旋转中心顺时针旋转,使得旋转后EF的对应线段所在直线垂直于AC,并且交AC于点M,旋转后ED的对应线段所在直线交BC于点N.则容易证明四边形MENC为正方形.因为∠EMF=∠END=90°,ME=NE,∠MEF=∠NED,所以△MEF≌△NED,所以S四边形EFCD=S正方形MENC.学习任务:(1)四边形EFCD的面积等于;(2)如图2,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,①作出△ABC的外接圆O;②作∠ACB的平分线,与⊙O交于点D.要求:尺规作图,不写作法,但保留作图痕迹.(3)在(2)的基础上,若BC+AC=14,则四边形ACBD的面积等于.3.△ABC为等边三角形,AB=4,AD⊥BC于点D,点E为AD的中点.(1)如图1,将AE绕点A顺时针旋转60°至AF,连接EF交AB于点G,求证:G为EF中点.(2)如图2,在(1)的条件下,将△AEF绕点A顺时针旋转,旋转角为α,连接BE,H为BE的中点,连接DH,GH.当30°<α<120°时,猜想∠DHG的大小是否为定值,并证明你的结论.(3)在△AEF绕点A顺时针旋转过程中,H为BE的中点,连接CH,问线段CH何时取得最大值,请说明理由,并直接写出此时△ADH的面积.4.如图,已知△ABC中,∠ABC=45°,CD是边AB上的高线,E是AC上一点,连接BE,交CD于点F.(1)如图1,若∠ABE=15°,BC=+1,求DF的长;(2)如图2,若BF=AC,过点D作DG⊥BE于点G,求证:BE=CE+2DG;(3)如图3,若R为射线BA上的一个动点,以BR为斜边向外作等腰直角△BRH,M 为RH的中点.在(2)的条件下,将△CEF绕点C旋转,得到△CE'F',E,F的对应点分别为E',F',直线MF'与直线AB交于点P,tan∠ACD=,直接写出当MF'取最小值时的值.5.如图1,已知△ABC中,∠C=90°,AC=4,BC=3,将△ABC绕点B逆时针旋转一定的角度α得到△A1BC1.(1)若α=90°,则AA1的长为.(2)如图2,若0°<α<90°,直线A1C1分别交AB,AC于点G,H,当△AGH为等腰三角形时,求CH的长.(3)如图3,若0°<α<360°,M为边A1C1的中点,N为AM的中点,请直接写出CN的最大值.6.问题发现:(1)如图1,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,AB=6,BC=8,点D为AB上一点,且AD=2DB,过点D作DE∥BC,填空:=,=;类比探究:(2)如图2,在(1)的条件下将△ADE绕点A逆时针旋转得到△AMN,连接DM,BM,EN,CN,请求出,的值;拓展延伸:(3)如图3,△ABC和△DEF同为等边三角形,且AB=3EF=6,连接AD,BE,将△DEF绕AC(DF)的中点O逆时针自由旋转,请直接写出在旋转过程中BE﹣AD的最大值.7.【问题提出】如图1,在等边三角形ABC内部有一点P,P A=3,PB=4,PC=5.求∠APB的度数.【数学思考】当图形中有一组邻边相等时,通过旋转可以将分散的条件集中起来解决问题.【尝试解决】(1)将△APC绕点A逆时针旋转60°,得到△AP'B,连接PP',则△APP'为等边三角形.∵P'P=P A=3,PB=4,P'B=PC=5,∴P'P2+PB2=P'B2,△BPP'为三角形,∴∠APB的度数为.(2)如图2,在等边三角形ABC外部有一点P,若∠BP A=30°,求证:P A2+PB2【类比探究】=PC2.【联想拓展】(3)如图3,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC.点P在直线BC上方且∠APB=45°,PC=BC=2,求P A的长.8.如图(1),已知△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC;AE是过A的一条直线,且B,C 在AE的异侧,BD⊥AE于D,CE⊥AE于E.(1)求证:BD=DE+CE;(2)若直线AE绕A点旋转到图(2)位置时(BD<CE),其余条件不变,问BD与DE,CE的数量关系如何?请给予证明.(3)若直线AE绕A点旋转到图(3)位置时(BD>CE),其余条件不变,问BD与DE,CE的数量关系如何?请直接写出结果,不需证明;(4)根据以上的讨论,请用简洁的语言表达直线AE在不同位置时BD与DE,CE的数量关系.9.(1)如图1,等腰直角△ABC,∠B=90°,点D为AC的中点,点E为边AB上的一点,作DE垂直DF交BC于点F,求证:DE=DF.(2)如图2,等腰直角△ABC,∠B=90°,点D为AC的中点,点E为边AB上的一点,线段DE绕着点D逆时针旋转90°得到线段DF,求证:点F在线段BC上;(3)如图3,直角△ABC,点D为AC的中点,点E为边AB上的一点,线段DE绕着点D逆时针旋转90°得到线段DF,若AB=6,BC=8,①直接写出线段EF=时,BE的长;②直接写出△ACF是等腰三角形时,BE的长;③直接写出△BEF面积的最大值.10.在平面直角坐标系中,O为原点,点A(﹣4,0),点B(0,3),△ABO绕点B顺时针旋转,得△A'BO',点A、O旋转后的对应点为A'、O',记旋转角为α.(1)如图①,α=90°,边OA上的一点M旋转后的对应点为N,当OM=1时,点N 的坐标为;(2)在(1)的条件下,当O'M+BN取得最小值时,在图②中画出点M的位置,并求出点N的坐标.(3)如图③,P为AB上一点,且P A:PB=2:1,连接PO'、P A',在△ABO绕点B顺时针旋转一周的过程中,△PO'A'的面积是否存在最大值和最小值,若存在,请求出;若不存在,请说明理由.11.如图①,△ABC为直角三角形,∠ACB=90°,∠BAC=30°,点D在AB边上,过点D作DE⊥AC于点E,取BC边的中点F,连接DF并延长到点G,使FG=DF,连接CG.(如需作图或作辅助线,请先将原题草图画在对应题目的答题区域后再作答.)问题发现:(1)填空:CE与CG的数量关系是,直线CE与CG所夹的锐角的度数为.探究证明:(2)将△ADE绕点A逆时针旋转,(1)中的结论是否仍然成立,若成立,请仅就图②所示情况给出证明,若不成立,请说明理由;问题解决:(3)若AB=4,AD=3,将△ADE由图①位置绕点A逆时针旋转α(0°<α<180°),当△ACE是直角三角形时,请直接写出CG的值.12.如图,两直角三角形ABC和DEF有一条边BC与EF在同一直线上,且∠DFE=∠ACB =60°,BC=1,EF=2.设EC=m(0≤m≤4),点M在线段AD上,且∠MEB=60°.(1)如图1,当点C和点F重合时,=;(2)如图2,将图1中的△ABC绕点C逆时针旋转,当点A落在DF边上时,求的值;(3)当点C在线段EF上时,△ABC绕点C逆时针旋转α度(0<α<90°),原题中其他条件不变,则=.13.在△ABC中,∠ABC=45°,AD⊥BC于点D,BE⊥AC于点E,连接DE,将△AED 沿直线AE翻折得到△AEF(点D与点F为对应点),连接DF,过点D作DG⊥DE交BE于点G.(1)如图1,求证:四边形DFEG为平行四边形;(2)如图2,连接CF,若tan∠ABE=,在不添加任何辅助线与字母的情况下,请直接写出图2中所有正切值等于2的角.14.在△ABC中,∠BAC=90°,点E为AC上一点,AB=AE,AG⊥BE,交BE于点H,交BC于点G,点M是BC边上的点.(1)如图1,若点M与点G重合,AH=2,BC=,求CE的长;(2)如图2,若AB=BM,连接MH,∠HMG=∠MAH,求证:AM=2HM;(3)如图3,若点M为BC的中点,作点B关于AM的对称点N,连接AN、MN、EN,请直接写出∠AMH、∠NAE、∠MNE之间的角度关系.15.(1)如图1.在Rt△ACB中,∠ACB=90°,CA=8,BC=6,点D、E分别在边CA,CB上,且CD=3,CE=4,连接AE,BD,F为AE的中点,连接CF交BD于点G,则线段CG所在直线与线段BD所在直线的位置关系是.(提示:延长CF到点M,使FM=CF,连接AM)(2)将△DCE绕点C逆时针旋转至图2所示位置时,(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△DCE绕点C逆时针在平面内旋转,在旋转过程中,当B,D,E三点在同一条直线上时,CF的长为.16.在△ABC和△AEF中,∠AFE=∠ABC=90°,∠AEF=∠ACB=30°,AE=AC,连接EC,点G是EC中点,将△AEF绕点A顺时针旋转.(1)如图1,若E恰好在线段AC上,AB=2,连接FG,求FG的长度;(2)如图2,若点F恰好落在射线CE上,连接BG,证明:GB=AB+GC;(3)如图3,若AB=3,在△AEF旋转过程中,当GB﹣GC最大时,直接写出直线AB,AC,BG所围成三角形的面积.17.如图,在等腰Rt△ABC中,∠ACB=90°,点D,E分别在AB,BC上运动,将线段DE绕点E按顺时针方向旋转90°得到线段EF.(1)如图1,若D为AB中点,点E与点C重合,AF与DC相交于点O,求证:OE=OD;(2)如图2,若点E不与C,B重合,点D为AB中点,点G为AF的中点,连接DG,连接BF,判断线段BF,CE,AD的数量关系并说明理由;(3)如图3,若AB=4,AD=3BD,点G为AF的中点,连接CG,∠GDE=90°,请直接写出CE的长.18.如图,在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,点A(x,y)中的横坐标x与纵坐标y 满足+|y﹣8|=0,过点A作x轴的垂线,垂足为点D,点E在x轴的负半轴上,且满足AD﹣OD=OE,线段AE与y轴相交于点F,将线段AD向右平移8个单位长度,得到线段BC.(1)直接写出点A和点E的坐标;(2)在线段BC上有一点G,连接DF,FG,DG,若点G的纵坐标为m,三角形DFG 的面积为S,请用含m的式子表示S(不要求写m的取值范围);(3)在(2)的条件下,当S=26时,动点P从D出发,以每秒1个单位的速度沿着线段DA向终点A运动,动点Q从A出发,以每秒2个单位的速度沿着折线AB→BC向终点C运动,P,Q两点同时出发,当三角形FGP的面积是三角形AGQ面积的2倍时,求出P点坐标19.如图:直线l1:y=﹣x+6与x轴交于点A,与y轴交于点B,将△AOB沿直线l1翻折后,设点O的对应点为点C,已知双曲线y=(x>0)经过点C.(1)求点A,B的坐标.(2)求k的值.(3)将直线l1绕着点A逆时针旋转得到直线l2.直线l2与y轴交于点B′,将△AOB′沿直线l2翻折得到△AB′C',当四边形OAC′B′为正方形时停止转动,求转动过程中点C运动到点C′的路径长.20.图形的旋转变换是研究数学相关问题的重要手段之一.小华和小芳对等腰直角三角形的旋转变换进行研究.如图(1),已知△ABC和△ADE均为等腰直角三角形,点D,E分别在线段AB,AC上,且∠C=∠AED=90°.(1)观察猜想小华将△ADE绕点A逆时针旋转,连接BD,CE,如图(2),当BD的延长线恰好经过点E时,①的值为;②∠BEC的度数为度;(2)类比探究如图(3),小芳在小华的基础上,继续旋转△ADE,连接BD,CE,设BD的延长线交CE于点F,请求出的值及∠BFC的度数,并说明理由.(3)拓展延伸若AE=DE=,AC=BC=,当CE所在的直线垂直于AD时,请你直接写出BD 的长.参考答案1.解:(1)在Rt△ABC中,AB=AC,BC=5,∴AB=AC=BC=5,由旋转知,CD=CE=4,在Rt△ADC中,AD===,∴BD=AB﹣AD=5﹣;(2)猜想:BD=2AF,理由:如图1,延长BA至G,使AG=AB,连接EG,则CG=CB,∴∠ABC=∠AGC,在Rt△ABC中,AB=AC,∴∠ABC=45°,∴∠AGC=45°,∴∠BCG=90°,由旋转知,CD=CE,∠DCE=90°=∠BCG,∴∠BCD=∠GCE,∴△BCD≌△GCE(SAS),∴BD=GE,∠CBD=∠CGE=45°,∴∠BGE=∠CGB+∠CGE=90°=∠BAC,∴AC∥GE,∴,∴=,∴EG=2AF,∴BD=2AF;(3)存在,如图2,延长DA至P,使AP=AD,∵∠BAC=90°,∴点P,点D关于AC对称,∴MN+DN=MH+PN,过点P作PH⊥CD于H,要使MN+DN最小,则点P,N,M在同一条线上,且PM⊥CD,即MN+DN的最小值为PH,∵CA=3DA=6,∴AD=2,∴DP=2AD=4,CD===2,连接CP,∴S△CDP=DP•AC=CD•PH,∴PH===,即DN+MN的最小值为.2.解:(1)如图1中,∵EC平分∠ACB,EM⊥AC,EN⊥BC,∴EM=EN,∵∠EMC=∠DNC=∠MCN=90°,∴四边形EMCN是矩形,∵EM=EN,∴四边形EMCN是正方形,设正方形的边长为m,则×AC×BC=×AC×m+×BC×m,解得m=,∵EF⊥ED∴∠MEN=∠FED=90°,∴∠MEF=∠NDF,∵∠EMF=∠END=90°,∴△EMF≌△END(AAS),∴S四边形EFCD=S正方形EMCN=,故答案为:;(2)①如图2中,⊙O即为所求作.②如图2中,射线CD即为所求作.(3)如图2中,过点D作DM⊥CB交CB的延长线于M,DN⊥AC于N.∵∠DMC=∠DNC=∠MCN=90°,∴四边形DMCN是矩形,∵DC平分∠ACB,DM⊥CB,DN⊥AC,∴DM=DN,∴四边形DMCN是正方形,∴CM=CN,∵∠ACD=∠BCD,∴=,∴DB=DA,∵DM=DN,∠DMB=∠DNA=90°,∴Rt△DMB≌Rt△DNA(HL),∴BM=AN,S四边形ACBD=S正方形DMCN,∴AC+BC=CM﹣BM+CN﹣AN=2CM=14,∴CM=7,∴S四边形ACBD=49.故答案为:49.3.(1)证明:∵△ABC是等边三角形,AD⊥BC,∴∠BAD=∠CAD=∠BAC=30°,∵∠EAF=60°,∴∠GAE=∠GAF=30°,∵AE=AF,∴FG=EG.(2)解:结论:∠EHD=120°,是定值.理由:如图2中,连接BF,CE.∵AB=AC,AD⊥BC,∴BD=CD,∵BH=EH,∴DH∥EC,∴∠HDB=∠ECB,∵FG=GE,EH=HB,∴GH∥BF,∴∠EHG=∠EBF,∵∠EAF=∠BAC=60°,∴∠BAF=∠CAE,∵AF=AE,AB=AC,∴△BAF≌△CAE(SAS),∴∠ACE=∠ABF,∵∠EHD=∠HDB+∠HBD,∴∠DHG=∠EHG+∠EHD=∠EBF+∠HDB+∠HBD=∠ABF﹣∠ABE+∠ECB+∠ABD+∠ABE=∠ACE+∠ECB+∠ABD=∠ACB+∠ABC=120°.(3)解:如图3中,取AB的中点N,连接AH,HN,CH,CH交AD于M,过点H作HT⊥AD于T.∵EH=BH,AN=BN,∴NH为△ABE的中位线,∴HN=AE=,∴点H在以N为圆心,为半径的圆上,当C,N,H共线时,CH的值最大,∵△ABC是等边三角形,∴CN⊥AB,∴∠ACM=∠MCB=30°,∵AD=2,∴CN=AD=2,在Rt△CMD中,CD=2,∠MCD=30°,∴CM==,∴MN=CN﹣CM=,∴HM=HN+MN=+=,∴HT=HM•sin60°=,∴S△ADH=•AD•HT=.4.(1)解:如图1中,过点F作FH⊥BC于H.∵CD⊥AB,∴∠BDC=90°,∵∠DBC=45°,∴∠DCB=90°﹣45°=45°,∵FH⊥CH,∴∠FHC=90°,∴∠HFC=∠HCF=45°,∴CH=FH,设FH=CH=m,∵∠ABE=15°,∴∠FBC=45°﹣15°=30°,∴BH=HF=m,∴m+m=+1,∴m=1,∴CF=CH=,∵CD=BC=,∴DF=CD﹣CF=﹣=.(2)证明:如图2中,连接DE,过点D作DH⊥DE交BE于H.∵∠ADC=∠FDB=90°,DB=DC,BF=AC,∴Rt△BDF≌Rt△CDA(HL),∴∠DBF=∠ACD,∵∠BFD=∠CFE,∴△BFD∽△CFE,∴=,∴=,∵∠DFE=∠BFC,∴△DFE∽△BFC,∴∠DEF=∠BCF=45°,∵DH⊥DE,∴∠HDE=90°,∴∠DHE=∠DEH=45°,∴DH=DE,∵∠BDC=∠EDH=90°,∴∠BDH=∠CDE,∵DB=DC,DH=DE,∴△BDH≌△CDE(SAS),∴BH=EC,∵DH=DE,DG⊥EH,∴GH=EG,∴DG=EH,∴BE=BH+HE=EC+2DG.(3)解:如图3中,过点M作MJ⊥BC于J,过点P作PK⊥BC于K.∵△BHR,△DBC都是等腰直角三角形,∴∠DBC=∠HBR=45°,∴∠HBC=90°,∵∠H=∠HBJ=∠MJB=90°,∴四边形BHMJ是矩形,∴BH=MJ,HM=BJ,∵BH=HR,HM=MR,∴MJ=2BJ,∴tan∠MBJ==2,∴点M的在射线BM上运动,∴当C,F′,M共线,且CM⊥BM时,F′M的值最小.设AD=m,∵tan∠ACD==,∴CD=BD=3m,DF=AD=m,CF=CF′=2m,BC=3m,∵∠CMB=90°,tan∠CBM==2,∴BM=m,CM=m,∴BJ=HM=m,JM﹣BH=HR=m,∴MR=m,设BK=PK=n,CK=2n,∴n=m,∴BK=PK=m,CK=2m,PC=m,∴PF′=PC﹣CF′=m﹣2m,∴==.5.解:(1)∵∠C=90°,AC=4,CB=3,∴AB===5,∵α=90°,∴△ABA1是等腰直角三角形,AA1=AB=5.故答案为:5.(2)如图2﹣1中,当AG=AH时,∵AG=AH,∴∠AHG=∠AGH,∵∠A=∠A1,∠AGH=∠A1GB,∴∠AHG=∠A1BG,∴∠A1GB=∠A1BG,∴AB=AG=5,∴GC1=A1G﹣C1G=1,∵∠BC1G=90°,∴BG===,∴AH=AG=AB﹣BG=5﹣,∴CH=AC﹣AH=4﹣(5﹣)=﹣1.如图2﹣2中,当GA=GH时,过点G作GM⊥AH于M.同法可证,GB=GA1,设GB=GA1=x,则有x2=32+(4﹣x)2,解得x=,∴BG=,AG=5﹣=,∵GM∥BC,∴=,∴=,∴AM=,∵GA=GH,GM⊥AH,∴AM=HM,∴AH=3,∴CH=AC﹣AM=1.综上所述,满足条件的CH的值为﹣1或1.(3)如图3中,取AB的中点J,连接BM,CJ,JN.∵AJ=BJ,∠ACB=90°,∴CJ=AB=,∵BC1=BC=3,MC1=MA1=2,∠BC1M=90°,∴BM===,∵AJ=BJ,AN=NM,∴JN=BM=,∵CN≤CJ+JN,∴CN≤,∴CN的最大值为.6.解:(1)如图1中,在Rt△ABC中,,∵AD=2DB,∴AB=AD+DB=3DB,∵DE∥BC,∴,∵,∴,即,∴,故答案为:,.(2)由旋转性质可知:AD=AM,AE=AN,∠BAM=∠CAN,∵,∠BAM=∠CAN,∴△ABM∽△ACN,∴,∠ABM=∠ACN,∵,∠ABM=∠ACN,∴△DBM∽△ECN,∴.(3)如图3中,连接OB,OE,由三线合一性质可知∠BOC=∠DOE=90°,∴∠BOD=∠COE,∴∠AOB+∠BOD=∠BOC+∠COE,即∠AOD=∠BOE,∵,∠AOD=∠BOE,∴△AOD∽△BOE,∴,∵AB=3EF=6,∴,,在△BOE中,由三边关系可得,BE<BO+OE,当B、O、E三点共线时,BE存在最大值为,∵,∴当BE存在最大值时,BE﹣AD的最大值=.7.(1)解:如图1,将△APC绕点A逆时针旋转60°,得到△AP′B,连接PP′,则△APP′为等边三角形.∵PP′=P A=3,PB=4,P′B=PC=5,∴P′P2+PB2=P′B2.∴△BPP′为直角三角形.∴∠APB的度数为90°+60°=150°.故答案为:直角;150°.(2)证明:如图2中,将△P AB绕点B逆时针旋转60°得到△TCB,连接PT.∵BP=BT,∠PBT=60°,∴△PBT是等边三角形,∴PT=PB,∠PTB=60°,由旋转的性质可知:△P AB≌△TCB,∴∠APB=∠CTB=30°,P A=CT,∴∠PTC=∠PTB+∠CTB=60°+30°=90°,∴PC2=PT2+CT2,∵PB=PT,P A=CT,∴P A2+PB2=PC2.(3)解:过点C作CT⊥PB于T,连接AT,设CT交AB于O.∵PC=BC=2,CT⊥PB,∴PT=BT,∵∠CAO=∠BTO=90°,∠AOC=∠BOT,∴∠ACT=∠ABP,∠ATC=∠ABC=45°,∵∠CTB=90°,∴∠ATP=∠CTA=∠APT=45°∵AC=AB,∴△CAT≌△BAP(AAS),∴CT=PB=2PT,∵PC2=PT2+CT2,∴(2)2=m2+(2m)2,解得m=2或﹣2(舍弃),∴PT=2,∴P A=PT=.8.解:(1)∵BD⊥AE,CE⊥AE,∴∠ADB=∠CEA=90°,∴∠ABD+∠BAD=90°,又∵∠BAC=90°,∴∠EAC+∠BAD=90°,∴∠ABD=∠CAE,在△ABD和△ACE中,,∴△ABD≌△ACE(AAS),∴BD=AE,AD=EC,∴BD=DE+CE.(2)∵BD⊥AE,CE⊥AE,∴∠ADB=∠CEA=90°,∴∠ABD+∠BAD=90°,又∵∠BAC=90°,∴∠EAC+∠BAD=90°,∴∠ABD=∠CAE,在△ABD和△ACE中,,∴△ABD≌△ACE(AAS),∴BD=DE﹣CE.(3)同(2)的方法得出,BD=DE﹣CE.(4)归纳:由(1)(2)(3)可知:当B,C在AE的同侧时,BD=DE﹣CE.当B,C在AE的异侧时,BD=DE+CE.9.(1)证明:如图1中,连接BD.∵△ABC是等腰直角三角形,AD=DC,∴BD⊥AC,BD=DA=DC,∴BD⊥AC,∵ED⊥DF,∴∠EDF=∠BDC=90°,∴∠EDB=∠FDC,∵∠DBE=∠C=45°,∴△EDB≌△FDC(ASA),∴DE=DF.(2)证明:如图2中,连接DB,CF.∵∠BDC=∠EDF=90°,∴∠BDE=∠CDF,∵DB=DC,DE=DF,∴△EDB≌△FDC(SAS),∴∠DBE=∠DCF=45°,∴点F在线段BC上.(3)①如图3﹣1中,过点D作DT⊥AB于T.∵∠ATD=∠ABC=90°,∴DT∥CB,∵AD=DC,∴AT=TB=3,∴DT=BC=4,∵△DEF是等腰直角三角形,EF=,∴DE=DF=,∴ET===1,∴BE=TB+ET=3+1=4,当点E在点T的下方时,BE=3﹣1=2,综上所述,满足条件的BE的值为4或2.②如图3﹣2中,∵△ACF是等腰三角形,又∵AD=DC=DF,∴∠AFC=90°,∴△AFC是等腰直角三角形,∴点E与A重合,∴BE=6.③如图3﹣3中,过点D作DT⊥AB于T,过点F作FR⊥DT于R.∵∠DTE=∠FRD=90°,∠EDT=∠DFR,DE=DF,∴△DTE≌△FRD(AAS),∴ET=DR,DT=FR=4,设ET=DR=m,则RT=4﹣m,∴S△EFB=(3+m)(4﹣m)=(﹣m2+m+12)=﹣(m﹣)2+,∵﹣<0,∴△BEF的面积有最大值,最大值为.10.解:(1)∵点A(﹣4,0),点B(0,3),∴OA=4,OB=3,由旋转的性质可知,BO=BO′=3,OM=O′N=1,∠OBO′=90°,∴N(﹣3,4).故答案为:(﹣3,4).(2)如图②中,∵BM=BN,∴O′M+BN=O′M+BM,作点B关于OA的对称点B′,连接O′B′交OA于M,连接BM,O′M+BM的值最小.∵O′(﹣3,3),B′(0,﹣3),∴直线O′B′的解析式为y=﹣2x﹣3,∴M(﹣,0),∴O′N=OM=,∴N(﹣3,).(3)存在.理由:如图③﹣1中,当点O′落在AB的延长线上时,△PO′A′的面积最大.由题意,OA=4,OB=3,∴AB===5,∴P A:PB=2:1,∴PB=,∴PO′=PB+PO′=,∴△PO′A′的面积的最大值=×4×=.如图③﹣2中,当点O′落在AB上时,△PO′A′的面积最小,最小值为×4×(3﹣)=.11.解:(1)如图①中,过点D作DT⊥BC于T.∵DE⊥AC,∴∠DEC=∠ECT=∠DTC=90°,∴四边形ECTD是矩形,∴DT=EC,DT∥AC,∴∠TDB=∠A=30°,∴DT=BD,∵FC=FB,∠CFG=∠BFD,FG=FD,∴△CFG≌△BFD(SAS),∴CG=BD,∠FCG=∠B=60°,∴EC=CG,∴∠ACG=90°+60°=150°,∴直线CE与CG所夹的锐角的度数为30°,故答案为:EC=CG,30°.(2)成立.理由如下:连接CD,BG,延长BD交CE的延长线于H,设BH交AC于点O.在Rt△ABC和Rt△ADE中,∠BAC=∠DAE=30°,∴cos∠BAC==,cos∠EAD==,∠EAC=∠DAB,∴==,∴△ACE∽△ABD,∴==,∠ACE=∠ABD,∵∠HOC=∠AOB,∴∠H=∠OAB=30°,∵CF=FB,DF=FG,∴四边形DCGB是平行四边形,∴CG=BD,CG∥BH,∴∠1=∠H=30°,∴EC=CG,直线CE与CG所夹的锐角的度数为30°.(3)如图③﹣1中,当∠AEC=90°时,由题意AC=AB=2,AE=AD=,∴EC===,∴CG=EC=,如图③﹣2中,当∠EAC=90°时,可得EC==,∴CG=EC=5.综上所述,CG的值为或5.12.解:(1)由题意得,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,∠ACB=60°,BC=1,∴AC=2,BC=,在Rt△DEC中,∠DEC=90°,∠DCE=60°,EF=2,∴DC=4,DE=2,∴∠DCA=180°﹣∠DCE﹣∠ACB=60°,∴AC=EF,∠DCE=∠DCA,DC=DC,∴△DEF≌△DAC(SAS),∴AD=DE=2,∠EDC=∠CDA=30°,∵∠MEC=60°,∴∠DEM=30°,∴∠DME=180°﹣∠DEM﹣∠EDM=180°﹣∠DEM﹣2∠EDC=90°,∴DM=DE=,∴AM=AD﹣DM=,∴=1,故答案为:1;(2)如图2,连接AE,∵AC=EF=2,∠ACE=60°,∴△AEC是等边三角形,∴AE=2,∠EAC=∠AEC=60°,∴∠AEB+∠BEC=∠AEC=60°,∵∠MEB=60°,∴∠AEB+∠MEA=60°,∴∠BEC=∠MEA,∵∠DAE=∠ECB=120°,AE=EC,∴△AME≌△CBE(ASA),∴AM=BC=1,∵AD=DC﹣AC=2,∴DM=AD﹣AM=1,∴=1;(3)如图3,过点B作BG⊥BE交EM延长线于点G,连接AG,BG,∵∠CBA=∠EBG=90°,∴∠EBC=∠GBA,∵∠MEB=∠ACB=60°,∴,∴△ECB∽△GAB,∴,∠AGB=∠CEB,∴AG=m,∵∠CEB+∠DEG=30°,∠AGB+∠EGA=30°,∴∠AGM=∠DEM,∴AG∥DE,∴△AGM∽△DEM,∴,∵DE=EF=2,∴==.故答案为:.13.(1)证明:如图1中,∵∠ABC=45°,AD⊥BC于点D,∴∠BAD=90°﹣∠ABC=45°,∴△ABD是等腰直角三角形,∴AD=BD,∵BE⊥AC,∴∠GBD+∠C=90°,∵∠EAD+∠C=90°,∴∠GBD=∠EAD,∵∠ADB=∠EDG=90°,∴∠ADB﹣∠ADG=∠EDG﹣∠ADG,即∠BDG=∠ADE,∴△BDG≌△ADE(ASA),∴BG=AE,DG=DE,∵∠EDG=90°,∴△EDG为等腰直角三角形,∴∠AED=∠AEB+∠DEG=90°+45°=135°,∵△AED沿直线AE翻折得△AEF,∴△AED≌△AEF,∴∠AED=∠AEF=135°,ED=EF,∴∠DEF=360°﹣∠AED﹣∠AEF=90°,∴△DEF为等腰直角三角形,∴∠GDE=∠DEF=90°,DG=DE=EF,∴DG∥EF,∴四边形DFEG是平行四边形.(2)解:如图2中,设AD交BE于P,过点P作PT⊥AB于T.∵tan∠ABE==,∴可以假设PT=a,BT=3a,∵△ABD是等腰直角三角形,∴∠P AT=45°,∵PT⊥AB,∴∠ATP=90°,∴∠P AT=∠APT=45°,∴AT=PT=a,∴P A=a,AB=4a,AD=BD=2a,∴P A=PD=a,∴tan∠BPD==2,∵BE⊥AC,∴∠ADC=∠PEC=90°,∴∠EPD+∠ACD=180°,∵∠EPD+∠BPD=180°,∴∠BPD=∠ACD,根据对称性可知,∠ACD=∠ACF,∠ADF=∠AFD,AC⊥DF,∴∠ACD=∠ACF=∠BPD,∵∠ADF+∠CDF=90°,∠CDF+∠ACD=90°,∴∠ADF=∠ACD,∴∠ACD=∠ACF=∠ADF=∠AFD=∠BPD,∴正切值等于2的角有:∠ACD,∠ACF,∠ADF,∠AFD.14.解:(1)∵∠BAC=90°,AB=AE,∴△BAE为等腰直角三角形,∵AG⊥BE,∴AH是△BAE的中线,∴BE=2AH=4,∵∠BEA=45°,∴∠BEC=135°,在△BCE中,过点C作CD⊥BE交BE的延长线于点D,如图1,∵∠DEC=45°,∴△DEC是等腰直角三角形,设ED=x,则DC=x,CE=x,在Rt△BCD中,BC2=BD2+DC2,即,∴x1=1或x2=﹣5(舍去),∴CE=;(2)如图2,过H作HD⊥HM交AM于点D,连接BD,∵AB=AE,∠BAC=90°,∴△ABE是等腰直角三角形,∵AG⊥BE,∴△ABH为等腰直角三角形,∴BH=AH,∠BAN=45°,∠BHA=90°,∵AB=BM,∴∠BAM=∠BMA,∵∠HMG=∠MAH,∴∠BAM﹣∠MAH=∠BMA﹣∠HMG,即∠BAH=∠AMH=45°,∵HD⊥HM,∴△DHM为等腰直角三角形,∴DH=HM,∠DHM=90°,∵∠BHD=∠BHA+∠AHD,∠AHM=∠DHM+∠AHD,∴∠BHD=∠AHM,在△BHD与△AHM中,,∴△BHD≌△AHM(SAS),∴∠DBH=∠MAH,BD=AM,∴∠BHA=∠BDA=90°,∵BA=BM,∴D是AM的中点,∴AM=2DM=2HM,即AM=2HM;(3)∵H是BE的中点,M是BC的中点,∴MH是△BCE的中位线,∴MH∥CE,∴∠AMH=∠MAC,∵∠BAC=90°,∴AM=BM,∴∠MAB=∠ABM,∵点B与点N关于线段AM对称,∴∠ABM=∠ANM,AB=AN,∴AE=AN,∴∠AEN=∠ANE,在△AEN中,∠NAE+2∠ANE=180°①,∵∠ANE=∠ANM+∠MNE,∠ABM=∠ANM=∠MAB=90°﹣∠MAC,∴∠ANE=90°﹣∠MAC+∠MNE,∴∠ANE=90°﹣∠AMH+∠MNE②,将②代入①,得:∠NAE+2×(90°﹣∠AMH+∠MNE)=180°,∴∠NAE+180°﹣2∠AMH+2∠MNE=180°,∴∠NAE+2∠MNE=2∠AMH.15.解:(1)结论:CG⊥BD.理由:延长CF到点M,使得FM=CF,连接AM.∵F A=FE,∠AFM=∠EFC,FM=FC,∴△AMF≌△ECF(SAS),∴AM=CE=4,∠AMF=∠ECF,∴AM∥CE,∴∠MAC=∠DCB=90°,∵==,∴△MAC∽△DCB,∴∠DBC=∠ACM,∵∠ACM+∠GCB=90°,∴∠DBC+∠GCB=90°,∴∠CGB=90°,∴CG⊥BD.故答案为:CG⊥BD.(2)结论仍然成立.理由:延长CF到点M,使得FM=CF,连接AM.∵F A=FE,∠AFM=∠EFC,FM=FC,∴△AMF≌△ECF(SAS),∴AM=CE=4,∠AMF=∠ECF,∴AM∥CE,∴∠MAC+∠ACE=180°,∴∠MAC=180°﹣∠ACE,∵∠DCB=∠DCE+∠ACB﹣∠ACE=90°+90°﹣∠ACE=180°﹣∠ACE,∴∠MAC=∠DCB,∵==,∴△MAC∽△DCB,∴∠DBC=∠ACM,∵∠ACM+∠GCB=90°,∴∠DBC+∠GCB=90°,∴∠CGB=90°,∴CG⊥BD.(3)如图3中,当点E在线段BD上时,∵△AMC∽△CDB,∴==,在Rt△DCE中,CD=3,CE=4,∴DE===5,∵CG⊥DE,∴CG==,在Rt△CGB中,CB=6,CG=中,∴BG===,在Rt△DCG中,DG===,∴BD=BG+DG=,∴CM=BD=,∴CF=CM=如图4中,当点E在线段BD的延长线上时,同法可得CF=CM=.综上所述,满足条件的CF的值为或.16.(1)解:如图1中,过点F作FH⊥AE于H.在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AB=2,∠C=30°,∴AC=2AB=4,BC=AB=2,∵AE=EC=AC=2,EG=GC,∴EG=CG=1,∵∠AFE=90°,∠AEF=30°,∴EF=AE•cos30°=,∴FH=EF=,HE=FH=,∴GH=HE+EG=,∴FG===.(2)证明:如图2中,取AC的中点M,连接BM,GM,BF.∵AM=MC,∠ABC=90°,∴BM=AM=CM,∵AC=2AB,∴AB=AM=BM,∴∠BAM=∠AMB=∠ABM=60°,∴∠BMC=120°,∵AE=2AF,∠EAF=60°,∴∠BAF=120°+∠EAC,∵AM=MC,EG=GC,∴GM=AE=AF,GM∥AE,∴∠CMG=∠EAC,∴∠BMG=120°+∠CMG=120°+∠EAC=∠BAF,∴△BAF≌△BMG(SAS),∴∠ABF=∠MBG,BF=BG,∴∠FBG=∠ABM=60°,∴△BFG是等边三角形,∴BG=FG,∴BG=EF+EG=AE+CG=AB+CG.(3)解:如图3中,取AC的中点M,连接BM,GM,BF.在MC上取一点D,使得MD=MG,连接DG,BD.同法可证:△BAF≌△BMG(SAS),∴∠ABF=∠MBG,BF=BG,∴∠FBG=∠ABM=60°,∴△BFG是等边三角形,∴BG=FG,∵AM=CM,EG=CG,∴MG=AE,∵AB=3,∠ABC=90°,∠ACB=30°,∴AC=2AB=6,AM=CM=3,∵AE=AC=3,MG=,∴MD=MG=,∵==,∠DMG=∠GMC,∴△MDG∽△MGC,∴==,∴DG=CG,∴GB﹣CG=GB﹣DG≤BD,∴当B,D,G共线时,BG﹣CG的值最大,最大值为BD的长,∴直线AB,AC,BG围成的三角形为△ABD,∵AD=AM+DM=3+=,∴S△ABD=××=,∴当GB﹣GC最大时,直线AB,AC,BG所围成三角形的面积为.17.(1)证明:如图1中,∵CA=CB,∠ACB=90°,AD=DB,∴CD⊥AB,CD=AD=DB,∵∠DEF=∠ADC=90°,DE=EF,∴AD=EF,∵∠AOD=∠EOF,∴△AOD≌△FOE(AAS),∴OE=OD.(2)解:结论:AD﹣BF=CE.理由:如图2中,过点E作ET⊥BC交AB于T,过点T作TR⊥AC于R.则四边形ECRT 是矩形,△ART,△EBT都是等腰直角三角形,可得EC=RT,AT=RT=EC.∵∠TEB=∠DEF=90°,∴∠TED=∠BEF,∵ET=EB,ED=EF,∴△TED≌△BEF(SAS),∴DT=BF,∵AD﹣DT=AT,∴AD﹣BF=CE.(3)解:如图3中,取AB的中点R,连接GR,BF,过点E作EM⊥AB于M.设GR =x,EM=BM=y.由(2)可知,△TED≌△BEF(SAS),∴∠ETD=∠EBF=45°,∴∠ABC=45°,∴∠FBA=90°,∵AG=GF,AR=RB=2,∴GR∥BF,BF=2GR=2x,∴∠GRA=∠FBA=90°,∵GR⊥AB,∵AB=4,AD=3BD,∴AD=3,BD=,∴DR=AD﹣AR=3﹣2=,∵∠GRD=∠EMD=∠EDG=90°,∴∠GDR+∠DGR=90°,∠GDR+∠EDM=90°,∴∠DGR=∠EDM,∴△DRG∽△EMD,∴=,∴=①又∵AD﹣BF=CE,∴3﹣2x=(4﹣y)②,由①②可得y=(不合题意的解已经舍弃).∴EC=4﹣()=.18.解:(1)∵+|y﹣8|=0,又∵≥0,|y﹣8|≥0,∴x=2,y=8,∴A(2,8),∵AD⊥x轴,∴OD=2,AD=8,∵AD﹣OD=OE,∴OE=6,∴E(﹣6,0).(2)如图1中,连接OG.由题意G(10,m).∵AD=DE=8,∠ADE=90°,∴∠AED=45°,∴∠OEF=∠OFE=45°,∴OE=OF=6,∴F(0,6),∴S=S△ODG+S△OFG﹣S△OFD=×2×m+×6×10﹣×2×6=m+24(0≤m≤8).(3)如图2中,设FG交AD于J,P(2,t),当点P在DJ上,点Q在AB上时,当S=26时,m=2,∴G(10,2),∵F(0,6),∴直线FG的解析式为y=﹣x+6,∴J(2,),由题意,•(﹣t)×10=2××2t×6,解得t=,∴P(2,),当点P在AJ上,点Q在BG上时,同法可得,•(t﹣)×10=2××(14﹣2t)×8,解得t=,∴P(2,).综上所述,满足条件的点P的坐标为(2,)或(2,).19.解:(1)当x=0时,y=6,∴B(0,6),当y=0时,﹣x+6=0,∴x=6,∴A(6,0);(2)如图1,过点C作CM⊥x轴于M,Rt△ABO中,OA=6,OB=6,∴AB==12,∴∠ABO=30°,由翻折得:∠ABC=∠ABO=30°,∠AOB=∠ACB=90°,AC=OA=6,∴∠CAM=60°,∴∠ACM=90°﹣60°=30°,∴AM=AC=3,CM=3,∴C(9,3),∴k=9×3=27;(3)分两种情况:①如图2,当点B'在y轴的负半轴上时,。

中考数学几何压轴题及答案及答案

中考数学几何压轴题及答案及答案

中考数学几何压轴题及答案一、解答题(共30小题)1.观察猜想(1)如图①,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC=3,点D与点A重合,点E在边BC上,连接DE,将线段DE绕点D顺时针旋转90°得到线段DF,连接BF,BE与BF的位置关系是,BE+BF=;探究证明(2)在(1)中,如果将点D沿AB方向移动,使AD=1,其余条件不变,如图②,判断BE与BF的位置关系,并求BE+BF的值,请写出你的理由或计算过程;拓展延伸(3)如图③,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=α,点D在边BA的延长线上,BD=n,连接DE,将线段DE绕着点D顺时针旋转,旋转角∠EDF=α,连接BF,则BE+BF的值是多少?请用含有n,α的式子直接写出结论2.在△ABC的边BC上取B′、C′两点,使∠AB′B=∠AC′C=∠BAC(1)如图1中∠BAC为直角,∠BAC=∠AB′B=∠AC′C=90°(点B′与点C′重合),则△ABC∽△B'BA∽△C'AC,,,进而可得AB2+AC2=;(2)如图2中当∠BAC为锐角,图3中∠BAC为钝角时(1)中的结论还成立吗?若不成立,则AB2+AC2等于什么(用含用BC和B′C′的式子表示)?并说明理由(3)若在△ABC中,AB=5,AC=6,BC=9,请你先判断出△ABC的类型,再求出B′C′的长3.(1)问题发现如图1,在Rt△ABC和Rt△CDE中,∠ACB=∠DCE=90°,∠CAB=∠CDE=45°,点D是线段AB上一动点,连接BE填空:①的值为;②∠DBE的度数为.(2)类比探究如图2,在Rt△ABC和Rt△CDE中,∠ACB=∠DCE=90°,∠CAB=∠CDE=60°,点D是线段AB上一动点,连接BE.请判断的值及∠DBE的度数,并说明理由;(3)拓展延伸如图3,在(2)的条件下,将点D改为直线AB上一动点,其余条件不变,取线段DE 的中点M,连接BM、CM,若AC=2,则当△CBM是直角三角形时,线段BE的长是多少?请直接写出答案.4.(1)问题发现:如图①,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,点D是BC的中点,以点D为顶点作正方形DFGE,使点A、C分别在DE和DF上,连接BE、AF.则线段BE 和AF数量关系.(2)类比探究:如图②,保持△ABC固定不动,将正方形DFGE绕点D旋转α(0°<α≤360°),则(1)中的结论是否成立?如果成立,请证明;如果不成立,请说明理由.(3)解决问题:若BC=DF=2,在(2)的旋转过程中,连接AE,请直接写出AE的最大值.5.如图,在平行四边形ABCD中,AC与BD交于点O,以点O为顶点的∠EOF的两边分别与边AB、AD交于点E、F,且∠EOF与∠BAD互补.(1)若四边形ABCD是正方形,则线段OE与OF有何数量关系?请直接写出结论;(2)若四边形ABCD是菱形,那么(1)中的结论是否成立?若成立,请画出图形并给出证明;若不成立,请说明理由;(3)若AB:AD=m:n,探索线段OE与OF的数量关系,并证明你的结论.6.如图(1),已知点G在正方形ABCD的对角线AC上,GE⊥BC,垂足为点E,GF⊥CD,垂足为点F.(1)证明与推断:①求证:四边形CEGF是正方形;②推断:的值为:(2)探究与证明:将正方形CEGF绕点C顺时针方向旋转α角(0°<α<45°),如图(2)所示,试探究线段AG与BE之间的数量关系,并说明理由;(3)拓展与运用:正方形CEGF在旋转过程中,当B,E,F三点在一条直线上时,如图(3)所示,延长CG交AD于点H.若AG=6,GH=2,则BC=.7.如图1,在△ABC中,AB=AC=2,∠BAC=120°,点D、E分别是AC、BC的中点,连接DE.定理:在直角三角形中,如果一个锐角等于30°,那么它所对的直角边等于斜边的一半.探索发现:图1中,的值为;的值为.(2)拓展探完若将△CDE绕点C逆时针方向旋转一周,在旋转过程中的大小有无变化?请仅就图2的情形给出证明.(3)问题解决当△CDE旋转至A,D,E三点共线时,直接写出线段BE的长.8.已知△ABC是边长为4的等边三角形,边AB在射线OM上,且OA=6,点D是射线OM上的动点,当点D不与点A重合时,将△ACD绕点C逆时针方向旋转60°得到△BCE,连接DE,设OD=m.(1)问题发现如图1,△CDE的形状是三角形.(2)探究证明如图2,当6<m<10时,△BDE的周长是否存在最小值?若存在,求出△BDE周长的最小值;若不存在,请说明理由.(3)解决问题是否存在m的值,使△DEB是直角三角形?若存在,请直接写出m的值;若不存在,请说明理由.9.等腰直角三角形ABC和等腰直角三角形ADE中,∠BAC=∠DAE=90°,AB=4,AE=2,其中△ABC固定,△ADE绕点A作360°旋转,点F、M、N分别为线段BE、BC、CD 的中点,连接MN、NF.问题提出:(1)如图1,当AD在线段AC上时,则∠MNF的度数为,线段MN 和线段NF的数量关系为;深入讨论:(2)如图2,当AD不在线段AC上时,请求出∠MNF的度数及线段MN和线段NF的数量关系;拓展延伸:(3)如图3,△ADE持续旋转过程中,若CE与BD交点为P,则△BCP面积的最小值为.10.四边形是我们在学习和生活中常见的图形,而对角线互相垂直的四边形也比较常见,比如筝形、菱形、图1中的四边形ABCD等.它们给我们的学习和生活带来了很多的乐趣和美感.(1)如图2,在四边形ABCD中,AB=AD,CB=CD,则AC与BD的位置关系是,请说明理由.(2)试探究图1中四边形ABCD的两组对边AB,CD与BC,AD之间的数量关系,请写出证明过程.(3)问题解决:如图3,分别以Rt△ACB的直角边AC和斜边AB为边向外作正方形ACFG 和正方形ABDE,连接CE,BG,GE,已知AC=4,AB=5,求GE的长.11.问题发现:如图(1)在Rt△ABC和Rt△BDE中,∠A=∠DEB=30°,BC=BE=6,Rt△BDE绕点B逆时针旋转,H为CD的中点,当点C与点E重合时,BH与AE的位置关系为,BH与AE的数量关系为;问题证明:在Rt△BDE绕点B旋转的过程中,(1)中的结论是否仍然成立?若成立,请就图(2)的情形给出证明若不成立,请说明理由;拓展应用:在Rt△BDE绕点B旋转的过程中,当DE∥BC时,请直接写出BH2的长.12.如图1,菱形ABCD与菱形GECF的顶点C重合,点G在对角线AC上,且∠BCD=∠ECF=60°,(1)问题发现的值为;(2)探究与证明将菱形GECF绕点C按顺时针方向旋转α角(0°<α<60°),如图2所示,试探究线段AG与BE之间的数量关系,并说明理由;(3)拓展与运用:菱形GECF在旋转过程中,当点A,G,F三点在一条直线上时,如图3所示连接CG并延长,交AD于点H,若CE=2,GH=,则AH的长为.13.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,=,CD⊥AB于点D,点E是直线AC上一动点,连接DE,过点D作FD⊥ED,交直线BC于点F.(1)探究发现:如图1,若m=n,点E在线段AC上,则=;(2)数学思考:①如图2,若点E在线段AC上,则=(用含m,n的代数式表示);②当点E在直线AC上运动时,①中的结论是否仍然成立?请仅就图3的情形给出证明;(3)拓展应用:若AC=,BC=2,DF=4,请直接写出CE的长.14.如图,已知点E是射线BC上的一点,以BC、CE为边作正方形ABCD和正方形CEFG,连接AF,取AF的中点M,连接DM、MG(1)如图1,判断线段DM和GM的数量关系是,位置关系是;(2)如图2,在图中的正方形CEFG绕点C逆时针旋转的过程中,其他条件不变,(1)中的结论是否成立?说明理由;(3)已知BC=10,CE=2,正方形CEFG绕点C旋转的过程中,当A、F、E共线时,直接写出△DMG的面积.15.在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AB=,AC=2,过点B作直线m∥AC,将△ABC绕点C顺时针旋转得到△A′B′C(点A,B的对应点分别为A',B′),射线CA′,CB′分别交直线m于点P,Q.(1)如图1,当P与A′重合时,求∠ACA′的度数;(2)如图2,设A′B′与BC的交点为M,当M为A′B′的中点时,求线段PQ的长;(3)在旋转过程中,当点P,Q分别在CA′,CB′的延长线上时,试探究四边形P A'B′Q的面积是否存在最小值.若存在,求出四边形P A′B′Q的最小面积;若不存在,请说明理由.16.如图(1),在等边三角形ABC中,点D,E分别在边AB,AC上,AD=AE,连接BE,CD,点M,N,P分别是BE,CD,BC的中点,连接DE,PM,PN,MN.(1)观察猜想,图(1)中△PMN是(填特殊三角形的名称)(2)探究证明,如图(2),△ADE绕点A按逆时针方向旋转,则△PMN的形状是否发生改变?并就图(2)说明理由.(3)拓展延伸,若△ADE绕点A在平面内自由旋转,AD=2,AB=6,请直接写出△PMN 的周长的最大值.17.已知△ABC,AB=AC,D为直线BC上一点,E为直线AC上一点,AD=AE,设∠BAD=α,∠CDE=β,(1)如图1,若点D在线段BC上,点E在线段AC上.∠ABC=60°,∠ADE=70°,则α=°;β=°.(2)如图2,若点D在线段BC上,点E在线段AC上,则α,β之间有什么关系式?说明理由.(3)是否存在不同于(2)中的α,β之间的关系式?若存在,请写出这个关系式(写出一种即可),说明理由;若不存在,请说明理由.18.问题提出:(1)如图1,在四边形ABCD中,连接AC、BD,AB=AD,∠BAD=∠BCD=90°,将△ABC绕点A逆时针旋转90°,得到△ADE,点B的对应点落在点D,点C的对应点为点E,可知点C、D、E在一条直线上,则△ACE为三角形,BC、CD、AC的数量关系为;探究发现:(2)如图2,在⊙O中,AB为直径,点C为的中点,点D为圆上一个点,连接AD、CD、AC、BC、BD,且AD<BD,请求出CD、AD、BD间的数量关系.拓展延伸:(3)如图3,在等腰直角三角形ABC中,点P为AB的中点,若AC=13,平面内存在一点E,且AE=10,CE=13,当点Q为AE中点时,PQ=.19.已知△ABC中,CA=CB,0°<∠ACB≤90°,点M、N分别在边CA,CB上(不与端点重合),BN=AM,射线AG∥BC交BM延长线于点D,点E在直线AN上,EA=ED.(1)【观察猜想】如图1,点E在射线NA上,当∠ACB=45°时,①线段BM与AN的数量关系是;②∠BDE的度数是;(2)【探究证明】如图2点E在射线AN上,当∠ACB=30°时,判断并证明线段BM与AN的数量关系,求∠BDE的度数;(3)【拓展延伸】如图3,点E在直线AN上,当∠ACB=60°时,AB=3,点N是BC 边上的三等分点,直线ED与直线BC交于点F,请直接写出线段CF的长.20.如图①,在正方形ABCD和正方形AB'C'D'中,AB=2,AB'=,连接CC’(1)问题发现:.(2)拓展探究:将正方形AB'C'D'绕点A逆时针旋转,记旋转角为θ,连接BB',试判断:当0°≤θ<360°时,的值有无变化?请仅就图②中的情形给出你的证明;(3)问题解决:请直接写出在旋转过程中,当C,C′,D'三点共线时BB′的长.21.如图1,在正方形ABCD中,点O是对角线BD的中点.(1)观察猜想将图1中的△BCD绕点O逆时针旋转至图2中△ECF的位置,连接AC,DE,则线段AC与DE的数量关系是,直线AC与DE的位置关系是.(2)类比探究将图2中的△ECF绕点O逆时针旋转至图3的位置,(1)中的结论是否成立?并说明理由.(3)拓展延伸将图2中的△ECF在平面内旋转,设直线AC与DE的交点为M,若AB=4,请直接写出BM的最大值与最小值.22.如图1,点B在直线l上,过点B构建等腰直角三角形ABC,使∠BAC=90°,且AB=AC,过点C作CD⊥直线l于点D,连接AD.(1)小亮在研究这个图形时发现,∠BAC=∠BDC=90°,点A,D应该在以BC为直径的圆上,则∠ADB的度数为°,将射线AD顺时针旋转90°交直线l于点E,可求出线段AD,BD,CD的数量关系为;(2)小亮将等腰直角三角形ABC绕点B在平面内旋转,当旋转到图2位置时,线段AD,BD,CD的数量关系是否变化,请说明理由;(3)在旋转过程中,若CD长为1,当△ABD面积取得最大值时,请直接写AD的长.23.如图1,将三角板放在正方形ABCD上,使三角板的直角顶点E与正方形ABCD的顶点A重合,三角板的一边交CD于点F.另一边交CB的延长线于点G.(1)观察猜想:线段EF与线段EG的数量关系是;(2)探究证明:如图2,移动三角板,使顶点E始终在正方形ABCD的对角线AC上,其他条件不变,(1)中的结论是否仍然成立?若成立,请给予证明:若不成立.请说明理由:(3)拓展延伸:如图3,将(2)中的“正方形ABCD”改为“矩形ABCD”,且使三角板的一边经过点B,其他条件不变,若AB=a、BC=b,求的值.24.如图1,在Rt△ABC中,∠B=90°,AB=2,BC=1,点D,E分别是边BC,AC的中点,连接DE.将△EDC绕点C按顺时针方向旋转,记旋转角为α.(1)问题发现①当α=0°时,=;②当α=180°时,=.(2)拓展探究试判断:当0°≤α<360°时,的大小有无变化?请仅就图2的情况给出证明.(3)问题解决当△EDC旋转至A、B、E三点共线时,直接写出线段BD的长.25.在△ABC中,AD为BC边上的中线,E为AD上一动点,设DE=nEA,连接CE并延长,交AB于点F.(1)尝试探究如图(1),当∠BAC=90°,∠B=30°,DE=EA时,BF,BA之间的数量关系是;(2)类比延伸如图(2),当△ABC为锐角三角形,DE=EA时,(1)中的结论是否仍然成立?若成立,请给予证明;若不成立,请说明理由;(3)拓展迁移如图(3),当△ABC为锐角三角形,DE=nEA时,请直接写出BF,BA之间的数量关系.26.古希腊数学家毕达哥拉斯认为:“一切平面图形中最美的是圆”.请研究如下美丽的圆.如图,线段AB是⊙O的直径,延长AB至点C,使BC=OB,点E是线段OB的中点,DE ⊥AB交⊙O于点D,点P是⊙O上一动点(不与点A,B重合),连接CD,PE,PC.(1)求证:CD是⊙O的切线;(2)小明在研究的过程中发现是一个确定的值.回答这个确定的值是多少?并对小明发现的结论加以证明.27.定义:三角形一个内角的平分线和与另一个内角相邻的外角平分线相交所成的锐角称为该三角形第三个内角的遥望角.(1)如图1,∠E是△ABC中∠A的遥望角,若∠A=α,请用含α的代数式表示∠E.(2)如图2,四边形ABCD内接于⊙O,=,四边形ABCD的外角平分线DF交⊙O 于点F,连结BF并延长交CD的延长线于点E.求证:∠BEC是△ABC中∠BAC的遥望角.(3)如图3,在(2)的条件下,连结AE,AF,若AC是⊙O的直径.①求∠AED的度数;②若AB=8,CD=5,求△DEF的面积.28.【性质探究】如图,在矩形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,AE平分∠BAC,交BC于点E.作DF⊥AE于点H,分别交AB,AC于点F,G.(1)判断△AFG的形状并说明理由.(2)求证:BF=2OG.【迁移应用】(3)记△DGO的面积为S1,△DBF的面积为S2,当=时,求的值.【拓展延伸】(4)若DF交射线AB于点F,【性质探究】中的其余条件不变,连结EF,当△BEF的面积为矩形ABCD面积的时,请直接写出tan∠BAE的值.29.如图,已知AC为正方形ABCD的对角线,点P是平面内不与点A,B重合的任意一点,连接AP,将线段AP绕点P顺时针旋转90°得到线段PE,连接AE,BP,CE.(1)求证:△APE∽△ABC;(2)当线段BP与CE相交时,设交点为M,求的值以及∠BMC的度数;(3)若正方形ABCD的边长为3,AP=1,当点P,C,E在同一直线上时,求线段BP 的长.30.如图1和图2,在△ABC中,AB=AC,BC=8,tan C=.点K在AC边上,点M,N 分别在AB,BC上,且AM=CN=2.点P从点M出发沿折线MB﹣BN匀速移动,到达点N时停止;而点Q在AC边上随P移动,且始终保持∠APQ=∠B.(1)当点P在BC上时,求点P与点A的最短距离;(2)若点P在MB上,且PQ将△ABC的面积分成上下4:5两部分时,求MP的长;(3)设点P移动的路程为x,当0≤x≤3及3<x≤9时,分别求点P到直线AC的距离(用含x的式子表示);(4)在点P处设计并安装一扫描器,按定角∠APQ扫描△APQ区域(含边界),扫描器随点P从M到B再到N共用时36秒.若AK=,请直接写出点K被扫描到的总时长.参考答案与试题解析一.解答题(共30小题)1.【解答】解:(1)如图①中,∵∠EAF=∠BAC=90°,∴∠BAF=∠CAE,∵AF=AE,AB=AC,∴△BAF≌△CAE,∴∠ABF=∠C,BF=CE,∵AB=AC,∠BAC=90°,∴∠ABC=∠C=45°,∴∠FBE=∠ABF+∠ABC=90°,BC=BE+EC=BE+BF,故答案为:BF⊥BE,BC.(2)如图②中,作DH∥AC交BC于H.∵DH∥AC,∴∠BDH=∠A=90°,△DBH是等腰直角三角形,由(1)可知,BF⊥BE,BF+BE=BH,∵AB=AC=3,AD=1,∴BD=DH=2,∴BH=2,∴BF+BE=BH=2;(3)如图③中,作DH∥AC交BC的延长线于H,作DM⊥BC于M.∵AC∥DH,∴∠ACB=∠H,∠BDH=∠BAC=α,∵AB=AC,∴∠ABC=∠ACB∴∠DBH=∠H,∴DB=DH,∵∠EDF=∠BDH=α,∴∠BDF=∠HDE,∵DF=DE,DB=DH,∴△BDF≌△HDE,∴BF=EH,∴BF+BE=EH+BE=BH,∵DB=DH,DM⊥BH,∴BM=MH,∠BDM=∠HDM,∴BM=MH=BD•sin.∴BF+BE=BH=2n•sin.2.【解答】解:(1)如图1中,∵△ABC∽△B'BA∽△C'AC,∴=,=,∴AB2=BB′×BC,AC2=CC′×BC,∴AB2+AC2=BC(BB′+CC′)=BC×BC=BC2,故答案为BC2.(2)不成立.理由:如图2中当∠BAC为锐角时,BB′+CC′﹣B′C′=BC,且△ABC∽△B'BA∽△C'AC,∴∴=,=,∴AB2=BB′×BC,AC2=CC′×BC,∴AB2+AC2=BC(BB′+CC′)=BC2+BC•B′C′.图3中∠BAC为钝角时,BB′+CC′+B′C′=BC.AB2+AC2=BC(BB′+CC′)=BC2﹣BC•B′C′.(3)当AB=5,AC=6,BC=9时,则AB2+AC2<BC2,可知△ABC为钝角三角形,由图3可知:AB2+AC2=BC2﹣BC•B′C′,∴52+62=92﹣9B′C′,∴B′C′=.3.【解答】解:(1)∵∠ACB=∠DCE=90°,∠CAB=∠CDE=45°,∴∠ABC=∠CAB=45°=∠CDE=∠CED,∴AC=BC,CD=CE,∵∠ACB=∠DCE=90°,∴∠ACD=∠BCE,在△ACD和△BCE中,,∴△ACD≌△BCE(SAS),∴BE=AD,∠CAB=∠CBE=45°,∴∠DBE=∠ABC+∠CBE=90°,=1,故答案为:1,90°(2),∠DBE=90°理由如下:∵∠ACB=∠DCE=90°,∠CAB=∠CDE=60°,∴∠ACD=∠BCE,∠CED=∠ABC=30°∴tan∠ABC=tan30°==∵∠ACB=∠DCE=90°,∠CAB=∠CDE=60°,∴Rt△ACB∽Rt△DCE∴∴,且∠ACD=∠BCE∴△ACD∽△BCE∴=,∠CBE=∠CAD=60°∴∠DBE=∠ABC+∠CBE=90°(3)若点D在线段AB上,如图,由(2)知:=,∠ABE=90°∴BE=AD∵AC=2,∠ACB=90°,∠CAB=90°∴AB=4,BC=2∵∠ECD=∠ABE=90°,且点M是DE中点,∴CM=BM=DE,∵△CBM是直角三角形∴CM2+BM2=BC2=(2)2,∴BM=CM=∴DE=2∵DB2+BE2=DE2,∴(4﹣AD)2+(AD)2=24∴AD=+1∴BE=AD=3+若点D在线段BA延长线上,如图同理可得:DE=2,BE=AD∵BD2+BE2=DE2,∴(4+AD)2+(AD)2=24,∴AD=﹣1∴BE=AD=3﹣综上所述:BE的长为3+或3﹣4.【解答】解:(1)∵△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,点D是BC的中点,∴AD=BD=DC,∠BDA=90°,∵四边形DFGE是正方形,∴DE=DF,∠EDF=90°,∴∠BDE=∠ADF=90°,在△BDE和△ADF中,,∴△BDE≌△ADF(SAS),∴BE=AF故答案为:BE=AF;(2)成立;理由如下:当正方形DFGE在BC的上方时,如图②所示,连接AD,∵在Rt△ABC中,AB=AC,D为斜边BC的中点,∴AD=BD,AD⊥BC,∴∠ADE+∠EDB=90°,∵四边形DFGE为正方形,∴DE=DF,且∠EDF=90°,∴∠ADE+∠ADF=90°,∴∠BDE=∠ADF,在△BDE和△ADF中,,∴△BDE≌△ADF(SAS),∴BE=AF;当正方形DFGE在BC的下方时,连接AD,如图③所示:∵∠BDE=∠BDF+90°,∠ADF=∠BDF+90°,∴∠BDE=∠ADF,在△BDE和△ADF中,,∴△BDE≌△ADF(SAS),∴BE=AF;综上所述,(1)中的结论BE=AF成立;(3)在△ADE中,∵AE<AD+DE,∴当点A、D、E共线时,AE取得最大值,最大值为AD+DE.如图④所示:则AD=BC=1,DE=DF=2,∴AE=AD+DE=3,即AE的最大值为3.5.【解答】解:(1)如图1,过点O作OM⊥AB于M,ON⊥AD于N,∴∠OME=∠ONF=90°,∴∠BAD+∠MON=180°,∵∠BAD+∠EOF=180°,∴∠MON=∠EOF,∴∠EOM=∠FON,∵O是正方形ABCD的对角线的交点,∴∠BAO=∠DAO,∵OM⊥AB,ON⊥AD,∴OM=ON,∴△OME≌△ONF(AAS)∴OE=OF;(2)(1)的结论成立;理由:如图2,过点O作OM⊥AB于M,ON⊥AD于N,∴∠OME=∠ONF=90°,∴∠BAD+∠MON=180°,∵∠BAD+∠EOF=180°,∴∠MON=∠EOF,∴∠EOM=∠FON,∵O是菱形ABCD的对角线的交点,∴∠BAO=∠DAO,∵OM⊥AB,ON⊥AD,∴OM=ON,∴△OME≌△ONF(AAS)∴OE=OF;(3)如图3,过点O作OG⊥AB于G,OH⊥AD于H,∴∠OGE=∠OHF=90°,∴∠BAD+∠GOH=180°,∵∠BAD+∠EOF=180°,∴∠GOH=∠EOF,∴△EOG∽△FOH,∴,∵O是▱ABCD的对角线的交点,∴S△AOB=S△AOD,∵S△AOB=AB•OG,S△AOD=AD•OH,∴AB•OG=AD•OH,∴=,∴.6.【解答】解:(1)①∵四边形ABCD是正方形,∴∠BCD=90°,∠BCA=45°,∵GE⊥BC、GF⊥CD,∴∠CEG=∠CFG=∠ECF=90°,∴四边形CEGF是矩形,∠CGE=∠ECG=45°,∴EG=EC,∴四边形CEGF是正方形;②由①知四边形CEGF是正方形,∴∠CEG=∠B=90°,∠ECG=45°,∴=,GE∥AB,∴==,故答案为:;(2)连接CG,由旋转性质知∠BCE=∠ACG=α,在Rt△CEG和Rt△CBA中,=cos45°=、=cos45°=,∴==,∴△ACG∽△BCE,∴==,∴线段AG与BE之间的数量关系为AG=BE;(3)∵∠CEF=45°,点B、E、F三点共线,∴∠BEC=135°,∵△ACG∽△BCE,∴∠AGC=∠BEC=135°,∴∠AGH=∠CAH=45°,∵∠CHA=∠AHG,∴△AHG∽△CHA,∴==,设BC=CD=AD=a,则AC=a,则由=得=,∴AH=a,则DH=AD﹣AH=a,CH==a,∴=得=,解得:a=3,即BC=3,故答案为:3.7.【解答】解:(1)如图1,连接AE,∵AB=AC=2,点E分别是BC的中点,∴AE⊥BC,∴∠BEC=90°,∵AB=AC=2,∠BAC=120°,∴∠B=∠C=30°,在Rt△ABE中,AE=AB=1,根据勾股定理得,BE=∵点E是BC的中点,∴BC=2BE=2,∴==,∵点D是AC的中点,∴AD=CD=AC=1,∴==,故答案为:,;(2)无变化,理由:由(1)知,CD=1,CE=BE=,∴=,,∴=,由(1)知,∠ACB=∠DCE=30°,∴∠ACD=∠BCE,∴△ACD∽△BCE,∴,(3)当点D在线段AE上时,如图2,过点C作CF⊥AE于F,∠CDF=180°﹣∠CDE=60°,∴∠DCF=30°,∴DF=CD=,∴CF=DF=,在Rt△AFC中,AC=2,根据勾股定理得,AF==,∴AD=AF+DF=,由(2)知,,∴BE=AD=当点D在线段AE的延长线上时,如图3,过点C作CG⊥AD交AD的延长线于G,∵∠CDG=60°,∴∠DCG=30°,∴DG=CD=,∴CG=DG=,在Rt△ACG中,根据勾股定理得,AG=,∴AD=AG﹣DG=,由(2)知,,∴BE=AD=即:线段BE的长为或.8.【解答】解:(1)证明:∵将△ACD绕点C逆时针方向旋转60°得到△BCE,∴∠DCE=60°,DC=EC,∴△CDE是等边三角形;故答案为:等边;(2)存在,当6<t<10时,由旋转的性质得,BE=AD,∴C△DBE=BE+DB+DE=AB+DE=4+DE,由(1)知,△CDE是等边三角形,∴DE=CD,∴C△DBE=CD+4,由垂线段最短可知,当CD⊥AB时,△BDE的周长最小,此时,CD=2,∴△BDE的最小周长=CD+4=2+4;(3)存在,①∵当点D与点B重合时,D,B,E不能构成三角形,∴当点D与点B重合时,不符合题意,②当0≤m<6时,由旋转可知,∠ABE=60°,∠BDE<60°,∴∠BED=90°,由(1)可知,△CDE是等边三角形,∴∠DEB=60°,∴∠CEB=30°,∵∠CEB=∠CDA,∴∠CDA=30°,∵∠CAB=60°,∴∠ACD=∠ADC=30°,∴DA=CA=4,∴OD=OA﹣DA=6﹣4=2,∴m=2;③当6<m<10时,由∠DBE=120°>90°,∴此时不存在;④当m>10时,由旋转的性质可知,∠DBE=60°,又由(1)知∠CDE=60°,∴∠BDE=∠CDE+∠BDC=60°+∠BDC,而∠BDC>0°,∴∠BDE>60°,∴只能∠BDE=90°,从而∠BCD=30°,∴BD=BC=4,∴OD=14,∴m=14,综上所述:当m=2或14时,以D、E、B为顶点的三角形是直角三角形.9.【解答】解:(1)如图1中,连接DB,MF,CE,延长BD交EC于H.∵AC=AB,AE=AD,∠BAD=∠CAE=90°,∴△BAD≌△CAE(SAS),∴BD=EC,∠ACE=∠ABD,∵∠ABD+∠ADB=90°,∠ADB=∠CDH,∴∠ADH+∠DCH=90°,∴∠CHD=90°,∴EC⊥BH,∵BM=MC,BF=FE,∴MF∥EC,MF=EC,∵CM=MB,CN=ND,∴MN∥BD,MN=BD,∴MN=MF,MN⊥MF,∴∠NMF=90°,∴∠MNF=45°,NF=MN.故答案为:45°(2):如图2中,连接MF,EC,BD.设EC交AB于O,BD交EC于H.∵AC=AB,AE=AD,∠BAD=∠CAE=90°,∴∠BAD=∠CAE,∴△BAD≌△CAE(SAS),∴BD=EC,∠ACE=∠ABD,∵∠AOC+∠ACO=90°,∠AOC=∠BOH,∴∠OBH+∠BOH=90°,∴∠BHO=90°,∴EC⊥BD,∵BM=MC,BF=FE,∴MF∥EC,MF=EC,∵CM=MB,CN=ND,∴MN∥BD,MN=BD,∴MN=MF,MN⊥MF,∴∠NMF=90°,∴∠MNF=45°,NF=MN.(3):如图3中,如图以A为圆心AD为半径作⊙A.当直线PB与⊙A相切时,此时∠CBP的值最小,点P到BC的距离最小,即△BCP的面积最小,∵AD=AE,AB=AC,∠BAC=∠DAE=90°,∴∠BAD=∠CAE,∴△BAD≌△CAE(SAS),∴∠ACE=∠ABD,BD=EC,∵∠ABD+∠AOB=90°,∠AOB=∠CPO,∴∠CPB=90°,∵PB是⊙A的切线,∴∠ADP=90°,∵∠DPE=∠ADP=∠DAE=90°,∴四边形ADPE是矩形,∵AE=AD,∴四边形ADPE是正方形,∴AD=AE=PD=PE=2,BD=EC==2,∴PC=2﹣2,PB=2+2,∴S△BCP的最小值=×PC×PB=(2﹣2)(2+2)=4.10.【解答】(1)解:AC⊥BD,理由如下:连接AC、BD,如图2所示:∵AB=AD,∴点A在线段BD的垂直平分线上,∵CB=CD,∴点C在线段BD的垂直平分线上,∴直线AC是线段BD的垂直平分线,∴AC⊥BD,故答案为:AC⊥BD;(2)解:AD2+BC2=AB2+CD2;理由如下:如图1,已知四边形ABCD中,AC⊥BD,设BD、AC相交于E,∵AC⊥BD,∴∠AED=∠AEB=∠BEC=∠CED=90°,由勾股定理得,AD2+BC2=AE2+DE2+BE2+CE2,AB2+CD2=AE2+BE2+CE2+DE2,∴AD2+BC2=AB2+CD2;(3)解:如图3,连接CG、BE,∵四边形ACFG和四边形ABDE是正方形,∴AC=AG,AB=AE,∠CAG=∠BAE=90°,∴∠CAG+∠BAC=∠BAE+∠BAC,即∠GAB=∠CAE,在△GAB和△CAE中,,∴△GAB≌△CAE(SAS),∴∠ABG=∠AEC,又∠AEC+∠AME=90°,∴∠ABG+∠AME=90°,即CE⊥BG,由(2)得,CG2+BE2=CB2+GE2,在Rt△ABC中,AC=4,AB=5,根据勾股定理得,BC2=52﹣42=9,∵CG和BE分别是正方形ACFG和正方形ABDG的对角线,∴CG2=42+42=32,BE2=52+52=50,∴GE2=CG2+BE2﹣CB2=32+50﹣9=73,∴GE=.11.【解答】解:问题发现:如图1中,结论:AE=2BH,AE⊥BH.理由:在Rt△ABC中,∵BC=6,∠A=30°,∴AE=2BC=12,在Rt△CDB中,∵∠DCB=30°,∴CD==4,∵CH=DH,∴BH=CD=2,∴==2,∴AE=2BH.故答案为AE⊥BH,AE=2BH.问题证明:如图2中,(1)中结论成立.理由:延长BH到F使得HF=BH,连接CF.设AE交BF于O.∵CH=DH,BH=HF,∠CHF=∠BHD,∴△CHF≌△DHB(SAS),∴BD=CF,∠F=∠DBH,∴CF∥BD,∵AB=BC,BE=BD,∴BE=CF,∴==,∵CF∥BD,∴∠BCF+∠CBD=180°,∵∠ABC+∠DBE=∠ABD+∠CBD+∠CBD+∠CBE=∠CBD+∠ABE=180°,∴∠BCF=∠ABE,∴△ABE∽△BCF,∴∠CBF=∠BAE,==,∴AE=BF=2BH,∵∠CBF+∠ABF=90°,∴∠ABF+∠BAE=90°,∴∠AOB=90°,∴BH⊥AE.拓展应用:如图3﹣1中,当DE在BC的下方时,延长AB交DE于F.∵DE∥BC∴∠ABC=∠BFD=90°,由题意BC=BE=6,AB=6,BD=2,DE=4,∵•BD•BE=•DE•BF,∴BF==3,∴EF=BF=3,∴AF=6+3,∴AE2=AF2+EF2=(6+3)2+(3)2=144+36.∵AE=2BH,∴AE2=12BH2,∴BH2=12+3如图3﹣2中,当DE在BC的上方时,同法可得AF=6﹣3,EF=3,∴BH2==(=12﹣3.12.【解答】解:(1)如图1中,作EH⊥CG于H.∵四边形ECFG是菱形,∠ECF=60°,∴∠ECH=∠ECF=30°,EC=EG,∵EH⊥CG,∴GH=CG,∴=cos30°=,∴=2•=,∵EG∥CD,AB∥CD,∴GE∥AB,∴==.故答案为.(2)结论:AG=BE.理由:如图2中,连接CG.∵四边形ABCD,四边形ECFG都是菱形,∠ECF=∠DCB=60°,∴∠ECG=∠EGC=∠BCA=∠BAC=30°,∴△ECG∽△BCE,∴=,∵∠ECB=∠GCA,∴△ECB∽△GCA,∴==,∴AG=BE.(3)如图3中,∵∠AGH=∠CGF=30°.∠AGH=∠GAC+∠GCA,又∵∠DAC=∠HAG+∠GAC=30°,∴∠HAG=∠ACH,∵∠AHG=∠AHC,∴△HAG∽△HCA,∴HA:HC=GH:HA,∴AH2=HG•HC,∴FC=2,CG=CF,∴GC=2,∵HG=,∴AH2=HG•HC=•3=9,∵AH>0,∴AH=3.故答案为3.13.【解答】解:(1)当m=n时,即:BC=AC,∵∠ACB=90°,∴∠A+∠ABC=90°,∵CD⊥AB,∴∠DCB+∠ABC=90°,∴∠A=∠DCB,∵∠FDE=∠ADC=90°,∴∠FDE﹣∠CDE=∠ADC﹣∠CDE,即∠ADE=∠CDF,∴△ADE∽△CDF,∴,∵∠A=∠DCB,∠ADC=∠BDC=90°,∴△ADC∽△CDB,∴=1,∴=1(2)①∵∠ACB=90°,∴∠A+∠ABC=90°,∵CD⊥AB,∴∠DCB+∠ABC=90°,∴∠A=∠DCB,∵∠FDE=∠ADC=90°,∴∠FDE﹣∠CDE=∠ADC﹣∠CDE,即∠ADE=∠CDF,∴△ADE∽△CDF,∴,∵∠A=∠DCB,∠ADC=∠BDC=90°,∴△ADC∽△CDB,∴,∴②成立.如图,∵∠ACB=90°,∴∠A+∠ABC=90°,又∵CD⊥AB,∴∠DCB+∠ABC=90°,∴∠A=∠DCB,∵∠FDE=∠ADC=90°,∴∠FDE+∠CDE=∠ADC+∠CDE,即∠ADE=∠CDF,∴△ADE∽△CDF,∴,∵∠A=∠DCB,∠ADC=∠BDC=90°,∴△ADC∽△CDB,∴,∴.(3)由(2)有,△ADE∽△CDF,∵=,∴=,∴CF=2AE,在Rt△DEF中,DE=2,DF=4,∴EF=2,①当E在线段AC上时,在Rt△CEF中,CF=2AE=2(AC﹣CE)=2(﹣CE),EF=2,根据勾股定理得,CE2+CF2=EF2,∴CE2+[2(﹣CE)]2=40∴CE=2,或CE=﹣(舍)而AC=<CE,∴此种情况不存在,②当E在AC延长线上时,在Rt△CEF中,CF=2AE=2(AC+CE)=2(+CE),EF=2,根据勾股定理得,CE2+CF2=EF2,∴CE2+[2(+CE)]2=40,∴CE=,或CE=﹣2(舍),③如图1,当点E在CA延长线上时,CF=2AE=2(CE﹣AC)=2(CE﹣),EF=2,根据勾股定理得,CE2+CF2=EF2,∴CE2+[2(CE﹣)]2=40,∴CE=2,或CE=﹣(舍)即:CE=2或CE=.14.【解答】解:(1)如图1,延长GM交AD于H,∵AD∥GF,∴∠GFM=∠HAM,在△FMG和△AMH中,,∴△FMG≌△AMH(ASA),∴HM=GM,AH=FG,∵AD=CD,AH=FG=CG,∴DH=DG,∵∠HDG=90°,HM=GM,∴DM=MG,DM⊥MG,故答案为DM=MG,DM⊥MG.(2)结论成立:DM=MG,DM⊥MG,理由:如图2中,延长GM使得MH=GM,连接AH、DH、DG,延长AD交GF的延长线于N,交CD于O.∵AM=MF,∠AMH=∠FMG,MH=MG,∴△AMH≌△FMG(SAS),∴AH=GF=CG,∠AHM=∠FGM,∴AH∥GN,∴∠HAD=∠N,∵∠ODN=∠OGC=90°,∠DON=∠GOC,∴∠N=∠OCG,∴∠HAD=∠DCG,∵AH=CG,AD=CD,∴△HAD≌△GCD(SAS),∴DH=DG,∠HDA=∠CDG,∴∠HDG=∠ADC=90°,∴△HDG是等腰直角三角形,∵MH=MG,∴DM⊥GH,DM=MH=MG,(3)①如图3﹣1中,连接AC.在Rt△ABC中,AC==10,在Rt△ACE中,AE==14,∴AF=AE=EF=14﹣2=12,∴FM=AM=AF=6,在Rt△MGF中,MG==2,∴S△DMG=×2×2=20,②如图3﹣2中,连接AC.同法可得AE=14,AF=16,FM=8,MG==2,∴S△DMG=×2×2=34,综上所述,满足条件的△DMG的面积为20或34.15.【解答】解:(1)由旋转可得:AC=A'C=2,∵∠ACB=90°,AB=,AC=2,∴BC=,∵∠ACB=90°,m∥AC,∴∠A'BC=90°,∴cos∠A'CB==,∴∠A'CB=30°,∴∠ACA'=60°;(2)∵M为A'B'的中点,∴∠A'CM=∠MA'C,由旋转可得,∠MA'C=∠A,∴∠A=∠A'CM,∴tan∠PCB=tan∠A=,∴PB=BC=,∵∠PCQ=∠PBC=90°,∴∠BQC+∠BPC=∠BCP+∠BPC=90°,∴∠BQC=∠BCP=∠A,∴tan∠BQC=tan∠A=,∴BQ=BC×=2,∴PQ=PB+BQ=;(3)∵S四边形P A'B′Q=S△PCQ﹣S△A'CB'=S△PCQ﹣,∴S四边形P A'B′Q最小,即S△PCQ最小,∴S△PCQ=PQ×BC=PQ,法一:(几何法)取PQ的中点G,∵∠PCQ=90°,∴CG=PQ,即PQ=2CG,当CG最小时,PQ最小,∴CG⊥PQ,即CG与CB重合时,CG最小,∴CG min=,PQ min=2,∴S△PCQ的最小值=3,S四边形P A'B′Q=3﹣;法二(代数法)设PB=x,BQ=y,由射影定理得:xy=3,∴当PQ最小时,x+y最小,∴(x+y)2=x2+2xy+y2=x2+6+y2≥2xy+6=12,当x=y=时,“=”成立,∴PQ=+=2,∴S△PCQ的最小值=3,S四边形P A'B′Q=3﹣.16.【解答】解:(1)结论:△PMN是等边三角形.理由:如图1中,∵△ABC是等边三角形,∴AB=AC,∠ABC=∠ACB=60°,∵AD=AE,∴BD=EC,∵PB=PC,CN=ND,BM=EM,∴PN∥BD,PM∥EC,PN=BD,PM=EC,∴PM=PN,∠NPC=∠ABC=60°,∠MPB=∠ACB=60°,∴∠MPN=60°,∴△PMN是等边三角形,故答案为等边三角形.(2)△PMN的形状不发生改变,仍为等边三角形,理由如下:如图2中,连接BD,CE.由旋转可得∠BAD=∠CAE,∵△ABC是等边三角形,∴AB=AC,∠ACB=∠ABC=60°又∵AD=AE,∴△ABD≌△ACE(SAS),∴BD=CE,∠ABD=∠ACE,∵M是BE的中点,P是BC的中点,∴PM是△BCE的中位线,∴PM=,且PM∥CE.同理可证PN=BD且PN∥BD,∴PM=PN,∠MPB=∠ECB,∠NPC=∠DBC,∴∠MPB+∠NPC=∠ECB+∠DBC=(∠ACB+∠ACE)+(∠ABC﹣∠ABD)=∠ACB+∠ABC=120°,∴∠MPN=60°,∴△PMN是等边三角形.(3)∵PM=EC,∴当EC最大时,等边△PMN的周长最大,∵EC≤AE+AC,∴EC≤8,∴PM≤4,∴PM的最大值为4,∴△PMN的周长的最大值为12.17.【解答】解:(1)∵AB=AC,∠ABC=60°,∴∠BAC=60°,∵AD=AE,∠ADE=70°,∴∠DAE=180°﹣2∠ADE=40°,∴α=∠BAD=60°﹣40°=20°,∴∠ADC=∠BAD+∠ABD=60°+20°=80°,∴β=∠CDE=∠ADC﹣∠ADE=10°,故答案为:20,10;(2)设∠ABC=x,∠AED=y,∴∠ACB=x,∠AED=y,在△DEC中,y=β+x,在△ABD中,α+x=y+β=β+x+β,∴α=2β;(3)①当点E在CA的延长线上,点D在线段BC上,如图1设∠ABC=x,∠ADE=y,∴∠ACB=x,∠ACE=y,在△ABD中,x+α=β﹣y,在△DEC中,x+y+β=180°,∴α=2β﹣180°,②当点E在CA的延长线上,点D在CB的延长线上,如图2,同①的方法可得α=180°﹣2β.18.【解答】解:(1)由旋转变换的性质可知,∠CAE=90°,AC=AE,∴△ACE为等腰直角三角形,∴CE=AC,∵CE=CD+DE=CD+BC,∴BC+CD=AC,故答案为:等腰直角;BC+CD=AC;(2)延长CO交⊙O于E,连接AE、BE、DE,则∠CDE=90°,∵点C为的中点,∴点E为的中点,∴EA=EB,∵AB为⊙O的直径,∴∠ADB=90°,由(1)得,DE=(AD+BD),由勾股定理得,CD2=CE2﹣DE2=AD2+BD2﹣(AD+BD)2=(AD﹣BD)2,∴CD=(BD﹣AD);(3)如图3,当点E在直线AC的左侧时,连接CQ、PC,∵CA=CB,点P为AB的中点,∴CP⊥AB,∵CA=CE,点Q为AE中点,∴CQ⊥AE,AQ=QE=AE=5,∴由勾股定理得,CQ==12,由(1)得,AQ+CQ=PQ,。

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几何图形变换压轴题中考整理
1(黑龙江省哈尔滨市)已知:△ABC的高AD所在直线与高BE所在直线相交于点F.(1)如图l,若△ABC为锐角三角形,且∠ABC=45°,过点F作FG∥BC,交直线AB于点G,求证:FG+DC=AD;
(2)如图2,若∠ABC=135°,过点F作FG∥BC,交直线AB于点G,则FG、DC、AD之间满足的数量关系是____________________________________;
(3)在(2)的条件下,若AG=2
5,DC=3,将一个45°角的顶点与点B重合并绕点B旋转,这个角的两边分别交线段FG于M、N两点(如图3),连接CF,线段CF分别
3,求线段PQ的长.
与线段BM、线段BN相交于P、Q两点,若NG=
2
(湖北省随州市)如图①,已知△ABC是等腰三直角角形,∠BAC=90°,点D是BC 的中点.作正方形DEFG,使点A,C分别在DG和DE上,连接AE,BG.(1)试猜想线段BG和AE的数量关系,请直接写出你得到的结论.
(2)将正方形DEFG绕点D逆时针方向旋转一定角度后(旋转角度大于0°,小于或等于360°),如图②,通过观察或测量等方法判断(1)中的结论是否仍然成立?如果成立,请予以证明;如果不成立,请说明理由.
(3)若BC=DE=2,在(2)的旋转过程中,当AE为最大值时,求AF的值.
3、如图13-1,一等腰直角三角尺GEF 的两条直角边与正方形ABCD 的两条边分别重合在一起.现正方形ABCD 保持不动,将三角尺GEF 绕斜边EF 的中点O (点O 也是BD 中点)按顺时针方向旋转.
(1)如图13-2,当EF 与AB 相交于点M ,GF 与BD 相交于点N 时,通过观察或测
量BM ,FN 的长度,猜想BM ,FN 满足的数量关系,并证明你的猜想;
(2)若三角尺GEF 旋转到如图13-3所示的位置时,线段FE 的延长线与AB 的延长
线相交于点M ,线段BD 的延长线与GF 的延长线相交于点N ,此时,(1)中的猜想还成立吗?若成立,请证明;若不成立,请说明理由.
3.在△ABC 中,点P 为BC 的中点.
(1)如图1,求证:AP <
2
1
(AB +BC ); (2)延长AB 到D ,使得BD =AC ,延长AC 到E ,使得CE =AB ,连结DE .
①如图2,连结BE ,若∠BAC =60°,请你探究线段BE 与线段AP 之间的数量关系.写出你的结论,并加以证明; ②请在图3中证明:BC ≥
2
1
DE .
图13-2
图13-3
图13-
1 A
( B ( E )
4.我们给出如下定义:有一组相邻内角相等的四边形叫做等邻角四边形.请解答下列问题: (1)写出一个你所学过的特殊四边形中是等邻角四边形的图形的名称;
(2)如图1,在ABC △中,AB=AC ,点D 在BC 上,且CD=CA ,点E 、F 分别为BC 、
AD 的中点,连接EF 并延长交AB 于点G .求证:四边形AGEC 是等邻角四边形; (3)如图2,若点D 在ABC △的内部,(2)中的其他条件不变,EF 与CD 交于点H .图
中是否存在等邻角四边形,若存在,指出是哪个四边形,不必证明;若不存在,请说明理由.
图2
图1
H G
F D
E C
B
A
G
F
E D
C
B
A
5.(1)已知:如图1,Rt △ABC 中,︒=∠90ACB ,︒=∠60BAC ,CD 平分ACB ∠,点E 为AB 中点,AB PE ⊥交CD 的延长线于P ,猜想:PBC PAC ∠+∠= °(直接写出结论,不需证明).
(2)已知:如图2,Rt △ABC 中,︒=∠90ACB ,︒≠∠45BAC ,CD 平分ACB ∠,点E 为AB 中点,AB PE ⊥交CD 的延长线于P ,(1)中结论是否成立,若成立,请证明;若不成立请说明理由.
7.如图1,一张三角形纸片ABC ,∠ACB =90︒
,AC =8,BC =6.沿斜边AB 的中线CD
把这张纸片剪成1122AC D BC D ∆∆和两个三角形(如图2).将11AC D ∆沿直线2D B (AB )方
向平移(点12,A D D B ,,始终在同一直线上),当点1D 与点B 重合时停止平移.在平移的过程中,112C D BC 与交于点E ,1AC 与222C D C B 、分别交于点F 、P .
(1)当11AC D ∆平移到如图3所示位置时,猜想12D E D F 与的数量关系,并证明你的
猜想;
(2)设平移距离21D D 为x ,1122AC D BC D ∆∆和重叠(阴影)部分面积为y ,试求y
A
B
C
D E
P
P
E
D C
B
A
与x 的函数关系式,并写出自变量x 的取值范围. 10. 如图
17、18是两个相似比为1:2的等腰直角△DMN 和△ABC ,将这两个三角形如图19放置,△DMN 的斜边MN 与△ABC 的一直角边AC 重合.
⑴ 在图19中,绕点D 旋转△DMN ,使两直角边DM 、DN 分别与BC AC 、交于点F E ,,如图20. 求证:2
2
2
EF BF AE =+;
⑵ 在图19中,绕点C 旋转△DMN ,使它的斜边CM 、直角边CD 的延长线分别与AB 交于点F E 、,如图21,此时结论2
2
2
EF BF AE =+是否仍然成立?若成立,请给出证明;若不成立,请说明理由.
⑶ 如图22,在正方形ABCD 中,F E 、分别是边CD BC 、上的点且满足CEF ∆的周长等于正方形ABCD 的周长的一半,AF AE 、分别与对角线BD 交于点N M 、. 线段BM 、
MN 、DN 恰能构成三角形. 请指出线段BM 、MN 、DN 所构成的三角形的形状,并给
出证明.
11.(1)如图1,BP 为ABC ∆的角平分线,PM AB ⊥于M ,PN BC ⊥于N ,
30,23AB BC ==,请补全图形,并求ABP ∆与BPC ∆的面积的比值;
(2)如图2,分别以ABC ∆的边AB 、AC 为边向外作等边三角形ABD 和等边三角
形ACE ,CD 与BE 相交于点O ,判断AOD ∠与AOE ∠的数量关系,并证明; (3)在四边形ABCD 中,已知BC DC =,且AB AD ≠,对角线AC 平分BAD ∠,
请直接写出B ∠和D ∠的数量关系.
O
A
B
C

1
图2
P
C
M E
B
A
D
12.如图1,四边形ABCD ,将顶点为A 的角绕着顶点A 顺时针旋转,若角的一条边与DC 的延长线交于点F ,角的另一条边与CB 的延长线交于点E ,连接EF .
(1)若四边形ABCD 为正方形,当∠EAF=45°时,有EF=DF -BE .请你思考如何证明这个结论(只思考,不必写出证明过程);
(2)如图2,如果在四边形ABCD 中,AB=AD ,∠ABC=∠ADC=90°,当∠EAF=
21
∠BAD 时,EF 与DF 、BE 之间有怎样的数量关系?请写出它们之间的关系式(只需写出结论); (3)如图3,如果四边形ABCD 中,AB=AD ,∠ABC 与∠ADC 互补,当∠EAF=
2
1
∠BAD 时,EF 与DF 、BE 之间有怎样的数量关系?请写出它们之间的关系式并给予证明. (4)在(3)中,若BC=4,DC=7,CF=2,求△CEF 的周长(直接写出结果即可).
C
D 13. (1)如图1,已知矩形ABCD中,点E是BC上的一动点,过点E作EF⊥BD于点F,
EG⊥AC于点G,CH⊥BD于点H,试证明CH=EF+EG;
图1
D
(2) 若点E在BC的延长线上,如图2,过点E作EF⊥BD于点F,EG⊥AC的延长线于点
G,CH⊥BD于点H,则EF、EG、CH三者之间具有怎样的数量关系,直接写出你的
猜想;
(3) 如图3,BD是正方形ABCD的对角线,L在BD上,且BL=BC, 连结CL,点E是CL
上任一点, EF⊥BD于点F,EG⊥BC于点G,猜想EF、EG、BD之间具有怎样的数量
关系,直接写出你的猜想;
(4) 观察图1、图2、图3的特性,请你根据这一特性构造一个图形,使它仍然具有EF、
EG、CH这样的线段,并满足(1)或(2)的结论,写出相关题设的条件和结论.。

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