专题22 几何三大变换问题之旋转(中心对称)问题(原卷版解析版)-1.doc
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【中考数学专题】三大变换之旋转(旋转的性质)
旋转是三大几何变换中考察最多、难度最大的,平移、对称从图像观察角度来说直接显然,对应的结论也很容易用到.而旋转变换得到的图形相对复杂些,有时候解题的突破口隐藏得更深,导致无从下手.本篇将从基本的性质开始,到一些常见的模型,最后说说关于构造旋转能给我们带来什么,全方位了解旋转在中考题中的考察.01基本性质
如下图,将△ABC绕点A旋转一定角度得到△ADE.
性质一:对应边相等
结论:AB=AD,AC=AE.
补充:当然还可以得到BC=DE,但这并没有什么用,因为BC与DE并没有特殊位置关系.
性质二:对应角相等
结论:∠B=∠D,∠C=∠E,∠BAC=∠DAE.
补充:如果不是特殊角,此性质并没有什么用,但由性质二可以推性质三.
性质三:旋转角都相等
结论:∠BAD=∠CAE=∠BFD.
补充:∠BAD=∠CAE易证,
∠BAD=∠BFD可用“8字”模型证明:
∵∠BAD+∠B=∠BFD+∠D,且∠B=∠D,
∴∠BAD=∠BFD.
且第三组夹角往往用得最多.
02真题速览
2019眉山中考-三角形的旋转
2019内江中考-旋转得等边
2019阜新中考-特殊角的旋转
2019包头中考-旋转角都相等
2018镇江中考-隐藏的特殊角
2019山西中考-解三角形2017吉林中考-矩形的旋转2019梧州中考-菱形的旋转2018陇南中考-正方形的旋转2019贺州中考-旋转的思考2019营口中考-动态的旋转来源:有一点数学,作者刘岳。
专题22 几何三大变换问题之旋转(中心对称)问题轴对称、平移、旋转是平面几何的三大变换。
旋转变换是指在同一平面内,将一个图形(含点、线、面)整体绕一固定点旋转一个定角,这样的图形变换叫做图形的旋转变换,简称旋转。
旋转由旋转中心、旋转的方向和角度决定。
经过旋转,旋转前后图形的形状、大小不变,只是位置发生改变;旋转前、后图形的对应点到旋转中心的距离相等,即旋转中心在对应点所连线段的垂直平分线上; 旋转前、后的图形对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角。
把一个图形绕着某一定点旋转一个角度360°/n(n 为大于1的正整数)后,与初始的图形重合,这种图形就叫做旋转对称图形,这个定点就叫做旋转对称中心,旋转的角度叫做旋转角。
特别地,中心对称也是旋转对称的一种的特别形式。
把一个图形绕着某一点旋转180°,如果它能与另一个图形重合,那么就说这两个图形关于这个点对称或中心对称,这个点叫做对称中心,这两个图形的对应点叫做关于中心的对称点。
如果把一个图形绕某一点旋转180度后能与自身重合,这个图形是中心对称图形。
在初中数学以及日常生活中有着大量的旋转变换的知识,是中考数学的必考内容。
中考压轴题中旋转问题,包括直线(线段)的旋转问题;三角形的旋转问题;四边形旋转问题;其它图形的问题。
一. 直线(线段)的旋转问题1. 如图,直线l :y 3x 3=-+与y 轴交于点A ,将直线l 绕点A 顺时针旋转75º后,所得直线的解析式为【 】A .y 33=B .y x 3=+.y x 3=-+ D .y x 3=【答案】B 。
【考点】旋转的性质,待定系数法,直线上点的坐标与方程的关系,锐角三角函数定义,特殊角的三角函数值。
【分析】如图,由已知,可求直线y3x3=-+与x、y轴的交点分别为B(1,0),A(0,3),2.根据要求,解答下列问题:(1)已知直线l1的函数表达式为y x1=+,直接写出:①过原点且与l1垂直的直线l2的函数表达式;②过点(1,0)且与l1垂直的直线l2的函数表达式;(2)如图,过点(1,0)的直线l4向上的方向与x轴的正方向所成的角为600,①求直线l4的函数表达式;②把直线l4绕点(1,0)按逆时针方向旋转900得到的直线l5,求直线l5的函数表达式;(3)分别观察(1)(2)中的两个函数表达式,请猜想:当两直线垂直时,它们的函数表达式中自变量的系数之间有何关系?请根据猜想结论直接写出过点(1,1)且与直线11y x55=-垂直的直线l6的函数表达式。
几何形的旋转和对称变换几何形的旋转和对称变换是数学中常见的概念和技巧。
通过旋转和对称变换,我们可以改变几何形的位置和形状,展现出不同的视觉效果和特性。
本文将介绍旋转和对称变换的定义、性质以及在实际问题中的应用。
一、旋转变换旋转变换是指将几何形绕某个点或某条直线旋转一定角度,从而改变形状和位置。
1. 定义设点A(x, y)绕点O(a, b)逆时针旋转θ度,则旋转后点A的坐标为A’(x', y')。
根据旋转变换的定义,有以下公式:x' = a + (x-a)cosθ - (y-b)sinθy' = b + (x-a)sinθ + (y-b)cosθ2. 性质- 旋转变换不改变几何形的大小。
- 旋转变换保持直线上的点的相对位置关系。
- 旋转角度可以是正数或负数,正数表示逆时针旋转,负数表示顺时针旋转。
3. 应用旋转变换在计算机图形学、机器人学和物理学等领域有广泛的应用。
在设计制图中,旋转变换可以用于生成各种艺术效果、模拟物体的运动轨迹等。
在机器人学中,旋转变换可以应用于机器人的路径规划和姿态控制。
在物理学中,旋转变换可以用于分析刚体的运动和转动。
二、对称变换对称变换是指将几何形围绕着某个轴线或中心对称,从而保持形状不变或形状镜像对称。
1. 定义- 轴对称:如果一个几何形上的任意一点到轴的距离和该点的镜像到轴的距离相等,那么这个几何形关于该轴对称。
常见的轴对称有水平轴对称、垂直轴对称和斜对称。
- 中心对称:如果一个几何形上的任意一点关于某个点对称后仍然位于几何形上,那么这个几何形关于该点中心对称。
中心对称即是以某个点为中心,投影方向相反的对称。
2. 性质- 对称变换保持几何形的面积和周长不变。
- 轴对称保持几何形的形状相同,而中心对称保持几何形的形状镜像对称。
- 轴对称和中心对称可以叠加使用,得到更复杂的变换效果。
3. 应用对称变换在几何学、物理学和图像处理等领域具有重要的应用。
核心考点01图形的旋转与中心对称目录考点一:生活中的旋转现象考点二:旋转的性质考点三:旋转对称图形考点四:中心对称考点五:中心对称图形考点六:作图-旋转变换一.生活中的旋转现象(1)旋转的定义:在平面内,把一个图形绕着某一个点O 旋转一个角度的图形变换叫做旋转.点O 叫做旋转中心,转动的角叫做旋转角,如果图形上的点P 经过旋转变为点P ′,那么这两个点叫做对应点.(2)注意:①旋转是围绕一点旋转一定的角度的图形变换,因而旋转一定有旋转中心和旋转角,且旋转前后图形能够重合,这时判断旋转的关键.②旋转中心是点而不是线,旋转必须指出旋转方向. ③旋转的范围是平面内的旋转,否则有可能旋转成立体图形,因而要注意此点. .二.旋转的性质(1)旋转的性质:①对应点到旋转中心的距离相等.②对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角.③旋转前、后的图形全等.(2)旋转三要素:①旋转中心; ②旋转方向; ③旋转角度.注意:三要素中只要任意改变一个,图形就会不一样.三.旋转对称图形(1)旋转对称图形如果某一个图形围绕某一点旋转一定的角度(小于360°)后能与原图形重合,那么这个图形就叫做旋转对称图形.(2)常见的旋转对称图形有:线段,正多边形,平行四边形,圆等.考点考向四.中心对称(1)中心对称的定义把一个图形绕着某个点旋转180°,如果它能够与另一个图形重合,那么就说这两个图形关于这个点对称或中心对称,这个点叫做对称中心,这两个图形中的对应点叫做关于中心的对称点..(2)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.五.中心对称图形(1)定义把一个图形绕某一点旋转180°,如果旋转后的图形能够与原来的图形重合,那么这个图形就叫做中心对称图形,这个点叫做对称中心.注意:中心对称图形和中心对称不同,中心对称是两个图形之间的关系,而中心对称图形是指一个图形自身的特点,这点应注意区分,它们性质相同,应用方法相同.(2)常见的中心对称图形平行四边形、圆形、正方形、长方形等等.六.作图-旋转变换(1)旋转图形的作法: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.(2)旋转作图有自己独特的特点,决定图形位置的因素较多,旋转角度、旋转方向、旋转中心,任意不同,位置就不同,但得到的图形全等.一.生活中的旋转现象(共1小题)1.(2022春•泰州月考)下列图案中,可以由一个“基本图案”连续旋转45°得到的是( )A .B .C .D .【分析】因为45°×8=360°,整个图形应由8个基本图形组成.【解答】解:根据旋转的性质可知,可以由一个“基本图案”连续旋转45°,考点精讲即经过8次旋转得到的是B.故选:B.【点评】本题考查旋转的性质.旋转变化前后,对应点到旋转中心的距离相等以及每一对对应点与旋转中心连线所构成的旋转角相等.要注意旋转的三要素:①定点﹣旋转中心;②旋转方向;③旋转角度.二.旋转的性质(共11小题)2.(2022春•姑苏区校级月考)如图,在正方形网格中,△EFG绕某一点旋转某一角度得到△RPQ.则旋转中心可能是( )A.点A B.点B C.点C D.点D【分析】连接ER、FP、GQ,作FP的垂直平分线,作ER的垂直平分线,作GQ的垂直平分线,交点为旋转中心.【解答】解:如图,∵△EFG绕某一点旋转某一角度得到△RPQ,∴连接ER、FP、GQ,作FP的垂直平分线,作ER的垂直平分线,作GQ的垂直平分线,∴三条线段的垂直平分线正好都过C,即旋转中心是C.故选:C.【点评】本题考查了学生的理解能力和观察图形的能力,注意:旋转时,对应顶点到旋转中心的距离应相等且旋转角也相等,对称中心在连接对应点线段的垂直平分线上.3.(2022春•梁溪区校级期中)如图,将△AOB绕点O按逆时针方向旋转50°后得到△A'OB',若∠AOB=15°,则∠AOB'的度数是 35° .【分析】根据旋转的性质可知,旋转角等于60°,从而可以得到∠BOB′的度数,由∠AOB=15°可以得到∠AOB′的度数.【解答】解:∵△AOB绕点O按逆时针方向旋转50°后得到△A′OB′,∴∠BOB′=50°.∵∠AOB=15°,∴∠AOB′=∠BOB′﹣∠AOB=50°﹣15°=35°.故答案为:35°.【点评】本题考查旋转的性质,解题的关键明确旋转角是什么,对应边旋转前后的夹角是旋转角.4.(2022春•邗江区校级月考)如图,△ABC绕着顶点A逆时针旋转到△ADE,∠B=40°,∠E=60°,AB∥DE,求∠DAC的度数.【分析】根据旋转的性质得∠C=∠E=60°,∠D=∠B=40°,再根据平行线的性质的∠BAD=∠D=40°,从而得出答案.【解答】解:∵△ABC绕着顶点A逆时针旋转到△ADE,∴△ABC≌△ADE,∴∠C=∠E=60°,∠D=∠B=40°,∵∠B=40°,∴∠BAC=180°﹣40°﹣60°=80°,∵AB∥DE,∴∠BAD=∠D=40°,∴∠DAC=∠BAC﹣∠BAD=80°﹣40°=40°,∴∠DAC的度数为40°.【点评】本题主要考查了旋转的性质,平行线的性质,三角形内角和定理等知识,熟练掌握旋转的性质是解题的关键.5.(2022春•沭阳县月考)如图,在四边形ABCD中,AB∥CD,BC⊥CD,垂足为点C,E是AD的中点,连接BE并延长交CD的延长线于点F.(1)图中△EFD可以由△ EBA 绕着点 E 旋转 180 度后得到;(2)写出图中的一对全等三角形 △EBA≌△EFD ;(3)若AB=4,BC=5,CD=6.求△BCF的面积.【分析】(1)由已知条件可证明△EBA≌△EFD,所以△EFD可以由△EBA绕点E旋转180°后得到;(2)由(1)可得出答案;(3)由(1)可知△EBA≌△EFD,所以求△BCF的面积可转化为求梯形ABCD的面积,根据梯形的面积公式计算即可.【解答】解:(1)∵AB∥CD,∴∠ABE=∠F,∠A=∠FDE,∵E是AD的中点,∴AE=CE,在△EBA和△EFD中,,∴△EBA≌△EFD(AAS),∴△EFD可以由△EBA绕点E旋转180°后得到,故答案为:EBA,E,180°;(2)由(1)可知△EBA ≌△EFD ,故答案为:△EBA ≌△EFD ;(3)∵△EBA ≌△EFD ,∴S △BCF =S 梯形ABCD ==25.【点评】本题考查了全等三角形的判定、梯形的面积公式,旋转的性质,熟练掌握旋转的性质是解题的关键.6.(2022春•沭阳县月考)如图,点O 是等边三角形ABC 内的一点,∠BOC =150°,将△BOC 绕点C 按顺时针旋转得到△ADC ,连接OD ,OA .(Ⅰ)求∠ODC 的度数;(Ⅱ)若OB =2,OC =3,求AO 的长.【分析】(Ⅰ)根据旋转的性质得到三角形ODC 为等边三角形即可求解;(Ⅱ)在Rt △AOD 中,由勾股定理可求得AO 的长,再在直角△AOD 中利用三角函数的定义即可求解.【解答】解:(Ⅰ)由旋转的性质得,CD =CO ,∠ACD =∠BCO ,∵∠ACB =60°,∴∠DCO =60°,∴△OCD 为等边三角形,∴∠ODC =60°;(Ⅱ)由旋转的性质得,AD =OB =2,∵△OCD 为等边三角形,∴OD =OC =3,∵∠BOC =150°,∠ODC =60°,∴∠ADO =90°,在Rt △AOD 中,由勾股定理得:AO ==.【点评】本题主要考查了旋转的性质以及三角函数的定义,正确求得AO的长是解题的关键.7.(2022春•铜山区校级月考)如图,在△ABC中,∠BAC=120°,以BC为边向形外作等边三角形BCD,把△ABD绕着点D按顺时针方向旋转60°后得到△ECD,若AB=5,AC=3,求:(1)∠BAD的度数;(2)AD的长.【分析】(1)由旋转的性质可得AD=DE,BC=CD,AB=CE,∠ADE=∠BDC=60°,∠ABD=∠DCE,可证△ADE是等边三角形,可得∠DAE=60°,AD=AE,即可求解;(2)由等边三角形的性质可求AD=AE的长.【解答】解:(1)∵把△ABD绕着点D按顺时针方向旋转60°后得到△ECD,∴AD=DE,BC=CD,AB=CE,∠ADE=∠BDC=60°,∠ABD=∠DCE,∵∠BAC+∠BDC=180°,∴∠ABD+∠ACD=180°,∴∠ACD+∠DCE=180°,∴点A,点C,点E三点共线,又∵AD=DE,∠ADE=60°,∴△ADE是等边三角形,∴∠DAE=60°,AD=AE,∴∠BAD=60°;(2)∵AB=5=CE,AC=3,∴AE=AC+CE=8,∴AD=AE=8.【点评】本题考查了旋转的性质,全等三角形的性质,等边三角形的判定和性质,证明点A,点C,点E三点共线是解题的关键.8.(2022春•东海县期末)如图,用四根木条钉成矩形框ABCD,把边BC固定在地面上,向右推动矩形框,矩形框的形状会发生改变(四边形具有不稳定性).(1)通过操作观察可知,线段EB由AB旋转得到,所以EB=AB.同理可得FC=CD,EF= AD ;(2)进一步观察,我们还会发现EF∥AD,请证明这一结论;(3)已知BC=30cm,DC=80cm,若BE恰好经过原矩形DC边的中点H,求此时四边形BCFE的面积.【分析】(1)由推动矩形框时,矩形ABCD的各边的长度没有改变,可求解;(2)通过证明四边形BEFC是平行四边形,可得结论;(3)由勾股定理可求BH的长,由面积法可求CG的长,即可求解.【解答】(1)解:∵把边BC固定在地面上,向右边推动矩形框,矩形的形状会发生改变,∴矩形ABCD的各边的长度没有改变,∴AB=BE,EF=AD,CF=CD,故答案为:AD;(2)证明:∵四边形ABCD是矩形,∴AD∥BC,AB=CD,AD=BC,∵AB=BE,EF=AD,CF=CD,∴BE=CF,EF=BC,∴四边形BEFC是平行四边形,∴EF∥BC,∴EF∥AD;(3)解:如图,过点C作CG⊥BE于G,∵DC=AB=BE=80cm,点H是CD的中点,∴CH=DH=40cm,在Rt△BHC中,BH===50(cm),=×BC×CH=×BH×CG,∵S△BCH∴30×40=50×CG,∴CG=24,∴四边形BCFE的面积=BE×CG=80×24=1920(cm2).【点评】本题考查了旋转的性质,矩形的性质,平行四边形的判定和性质,勾股定理,相似三角形的判定和性质等知识,灵活运用这些性质解决问题是解题的关键.9.(2022•溧阳市模拟)已知:如图,将△ABC绕点C旋转一定角度得到△EDC,若∠ACE=2∠ACB.(1)求证:△ADC≌△ABC;(2)若AB=BC=5,AC=6,求四边形ABCD的面积.【分析】(1)根据旋转的性质得到∠ACB=∠DCE,BC=CD,根据全等三角形的判定定理即可得到结论;(2)根据全等三角形的性质得到AB=AD,推出四边形ABCD是菱形,根据菱形的性质得到AC⊥BD,设AC,BD交于O,根据勾股定理得到BO===4,求得BD=8,根据菱形的面积公式即可得到结论.【解答】(1)证明:∵将△ABC绕点C旋转一定角度得到△EDC,∴∠ACB=∠DCE,BC=CD,∵∠ACE=2∠ACB,∴∠ACE=2∠DCE,∴∠ACD=∠DCE=∠ACB,在△ADC与△ABC中,,∴△ADC≌△ABC(SAS);(2)解:由(1)知,△ADC≌△ABC,∴AB=AD,∵AB=BC,BC=CD,∴AB=BC=CD=AD,∴四边形ABCD是菱形,∴AC⊥BD,设AC,BD交于O,∴AO=AC=3,∴BO===4,∴BD=8,∴四边形ABCD的面积=AC•BD=6×8=24.【点评】本题考查了旋转的性质全等三角形的判定和性质,菱形的判定和性质,熟练掌握全等三角形的判定和性质是解题的关键.10.(2022春•滨海县月考)如图,点O是等边三角形ABC内的一点,∠BOC=150°,将△BOC绕点C按顺时针方向旋转一定的角度,得到△ADC,连接OD,OA.(1)求∠ODC的度数;(2)试判断AD与OD的位置关系,并说明理由;(3)若OB=2,OC=3,求AO的长(直接写出结果).【分析】(1)根据旋转的性质得到三角形ODC为等边三角形即可求解;(2)将△BOC绕点C按顺时针方向旋转一定的角度,得到△ADC,可知∠ADC=∠BOC=150°,即得∠ADO=∠ADC﹣∠ODC=90°,故AD⊥OD;(3)在Rt△AOD中,由勾股定理即可求得AO的长.【解答】解:(1)由旋转的性质得,CD=CO,∠ACD=∠BCO,∴∠ACD+∠ACO=∠BCO+∠ACO,即∠DCO=∠ACB,∵三角形ABC是等边三角形,∴∠ACB=60°,∴∠DCO=60°,∴△OCD为等边三角形,∴∠ODC=60°;(2)AD与OD的位置关系是:AD⊥OD,理由如下:由(1)知∠ODC=60°,∵将△BOC绕点C按顺时针方向旋转一定的角度,得到△ADC,∴∠ADC=∠BOC=150°,∴∠ADO=∠ADC﹣∠ODC=90°,∴AD⊥OD;(3)由旋转的性质得,AD=OB=2,∵△OCD为等边三角形,∴OD=OC=3,在Rt△AOD中,由勾股定理得:AO===.【点评】本题考查等边三角形中的旋转变换,涉及直角三角形判定、勾股定理等知识,解题的关键是掌握旋转的性质,旋转不改变图形的大小和形状.11.(2022春•相城区校级期末)如图,在△ABC中,∠BAC=50°,将△ABC绕点A按逆时针方向旋转后得△AB1C1.当B1B∥AC时,求∠BAC1的度数.【分析】先依据平行的性质可求得∠ABB1的度数,然后再由旋转的性质得到△AB1B为等腰三角形,∠B1AC1=50°,再求得∠BAB1的度数,最后依据∠BAC1=∠BAB1﹣∠C1AB1求解即可.【解答】解:∵B1B∥AC,∴∠ABB1=∠BAC=50°.∵由旋转的性质可知:∠B1AC1=∠BAC=50°,AB=AB1.∴∠ABB1=∠AB1B=50°.∴∠BAB1=80°∴∠BAC1=∠BAB1﹣∠C1AB1=80°﹣50°=30°.【点评】本题主要考查的是旋转的性质、平行线的判断,求得∠BAB1的度数是解题的关键.12.(2022春•南京期中)已知:如图,在△ABC中,∠BAC=120°,以BC为边向形外作等边三角形BCD,把△ABD绕着点D按顺时针方向旋转60°后得到△ECD,且A、C、E三点共线,若AB=3,AC=2,求∠BAD的度数与AD的长.【分析】由旋转的性质可得出∠ADE=60°、DA=DE,进而可得出△ADE为等边三角形以及∠DAE=60°,由点A、C、E在一条直线上可得出∠BAD=∠BAC﹣∠DAE=60°;由点A、C、E在一条直线上可得出AE=AC+CE,根据旋转的性质可得出CE=AB,结合AB=3、AC=2可得出AE的长度,再根据等边三角形的性质即可得出AD的长度.【解答】解:∵△ABD绕着点D按顺时针方向旋转60°后得到△ECD,∴∠ADE=60°,DA=DE,∴△ADE为等边三角形,∴∠DAE=60°.∵点A、C、E在一条直线上,∴∠BAD=∠BAC﹣∠DAE=120°﹣60°=60°.∵点A、C、E在一条直线上,∴AE=AC+CE.∵△ABD绕着点D按顺时针方向旋转60°后得到△ECD,∴CE=AB,∴AE=AC+AB=2+3=5.∵△ADE为等边三角形,∴AD=AE=5.【点评】本题考查了旋转的性质以及等边三角形的判定与性质,根据旋转的性质结合旋转角度为60°找出△ADE为等边三角形是解题的关键.三.旋转对称图形(共3小题)13.(2022春•东台市月考)正方形至少旋转 90 度才能与自身重合.【分析】正方形可以被其对角线平分成4个全等的部分,则旋转的角度即可确定.【解答】解:正方形可以被其对角线平分成4个全等的部分,则旋转至少360÷4=90度,能够与本身重合.故答案为:90.【点评】本题考查旋转对称图形的概念:把一个图形绕着一个定点旋转一个角度后,与初始图形重合,这种图形叫做旋转对称图形,这个定点叫做旋转对称中心,旋转的角度叫做旋转角.注意基础概念的熟练掌握.14.(2022春•常州期末)如图,用六个全等的等边三角形可以拼成一个六边形,三角形的公共顶点为O,则该六边形绕点O至少旋转 60 °后能与原来的图形重合.【分析】根据旋转角及旋转对称图形的定义作答.【解答】解:∵360°÷6=60°,∴该六边形绕中心至少旋转60度后能和原来的图案互相重合.故答案为:60.【点评】本题考查了旋转角的定义及求法,对应点与旋转中心所连线段的夹角叫做旋转角.15.(2022春•洪泽区校级月考)等边三角形绕一点至少旋转 120 °与自身完全重合.【分析】等边三角形的中心到三个顶点的距离相等,相邻顶点与中心连线的夹角相等,求旋转角即可.【解答】解:因为等边三角形的中心到三个顶点的距离相等,相邻顶点与中心连线的夹角相等,所以,旋转角为360°÷3=120°,故至少旋转120度才能与自身重合.故答案为:120.【点评】本题考查旋转对称图形的概念:把一个图形绕着一个定点旋转一个角度后,与初始图形重合,这种图形叫做旋转对称图形,这个定点叫做旋转对称中心,旋转的角度叫做旋转角.四.中心对称(共5小题)16.(2022春•张家港市校级月考)如图,菱形ABCD的对角线AC、BD交于点O,AC=4,BD=16,将△BOC绕着点C旋转180°得到△BOC,则点A与点B'之间的距离为( )A.6B.8C.10D.12【分析】根据菱形ABCD的对角线AC、BD交于点O,AC=4,BD=16,可得AC⊥BD,所以∠BOC=90°,根据△BOC绕着点C旋转180°得到△B′O′C,所以∠CO′B′=∠BOC=90°,AO′=6,OB′=8,再根据勾股定理即可求出点A与点B′之间的距离.【解答】解:∵菱形ABCD的对角线AC、BD交于点O,AC=4,BD=16,∴AC⊥BD,∴∠BOC=90°,∵△BOC绕着点C旋转180°得到△B′O′C,∴∠CO′B′=∠BOC=90°,∴O′C=OC=OA=AC=2,∴AO′=6,∵OB=OD=O′B′=BD=8,在Rt△AO′B′中,根据勾股定理,得:AB′===10.则点A与点B′之间的距离为10.故选:C.【点评】本题考查了中心对称、旋转的性质,菱形的性质,勾股定理等知识,解决本题的关键是掌握旋转的性质.17.(2022春•相城区校级期中)如图,菱形ABCD的对角线AC、BD交于点O,将△BOC绕着点C旋转180°得到△B'O'C,若AC=2,AB′=5,则菱形ABCD的边长是( )A.3B.4C.D.【分析】根据菱形的性质、旋转的性质,得到OA=OC=O'C=1、OB⊥OC、O'B'⊥O'C、BC=B′C,根据AB′=5,利用勾股定理计算O'B',再次利用勾股定理计算B'C即可.【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,且△BOC绕着点C旋转180°得到△B'O'C,AC=2,∴OA=OC=O'C=1,OB⊥OC,BC=B′C,∴O'B'⊥O'C,O'A=AC+O'C=2+1=3,∵AB′=5,∴,∴,∴,即菱形ABCD的边长是,故选:D.【点评】本题考查了菱形的性质、旋转的性质以及勾股定理等知识,熟练掌握菱形的基本性质并灵活运用勾股定理是解题的关键.18.(2022春•涟水县校级月考)如图,在平面直角坐标系xOy中,△ABC经过中心对称变换得到△A′B′C′,那么对称中心的坐标为( )A.(0,0)B.(﹣1,0)C.(﹣1,﹣1)D.(0,﹣1)【分析】根据点A与点A'关于(﹣1,0)对称,点B与点B'关于(﹣1,0)对称,点C与点C′关于(﹣1,0)对称,得出△ABC与△A′B′C′关于点(﹣1,0)成中心对称.【解答】解:由图可知,点A与点A'关于(﹣1,0)对称,点B与点B'关于(﹣1,0)对称,点C与点C′关于(﹣1,0)对称,所以△ABC与△A′B′C′关于点(﹣1,0)成中心对称,故选:B.【点评】本题考查了坐标与图形变化﹣旋转,准确识图,观察出两三角形成中心对称,对称中心是(﹣1,0)是解题的关键.19.(2022春•江阴市校级月考)平面直角坐标系中,点P(3,﹣2)关于点Q(1,0)成中心对称的点的坐标是 (﹣1,2) .【分析】连接PQ并延长到点P′,使P′Q=PQ,设P′(x,y),则x<0,y>0.过P作PM⊥x轴于点M,过P′作PN⊥x轴于点N.利用AAS证明△QP′N≌△QPM,得出QN=QM,P′N=PM,即1﹣x=3﹣1,y=2,求出x=﹣1,y=2,进而得到P′的坐标.【解答】解:如图,连接PQ并延长到点P′,使P′Q=PQ,设P′(x,y),则x<0,y>0.过P作PM⊥x轴于点M,过P′作PN⊥x轴于点N.在△QP′N与△QPM中,,∴△QP′N≌△QPM(AAS),∴QN=QM,P′N=PM,∴1﹣x=3﹣1,y=2,∴x=﹣1,y=2,∴P′(﹣1,2).故答案为(﹣1,2).【点评】本题考查了坐标与图形变化﹣旋转,全等三角形的判定与性质,准确作出点P(3,﹣2)关于点(1,0)对称的点P′是解题的关键.20.(2022春•铜山区校级月考)如图,AB⊥BC,AB=BC=2cm,弧OA与弧OC关于点O中心对称,则AB、BC、弧CO、弧OA所围成的面积是 2 cm2.【分析】由弧OA与弧OC关于点O中心对称,根据中心对称的定义,如果连接AC,则点O为AC的中点,则题中所求面积等于△BAC的面积.【解答】解:连接AC.∵与关于点O中心对称,∴点O为AC的中点,∴AB、BC、弧CO、弧OA所围成的面积=△BAC的面积==2cm2.故答案为:2.【点评】根据中心对称的性质,把所求的不规则图形转化为规则图形即△BAC的面积,是解决本题的关键.五.中心对称图形(共2小题)21.(2022春•南京期末)下列四个图形中,既是轴对称图形,又是中心对称图形的是( )A.B.C.D.【分析】根据中心对称图形与轴对称图形的概念进行判断即可.【解答】解:A.不是中心对称图形,是轴对称图形,故此选项不合题意;B.是中心对称图形,不是轴对称图形,故此选项不合题意;C.不是中心对称图形,是轴对称图形,故此选项不合题意;D.既是中心对称图形,也是轴对称图形,故此选项符合题意;故选:D.【点评】本题考查的是中心对称图形与轴对称图形的概念.轴对称图形的关键是寻找对称轴,图形两部分折叠后可重合,中心对称图形是要寻找对称中心,旋转180度后与自身重合.22.(2022春•泰兴市期末)江苏省第二十届运动会将于今年8月28日在泰州举行,运动会会徽依据“江苏•泰州”首字母为原型进行设计.下列字母中,是中心对称图形的有( )个.A.1B.2C.3D.4【分析】根据中心对称图形的概念判断.把一个图形绕某一点旋转180°,如果旋转后的图形能够与原来的图形重合,那么这个图形就叫做中心对称图形.【解答】解:“J”、“T”都不能找到这样的一个点,使图形绕某一点旋转180°后与原来的图形重合,所以不是中心对称图形,“S”、“Z”能找到这样的一个点,使图形绕某一点旋转180°后与原来的图形重合,所以是中心对称图形,故选:B.【点评】本题考查的是中心对称图形,中心对称图形是要寻找对称中心,旋转180度后与自身重合.六.作图-旋转变换(共6小题)23.(2022春•通州区期末)如图,在平面直角坐标系中,A(4,3),B(1,4),C(1,1),将△ABC绕点O逆时针旋转90°,得到△A'B'C'.(1)请在图中画出△A'B'C',并求出△A'B'C'的面积;(2)若△ABC内一点M(a,b),则在△A'B'C'内与M相对应的点M'的坐标是 (﹣b,a) .【分析】(1)根据旋转的性质找出对应点即可求解;再由面积公式求得△A'B'C'的面积;(2)由旋转的性质可得答案.【解答】解:(1)如图所示,△A'B'C'即为所求;∴△A'B'C'的面积=;(2)在△A'B'C'内与M相对应的点M'的坐标是(﹣b,a),故答案为:(﹣b,a).【点评】本题主要考查了作图﹣旋转变换,三角形的面积等知识,熟练掌握旋转的性质是解题的关键.24.(2022春•涟水县校级月考)按下列要求分别画出与四边形ABCD成中心对称的四边形:(1)以顶点A为对称中心的四边形AB1C1D1(2)以BC的中点O为对称中心的四边形A2B2C2D2【分析】(1)连接CA并延长至C1,使得AC1=CA,则就是点A的对称点(将各点与对称中心相连,并延长至相等长度,得该点的对称点);同理作出其它各点的对称点,连接成四边形即可;(2)方法同(1),连接AO并延长至A2,使AO=A2O,则A2就是点A的对称点(将各点与对称中心相连,并延长至相等长度,得该点的对称点);同理作出其它各点的对称点,连接成四边形即可.【解答】解:(1)连接CA并延长至C1,使得AC1=CA,则就是点A的对称点(将各点与对称中心相连,并延长至相等长度,得该点的对称点);同理作出其它各点的对称点,连接成四边形;如图,四边形AB1C1D1即为所求.(2)连接AO并延长至A2,使AO=A2O,则A2就是点A的对称点(将各点与对称中心相连,并延长至相等长度,得该点的对称点.);同理作出其它各点的对称点,连接成四边形,如图所示,四边形A2B2C2D2即为所求,【点评】本题考查了画中心对称图形,掌握中心对称的性质是解题的关键.25.(2022春•天宁区校级期中)正方形网格中(每个小正方形边长是1,小正方形的顶点叫做格点),△ABC 的顶点均在格点上,请在所给的直角坐标系中解答下列问题:(1)画出△ABC绕点B逆时旋转90°的△A1BC1.(2)画出△ABC关于点O的中心对称图形△A2B2C2.(3)△A1BC1可由△A2B2C2绕点M旋转得到,请写出点M的坐标.【分析】(1)将点A、C分别绕点B逆时针旋转90°得到其对应点,再首尾顺次连接即可;(2)分别作出三个顶点关于原点的对称点,再首尾顺次连接即可;(3)作C1C2、BB1中垂线,交点即为所求.【解答】解:(1)如图所示,△A1BC1即为所求.(2)如图所示,△A2B2C2即为所求.(3)如图所示,点M即为所求,其坐标为(0,﹣1).【点评】本题主要考查作图—旋转变换,解题的关键是掌握旋转变换的定义与性质.26.(2022春•阜宁县期中)方格纸中的每个小方格都是边长为1个单位的正方形,在建立平面直角坐标系后,△ABC的顶点均在格点上,点C的坐标为(4,﹣1).(1)试作出△ABC以C为旋转中心,沿顺时针方向旋转90°后的图形△A1B1C;(2)以原点O为对称中心,再画出与△ABC关于原点O对称的△A2B2C2,并写出点C2的坐标 (﹣4,1) .【分析】(1)根据题意所述的旋转三要素,依此找到各点旋转后的对应点,顺次连接可得出△A1B1C;(2)根据中心对称点平分对应点连线,可找到各点的对应点,顺次连接可得△A2B2C2,结合直角坐标系可得出点C2的坐标.【解答】解:根据旋转中心为点C,旋转方向为顺时针,旋转角度为90°,所作图形如下:.(2)所作图形如下:结合图形可得点C2坐标为(﹣4,1).【点评】此题考查了旋转作图的知识,解答本题关键是仔细审题,找到旋转的三要素,另外要求我们掌握中心对称点平分对应点连线,难度一般.27.(2022春•锡山区期末)按要求作图,不要求写作法,但要保留作图痕迹.(1)如图1,在10×10的网格中,有一格点三角形ABC(说明:顶点都在网格线交点处的三角形叫做格点三角形).将△ABC绕点C旋转180°,得到△A′B′C,请直接画出旋转后的△A′B′C.(2)在图1中,作出AC边上的高BF,则BF的长为 .(3)如图2,已知四边形ABCD是平行四边形,E为BC上任意一点,请只用直尺(不带刻度)在边AD上找点F,使DF=BE.【分析】(1)利用旋转变换的性质分别作出A,B的对应点A′,B′;(2)利用面积法求出BF,可得结论,(3)连接AC,BD交于点O,连接EO,延长EO交AD于点F,点F即为所求.【解答】解:(1)如图,△A′B′C即为所求;=3×3﹣×2×3﹣×1×3﹣×1×1=4,(2)∵AC==,S△ABC∴×AC×BF=4,∴BF=.故答案为:.(3)如图2,点F即为所求.【点评】本题考查作图﹣旋转变换,平行四边形的性质等知识,解题的关键是理解题意,灵活运用所学知识解决问题,属于中考常考题型.28.(2022春•鼓楼区校级期中)(1)如图1,已知△ABC的顶点A、B、C在格点上,画出将△ABC绕点O 顺时针方向旋转90°后得到的△A1B1C1.(2)如图2,在平面直角坐标系中,将线段AB绕平面内一点P旋转得到线段A′B′,使得A′与点B重合,B′落在x轴负半轴上.请利用无刻度直尺与圆规作出旋转中心P.(不写作法,但要保留作图痕迹)【分析】(1)利用旋转变换的性质分别作出A,B,C的对应点A1,B1,C1即可;(2)作出线段AB,A′B′的垂直平分线的交点P即可.【解答】解:(1)如图1中,△A1B1C1即为所求;(2)如图2,点P即为旋转中心.【点评】本题考查作图﹣旋转变换,解题的关键是掌握旋转变换的性质,属于中考常考题型.一、单选题1.(2022春·江苏·八年级专题练习)如图所示的五个四边形全等,不能由四边形ABCD 经过平移或旋转得到的是( )A .B .C .D .【答案】A【分析】根据平移或者旋转的性质逐一分析即可.【详解】A.经过平移和旋转可得,符合题意;巩固提升B.经过旋转可得,不符合题意;C.经过平移可得,不符合题意;D.经过旋转可得,不符合题意;故选A.【点睛】本题考查了图形的平移和旋转,掌握平移和旋转的性质是解题的关键.2.(2022秋·江苏盐城·八年级校考期中)下列运动属于旋转的是()A.篮球的运动B.气球升空的运动C.钟表钟摆的摆动D.一个图形沿某直线对折的过程【答案】C【分析】根据旋转的定义进行判断即可.【详解】解:A.篮球的运动不一定是旋转,故A不符合题意;B.气球升空的运动属于平移,不属于旋转,故B不符合题意;C.钟表钟摆的摆动属于旋转,故C符合题意;D.一个图形沿某直线对折的过程是轴对称,不属于旋转,故D不符合题意.故选:C.【点睛】本题主要考查了旋转的定义,解题的关键是熟练掌握旋转的定义.3.(2023春·江苏·八年级专题练习)如图,△ABC绕点C旋转,点B转到点E的位置,则下列说法正确的是( )A.点B与点D是对应点B.∠BCD等于旋转角C.点A与点E是对应点D.△ABC≌△DEC【答案】D【分析】利用旋转的性质即可求解【详解】解:∵△ABC绕点C旋转,点B转到点E的位置,∴△ABC≌△DEC,点B与点E是对应点,点A与点D是对应点,∠ACD与∠BCE是旋转角,。
几何形的旋转平移和对称变换几何形的旋转、平移和对称变换几何形的旋转、平移和对称变换是几何学中的基础概念和操作,它们在数学和实际应用中都扮演着重要的角色。
通过这些变换,我们可以改变和调整图形的位置、方向和形状,使得几何问题的解决变得更加灵活和方便。
本文将对几何形的旋转、平移和对称变换进行详细介绍。
1. 旋转变换旋转变换是指沿着一个固定点旋转图形一定的角度。
在平面几何中,我们通常以原点为中心,按照逆时针方向旋转来描述旋转变换。
旋转变换可以保持图形的大小和形状不变,只改变其方向和位置。
常见的旋转角度有90度、180度和360度。
旋转变换的数学表示式为:x' = x*cosθ - y*sinθy' = x*sinθ + y*cosθ其中,(x, y)是旋转前的点的坐标,(x', y')是旋转后的点的坐标,θ是旋转的角度。
2. 平移变换平移变换是指将图形沿着平行于坐标轴的方向移动一定的距离。
平移变换只改变图形的位置,保持其大小、形状和方向不变。
平移变换可以用向量来表示,其中向量的分量表示图形在x轴和y轴上的位移。
平移变换的数学表示式为:x' = x + dxy' = y + dy其中,(x, y)是平移前的点的坐标,(x', y')是平移后的点的坐标,(dx, dy)是平移的距离。
3. 对称变换对称变换是指将图形绕着某个轴线或某个点进行翻转,使得图形在变换前后保持镜像对称关系。
常见的对称变换有关于x轴、y轴和原点的对称。
对称变换的数学表示式为:关于x轴对称:(x, y) -> (x, -y)关于y轴对称:(x, y) -> (-x, y)关于原点对称:(x, y) -> (-x, -y)4. 综合应用几何形的旋转、平移和对称变换在许多领域有着广泛的应用,如建筑设计、计算机图形学、机器人学等等。
通过这些变换,我们可以灵活地处理图形的位置和形状,满足不同需求的设计和计算要求。
《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。
《中考压轴题全揭秘》第二辑原创模拟预测题专题22:几何三大变换问题之旋转(中心对称)问题轴对称、平移、旋转是平面几何的三大变换.旋转变换是指在同一平面内,将一个图形(含点、线、面)整体绕一固定点旋转一个定角,这样的图形变换叫做图形的旋转变换,简称旋转.旋转由旋转中心、旋转的方向和角度决定.经过旋转,旋转前后图形的形状、大小不变,只是位置发生改变;旋转前、后图1形的对应点到旋转中心的距离相等,即旋转中心在对应点所连线段的垂直平分线上;旋转前、后的图形对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角.把一个图形绕着某一定点旋转一个角度360°/n(n为大于1的正整数)后,与初始的图形重合,这种图形就叫做旋转对称图形,这个定点就叫做旋转对称中心,旋转的角2度叫做旋转角.特别地,中心对称也是旋转对称的一种的特别形式.把一个图形绕着某一点旋转180°,如果它能与另一个图形重合,那么就说这两个图形关于这个点对称或中心对称,这个点叫做对称中心,这两个图形的对应点叫做关于中心的对称点.如果把一个图形绕某一点旋转180度3后能与自身重合,这个图形是中心对称图形.在初中数学以及日常生活中有着大量的旋转变换的知识,是中考数学的必考内容.中考压轴题中旋转问题,包括直线(线段)的旋转问题;三角形的旋转问题;四边形旋转问题;其它图形的问题.原创模拟预测题1.在直角坐标系中,将点(﹣2,3)关于原点的对称点向左平移2个单位长度得到的点的坐标是()A.(4,﹣3)B.(﹣4,3)C.(0,﹣3)D.(0,3)【答案】C.【解析】45试题分析:在直角坐标系中,将点(﹣2,3)关于原点的对称点是(2,﹣3),再向左平移2个单位长度得到的点的坐标是(0,﹣3),故选C .考点:关于原点对称的点的坐标;坐标与图形变化-平移.原创模拟预测题2.如图,在平面直角坐标系xOy 中,△A ′B ′C ′由△ABC 绕点P 旋转得到,则点P 的坐标为( )A .(0,1)B .(1,﹣1)C .(0,﹣1)D .(1,0)【答案】B .【解析】试题分析:由图形可知,对应点的连线CC ′、AA ′的垂直平分线过点(0,﹣1),根据旋转变换的性质,点(1,﹣1)即为旋转中心.故旋转中心坐标是P (1,﹣1).故选B .考点:坐标与图形变化-旋转.原创模拟预测题3.在平面直角坐标系中,把点P (﹣5,3)向右平移8个单位得到点P 1,再将点P 1绕原点旋转90°得到点P 2,则点P 2的坐标是( )A .(3,﹣3)B .(﹣3,3)C .(3,3)或(﹣3,﹣3)D .(3,﹣3)或(﹣3,3)【答案】D .【解析】考点:坐标与图形变化-旋转;坐标与图形变化-平移;分类讨论.原创模拟预测题4.如图,△ABC ,△EFG 均是边长为2的等边三角形,点D 是边BC 、EF 的中点,直线AG 、FC 相交于点M .当△EFG 绕点D 旋转时,线段BM 长的最小值是( )A .23-B .31+C .2D .31-6【答案】D .【解析】试题分析:AC 的中点O ,连接AD 、DG 、BO 、OM ,如图,∵△ABC ,△EFG 均是边长为2的等边三角形,点D 是边BC 、EF 的中点,∴AD ⊥BC ,GD ⊥EF ,DA =DG ,DC =DF ,∴∠ADG =90°﹣∠CDG =∠FDC ,DA DG DC DF =,∴△DAG ∽△DCF ,∴∠DAG =∠DCF ,∴A 、D 、C 、M 四点共圆,根据两点之间线段最短可得:BO ≤BM +OM ,即BM ≥BO ﹣OM ,当M 在线段BO 与该圆的交点处时,线段BM 最小,此时,BO =22BC OC -=2221-=3,OM =12AC =1,则BM =BO ﹣OM =31-.故选D . 考点:旋转的性质;等边三角形的性质;相似三角形的判定与性质;最值问题;综合题;压轴题.原创模拟预测题5.在如图所示的平面直角坐标系中,△OA 1B 1是边长为2的等边三角形,作△B 2A 2B 1与△OA 1B 1关于点B 1成中心对称,再作△B 2A 3B 3与△B 2A 2B 1关于点B 2成中心对称,如此作下去,则△B 2n A 2n +1B 2n +1(n 是正整数)的顶点A 2n +1的坐标是( )A .(4n ﹣1,3)B .(2n ﹣1,3)C .(4n +1,3)D .(2n +1,3)【答案】C .【解析】…,∵1=2×1﹣1,3=2×2﹣1,5=2×3﹣1,7=2×3﹣1,…,∴A n 的横坐标是2n ﹣1,A 2n +1的横坐标是2(2n +1)﹣1=4n +1,∵当n 为奇数时,A n 的纵坐标是3,当n 为偶数时,A n 的纵坐标是3-,∴顶点A 2n +1的纵坐标是3,∴△B2n A2n+1B2n+1(n是正整数)的顶点A2n+1的坐标是(4n+1,3).故选C.考点:坐标与图形变化-旋转;规律型;综合题;压轴题.原创模拟预测题6.如图,在矩形ABCD中,已知AB=4,BC=3,矩形在直线l上绕其右下角的顶点B向右旋转90°至图①位置,再绕右下角的顶点继续向右旋转90°至图②位置,…,以此类推,这样连续旋转2015次后,顶点A在整个旋转过程中所经过的路程之和是()A.2015πB.3019.5πC.3018πD.3024π【答案】D.考点:旋转的性质;弧长的计算;规律型.原创模拟预测题7.将正方形ABCD绕点A按逆时针方向旋转30°,得正方形AB1C1D1,B1C1交CD于点E,AB=3,则四边形AB1ED的内切圆半径为()A .312+B .332-C .313+D .333-【答案】B.【解析】试题分析:作∠DAF与∠AB1G的角平分线交于点O,过O作OF⊥AB1,则∠OAF=30°,∠AB1O=45°,故B1F=OF=12OA,设B1F=x,则AF =3x-,故222(3)(2)x x x-+=,解得x =332-或x =332--(舍去),∴四边形AB1ED 的内切圆半径为:332-.故选B.考点:三角形的内切圆与内心;正方形的性质;旋转的性质.原创模拟预测题8.如图,小明家的住房平面图呈长方形,被分割成3个正方形和2个长方形后仍是中心对称图形.若只知道原住房平面图长方形的周长,则分割后不用测量就能知道周长的图形的标号为()7A.①② B.②③ C.①③ D.①②③【答案】A.【解析】试题分析:如图,,∵长方形被分割成3个正方形和2个长方形后仍是中心对称图形,∴A的对应点是A′,B的对应点是B′,∴AB=A′B′,∵①的长和②的边长的和等于原长方形的长,①的宽和②的边长的和等于原长方形的宽,∴①②的周长和等于原长方形的周长,∴分割后不用测量就能知道周长的图形的标号为①②,其余的图形的周长不用测量无法判断.故选A.考点:中心对称;应用题;综合题.原创模拟预测题9.如图,在等边△ABC内有一点D,AD=5,BD=6,CD=4,将△ABD绕A点逆时针旋转,使AB与AC重合,点D旋转至点E,则∠CDE的正切值为.【答案】37.【解析】考点:旋转的性质;等边三角形的性质;解直角三角形;综合题.原创模拟预测题10.如图,四边形ABCD是矩形纸片,AB=2.对折矩形纸片ABCD,使AD与BC重合,折痕为EF;展平后再过点B折叠矩形纸片,使点A落在EF上的点N,折痕BM与EF相交于点Q;再次展平,连接BN,MN,延长MN交BC于点G.有如下结论:①∠ABN=60°;②AM=1;③QN =33;④△BMG是等边三角形;⑤P为线段BM上一动点,H是BN的中点,则PN+PH 的最小值是3.其中正确结论的序号是.【答案】①④⑤.89【解析】试题分析:如图1,连接AN ,∵EF 垂直平分AB ,∴AN =BN ,根据折叠的性质,可得:AB =BN ,∴AN =AB =BN ,∴△ABN 为等边三角形,∴∠ABN =60°,∠PBN =60°÷2=30°,即结论①正确;∵∠ABN =60°,∠ABM =∠NBM ,∴∠ABM =∠NBM =60°÷2=30°,∴AM =AB •tan 30°=323⨯=233,即结论②不正确; ∵EF ∥BC ,QN 是△MBG 的中位线,∴QN =12BG ,∵BG =BM =AB ÷cos ∠ABM =322÷=433,∴QN =14323⨯=233,即结论③不正确; ∵∠ABM =∠MBN =30°,∠BNM =∠BAM =90°,∴∠BMG =∠BNM ﹣∠MBN =90°﹣30°=60°,∴∠MBG =∠ABG ﹣∠ABM =90°﹣30°=60°,∴∠BGM =180°﹣60°﹣60°=60°,∴∠MBG =∠BMG =∠BGM =60°,∴△BMG 为等边三角形,即结论④正确;∵△BMG 是等边三角形,点N 是MG 的中点,∴BN ⊥MG ,∴BN =BG •sin 60°=43332⨯=2,P 与Q 重合时,PN +PH 的值最小,∵P 是BM 的中点,H 是BN 的中点,∴PH ∥MG ,∵MG ⊥BN ,∴PH ⊥BN ,又∵PE ⊥AB ,∴PH =PE ,∴PN +PH =PN +PE =EN ,∵EN =22BN BE -=2221-=3,∴PN +PH =3,∴PN +PH 的最小值是3,即结论⑤正确.故答案为:①④⑤.考点:几何变换综合题;翻折变换(折叠问题);动点型;最值问题;和差倍分;综合题;压轴题.原创模拟预测题11.在Rt △ABC 中,∠C =90°,AC =BC =1,将其放入平面直角坐标系,使A 点与原点重合,AB 在x 轴上,△ABC 沿x 轴顺时针无滑动的滚动,点A 再次落在x 轴时停止滚动,则点A 经过的路线与x 轴围成图形的面积为 . 【答案】12π+. 【解析】考点:旋转的性质;扇形面积的计算;规律型;综合题.10 原创模拟预测题12.如图,在矩形ABCD 中,AB =46,AD =10.连接BD ,∠DBC 的角平分线BE 交DC 于点E ,现把△BCE 绕点B 逆时针旋转,记旋转后的△BCE 为△BC ′E ′.当射线BE ′和射线BC ′都与线段AD 相交时,设交点分别为F ,G .若△BFD 为等腰三角形,则线段DG 长为 . 【答案】9817. 【解析】试题分析:作FK ⊥BC ′于K 点,如图:在Rt △ABD 中,由勾股定理,得BD =22AB AD +=22(46)10+=14,设DE =x ,CE =46x -,由BE 平分∠DBC ,得:BD DE BC EC=,即141046x x =-,解得x =763,EC =563.在Rt △BCE 中,由勾股定理,得BE =22BC CE +=225610()3+=5423.由旋转的性质,得BE ′=BE =5423,BC ′=BC =10,E ′C ′=EC =563.△BFD 是等腰三角形,BF =FD =x ,在Rt △ABF 中,由勾股定理,得222(46)(10)x x =+-,解得x =495,AF =49105-=15.tan ∠ABF =AF AB =1546=6120,tan ∠FBG ='''E C BC =56310=66,tan ∠ABG =tan (∠ABF +∠FBG )=tan tan 1tan tan ABF FBG ABF FBG ∠+∠-∠⋅∠=6612066611206+-⨯=3617,tan ∠ABG =AG AB =3617,AG =3617×46=7217,DG =AD ﹣AG =721017-=9817,故答案为:9817. 考点:旋转的性质;角平分线的性质;矩形的性质;综合题;压轴题.原创模拟预测题13.如图,Rt △ABC 中,∠C =90°,AB =15,BC =9,点P ,Q 分别在BC ,AC 上,CP =3x ,CQ =4x (0<x <3).把△PCQ 绕点P 旋转,得到△PDE ,点D 落在线段PQ 上.(1)求证:PQ ∥AB ;(2)若点D 在∠BAC 的平分线上,求CP 的长;(3)若△PDE 与△ABC 重叠部分图形的周长为T ,且12≤T ≤16,求x 的取值范围.【答案】(1)证明见试题解析;(2)6;(3)1≤x ≤136.11(3)当点E 在AB 上时,根据等腰三角形的性质求出x 的值,再分0<x ≤98;98<x <3两种情况进行分类讨论. 试题解析:(1)∵在Rt △ABC 中,AB =15,BC =9,∴AC =22AB BC -=22159-=12.∵393PC x x BC ==,4123QC x x AC ==,∴PC QC BC AC =.∵∠C =∠C ,∴△PQC ∽△BAC ,∴∠CPQ =∠B ,∴PQ ∥AB ; (2)连接AD ,∵PQ ∥AB ,∴∠ADQ =∠DAB ,∵点D 在∠BAC 的平分线上,∴∠DAQ =∠DAB ,∴∠ADQ =∠DAQ ,∴AQ =DQ ,在Rt △CPQ 中,PQ =5x ,∵PD =PC =3x ,∴DQ =2x .∵AQ =12﹣4x ,∴12﹣4x =2x ,解得x =2,∴CP =3x =6;(3)当点E 在AB 上时,∵PQ ∥AB ,∴∠DPE =∠PEB .∵∠CPQ =∠DPE ,∠CPQ =∠B ,∴∠B =∠PEB ,∴PB =PE =5x ,∴3x +5x =9,解得x =98. ①当0<x ≤98时,T =PD +DE +PE =3x +4x +5x =12x ,此时0<T ≤272; ②当98<x <3时,设PE 交AB 于点G ,DE 交AB 于F ,作GH ⊥FQ ,垂足为H ,∴HG =DF ,FG =DH ,Rt △PHG ∽Rt △PDE ,∴GH PG PH ED PE PD ==,∵PG =PB =9﹣3x ,∴93453GH x PH x x x -==,∴GH =45(9﹣3x ),PH =35(9﹣3x ),∴FG =DH =3x ﹣35(9﹣3x ),∴T =PG +PD +DF +FG =(9﹣3x )+3x +45(9﹣3x )+[3x ﹣35(9﹣3x )]=125455x +,此时,272<T <18.∴当0<x <3时,T 随x 的增大而增大,∴T =12时,即12x =12,解得x =1;TA =16时,即125455x +=16,解得x =136.∵12≤T ≤16,∴x 的取值范围是1≤x ≤136. 考点:几何变换综合题;分类讨论;相似三角形的判定与性质;压轴题.原创模拟预测题14.在数学兴趣小组活动中,小明进行数学探究活动,将边长为2的正方形ABCD 与边长为22的正方形AEFG 按图1位置放置,AD 与AE 在同一直线上,AB 与AG 在同一直线上.(1)小明发现DG ⊥BE ,请你帮他说明理由;12 (2)如图2,小明将正方形ABCD 绕点A 逆时针旋转,当点B 恰好落在线段DG 上时,请你帮他求出此时BE 的长;(3)如图3,小明将正方形ABCD 绕点A 继续逆时针旋转,线段DG 与线段BE 将相交,交点为H ,写出△GHE 与△BHD 面积之和的最大值,并简要说明理由.【答案】(1)理由见试题解析;(2)26+;(3)6.【解析】(3)△GHE 和△BHD 面积之和的最大值为6,理由为:对于△EGH ,点H 在以EG 为直径的圆上,即当点H 与点A 重合时,△EGH 的高最大;对于△BDH ,点H 在以BD 为直径的圆上,即当点H 与点A 重合时,△BDH 的高最大,即可确定出面积的最大值.试题解析:(1)∵四边形ABCD 和四边形AEFG 都为正方形,∴AD =AB ,∠DAG =∠BAE =90°,AG =AE ,在△ADG 和△ABE 中,∵AD =AB , ∠DAG =∠BAE =90°,AG =AE ,∴△ADG ≌△ABE (SAS ),∴∠AGD =∠AEB ,如图1所示,延长EB 交DG 于点H ,在△ADG 中,∠AGD +∠ADG =90°,∴∠AEB +∠ADG =90°,在△EDH 中,∠AEB +∠ADG +∠DHE =180°,∴∠DHE =90°,则DG ⊥BE ;(2)∵四边形ABCD 和四边形AEFG 都为正方形,∴AD =AB ,∠DAB =∠GAE =90°,AG =AE ,∴∠DAB +∠BAG =∠GAE +∠BAG ,即∠DAG =∠BAE ,在△ADG 和△ABE 中,∵AD =AB , ∠DAG =∠BAE , A G =AE ,∴△ADG ≌△ABE (SAS ),∴DG =BE ,如图2,过点A 作AM ⊥DG 交DG 于点M ,∠AMD =∠AMG =90°,∵BD 为正方形ABCD 的对角线,∴∠MDA =45°,在Rt △AMD 中,∠MDA =45°,∴cos 45°=DM AD ,∵AD =2,∴DM =AM =2,在Rt △AMG 中,根据勾股定理得:GM =22AG AM -=6,∵DG =DM +GM =26+,∴BE =DG =26+;(3)△GHE 和△BHD 面积之和的最大值为6,理由为:对于△EGH ,点H 在以EG 为直径的圆上,∴当点H 与点A 重合时,△EGH 的高最大;13对于△BDH ,点H 在以BD 为直径的圆上,∴当点H 与点A 重合时,△BDH 的高最大,则△GHE 和△BHD 面积之和的最大值为2+4=6.考点:几何变换综合题;最值问题;综合题;压轴题.原创模拟预测题15.如图,已知抛物线2y ax bx c =++(0a ≠)与x 轴交于点A (1,0)和点B (﹣3,0),与y 轴交于点C ,且OC =OB .(1)求此抛物线的解析式;(2)若点E 为第二象限抛物线上一动点,连接BE ,CE ,求四边形BOCE 面积的最大值,并求出此时点E 的坐标;(3)点P 在抛物线的对称轴上,若线段P A 绕点P 逆时针旋转90°后,点A 的对应点A ′恰好也落在此抛物线上,求点P 的坐标.【答案】(1)223y x x =--+;(2)当a =32-时,S 四边形BOCE 最大,且最大值为638,此时,点E 坐标为(32-,154);(3)P (﹣1,1)或(﹣1,﹣2). 【解析】试题分析:(1)将A 、B 两点的坐标代入抛物线的解析式中,即可求出二次函数的解析式;试题解析:(1)∵抛物线2y ax bx c =++(0a ≠)与x 轴交于点A (1,0)和点B (﹣3,0),∴OB =3,∵OC =OB ,∴OC =3,∴c =3,∴309330a b a b ++=⎧⎨-+=⎩,解得:12a b =-⎧⎨=-⎩,∴所求抛物线解析式为:223y x x =--+; (2)如图2,过点E 作EF ⊥x 轴于点F ,设E (a ,223a a --+)(﹣3<a <0),∴EF =223a a --+,BF =a +3,OF =﹣a ,∴S 四边形BOCE =ΔBEF FOCE S S +梯形=12BF •EF +12(OC +EF )14 •OF =2211(3)(23)(26)()22a a a a a a +--++--+-=2399222a a --+=23363()228a -++,∴当a =32-时,S 四边形BOCE 最大,且最大值为638.此时,点E 坐标为(32-,154); (3)∵抛物线223y x x =--+的对称轴为x =﹣1,点P 在抛物线的对称轴上,∴设P (﹣1,m ),∵线段P A 绕点P 逆时针旋转90°后,点A 的对应点A ′恰好也落在此抛物线上,如图,∴P A =P A ′,∠AP A ′=90°,如图3,过A ′作A ′N ⊥对称轴于N ,设对称轴于x 轴交于点M ,∴∠NP A ′+∠MP A =∠NA ′P +∠NP A ′=90°,∴∠NA ′P =∠NP A ,在△A ′NP 与△APM 中,∵∠A ′NP =∠AMP =90°,∠NA ′P =∠MP A ,P A ′=AP ,∴△A ′NP ≌△PMA ,∴A ′N =PM =|m |,PN =AM =2,∴A ′(m ﹣1,m +2),代入223y x x =--+得:22(1)2(1)3m m m +=----+,解得:m =1,m =﹣2,∴P (﹣1,1),(﹣1,﹣2).考点:二次函数综合题;二次函数的最值;最值问题;旋转的性质;综合题;压轴题.。
几何形的旋转与对称知识点总结几何形旋转与对称是数学中的重要概念,在几何学和图形学中广泛应用。
通过旋转和对称运算,我们可以得到许多有趣的结果和性质。
本文将对几何形的旋转和对称的相关知识点进行总结。
一、旋转的概念与性质旋转是指以一个点为中心,按照一定的角度将图形绕该点旋转一周,使得图形的每一个点都移动到新的位置。
下面介绍旋转的一些基本概念和性质。
1. 旋转的中心:旋转的中心是图形旋转的轴心,也是旋转的固定点。
2. 角度:旋转的角度是指图形旋转的角度大小,常用角度单位有度和弧度。
3. 旋转方向:旋转可以按顺时针方向或逆时针方向进行。
4. 旋转角度的倍数:当一个图形绕旋转中心旋转一周后,旋转角度的倍数将决定旋转后图形的形状。
5. 旋转不变性:某些图形在旋转下保持不变,这种性质称为旋转不变性。
如正方形旋转一周后仍然是正方形。
二、对称的概念与性质对称是指一个图形在某一平面、直线或点上关于这个平面、直线或点对称。
下面介绍对称的一些基本概念和性质。
1. 垂直对称:当一个图形绕某一垂直线对折后,得到的两部分完全重合,此时图形具有垂直对称性。
2. 水平对称:当一个图形绕某一水平线对折后,得到的两部分完全重合,此时图形具有水平对称性。
3. 中心对称:当一个图形绕中心点旋转180度后,得到的图形与原图形完全重合,此时图形具有中心对称性。
4. 对称不变性:某些图形在对称变换下保持不变,这种性质称为对称不变性。
如圆的任何一部分绕圆心旋转180度后仍然是圆。
三、几何形的旋转与对称应用几何形的旋转与对称在现实生活和科学研究中有广泛的应用。
以下列举几个常见的应用领域。
1. 图像处理:在计算机图像处理中,利用旋转和对称操作可以实现图像的缩放、旋转、镜像等操作。
2. 建筑设计:建筑设计中常用旋转和对称操作来设计对称美观的建筑物。
3. 生物学:在生物学研究中,利用对称和旋转的概念可以揭示生物体的对称结构,对于研究生物体的生理功能和进化规律具有重要意义。
几何变换的对称与旋转几何变换是对图形进行改变的一种方法,其中对称和旋转是两种常见的变换方式。
在这篇文章中,我们将探讨几何变换中的对称和旋转,并深入了解它们的定义、性质以及在实际生活中的应用。
一、对称变换对称变换是指将一个图形进行镜像翻转的操作。
具体来说,对称变换将图形中的每个点关于某一条直线、平面或中心点翻转,使得原图形与翻转后的图形完全重合。
对称变换有以下几个重要的性质:1. 线对称:当图形的每个点关于某一条直线进行翻转后,原图形与翻转后的图形重合。
2. 平面对称:当图形的每个点关于某一平面进行翻转后,原图形与翻转后的图形重合。
对称变换在生活中广泛应用,例如在建筑设计中,对称结构可以增加建筑物的稳定性和美观性。
另外,在艺术和设计领域,对称变换也经常被运用于图案设计和装饰。
二、旋转变换旋转变换是指将一个图形绕某一中心点进行旋转的操作。
旋转变换可以按照顺时针或逆时针方向进行,具体角度可以是任意值。
通过旋转变换,图形将保持形状不变,但位置及方向发生改变。
旋转变换有以下几个重要的性质:1. 中心旋转:旋转变换是以一个中心点为基准进行的,图形中的每个点都绕着该中心点进行旋转。
2. 旋转角度:通过改变旋转的角度,可以实现不同程度的旋转变换,包括90度、180度、270度以及任意角度。
旋转变换在科学研究和实践中具有广泛的应用。
例如,在地图制作中,通过旋转变换可以将地图上的各个实际位置与相对方向准确展示出来。
此外,在计算机图形学中,旋转变换也是三维模型呈现和动画效果实现的重要手段之一。
三、对称与旋转的联系和区别对称变换与旋转变换在几何变换中有着密切的关系,同时也存在一些区别。
对称变换是将图形镜像翻转,通过直线或平面来实现;而旋转变换是围绕中心点进行旋转,改变图形的位置和方向。
对称变换保持图形的形状不变,只是改变了位置;而旋转变换保持图形的形状和位置不变,只是改变了方向。
四、几何变换的实际应用几何变换在现实生活中有着广泛的应用,以下是部分例子:1. 建筑设计:对称变换可以帮助设计师创造对称美感的建筑结构,旋转变换可以实现建筑物在不同角度的呈现。
旋转与中心对称旋转和中心对称是几何学中两种重要的变换方式。
它们在平面几何和立体几何中有广泛的应用,并且对于我们理解和解决几何问题具有重要意义。
一、旋转变换旋转是指以某一点为中心,按照一定的角度和方向将图形围绕中心点旋转。
在平面几何中,我们通常用角度来表示旋转的大小,用顺时针或逆时针来表示旋转的方向。
以平面上的一个点P为中心,逆时针旋转角度为θ的图形A,可以用记号R(θ,P)表示。
在旋转变换中,点P始终保持不变,而图形A的所有点按照相同的角度和方向绕点P旋转。
旋转变换有许多重要的性质。
首先,旋转变换保持长度不变。
也就是说,图形A经过旋转变换后,图形的任意两点之间的距离保持不变。
其次,旋转变换保持角度不变。
图形A中任意两线段之间的夹角,在旋转变换后仍然保持不变。
这些性质使得旋转变换在解决与角度和距离有关的几何问题时非常有用。
二、中心对称变换中心对称是指以某一点为对称中心,图形上对称的点与对称中心距离相等。
在平面几何中,中心对称分为对称轴在图形内部的内部中心对称和对称轴在图形外部的外部中心对称。
以点P为对称中心的内部中心对称变换,可以用记号S(P)表示。
对于任意点Q,它的对称点Q'在直线PQ上,并且PQ'=PQ。
图形A中的每一个点Q经过内部中心对称变换后得到的对称点Q',都在直线PQ 上,并且偏离对称中心的距离相等。
外部中心对称变换与内部中心对称变换类似,只不过对称轴在图形的外部。
以线段AB为外部对称轴,可以用记号S(AB)表示。
图形A 中的每一个点Q经过外部中心对称变换后得到的对称点Q',都在直线AB上,并且偏离对称轴的距离相等。
中心对称变换具有许多重要的性质。
首先,中心对称变换保持距离不变。
也就是说,图形A经过中心对称变换后,图形的任意两点之间的距离保持不变。
其次,中心对称变换使得线段、角度和面积保持不变。
图形A中任意两线段之间的夹角,在中心对称变换后仍然保持不变。
旋转与中心对称知识点总结一、旋转的基本概念1. 旋转的定义旋转是指一个图形绕着一个固定的点(称为旋转中心)旋转一定角度,使得图形的每一点都按照相同的角度和方向进行旋转。
旋转是一种基本的变换方式,可以将一个图形变换成另一个图形。
2. 旋转的性质(1)旋转保持图形的大小不变,只改变其位置和方向。
(2)旋转是一种等距变换,即旋转前后图形上的任意两点的距离不变。
(3)旋转有方向性,即按照逆时针或者顺时针方向旋转。
(4)旋转的角度可以是正数、负数或者零。
3. 旋转的记法在表示旋转时,通常用“R(α, O)”来表示。
其中,R表示旋转的动作,α表示旋转的角度,O 表示旋转的中心。
4. 旋转的应用旋转在几何中有着广泛的应用,如在图形的相似性、对称性、平移和旋转组合变换等方面都有重要作用。
此外,旋转还在几何构造和设计中有着重要的应用价值。
二、中心对称的基本概念1. 中心对称的定义中心对称是指以某一点为中心进行对称变换,使得图形的每一点都关于这个中心对称,即以中心为轴,使得对称的两个部分分别对称于中心点的两侧。
2. 中心对称的性质(1)中心对称的图形和它的中心对称图形是全等的,即它们的形状和大小都完全相同。
(2)中心对称是一种等长变换,原图形中的任意一点到中心的距离和对称图形中的相对点到中心的距离相等。
(3)中心对称是一种对易变换,即进行两次中心对称等于原图形。
3. 中心对称的应用中心对称在几何中也有着重要的应用,如在图形的分类和性质判断、对称性的分析、几何构造等方面都有重要的应用。
此外,中心对称还在艺术设计和图案构图中有着重要的应用价值。
三、旋转与中心对称的关系1. 旋转与中心对称的联系旋转和中心对称在一定条件下是等价的,即通过旋转可以实现中心对称,通过中心对称也可以实现旋转。
这是因为旋转和中心对称都是一种对称性变换,它们都具有保持图形不变的性质。
2. 旋转与中心对称的应用旋转与中心对称在一些几何问题中常常结合使用,如在构造等边三角形、六边形等图形时,旋转和中心对称可以互相借助,以实现图形的变换和构造。
专题22 几何三大变换问题之旋转(中心对称)问题轴对称、平移、旋转是平面几何的三大变换。
旋转变换是指在同一平面内,将一个图形(含点、线、面)整体绕一固定点旋转一个定角,这样的图形变换叫做图形的旋转变换,简称旋转。
旋转由旋转中心、旋转的方向和角度决定。
经过旋转,旋转前后图形的形状、大小不变,只是位置发生改变;旋转前、后图形的对应点到旋转中心的距离相等,即旋转中心在对应点所连线段的垂直平分线上; 旋转前、后的图形对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角。
把一个图形绕着某一定点旋转一个角度360°/n(n 为大于1的正整数)后,与初始的图形重合,这种图形就叫做旋转对称图形,这个定点就叫做旋转对称中心,旋转的角度叫做旋转角。
特别地,中心对称也是旋转对称的一种的特别形式。
把一个图形绕着某一点旋转180°,如果它能与另一个图形重合,那么就说这两个图形关于这个点对称或中心对称,这个点叫做对称中心,这两个图形的对应点叫做关于中心的对称点。
如果把一个图形绕某一点旋转180度后能与自身重合,这个图形是中心对称图形。
在初中数学以及日常生活中有着大量的旋转变换的知识,是中考数学的必考内容。
中考压轴题中旋转问题,包括直线(线段)的旋转问题;三角形的旋转问题;四边形旋转问题;其它图形的问题。
一. 直线(线段)的旋转问题1. 如图,直线l :y =y 轴交于点A ,将直线l 绕点A 顺时针旋转75º后,所得直线的解析式为【 】A .y =.y x =.y x =- D .y x =【答案】B 。
【考点】旋转的性质,待定系数法,直线上点的坐标与方程的关系,锐角三角函数定义,特殊角的三角函数值。
【分析】如图,由已知,可求直线y=x、y轴的交点分别为B(1,0),A(0,2.根据要求,解答下列问题:(1)已知直线l1的函数表达式为y x1=+,直接写出:①过原点且与l1垂直的直线l2的函数表达式;②过点(1,0)且与l1垂直的直线l2的函数表达式;(2)如图,过点(1,0)的直线l4向上的方向与x轴的正方向所成的角为600,①求直线l4的函数表达式;②把直线l4绕点(1,0)按逆时针方向旋转900得到的直线l5,求直线l5的函数表达式;(3)分别观察(1)(2)中的两个函数表达式,请猜想:当两直线垂直时,它们的函数表达式中自变量的系数之间有何关系?请根据猜想结论直接写出过点(1,1)且与直线11y x55=-垂直的直线l6的函数表达式。
专题22 几何三大变换问题之旋转(中心对称)问题轴对称、平移、旋转是平面几何的三大变换。
旋转变换是指在同一平面内,将一个图形(含点、线、面)整体绕一固定点旋转一个定角,这样的图形变换叫做图形的旋转变换,简称旋转。
旋转由旋转中心、旋转的方向和角度决定。
经过旋转,旋转前后图形的形状、大小不变,只是位置发生改变;旋转前、后图形的对应点到旋转中心的距离相等,即旋转中心在对应点所连线段的垂直平分线上; 旋转前、后的图形对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角。
把一个图形绕着某一定点旋转一个角度360°/n(n 为大于1的正整数)后,与初始的图形重合,这种图形就叫做旋转对称图形,这个定点就叫做旋转对称中心,旋转的角度叫做旋转角。
特别地,中心对称也是旋转对称的一种的特别形式。
把一个图形绕着某一点旋转180°,如果它能与另一个图形重合,那么就说这两个图形关于这个点对称或中心对称,这个点叫做对称中心,这两个图形的对应点叫做关于中心的对称点。
如果把一个图形绕某一点旋转180度后能与自身重合,这个图形是中心对称图形。
在初中数学以及日常生活中有着大量的旋转变换的知识,是中考数学的必考内容。
中考压轴题中旋转问题,包括直线(线段)的旋转问题;三角形的旋转问题;四边形旋转问题;其它图形的问题。
一. 直线(线段)的旋转问题1. 如图,直线l :y 3x 3=-+与y 轴交于点A ,将直线l 绕点A 顺时针旋转75º后,所得直线的解析式为【 】A .y 33=B .y x 3=+.y x 3=-+ D .y x 3=【答案】B 。
【考点】旋转的性质,待定系数法,直线上点的坐标与方程的关系,锐角三角函数定义,特殊角的三角函数值。
【分析】如图,由已知,可求直线y3x3=-+与x、y轴的交点分别为B(1,0),A(0,3),2.根据要求,解答下列问题:(1)已知直线l1的函数表达式为y x1=+,直接写出:①过原点且与l1垂直的直线l2的函数表达式;②过点(1,0)且与l1垂直的直线l2的函数表达式;(2)如图,过点(1,0)的直线l4向上的方向与x轴的正方向所成的角为600,①求直线l4的函数表达式;②把直线l4绕点(1,0)按逆时针方向旋转900得到的直线l5,求直线l5的函数表达式;(3)分别观察(1)(2)中的两个函数表达式,请猜想:当两直线垂直时,它们的函数表达式中自变量的系数之间有何关系?请根据猜想结论直接写出过点(1,1)且与直线11y x55=-垂直的直线l6的函数表达式。
几何形的旋转和对称性质旋转和对称是几何形探究中重要的性质之一。
本文将探讨几何形的旋转和对称性质,并分析其在数学和实际生活中的应用。
一、旋转性质旋转是指围绕某点旋转一定角度将图形转移到新的位置的操作。
在几何学中,旋转性质是指图形保持不变的性质。
1.1 旋转中心和旋转角度对于所有旋转图形,都有一个旋转中心,即图形中心点,围绕该点进行旋转。
旋转角度表示图形顺时针或逆时针旋转的度数。
1.2 旋转对称性旋转对称性是指图形围绕旋转中心旋转一定角度后,重合的现象。
旋转对称性可以分为以下几种情况:1.2.1 旋转对称轴对于某些图形,存在旋转对称轴,即某条线段,将图形顺时针或逆时针旋转一定角度后,图形重合。
例如,正方形和圆形都具有4条旋转对称轴。
1.2.2 旋转对称中心对于某些图形,存在旋转对称中心,即旋转中心,将图形顺时针或逆时针旋转一定角度后,图形重合。
例如,正五边形和正六边形都具有旋转对称中心。
二、对称性质对称是指图形中存在一条或多条轴,将图形分为两部分,使得对称轴两侧的部分完全相同。
对称性质在几何学中起着重要的作用。
2.1 轴对称性轴对称性是指图形中存在一条直线作为对称轴,将图形分为两个完全相同的部分。
2.2 中心对称性中心对称性是指图形中存在一个中心点,将图形的对称部分绕中心点旋转180度后,两部分完全重合。
三、应用举例几何形的旋转和对称性质广泛应用于数学和实际生活中。
3.1 数学中的应用在数学中,几何形的旋转和对称性质是解决几何问题的重要工具。
例如,通过找到一个几何形的旋转对称轴,我们可以用更简单的方式解决几何推理题。
3.2 图像处理中的应用在图像处理领域,通过对图像进行旋转和对称变换,我们可以实现图像的转换和修复功能。
例如,通过对图像进行旋转对称变换,可以实现图像的矫正和重建。
3.3 建筑设计中的应用在建筑设计中,旋转和对称性质被广泛应用于建筑物的设计和构建。
通过利用旋转和对称性质,可以创造出富有艺术感和美观的建筑结构。
《中考压轴题全揭秘》第二辑原创模拟预测题专题22:几何三大变换问题之旋转(中心对称)问题轴对称、平移、旋转是平面几何的三大变换.旋转变换是指在同一平面内,将一个图形(含点、线、面)整体绕一固定点旋转一个定角,这样的图形变换叫做图形的旋转变换,简称旋转.旋转由旋转中心、旋转的方向和角度决定.经过旋转,旋转前后图形的形状、大小不变,只是位置发生改变;旋转前、后图形的对应点到旋转中心的距离相等,即旋转中心在对应点所连线段的垂直平分线上;旋转前、后的图形对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角.把一个图形绕着某一定点旋转一个角度360°/n(n为大于1的正整数)后,与初始的图形重合,这种图形就叫做旋转对称图形,这个定点就叫做旋转对称中心,旋转的角度叫做旋转角.特别地,中心对称也是旋转对称的一种的特别形式.把一个图形绕着某一点旋转180°,如果它能与另一个图形重合,那么就说这两个图形关于这个点对称或中心对称,这个点叫做对称中心,这两个图形的对应点叫做关于中心的对称点.如果把一个图形绕某一点旋转180度后能与自身重合,这个图形是中心对称图形.在初中数学以及日常生活中有着大量的旋转变换的知识,是中考数学的必考内容.中考压轴题中旋转问题,包括直线(线段)的旋转问题;三角形的旋转问题;四边形旋转问题;其它图形的问题.原创模拟预测题1.在直角坐标系中,将点(﹣2,3)关于原点的对称点向左平移2个单位长度得到的点的坐标是( )A.(4,﹣3)B.(﹣4,3)C.(0,﹣3)D.(0,3)原创模拟预测题2.如图,在平面直角坐标系xOy中,△A′B′C′由△ABC绕点P旋转得到,则点P的坐标为( )如图,△.当△原创模拟预测题B关于点1ACAB 90°次后,顶点在整个旋转过程中所经过的路程之和是( )AB C点逆时针旋转,,则∠再次落在中,AB BD 逆时针旋转,记旋转后的△.当射线CP的长;重叠部分图形的周长为。
几何中的旋转与对称教案:几何中的旋转与对称(字数:2041字)引言:几何学是数学的重要分支之一,以形状和空间关系为主要研究对象。
其中,旋转和对称是常见的几何变换方式。
本教案以几何中的旋转与对称为主题,通过多种实例和示意图进行讲解,旨在帮助学生深入理解几何中的旋转和对称原理,并通过练习提高学生应用这些概念解决实际问题的能力。
一、旋转的定义与性质旋转是指图形绕某个固定点旋转一定角度的变换。
在几何中,我们常以一个点作为旋转中心,围绕该点进行旋转。
1. 旋转的定义:旋转是图形围绕旋转中心按照一定规律进行的变换,变换后的图形与变换前的图形具有相同形状和大小.2. 旋转的基本性质:- 旋转中心和原图形的对应点之间的距离保持不变。
- 旋转中心是旋转轴上的点,旋转轴是旋转中心到其他固定点的直线段。
- 旋转对称图形的任意两个对应的点与旋转中心连接的线段长度相等。
二、旋转的类型与示意图旋转可以分为顺时针旋转和逆时针旋转两种类型。
为了更好地理解旋转的过程和特点,我们通过示意图来展示。
1. 顺时针旋转:顺时针旋转是以旋转中心为中心逆时针旋转图形,示意图可如下所示:(插入示意图,旋转中心为A,图形绕旋转中心A按顺时针方向旋转)2. 逆时针旋转:逆时针旋转是以旋转中心为中心逆时针旋转图形,示意图可如下所示:(插入示意图,旋转中心为A,图形绕旋转中心A按逆时针方向旋转)三、旋转的常见应用旋转在几何中有许多常见的应用,下面我们介绍几个常见的应用情境。
1. 构造轮盘:轮盘是一种特殊的旋转图形,可以通过旋转绘制而成。
我们可以使用旋转的方式来构造一个轮盘,并在该轮盘上标注各种不同的角度。
2. 绘制旋转图形:通过选择不同的旋转中心和旋转角度,我们可以绘制出各种美观的旋转图形,并应用在绘画和设计中。
3. 分析旋转对称性:旋转对称是指围绕旋转中心旋转某个角度后,图形与原图形相重合。
我们可以通过观察图形的对称性,分析图形是否具有旋转对称性。
2016中考数学预测押题--专题22 几何三大变换问题之旋转(中心对称)问题轴对称、平移、旋转是平面几何的三大变换。
旋转变换是指在同一平面内,将一个图形(含点、线、面)整体绕一固定点旋转一个定角,这样的图形变换叫做图形的旋转变换,简称旋转。
旋转由旋转中心、旋转的方向和角度决定。
经过旋转,旋转前后图形的形状、大小不变,只是位置发生改变;旋转前、后图形的对应点到旋转中心的距离相等,即旋转中心在对应点所连线段的垂直平分线上;旋转前、后的图形对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角。
把一个图形绕着某一定点旋转一个角度360°/n(n为大于1的正整数)后,与初始的图形重合,这种图形就叫做旋转对称图形,这个定点就叫做旋转对称中心,旋转的角度叫做旋转角。
特别地,中心对称也是旋转对称的一种的特别形式。
把一个图形绕着某一点旋转180°,如果它能与另一个图形重合,那么就说这两个图形关于这个点对称或中心对称,这个点叫做对称中心,这两个图形的对应点叫做关于中心的对称点。
如果把一个图形绕某一点旋转180度后能与自身重合,这个图形是中心对称图形。
在初中数学以及日常生活中有着大量的旋转变换的知识,是中考数学的必考内容。
中考压轴题中旋转问题,包括直线(线段)的旋转问题;三角形的旋转问题;四边形旋转问题;其它图形的问题。
原创模拟预测题1.如图,直线l:y=+y轴交于点A,将直线l绕点A顺时针旋转75º后,所得直线的解析式为【】A .y =B .y x =+C .y x =-+D .y x =-【答案】B 。
【考点】旋转的性质,待定系数法,直线上点的坐标与方程的关系,锐角三角函数定义,特殊角的三角函数值。
故选B 。
原创模拟预测题2. 根据要求,解答下列问题:(1)已知直线l 1的函数表达式为y x 1=+,直接写出:①过原点且与l 1垂直的直线l 2的函数表达式;②过点(1,0)且与l 1垂直的直线l 2的函数表达式;(2)如图,过点(1,0)的直线l 4向上的方向与x 轴的正方向所成的角为600,①求直线l 4的函数表达式;②把直线l 4绕点(1,0)按逆时针方向旋转900得到的直线l 5,求直线l 5的函数表达式;(3)分别观察(1)(2)中的两个函数表达式,请猜想:当两直线垂直时,它们的函数表达式中自变量的系数之间有何关系?请根据猜想结论直接写出过点(1,1)且与直线11y x 55=-垂直的直线l 6的函数表达式。
【答案】(1)①y x =-。
②y x 1=-+。
(2)①设直线l 4的函数表达式为11y k x b =+(k 1≠0),∵直线l 4向上的方向与x 轴的正方向所成的角为600,∴k 1=tan6003。
又∵直线l 4经过点(1,0),∴103b =,即1b 3=-∴直线l 4的函数表达式为y 33=。
②∵l 4与l 5的夹角是为900,∴l 5与x 轴的夹角是为300。
设l 5的解析式为22y k x b =+(k 2≠0),∵直线l 5与x 轴的正方向所成的角为钝角,∴k 2=-tan300=又∵直线l 5经过点(1,0),∴20b =,即2b∴直线l 5的函数表达式为y =。
(3)通过观察(1)(2)中的两个函数表达式可知,当两直线互相垂直时,它们的函数表达式中自变量的系数互为负倒数关系, ∴过点(1,1)且与直线11y x 55=-垂直的直线l 6的函数表达式为y 5x 6=-+。
【考点】一次函数综合题,旋转问题,探索规律题(图形的变化类),待定系数法的应用,直线上点的坐标与方程的关系,锐角三角函数定义,特殊角的三角函数值。
【分析】(1)根据题意可直接得出l 1、 l 2的函数表达式。
原创模拟预测题3. 有两个全等的等腰直角三角板ABC 和EFG 其直角边长均为6(如图1所示)叠放在一起,使三角板EFG 的直角顶点G 与三角板ABC 的斜边中点O 重合.现将三角板EFG 绕O 点顺时针旋转,旋转角满足0<º<90º,四边形CHGK 是旋转过程中两块三角板的重叠部分(如图2).(1)在上述旋转过程中,①BH 与CK 有怎样的数量关系?②四边形CHGK 的面积是否发生变化?并证明你发现的结论.(2)如图,连接KH ,在上述旋转过程中,是否存在某一位置使△GKH 的面积恰好等于△ABC 面积的185?若存在,请求出此时KC 的长度;若不存在,请说明理由. 【答案】(1) ①BH=CK ,②不变;(2)x=2或x=4【解析】试题分析:(1)先由ASA 证出△CGK ≌△BGH ,再根据全等三角形的性质得出BH=CK ,根据全等得出四边形CKGH 的面积等于三角形ACB 面积一半;(2)根据面积公式得出93212+-=-=x x S S S CKH CKGH GHK △四边形△,根据△GKH 的面积恰好等于△ABC 面积的185,代入得出方程即可求得结果.(2)假设存在使△GKH 的面积恰好等于△ABC 面积的185的位置. 设BH=x ,由题意及(1)中结论可得,CK=BH=x ,CH=CB-BH=6-x ,221321x x CK CH S CKH -=⋅=∴△, 93212+-=-=∴x x S S S CKH CKGH GHK △四边形△, ∵△GKH 的面积恰好等于△ABC 面积的185, 662118593212⨯⨯⨯=+-∴x x , 解得x=2或x=4,∴存在使△GKH 的面积恰好等于△ABC 面积的185的位置,此时x 的值为2或4. 考点:本题考查了旋转的性质,三角形的面积,全等三角形的性质和判定点评:解答本题的关键是掌握旋转的性质:对应点到旋转中心的距离相等,旋转前后图形的大小和形状没有改变.原创模拟预测题4.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,∠A=45°,AB=2.将△ABC绕顶点A 顺时针方向旋转至△AB′C′的位置,B,A,C′三点共线,则线段BC扫过的区域面积为▲ .【答案】34 。
【考点】扇形面积的计算,旋转的性质,等腰直角三角形的性质,转换思想的应用。
原创模拟预测题5.如图1,把边长分别是为4和2的两个正方形纸片OABC和OD′E′F′叠放在一起.(1)操作1:固定正方形OABC,将正方形OD′E′F′绕点O按顺时针方向旋转45°得到正方形ODEF,如图2,连接AD、CF,线段AD与CF之间有怎样的数量关系?试证明你的结论;(2)操作2,如图2,将正方形ODEF沿着射线DB以每秒1个单位的速度平移,平移后的正方形ODEF设为正方形PQMN,如图3,设正方形PQMN移动的时间为x秒,正方形PQMN与正方形OABC的重叠部分面积为y,直接写出y与x之间的函数解析式;(3)操作3:固定正方形OABC,将正方形OD′E′F′绕点O按顺时针方向旋转90°得到正方形OHKL,如图4,求△ACK的面积.【答案】(1)相等见解析(2)见解析(3)8⑤x≥4时,y=0.(3)连接OK,∵∠COK=∠ACO=45°,∴OK∥AC,∴S△ACK=S△AOC=8.(1)根据旋转的性质得到∠AOB=∠COF,然后证得△AOD≌△COF后即可证得AD=CF;(2)分当0≤x≤4﹣4时、当4﹣4≤x≤2时,2≤x≤4﹣2时、4﹣2≤x≤4时、x≥4时五种情况列出两个变量之间的函数关系式即可;(3)连接OK,利用内错角相等得到OK∥AC,然后得到S△ACK=S△AOC=8.原创模拟预测题6.把边长为1的正方形纸片OABC放在直线m上,OA边在直线m上,然后将正方形纸片绕着顶点A按顺时针方向旋转90°,此时,点O运动到了点O1处(即点B处),点C运动到了点C1处,点B运动到了点B1处,又将正方形纸片AO1C1B1绕B1点,按顺时针方向旋转90°…,按上述方法经过4次旋转后,顶点O经过的总路程为,经过61次旋转后,顶点O经过的总路程为.【答案】,①根据弧长公式列式进行计算即可得解;原创模拟预测题月7.如图,正六边形的边长为π,半径是1的⊙O从与AB相切于点D的位置出发,在正六边形外部按顺时针方向沿正六边形滚动,又回到与AB相切于点D的位置,则⊙O自转了【】A.4周B.5周C.6周D.7周【答案】B。
【考点】多边形内角和定理,直线与圆的位置关系。
【分析】该圆运动可分为两部分:在正六边形的六边运动以及绕过正六边形的六个角,分别计算即可得到圆的自转周数:原创模拟预测题8. 已知抛物线C :()2y ax bx c a 0<=++过原点,与x 轴的另一个交点为B(4,0),A 为抛物线C 的顶点,直线OA 的解析式为y =,将抛物线C 绕原点O 旋转180°得到抛物线C 1,求抛物线C 、C 1的解析式。
【答案】如图,过A 作AE ⊥OB 于E ,∵ 抛物线C :()2y ax bx c a 0<=++过原点和B(4,0),顶点为A ,∴ OE=12OB=2。
又∵ 直线OA 的解析式为3y =,∴ 点A 的坐标为(2) 。
设抛物线C 的解析式为2y a(x 2)0)=-+<。
将(0,0)代入2y a(x 2)0)=-+<中,得 a =,∴ 抛物线C 的解析式为2y 2)=-,即2y =。
又∵抛物线C 1是由抛物线C 绕原点O 旋转180°得到,∴ 抛物线C 、C 1关于原点对称。
∴抛物线C 1的顶点坐标A 1为(2,-- 。
∴抛物线C1的解析式为2y。
=+2y2)【考点】二次函数图象的对称性,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,旋转的性质。
原创模拟预测题9.在数学兴趣小组活动中,小明进行数学探究活动,将边长为2的正方形ABCD与边长为AEFG按图1位置放置,AD与AE在同一直线上,AB与AG 在同一直线上.(1)小明发现DG⊥BE,请你帮他说明理由;(2)如图2,小明将正方形ABCD绕点A逆时针旋转,当点B恰好落在线段DG上时,请你帮他求出此时BE的长;(3)如图3,小明将正方形ABCD绕点A继续逆时针旋转,线段DG与线段BE将相交,交点为H,写出△GHE与△BHD面积之和的最大值,并简要说明理由.【答案】(1)理由见试题解析;(2(3)6.(2)由四边形ABCD与四边形AEFG为正方形,利用正方形的性质得到两对边相等,且夹角相等,利用SAS得到三角形ADG与三角形ABE全等,利用全等三角形对应边相等得到DG=BE,如图2,过点A作AM⊥DG交DG于点M,∠AMD=∠AMG=90°,在直角三角形AMD中,求出AM的长,即为DM的长,根据勾股定理求出GM的长,进而确定出DG的长,即为BE的长;(3)△GHE和△BHD面积之和的最大值为6,理由为:对于△EGH,点H在以EG为直径的圆上,即当点H与点A重合时,△EGH的高最大;对于△BDH,点H在以BD为直径的圆上,即当点H与点A重合时,△BDH的高最大,即可确定出面积的最大值.试题解析:(1)∵四边形ABCD和四边形AEFG都为正方形,∴AD=AB,∠DAG=∠BAE=90°,AG=AE,在△ADG和△ABE中,∵AD=AB,∠DAG=∠BAE=90°,AG=AE,∴△ADG≌△ABE(SAS),∴∠AGD=∠AEB,如图1所示,延长EB交DG于点H,在△ADG中,∠AGD+∠ADG=90°,∴∠AEB+∠ADG=90°,在△EDH中,∠AEB+∠ADG+∠DHE=180°,∴∠DHE=90°,则DG⊥BE;(3)△GHE和△BHD面积之和的最大值为6,理由为:对于△EGH,点H在以EG为直径的圆上,∴当点H与点A重合时,△EGH的高最大;对于△BDH,点H在以BD为直径的圆上,∴当点H与点A重合时,△BDH的高最大,则△GHE和△BHD面积之和的最大值为2+4=6.考点:1.几何变换综合题;2.最值问题;3.综合题;4.压轴题.原创模拟预测题10.如图,已知,在△ABC中,CA=CB,∠ACB=90°,E,F分别是CA,CB边的三等分点,将△ECF绕点C逆时针旋转α角(0°<α<90°),得到△MCN,连接AM,BN.(1)求证:AM=BN;(2)当MA∥CN时,试求旋转角α的余弦值.【答案】(1)证明见解析;(2)13.(2)∵MA∥CN,∴∠AC N=∠CAM,∵∠ACN+∠ACM=90°,∴∠CAM+∠ACM=90°,∴∠AMC=90°,∴cosα=13 CM CEAC AC==.考点:1.全等三角形的判定与性质;2.旋转的性质;3.锐角三角函数的定义.。