中考数学专题复习《平移与轴对称变换》测试卷-附带答案学校:___________班级:___________姓名:___________考号:___________ 解题要点剖析轴对称平移旋转是平面几何的三大变换.平移由两大要素构成：①平移的方向②平移的距离.平移有如下性质：①平移前后图形的形状大小不变只是位置发生改变即平移前后的图形全等②平移前后图形的对应点所连的线段平行且相等③平移前后图形的对应线段平行且相等对应角相等.轴对称有如下重要性质：①成轴对称的两个图形全等②如果两个图形成轴对称那么对称轴是对称点连线的垂直平分线.以几何变换为背景或通过几何变换解决问题的几何综合题在中考中比较常见.前者主要根据已知条件和变换性质辨析图形中的数量关系和位置关系关注对应线段重组后的三角形寻找变化中的不变量.后者则根据图形中相对分散的条件和待解决的具体问题寻找合适的几何变换方式将条件集中在重组后的图形中研究图形间的数量关系和位置关系.在平移变换中关注平移过程生成的平行四边形在轴对称变换中关注对应点连线被对称轴垂直平分这一重要结论.此外对非对称图形一般可利用平移变换将分散的条件集中对于对称图形则优先考虑利用轴对称变换将分散条件集中.经典考题解析例1 (北京)在正方形ABCD 中 BD 是一条对角线点 P 在射线CD 上(与点C,D 不重合),连接AP,平移△ADP,使点D 移动到点C 处,得到△BCQ,过点Q作QH⊥BD,垂足为点 H,连接AH,PH.(1) 若点 P 在线段CD 上,如图 7-1 所示.①依题意补全图7-1;②判断AH 与PH 的数量关系与位置关系并加以证明(2)若点 P 在线段CD 的延长线上,且∠AHQ=152°,正方形 ABCD 的边长为1,请写出求 DP 长的思路.(可以不写出计算结果)思路分析 (1)利用平移性质可得DP=CQ.由题意可知△DHQ是等腰直角三角形(轴对称图形) 又由 DP=CQ 连接CH 显然根据等腰三角形的轴对称性可证得PH=CH.再根据正方形的轴对称性,可得AH=CH,由上可得AH=PH.(2)根据条件画图参考第(1)问的解题思路依然连接CH.由. ∠AHQ=152°,可得∠AHB=62°,进而可求得∠DAH=∠DCH=17°.通过作高,构造以∠DCH 为一内角的直角三角形解该直角三角形建立方程可求得 DP 长.规范解答解:(1) ①补全的图如图7﹣2(1)所示.②AH=PH,AH⊥PH.如图图7-2(2)所示,连接CH.∵四边形 ABCD 是正方形,QH⊥BD,∴∠HDQ=45°.∴△DHQ是等腰直角三角形.∵DP=CQ,在△HDP与△HQC中,∴{DH=QH,∠HDP=∠HQC,DP=QC,∴△HDP≌△HQC.∴ PH=CH,∠HPC=∠HCP.∵ BD 是正方形ABCD 的对称轴,∴AH=CH=PH,∠DAH=∠HCP=∠HPC.∴∠DAH+∠DPH=∠HPC+∠DPH=180°.∴∠AHP=180°-∠ADP=90°.∴AH=PH,AH⊥PH.(2) 如图图7-2(3)所示,连接CH.∵四边形ABCD 是正方形,QH⊥BD,∴∠HDQ=45°.∴△DHQ是等腰直角三角形.∵△BCQ 由△ADP 平移而成,∴ PD=CQ.过点 H 作HR⊥PC,垂足为点 R.∵∠AHQ=152°,∴∠AHB=152°−90°=62°.∴∠DAH=62°−45°=17°.设DP=x,则DR=HR=RQ=1−x2.∵tan17∘=HRCR ,即tan17∘=1−x21+x2,∴x=1−tan17∘1+tan17∘.解后反思本题通过平移得对应线段相等.根据已知条件作图得轴对称图形利用图形的轴对称性解决相关证明和计算问题.事实上许多几何综合题都以轴对称图形(如等腰直角三角形等边三角形正方形等)为背景解决此类问题一定要关注图形“天然”的轴对称性然后寻找图形间其他的数量关系和位置关系.例2如图7-3所示,在Rt△ABC 中,∠C=90°,点 D,E 分别为CB,CA 延长线上的点,BE 与AD 的交点为点 P,BD=AC,AE=CD,求∠APE 的度数.思路分析通过准确作图测量可以发现∠APE=45° 通过这一结论联想到等腰直角三角形但显然图形中并无等腰直角三角形可以考虑构造.条件“BD=AC AE=CD” 相等线段无公共端点条件相对分散所以考虑平移将分散条件集中.规范解答如图7-4 所示将线段BD 沿BE 方向平移BE 线段长得线段EQ.连接DQ,AQ,可知四边形 BEQD 是平行四边形,E Q∥CD,DQ∥BE,BD=EQ.∵∠C=90°,∴∠AEQ=90°,即∠C=∠AEQ.∵ BD=AC,∴ EQ=CA.又∵AE=CD,∴△CAD≌△EQA.∴AD=AQ,∠CDA=∠EAQ.∵在 Rt△ABC中,∠C=90°,∴∠CAD+∠CDA=90°.∴∠CAD+∠EAQ=90°.∴∠DAQ=90°.∴△QAD 是等腰直角三角形,∠AQD=∠ADQ=45°.∵DQ∥BE,∴∠APE=∠ADQ=45°.解后反思本例已知条件中除了已知∠C=90°外无其他已知角而要求∠APE 的度数显然仅通过角度间的简单计算与等值代换无法求解.而条件“BD=AC AE=CD”比较分散故考虑平移从而将条件集中改变图形结构构造出与90°(已知)有关的特殊三角形(如等腰直角三角形) 进而产生其他角(如本例中的45°角) 再寻找这些角与∠APE的联系.当然平移的方式是比较多的但整体的解题思路是一致的.其他方法举例:若将AE 沿A:D 方向平移AD 线段长,得线段DQ,连接BQ,EQ,BQ与AD交点为点M(见图7-5(1)).易证四边形A EQD 是平行四边形,AE=DQ=CD,可证△CAD≌△DBQ,∠QBD+∠CDA=∠QBD+∠DQB=90°,即∠BMP=90°.由AD∥EQ,可证△EQB 是等腰直角三角形,则∠APE=∠PEQ=45°.还可将线段CA 沿CD 方向平移CD 线段长,得线段DQ,连接BQ,AQ,EQ(见图7-5(2)).可得等腰直角三角形BDQ 和等腰直角三角形EAQ.可证△BEQ∽△DAQ,易得∠APE=∠AQE=45°.例3 (大连)如图7-6(1)所示,四边形ABCD 的对角线AC,BD 相交于点O,OB=OD,OC=OA+AB,AD=m,BC=n,∠ABD+∠ADB=∠ACB.(1) 填空:∠BAD 与∠ACB 的数量关系为 ;(2)求mn的值(3) 将△ACD 沿CD 翻折,得到△A′CD(见图7-6(2)),连接BA',与CD 相交于点P.若CD=√5+12,求 PC的长.思路分析 (1) 在△ABD 中根据三角形的内角和定理即可得出结论：∠BAD+ ∠ACB=180°.(2) 如图7-7(1)所示,作DE‖AB交AC 于点E.由. △OAB≅△OED,可得AB=DE,OA=OE,设AB=DE=CE=x,OA=OE=y,由△EADO△ABC,推出EDAC =AEAB=DACB=mn,可得xx+2y=2yx,整理为4y²+2xy−x²=0,即(2yx)2+2yx−1=0,求出2yx的值即可解决问题.(3) 如图2所示,作DE∥AB交AC 于点E.想办法证明. △PA′DO△PBC,可得A′DBC =PDPC=√5−12,可得PD+PCPC=√5+12,即PDPC=√5+12,由此即可解决问题.规范解答 (1)在△ABD中.∵∠BAD+∠ABD+∠ADB=180°,又∵∠ABD+∠ADB=∠ACB,∴∠BAD+∠ACB=180°.(2) 如图7-7(1)所示,作DE∥AB 交AC 于点E.∴∠OBA=∠ODE.又∵OB=OD,∠AOB=∠DOE,∴△OAB≌△OED.∴AB=DE,OA=OE.∴CE=OC−OE=OC−OA=AB=ED.设AB=DE=CE=x,OA=OE=y.∴∠EDA+∠DAB=180°,∠BAD+∠ACB=180°∴∠EDA=∠ACB.∵∠DEA=∠CAB,∴△EAD∽△ABC.∴EDAC =AEAB=DACB=mn.∴xx+2y =2yx.∴4y²+2xy−x²=0.∴(2yx )2+2yx−1=0.∴2yx =−1+√52负根舍去).∴mn =√5−12.(3) 如图图7-7(2)所示,作DE∥AB 交AC于点E.由(1)可知,DE=CE.又由翻折,得∠DCA=∠DCA',∴∠EDC=∠ECD=∠DCA'.∴ DE∥CA'∥AB.∴∠ABC+∠A'CB=180°.∵△EAD∽△ABC,∴∠DAE=∠ABC=∠DA'C.∴∠DA'C+∠A'CB=180°.∴ A'D∥BC.∴△PA'D∽△PBC.∴A′DBC =PDPC=√5−12.∴PD+PCPC =√5+12,即CDPC=√5+12.∵CD=√5+12,∴ PC=1.解后反思本例第(3)问中要关注轴对称变换后图形的不变量.同时在解答第(3)问中可延续解决第(2)问中的方法.事实上在许多综合题中前一个问题的解题思路或得出的结论往往对后一个问题的解决有提示作用.例4 (徐州)将边长为6的正三角形纸片 ABC 按顺序进行两次对折展平后得折痕AD,BE(见图7-8(1)),点O为其交点.(1)探究 AO到OD 的数量关系并说明理由(2)如图7-8(2)所示,若点 P,N 分别为BE,BC上的动点.①当 PN+PD 的长度取得最小值时,求 BP 的长度;②如图7-8(3)所示,若点Q在线段BO上,BQ=1,则QN+NP+PD 的最小值=思路分析(1) 根据等边三角形的性质,得∠BAO=∠ABO=∠OBD=30°,则AO=OB 根据直角三角形的性质即可得到结论.(2) ①如图7-9(1)所示,作点 D 关于BE 的对称点. D′,过点D′作D′N⊥BC,垂足为点 N 交BE 于点P 则此时 PN+PD 的长度取得最小值根据线段垂直平分线定理得BD=BD′,推出△BDD'是等边三角形得到BN=12BD=32,于是得到结论.②如图7﹣9(2)所示,作点Q关于BC的对称点( Q′,作点 D 关于BE 的对称点D′,连接Q′D′,此时QN+NP+PD的长度取得最小值.根据轴对称的定义得到∠Q'BN=∠QBN=30°,∠QBQ'=60°,得到△BQQ'为等边三角形, △BDD′为等边三角形解直角三角形即可得到结论.规范解答解:(1)AO=2OD.理由:∵△ABC 是等边三角形,∴∠BAO=∠ABO=∠OBD=30°.∴ AO=OB.∵ BD=CD,∴ AD⊥BC.∴∠BDO=90°.∴OB=2OD.∴OA=2OD.(2) 如图7-9(1)所示,作点 D 关于BE 的对称点. D′,过点D′作D′N⊥BC,垂足为点N 交BE于点P 则此时PN+PD的长度取得最小值.∵ BE 垂直平分. DD′,∴BD=BD′,∵∠ABC=60°,∴△BDD′是等边三角形.∴BN=12BD=32.∵∠PBN=30°,∴BNPB =√32,∴PB=√3.(3) 如图7-9(2)所示,作点 Q 关于BC 的对称点( Q′,作点 D 关于 BE 的对称点. D′,连接Q′D′,此时QN+NP+PD的长度取得最小值.根据轴对称的定义可知∠Q′BN=∠QBN=30°,∠QBQ′=60°,∴△BQQ′为等边三角形△BDD′为等边三角形.∴∠D′BQ′=90°.∴在Rt△D′BQ′中, D′Q′=√32+12=√10.∴QN+NP+PD的最小值为√10.解后反思利用轴对称模式可以解决一类路径最短问题：即利用轴对称将部分线段等量转化使问题转化为“已知两个定点确定最佳路径使两定点间的连线最短” 利用“两点之间线段最短”这一基本事实求解.显然在此过程中轴对称起到了将已知条件向待解问题做有效沟通的桥梁的作用.例5 (泰州)对给定的一张矩形纸片ABCD 进行如下操作：先沿CE 折叠使点 B落在CD 边上(见图7-10(1)),再沿CH 折叠,这时发现点 E 恰好与点 D 重合(见图7-10(2)).(1)根据以上操作和发现求CDAD的值(2)将该矩形纸片展开.①如图7-10(3)所示折叠该矩形纸片使点C 与点H 重合折痕与AB 相交于点P 再将该矩形纸片展开.求证:∠HPC=90°;②不借助工具利用图7-10(4)探索一种新的折叠方法找出与图7-10(3)中位置相同的点 P 要求只有一条折痕且点 P 在折痕上请简要说明折叠方法(不需说明理由).思路分析(1) 由图7–10(1)可得△BCE 是等腰直角三角形,则CE=√2BC,由图7--10(2)可得CE=CD,而AD=BC,即可得( CD=√2AD,即CDAD=√2.(2)①由翻折,可得PH=PC,即PH²=PC²,依据勾股定理可得AH²+AP²=BP²+BC²,进而得AP=BC,再根据 PH=CP,∠A=∠B= 90°,即可得Rt△APH≅Rt△BCP,进而可得∠CPH=90°.②由AP=BC=AD,可得△ADP 是等腰直角三角形,PD 平分∠ADC,故沿着过点D 的直线翻折使点 A 落在CD 边上此时折痕与AB 的交点即为P 由∠BCE=∠PCH=45°,可得∠BCP=∠ECH,由∠DCE=∠PCH=45°,可得∠PCE=∠DCH,进而得CP.平分∠BCE 故沿着过点 C 的直线折叠使点 B 落在CE上此时折痕与AB 的交点即为点P.规范解答解:(1)由图7-10(1),得∠BCE=12∠BCD=45∘.又∵∠B=90°,∴△BCE 是等腰直角三角形.∴BCEC =cos45∘=√22,即CE=√2BC.由图7-10(2),得CE=CD,而AD=BC,∴CD=√2AD.=√2.∴CDAD(2)①设AD=BC=a,则. AB=CD=√2a,BE=a,∴AE=(√2−1)a.如图7-11(1)所示,连接EH,则∠CEH=∠CDH=90°.∵∠BEC=45°,∠A=90°,∴∠AEH=45°=∠AHE.∴AH=AE=(√2−1)a.设AP=x,则BP=√2a−x,由翻折,得PH=PC,即PH²=PC²,∴AH²+AP²=BP²+BC²,即[(√2−1)a]2+x2=(√2a−x)2+a2.解得x=a,即AP=BC.又∵ PH=CP,∠A=∠B=90°,∴ Rt△APH≌Rt△BCP.∴∠APH=∠BCP.又∵ Rt△BCP 中,∠BCP+∠BPC=90°,∴∠APH+∠BPC=90°.∴∠CPH=90°.②折法一:如图7-11(2)所示,由AP=BC=AD,可得△ADP 是等腰直角三角形,PD 平分∠ADC 故沿着过点 D 的直线翻折使点 A 落在 CD 边上此时折痕与AB 的交点即为点P.折法二:如图7-11(3)所示,由∠BCE=∠PCH=45°,可得∠BCP=∠ECH,由∠DCE=∠PCH=45°,可得∠PCE=∠DCH.又∵∠DCH=∠ECH,∴∠BCP=∠PCE,即CP 平分∠BCE.故沿着过点C 的直线折叠使点 B 落在CE上此时折痕与AB 的交点即为P.解后反思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对应边和对应角相等.解题时常常设要求的线段长为x 然后根据折叠和轴对称的性质用含x的代数式表示其他线段的长度选择适当的直角三角形运用勾股定理列出方程并求出答案.全真模拟训练1. (苏州)如图所示,正方形ABCD 的边AD 与矩形EFGH 的边FG 在一条直线上,将正方形ABCD 以1cm/s的速度沿 FG 方向移动移动开始前点 A 与点 F 重合.在移动过程中边AD 始终与边FG 在一条直线上连接CG 过点 A 作CG 的平行线交线段GH 于点P,连接PD.已知正方形 ABCD 的边长为 1 cm,矩形 EFGH 的边FG,GH 的长分别为4 cm 3c m.设正方形移动时间为x(s),线段GP 的长为y (cm),其中( 0≤x≤2.5.(1)试求出y关于x 的函数关系式并求出. y=3时相应x 的值(2)记△DGP的面积为S₁,△CDG的面积为S₂..试说明S₁−S₂是常数(3) 当线段 PD 所在直线与正方形ABCD 的对角线AC 垂直时求线段 PD 的长.2.如图所示已知在△ABC中,点 D,E 是BC 边上的两点,. BD=CE,,连接AD,AE.求证：AB+AC>AD+AE.3. 已知在 Rt△ABC 中,∠ACB=90°,AC=4,BC=2,D 是AC 边上的一个动点,将△ABD 沿BD 所在直线折叠,使点 A 落在点 P 处.(1) 如图(1)所示,若点 D 是AC 中点,连接PC.①写出 BP,BD 的长;②求证：四边形 BCPD 是平行四边形(2)如图(2)所示,若 BD=AD,过点P 作PH⊥BC交BC 的延长线于点H,求PH 的长.4. (北京)如图所示,在△ABC 中,∠BAC=2∠ACB,点 D 是△ABC 内的一点,且AD=CD,BD=BA.探究∠DBC 与∠ABC度数的比值.请你完成下列探究过程：先将图形特殊化得出猜想再对一般情况进行分析并加以证明.(1) 当∠BAC=90°时依问题中的条件补全图.观察图形 AB 与AC 的数量关系为当推出∠DAC=15°时可进一步推出. ∠DBC的度数为可得到∠DBC与∠ABC度数的比值为(2) 当∠BAC≠90°时请你画出图形研究∠DBC与∠ABC度数的比值是否与(1)中的结论相同写出你的猜想并加以证明.5. (北京)如图所示,在正方形ABCD 中,点E 是边AB 上的一动点(不与点A,B 重合),连接DE,点A 关于直线DE 的对称点为F,连接EF 并延长交BC 于点G,连接DG,过点E作. EH⊥DE交DG 的延长线于点H,连接 BH.(1) 求证: GF=GC;(2)用等式表示线段 BH 与AE 的数量关系并证明.。
