中考数学压轴题专题复习—旋转的综合附答案解析
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一、旋转真题与模拟题分类汇编(难题易错题)
1.(操作发现)
(1)如图1,△ABC为等边三角形,先将三角板中的60°角与∠ACB重合,再将三角板绕点C按顺时针方向旋转(旋转角大于0°且小于30°),旋转后三角板的一直角边与AB交于点D,在三角板斜边上取一点F,使CF=CD,线段AB上取点E,使∠DCE=30°,连接AF,EF.
①求∠EAF的度数;
②DE与EF相等吗?请说明理由;
(类比探究)
(2)如图2,△ABC为等腰直角三角形,∠ACB=90°,先将三角板的90°角与∠ACB重合,再将三角板绕点C按顺时针方向旋转(旋转角大于0°且小于45°),旋转后三角板的一直角边与AB交于点D,在三角板另一直角边上取一点F,使CF=CD,线段AB上取点E,使∠DCE=45°,连接AF,EF.请直接写出探究结果:
①∠EAF的度数;
②线段AE,ED,DB之间的数量关系.
【答案】(1)①120°②DE=EF;(2)①90°②AE2+DB2=DE2
【解析】
试题分析:(1)①由等边三角形的性质得出AC=BC,∠BAC=∠B=60°,求出
∠ACF=∠BCD,证明△ACF≌△BCD,得出∠CAF=∠B=60°,求出∠EAF=∠BAC+∠CAF=120°;
②证出∠DCE=∠FCE,由SAS证明△DCE≌△FCE,得出DE=EF即可;
(2)①由等腰直角三角形的性质得出AC=BC,∠BAC=∠B=45°,证出∠ACF=∠BCD,由SAS证明△ACF≌△BCD,得出∠CAF=∠B=45°,AF=DB,求出∠EAF=∠BAC+∠CAF=90°;
②证出∠DCE=∠FCE,由SAS证明△DCE≌△FCE,得出DE=EF;在Rt△AEF中,由勾股定理得出AE2+AF2=EF2,即可得出结论.
试题解析:解:(1)①∵△ABC是等边三角形,∴AC=BC,
∠BAC=∠B=60°.∵∠DCF=60°,∴∠ACF=∠BCD.
在△ACF和△BCD中,∵AC=BC,∠ACF=∠BCD,CF=CD,∴△ACF≌△BCD(SAS),
∴∠CAF=∠B=60°,∴∠EAF=∠BAC+∠CAF=120°;
②DE=EF.理由如下:
∵∠DCF =60°,∠DCE =30°,∴∠FCE =60°﹣30°=30°,∴∠DCE =∠FCE .在△DCE 和△FCE 中,∵CD =CF ,∠DCE =∠FCE ,CE =CE ,∴△DCE ≌△FCE (SAS ),∴DE =EF ; (2)①∵△ABC 是等腰直角三角形,∠ACB =90°,∴AC =BC ,
∠BAC =∠B =45°.∵∠DCF =90°,∴∠ACF =∠BCD .在△ACF 和△BCD 中,∵AC =BC ,∠ACF =∠BCD ,CF =CD ,∴△ACF ≌△BCD (SAS ),∴∠CAF =∠B =45°,AF =DB ,∴∠EAF =∠BAC +∠CAF =90°; ②AE 2+DB 2=DE 2,理由如下:
∵∠DCF =90°,∠DCE =45°,∴∠FCE =90°﹣45°=45°,∴∠DCE =∠FCE .在△DCE 和△FCE 中,∵CD =CF ,∠DCE =∠FCE ,CE =CE ,∴△DCE ≌△FCE (SAS ),∴DE =EF .在Rt △AEF 中,AE 2+AF 2=EF 2,又∵AF =DB ,∴AE 2+DB 2=DE 2.
2.平面上,Rt △ABC 与直径为CE 的半圆O 如图1摆放,∠B =90°,AC =2CE =m ,BC =n ,半圆O 交BC 边于点D ,将半圆O 绕点C 按逆时针方向旋转,点D 随半圆O 旋转且∠ECD 始终等于∠ACB ,旋转角记为α(0°≤α≤180°)
(1)当α=0°时,连接DE ,则∠CDE = °,CD = ;
(2)试判断:旋转过程中
BD
AE
的大小有无变化?请仅就图2的情形给出证明; (3)若m =10,n =8,当α=∠ACB 时,求线段BD 的长;
(4)若m =6,n =2,当半圆O 旋转至与△ABC 的边相切时,直接写出线段BD 的长.
【答案】(1)90°,2n ;(2)无变化;(3125;(4)BD=101143. 【解析】
试题分析:(1)①根据直径的性质,由DE ∥AB 得CD CE
CB CA
=即可解决问题.②求出BD 、AE 即可解决问题.
(2)只要证明△ACE ∽△BCD 即可.
(3)求出AB 、AE ,利用△ACE ∽△BCD 即可解决问题.
(4)分类讨论:①如图5中,当α=90°时,半圆与AC 相切,②如图6中,当α=90°+∠ACB 时,半圆与BC 相切,分别求出BD 即可. 试题解析:(1)解:①如图1中,当α=0时,连接DE ,则∠CDE =90°.∵∠CDE =∠B =90°,∴DE ∥AB ,∴
CE CD AC CB ==12.∵BC =n ,∴CD =1
2
n .故答
案为90°,
12
n . ②如图2中,当α=180°时,BD =BC +CD =
32n ,AE =AC +CE =32m ,∴BD AE =n m
.故答案为n
m
. (2)如图3中,∵∠ACB =∠DCE ,∴∠ACE =∠BCD .∵CD BC n
CE AC m
==,∴△ACE ∽△BCD ,∴
BD BC n
AE AC m
==.
(3)如图4中,当α=∠ACB 时.在Rt △ABC 中,∵AC =10,BC =8,∴AB 22AC BC -.在Rt △ABE 中,∵AB =6,BE =BC ﹣CE =3,
∴AE 2
2
AB BE +2263+52)可知△ACE ∽△BCD ,∴
BD BC
AE AC
=,∴
35=810,∴BD 125125
. (4)∵m =6,n =2∴CE =3,CD 2,AB 22CA BC -=2,①如图5中,当α=90°
时,半圆与AC 相切.在Rt △DBC 中,BD 22BC CD +224222+()()
10. ②如图6中,当α=90°+∠ACB 时,半圆与BC 相切,作EM ⊥AB 于
M .∵∠M =∠CBM =∠BCE =90°,∴四边形BCEM 是矩形,∴342BM EC ME ===,∴AM =5,AE 2
2
AM ME +57,由(2)可知
DB AE =23
,∴BD =114
3. 故答案为102114
3
.