2019-2020年中考数学《第四部分第四讲第2课时旋转操作型问题》同步练习含考点分类汇编详解
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2019-2020年中考数学《第四部分第四讲第2课时旋转操作型问题》同步练习含考点分类汇编详解(50分)一、选择题(每题6分,共12分)1.如图4-2-1,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(A)A.①②B.②③C.①③D.①②③2.[2017·台州模拟]小东同学对图形世界充满兴趣,他先把一个面积为274 3 cm2的正三角形绕着它的中心旋转60°,旋转前后的两个正三角形构成如图4-2-2①的一个六角星;然后将该六角星按图②分割后拼成矩形ABCD.请你思考小东的问题:若将该矩形围成圆柱,则圆柱的高为(D)图4-2-2A.2 3 cm B.3 3 cmC.2 3 cm或6 cm D.3 cm或3 3 cm【解析】设正三角形的边长为x,则34x2=2734,解得x=3 3,∴AD=3 3,如答图,作OH⊥AD于H,AH=332,∴OH=33AH=33×332=32,∴AB=2OH=3,∴把矩形ABCD围成圆柱,则圆柱的高为33 cm或3 cm.图4-2-1第2题答图二、填空题(每题6分,共12分)3.[2017·鄞州区模拟]如图4-2-3,将△ABC 绕点A 顺时针旋转,使点C 落在边AB 上的点E 处,点B 落在点D处,连结BD ,如果∠DAC =∠DBA ,那么∠BAC 的度数是__36__度.【解析】 设∠BAC =x ,由旋转的性质,可得∠DAE =∠BAC =x ,∴∠DAC =∠DBA =2x ,又∵AB =AD ,∴∠ADB =∠ABD =2x ,又∵△ABD 中,∠BAD +∠ABD +∠ADB =180°,∴x +2x +2x =180°,∴x =36°,即∠BAC =36°.4.[2017·海曙区模拟]如图4-2-4,已知∠MON =30°,B 为OM 上一点,BA ⊥ON 于A ,四边形ABCD 为正方形,P 为射线BM 上一动点,连结CP ,将CP 绕点C 顺时针方向旋转90°得CE ,连结BE ,若AB =4,则BE 的最小值为.图4-2-4 第4题答图 【解析】 如答图所示,将BC 绕着点C 顺时针旋转90°得FC ,作直线FE 交OM 于H ,则∠BCF =90°,BC =FC ,∵将CP 绕点C 按顺时针方向旋转90°得CE ,∴∠PCE =90°,PC =EC ,∴∠BCP =∠FCE ,在△BCP 和△FCE 中, ⎩⎪⎨⎪⎧BC =FC ,∠BCP =∠FCE ,PC =EC ,∴△BCP ≌△FCE (SAS ),∴∠CBP =∠CFE ,又∵∠BCF =90°,∴∠BHF =90°,∴点E 在直线FH 上,即点E 的轨迹为射线,∵BH ⊥EF ,∴当图4-2-3点E与点H重合时,BE=BH最短,∵当CP⊥OM时,Rt△BCP中,∠CBP=30°,∴CP=12BC=2,BP=3CP=23,又∵∠PCE=∠CPH=∠PHE=90°,CP=CE,∴正方形CPHE中,PH=CP=2,∴BH=BP+PH=2 3 +2,即BE的最小值为2 3+2,三、解答题(共26分)5.(12分)在边长为1的小正方形组成的方格纸中,若多边形的各顶点都在方格纸的格点(横竖格子线的交错点)上,这样的多边形称为格点多边形.记格点多边形内的格点数为a,边界上的格点数为b,则格点多边形的面积可表示为S=ma+nb-1,其中m,n为常数.(1)在图4-2-5的方格纸中各画出一个面积为6的格点多边形,依次为三角形、平行四边形(非菱形)、菱形;图4-2-5(2)利用(1)中的格点多边形确定m,n的值.解:(1)如答图;第5题答图(2)三角形:a=4,b=6,S=6;平行四边形:a=3,b=8,S=6;菱形:a=5,b=4,S=6;任选两组数据代入S =ma +nb -1,解得m =1,n =12.6.(14分)如图4-2-6①,正方形ABCD 和正方形AEFG 有公共顶点A ,点E 在AB 上,连结DF ,BF .现将正方形AEFG 绕点A 按顺时针方向旋转,记旋转角∠DAG =α,其中0°≤α≤180°,如图②.图4-2-6(1)若α=0°,则DF =BF .请加以证明;(2)试画一个图形(反例),说明(1)中命题的逆命题是假命题;(3)对于(1)中命题的逆命题,如果补充一个条件后能使该逆命题为真命题,请直接写出你认为需要补充的一个条件,不必说明理由.解:(1)证明:∵四边形AEFG 是正方形,∴GF =EF =AG =AE ,∠AGF =∠AEF =90°.∴∠DGF =∠BEF =90°.∵四边形ABCD 是正方形,∴AD =AB ,∴AD -AG =AB -AE ,即DG =BE ,在△DGF 和△BEF 中,⎩⎪⎨⎪⎧DG =BE ,∠DGF =∠BEF ,GF =EF ,∴△DGF ≌△BEF (SAS ),∴DF =BF ;(2)反例如答图,DF =BF ,但α≠0°,α=180°;第6题答图(3)答案不唯一,如补充条件α<180°.(30分)7.(14分)(1)如图4-2-7①,在等边三角形ABC中,M是BC上的任意一点(不含端点B,C),连结AM,以AM为边作等边三角形AMN,连结CN.求证:∠ABC=∠ACN;(2)如图②,在等边三角形ABC中,M是BC延长线上的任意一点(不含端点C),其他条件不变,(1)中结论∠ABC=∠ACN还成立吗?请说明理由;(3)如图③,在等腰三角形ABC中,BA=BC,M是BC上的任意一点(不含端点B,C),连结AM,以AM为边作等腰三角形AMN,使顶角∠AMN=∠ABC.连结CN.试探究∠ABC与∠ACN的数量关系,并说明理由.图4-2-7解:(1)证明:∵△ABC,△AMN都是等边三角形,∴AB=AC,AM=AN,∠BAC=∠MAN=60°,∴∠BAM=∠CAN,∴△BAM≌△CAN(SAS),∴∠ABC=∠ACN;(2)结论∠ABC=∠ACN仍成立.理由:∵△ABC,△AMN都是等边三角形,∴AB=AC,AM=AN,∠BAC=∠MAN=60°.∴∠BAM=∠CAN.∴△BAM≌△CAN(SAS);∴∠ABC=∠ACN;(3)∠ABC=∠ACN.理由:∵BA=BC,MA=MN,∠ABC=∠AMN,∴∠BAC=∠MAN,∴△ABC∽△AMN,∴AB AM =ACAN.∵∠BAM=∠BAC-∠MAC,∠CAN=∠MAN-∠MAC,∴∠BAM=∠CAN,∴△BAM∽△CAN,∴∠ABC=∠ACN.8.(16分)[2016·资阳]在Rt△ABC中,∠C=90°,Rt△ABC绕点A顺时针旋转到Rt△ADE的位置,点E在斜边AB上,连结BD,过点D作DF⊥AC于点F.(1)如图4-2-8①,若点F与点A重合,求证:AC=BC;图4-2-8(2)若∠DAF=∠DBA,(Ⅰ)如图②,当点F在线段CA的延长线上时,判断线段AF与线段BE的数量关系,并说明理由;(Ⅱ)当点F在线段CA上时,设BE=x,请用含x的代数式表示线段AF.解:(1)证明:由旋转性质,得∠BAC=∠BAD,∵DF⊥AC,∴∠CAD=90°,∴∠BAC=∠BAD=45°,∵∠C=90°,∴∠ABC=45°,∴AC=BC;(2)(Ⅰ)AF=BE.理由:由旋转性质,得AD=AB,∴∠ABD=∠ADB,∵∠DAF=∠DBA,∴∠DAF=∠ADB,∴AF ∥BD ,∴∠BAC =∠ABD ,∵∠ABD =∠F AD ,由旋转性质,得∠BAC =∠BAD ,∴∠F AD =∠BAC =∠BAD =13×180°=60°,由旋转性质,得AB =AD ,∴△ABD 是等边三角形,∴AD =BD ,在△AFD 和△BED 中,⎩⎪⎨⎪⎧∠F =∠BED =90°,∠F AD =∠EBD ,AD =BD ,∴△AFD ≌△BED (AAS ),∴AF =BE ;(Ⅱ)如答图,由旋转性质,得∠BAC =∠BAD ,∵∠DBA =∠DAF =∠BAC +∠BAD =2∠BAD ,由旋转性质,得AD =AB ,∴∠DBA =∠ABD =2∠BAD ,∵∠BAD +∠ABD +∠ADB =180°,∴∠BAD +2∠BAD +2∠BAD =180°,∴∠BAD =36°,设BE =x ,作BG 平分∠DBA ,交AD 于点G .∴∠BAD =∠GBD =36°∴AG =BG =BD ,∴DG =AD -AG =AD -BG =AD -BD ,∵∠BDG =∠ADB ,∴△BDG ∽△ADB ,∴BD AD =DG DB .∴BD AD =AD -BD BD ,设BD AD =a ,则a =1a -1,解得a =1+52,第8题答图∴ADBD =1+52,∵∠F AD=∠EBD,∠AFD=∠BED,∴△AFD∽△BED,∴ADBD =AFBE,∴AF=ADBD·BE=1+52x.(20分)9.(20分)[2017·淮安]【操作发现】如图4-2-9①,在边长为1个单位长度的小正方形组成的网格中,△ABC 的三个顶点均在格点上.图4-2-9(1)请按要求画图:将△ABC绕点A按顺时针方向旋转90°,点B的对应点为B′,点C的对应点为C′,连结BB′;(2)在(1)所画图形中,∠AB′B=__45°__.【问题解决】如图②,在等边三角形ABC中,AC=7,点P在△ABC内,且∠APC=90°,∠BPC=120°,求△APC的面积.小明同学通过观察、分析、思考,对上述问题产生了如下想法:想法一:将△APC绕点A按顺时针方向旋转60°,得到△AP′B,连结PP′,寻找P A,PB,PC三条线段之间的数量关系;想法二:将△APB绕点A按逆时针方向旋转60°,得到△AP′C′,连结PP′,寻找P A,PB,PC三条线段之间的数量关系…请参考小明同学的一种想法,完成该问题的解答过程.【灵活运用】如图③,在四边形ABCD中,AE⊥BC,垂足为E,∠BAE=∠ADC,BE=CE =2,CD=5,AD=kAB(k为常数),求BD的长(用含k的式子表示).解:【操作发现】(1)如答图①所示.第9题答图①(2)45°.【问题解决】如答图②,将△APC绕点A按顺时针方向旋转60°,得到△AP′B,连结PP′,则AP′=AP,∠P AP′=60°,∠AP′B=∠APC.∴△APP′是等边三角形.∴∠APP′=∠AP′P=60°.∵∠APC=90°,∠BPC=120°,∴∠APB=360°-∠APC-∠BPC=150°.∴∠BPP′=∠APB-∠APP′=150°-60°=90°.∴∠BP′P=∠AP′B-∠AP′P=90°-60°=30°.设BP=a.在Rt△BPP′中,∵∠BP′P=30°,∴P′B=2a,P′P=3a.∴AP=3a,PC=2a.在Rt△APC中,由勾股定理,得AP2+PC2=AC2,即(3a)2+(2a)2=72,解得a=7.∴AP=21,PC=27.∴S△APC=12AP·PC=12×21×27=7 3.第9题答图②第9题答图③【灵活运用】如答图③,连结AC.∵AE⊥BC,BE=CE,∴AB=AC.又∵AE⊥BC,∴∠BAE=∠CAE.设∠BAE=α,则∠CAE=α,∠ABE=90°-α,∠ADC=α.将△ACD绕点A顺时针旋转2α,得到△ABD′,则BD′=CD=5,AD=AD′,∠DAD′=2α,∠BD′A=α.过点A作AF⊥DD′,垂足为F,则∠D′AF=α,∠AD′F=90°-α,DD′=2D′F. ∴∠BD′D=∠BD′A+∠AD′F=α+90°-α=90°.在Rt△AD′F中,D′F=AD′·cos∠AD′F=AD·cos(90°-α)=kAB·cos(90°-α)=k·BE=2k.∴DD′=4k.在Rt△BDD′中,由勾股定理得BD=BD′2+D′D2=52+(4k)2=25+16k2.。