湛江市中考数学复习难题突破专题七:图形变换综合探究题

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难题突破专题七 图形变换综合探究题 图形的轴对称、平移、旋转是近年中考的新题型、热点题型,它主要考查学生的观察与实验能力,探索与实践能力,因此在解题时应注意以下方面: 1.熟练掌握图形的轴对称、图形的平移、图形的旋转的基本性质和基本方法. 2.结合具体问题大胆尝试,动手操作平移、旋转,探究发现其内在规律是解答操作题的基本方法. 3.注重图形与变换的创新题,弄清其本质,掌握其基本的解题方法,尤其是折叠与旋转等. 类型1 平移变换问题 1 两个三角板ABC,DEF按如图Z7-1所示的位置摆放,点B与点D重合,边AB与边DE在同一条直线上(假设图形中所有的点、线都在同一平面内),其中,∠C=∠DEF=90°,∠ABC=∠F=30°,AC=DE=6 cm.现固定三角板DEF,将三角板ABC沿射线DE方向平移,当点C落在边EF上时停止运动.设三角板平移的距离为x(cm),两个三角板重叠部分的面积为y(cm2). (1)当点C落在边EF上时,x=________cm;

图Z7-1 (2)求y关于x的函数表达式,并写出自变量x的取值范围; (3)设边BC的中点为点M,边DF的中点为点N,直接写出在三角板平移过程中,点M与点N之间距离的最小值. 例题分层分析 (1)当点C落在EF边上时记为C′,此时A点的对应点记为A′,根据锐角三角函数,可得A′E=________ cm,所以x=AA′=AE-A′E=______cm. (2)分类讨论:①当0≤x≤6时,根据三角形的面积公式可得答案;②当6<x≤12时,根据面积的和差可得答案;③当12<x≤15时,根据面积的和差可得答案. (3)根据点与直线上所有点的连线中垂线段最短,可得当NM⊥BD时,MN最小.根据线段的和差即可求得答案. 类型2 折叠问题 2 [2019·衢州] 如图Z7-2①,将矩形ABCD沿DE折叠使顶点A落在点A′处,然后将矩形展平,沿EF折叠使顶点A落在折痕DE上的点G处,再将矩形ABCD沿CE折叠,此时顶点B恰好落在DE上的点H处,如图②. (1)求证EG=CH; (2)已知AF=2,求AD和AB的长.

图Z7-2 例题分层分析 (1)由折叠的性质及矩形的性质可知________=________=________,__________=________,再根据四边形ABCD是矩形,可得____________=________,等量代换即可证明EG=CH; (2)由折叠的性质可知∠ADE=________°,∠FGE=∠A=90°,AF=2,那么DG=________,利用勾股定理求出DF=________,于是可得AD=AF+DF=________;再利用AAS证明△AEF≌△BCE,得到____________,于是AB=AE+BE=________.

解题方法点析 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.解决折叠问题要注意折叠前后对应点的位置;掌握辅助线的作法;折痕两边折叠部分是全等的;折叠的某点与所落位置之间线段被折痕垂直平分. 类型3 旋转变换问题 3 [2019·成都] 如图Z7-3①,△ABC中,∠ABC=45°,AH⊥BC于点H,点D在AH上,且DH=CH,连结BD. 图Z7-3 (1)求证:BD=AC; (2)将△BHD绕点H旋转,得到△EHF(点B,D分别与点E,F对应),连结AE. (ⅰ)如图②,当点F落在AC上时(F不与C重合),若BC=4,tanC=3,求AE的长; (ⅱ)如图③,当△EHF是由△BHD绕点H逆时针旋转30°得到时,设射线CF与AE相交于点G,连结GH,试探究线段GH与EF之间满足的等量关系,并说明理由. 例题分层分析 (1)先判断出AH=BH,再证明△BHD≌△AHC即可; (2)(ⅰ)在Rt△AHC中,tanC=________=3.由AH=BH及BC=4可求得AH=________,CH=________,过点H作HP⊥AE于P,然后根据△EHA∽△FHC,得到HP=________AP,AE=________AP,最后用勾股定理求解即可; (ⅱ)设AH与CG交于点Q.先判断出△AGQ∽△CHQ,得到________,然后判断出△AQC∽△GQH,最后用相似比求解即可. 专 题 训 练 1.[2019·菏泽] 如图Z7-4,将Rt△ABC绕直角顶点C顺时针旋转90°,得到△A′B′C,连结AA′,若∠1=25°,则∠BAA′的度数是( ) A.55° B.60° C.65° D.70°

图Z7-4 图Z7-5 2.[2019·舟山] 如图Z7-5,在平面直角坐标系xOy中,已知点A(2,0),B(1,1).若平移点A到点C,使以点O,A,C,B为顶点的四边形是菱形,则正确的平移方法是( ) A.向左平移1个单位,在向下平移1个单位 B.向左平移(2-1)个单位,再向上平移1个单位 C.向右平移(2-1)个单位,再向上平移1个单位 D.向右平移1个单位,再向上平移1个单位 3.[2019·聊城] 如图Z7-6,把一张矩形纸片ABCD沿EF折叠后,点A落在CD边上的点A′处,点B落在点B′处,若∠2=40°,则图中∠1的度数为( ) A.115° B.120° C.130° D.140°

图Z7-6 图Z7-7

4.[2019·温州] 如图Z7-7,一张三角形纸片ABC,其中∠C=90°,AC=4,BC=3.现小林将纸片做三次折叠:第一次使点A落在C处,将纸片展平做第二次折叠,使点B落在C处,再将纸片展平做第三次折叠,使点A落在B处.这三次折叠的折痕长依次记为a,b,c,则a,b,c的大小关系是( ) A.c>a>b B.b>a>c C.c>b>a D.b>c>a 5.[2019·贵港] 如图Z7-8,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,将△ABC绕顶点C逆时针旋转得到△A′B′C,M是BC的中点,P是A′B′的中点,连结PM.若BC=2,∠BAC=30°,则线段PM的最大值是( )

图Z7-8 A.4 B.3 C.2 D.1 6.如图Z7-9,折叠矩形纸片ABCD,使B点落在AD上一点E处,折痕的两端点分别在AB,BC上(含端点),且AB=6,BC=10.设AE=x,则x的取值范围是________.

图Z7-9 7.[2019·武汉] 如图Z7-10,在△ABC中,AB=AC=23,∠BAC=120°,点D,E都在边BC上,∠DAE=60°.若BD=2CE,则DE的长为________.

图Z7-10 8.如图Z7-11,是两块完全一样的含30°角的三角板,分别记作△ABC和△A1B1C1,现将两块三角板重叠在一起,设较长直角边的中点为M,绕中点M转动上面的三角板ABC,使其直角顶点C恰好落在三角板A1B1C1的斜边A1B1上.当∠A=30°,AC=10时,两直角顶点C,C1的距离是________.

图Z7-11 图Z7-12 9.[2019·德阳] 如图Z7-12,将△ABC沿BC翻折得到△DBC,再将△DBC绕点C逆时针旋转60°得到△FEC,延长BD交EF于H,已知∠ABC=30°,∠BAC=90°,AC=1,则四边形CDHF的面积为________. 10.[2019·舟山] 一副含30°和45°角的三角板ABC和DEF叠合在一起,边BC与EF重合,BC=EF=12 cm(如图Z7-13①),点G为边BC(EF)的中点,边FD与AB相交于点H,现将三角板DEF绕点G按顺时针方向旋转(如图Z7-13②),在∠CGF从0°到60°的变化过程中,观察点H的位置变化,点H相应移动的路径长共为________.(结果保留根号)

图Z7-13 11.[2019·自贡] 如图Z7-14①,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,点A(-1,0),点B(0,3). (1)求∠BAO的度数. (2)如图①,将△AOB绕点O顺时针旋转得△A′OB′,当点A′恰好落在AB边上时,设△AB′O的面积为S1,△BA′O的面积为S2,S1与S2有何关系?为什么? (3)若将△AOB绕点O顺时针旋转到如图Z7-14②所示的位置,S1与S2的关系发生变化了吗?证明你的判断.

图Z7-14 12.[2019·赤峰] △OPA和△OQB分别是以OP,OQ为直角边的等腰直角三角形,点C,D,E分别是OA,OB,AB的中点. (1)当∠AOB=90°时,如图Z7-15①,连结PE,QE,直接写出EP与EQ的大小关系; (2)将△OQB绕点O逆时针方向旋转,当∠AOB是锐角时,如图Z7-15②,(1)中的结论是否成立?若成立,请给出证明;若不成立,请加以说明. (3)仍将△OQB绕点O旋转,当∠AOB为钝角时,延长PC,QD交于点G,使△ABG为等边三角形,如图Z7-15③,求∠AOB的度数.

图Z7-15 参考答案 类型1 平移变换问题

例1 【例题分层分析】 (1)3 15 解:(1)在Rt△ABC中,∠ABC=30°, 则∠BAC=60°,AB=2AC=12cm,BC=6 3cm. 如图①,当点C在EF上时,∠C′A′E=60°,则A′E=12A′C′=3 cm, 所以AA′=AE-A′E=15 cm.故x=15 cm.

(2)如图②,当0≤x≤6时,BD=x,DG=12x, 则BG=32x,所以y=12DG·BG=38x2.