專題5 幾何變換
第3講 平移與旋轉(zhuǎn)
一、圖形的平移
1.定義:在平面內(nèi),將一個圖形沿某個方向移動一定的距離,這樣的圖形運(yùn)動稱為平移.平移不改變圖形的形狀和大小.
2.平移的性質(zhì):(1)對應(yīng)點(diǎn)所連線段平行(或在同一條直線上),且相等.
(2)對應(yīng)線段平行(或在同一條直線上),且相等.
(3)對應(yīng)角相等.
3.平移作圖步驟:(1)找:找出平移方向和距離.
(2)定:確定平移對應(yīng)的關(guān)鍵點(diǎn).
(3)移:按照平移方向和距離運(yùn)動關(guān)鍵點(diǎn).
(4)連:連接平移后關(guān)鍵點(diǎn),得到圖形.
二、圖形的旋轉(zhuǎn)
1.定義:在平面內(nèi),將一個圖形繞一個定點(diǎn)按某個方向轉(zhuǎn)動一個角度,這樣的圖形運(yùn)動稱為旋轉(zhuǎn),這個定點(diǎn)稱為旋轉(zhuǎn)中心,轉(zhuǎn)動的角稱為旋轉(zhuǎn)角.旋轉(zhuǎn)不改變圖形的形狀和大小.
2.旋轉(zhuǎn)的性質(zhì):(1)對應(yīng)點(diǎn)到旋轉(zhuǎn)中心距離相等.
(2)任意一組對應(yīng)點(diǎn)與旋轉(zhuǎn)中心的連線所成的夾角都等于旋轉(zhuǎn)角
(3)對應(yīng)點(diǎn)與旋轉(zhuǎn)中心的連線相等
(4)對應(yīng)線段相等.
(5)對應(yīng)角相等.
3.利用旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)可以判斷線段和角是否相等
(1)根據(jù)旋轉(zhuǎn)角相等→對應(yīng)點(diǎn)與旋轉(zhuǎn)中心的連線相等→角度和線段的相等.
(2)旋轉(zhuǎn)前后圖形的形狀、大小不改變→對應(yīng)線段、對應(yīng)角度相等.
4.旋轉(zhuǎn)作圖的四步驟
①確定旋轉(zhuǎn)中心、旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)角.
②找出圖中的關(guān)鍵點(diǎn).
③畫出關(guān)鍵點(diǎn)的對應(yīng)點(diǎn).(連接關(guān)鍵點(diǎn)到旋轉(zhuǎn)中心,作出旋轉(zhuǎn)角,使角的兩邊相等)
④依次連接對應(yīng)點(diǎn),得到旋轉(zhuǎn)圖形.
《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》2022年版,學(xué)業(yè)質(zhì)量要求:
1.理解旋轉(zhuǎn)、平移基本的圖形運(yùn)動;
2.知道旋轉(zhuǎn)、平移的基本特征;
3.會用旋轉(zhuǎn)、平移運(yùn)動認(rèn)識、理解和表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界中相應(yīng)的現(xiàn)象;
【例1】
(2022·廣西·統(tǒng)考中考真題)
1.2022北京冬殘奧會的會徽是以漢字“飛”為靈感來設(shè)計(jì)的,展現(xiàn)了運(yùn)動員不斷飛躍,超越自我,奮力拼搏,激勵世界的冬殘奧精神下列的四個圖中,能由如圖所示的會徽經(jīng)過平移得到的是( )
A.B.C.D.
【變1】
(2023·北京海淀·北京市十一學(xué)校??寄M預(yù)測)
2.如圖,平南直角坐標(biāo)系中,可以看作是經(jīng)過若干次圖形的變化(平移、軸對稱、旋轉(zhuǎn))得到的,寫出一種由得到過程 .

【例1】
(2023·四川南充·統(tǒng)考中考真題)
3.如圖,將沿向右平移得到,若,,則的長是( )

A.2B.C.3D.5
【變1】
(2023·內(nèi)蒙古·統(tǒng)考中考真題)
4.如圖,在中,,將繞點(diǎn)A逆時針方向旋轉(zhuǎn),得到.連接,交于點(diǎn)D,則的值為 .

【例1】
(2023·浙江寧波·統(tǒng)考中考真題)
5.在4×4的方格紙中,請按下列要求畫出格點(diǎn)三角形(頂點(diǎn)均在格點(diǎn)上).

(1)在圖1中先畫出一個以格點(diǎn)P為頂點(diǎn)的等腰三角形,再畫出該三角形向右平移2個單位后的.
(2)將圖2中的格點(diǎn)繞點(diǎn)C按順時針方向旋轉(zhuǎn),畫出經(jīng)旋轉(zhuǎn)后的.
【變1】
(2023·四川達(dá)州·統(tǒng)考中考真題)
6.如圖,網(wǎng)格中每個小正方形的邊長均為1,的頂點(diǎn)均在小正方形的格點(diǎn)上.

(1)將向下平移3個單位長度得到,畫出;
(2)將繞點(diǎn)順時針旋轉(zhuǎn)90度得到,畫出;
(3)在(2)的運(yùn)動過程中請計(jì)算出掃過的面積.
一、選擇題
(2023·湖南郴州·統(tǒng)考中考真題)
7.下列圖形中,能由圖形通過平移得到的是( )

A. B. C. D.
(2023·內(nèi)蒙古通遼·統(tǒng)考中考真題)
8.如圖,用平移方法說明平行四邊形的面積公式時,若平移到,,,則的平移距離為( )

A.3B.4C.5D.12
(2023·寧夏·統(tǒng)考中考真題)
9.如圖,在中,,,.點(diǎn)在上,且.連接,將線段繞點(diǎn)順時針旋轉(zhuǎn)得到線段,連接,.則的面積是( )

A.B.C.D.
(2023·山東臨沂·統(tǒng)考中考真題)
10.將一個正六邊形繞其中心旋轉(zhuǎn)后仍與原圖形重合,旋轉(zhuǎn)角的大小不可能是( )
A.60°B.90°C.180°D.360°
二、填空題
(2022·吉林·統(tǒng)考中考真題)
11.第二十四屆北京冬奧會入場式引導(dǎo)牌上的圖案融入了中國結(jié)和雪花兩種元素.如圖,這個圖案繞著它的中心旋轉(zhuǎn)角后能夠與它本身重合,則角可以為 度.(寫出一個即可)
(2022·廣東深圳·坪山中學(xué)??寄M預(yù)測)
12.如圖,在邊長為1的小正方形組成的網(wǎng)格中,格點(diǎn)繞點(diǎn)O順時針旋轉(zhuǎn)得到格點(diǎn).則旋轉(zhuǎn)中心是P,Q,M,N中的 .

(2022·湖南益陽·統(tǒng)考中考真題)
13.如圖,將邊長為3的正方形ABCD沿其對角線AC平移,使A的對應(yīng)點(diǎn)A′滿足AA′=AC,則所得正方形與原正方形重疊部分的面積是 .

(2023·青海西寧·統(tǒng)考中考真題)
14.如圖,在矩形中,點(diǎn)P在邊上,連接,將繞點(diǎn)P順時針旋轉(zhuǎn)90°得到,連接.若,,,則 .

(2023·四川攀枝花·統(tǒng)考中考真題)
15.如圖,在直角中,,,將繞點(diǎn)順時針旋轉(zhuǎn)至的位置,點(diǎn)是的中點(diǎn),且點(diǎn)在反比例函數(shù)的圖象上,則的值為 .

(2023·湖北黃石·統(tǒng)考中考真題)
16.如圖,將繞點(diǎn)A逆時針旋轉(zhuǎn)到的位置,使點(diǎn)落在上,與交于點(diǎn)E若,則 (從“”中選擇一個符合要求的填空); .

(2023·黑龍江大慶·統(tǒng)考中考真題)
17.如圖,在中,將繞點(diǎn)A順時針旋轉(zhuǎn)至,將繞點(diǎn)A逆時針旋轉(zhuǎn)至,得到,使,我們稱是的“旋補(bǔ)三角形”,的中線叫做的“旋補(bǔ)中線”,點(diǎn)A叫做“旋補(bǔ)中心”.下列結(jié)論正確的有 .
①與面積相同;
②;
③若,連接和,則;
④若,,,則.
(2022·廣東廣州·統(tǒng)考中考真題)
18.如圖,在矩形ABCD中,BC=2AB,點(diǎn)P為邊AD上的一個動點(diǎn),線段BP繞點(diǎn)B順時針旋轉(zhuǎn)60°得到線段BP',連接PP' ,CP'.當(dāng)點(diǎn)P' 落在邊BC上時,∠PP'C的度數(shù)為 ; 當(dāng)線段CP' 的長度最小時,∠PP'C的度數(shù)為
三、解答題
(2023·黑龍江哈爾濱·統(tǒng)考中考真題)
19.如圖,方格紙中每個小正方形的邊長均為個單位長度,線段和線段的端點(diǎn)均在小正方形的頂點(diǎn)上.

(1)在方格紙中畫出,且為鈍角(點(diǎn)在小正方形的頂點(diǎn)上);
(2)在方格紙中將線段向下平移個單位長度,再向右平移個單位長度后得到線段(點(diǎn)的對應(yīng)點(diǎn)是點(diǎn),點(diǎn)的對應(yīng)點(diǎn)是點(diǎn)),連接,請直接寫出線段的長.
(2023·浙江溫州·統(tǒng)考中考真題)
20.如圖,在的方格紙中,每個小方格的邊長為1.已知格點(diǎn)P,請按要求畫格點(diǎn)三角形(頂點(diǎn)均在格點(diǎn)上).

(1)在圖中畫一個等腰三角形,使底邊長為,點(diǎn)E在上,點(diǎn)F在上,再畫出該三角形繞矩形的中心旋轉(zhuǎn)180°后的圖形.
(2)在圖中畫一個,使,點(diǎn)Q在上,點(diǎn)R在上,再畫出該三角形向右平移1個單位后的圖形.
(2023·四川德陽·統(tǒng)考中考真題)
21.將一副直角三角板與疊放在一起,如圖1,,,,.在兩三角板所在平面內(nèi),將三角板繞點(diǎn)O順時針方向旋轉(zhuǎn)()度到位置,使,如圖2.

(1)求的值;
(2)如圖3,繼續(xù)將三角板繞點(diǎn)O順時針方向旋轉(zhuǎn),使點(diǎn)E落在邊上點(diǎn)處,點(diǎn)D落在點(diǎn)處.設(shè)交于點(diǎn)G,交于點(diǎn)H,若點(diǎn)G是的中點(diǎn),試判斷四邊形的形狀,并說明理由.
2023·湖南岳陽·統(tǒng)考中考真題)
22.如圖1,在中,,點(diǎn)分別為邊的中點(diǎn),連接.
初步嘗試:(1)與的數(shù)量關(guān)系是_________,與的位置關(guān)系是_________.
特例研討:(2)如圖2,若,先將繞點(diǎn)順時針旋轉(zhuǎn)(為銳角),得到,當(dāng)點(diǎn)在同一直線上時,與相交于點(diǎn),連接.

(1)求的度數(shù);
(2)求的長.
深入探究:(3)若,將繞點(diǎn)順時針旋轉(zhuǎn),得到,連接,.當(dāng)旋轉(zhuǎn)角滿足,點(diǎn)在同一直線上時,利用所提供的備用圖探究與的數(shù)量關(guān)系,并說明理由.
(2023·遼寧丹東·統(tǒng)考中考真題)
23.在中,,,,點(diǎn)D是的中點(diǎn).四邊形是菱形(D,E,F(xiàn),G按逆時針順序排列),,且,菱形可以繞點(diǎn)D旋轉(zhuǎn),連接和,設(shè)直線和直線所夾的銳角為.

(1)在菱形繞點(diǎn)D旋轉(zhuǎn)的過程中,當(dāng)點(diǎn)在線段上時,如圖①,請直接寫出與的數(shù)量關(guān)系及的值;
(2)當(dāng)菱形繞點(diǎn)D旋轉(zhuǎn)到如圖②所示的位置時,(1)中的結(jié)論是否成立?若成立,請寫出證明過程;若不成立,請說明理由;
(3)設(shè)直線與直線的交點(diǎn)為P,在菱形繞點(diǎn)D旋轉(zhuǎn)一周的過程中,當(dāng)所在的直線經(jīng)過點(diǎn)時,請直接寫出的面積.
(2023·遼寧沈陽·統(tǒng)考中考真題)
24.如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,二次函數(shù)的圖象經(jīng)過點(diǎn),與軸的交點(diǎn)為點(diǎn)和點(diǎn).

(1)求這個二次函數(shù)的表達(dá)式;
(2)點(diǎn),在軸正半軸上,,點(diǎn)在線段上,以線段,為鄰邊作矩形,連接,設(shè).
連接,當(dāng)與相似時,求的值;
當(dāng)點(diǎn)與點(diǎn)重合時,將線段繞點(diǎn)按逆時針方向旋轉(zhuǎn)后得到線段,連接,,將繞點(diǎn)按順時針方向旋轉(zhuǎn)后得到,點(diǎn),的對應(yīng)點(diǎn)分別為、,連接當(dāng)?shù)倪吪c線段垂直時,請直接寫出點(diǎn)的橫坐標(biāo).
參考答案:
1.D
【分析】根據(jù)平移的特點(diǎn)分析判斷即可.
【詳解】根據(jù)題意,得
不能由平移得到,
故A不符合題意;
不能由平移得到,
故B不符合題意;
不能由平移得到,
故C不符合題意;
能由平移得到,
故D符合題意;
故選D.
【點(diǎn)睛】本題考查了平移的特點(diǎn),熟練掌握平移的特點(diǎn)是解題的關(guān)鍵.
2.將逆時針旋轉(zhuǎn),再向右平移2個單位長度(答案不唯一)
【分析】根據(jù)平移、旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)即可得到由得到的過程.
【詳解】解:將逆時針旋轉(zhuǎn),再向右平移2個單位長度得到,
故答案為:將逆時針旋轉(zhuǎn),再向右平移2個單位長度(答案不唯一).
【點(diǎn)睛】本題考查了坐標(biāo)與圖形變化-旋轉(zhuǎn),坐標(biāo)與圖形變化-平移,解題時需要注意:平移的距離等于對應(yīng)點(diǎn)連線的長度.
3.A
【分析】利用平移的性質(zhì)得到,即可得到的長.
【詳解】解:∵沿方向平移至處.
∴,
故選:A.
【點(diǎn)睛】本題考查了平移的性質(zhì):把一個圖形整體沿某一直線方向移動,會得到一個新的圖形,新圖形與原圖形的形狀和大小完全相同;新圖形中的每一點(diǎn),都是由原圖形中的某一點(diǎn)移動后得到的,這兩個點(diǎn)是對應(yīng)點(diǎn).連接各組對應(yīng)點(diǎn)的線段平行(或共線)且相等.
4.5
【分析】過點(diǎn)D作于點(diǎn)F,利用勾股定理求得,根據(jù)旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)可證、是等腰直角三角形,可得,再由,得,證明,可得,即,再由,求得,從而求得,,即可求解.
【詳解】解:過點(diǎn)D作于點(diǎn)F,
∵,,,
∴,
∵將繞點(diǎn)A逆時針方向旋轉(zhuǎn)得到,
∴,,
∴是等腰直角三角形,
∴,
又∵,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∵,即,
∵ ,,
∴,
∴,即,
又∵,
∴,
∴,,
∴,
故答案為:5.

【點(diǎn)睛】本題考查旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)、等腰三角形的判定與性質(zhì)、相似三角形的判定與性質(zhì)、三角形的面積,熟練掌握相關(guān)知識是解題的關(guān)鍵.
5.(1)畫圖見解析
(2)畫圖見解析
【分析】(1)先畫等腰三角形,,再確定平移后的對應(yīng)點(diǎn),再順次連接即可;
(2)確定A,B旋轉(zhuǎn)后的對應(yīng)點(diǎn),而C的對應(yīng)點(diǎn)是其本身,再順次連接即可.
【詳解】(1)解:如圖,,即為所求作的三角形;

(2)如圖,即為所求作的三角形,

【點(diǎn)睛】本題考查的是平移,旋轉(zhuǎn)的作圖,作等腰三角形,熟練的利用網(wǎng)格特點(diǎn)以及平移旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)進(jìn)行作圖是解本題的關(guān)鍵.
6.(1)見解析
(2)見解析
(3)
【分析】(1)先作出點(diǎn)A、B、C平移后的對應(yīng)點(diǎn),、,然后順次連接即可;
(2)先作出點(diǎn)A、B繞點(diǎn)順時針旋轉(zhuǎn)90度的對應(yīng)點(diǎn),,然后順次連接即可;
(3)證明為等腰直角三角形,求出,,根據(jù)旋轉(zhuǎn)過程中掃過的面積等于的面積加扇形的面積即可得出答案.
【詳解】(1)解:作出點(diǎn)A、B、C平移后的對應(yīng)點(diǎn),、,順次連接,則即為所求,如圖所示:

(2)解:作出點(diǎn)A、B繞點(diǎn)順時針旋轉(zhuǎn)90度的對應(yīng)點(diǎn),,順次連接,則即為所求,如圖所示:

(3)解:∵,,,
∴,
∵,
∴,
∴為等腰直角三角形,
∴,
根據(jù)旋轉(zhuǎn)可知,,
∴,
∴在旋轉(zhuǎn)過程中掃過的面積為.

【點(diǎn)睛】本題主要考查了平移、旋轉(zhuǎn)作圖,勾股定理逆定理,扇形面積計(jì)算,解題的關(guān)鍵是作出平移或旋轉(zhuǎn)后的對應(yīng)點(diǎn).
7.B
【分析】根據(jù)平移的定義:在平面內(nèi),把一個圖形整體沿某一方向移動,這種圖形的平行移動,叫做平移變換,結(jié)合各選項(xiàng)所給的圖形即可作出判斷.
【詳解】解:觀察圖形可知,B中圖形能由圖形通過平移得到,A,C,D均不能由圖形通過平移得到;
故選B.
【點(diǎn)睛】本題考查平移.熟練掌握平移的性質(zhì),是解題的關(guān)鍵.
8.B
【分析】根據(jù)平移的方向可得,平移到,則點(diǎn)與點(diǎn)重合,故的平移距離為的長.
【詳解】解:用平移方法說明平行四邊形的面積公式時,將平移到,
故平移后點(diǎn)與點(diǎn)重合,則的平移距離為,
故選:B.
【點(diǎn)睛】本題考查了平移的性質(zhì),熟練掌握平移的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
9.B
【分析】證明,得到,推出為直角三角形,利用的面積等于,進(jìn)行求解即可.
【詳解】解:∵,,
∴,,
∵將線段繞點(diǎn)順時針旋轉(zhuǎn)得到線段,
∴,,
∴,
在和中,

∴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴的面積等于;
故選B.
【點(diǎn)睛】本題考查旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),等腰三角形的性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì).熟練掌握旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),得到三角形全等是解題的關(guān)鍵.本題蘊(yùn)含手拉手全等模型,平時要多歸納,多總結(jié),便于快速解題.
10.B
【分析】根據(jù)旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),以及正多邊形的中心角的度數(shù),進(jìn)行判斷即可.
【詳解】解:正六邊形的中心角的度數(shù)為:,
∴正六邊形繞其中心旋轉(zhuǎn)或的整數(shù)倍時,仍與原圖形重合,
∴旋轉(zhuǎn)角的大小不可能是;
故選B.
【點(diǎn)睛】本題考查旋轉(zhuǎn)圖形,正多邊形的中心角.熟練掌握旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),正多邊形的中心角的度數(shù)的求法,是解題的關(guān)鍵.
11.60或120或180或240或300(寫出一個即可)
【分析】如圖(見解析),求出圖中正六邊形的中心角,再根據(jù)旋轉(zhuǎn)的定義即可得.
【詳解】解:這個圖案對應(yīng)著如圖所示的一個正六邊形,它的中心角,

角可以為或或或或,
故答案為:60或120或180或240或300(寫出一個即可).
【點(diǎn)睛】本題考查了正多邊形的中心角、圖形的旋轉(zhuǎn),熟練掌握正多邊形的性質(zhì)是解題關(guān)鍵.
12.Q
【分析】連接,作的中垂線,兩條中垂線的交點(diǎn)即為旋轉(zhuǎn)中心.
【詳解】解:如圖,點(diǎn)即為旋轉(zhuǎn)中心;

故答案為:.
【點(diǎn)睛】本題考查旋轉(zhuǎn)對稱圖形,熟練掌握旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),是解題的關(guān)鍵.
13.4
【分析】由正方形邊長為3,可求AC=3,則AA′=AC=,由平移可得重疊部分是正方形,根據(jù)正方形的面積公式可求重疊部分面積.
【詳解】解:∵正方形ABCD的邊長為3,
∴AC=3,
∴AA′=AC=,
∴A′C=2,
由題意可得重疊部分是正方形,
∴重疊部分的正方形的邊長為,
∴S重疊部分=4.
故答案為:4.
【點(diǎn)睛】本題考查了正方形的性質(zhì),平移的性質(zhì),關(guān)鍵是靈活運(yùn)用這些性質(zhì)解決問題.
14.2
【分析】過點(diǎn)作于點(diǎn)F,則,可證,于是.設(shè),,,解得,于是.
【詳解】解:過點(diǎn)作于點(diǎn)F,則,
∵,
∴.
又,
∴.
∴.
設(shè),矩形中,,
,
,,解得,
∴.
故答案為:2

【點(diǎn)睛】本題考查矩形的性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì),勾股定理;根據(jù)勾股定理構(gòu)建方程求解是解題的關(guān)鍵.
15.
【分析】依據(jù)題意,在中,,,從而,可得,又結(jié)合題意,,進(jìn)而,故可得點(diǎn)坐標(biāo),代入解析式可以得解.
【詳解】解:如圖,作軸,垂足為.

由題意,在中,,,



又繞點(diǎn)順時針旋轉(zhuǎn)至的位置,


又點(diǎn)是的中點(diǎn),

在中,
,

,.
又在上,

故答案為:.
【點(diǎn)睛】本題主要考查了反比例函數(shù)圖象上的點(diǎn)的坐標(biāo)特征,旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),勾股定理等知識,解題時需要熟練掌握并靈活運(yùn)用是關(guān)鍵.
16. (答案不唯一)
【分析】根據(jù)旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)得出,即可推出;通過證明,得出,求出,設(shè),,則,,證明,得出,則,即可求解.
【詳解】解:∵將繞點(diǎn)A逆時針旋轉(zhuǎn)得到,
∴,
∴,即,
∵將繞點(diǎn)A逆時針旋轉(zhuǎn)得到,
∴,,
∴,
∴,
∴,即,
解得:,
∵四邊形是平行四邊形,,
∴,
∴,
設(shè),,則,,
∵,
∴,
∴,
∴,
整理得:,
把代入解得:
故答案為:,.
【點(diǎn)睛】本題主要考查了旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),平行四邊形的性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì),解題的關(guān)鍵是掌握相關(guān)性質(zhì)定理,掌握相似三角形對應(yīng)邊成比例.
17.①②③
【分析】延長,并截取,連接,證明,得出,,根據(jù),,得出,證明,得出,即可判斷①正確;根據(jù)三角形中位線性質(zhì)得出,根據(jù),得出,判斷②正確;根據(jù)時,,
得出,,,,根據(jù)四邊形內(nèi)角和得出
,求出,判斷③正確;根據(jù)②可知,,根據(jù)勾股定理得出,求出,判斷④錯誤.
【詳解】解:延長,并截取,連接,如圖所示:
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
根據(jù)旋轉(zhuǎn)可知,,,
∵,
∴,
∴,,
∵,,
∴,
∴,
∴,
即與面積相同,故①正確;
∵,,
∴是的中位線,
∴,
∵,
∴,故②正確;
當(dāng)時,,
∴,,,,
∵,
∴,
即,故③正確;
∵,
∴根據(jù)②可知,,
∵當(dāng)時,,為中線,
∴,
∴,
∴,
∴,故④錯誤;
綜上分析可知,正確的是①②③.
【點(diǎn)睛】本題主要考查了三角形全等的判定和性質(zhì),等腰三角形的性質(zhì),中位線性質(zhì),勾股定理,四邊形內(nèi)角和,補(bǔ)角的性質(zhì),解題的關(guān)鍵是作出輔助線,構(gòu)造全等三角形,證明.
18. 120°##120度 75°##75度
【分析】如圖,以AB為邊向右作等邊△ABE,連接EP′.利用全等三角形的性質(zhì)證明∠BEP′=90°,推出點(diǎn)P′在射線EP′上運(yùn)動,如圖1中,設(shè)EP′交BC于點(diǎn)O,再證明△BEO是等腰直角三角形,可得結(jié)論.
【詳解】解:如圖,以AB為邊向右作等邊△ABE,連接EP′.
∵△BPP′是等邊三角形,
∴∠ABE=∠PBP′=60°,BP=BP′,BA=BE,
∴∠ABP=∠EBP′,
在△ABP和△EBP′中,
∴△ABP≌△EBP′(SAS),
∴∠BAP=∠BEP′=90°,
∴點(diǎn)P′在射線EP′上運(yùn)動,
如圖1中,設(shè)EP′交BC于點(diǎn)O,
當(dāng)點(diǎn)P′落在BC上時,點(diǎn)P′與O重合,此時∠PP′C=180°-60°=120°,
當(dāng)CP′⊥EP′時,CP′的長最小,此時∠EBO=∠OCP′=30°,
∴EO=OB,OP′=OC,
∴EP′=EO+OP′=OB+OC=BC,
∵BC=2AB,
∴EP′=AB=EB,
∴∠EBP′=∠EP′B=45°,
∴∠BP′C=45°+90°=135°,
∴∠PP′C=∠BP′C-∠BP′P=135°-60°=75°.
故答案為:120°,75°.
【點(diǎn)睛】本題考查旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),矩形的性質(zhì),等邊三角形的性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì),等腰直角三角形的判定和性質(zhì)等知識,解題的關(guān)鍵是學(xué)會添加常用輔助線,構(gòu)造全等三角形解決問題,屬于中考填空題中的壓軸題.
19.(1)畫圖見解析
(2)畫圖見解析,
【分析】(1)找到的格點(diǎn)的,使得,且,連接,則即為所求;
(2)根據(jù)平移畫出,連接,勾股定理即可求解.
【詳解】(1)解:如圖所示,即為所求;

(2)解:如圖所示,,即為所求;


【點(diǎn)睛】本題考查了平移作圖,勾股定理與網(wǎng)格,熟練掌握勾股定理是解題的關(guān)鍵.
20.(1)見解析
(2)見解析
【分析】(1)底邊長為即底邊為小方格的對角線,根據(jù)要求畫出底邊,再在其底邊的垂直平分線找到在格點(diǎn)上的頂點(diǎn)即可得到等腰,然后根據(jù)中心旋轉(zhuǎn)性質(zhì)作出繞矩形的中心旋轉(zhuǎn)180°后的圖形.
(2)根據(jù)網(wǎng)格特點(diǎn),按要求構(gòu)造等腰直角三角形,然后按平移的規(guī)律作出平移后圖形即可.
【詳解】(1)(1)畫法不唯一,如圖1( ,),或圖2().

(2)畫法不唯一,如圖3或圖4.

【點(diǎn)睛】本題主要考查了格點(diǎn)作圖,解題關(guān)鍵是掌握網(wǎng)格的特點(diǎn),靈活畫出相等的線段和互相垂直或平行的線段.
21.(1)
(2)正方形,見解析
【分析】(1)確定旋轉(zhuǎn)角,結(jié)合,,計(jì)算即可.
(2)先證明四邊形是矩形,再利用等腰直角三角形的性質(zhì),結(jié)合一組鄰邊相等的矩形是正方形證明即可.
【詳解】(1)根據(jù)題意,得旋轉(zhuǎn)角,
∵,,
∴,
故.
(2)根據(jù)題意,得旋轉(zhuǎn)角,
∵,,
∴,
∵,,
∴,,
∴,
∵,,

∴,
∴,
∴,
∴四邊形是矩形,
∵,
∴四邊形是正方形.
【點(diǎn)睛】本題考查了旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),矩形的判斷,正方形的判斷,等腰直角三角形的性質(zhì),熟練掌握矩形的判斷,正方形的判斷,等腰直角三角形的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
22.初步嘗試:(1);;(2)特例研討:(1);(2);(3)或
【分析】(1),點(diǎn)分別為邊的中點(diǎn),則是的中位線,即可得出結(jié)論;
(2)特例研討:(1)連接,,證明是等邊三角形,是等邊三角形,得出;(2)連接,證明,則,設(shè),則,在中,,則,在中,,勾股定理求得,則;
(3)當(dāng)點(diǎn)在同一直線上時,且點(diǎn)在上時,設(shè),則,得出,則在同一個圓上,進(jìn)而根據(jù)圓周角定理得出,表示與,即可求解;當(dāng)在上時,可得在同一個圓上,設(shè),則,設(shè),則,則,表示與,即可求解.
【詳解】初步嘗試:(1)∵,點(diǎn)分別為邊的中點(diǎn),
∴是的中位線,
∴;;
故答案是:;
(2)特例研討:(1)如圖所示,連接,,

∵是的中位線,
∴,

∵將繞點(diǎn)順時針旋轉(zhuǎn)(為銳角),得到,
∴;
∵點(diǎn)在同一直線上時,

又∵在中,是斜邊的中點(diǎn),


∴是等邊三角形,
∴,即旋轉(zhuǎn)角

∴是等邊三角形,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
(2)如圖所示,連接,
∵,,
∴,,

∵,
∴,
∴,
設(shè),則,
在中,,則,
在中,,
∴,
解得:或(舍去)
∴,
(3)如圖所示,當(dāng)點(diǎn)在同一直線上時,且點(diǎn)在上時,

∵,
∴,
設(shè),則,
∵是的中位線,

∴,
∵將繞點(diǎn)順時針旋轉(zhuǎn),得到,
∴,,

∴,
∵點(diǎn)在同一直線上,

∴,
∴在同一個圓上,



∵,
∴;
如圖所示,當(dāng)在上時,


∴在同一個圓上,
設(shè),則,
將繞點(diǎn)順時針旋轉(zhuǎn),得到,
設(shè),則,則,
∴,
∵,
∴,



綜上所述,或
【點(diǎn)睛】本題考查了圓周角定理,圓內(nèi)接四邊形對角互補(bǔ),相似三角形的性質(zhì)與判定,旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),中位線的性質(zhì)與判定,等腰三角形的性質(zhì)與判定,三角形內(nèi)角和定理,三角形外角的性質(zhì),勾股定理,熟練掌握以上知識是解題的關(guān)鍵.
23.(1);
(2)(1)中結(jié)論成立,證明見解析;
(3)或
【分析】(1)根據(jù),即可得出答案;
(2)證明,即可求解;
(3)證明、均為等邊三角形,證明A、M、P、G共線,由(1)、(2)知,,則,在等邊三角形中,,則,則,進(jìn)而求解;當(dāng)B、F重合時,也符合題意,由(1)、(2)知,,根據(jù),在中,用解直角三角形的方法即可求解.
【詳解】(1)解:,理由如下:
在中,,
則,
點(diǎn)D是的中點(diǎn),
,
則,
,
為等邊三角形,

(2)解:(1)的結(jié)論成立,理由:
證明:延長交于點(diǎn)T,交于點(diǎn)N,


,

,

,


(3)解:當(dāng)B、E、F共線時,如下圖,連接,

根據(jù)圖形的對稱性,當(dāng)B、E、F共線時,且點(diǎn)D是的中點(diǎn),
則F、G、C共線,分別過點(diǎn)G、E作的垂線,垂足分別為H、M,交于點(diǎn)P,
,
則,
則,
即,均為等邊三角形,
,
由(1)知為等邊三角形,
則,則A、M、P、G共線,
由(1)、(2)知,,
則,
在等邊三角形中,,
則,

;
當(dāng)B、F重合時,也符合題意,如下圖:

在中,,
,
由(1)、(2)可知,,
,
設(shè),則,


即,
解得:,
;
綜上,的面積為:或.
【點(diǎn)睛】本題為四邊形綜合題,涉及到三角形全等、解直角三角形、面積的計(jì)算、勾股定理的運(yùn)用,題目難度很大,分類求解是本題解題的關(guān)鍵.
24.(1)
(2)①或;②或或
【分析】(1)利用待定系數(shù)法解答即可;
(2)①利用已知條件用含a的代數(shù)式表示出點(diǎn)E,D,F(xiàn),G的坐標(biāo),進(jìn)而得到線段的長度,利用分類討論的思想方法和相似三角形的性質(zhì),列出關(guān)于a的方程,解方程即可得出結(jié)論;
②利用已知條件,點(diǎn)的坐標(biāo)的特征,平行四邊形的判定與性質(zhì),旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),全等三角形的判定與性質(zhì)求得 ,和的長,利用分類討論的思想方法分三種情形討論解答利用旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),直角三角形的邊角關(guān)系定理,勾股定理求得相應(yīng)線段的長度即可得出結(jié)論;
【詳解】(1)二次函數(shù)的圖象經(jīng)過點(diǎn),與軸的交點(diǎn)為點(diǎn),
解得:
此拋物線的解析式為
(2)令,則
解得:或,


∵,

四邊形為矩形,



Ⅰ當(dāng)時,



Ⅱ當(dāng)時,



綜上,當(dāng)與相似時,的值為或;
點(diǎn)與點(diǎn)重合,



四邊形為平行四邊形,
在和中,
Ⅰ、當(dāng) 所在直線與 垂直時,如圖,
,,三點(diǎn)在一條直線上,
過點(diǎn) 作 軸于點(diǎn) , 則
∴此時點(diǎn) 的橫坐標(biāo)為
Ⅱ當(dāng)所在直線與垂直時,如圖,
,

設(shè)的延長線交于點(diǎn),過點(diǎn)作,交的延長線于點(diǎn),過點(diǎn)作,交的延長線于點(diǎn),則軸,.
,


,


,
此時點(diǎn)的橫坐標(biāo)為;
Ⅲ當(dāng)所在直線與垂直時,如圖,
,,

,,三點(diǎn)在一條直線上,則,
過點(diǎn)作,交的延長線于點(diǎn),
,
此時點(diǎn)的橫坐標(biāo)為.
綜上,當(dāng)?shù)倪吪c線段垂直時,點(diǎn)的橫坐標(biāo)為或或.
【點(diǎn)睛】本題主要考查了二次函數(shù)的圖象與性質(zhì),拋物線上點(diǎn)的坐標(biāo)的特征,矩形的性質(zhì),相似三角形的判定與性質(zhì),全等三角形的判定與性質(zhì),直角三角形的性質(zhì),勾股定理,直角三角形的邊角關(guān)系定理,利用點(diǎn)的坐標(biāo)表示出相應(yīng)線段的長度和正確利用分類討論的思想方法是解題的關(guān)鍵

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