2020中考数学压轴题专题14 几何变换.doc
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1、 专题专题 1 14 4 几何变换问题几何变换问题 【考点【考点 1】平移变换问题平移变换问题 【例【例 1 1】(2019 山东中考真题)在平面直角坐标系中,将点山东中考真题)在平面直角坐标系中,将点 A(1,2)向上平移)向上平移 3 个单位长度,再向左个单位长度,再向左 平移平移 2 个单位长度,得到点个单位长度,得到点 A,则点,则点 A的坐标是(的坐标是( ) A ( (1,1) B ( (1,2) C ( (1,2) D ( (1,2) 【答案】【答案】A 【解析】【解析】 试题分析:已知将点 A(1,2)向上平移 3 个单位长度,再向左平移 2 个单位长度,得到点 A,根据向 左
2、平移横坐标减, 向上平移纵坐标加可得点 A的横坐标为 12=1, 纵坐标为2+3=1, 即 A的坐标为 ( 1,1) 故选 A 考点:坐标与图形变化-平移 【变式【变式 1 1- -1 1】(2019 甘肃中考真题)如图,在平面直角坐标系甘肃中考真题)如图,在平面直角坐标系xOy中,将四边形中,将四边形ABCD向下平移,再向右向下平移,再向右 平移得到四边形平移得到四边形 1111 ABC D,已知,已知 1 ( 3,5),( 4,3),(3,3)ABA,则点,则点 1 B坐标为(坐标为( ) A(1,2) B(2,1) C(1,4) D(4,1) 【答案】【答案】B 【解析】【解析】 【分析
3、】 根据 A 和 A1的坐标得出四边形 ABCD 先向下平移 2 个单位,再向右平移 6 个单位得到四边形 1111 ABC D, 则 B 的平移方法与 A 点相同,即可得到答案 【详解】 图形向下平移,纵坐标发生变化,图形向右平移,横坐标发生变化. A(3,5)到 A1(3,3)得向右平移 3(3)6 个单位,向下平移 532 个单位.所以 B(4,3)平移后 B1(2,1). 故选 B. 【点睛】 此题考查图形的平移.,掌握平移的性质是解题关键 【变式【变式 1 1- -2 2】(2019 广西中考真题)如图,在平面直角坐标系中,已知广西中考真题)如图,在平面直角坐标系中,已知ABC的三个
4、顶点坐标分别是的三个顶点坐标分别是 2, 1 ,1,()()2 ,3, 3()ABC (1)将)将ABC向上平移向上平移 4 个单位长度得到个单位长度得到 111 ABC,请画出,请画出 111 ABC; (2)请画出与)请画出与ABC关于关于y轴对称的轴对称的 222 A B C; (3)请写出)请写出 12 AA、的坐标的坐标 【答案】【答案】 (1)如图所示: 111 ABC,即为所求;见解析; (2)如图所示: 222 A B C,即为所求;见解析; (3) 12 2,3 , ), 1()2AA 【解析】【解析】 【分析】 (1)直接利用平移的性质得出对应点位置进而得出答案; (2)直
5、接利用轴对称的性质得出对应点位置进而得出答案; (3)利用所画图象得出对应点坐标. 【详解】 (1)如图所示: 111 ABC,即为所求; (2)如图所示: 222 A B C,即为所求; (3) 12 2,3 , ), 1()2AA 【点睛】 此题主要考查了轴对称变换以及平移变换,正确得出对应点位置是解题关键. 【考点【考点 2】轴对称变换问题(含折叠变换)轴对称变换问题(含折叠变换) 【例【例 2 2】(2019 四川中考真题)如图,在菱形四川中考真题)如图,在菱形ABCD中,中, 4 sin 5 B ,点,点,E F分别在边分别在边,AD BC上,将四上,将四 边形边形AEFB沿沿EF翻
6、折,使翻折,使AB的对应线段的对应线段MN经过顶点经过顶点C,当,当MNBC时,时, AE AD 的值是的值是_ 【答案】【答案】 2 9 . 【解析】【解析】 【分析】 延长CM交AD于点G,进而利用翻折变换的性质得出AEME,AEMC ,BFFN, BN ,ABMN,再利用菱形的性质得出ABBCCDAD,BD ,180AB , 设4CFx,5FNx,利用勾股定理得出9BCxABCDAD,再根据三角函数进行计算即可解 答 【详解】 延长CM交AD于点G, 将四边形AEFB沿EF翻折, AEME,AEMC ,BFFN,BN ,ABMN 四边形ABCD是菱形 ABBCCDAD,BD ,180AB
7、 4 sinsin 5 CF BN FN , 设4CFx,5FNx , 22 3CNFNCFx , 9BCxABCDAD, 4 sinsin 5 GC BD CD 36 5 x GC 36x6 6 55 GMGCMNCNxx 180AB ,180EMCEMG BEMG 4 sinsin 5 EG BEMG EM 3 cos 5 GM EMG EM =2EMx, 2AEx, 22 99 AEx ADx 故答案为: 2 9 . 【点睛】 此题考查翻折变换,菱形的性质,三角函数,解题关键在于利用折叠的性质进行解答 【变式【变式 2 2- -1 1】(2019 江苏中考真题) 如图, 将平行四边形纸片
8、江苏中考真题) 如图, 将平行四边形纸片ABCD沿一条直线折叠, 使点沿一条直线折叠, 使点A与点与点C重合,重合, 点点D落在点落在点G处,折痕为处,折痕为EF求证:求证: (1)ECBFCG; (2)EBCFGC 【答案】【答案】 (1)见解析; (2)见解析. 【解析】【解析】 【分析】 (1)依据平行四边形的性质,即可得到ABCD ,由折叠可得,AECG ,即可得到 ECBFCG; (2)依据平行四边形的性质,即可得出DB ,ADBC,由折叠可得,DG,ADCG,即 可得到BG ,BCCG,进而得出EBCFGC 【详解】 (1)四边形ABCD是平行四边形, ABCD, 由折叠可得, A
9、ECG , BCDECG, BCDECFECGECF, ECBFCG; (2)四边形ABCD是平行四边形, DB ,ADBC, 由折叠可得,DG,ADCG, BG ,BCCG, 又ECBFCG, ()EBCFGC ASA 【点睛】 本题考查了平行四边形的性质,折叠的性质,全等三角形的判定,熟练掌握平行四边形的性质以及折叠的 性质是解题的关键. 【变式【变式 2 2- -2 2】(2019 江苏中考真题)如图,已知等边江苏中考真题)如图,已知等边 ABC 的边长为的边长为 8,点,点 P 是是 AB 边上的一个动点(与边上的一个动点(与 点点 A、B 不重合) ,直线不重合) ,直线 l 是经过
10、点是经过点 P 的一条直的一条直线,把线,把 ABC 沿直沿直线线 l 折叠,点折叠,点 B 的对应点是点的对应点是点 B. (1)如图)如图 1,当,当 PB=4 时,若点时,若点 B恰好在恰好在 AC 边上,则边上,则 AB的长度为的长度为_; (2)如图)如图 2,当,当 PB=5 时,若直线时,若直线 l/AC,则,则 BB的长度为的长度为 ; (3)如图)如图 3,点,点 P 在在 AB 边上运动过程中,若直线边上运动过程中,若直线 l 始终垂直于始终垂直于 AC, ACB的面积是否变化?若变化,的面积是否变化?若变化, 说明理由;若不变化,求出面积;说明理由;若不变化,求出面积;
11、(4)当)当 PB=6 时,在直线时,在直线 l 变化过程中,求变化过程中,求 ACB面积的最大值面积的最大值. 【答案】【答案】 (1)4; (2)5 3; (3)面积不变,S ACB=16 3; (4)24+43 【解析】【解析】 【分析】 (1)证明 APB是等边三角形即可解决问题; (2)如图 2 中,设直线 l 交 BC 于点 E,连接 B B交 PE 于 O,证明 PEB 是等边三角形,求出 OB 即可解决 问题; (3)如图 3 中,结论:面积不变,证明 B B/AC 即可; (4)如图 4 中,当 PBAC 时, ACB的面积最大,设直线 PB交 AC 于点 E,求出 BE 即
12、可解决问题. 【详解】 (1) 如图 1,ABC 为等边三角形, A=60 ,AB=BC=CA=8, PB=4, PB=PB=PA=4, A=60 , APB是等边三角形, AB=AP=4, 故答案为 4; (2)如图 2,设直线 l 交 BC 于点 E,连接 B B交 PE 于 O, PEAC, BPE=A=60 ,BEP=C=60 , PEB 是等边三角形, PB=5,B、B关于 PE 对称, BBPE,BB=2OB, OB=PB sin60 = 5 3 2 , BB=5 3, 故答案为 5 3; (3)如图 3,结论:面积不变. 过点 B 作 BEAC 于 E, 则有 BE=AB sin
13、60 = 3 84 3 2 , S ABC= 11 8 4 3 22 AC BE =16 3, B、B关于直线 l 对称, BB直线 l, 直线 lAC, AC/BB, S ACB=S ABC=16 3; (4)如图 4,当 BPAC 时, ACB的面积最大, 设直线 PB交 AC 于 E, 在 Rt APE 中,PA=2,PAE=60 , PE=PA sin60 = 3, BE=BP+PE=6+ 3, S ACB最大值= 1 2 (6+ 3) 8=24+43. 【点睛】 本题是几何变换综合题,考查了等边三角形的判定与性质,轴对称变换,解直角三角形,平行线的判定与 性质等知识,理解题意,熟练掌
14、握和灵活运用相关知识是解题的关键. 【考点【考点 3】旋转变换问题旋转变换问题 【例【例 3 3】(2019 山东中考真题)山东中考真题)(1)问题发现问题发现 如图如图 1, ACB 和和 DCE 均为等腰直角三角形均为等腰直角三角形,ACB=90 ,B,C,D 在一条直线上在一条直线上. 填空填空:线段线段 AD,BE 之间的关系为之间的关系为 . (2)拓展探究拓展探究 如如图图 2, ACB 和和 DCE 均为等腰直角三角均为等腰直角三角形形,ACB=DCE=90 ,请判断请判断 AD,BE 的关系的关系,并说明理由并说明理由. (3)解决问题解决问题 如图如图 3,线段线段 PA=3
15、,点点 B 是线段是线段 PA 外一点外一点,PB=5,连接连接 AB,将将 AB 绕点绕点 A 逆时针旋转逆时针旋转 90 得到线段得到线段 AC,随着点随着点 B 的位置的变化的位置的变化,直接写出直接写出 PC 的范围的范围. 【答案】【答案】(1) AD=BE,ADBE(2) AD=BE,ADBE(3) 5-3 2PC5+32 【解析】【解析】 【分析】 (1)根据等腰三角形性质证 ACDBCE(SAS) ,得 AD=BE,EBC=CAD,延长 BE 交 AD 于点 F, 由垂直定义得 ADBE (2)根据等腰三角形性质证 ACDBCE(SAS) ,AD=BE,CAD=CBE,由垂直定
16、义得OHB=90 , ADBE; (3)作 AEAP,使得 AE=PA,则易证 APEACP,PC=BE,当 P、E、B 共线时,BE 最小,最小值 =PB-PE;当 P、E、B 共线时,BE 最大,最大值=PB+PE,故 5-3 2BE5+32. 【详解】 (1)结论:AD=BE,ADBE 理由:如图 1 中, ACB 与 DCE 均为等腰直角三角形, AC=BC,CE=CD, ACB=ACD=90 , 在 Rt ACD 和 Rt BCE 中 ACBC ACDBCE CDCE ACDBCE(SAS) , AD=BE,EBC=CAD 延长 BE 交 AD 于点 F, BCAD, EBC+CEB
17、=90 , CEB=AEF, EAD+AEF=90 , AFE=90 ,即 ADBE AD=BE,ADBE 故答案为 AD=BE,ADBE (2)结论:AD=BE,ADBE 理由:如图 2 中,设 AD 交 BE 于 H,AD 交 BC 于 O ACB 与 DCE 均为等腰直角三角形, AC=BC,CE=CD,ACB=ECD=90 , ACD=BCE, 在 Rt ACD 和 Rt BCE 中 ACBC ACDBCE CDCE , ACDBCE(SAS) , AD=BE,CAD=CBE, CAO+AOC=90 ,AOC=BOH, BOH+OBH=90 , OHB=90 , ADBE, AD=BE
18、,ADBE (3)如图 3 中,作 AEAP,使得 AE=PA,则易证 APEACP, PC=BE, 图 3-1 中,当 P、E、B 共线时,BE 最小,最小值=PB-PE=5-3 2, 图 3-2 中,当 P、E、B 共线时,BE 最大,最大值=PB+PE=5+3 2, 5-3 2BE5+32, 即 5-3 2PC5+32 【点睛】 本题是几何变换综合题,考查了旋转的性质、等腰直角三角形的性质、全等三角形的判定和性质等知识, 解题的关键是正确寻找三角形全等的条件,学会添加辅助线,构造全等三角形解决问题,学会用转化的思 想思考问题,属于中考压轴题 【变式【变式 3 3- -1 1】(2019
19、辽宁中考真题) 如图,辽宁中考真题) 如图, ABC 在平面直角坐标系中, 顶点在平面直角坐标系中, 顶点的坐标分别为的坐标分别为 A(-4, 4), B(-1, 1),C(-1,4) (1)画出与画出与 ABC 关于关于 y 轴对称的轴对称的 A1B1C1 (2)将将 ABC 绕点绕点 B 逆时针旋转逆时针旋转 90 ,得到,得到 A2BC2,画两出 ,画两出 A2BC2 (3)求线段求线段 AB 在旋转过程中扫过的图形面积在旋转过程中扫过的图形面积(结果保留结果保留 ) 【答案】【答案】(1)作图见解析;(2)作图见解析;(3) 9 2 . 【解析】【解析】 【分析】 (1)根据关于 y
20、轴对称的点的坐标特征写出 A1、B1、C1的坐标,然后描点即可; (2)利用网格特点和旋转的性质画出 A、C 的对应点 A2、C2即可; (3)线段 AB 在旋转过程中扫过的图形为扇形,然后根据扇形面积公式计算即可 【详解】 解:(1)如图, AlB1C1为所作. (2)如图, A2BC2为所作; (3)AB= 22 33 =3 2, 所以线段 AB 在旋转过程中扫过的图形面积= 2 90 (3 2) 360 = 9 2 【点睛】 本题考查了作图-旋转变换:根据旋转的性质可知,对应角都相等都等于旋转角,对应线段也相等,由此可 以通过作相等的角,在角的边上截取相等的线段的方法,找到对应点,顺次连
21、接得出旋转后的图形也考 查了扇形面积公式 【变式【变式 3 3- -2 2】(2019 江苏中考真题)如图江苏中考真题)如图,在,在ABC中,中,3ABAC, 100BAC ,D 是是 BC 的的 中点中点 小明对图小明对图进行了如下探究: 在线段进行了如下探究: 在线段 AD 上任取一点上任取一点 P, 连接, 连接 PB 将线段 将线段 PB 绕点绕点 P 按逆时针方向旋转按逆时针方向旋转80, 点点 B 的的对应点是对应点是点点 E,连接,连接 BE,得到,得到BPE小明发现,随着点小明发现,随着点 P 在线段在线段 AD 上位置的变化,点上位置的变化,点 E 的位的位 置也在变化,点置
22、也在变化,点 E 可能在直线可能在直线 AD 的左侧,也可能在直线的左侧,也可能在直线 AD 上,还可能在直线上,还可能在直线 AD 的右侧请你帮助小的右侧请你帮助小 明继续探究,并解答下列问题:明继续探究,并解答下列问题: (1)当点)当点 E 在直线在直线 AD 上时,如图上时,如图所示所示 BEP ;连接连接 CE,直线,直线 CE 与直线与直线 AB 的位置关系是的位置关系是 (2)请在图)请在图中画出中画出BPE,使点,使点 E 在直线在直线 AD 的右侧,连接的右侧,连接 CE试判断直线试判断直线 CE 与直线与直线 AB 的位置关的位置关 系,并说明理由系,并说明理由 (3)当点
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