[推荐学习]中考数学-专题复习七-几何图形综合题.doc
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1、几何图形综合题【专题思路剖析】几何图形的综合题,着重考查学生对几何知识的理解与掌握、状及其数量关系成为数学研究重要内容.中考数学几何重要数学思想和解决实际问题的能力,是图形与几何知识内容的重要代表,所考查的内容及方法都是初中几何学习的核心内容及重要方法,是课程学习效果及评价重要体现.几何图形综合题是各地中考的必考题,难度较大,分值也较大,要想在中考中取得较高的分数,必须强化这类题目的训练【典型例题赏析】题型1与三角形、四边形有关的几何综合题类型1操作探究题1图形的旋转涉及三角形的全等,会出现相等的线段或者角若旋转角是直角,则会出现等腰直角三角形,若旋转角是60度,则会出现等边三角形2旋转的题目
2、中若出现三条线段的长度,则不妨考虑通过旋转将条件集中,看是否存在直角三角形例题1:(2015福建 第15题 12分)在正方形ABCD中,点E,F分别在边BC,CD上,且EAF=CEF=45(1)将ADF绕着点A顺时针旋转90,得到ABG(如图),求证:AEGAEF;(2)若直线EF与AB,AD的延长线分别交于点M,N(如图),求证:EF2=ME2+NF2;(3)将正方形改为长与宽不相等的矩形,若其余条件不变(如图),请你直接写出线段EF,BE,DF之间的数量关系考点:四边形综合题.分析:(1)根据旋转的性质可知AF=AG,EAF=GAE=45,故可证AEGAEF;(2)将ADF绕着点A顺时针旋
3、转90,得到ABG,连结GM由(1)知AEGAEF,则EG=EF再由BME、DNF、CEF均为等腰直角三角形,得出CE=CF,BE=BM,NF=DF,然后证明GME=90,MG=NF,利用勾股定理得出EG2=ME2+MG2,等量代换即可证明EF2=ME2+NF2;(3)将ADF绕着点A顺时针旋转90,得到ABG,根据旋转的性质可以得到ADFABG,则DF=BG,再证明AEGAEF,得出EG=EF,由EG=BG+BE,等量代换得到EF=BE+DF解答:(1)证明:ADF绕着点A顺时针旋转90,得到ABG,AF=AG,FAG=90,EAF=45,GAE=45,在AGE与AFE中,AGEAFE(SA
4、S);(2)证明:设正方形ABCD的边长为a将ADF绕着点A顺时针旋转90,得到ABG,连结GM则ADFABG,DF=BG由(1)知AEGAEF,EG=EFCEF=45,BME、DNF、CEF均为等腰直角三角形,CE=CF,BE=BM,NF=DF,aBE=aDF,BE=DF,BE=BM=DF=BG,BMG=45,GME=45+45=90,EG2=ME2+MG2,EG=EF,MG=BM=DF=NF,EF2=ME2+NF2;(3)解:EF=BE+DF点评:本题是四边形综合题,其中涉及到正方形的性质,旋转的性质,全等三角形的判定与性质,等腰直角三角形的判定与性质,矩形的性质,勾股定理准确作出辅助线利
5、用数形结合及类比思想是解题的关键【变式练习】(2015内蒙古赤峰25,12分)如图,四边形ABCD是边长为2,一个锐角等于60的菱形纸片,小芳同学将一个三角形纸片的一个顶点与该菱形顶点D重合,按顺时针方向旋转三角形纸片,使它的两边分别交CB、BA(或它们的延长线)于点E、F,EDF=60,当CE=AF时,如图1小芳同学得出的结论是DE=DF(1)继续旋转三角形纸片,当CEAF时,如图2小芳的结论是否成立?若成立,加以证明;若不成立,请说明理由;(2)再次旋转三角形纸片,当点E、F分别在CB、BA的延长线上时,如图3请直接写出DE与DF的数量关系;(3)连EF,若DEF的面积为y,CE=x,求y
6、与x的关系式,并指出当x为何值时,y有最小值,最小值是多少?考点:几何变换综合题分析:(1)如答图1,连接BD根据题干条件首先证明ADF=BDE,然后证明ADFBDE(ASA),得DF=DE;(2)如答图2,连接BD根据题干条件首先证明ADF=BDE,然后证明ADFBDE(ASA),得DF=DE;(3)根据(2)中的ADFBDE得到:SADF=SBDE,AF=BE所以DEF的面积转化为:y=SBEF+SABD据此列出y关于x的二次函数,通过求二次函数的最值来求y的最小值解答:解:(1)DF=DE理由如下:如答图1,连接BD四边形ABCD是菱形,AD=AB又A=60,ABD是等边三角形,AD=B
7、D,ADB=60,DBE=A=60EDF=60,ADF=BDE在ADF与BDE中,ADFBDE(ASA),DF=DE;(2)DF=DE理由如下:如答图2,连接BD四边形ABCD是菱形,AD=AB又A=60,ABD是等边三角形,AD=BD,ADB=60,DBE=A=60EDF=60,ADF=BDE在ADF与BDE中,ADFBDE(ASA),DF=DE;(3)由(2)知,ADFBDE则SADF=SBDE,AF=BE=x依题意得:y=SBEF+SABD=(2+x)xsin60+22sin60=(x+1)2+即y=(x+1)2+0,该抛物线的开口方向向上,当x=0即点E、B重合时,y最小值=点评:本题
8、考查了几何变换综合题,解题过程中,利用了三角形全等的判定与性质,菱形的性质以及等边三角形的判定与性质,对于促进角与角(边与边)相互转换,将未知角转化为已知角(未知边转化为已知边)是关键类型2动态探究题动态型问题包括动点、动线、动形问题,解动态问题的关键就是:从特殊情形入手,变中求不变,动中求静,抓住静的瞬间,以静制动,把动态的问题转化为静态的问题来解决本题化动为静后利用三角形相似列比例式,表示出相关线段的长,求出函数关系例题1:(2015聊城,第25题12分)如图,在直角坐标系中,RtOAB的直角顶点A在x轴上,OA=4,AB=3动点M从点A出发,以每秒1个单位长度的速度,沿AO向终点O移动;
9、同时点N从点O出发,以每秒1.25个单位长度的速度,沿OB向终点B移动当两个动点运动了x秒(0x4)时,解答下列问题:(1)求点N的坐标(用含x的代数式表示);(2)设OMN的面积是S,求S与x之间的函数表达式;当x为何值时,S有最大值?最大值是多少?(3)在两个动点运动过程中,是否存在某一时刻,使OMN是直角三角形?若存在,求出x的值;若不存在,请说明理由考点:相似形综合题分析:(1)由勾股定理求出OB,作NPOA于P,则NPAB,得出OPNOAB,得出比例式,求出OP、PN,即可得出点N的坐标;(2)由三角形的面积公式得出S是x的二次函数,即可得出S的最大值;(3)分两种情况:若OMN=9
10、0,则MNAB,由平行线得出OMNOAB,得出比例式,即可求出x的值;若ONM=90,则ONM=OAB,证出OMNOBA,得出比例式,求出x的值即可解答:(1)根据题意得:MA=x,ON=1.25x,在RtOAB中,由勾股定理得:OB=5,作NPOA于P,如图1所示:则NPAB,OPNOAB,即,解得:OP=x,PN=,点N的坐标是(x,);(2)在OMN中,OM=4x,OM边上的高PN=,S=OMPN=(4x)=x2+x,S与x之间的函数表达式为S=x2+x(0x4),配方得:S=(x2)2+,0,S有最大值,当x=2时,S有最大值,最大值是;(3)存在某一时刻,使OMN是直角三角形,理由如
11、下:分两种情况:若OMN=90,如图2所示:则MNAB,此时OM=4x,ON=1.25x,MNAB,OMNOAB,即,解得:x=2;若ONM=90,如图3所示:则ONM=OAB,此时OM=4x,ON=1.25x,ONM=OAB,MON=BOA,OMNOBA,即,解得:x=;综上所述:x的值是2秒或秒点评:本题是相似形综合题目,考查了相似三角形的判定与性质、勾股定理、坐标与图形特征、直角三角形的性质、三角形面积的计算、求二次函数的解析式以及最值等知识;本题难度较大,综合性强,特别是(3)中,需要进行分类讨论,通过证明三角形相似才能得出结果【变式练习】(2015山东德州,第23题10分)(1)问题
12、如图1,在四边形ABCD中,点P为AB上一点,DPC=A=B=90,求证:ADBC=APBP(2) 探究如图2,在四边形ABCD中,点P为AB上一点,当DPC=A=B=时,上述结论是否依然成立?说明理由(3)应用请利用(1)(2)获得的经验解决问题:如图3,在ABD中,AB=6,AD=BD=5,点P以每秒1个单位长度的速度,由点A出了,沿边AB向点B运动,且满足DPC=A,设点P的运动时间为t(秒),当以D为圆心,以DC为半径的圆与AB相切时,求t的值考点:相似形综合题;切线的性质.专题:探究型分析:(1)如图1,由DPC=A=B=90可得ADP=BPC,即可证到ADPBPC,然后运用相似三角
13、形的性质即可解决问题;(2)如图2,由DPC=A=B=可得ADP=BPC,即可证到ADPBPC,然后运用相似三角形的性质即可解决问题;(3)如图3,过点D作DEAB于点E,根据等腰三角形的性质可得AE=BE=3,根据勾股定理可得DE=4,由题可得DC=DE=4,则有BC=54=1易证DPC=A=B根据ADBC=APBP,就可求出t的值解答:解:(1)如图1,DPC=A=B=90,ADP+APD=90,BPC+APD=90,ADP=BPC,ADPBPC,=,ADBC=APBP;(2)结论ADBC=APBP仍然成立理由:如图2,BPD=DPC+BPC,BPD=A+ADP,DPC+BPC=A+ADP
14、DPC=A=B=,BPC=ADP,ADPBPC,=,ADBC=APBP;(3)如图3,过点D作DEAB于点EAD=BD=5,AB=6,AE=BE=3由勾股定理可得DE=4以点D为圆心,DC为半径的圆与AB相切,DC=DE=4,BC=54=1又AD=BD,A=B,DPC=A=B由(1)、(2)的经验可知ADBC=APBP,51=t(6t),解得:t1=1,t2=5,t的值为1秒或5秒点评:本题是对K型相似模型的探究和应用,考查了相似三角形的判定与性质、切线的性质、等腰三角形的性质、勾股定理、等角的余角相等、三角形外角的性质、解一元二次方程等知识,以及运用已有经验解决问题的能力,渗透了特殊到一般的
15、思想类型3类比探究题本例是将某一问题的解决方法,运用到解决不同情境下的类似问题,这类题充分体现了实践性、探究性,其解答思路的突破点是紧扣题中交代的思想方法,结合不同情境中对应知识来解决问题例题1:(2015辽宁铁岭)(第25题)已知:点D是等腰直角三角形ABC斜边BC所在直线上一点(不与点B重合),连接AD(1)如图1,当点D在线段BC上时,将线段AD绕点A逆时针方向旋转90得到线段AE,连接CE求证:BD=CE,BDCE(2)如图2,当点D在线段BC延长线上时,探究AD、BD、CD三条线段之间的数量关系,写出结论并说明理由;(3)若BD=CD,直接写出BAD的度数考点:几何变换综合题.分析:
16、(1)根据等腰直角三角形的性质可得ABC=ACB=45,再根据旋转性质可得AD=AE,DAE=90,然后利用同角的余角相等求出BAD=CAE,然后利用“边角边”证明BAD和CEF全等,从而得证;(2)将线段AD绕点A逆时针方向旋转90得到线段AE,连接CE与(1)同理可得CE=BD,CEBD,根据勾股定理即可求得2AD2=BD2+CD2;(3)分两种情况分别讨论即可求得解答:(1)证明:如图1,BAC=90,AB=AC,ABC=ACB=45,DAE=90,DAE=CAE+DAC=90,BAC=BAD+DAC=90,BAD=CAE,在BAD和CAE中,BADCAE(SAS),BD=CE,ACE=
17、ABC=45BCE=ACB+ACE=90,BDCE;(2)2AD2=BD2+CD2,理由:如图2,将线段AD绕点A逆时针方向旋转90得到线段AE,连接CE与(1)同理可证CE=BD,CEBD,EAD=90AE=AD,ED=AD,在RTECD中,ED2=CE2+CD2,2AD2=BD2+CD2(3)如图3,当D在BC边上时,将线段AD1绕点A顺时针方向旋转90得到线段AE,连接BE,与(1)同理可证ABEACD1,BE=CD1,BEBC,BD=CD,BD1=BE,tanBD1E=,BD1E=30,EAD1=EBD1=90,四边形A、D1、B、E四点共圆,EAB=BD1E=30,BAD1=9030
18、=60;将线段AD绕点A逆时针方向旋转90得到线段AF,连接CF同理可证:CFD2=30,FAD2=FCD2=90,四边形A、F、D2、C四点共圆,CAD2=CFD2=30,BAD2=90+30=120,综上,BAD的度数为60或120点评:本题考查了正方形的性质,等腰直角三角形的性质,全等三角形的判定与性质,勾股定理的应用,四点共圆的判定,圆周角定理等,通过旋转得出全等三角形是本题的关键【变式练习】(2015江苏盐城,第26题10分)如图,把EFP按图示方式放置在菱形ABCD中,使得顶点E、F、P分别在线段AB、AD、AC上,已知EP=FP=4,EF=4,BAD=60,且AB4(1)求EPF
19、的大小;(2)若AP=6,求AE+AF的值;(3)若EFP的三个顶点E、F、P分别在线段AB、AD、AC上运动,请直接写出AP长的最大值和最小值考点:四边形综合题分析:(1)过点P作PGEF于G,解直角三角形即可得到结论;(2)如图2,过点P作PMAB于M,PNAD于N,证明ABCADC,RtPMERtPNF,问题即可得证;(3)如图3,当EFAC,点P在EF的右侧时,AP有最大值,当EFAC,点P在EF的左侧时,AP有最小值解直角三角形即可解决问题解答:解:(1)如图1,过点P作PGEF于G,PE=PF,FG=EG=EF=,FPG=,在FPG中,sinFPG=,FPG=60,EPF=2FPG
20、=120;(2)如图2,过点P作PMAB于M,PNAD于N,四边形ABCD是菱形,AD=AB,DC=BC,在ABC与ADC中,ABCADC,DAC=BAC,PM=PN,在RtPME于RtPNF中,RtPMERtPNF,FN=EM,在RtPMA中,PMA=90,PAM=DAB=30,AM=APcos30=3,同理AN=3,AE+AF=(AMEM)+(AN+NF)=6;(3)如图3,当EFAC,点P在EF的右侧时,AP有最大值,当EFAC,点P在EF的左侧时,AP有最小值,设AC与EF交于点O,PE=PF,OF=EF=2,FPA=60,OP=2,BAD=60,FAO=30,AO=6,AP=AO+P
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