专题06 平移、旋转问题(解析版).docx
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1、 决战决战 20202020 年中考典型压轴题大突破年中考典型压轴题大突破 模块二模块二 中考压轴题几何变换综合专题中考压轴题几何变换综合专题 考向导航考向导航 在近几年的中考试题中,为了体现教育部关于中考命题改革的精神,出现了动手操作题。动手操作 题是让学生在通过实际操作的基础上设计有关的问题。这类题对学生的能力有更高的要求,有利于培养学 生的创新能力和实践能力,体现新课程理念。此类试题的显著特点是以动手为基础的手脑并用的形式,有 助于创新能力的培养和实践能力的提高,改变了以往一只笔一张纸的学习方式,是新课程改革的基本理念 之,在中考中越来越受到关注。常见的有折叠、旋转和平移操作。操作型问题
2、是指通过动手测量作图(象)、 取值、计算等实验,猜想获得数学结论的探索研究性活动,这类活动完全模拟以动手为基础的手脑结合的 科学研究形式,需要动手操作、合情合理和验证,不但有助于实践能力和创新能力的培养,更有助于养成 实验研究的习惯,符合新课程标准,特别强调发现式学习、探究式学习和研究式学习,鼓励学生进行“微 科研”活动,提倡要积极引导学生从事实验活动和实践活动,培养学生乐于动手、勤于实践的意识和习惯, 切实提高学生的动手能力、实践能力的指导思想因此,实验操作问题将成为今后中考的热点题型。 专题 06 平移、旋转问题 方法点拨方法点拨 旋转类问题证明问题,既体现此类题型的动手能力、又能利用几何
3、图形的性质进行全等、相似等证明。 精典例题精典例题 (2019大同二模)综合与实践 问题情境:如图 1,在数学活动课上,老师让同学们画了等腰 RtABC 和等腰 RtADE,并连接 CE, BD 操作发现:(1)当等腰 RtADE 绕点 A 旋转,如图 2,勤奋小组发现了: 线段 CE 与线段 BD 之间的数量关系是 ECBD 直线 CE 与直线 BD 之间的位置关系是 BDEC 类比思考:(2)智慧小组在此基础上进行了深入思考,如图 3,若ABC 与ADE 都为直角三角形, BACDAE90,且 AC2AB,AE2AD,请你写出 CE 与 BD 的数量关系和位置关系,并加以证 明 拓展应用:
4、(3)创新小组在(2)的基础上,又作了进一步拓展研究,当点 E 在直线 AB 上方时,若 DE AB,且 AB= 5,AD1,其他条件不变,试求出线段 CE 的长(直接写出结论) 【点睛】(1)如图 2 中,延长 BD 交 AC 于点 O,交 EC 于 H证明EACDAB(SAS),即可解决 问题 (2) 结论: CE2BD, CEBD 如图 3 中, 延长 BD 交 AC 于点 O, 交 EC 于点 H 证明ABDACE, 即可解决问题 (3)如图 4 中,当 DEAB 时,设 DE 交 AC 于 H,易证 ACDE求出 EH,CH,理由勾股定理即可 解决问题 【详解】解:(1)如图 2 中
5、,延长 BD 交 AC 于点 O,交 EC 于 H AEAD,ACAB,EADCAB90, EACDAB, EACDAB(SAS), ECBD,ECAABD, ABD+AOB90,AOBCOH, ECA+COH90, CHO90, BDEC, 故答案为 ECBD,BDEC (2)结论:CE2BD,CEBD 理由:如图 3 中,延长 BD 交 AC 于点 O,交 EC 于点 H BACDAE, BADCAE, AC2AB,AE2AD, = = 1 2, ABDACE, = = 1 2, CE2BD,ABDACE, ABD+AOB90,AOBCOH, ECA+COH90, CHO90, BDEC
6、(3)如图 4 中,当 DEAB 时,设 DE 交 AC 于 H,易证 ACDE AE2AD,AD1, AE2,DE= 5,AH= 25 5 ,EH= 45 5 , AC2AB,AB= 5, CHACAH= 85 5 , 在 RtECH 中,EC= 2+ 2=(4 5 5 )2+ (8 5 5 )2=4 巩固突破巩固突破 1(2019邓州市二模)阅读材料 如图,ABC 与DEF 都是等腰直角三角形,ACBEDF90,且点 D 在 AB 边上,AB、EF 的中点均为 O,连接 BF、CD、CO,显然,点 C、F、O 在同一条直线上,可以证明BOFCOD, 所以 BFCD 解决问题: (1)将图中
7、的 RtDEF 绕点 O 旋转到图的位置,猜想此时线段 BF 与 CD 的数量关系,并证明你 的结论; (2)如图,若ABC 与DEF 都是等边三角形,AB、EF 的中点均为 O,上述(1)中结论仍然成立 吗?如果成立,请说明理由;如果不成立,请求出 BF 与 CD 之间的数量关系; (3)如图,若ABC 与DEF 都是等腰三角形,AB、EF 的中点均为 O,且顶角ACBEDF, BF 与 CD 之间的数量关系如何(用含 的式子表示出来)?请直接写出结果 【点睛】(1)如答图所示,连接 OC、OD,由全等三角形的判定定理 SAS 证明BOFCOD; (2)如答图所示,连接 OC、OD,由等边三
8、角形的性质和锐角三角函数的定义推知 = = 3 3 , 结合BOFCOD 即可证明BOFCOD,相似比为 3 3 ; (3)如答图所示,连接 OC、OD,由等边三角形的性质和锐角三角函数的定义推知 = =tan 2, 结合BOFCOD 即可证明BOFCOD,相似比为 tan 2 【详解】解:(1)猜想:BFCD理由如下: 如答图所示,连接 OC、OD ABC 为等腰直角三角形,点 O 为斜边 AB 的中点, OBOC,BOC90 DEF 为等腰直角三角形,点 O 为斜边 EF 的中点, OFOD,DOF90 BOFBOC+COF90+COF,CODDOF+COF90+COF, BOFCOD 在
9、BOF 与COD 中, = = = BOFCOD(SAS), BFCD (2)答:(1)中的结论不成立 如答图所示,连接 OC、OD ABC 为等边三角形,点 O 为边 AB 的中点, =tan30= 3 3 ,BOC90 DEF 为等边三角形,点 O 为边 EF 的中点, =tan30= 3 3 ,DOF90 = = 3 3 BOFBOC+COF90+COF,CODDOF+COF90+COF, BOFCOD 在BOF 与COD 中, = = 3 3 ,BOFCOD, BOFCOD, = 3 3 (3)如答图所示,连接 OC、OD ABC 为等腰三角形,点 O 为底边 AB 的中点, =tan
10、 2,BOC90 DEF 为等腰三角形,点 O 为底边 EF 的中点, =tan 2,DOF90 = =tan 2 BOFBOC+COF90+COF,CODDOF+COF90+COF, BOFCOD 在BOF 与COD 中, = =tan 2,BOFCOD, BOFCOD, =tan 2 2(2019中原区校级四模)问题发现:如图(1)在 RtABC 和 RtBDE 中,ADEB30,BC BE6,RtBDE 绕点 B 逆时针旋转,H 为 CD 的中点,当点 C 与点 E 重台时,BH 与 AE 的位置关系 为 BHAE ,BH 与 AE 的数量关系为 AE23BH ; 问题证明:在 RtBD
11、E 绕点 B 旋转的过程中,(1)中的结论是否仍然成立?若成立,请就图(2)的情 形给出证明若不成立,请说明理由; 拓展应用:在 RtBDE 绕点 B 旋转的过程中,当 DEBC 时,请直接写出 BH2的长 【点睛】问题发现:如图 1 中,结论:AE23BH,AEBH解直角三角形求出 AC,BH 即可判断 问题证明:如图 2 中,(1)中结论成立延长 BH 到 F 使得 HFBH,连接 CF设 AE 交 BF 于 O证 明ABEBCF 即可解决问题 拓展应用:分两种情形:如图 31 中,当 DE 在 BC 的下方时,延长 AB 交 DE 于 F当 DE 在 BC 的上方时,利用上面结论求出 A
12、E2即可解决问题 【详解】解:问题发现:如图 1 中,结论:AE23BH,AEBH 理由:在 RtABC 中,BC6,A30, AE2BC12, 在 RtCDB 中,DCB30, CD= 30 =43, CHDH, BH= 1 2CD23, = 12 23 =23, AE23BH 故答案为 AEBH,AE23BH 问题证明:如图 2 中,(1)中结论成立 理由:延长 BH 到 F 使得 HFBH,连接 CF设 AE 交 BF 于 O CHDH,BHHF,CHFBHD, CHFDHB(SAS), BDCF,FDBH, CFBD, AB= 3BC,BE= 3BD, BE= 3CF, = =3, C
13、FBD, BCF+CBD180, ABC+DBEABD+CBD+CBD+CBECBD+ABE180, BCFABE, ABEBCF, CBFBAE, = =3, AE= 3BF23BH, CBF+ABF90, ABF+BAE90, AOB90, BHAE 拓展应用:如图 31 中,当 DE 在 BC 的下方时,延长 AB 交 DE 于 F DEBC ABCBFD90, 由题意 BCBE6,AB63,BD23,DE43, 1 2BDBE= 1 2DEBF, BF= 623 43 =3, EF= 3BF33, AF63 +3, AE2AF2+EF2(63 +3)2+(33)2144+363 AE2
14、3BH, AE212BH2, BH212+33 如图 32 中,当 DE 在 BC 的上方时,同法可得 AF63 3,EF33, BH2= 2 12 =((63;3) 2:(33)2 12 =1233 【点评】本题属于几何变换综合题,考查了旋转变换,全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和 性质,解直角三角形等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造全等三角形或相似三角形解决问 题,属于中考压轴题 3(2019宛城区二模)【问题背景】如图,在 RtABC 中,BAC90,ABAC,点 D,E 分别在边 AB,AC 上,ADAE,连接 DC,BE,点 P 为 DC 的中点 【观察猜想】观察图
15、 1,猜想线段 AP 与 BE 的数量关系是 AP= 1 2BE ,位置关系是 PABE (2)【拓展探究】把ADE 绕点 A 逆时针方向旋转到图 2 的位置,(1)中的结论是否仍然成立,若成 立,请证明:否则写出新的结论并说明理由 (3)【问题解决】把ADE 绕点 A 在平面内自由旋转,若 DE4,BC8,请直接写出线段 AP 长的取 值范围 【点睛】(1)如图 1 中,设 PA 交 BE 于点 O证明DACEAB(SAS),结合直角三角形斜边中线 的性质即可解决问题 (2)结论成立如图 2 中,延长 AP 到 J,使得 PJPA,连接 JC延长 PA 交 BE 于 O证明EAB JCA(S
16、AS),即可解决问题 (3)利用三角形的三边关系求出 AJ 的取值范围,即可解决问题 【详解】解:(1)如图 1 中,设 PA 交 BE 于点 O ADAE,ACAB,DACEAB, DACEAB(SAS), BECD,ACDABE, DAC90,DPPC, PA= 1 2CDPCPD, PA= 1 2BECPAE, CAP+BAO90, ABO+BAO90, AOB90, PABE, 故答案为:AP= 1 2BE,PABE (2)结论成立 理由:如图 2 中,延长 AP 到 J,使得 PJPA,连接 JC延长 PA 交 BE 于 O PAPJ,PDPC,APDCPJ, APDJPC(SAS)
17、, ADCJ,ADPJCP, ADCJ, DAC+ACJ180, BACEAD90, EAB+DAC180, EABACJ, ABAC,AEADCJ, EABJCA(SAS), BEAJ,CAJABE, PA= 1 2AJ, PA= 1 2BE, CAJ+BAO90, ABE+BAO90, AOB90, PABE (3)AED,ABC 都是等腰三角形,DE4,BC8, ADAE22,ACAB42 由(2)可知 CJAD22,AC42, 42 22 AJ42 +22, 22 AJ62, AJ2AP, 2 PA32 4(2019中原区校级三模)等腰直角三角形 ABC 中,ACBC42,E 为 AC
18、 中点,以 CE 为斜边作如 图所示等腰直角三角形 CED (1)观察猜想:如图 1 所示,过 D 作 DFAE 于 F,交 AB 于 G,线段 CD 与 BG 的关系为 CDBG, CDBG ; (2)探究证明:如图 2 所示,将CDE 绕点 C 顺时针旋转到如图所示位置,过 D 作 DFAE 于 F,过 B 作 DE 的平行线与直线 FD 交于点 G,(1)中结论是否成立?请说明理由; (3)拓展延伸:如图 3 所示,当 E、D、G 共线时,直接写出 DG 的长度 【点睛】(1)先根据等腰三角形三线合一得:PCAB,证明PCB 和PDG 是等腰直角三角形,可得 PCPB,PDPG,可得结论
19、; (2)如图 2,作辅助线,构建全等三角形,证明ACEBCH(SAS),得 AEBH,EACHBC, 根据三角形的内角和定理可得:AKBACB90,所以可以证明四边形 BHDG 为平行四边形,从 而得结论; (3)存在两种情况:分别根据勾股定理进行计算即可 【详解】解:(1)CDBG,CDBG, 理由是:如图 1,延长 CD 交 AB 于 P, EDC 是等腰直角三角形, ECD45, ACB90, ACPBCP45, ACBC, PCAB,即 CDBG, PCB 是等腰直角三角形, PCPB, DFAC,ACBC, FGBC, DGPB45, PDG 是等腰直角三角形, PDPG, PCP
20、DPBPG,即 CDBG; 故答案为:CDBG,CDBG; (2)如图 2,延长 ED 至 H,使得 DHDE,连接 CH、BH,延长 BH 交 AE 于 K,设 AC 与 BK 交于点 O, CDE 是等腰直角三角形 CDDE CECH,ECDHCD45 ECH90 CEH 为等腰直角三角形, ECHACB90, ACEBCH, 又ACBC,ECHC ACEBCH(SAS), AEBH,EACHBC, 又AOKBOC, AKBACB90, 又DFAE, BHGE, 又BGEH, 四边形 BHDG 为平行四边形, DHBG, 又CDDEDH,CDDH, CDBG,CDBG; (3)存在两种情况
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