内容正文:
专题14 和旋转有关的综合大题
1.如图,在平面直角坐标系中,点A的坐标为(,0),点C的坐标为(0,6),将矩形OABC绕O按顺时针方向旋转α度得到OA′B′C′,此时直线、直线分别与直线 相交于点P、Q.当,且时,线段的长是( )
A. B. C. D.
2.已知直线与直线,若将绕平面内一点P顺时针旋转后恰好能与重合,则称点P为关于的“顺合点”.如图1,在平面直角坐标系xOy中,点,,中是y轴关于x轴的“90°顺合点”的是______;如图2,已知直线与直线交于点A,点C,D是直线上不重合的两点,.位于直线右侧的一点P是关于的“60°顺合点”,,连接PC,PD.点B在上,连接BP,若且,则______.
3.【背景】如图1所示,点在线段上,分别以为一边,在线段的上方,作等边三角形和等边三角形,连接,它们交于点.
容易判断,与的数量关系为____________________,它们所夹锐角的大小为__________度.
【探究】把图1中的等边三角形绕点逆时针旋转一定角度,变成图2,线段的延长线与交于点.请你判断与的数量关系及的大小,并给出证明过程.
【应用】如图3所示,点在线段上,,在的上方作等边三角形(的大小和位置可以改变),连接.请直接写出的最小值,不用表述理由.
4.在中于点.
(1)如图1,若的角平分线交于点,,,求的度数;
(2)如图2,点、分别在线段、上,将折叠,点落在点处,点落在点处,折痕分别为和,点、均在直线上,若,试猜想与之间的数量关系,并简要说明理由;
(3)在(2)小题的条件下,将绕点逆时针旋转一个角度,记旋转中的为(如图3).在旋转过程中,直线与直线交于点,与直线交于点.若,是否存在这样的、两点,使为直角三角形?若存在,请直接写出旋转角的度数;若不存在,请说明理由.
5.在中,,.
(1)如图1,点E在上(不与点A,B重合),连接,将绕点C逆时针旋转,得到,连接,.
①求证:;
②若,,求的长.
(2)如图2,若点E在外,且,将绕点C逆时针旋转,得到,连接交于点G,射线与射线相交于点H.求证:.
6.【动手操作】某班数学课外兴趣小组将直角三角板的直角顶点O放置在另一块直角三角板的斜边的中点处,并将三角板绕点O任意旋转.
(1)【发现结论】当三角板的两边分别与另一块三角板的边交于点P,Q时(规定此时点P,Q分别在边上运动).
①如图1,当时,与的数量关系为_________;
②小组成员发现当与不垂直时(如图2所示),与之间仍然存在一个数量关系,请你写出这个数量关系,并说明理由;
③小组成员嘉淇认为在旋转过程中,四边形的面积始终保持不变,请你判断嘉淇的结论是否正确,并说明理由;若,求出四边形的面积;
(2)【探究延伸】如图3,连接,直角三角板在绕点O旋转一周的过程中,若,直接写出线段长的最小值和最大值.
7.在等腰中,,,将斜边绕点A逆时针旋转一定角度得到线段,交于点G,过点C作于点F.
(1)如图1,当旋转时,若,求的长;
(2)如图2,当旋转时,连接,恰好使,延长交于点E,连接,求证:;
(3)如图3,点M是边上一动点,在线段上存在一点N,使的值最小时,若,请直接写出的面积.
8.如图1—图3所示,是直角三角形,,.点是射线上的一点,点是射线上的一点,且,把点绕点逆时针旋转落在点处,直线和直线相交于点.
(1)当点与点重合时,点必然落在上,且点与点重合,如图2所示,请你直接写出此时线段与线段的数量关系及的大小.
(2)当点在如图1所示的位置时,(1)中关于线段和线段的数量关系及大小的结论还成立吗?如果成立,请给出证明过程;如果不成立,请说明理由.
(3)当点在如图3所示的位置时,(1)中关于线段和线段的数量关系及大小的结论还成立吗?请直接给出结论,不用说明理由.
9.如图1,在和中,,,且,则可证明得到.
(1)【初步探究】如图2,为等边三角形,过点作的垂线,点为上一动点(不与点重合),连接,把线段绕点逆时针方向旋转60°得到,连.请写出与的数量关系并说明理由;
(2)【深入探究】如图3,在(1)的条件下,连接并延长交直线于点.当点运动到时,若,求的长;
(3)【拓展探究】如图4,在中,,以为直角边,为直角顶点向外作等腰直角,连接,若,,则长为______.
10.【问题提出】在一节数学课上,王老师提出了一个数学问题:
如图1-1,在等边三角形ABC内部有一点P,PA=5,PB=12,PC=13,求∠APB的度数.
(1)【问题探究】针对这个问题,某学习小组进行了如下尝试:如图1-2,将△APB绕点A逆时针旋转60°得到,连接,得到等边.请根据该小组探究的思路求出∠APB的度数;
(2)【类比延伸】在等腰Rt△ABC中,已知∠BAC=90°,AB=AC,其内部有一点P.如图2,连接PA