内容正文:
专题06 图形变换与坐标
①平行与对称
②旋转
③折叠
④坐标与尺规作图
平行与对称
1.(2024·云南昭通·二模)文字是传承人类文明的重要媒介,我国的汉字传承了数千年之久,是各国文字中的佼佼者.下列汉字中,既可以看作轴对称图形,又可以看作中心对称图形的是( )
A. B. C. D.
2.(2024·内蒙古包头·二模)如图,已知,则的度数是( )
A. B. C. D.
3.(2024·宁夏银川·二模)凸透镜是中央较厚边缘较薄的透镜,如图,一束平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,其折射光线与一束经过光心O的光线交于点P,点F为焦点,若,,则的度数是( )
A. B. C. D.
4.(2024·山东济宁·二模)如图,将三角尺的直角顶点放在直尺的一边上,∠1=30°,∠2=50°, 则的度数等于( )
A.50° B.30° C.20° D.15°
5.(2023·浙江金华·二模)如图,于A,,若,则等于( )
A. B. C. D.
6.(2024·商丘夏邑·二模)如图,直线,,,则的度数为( )
A. B. C. D.
7.(2024·山东日照·二模)数学中处处存在着美,从三国时期的赵爽弦图,到19世纪的莱洛三角形,再到近代的科克曲线和谢尔宾斯基三角形,这种特殊的数学之美,令人沉迷.下列图形中,既是中心对称图形,又是轴对称图形的是( )
A.赵爽弦图 B.莱洛三角形
C.科克曲线 D.谢尔宾斯基三角形
8.(2024·山东济宁·二模)如图,将周长为8的△ABC沿BC方向向右平移1个单位得到△DEF,则四边形ABFD的周长为 .
9.(2024·江苏镇江·二模)如图,在、两地间修一条笔直的公路,从地测得公路的走向为北偏东,如果 、两地同时开工,那么为 时,才能使公路准确接通.
旋转
10.(2024·山东济宁·二模)如图,平面直角坐标系中,在轴上,,点的坐标为(1,2),将绕点 逆时针旋转,点的对应点恰好落在双曲线上,则的值为( )
A.2 B.3 C.4 D.6
11.(2024·河南南阳·二模)如图,将菱形绕其对角线的交点顺时针旋转后,再向右平移3个单位,则两次变换后点C对应点的坐标为( )
A. B. C. D.
12.(2024·内蒙古包头·二模)如图,正方形的边长为4,点是的中点,平分交于点,将绕点顺时针旋转90°得,则的长为 .
13.(2024·宁夏银川·二模)图形的旋转变换是研究数学相关问题的重要手段之一,小华和小芳对等腰直角三角形的旋转变换进行了研究.如图①,已知和均为等腰直角三角形,E分别在线段,上,且.
(1)观察猜想小华将绕点A逆时针旋转,连接,,如图②,当点E与点F重合时:
①的值为______;
②的度数为______度;
(2)类比探究:如图③,小芳在小华的基础上继续旋转,连接,(1)中的两个结论是否仍然成立?请说明理由;
(3)拓展延伸:若,当所在的直线垂直于时,直接写出的长.
14.(2024·宁夏银川·二模)如图,平面直角坐标系内,小正方形网格的边长为1个单位长度,,,解答下列问题:
(1)将线段绕原点顺时针方向旋转得到线段,再将线段向下平移2个单位长度得到线段,画出线段和线段;
(2)如果线段旋转可以得到线段,则旋转中心P的坐标为_______.(A和E是对应点)
15.(2024·广东惠州·二模)综合探究
【问题情境】几何探究是培养几何直观、推理能力和创新意识的重要途径.解决几何综合探究问题,往往需要运用从特殊到一般、化静为动、类比等数学思想方法.
【初步探究】
(1)如图1,将绕点逆时针旋转得到,连接,,根据条件填空:
①的度数为 ;
②若,则的长为 ;
【类比探究】
(2)如图2,在正方形中,点在边上,点在边上,且满足,,,求正方形的边长;
【拓展延伸】
(3)如图3,在四边形中,,,,为对角线,且满足,若,,请求出的长.
16.(2024·山东日照·二模)问题背景:在课外小组活动中,“创新小组”对“正方形旋转”问题进行了探究,如图,边长为的正方形的对角线相交于点,分别延长到点,到点,使,再以为邻边做正方形,连接;
(1)解决问题:与之间的数量关系是______,位置关系是______;
(2)深入研究:如图正方形固定不动,将正方形绕点顺时针方向旋转,判断与的关系,并证明:
(3)拓展延伸:如图,在正方形旋转过程中,分别交于点,连接.当时,求的值.
17.(2024·浙江杭州·二模)将一副直角三角板与叠放在一起,如图1,,,,.在两三角板所在平面内,将三角板绕点O顺时针方向旋转()度到位置,使,如图2.
(1)求的值;
(2)如图3,继续将三角板绕点O顺时针方向旋转,使点E落在边上点处,点D落在点处.设交于点G,交于点H,若点G是的中点,试判断四边形的形状,并说明理由.
折叠
18.(2024·河南信阳·二模)如图,中,是的中线,是边上一动点,将沿折叠,点落在点处,交线段于点,当是直角三角形时, .
19.(2024·浙江杭州·二模)已知矩形纸片,将纸片沿折叠,使点与边上的点重合,展开纸片,连结,,与相交于点.将纸片继续沿折叠,点的对应点恰好落在上,展开纸片,连结,与交于点.已知,,则 ; .
20.(2024·山东日照·二模)如图,在等腰中,,,为边的中点,为边上的一个动点,连接,将沿折叠,点的对应点为.当时,的长度为 .
21.(2024·浙江杭州·二模)如图,腰长为22的等腰ABC中,顶角∠A=45°,D为腰AB上的一个动点,将ACD沿CD折叠,点A落在点E处,当CE与ABC的某一条腰垂直时,BD的长为 .
22.(2024·内蒙古包头·二模)如图①.在矩形.,点在边上,且.动点从点出发,沿折线以每秒个单位长度的速度运动,作,交边或边于点,连续.当点与点重合时,点停止运动.设点的运动时间为秒.()
(1)当点和点重合时,线段的长为__________;
(2)当点和点重合时,求;
(3)当点在边上运动时,的形状始终是等腰直角三角形.如图②.请说明理由;
(4)作点关于直线的对称点,连接、,当四边形和矩形重叠部分图形为轴对称四边形时,直接写出的取值范围.
23.(2024·江苏镇江·二模)“折纸”是同学们经常做的手工活动.
如图1,矩形纸片,,点O为其对称中心,小明沿着过点 O 的直线将矩形纸片进行折叠,折痕交边于点 M、N,点A、B的对应点记为交边于点E.
(1)如图2,当点与点D重合时, ;
(2)在上述折叠过程中,求证:
①为等腰三角形;
② ;
(3)如图3,,连结交于点F,连接,则的面积为 .
坐标与尺规作图
24.(2024·浙江杭州·二模)如图所示,若点坐标为,则对应的点可能是( )
A.点 B.点 C.点 D.点
25.(2024·浙江温州·二模)尺规作图源于古希腊的数学课题,蕴含着丰富的几何原理.如图,在中,按如下步骤尺规作图:①以点B为圆心,为半径作弧交边于点D;②以点A为圆心,为半径作弧交于点E;③连结与.若要求的度数,则只需知道( )
A.的度数 B.的度数
C.的度数 D.的度数
26.(2024·宁夏银川·二模)如图,在平面直角坐标系中,各坐标分别为,,,,,,,,,,,则依图中所示规律,的坐标为( )
A. B. C. D.
27.(2024·河南新乡·二模)如图是由小正方形组成的网格,每个小正方形的顶点叫做格点.
(1)图1中点都是格点,请仅用无刻度的直尺作出的中点,要求保留作图痕迹,不写作法.
(2)图2中的三个顶点都是格点,请仅用无刻度的直尺作出的角平分线,要求保留作图痕迹,不写作法.(要求:的角平分数用实线表示,其它线用虚线表示.)
28.(2024·陕西西安·二模)如图,在中,,,为上一点,且,利用圆规和无刻度直尺在线段上找一点,使得.(保留作图痕迹,不写作法)
29.(2024·浙江杭州·二模)如图,在的正方形网格图中,小正方形的边长都为1,的顶点都在格点上,在该网格图中只用无刻度的直尺作图,保留作图痕迹.
(1)在线段上画出点,使.
(2)画出的外接圆圆心,并连接,,求弧的长
30.(2024·广东惠州·二模)如图,在中,.
(1)实践与操作:在边上找一点D(点C,D不重合),使得为等腰三角形(尺规作图,保留作图痕迹);
(2)猜想与证明:在(1)的条件下,试猜想之间的数量关系,并加以证明.
31.(2024·浙江杭州·二模)如图,在中,平分.
(1)作交于点.(要求:尺规作图,保留作图痕迹,不写作法)
(2)求证:.
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专题06 图形变换与坐标
①平行与对称
②旋转
③折叠
④坐标与尺规作图
平行与对称
1.(2024·云南昭通·二模)文字是传承人类文明的重要媒介,我国的汉字传承了数千年之久,是各国文字中的佼佼者.下列汉字中,既可以看作轴对称图形,又可以看作中心对称图形的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】此题主要考查了中心对称和轴对称图形定义,轴对称图形的关键是寻找对称轴,图形两部分沿对称轴折叠后可重合;中心对称图形是要寻找对称中心,旋转180度后与原图重合.
【详解】解:A.不是轴对称图形,也不是中心对称图形,故该选项不符合题意;
B.不是轴对称图形,也不是中心对称图形,故该选项不符合题意;
C.是轴对称图形,也是中心对称图形,故该选项符合题意;
D.不是轴对称图形,也不是中心对称图形,故该选项不符合题意;
故选:C.
2.(2024·内蒙古包头·二模)如图,已知,则的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由可得,可得,再利用邻补角的含义可得答案.
【详解】解:如图,标记角,
∵,
∴,而,
∴,
∴;
故选C
【点睛】本题考查的是平行线的判定与性质,邻补角的含义,熟记平行线的判定与性质是解本题的关键.
3.(2024·宁夏银川·二模)凸透镜是中央较厚边缘较薄的透镜,如图,一束平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,其折射光线与一束经过光心O的光线交于点P,点F为焦点,若,,则的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查平行线的性质、三角形的外角性质、对顶角相等,根据三角形的外角性质求得,再根据平行线的性质求得是解题的关键.
【详解】解:∵,,
∴,
∴,
又∵,
∴,
故选B.
4.(2024·山东济宁·二模)如图,将三角尺的直角顶点放在直尺的一边上,∠1=30°,∠2=50°, 则的度数等于( )
A.50° B.30° C.20° D.15°
【答案】C
【分析】根据平行和三角形外角性质可得∠2=∠4=∠1+∠3,代入数据即可求∠3.
【详解】如图所示,
∵AB∥CD
∴∠2=∠4=∠1+∠3=50°,
∴∠3=∠4-30°=20°,
故选C.
5.(2023·浙江金华·二模)如图,于A,,若,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先根据平行线的性质求出的度数,再由垂直的定义得出的度数,根据直角三角形的性质即可得出结论.
【详解】解:∵,,
∴,
∵于A,
∴,
∴,
故选:A.
【点睛】本题考查的是平行线的性质,直角三角形的性质等知识,熟练掌握相关性质是解题的关键.
6.(2024·商丘夏邑·二模)如图,直线,,,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】首先根据平行线的性质得,再由三角形的外角定理可得的度数.
【详解】解:∵,,
∴,
又∵,
∴.
故选:B.
【点睛】此题主要考查了平行线的性质,三角形的外角定理,准确识图,熟练掌握平行线的性质和三角形的外角定理是解答此题的关键.
7.(2024·山东济日照·二模)数学中处处存在着美,从三国时期的赵爽弦图,到19世纪的莱洛三角形,再到近代的科克曲线和谢尔宾斯基三角形,这种特殊的数学之美,令人沉迷.下列图形中,既是中心对称图形,又是轴对称图形的是( )
A.赵爽弦图 B.莱洛三角形
C.科克曲线 D.谢尔宾斯基三角形
【答案】C
【分析】本题考查了轴对称图形的定义、中心对称图形的定义;平面内,一个图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够完全重合的图形,就叫做轴对称图形;在平面内,把一个图形绕着某个点旋转,如果旋转后的图形能与原来的图形重合,那么这个图形叫做中心对称图形.据此进行逐项分析,即可作答.
【详解】
解:A、既不是轴对称也不是中心对称图形,故该选项是错误的;
B、是轴对称但不是中心对称图形,故该选项是错误的;
C、既是中心对称图形,又是轴对称图形,故该选项是正确的;
D、是轴对称但不是中心对称图形,故该选项是错误的;
故选:C
8.(2024·山东济宁·二模)如图,将周长为8的△ABC沿BC方向向右平移1个单位得到△DEF,则四边形ABFD的周长为 .
【答案】10
【详解】根据题意,将周长为8的△ABC沿边BC向右平移1个单位得到△DEF,
则AD=1,BF=BC+CF=BC+1,DF=AC,
又∵AB+BC+AC=8,
∴四边形ABFD的周长=AD+AB+BF+DF=1+AB+BC+1+AC=10.
故答案为:10.
【点睛】本题考查平移的性质.利用数形结合的思想是解题关键.
9.(2024·江苏镇江·二模)如图,在、两地间修一条笔直的公路,从地测得公路的走向为北偏东,如果 、两地同时开工,那么为 时,才能使公路准确接通.
【答案】
【分析】】本题主要考查方向角,平行线的性质,利用平行线的性质得出,进而得出答案.
【详解】解:使公路准确接通,
,
,
.
故答案为:.
旋转
10.(2024·山东济宁·二模)如图,平面直角坐标系中,在轴上,,点的坐标为(1,2),将绕点 逆时针旋转,点的对应点恰好落在双曲线上,则的值为 ( )
A.2 B.3 C.4 D.6
【答案】B
【分析】由旋转可得点D的坐标为(3,2),那么可得到点C的坐标为(3,1),从而求得结果.
【详解】由题意得OB=1,AB=2,
∴AD=2,
∴点D的坐标为(3,2),
∴点C的坐标为(3,1),
∴k=3×1=3.
故选B.
考点:旋转的性质,反比例函数图象上的点的特征
11.(2024·河南南阳·二模)如图,将菱形绕其对角线的交点顺时针旋转后,再向右平移3个单位,则两次变换后点C对应点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查坐标与旋转,坐标与平移,先求出菱形绕其对角线的交点为,旋转得到点的对应点为,再根据点的平移:左减右加,上加下减即可得出结果.
【详解】解:由图和题意可知,,
设菱形的对角线的交点为,则:为点的中点,
∴,
∴
设旋转后点的对应点为,则:,
∴,
将再向右平移3个单位,得到,即:;
故选C.
12.(2024·内蒙古包头·二模)如图,正方形的边长为4,点是的中点,平分交于点,将绕点顺时针旋转90°得,则的长为 .
【答案】
【分析】作 ,如图,易得四边形CFMD为矩形,则,利用勾股定理计算出 ,再根据旋转的性质得到,于是可判断点G在CB的延长线上,接着证明FA平分∠GAD得到FN=FM=4,然后利用面积法计算出GF,从而计算CG﹣GF就可得到CF的长.
【详解】解:
作 ,如图,易得四边形CFMD为矩形,则∵正方形ABCD的边长为4,点是的中点,
∴
∵△ADE绕点A顺时针旋转90°得△ABG,
∴
而 ,
∴点G在CB的延长线上,
∵AF平分∠BAE交BC于点F,
∴∠1=∠2,
∴∠2+∠4=∠1+∠3,即FA平分∠GAD,
∴FN=FM=4,
∵,
∴,
∴ .
故答案为.
【点睛】本题考查了旋转的性质:对应点到旋转中心的距离相等;对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角;旋转前、后的图形全等.也考查了正方形的性质.
13.(2024·宁夏银川·二模)图形的旋转变换是研究数学相关问题的重要手段之一,小华和小芳对等腰直角三角形的旋转变换进行了研究.如图①,已知和均为等腰直角三角形,E分别在线段,上,且.
(1)观察猜想小华将绕点A逆时针旋转,连接,,如图②,当点E与点F重合时:
①的值为______;
②的度数为______度;
(2)类比探究:如图③,小芳在小华的基础上继续旋转,连接,(1)中的两个结论是否仍然成立?请说明理由;
(3)拓展延伸:若,当所在的直线垂直于时,直接写出的长.
【答案】(1)①;②45
(2)(1)中的两个结论=,仍然成立,理由见解析
(3)的长为或
【分析】(1)①设交于点O.证明得到;②根据相似三角形的性质得到,结合对顶角相等和三角形的内角和定理可得结论;
(2)设交于点O.证明得到, ,进而可得结论;
(3)分两种情况,分别画出对应图形,利用勾股定理和(2)中结论求解即可.
【详解】(1)解:①如图②中,设交于点O.
∵,都是等腰直角三角形,
∴,,,
∴,;
∴,
∴;
②∵,
∴,
∵,
,
∴,
故答案为:,45;
(2)解:,仍然成立
如图③中,设交于点O.
∵,都是等腰直角三角形,
∴,,,
∴,;
∴,
∴,,
∵,
∴,
即,成立;
(3)解:如图④-1中,当于O时,
∵,,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴.
如图④-2中,当时,延长交于O.
同理可得,,
∴,
∵,
∴,
综上所述,的长为或.
【点睛】本题考查相似三角形的判定与性质、旋转的性质、等腰直角三角形的性质、勾股定理、三角形的内角和定理等知识,熟练掌握等腰直角三角形的性质、相似三角形的判定与性质,利用数形结合和分类讨论思想求解是解答的关键.
14.(2024·宁夏银川·二模)如图,平面直角坐标系内,小正方形网格的边长为1个单位长度,,,解答下列问题:
(1)将线段绕原点顺时针方向旋转得到线段,再将线段向下平移2个单位长度得到线段,画出线段和线段;
(2)如果线段旋转可以得到线段,则旋转中心P的坐标为_______.(A和E是对应点)
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题考查了作图旋转变换,作图平移变换,解决本题的关键是掌握旋转和平移的性质.
(1)根据旋转和平移的性质即可画出线段和线段;
(2)根据对应点连线的垂直平分线的交点就是旋转中心,将线段绕点顺时针旋转即可以得到线段.
【详解】(1)解:如图,线段和线段即为所求;
;
(2)解:线段绕点顺时针旋转可以得到线段,
所以.
故答案为:
15.(2024·广东惠州·二模)综合探究
【问题情境】几何探究是培养几何直观、推理能力和创新意识的重要途径.解决几何综合探究问题,往往需要运用从特殊到一般、化静为动、类比等数学思想方法.
【初步探究】
(1)如图1,将绕点逆时针旋转得到,连接,,根据条件填空:
①的度数为 ;
②若,则的长为 ;
【类比探究】
(2)如图2,在正方形中,点在边上,点在边上,且满足,,,求正方形的边长;
【拓展延伸】
(3)如图3,在四边形中,,,,为对角线,且满足,若,,请求出的长.
【答案】(1)①;②;(2);(3)
【分析】(1)①根据旋转的性质易得为等腰直角三角形,结合等腰三角形的性质求解即可;
②结合等腰三角形的性质求解即可;
(2)将绕点逆时针旋转得,求证,由全等三角形的性质可得,易得,设正方形边长为,则,,在中由勾股定理可得,代入求解即可获得答案;
(3)将绕逆时针旋转至,连接,首先证明,由相似三角形的性质可得,再证明,由勾股定理可得,结合即可获得答案.
【详解】解:(1)①将 绕点逆时针旋转得,
,,
为等腰直角三角形,
;
②为等腰直角三角形,,
,
故答案为:①;②;
(2)将绕点逆时针旋转得,如图,
由旋转的性质可得,,,,
,
,,共线,
,
,
,,,
,
,
,
,
设正方形边长为,则,,
在 中,,
即,
解得或(负值舍去),
正方形的边长为;
(3)如图,将绕逆时针旋转至,连接,
由旋转的性质可得,,,,
,
又,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
.
【点睛】本题考查四边形的综合应用,主要考查了旋转的性质、等腰直角三角形的性质、正方形的性质、全等三角形的判定与性质、相似三角形的判定与性质、勾股定理等知识,综合性强,解题关键是熟练运用旋转的性质求解.
16.(2024·山东日照·二模)问题背景:在课外小组活动中,“创新小组”对“正方形旋转”问题进行了探究,如图,边长为的正方形的对角线相交于点,分别延长到点,到点,使,再以为邻边做正方形,连接;
(1)解决问题:与之间的数量关系是______,位置关系是______;
(2)深入研究:如图正方形固定不动,将正方形绕点顺时针方向旋转,判断与的关系,并证明:
(3)拓展延伸:如图,在正方形旋转过程中,分别交于点,连接.当时,求的值.
【答案】(1),;
(2),,证明见解析;
(3).
【分析】()延长交于,根据证,得,,推出 ,即可得出;
()连接,设与相交于点,根据证,得,再根据角的代换得出即可;
()连接,根据证,得出,当时,得出,,的值即可得出面积和;
本题考查了正方形的性质,全等三角形的判定和性质,三角形的面积,正确作出辅助线是解题的关键.
【详解】(1)解:如图,延长交于,
∵四边形为正方形,
∴,,,
∴,,
又∵
∴,
∴,,
即,
又∵,
∴,
即,
∴,
故答案为:,;
(2)解:,.
证明:连接,设与相交于点,
∵四边形为正方形,
∴,,,
∴,
即,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∴;
(3)解:连接,
∵四边形是正方形,
∴,,,
∵四边形是正方形,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴,,
∴.
17.(2024·浙江杭州·二模)将一副直角三角板与叠放在一起,如图1,,,,.在两三角板所在平面内,将三角板绕点O顺时针方向旋转()度到位置,使,如图2.
(1)求的值;
(2)如图3,继续将三角板绕点O顺时针方向旋转,使点E落在边上点处,点D落在点处.设交于点G,交于点H,若点G是的中点,试判断四边形的形状,并说明理由.
【答案】(1)
(2)正方形,见解析
【分析】(1)确定旋转角,结合,,计算即可.
(2)先证明四边形是矩形,再利用等腰直角三角形的性质,结合一组邻边相等的矩形是正方形证明即可.
【详解】(1)根据题意,得旋转角,
∵,,
∴,
故.
(2)根据题意,得旋转角,
∵,,
∴,
∵,,
∴,,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴四边形是矩形,
∵,
∴四边形是正方形.
【点睛】本题考查了旋转的性质,矩形的判断,正方形的判断,等腰直角三角形的性质,熟练掌握矩形的判断,正方形的判断,等腰直角三角形的性质是解题的关键.
折叠
18.(2024·河南信阳·二模)如图,中,是的中线,是边上一动点,将沿折叠,点落在点处,交线段于点,当是直角三角形时, .
【答案】或
【分析】根据题意,运用勾股定理得的值,运用中位线的判定和性质可得的值,结合直角三角形的特点,分类讨论,当时,运用特殊四边形的判定和性质即可求解;当时,运用解直角三角形的方法即可求解.
【详解】解:在中,,,,
∴,
∵是的中线,
∴,
如图所示,当时,作于点,于点,
∴,
∵折叠,
∴,
∴,
∴,
∴四边形时正方形,即,
在中,,,
∴点是的中点,且点是中点,
∴是的中位线,
∴,
∵,
∴;
如图所示,当时,作于点,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴;
综上所述,的值为或,
故答案为: 或.
【点睛】本题考查了折叠的性质,特殊四边形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,等腰三角形的判定和性质,勾股定理和解直角三角形的综合,掌握折叠的性质,解直角三角形的方法,分类讨论思想是解题的关键.
19.(2024·浙江杭州·二模)已知矩形纸片,将纸片沿折叠,使点与边上的点重合,展开纸片,连结,,与相交于点.将纸片继续沿折叠,点的对应点恰好落在上,展开纸片,连结,与交于点.已知,,则 ; .
【答案】
【分析】本题考查了矩形与折叠问题,解直角三角形的应用,全等三角形的判定和性质,勾股定理与折叠问题.连接,利用勾股定理列式求得,,再利用正切函数的定义求得,利用等角的余角相等求得,据此求解即可.
【详解】连接,
由折叠的性质得,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,,
∴.
故答案为:,.
20.(2024·山东日照·二模)如图,在等腰中,,,为边的中点,为边上的一个动点,连接,将沿折叠,点的对应点为.当时,的长度为 .
【答案】或
【分析】本题考查了等腰直角三角形的判定和性质,折叠的性质,勾股定理,设直线交于,分当在下方和点在上方两种情况,画出图形解答即可求解,运用分类讨论思想解答并正确画出图形是解题的关键.
【详解】解:设直线交于,当在下方时,如图,
∵,,
∴,,
∵将沿折叠,点的对应点为,为边的中点,
∴,,
∵,
∴和是等腰直角三角形,
∴,
∴,
∴,
∴;
当点在上方时,如图,
同理可得,
∴,
∴,
∴,
∴;
综上,的长度为或,
故答案为:或.
21.(2024·浙江杭州·二模)如图,腰长为22的等腰ABC中,顶角∠A=45°,D为腰AB上的一个动点,将ACD沿CD折叠,点A落在点E处,当CE与ABC的某一条腰垂直时,BD的长为 .
【答案】或2
【分析】分两种情况:当CE⊥AB时,设垂足为M,在Rt△AMC中,∠A=45°,由折叠得:∠ACD=∠DCE=22.5°,证明△BCM≌△DCM,得到BM=DM,证明△MDE是等腰直角三角形,即可得解;当CE⊥AC时,根据折叠的性质,等腰直角三角形的判定与性质计算即可;
【详解】当CE⊥AB 时,如图,
设垂足为M,在Rt△AMC中,∠A=45°,
由折叠得:∠ACD=∠DCE=22.5°,
∵等腰△ABC中,顶角∠A=45°,
∴∠B=∠ACB=67.5°,
∴∠BCM=22.5°,
∴∠BCM=∠DCM,
在△BCM和△DCM中,
,
∴△BCM≌△DCM(ASA),
∴BM=DM,
由折叠得:∠E=∠A=45°,AD=DE,
∴△MDE是等腰直角三角形,
∴DM=EM,
设DM=x,则BM=x,DEx,
∴ADx.
∵AB=22,
∴2xx=22,解得:x,
∴BD=2x=2;
当CE⊥AC时,如图,
∴∠ACE=90°,
由折叠得:∠ACD=∠DCE=45°,
∵等腰△ABC中,顶角∠A=45°,
∴∠E=∠A=45°,AD=DE,
∴∠ADC=∠EDC=90°,即点D、E都在直线AB上,且△ADC、△DEC、△ACE都是等腰直角三角形,
∵AB=AC==22,
∴ADAC=2,
BD=AB﹣AD=(22)﹣(2),
综上,BD的长为或2.
故答案为:或2.
【点睛】本题主要考查折叠的性质,等腰直角三角形的判定与性质,全等三角形的判定与性质,注重分类讨论思想的运用是解题的关键.
22.(2024·内蒙古包头·二模)如图①.在矩形.,点在边上,且.动点从点出发,沿折线以每秒个单位长度的速度运动,作,交边或边于点,连续.当点与点重合时,点停止运动.设点的运动时间为秒.()
(1)当点和点重合时,线段的长为__________;
(2)当点和点重合时,求;
(3)当点在边上运动时,的形状始终是等腰直角三角形.如图②.请说明理由;
(4)作点关于直线的对称点,连接、,当四边形和矩形重叠部分图形为轴对称四边形时,直接写出的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)见解析
(4)或或
【分析】(1)证明四边形是矩形,进而在中,勾股定理即可求解.
(2)证明,得出;
(3)过点作于点,证明得出,即可得出结论
(4)分三种情况讨论,①如图所示,当点在上时,②当点在上时,当重合时符合题意,此时如图,③当点在上,当重合时,此时与点重合,则是正方形,即可求解.
【详解】(1)解:如图所示,连接,
∵四边形是矩形
∴
∵,
∴四边形是矩形,
当点和点重合时,
∴,
在中,,
故答案为:.
(2)如图所示,
∵,,
∴,
∴
∴,
∴,
∵,,
∴;
(3)如图所示,过点作于点,
∵,,
∴,
则四边形是矩形,
∴
又∵
∴,
∴
∴
∴是等腰直角三角形;
(4)①如图所示,当点在上时,
∵,
在中,,
则,
∵,则,,
在中,,
∴
解得:
当时,点在矩形内部,符合题意,
∴符合题意,
②当点在上时,当重合时符合题意,此时如图,
则,,
在中,
,
解得:,
③当点在上,当重合时,此时与点重合,则是正方形,此时
综上所述,或或.
【点睛】本题考查了矩形的性质,正方形的性质与判定,勾股定理,求正切,轴对称的性质,分类讨论,分别画出图形,数形结合是解题的关键.
23.(2024·江苏镇江·二模)“折纸”是同学们经常做的手工活动.
如图1,矩形纸片,,点O为其对称中心,小明沿着过点 O 的直线将矩形纸片进行折叠,折痕交边于点 M、N,点A、B的对应点记为交边于点E.
(1)如图2,当点与点D重合时, ;
(2)在上述折叠过程中,求证:
①为等腰三角形;
② ;
(3)如图3,,连结交于点F,连接,则的面积为 .
【答案】(1)6
(2)①见解析;②见解析
(3)
【分析】本题主要考查了矩形的性质、折叠的性质、勾股定理、相似三角形的判定与性质等知识点,灵活运用相关知识成为解题的关键.
(1)根据折叠的性质可得,然后根据勾股定理列方程求解即可;
(2)①由折叠的性质和平行线的性质可得,即,从而证明结论;②如图:连接,可证明四边形是平行四边形可得;如图:过E作,则四边形为矩形,即,然后运用勾股定理可得,整列可得,再对结论进行变形也可得到,从而证明结论;
(3)根据(2)②的结论以及的条件可得,再证明四边形是平行四边形可得,由矩形的性质可证,由相似三角形的性质可得,即,解得:;然后根据结合图形运用三角形的面积公式即可解答.
【详解】(1)解:∵小明沿着过点 O 的直线将矩形纸片进行折叠,折痕交边于点 M、N,点与点D重合,
∴,
∴,
即,
解得:.
故答案为6.
(2)解:①∵小明沿着过点 O 的直线将矩形纸片进行折叠,折痕交边于点 M、N,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴为等腰三角形;
②如图:连接,
∵点O为矩形的对称中心,
∴,
∴四边形是平行四边形,
∴,即,
如图:过E作,则四边形为矩形,即
∵,,
,
∴,
∴,
∴,即,
∴.
(3)解:∵,,
∴,
连接,
∵点O为矩形的对称中心,
∴,,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∵矩形,
∴,
∴,
∴,,
∴,解得:,,
∴
.
故答案为.
坐标与尺规作图
24.(2024·浙江杭州·二模)如图所示,若点坐标为,则对应的点可能是( )
A.点 B.点 C.点 D.点
【答案】A
【分析】本题考查平面直角坐标系中点坐标的平移,根据平面直角坐标系中点坐标的平移特征进行分析求解即可.
【详解】解:∵点E坐标为,
∴对应的点,可表示为将点E向左平移2个单位,再向上平移2个单位,
∴对应的点可能是A点,
故选:A.
25.(2024·浙江温州·二模)尺规作图源于古希腊的数学课题,蕴含着丰富的几何原理.如图,在中,按如下步骤尺规作图:①以点B为圆心,为半径作弧交边于点D;②以点A为圆心,为半径作弧交于点E;③连结与.若要求的度数,则只需知道( )
A.的度数 B.的度数
C.的度数 D.的度数
【答案】C
【分析】本题考查了作图,等腰三角形的性质,三角形内角和定理等知识,由作图可知:,,利用等边对等角和三角形内角和定理可求出,即可求解.
【详解】解:由作图可知:,,
∴,,
∴
,
故要求的度数,则只需知道的度数,
故选:C.
26.(2024·宁夏银川·二模)如图,在平面直角坐标系中,各坐标分别为,,,,,,,,,,,则依图中所示规律,的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了点坐标规律探索问题,旨在考查学生的抽象概括能力,由题意可得在横轴的正方向,且坐标为,在横轴的正方向,且坐标为,结合即可.
【详解】解:由图可知:每一个图形都是等腰直角三角形,
,,...
∴在横轴的正方向,且坐标为,在横轴的正方向,且坐标为,
∵,
∴点的坐标为.
故选:A.
27.(2024·河南新乡·二模)如图是由小正方形组成的网格,每个小正方形的顶点叫做格点.
(1)图1中点都是格点,请仅用无刻度的直尺作出的中点,要求保留作图痕迹,不写作法.
(2)图2中的三个顶点都是格点,请仅用无刻度的直尺作出的角平分线,要求保留作图痕迹,不写作法.(要求:的角平分数用实线表示,其它线用虚线表示.)
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】(1)根据矩形对角线相等且互相平分,即可作出的中点;
(2)根据等腰三角形三线合一以及矩形的性质,即可作出的角平分线.
【详解】(1)解:根据矩形对角线相等且互相平分,构造出以为对角线的矩形,即可得出为的中点.
如图所示,点P即为所求.
(2)根据勾股定理可得出:,
作,连接构造出以为对角线的矩形,即可得出为的中点,
∵,为的中点,
∴为的角平分线,
∴为的角平分线.
如图所示,线段即为所求.
【点睛】本题考查利用网格作角平分线、中点,熟练掌握矩形的性质与等腰三角形三线合一的性质是解题的关键.
28.(2024·陕西西安·二模)如图,在中,,,为上一点,且,利用圆规和无刻度直尺在线段上找一点,使得.(保留作图痕迹,不写作法)
【答案】作图见解析
【分析】本题考查了作一个角等于已知角,相似三角形的判定和性质,连接,以点为顶点,作,交于点,由,,可得,得到,即可得,即点为所求,掌握相似三角形的判定和性质是解题的关键.
【详解】解:如图所求,点即为所求.
29.(2024·浙江杭州·二模)如图,在的正方形网格图中,小正方形的边长都为1,的顶点都在格点上,在该网格图中只用无刻度的直尺作图,保留作图痕迹.
(1)在线段上画出点,使.
(2)画出的外接圆圆心,并连接,,求弧的长
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题考查三角形外接圆、勾股定理,求弧长,相似三角形的性质与判定,
(1)取格点使得,根据勾股定理求得两个三角形的边长,进而根据三边对应成比例即可求解;
(2)找到的垂直平分线的交点,勾股定理的逆定理求得为直角三角形,进而根据弧长公式,即可求解.
【详解】(1)解:如图所示,取格点使得,
∵,
,
∴
∴
(2)解:如图所示:点即为所求;
连接,,
∴为直角三角形, ,
∴ .
又
∴
∴
∴
30.(2024·广东惠州·二模)如图,在中,.
(1)实践与操作:在边上找一点D(点C,D不重合),使得为等腰三角形(尺规作图,保留作图痕迹);
(2)猜想与证明:在(1)的条件下,试猜想之间的数量关系,并加以证明.
【答案】(1)见解析
(2),理由见解析
【分析】(1)作的垂直平分线,交于点D,连接,此时,为等腰三角形;
(2)由(1)知,,则,,由,可求,进而可证.
【详解】(1)解:如图,作的垂直平分线,交于点D,连接,,点D即为所求:
(2)解:,证明如下;
由(1)知,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴.
【点睛】本题考查了等腰三角形的判定与性质,作垂线,三角形内角和定理,三角形外角的性质.熟练掌握等腰三角形的判定与性质,作垂线,三角形内角和定理,三角形外角的性质是解题的关键.
31.(2024·浙江杭州·二模)如图,在中,平分.
(1)作交于点.(要求:尺规作图,保留作图痕迹,不写作法)
(2)求证:.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】(1)如图,以为圆心,适当长为半径画弧交于,以为圆心长为半径画弧,交于,以为圆心,为半径画弧,交点为,连接并延长,交于,点即为所求;
(2)证明,则,,由,可得,则,,进而可证.
【详解】(1)解:如图,以为圆心,适当长为半径画弧交于,以为圆心长为半径画弧,交于,以为圆心,为半径画弧,交点为,连接并延长,交于,则,点即为所求;
(2)证明:∵平分,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,即.
【点睛】本题考查了作与已知角相等的角,角平分线,等腰三角形的判定与性质,平行线的判定与性质等知识.熟练掌握作与已知角相等的角,角平分线,等腰三角形的判定与性质,平行线的判定与性质是解题的关键.
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