内容正文:
第二十四讲 平移、旋转与轴对称
A层·基础过关
1.(2024·云南)中华文明,源远流长;中华汉字,寓意深广.下列四个选项中,是轴对称图形的为(D)
2.(2024·北京)下列图形中,既是轴对称图形又是中心对称图形的是(B)
3.(2024·盐城)下列四幅图片中的主体事物,在现实运动中属于翻折的是(C)
4.(2024·湖北)如图,点A的坐标是(-4,6),将线段OA绕点O顺时针旋转90°,点A的对应点的坐标是(B)
A.(4,6) B.(6,4)
C.(-6,-4) D.(-4,-6)
5.如图,两盏灯笼的位置A,B的坐标分别是(-3,3),(1,2),将点B向右平移2个单位长度,再向上平移1个单位长度得到点B',则关于点A,B'的位置描述正确的是(B)
A.关于x轴对称 B.关于y轴对称
C.关于原点O对称 D.关于直线y=x对称
6.在平面直角坐标系中,若点P(2,-1)与点Q(-2,m)关于原点对称,则m的值是 1 .
7.在4×4的方格纸中,请按下列要求画出格点三角形(顶点均在格点上).
(1)在图1中先画出一个以格点P为顶点的等腰三角形PAB,再画出该三角形向右平移2个单位长度后的△P'A'B'.
(2)将图2中的格点△ABC绕点C按顺时针方向旋转90°,画出经旋转后的△A'B'C.
【解析】(1)如图1,△PAB,△P'A'B'即为所求(答案不唯一);
(2)如图2,△A'B'C即为所求.
B层·能力提升
8.(2024·广元)如图,将△ABC绕点A顺时针旋转90°得到△ADE,点B,C的对应点分别为点D,E,连接CE,点D恰好落在线段CE上,若CD=3,BC=1,则AD的长为(A)
A. B. C.2 D.2
9.如图,在平面直角坐标系中,△ABC关于直线m(直线m上各点的横坐标都为1)对称,点C的坐标为(4,1),则点B的坐标为(A)
A.(-2,1) B.(-3,1)
C.(-2,-1) D.(2,1)
10.(2024·泸州)定义:在平面直角坐标系中,将一个图形先向上平移a(a>0)个单位长度,再绕原点按逆时针方向旋转θ角度,这样的图形运动叫做图形的ρ(a,θ)变换.如:点A(2,0)按照ρ(1,90°)变换后得到点A'的坐标为(-1,2),则点B(,-1)按照ρ(2,105°)变换后得到点B'的坐标为 (-,) .
11.(2024·烟台)如图,在▱ABCD中,∠C=120°,AB=8,BC=10,E为边CD的中点,F为边AD上的一动点,将△DEF沿EF翻折得到△D'EF,连接AD',BD',则△ABD'面积的最小值为 20-16 .
12.(2024·龙东)如图,在正方形网格中,每个小正方形的边长都是1个单位长度,在平面直角坐标系中,△ABC的三个顶点坐标分别为A(-1,1),B(-2,3),C(-5,2).
(1)画出△ABC关于y轴对称的△A1B1C1,并写出点B1的坐标;
(2)画出△ABC绕点A逆时针旋转90°后得到的△AB2C2,并写出点B2的坐标;
(3)在(2)的条件下,求点B旋转到点B2的过程中所经过的路径长(结果保留π).
【解析】(1)△A1B1C1如图所示,B1的坐标为(2,3);
(2)△AB2C2如图所示,B2的坐标为(-3,0);
(3)∵AB==,∠BAB2=90°,
∴点B旋转到点B2的过程中所经过的路径长为=π.
C层·挑战冲A+
13.(2024·成都)数学活动课上,同学们将两个全等的三角形纸片完全重合放置,固定一个顶点,然后将其中一个纸片绕这个顶点旋转,来探究图形旋转的性质.已知三角形纸片ABC和ADE中,AB=AD=3,BC=DE=4,∠ABC=∠ADE=90°.
【初步感知】
(1)如图1,连接BD,CE,在纸片ADE绕点A旋转过程中,试探究的值.
【深入探究】
(2)如图2,在纸片ADE绕点A旋转过程中,当点D恰好落在△ABC的中线BM的延长线上时,延长ED交AC于点F,求CF的长.
【拓展延伸】
(3)在纸片ADE绕点A旋转过程中,试探究C,D,E三点能否构成直角三角形.若能,直接写出所有直角三角形CDE的面积;若不能,请说明理由.
【解析】(1)∵AB=AD=3,BC=DE=4,∠ABC=∠ADE=90°,
∴△ADE≌△ABC(SAS),AC=AE==5,
∴∠DAE=∠BAC,
∴∠DAE-∠DAC=∠BAC-∠DAC即∠CAE=∠BAD,
∵==1,
∴△ADB∽△AEC,
∴=,
∵AB=3,AC=5,
∴=;
(2)连接CE,延长BM交CE于点Q,连接AQ交EF于P,延长EF交BC于N,如图:
同(1)得△ADB∽△AEC,
∴∠ABD=∠ACE,
∵BM是中线,
∴BM=AM=CM=AC=,
∴∠MBC=∠MCB,
∵∠ABD+∠MBC=90°,
∴∠ACE+∠MCB=90°,即∠BCE=90°,
∴AB∥CE,
∴∠BAM=∠QCM,∠ABM=∠CQM,
又AM=CM,
∴△BAM≌△QCM(AAS),
∴BM=QM,
∴四边形ABCQ是平行四边形,
∵∠ABC=90°,
∴四边形ABCQ是矩形,
∴AB=CQ=3,BC=AQ=4,∠AQC=90°,PQ∥CN,
∴EQ===3,
∴EQ=CQ,
∴PQ是△CEN的中位线,
∴PQ=CN,
设PQ=x,则CN=2x,AP=4-x,
∵∠EPQ=∠APD,∠EQP=90°=∠ADP,EQ=AD=3,
∴△EQP≌△ADP(AAS),
∴EP=AP=4-x,
∵EP2=PQ2+EQ2,
∴(4-x)2=x2+32,
解得:x=,
∴AP=4-x=,CN=2x=,
∵AQ∥CN,
∴△APF∽△CNF,
∴=,
∴==,
∵AC=5,
∴=,
∴CF=;
(3)C,D,E三点能构成直角三角形,理由如下:
①当AD在AC上时,DE⊥AC,此时△CDE是直角三角形,如图,
∴S△CDE=CD·DE=×(5-3)×4=4;
②当AD在CA的延长线上时,DE⊥AC,此时△CDE是直角三角形,如图,
∴S△CDE=CD·DE=×(5+3)×4=16;
③当DE⊥EC时,△CDE是直角三角形,过点A作AQ⊥EC于点Q,如图,
∵AQ⊥EC,DE⊥EC,DE⊥AD,
∴四边形ADEQ是矩形,
∴AD=EQ=3,AQ=DE=4,
∵AE=AC=5,
∴EQ=CQ=CE,∴CE=3,∴CE=6,
∴S△CDE=AQ·CE=×4×6=12;
④当DC⊥EC时,△CDE是直角三角形,过点A作AQ⊥EC于点Q,交DE于点N,如图,
∵DC⊥EC,AQ⊥EC,∴AQ∥DC,
∵AC=CE,AQ⊥EC,
∴EQ=CQ,
∴NQ是△CDE的中位线,
∴ND=NE=DE=2,CD=2NQ,
∵∠AND=∠ENQ,∠ADN=∠EQN=90°,∴∠DAN=∠QEN,
∴tan∠DAN=tan∠QEN,
∴=,∴=,
∴NQ=EQ,
∵NQ2+EQ2=NE2,
∴(EQ)2+EQ2=22,
解得EQ=,
∴CE=2EQ=,NQ=EQ=,
∴CD=2NQ=,∴S△CDE=CD·CE=××=.
综上所述,直角三角形CDE的面积为4或16或12或.
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第二十四讲 平移、旋转与轴对称
A层·基础过关
1.(2024·云南)中华文明,源远流长;中华汉字,寓意深广.下列四个选项中,是轴对称图形的为( )
2.(2024·北京)下列图形中,既是轴对称图形又是中心对称图形的是( )
3.(2024·盐城)下列四幅图片中的主体事物,在现实运动中属于翻折的是( )
4.(2024·湖北)如图,点A的坐标是(-4,6),将线段OA绕点O顺时针旋转90°,点A的对应点的坐标是( )
A.(4,6) B.(6,4)
C.(-6,-4) D.(-4,-6)
5.如图,两盏灯笼的位置A,B的坐标分别是(-3,3),(1,2),将点B向右平移2个单位长度,再向上平移1个单位长度得到点B',则关于点A,B'的位置描述正确的是( )
A.关于x轴对称 B.关于y轴对称
C.关于原点O对称 D.关于直线y=x对称
6.在平面直角坐标系中,若点P(2,-1)与点Q(-2,m)关于原点对称,则m的值是 .
7.在4×4的方格纸中,请按下列要求画出格点三角形(顶点均在格点上).
(1)在图1中先画出一个以格点P为顶点的等腰三角形PAB,再画出该三角形向右平移2个单位长度后的△P'A'B'.
(2)将图2中的格点△ABC绕点C按顺时针方向旋转90°,画出经旋转后的△A'B'C.
B层·能力提升
8.(2024·广元)如图,将△ABC绕点A顺时针旋转90°得到△ADE,点B,C的对应点分别为点D,E,连接CE,点D恰好落在线段CE上,若CD=3,BC=1,则AD的长为( )
A. B. C.2 D.2
9.如图,在平面直角坐标系中,△ABC关于直线m(直线m上各点的横坐标都为1)对称,点C的坐标为(4,1),则点B的坐标为( )
A.(-2,1) B.(-3,1)
C.(-2,-1) D.(2,1)
10.(2024·泸州)定义:在平面直角坐标系中,将一个图形先向上平移a(a>0)个单位长度,再绕原点按逆时针方向旋转θ角度,这样的图形运动叫做图形的ρ(a,θ)变换.如:点A(2,0)按照ρ(1,90°)变换后得到点A'的坐标为(-1,2),则点B(,-1)按照ρ(2,105°)变换后得到点B'的坐标为 .
11.(2024·烟台)如图,在▱ABCD中,∠C=120°,AB=8,BC=10,E为边CD的中点,F为边AD上的一动点,将△DEF沿EF翻折得到△D'EF,连接AD',BD',则△ABD'面积的最小值为 .
12.(2024·龙东)如图,在正方形网格中,每个小正方形的边长都是1个单位长度,在平面直角坐标系中,△ABC的三个顶点坐标分别为A(-1,1),B(-2,3),C(-5,2).
(1)画出△ABC关于y轴对称的△A1B1C1,并写出点B1的坐标;
(2)画出△ABC绕点A逆时针旋转90°后得到的△AB2C2,并写出点B2的坐标;
(3)在(2)的条件下,求点B旋转到点B2的过程中所经过的路径长(结果保留π).
C层·挑战冲A+
13.(2024·成都)数学活动课上,同学们将两个全等的三角形纸片完全重合放置,固定一个顶点,然后将其中一个纸片绕这个顶点旋转,来探究图形旋转的性质.已知三角形纸片ABC和ADE中,AB=AD=3,BC=DE=4,∠ABC=∠ADE=90°.
【初步感知】
(1)如图1,连接BD,CE,在纸片ADE绕点A旋转过程中,试探究的值.
【深入探究】
(2)如图2,在纸片ADE绕点A旋转过程中,当点D恰好落在△ABC的中线BM的延长线上时,延长ED交AC于点F,求CF的长.
【拓展延伸】
(3)在纸片ADE绕点A旋转过程中,试探究C,D,E三点能否构成直角三角形.若能,直接写出所有直角三角形CDE的面积;若不能,请说明理由.
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