内容正文:
第03讲 图形的旋转
模块一 思维导图串知识
模块二 基础知识全梳理(吃透教材)
模块三 核心考点举一反三
模块四 小试牛刀过关测
1.经历观察﹑操作﹑欣赏理解图形旋转的概念。
2.理解图形旋转的性质。
3.会画旋转图形并会找出对应点﹑对应线段﹑对应角。
知识点1.生活中的旋转现象
(1)旋转的定义:在平面内,把一个图形绕着某一个点O旋转一个角度的图形变换叫做旋转.点O叫做旋转中心,转动的角叫做旋转角,如果图形上的点P经过旋转变为点P′,那么这两个点叫做对应点.
(2)注意:
①旋转是围绕一点旋转一定的角度的图形变换,因而旋转一定有旋转中心和旋转角,且旋转前后图形能够重合,这时判断旋转的关键.
②旋转中心是点而不是线,旋转必须指出旋转方向.
③旋转的范围是平面内的旋转,否则有可能旋转成立体图形,因而要注意此点.
知识点2.旋转的性质
(1)旋转的性质:①对应点到旋转中心的距离相等. ②对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角. ③旋转前、后的图形全等.
(2) 旋转三要素:①旋转中心; ②旋转方向; ③旋转角度.
(3) 注意:三要素中只要任意改变一个,图形就会不一样.
知识点3.旋转对称图形
(1)旋转对称图形
如果某一个图形围绕某一点旋转一定的角度(小于360°)后能与原图形重合,那么这个图形就叫做旋转对称图形.
(2)常见的旋转对称图形有:线段,正多边形,平行四边形,圆等.
知识点4.作图-旋转变换
(1)旋转图形的作法:
根据旋转的性质可知,对应角都相等都等于旋转角,对应线段也相等,由此可以通过作相等的角,在角的边上截取相等的线段的方法,找到对应点,顺次连接得出旋转后的图形.
(2)旋转作图有自己独特的特点,决定图形位置的因素较多,旋转角度、旋转方向、旋转中心,任意不同,位置就不同,但得到的图形全等.
题型一、 图形的旋转
考点1、找旋转中心、旋转角、对应点
1.(23-24八年级下·江苏徐州·期中)如图,正方形网格中的每个小正方形的边长为1,将绕旋转中心旋转某个角度后得到,其中点A,B,C的对应点是点,,,那么旋转中心是( )
A.点Q B.点P C.点N D.点M
2.(23-24八年级下·江苏南京·期末)如图,在方格纸中,线段绕某个点旋转一定角度得到线段,其中点A的对应点是点C,则旋转中心是点 .
3.(22-23八年级下·江苏·周测)如图,通过旋转可以使其与重合
(1)仅用无刻度直尺确定旋转中心M(保留作图痕迹),并写出旋转,使其与重合的过程.
(2)若F、A的坐标分别为,,则旋转中心的坐标为
考点2、判断生活中的旋转现象
4.(22-23八年级下·江苏宿迁·阶段练习)下列运动属于数学上的旋转的有( ).
A.钟表上的时针运动 B.城市环路公共汽车
C.地球绕太阳转动 D.将等腰三角形沿着底边上的高对折
5.(21-22八年级下·江苏泰州·期末)将数字“6”旋转,得到数字“9”,将数字“9”旋转,得到数字“6”,现将数字“689”整体旋转,得到的数字是 .
考点3、画旋转图形
6.(2021·江苏苏州·中考真题)如图,在方格纸中,将绕点按顺时针方向旋转90°后得到,则下列四个图形中正确的是( )
A. B.
C. D.
7.(23-24八年级下·江苏扬州·阶段练习)如图,已知的三个顶点坐标为、、.
(1)将向右平移5个单位后点B的对应点坐标为 ;
(2)请画出关于坐标原点O的中心对称图形,并写出点C的对应点坐标 ;
(3)若将点A绕点C旋转,请直接写出点A的对应点的坐标 .
考点4、根据旋转的性质求解
8.(21-22八年级下·江苏淮安·期末)如图,将绕点A顺时针旋转一定的角度得到,此时点恰在边上,若,则的长为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
9.(23-24八年级下·江苏南通·期末)如图,将绕点A逆时针旋转得到,点D恰好落在边上.若,则的度数为 .
10.(23-24八年级下·江苏苏州·阶段练习)如图,中,,,,将绕点按顺时针旋转,得到,求的长度.
考点5、根据旋转的性质说明线段或角相等
11.(20-21八年级下·江苏苏州·阶段练习)如图,将绕点A按逆时针方向旋转,得到,若点在线段的延长线上,则的度数为( ).
A. B. C. D.
12.(23-24八年级下·江苏盐城·期中)如图,绕点A按逆时针方向旋转后与重合,则 .
13.(23-24八年级下·江苏南京·期末)如图,将绕点O按逆时针旋转得到,其中A与D是对应点,B与E是对应点,请借助于该图形用符号语言写出关于旋转的3条不同的性质.
考点6、旋转对称图形的识别
14.(21-22八年级下·江苏徐州·阶段练习)如图点为正方形对角线的交点,则将绕点旋转得到,则这种旋转方式是( )
A.顺时针旋转 B.顺时针旋转 C.逆时针旋转 D.逆时针旋转
15.(2023八年级下·江苏·专题练习)如图,在四边形中,,,垂足为点C,E是的中点,连接并延长交的延长线于点F.
(1)图中可以由△______绕着点______旋转______度后得到;
(2)写出图中的一对全等三角形______;
(3)若,,.求的面积.
考点7、求绕原点旋转90度的点的坐标
16.(2024八年级下·江苏·专题练习)如图,在平面直角坐标系中,按如图所示放置正方形,D为上一点,其坐标为.将正方形绕坐标原点O顺时针旋转,每秒旋转,动2023秒后点D的对应点的坐标为( )
A. B. C. D.
17.(22-23八年级下·江苏泰州·阶段练习)将一次函数的图象绕原点O逆时针旋转,所得到的图象对应的函数表达式是 .
18.(23-24八年级下·江苏扬州·期末)如图,平面直角坐标系中,、、.
(1)以点C为旋转中心,将逆时针旋转, 画出旋转后的图形;
(2)直接写出两点的坐标为______,______;
(3)为轴上一点,当最大时,的坐标是_______.
考点8、坐标与旋转规律问题
19.(2024八年级下·江苏·专题练习)如图,在方格纸上建立的平面直角坐标系中,将绕点按逆时针方向旋转,得到,则点的对应点的坐标是( )
A. B. C. D.
20.(23-24八年级下·江苏常州·期中)如图,在平面直角坐标系中,矩形的边在x轴上,点,点,将矩形绕点A逆时针旋转,每次旋转,当第2026次旋转结束时,点C对应的坐标是 .
21.(20-21八年级下·江苏南京·期中)如图,线段绕点顺时针旋转一定的角度得到线段.
(1)请用直尺和圆规作出旋转中心(不写作法,保留作图痕迹);
(2)连接、、、,根据旋转的性质用符号语言写出2条不同类型的正确结论.
(3)如图,在中,,,点的坐标是,,将旋转到的位置,点在上,则旋转中心的坐标为______.
一、单选题
1.下列说法正确的是( )
A.平移不改变图形的形状和大小,而旋转改变图形的形状和大小
B.平移和旋转都不改变图形的形状和大小
C.图形可以向某方向平移一定距离,也可以向某方向旋转一定距离
D.在平移和旋转图形的过程中,对应角相等,对应线段相等且平行
2.如图所示的图案是由六个全等的菱形拼成的,它也可以看作是以一个图案为“基本图案”,通过旋转得到的.以下图案中,不能作为“基本图案”的一个是( )
A.A B.B C.C D.D
3.如图,的三个顶点都在方格纸的格点上,其中A点的坐标是,现将绕点B按逆时针方向旋转90°,则旋转后点A的坐标是( )
A. B. C. D.
4.将绕点B按逆时针方向旋转到的位置,斜边和相交于点F,则的度数等于( )
A. B. C. D.
5.如图,将绕点顺时针旋转角,得到,此时点,点,点在一条直线上,若,则旋转角的度数是( )
A.79° B.80° C.78° D.81°
6.如图,在中,,将绕点C旋转,得到,若点A的对应点D恰好在的延长线上,则旋转方向和旋转角可能为( )
A.顺时针, B.逆时针, C.顺时针, D.逆时针,
7.如图,将点M绕点O顺时针旋转90°得到点N,则点N在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
8.如图,△ABC中,已知∠C=90°,∠B=55°,点D在边BC上,BD=2CD.把△ABC绕着点D逆时针旋转m(0<m<180)度后,如果点B恰好落在初始Rt△ABC的边上,那么m为( )
A.70° B.70°或120°
C.120° D.80°
9.如图,P是等边三角形ABC内的一点,且,,,将绕点B顺时针旋转得到,连接PQ,则以下结论中错误的是( )
A. B. C. D.
10.如图,△ACD和△AEB都是等腰直角三角形,∠CAD=∠EAB=90°,四边形ABCD是平行四边形,下列结论错误的是( )
A.沿AE所在直线折叠后,△ACE和△ADE重合
B.沿AD所在直线折叠后,△ADB和△ADE重合
C.以A为旋转中心,把△ACE逆时针旋转90°后与△ADB重合
D.以A为旋转中心,把△ACB逆时针旋转270°后与△DAC重合
二、填空题
11.如图,把以点S为中心逆时针旋转得到,已知,,则 .
12.如图所示,把一个直角三角尺绕角的顶点顺时计旋转,使得点落在的延长线上的点处,则的度数为 .
13.如图,点B在x轴上,∠ABO=90°,∠A=30°,OA=4,将△OAB绕点O旋转150°得到△OA′B′,则点A′的坐标为
14.线段在平面直角坐标系中的位置如图所示,已知,线段与轴的夹角为,现将线段绕点旋转,得到线段,则点的坐标为 .
15.如图,在中,,,将绕点A逆时针旋转得到,连接,则的度数为 .
16.如图,将边长为1的正三角形沿x轴正方向作无滑动的连续反转,点P依次落在点、、…的位置,则点的坐标为 .
17.已知:如图,在平面上将绕点旋转到的位置时,,则为 度
18.如图,在中,,将绕点B按逆时针方向旋转后得到,则阴影部分的面积为 .
三、解答题
19.(1)化简:
(2)如图,在中,,,,将绕着点B顺时针旋转90°至处,连结FC,求FC的长.
20.如图,在平面直角坐标系中,正方形网格中小正方形的边长均为1,和的顶点都在格点(网格线的交点)上.
(1)将绕点顺时针旋转得到,画出;
(2)作关于轴对称的;
(3)_______.
21.如图,在和中,.
(1)当点D在上时,如图①,线段有怎样的数量关系和位置关系?请证明你的猜想;
(2)将图①中的绕点A顺时针旋转,如图②,线段有怎样的数量关系和位置关系?请说明理由.
22.在中,,.
(1)如图1,点在边上,且.求的值;
(2)如图2,点在的外部,且.求证:;
(3)若是平面内一点,且,,请直接写出的值为______.
23.已知,在四边形中,,连接.
(1)如图1,若,,,求的面积;
(2)如图2,若,平分,求证:;
(3)如图3,在(2)的条件下,若点P是射线上一动点,连接.将线段绕着点D顺时针旋转,点P的对应点为,若,请直接写出的最小值.
24.综合与实践
(1)观察理解:如图,中,,,直线过点,点、在直线同侧,,,垂足分别为、,由此可得:,所以,又因为,所以;所以,又因为,所以( );(请填写全等判定的方法)
(2)理解应用:如图,且,且,利用()中结论,请按照图中所标注的数据计算图中实线所围成的图形的面积 ;
(3)类比探究:如图,中,,,将斜边绕点逆时针旋转至,连接,求的面积;
(4)拓展提升:如图,点,在的边,上,点、在内部的射线上,、分别是、的外角,已知,,求证:.
25.(一)问题探究
已知:在锐角中,,把线段绕点沿逆时针方向旋转得到线段,把线段绕点沿顺时针方向旋转得到线段,分别连接.
(1)如图①,当时,线段与的数量关系是 (直接写出结论,不说理由);
(2)如图②,当时,
①探究线段与的数量关系,并说明理由;
②若,,求的长;
(二)解决问题
如图③,在四边形中,,,,请直接写出线段的长.(不说理由)
26.实践与探究
【问题提出】已知三条射线、、,若其中一条射线平分另两条射线所组成的角时(如下图中),我们称、、组成的图形为“角分图形”.
【问题探究】在一次数学活动课上,小明和小亮同学用一个含角的直角三角板做分角实验.如图1,在直线上取一点,过点作射线,使.将一直角三角板的直角顶点放在点处,一边在射线上,另一边在直线的下方.
小明同学将图1中的三角板绕点逆时针旋转,使一边在的内部,如图2.小明发现此时、、组成的图形为“角分图形”,请说明理由.
【类比探究】
小亮同学将图1中的三角板绕点以每秒的速度沿逆时针方向旋转一周,在旋转的过程中,第秒时,发现射线、、恰好构成“角分图形”,请求出的值.
【问题拓展】
小明同学将图1中的三角板绕点顺时针旋转至图3,使在的内部,问题:在旋转过程中,与的差是否发生变化?若不变,请求出这个差值;若变化,请求出差的变化范围.
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第03讲 图形的旋转
模块一 思维导图串知识
模块二 基础知识全梳理(吃透教材)
模块三 核心考点举一反三
模块四 小试牛刀过关测
1.经历观察﹑操作﹑欣赏理解图形旋转的概念。
2.理解图形旋转的性质。
3.会画旋转图形并会找出对应点﹑对应线段﹑对应角。
知识点1.生活中的旋转现象
(1)旋转的定义:在平面内,把一个图形绕着某一个点O旋转一个角度的图形变换叫做旋转.点O叫做旋转中心,转动的角叫做旋转角,如果图形上的点P经过旋转变为点P′,那么这两个点叫做对应点.
(2)注意:
①旋转是围绕一点旋转一定的角度的图形变换,因而旋转一定有旋转中心和旋转角,且旋转前后图形能够重合,这时判断旋转的关键.
②旋转中心是点而不是线,旋转必须指出旋转方向.
③旋转的范围是平面内的旋转,否则有可能旋转成立体图形,因而要注意此点.
知识点2.旋转的性质
(1)旋转的性质:①对应点到旋转中心的距离相等. ②对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角. ③旋转前、后的图形全等.
(2) 旋转三要素:①旋转中心; ②旋转方向; ③旋转角度.
(3) 注意:三要素中只要任意改变一个,图形就会不一样.
知识点3.旋转对称图形
(1)旋转对称图形
如果某一个图形围绕某一点旋转一定的角度(小于360°)后能与原图形重合,那么这个图形就叫做旋转对称图形.
(2)常见的旋转对称图形有:线段,正多边形,平行四边形,圆等.
知识点4.作图-旋转变换
(1)旋转图形的作法:
根据旋转的性质可知,对应角都相等都等于旋转角,对应线段也相等,由此可以通过作相等的角,在角的边上截取相等的线段的方法,找到对应点,顺次连接得出旋转后的图形.
(2)旋转作图有自己独特的特点,决定图形位置的因素较多,旋转角度、旋转方向、旋转中心,任意不同,位置就不同,但得到的图形全等.
题型一、 图形的旋转
考点1、找旋转中心、旋转角、对应点
1.(23-24八年级下·江苏徐州·期中)如图,正方形网格中的每个小正方形的边长为1,将绕旋转中心旋转某个角度后得到,其中点A,B,C的对应点是点,,,那么旋转中心是( )
A.点Q B.点P C.点N D.点M
【答案】C
【知识点】找旋转中心、旋转角、对应点
【分析】本题考查了图形的旋转,可由旋转的性质确定旋转前后两个图形的旋转中心,灵活应用旋转的性质是解题的关键.由图形绕某点旋转的性质(对应点到旋转中心的距离相等)可知旋转中心.或根据旋转中心在对应点连线的垂直平分线上解答.
【详解】解:方法一:点A的对应点是点,由图像可得,根据旋转的性质可知点M、P、Q都不是旋转中心,只有,且,所以点N是旋转中心.
方法二:如图,N点为旋转中心.
故选:C.
2.(23-24八年级下·江苏南京·期末)如图,在方格纸中,线段绕某个点旋转一定角度得到线段,其中点A的对应点是点C,则旋转中心是点 .
【答案】H
【知识点】找旋转中心、旋转角、对应点
【分析】本题主要考查图形旋转的性质,牢记旋转中心的确定方法(对应点连线的垂直平分线的交点即为旋转中心)是解题的关键.
根据旋转的性质,对应点的连线的垂直平分线必过旋转中心,进而求解即可.
【详解】根据网格结构作、的垂直平分线,交点为H,所以旋转中心一定是H点.
故答案为:H.
3.(22-23八年级下·江苏·周测)如图,通过旋转可以使其与重合
(1)仅用无刻度直尺确定旋转中心M(保留作图痕迹),并写出旋转,使其与重合的过程.
(2)若F、A的坐标分别为,,则旋转中心的坐标为
【答案】(1)图见解析,绕点M顺时针旋转与重合;
(2)
【知识点】写出直角坐标系中点的坐标、找旋转中心、旋转角、对应点
【分析】(1)连接,利用网格分别作线段的垂直平分线,交点即为旋转中心;由图以及旋转的性质可得答案;
(2)根据点F和A的坐标建立平面直角坐标系,即可得出答案.
【详解】(1)解:如图,点M即为所求.
绕点M顺时针旋转与重合;
(2)解:建立平面直角坐标系如图所示,
则旋转中心的坐标为.
故答案为:.
【点睛】本题考查作图-旋转变换,熟练掌握旋转的性质是解答本题的关键.
考点2、判断生活中的旋转现象
4.(22-23八年级下·江苏宿迁·阶段练习)下列运动属于数学上的旋转的有( ).
A.钟表上的时针运动 B.城市环路公共汽车
C.地球绕太阳转动 D.将等腰三角形沿着底边上的高对折
【答案】A
【知识点】判断生活中的旋转现象
【分析】根据旋转的定义,在平面内,把一个图形绕着某一个点旋转一个角度的图形变换叫做旋转,进而分别判断得出答案.
【详解】解:A、钟表上的时针运动,属于旋转,故此选项符合题意;
B、城市环路公共汽车,不属于旋转,故此选项不符合题意;
C、地球绕太阳转动,不属于旋转,故此选项不符合题意;
D、将等腰三角形沿着底边上的高对折,不属于旋转,故此选项不符合题意;
故选:A.
【点睛】此题主要考查了生活中的旋转现象,正确把握定义是解题关键.
5.(21-22八年级下·江苏泰州·期末)将数字“6”旋转,得到数字“9”,将数字“9”旋转,得到数字“6”,现将数字“689”整体旋转,得到的数字是 .
【答案】689
【知识点】判断生活中的旋转现象
【分析】直接利用中心对称图形的性质结合“689”的特点得出答案.
【详解】解:将数字“689” 整体旋转180°,得到的数字是:689.
故答案为:689.
【点睛】此题主要考查了生活中的旋转现象,能够想象出旋转后的图形是解题关键.
考点3、画旋转图形
6.(2021·江苏苏州·中考真题)如图,在方格纸中,将绕点按顺时针方向旋转90°后得到,则下列四个图形中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】画旋转图形
【分析】根据绕点按顺时针方向旋转90°逐项分析即可.
【详解】A、是由关于过B点与OB垂直的直线对称得到,故A选项不符合题意;
B、是由绕点按顺时针方向旋转90°后得到,故B选项符合题意;
C、与对应点发生了变化,故C选项不符合题意;
D、是由绕点按逆时针方向旋转90°后得到,故D选项不符合题意.
故选:B.
【点睛】本题考查旋转变换.解题的关键是弄清旋转的方向和旋转的度数.
7.(23-24八年级下·江苏扬州·阶段练习)如图,已知的三个顶点坐标为、、.
(1)将向右平移5个单位后点B的对应点坐标为 ;
(2)请画出关于坐标原点O的中心对称图形,并写出点C的对应点坐标 ;
(3)若将点A绕点C旋转,请直接写出点A的对应点的坐标 .
【答案】(1)
(2)见解析,
(3)或
【知识点】画旋转图形、由平移方式确定点的坐标
【分析】本题考查作图-平移变换,旋转变换,以及中心对称:
(1)根据平移方式可以得出的对应点即可.
(2)根据中心对称的性质作图,即可得出答案.
(3)根据旋转的性质可得答案.
【详解】(1)解:∵,
∴向右平移5个单位后点B的对应点坐标为,即
故答案为:
(2)解:如图,
点坐标为,
故答案为:;
(3)解:如图,点即为所作,
点的坐标为或,
故答案为:或
考点4、根据旋转的性质求解
8.(21-22八年级下·江苏淮安·期末)如图,将绕点A顺时针旋转一定的角度得到,此时点恰在边上,若,则的长为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【知识点】根据旋转的性质求解
【分析】本题考查了旋转的性质,掌握旋转的性质是解题的关键.
由旋转的性质可得,即可求解.
【详解】解:将绕点顺时针旋转一定的角度得到,
,
,
故选:B.
9.(23-24八年级下·江苏南通·期末)如图,将绕点A逆时针旋转得到,点D恰好落在边上.若,则的度数为 .
【答案】/59度
【知识点】三角形内角和定理的应用、根据旋转的性质求解、等边对等角
【分析】本题考查旋转的性质、等腰三角形的性质、三角形内角和定理,根据旋转的性质可得,,再根据等腰三角形的性质可得,由三角形内角和定理求解即可.
【详解】解:由旋转的性质可得,,,
∴,
故答案为:.
10.(23-24八年级下·江苏苏州·阶段练习)如图,中,,,,将绕点按顺时针旋转,得到,求的长度.
【答案】4
【知识点】用勾股定理解三角形、根据旋转的性质求解、等边三角形的判定和性质
【分析】本题主要考查了勾股定理,等边三角形的性质与判定,旋转的性质,证明是等边三角形是解题的关键.先根据勾股定理求出,由旋转的性质可得,,由此可证明是等边三角形,则.
【详解】解:中,,,,
,
将绕点按顺时针旋转,得到,
,,
是等边三角形,
.
考点5、根据旋转的性质说明线段或角相等
11.(20-21八年级下·江苏苏州·阶段练习)如图,将绕点A按逆时针方向旋转,得到,若点在线段的延长线上,则的度数为( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】等边对等角、根据旋转的性质说明线段或角相等
【分析】由旋转的性质可得,,,由等边对等角的性质可得,即可求解.
【详解】解:∵将绕点A按逆时针方向旋转,
∴,,,
∴,
∴,
∴,
故选:C.
【点睛】本题主要考查了旋转,等腰三角形,熟练掌握旋转的性质,等腰三角形的性质,是解题的关键.
12.(23-24八年级下·江苏盐城·期中)如图,绕点A按逆时针方向旋转后与重合,则 .
【答案】/62度
【知识点】根据旋转的性质说明线段或角相等、等边对等角
【分析】本题考查了旋转的性质,三角形内角和定理,熟知旋转角的定义与旋转后对应边相等是解题的关键.
根据旋转的性质知,,然后利用三角形内角和定理进行求解.
【详解】∵绕点按逆时针方向旋转后与重合,
∴,,
∴,
故答案为:.
13.(23-24八年级下·江苏南京·期末)如图,将绕点O按逆时针旋转得到,其中A与D是对应点,B与E是对应点,请借助于该图形用符号语言写出关于旋转的3条不同的性质.
【答案】①;②,,;③
【知识点】根据旋转的性质求解、根据旋转的性质说明线段或角相等
【分析】本题主要考查了作图旋转变换以及扇形面积的计算的知识,解答本题的关键是找出旋转中心,正确地画出旋转图形是求线段扫过面积的基础,此题难度不大.利用旋转变换的性质解答即可.
【详解】解:根据旋转不改变图形的形状及大小得:①;
根据旋转不改变线段的长短得:②,,;
根据旋转角相等可得:③.
考点6、旋转对称图形的识别
14.(21-22八年级下·江苏徐州·阶段练习)如图点为正方形对角线的交点,则将绕点旋转得到,则这种旋转方式是( )
A.顺时针旋转 B.顺时针旋转 C.逆时针旋转 D.逆时针旋转
【答案】D
【知识点】旋转对称图形的识别
【分析】由正方形的性质得到∠COD=∠DOA=90°, OC=OD=OA,则△COD绕点O逆时针旋转得到△DOA,旋转角为90°,据此可得答案.
【详解】解∶∵四边形ABCD为正方形,
∴AC⊥BD,OB=OD,OA=OC,AC=BD,
∴∠COD=∠DOA=90°,OC=OD=OA,
∴△COD绕点O逆时针旋转90°得到△DOA,
故选∶D.
【点睛】本题主要考查了旋转的性质,正方形的性质,旋转时找出旋转中心、旋转方向、旋转角是解决问题的关键.
15.(2023八年级下·江苏·专题练习)如图,在四边形中,,,垂足为点C,E是的中点,连接并延长交的延长线于点F.
(1)图中可以由△______绕着点______旋转______度后得到;
(2)写出图中的一对全等三角形______;
(3)若,,.求的面积.
【答案】(1),E,
(2)
(3)25
【知识点】全等三角形综合问题、旋转对称图形的识别
【分析】(1)通过证明即可得到可以由绕点E旋转后得到;
(2)根据(1)可直接得到答案;
(3)利用可得到答案.
【详解】(1)解:∵,
∴,,
∵E是的中点,
∴,
在和中,
,
∴(AAS),
∴可以由绕点E旋转后得到,
故答案为:,E,;
(2)解:由(1)可知
故答案为:;
(3)解:∵,,
∴.
【点睛】本题考查了全等三角形的判定、梯形的面积公式运用以及中心对称的知识,解题的关键证得.
考点7、求绕原点旋转90度的点的坐标
16.(2024八年级下·江苏·专题练习)如图,在平面直角坐标系中,按如图所示放置正方形,D为上一点,其坐标为.将正方形绕坐标原点O顺时针旋转,每秒旋转,动2023秒后点D的对应点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】求绕原点旋转90度的点的坐标
【分析】本题主要考查了点坐标规律的探索,旋转的性质,全等三角形的性质与判定,正方形的性质,正确找到旋转2023秒后点D的位置是解题的关键.先确定此时点D对应的位置即点所在的位置,如图,过点D,分别作轴于点E,轴于点F,证明,得到,由此求解即可.
【详解】解:∵正方形绕坐标原点O顺时针旋转,每秒旋转,
∴旋转4秒恰好旋转.
∵,
∴旋转2023秒,即点D旋转了505圈后,又旋转了3次.
∵,
∴此时点D对应的位置即点 所在的位置,
如图.过点D,分别作轴于点E,轴于点F,
∴,
∴,
∵四边形是正方形,
∴,
∴,
∴.
在和中,
,
∴,
∵点D的坐标为,
∴.
又点在第二象限,
∴旋转2023秒后,点D的坐标为.
故选B.
17.(22-23八年级下·江苏泰州·阶段练习)将一次函数的图象绕原点O逆时针旋转,所得到的图象对应的函数表达式是 .
【答案】
【知识点】求一次函数解析式、求绕原点旋转90度的点的坐标
【分析】利用直线与两坐标轴的交点坐标,求得旋转后的对应点的坐标,然后利用待定系数法求解即可.
【详解】解:在一次函数中,
令,则,令,则,
∴直线经过点,,
将一次函数的图象绕点O逆时针旋转,
则的对应点为,的对应点为,
设对应的函数解析式为:,
将点,代入得:
,解得,
∴旋转后对应的函数解析式为,
故答案为:.
【点睛】本题考查了一次函数图象与几何变换,掌握旋转的性质是解题的关键.
18.(23-24八年级下·江苏扬州·期末)如图,平面直角坐标系中,、、.
(1)以点C为旋转中心,将逆时针旋转, 画出旋转后的图形;
(2)直接写出两点的坐标为______,______;
(3)为轴上一点,当最大时,的坐标是_______.
【答案】(1)见解析;
(2)、;
(3).
【知识点】求一次函数解析式、求绕原点旋转90度的点的坐标
【分析】本题考查作图一旋转变换,解题的关键是理解题意,灵活运用所学知识解决问题.
(1)分别作出的对应点即可;
(2)依据图象直接写出的坐标即可;
(3)直线交轴于,点即为所求作,求出直线的解析式,可得结论.
【详解】(1)如图, 即为所求作.
(2)观察图象可知,
的坐标为的坐标为(
故答案为:
(3)直线交轴于,点即为所求作.
设直线的解析式为代入得:
解得:
∴直线的解析式为
当时,
故答案为:
考点8、坐标与旋转规律问题
19.(2024八年级下·江苏·专题练习)如图,在方格纸上建立的平面直角坐标系中,将绕点按逆时针方向旋转,得到,则点的对应点的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】坐标与旋转规律问题、坐标与图形
【分析】本题考查了图形的旋转,借助格点,将旋转得到,再结合网格图即可作答.
【详解】解:如图所示,点的对应点的坐标是,
故选:B.
20.(23-24八年级下·江苏常州·期中)如图,在平面直角坐标系中,矩形的边在x轴上,点,点,将矩形绕点A逆时针旋转,每次旋转,当第2026次旋转结束时,点C对应的坐标是 .
【答案】
【知识点】坐标与旋转规律问题
【分析】本题主要考查旋转的知识,点坐标规律问题,熟练根据旋转的知识确定旋转后的位置是解题的关键.
根据矩形的性质作出旋转后的图形,找到C点的坐标规律即可.
【详解】解:将矩形绕点A逆时针旋转,如图
可知:,,,…,
则:每旋转4次则回到原位置,
∵,
即:第2026次旋转结束时,完成了506次循环,又旋转了2次,
∴当第2026次旋转结束时,点C对应的坐标是.
故答案为:.
21.(20-21八年级下·江苏南京·期中)如图,线段绕点顺时针旋转一定的角度得到线段.
(1)请用直尺和圆规作出旋转中心(不写作法,保留作图痕迹);
(2)连接、、、,根据旋转的性质用符号语言写出2条不同类型的正确结论.
(3)如图,在中,,,点的坐标是,,将旋转到的位置,点在上,则旋转中心的坐标为______.
【答案】(1)见解析;(2)①,;②;(3)
【知识点】用勾股定理解三角形、根据旋转的性质求解、坐标与旋转规律问题
【分析】(1)分别连接AA1,BB1,分别作其垂直平分线,交点即为旋转中心O;
(2)根据图形写出2条不同类型的结论;
(3)与的垂直平分线的交点即为旋转中心,连接,过作轴于F,求出BD和PD,知道求出,得到和点D,算出OF,最后用勾股定理即可求解.
【详解】(1)如图,点即为所求.
(2)如图;
①,
②
(3)解:如图,与的垂直平分线的交点即为旋转中心,连接,过作轴于,
∵点在上,
∴点到、的距离相等,都是,
即,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵点的坐标是,
∴,
由勾股定理得,,
∴旋转中心的坐标为.
故答案为:.
【点睛】本题主要考查了作图-旋转变换以及勾股定理的应用,解答本题的关键是找出旋转中心.
一、单选题
1.下列说法正确的是( )
A.平移不改变图形的形状和大小,而旋转改变图形的形状和大小
B.平移和旋转都不改变图形的形状和大小
C.图形可以向某方向平移一定距离,也可以向某方向旋转一定距离
D.在平移和旋转图形的过程中,对应角相等,对应线段相等且平行
【答案】B
【知识点】旋转的性质及辨析、利用平移的性质求解
【详解】解:A. 平移不改变图形的形状和大小,而旋转同样不改变图形的形状和大小,故错误;
B. 平移和旋转的共同点是改变图形的位置,而图形的形状大小没有变化,故正确;
C. 图形可以向某方向平移一定距离,而旋转是围绕中心做圆周运动,故错误;
D. 在平移和旋转图形中,对应角相等,平移中对应线段相等且平行,旋转图形对应线段相等但不一定平行,故错误.
故选B.
2.如图所示的图案是由六个全等的菱形拼成的,它也可以看作是以一个图案为“基本图案”,通过旋转得到的.以下图案中,不能作为“基本图案”的一个是( )
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】利用旋转设计图案
【详解】解:A、顺时针,连续旋转60度,三次即可得到.
B、不能作为“基本图案”.
C、旋转180度,即可得到.
D、旋转60度即可.
故选:B.
【点睛】本题考查了图形的旋转变化,认真观察旋转得到的图案,找到旋转中心,即可判断.
3.如图,的三个顶点都在方格纸的格点上,其中A点的坐标是,现将绕点B按逆时针方向旋转90°,则旋转后点A的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】求绕某点(非原点)旋转90度的点的坐标
【分析】由题意直接利用网格特点和旋转的性质画出绕点B逆时针旋转90°后的图形,然后写出旋转后点A的坐标.
【详解】解:如图所示,绕点B按逆时针方向旋转90°得到,则旋转后点A的坐标是,
故选B.
【点睛】本题主要考查了坐标与图形变化——旋转,正确画出旋转后的图形是解题的关键.
4.将绕点B按逆时针方向旋转到的位置,斜边和相交于点F,则的度数等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】根据旋转的性质求解、三角形的外角的定义及性质
【分析】由旋转的性质可得∠C=∠D,∠DBC=28°,由外角的性质可求解.
【详解】解:如图,设DE和BC的交点为H,
∵将△ABC绕点B按逆时针方向旋转28°到△EBD的位置,
∴∠C=∠D,∠DBC=28°,
又∵∠DHC=∠C+∠DFC=∠D+∠DBC,
∴∠DBC=∠DFC=28°,
故选:A.
【点睛】本题考查了旋转的性质,掌握旋转的性质是本题的关键.
5.如图,将绕点顺时针旋转角,得到,此时点,点,点在一条直线上,若,则旋转角的度数是( )
A.79° B.80° C.78° D.81°
【答案】A
【知识点】根据旋转的性质求解
【分析】根据旋转的性质可知,用180°减去的度数再除以2即可求出旋转角的度数.
【详解】∵绕点顺时针旋转角,得到,
∴,
∵,
∴,
∴,
故选:A
【点睛】本题主要考查了旋转的性质,熟练地掌握对应点与旋转中心连线的夹角等于旋转角是解题的关键.
6.如图,在中,,将绕点C旋转,得到,若点A的对应点D恰好在的延长线上,则旋转方向和旋转角可能为( )
A.顺时针, B.逆时针, C.顺时针, D.逆时针,
【答案】A
【知识点】根据旋转的性质求解
【分析】本题考查了图形旋转的定义,平角的定义,正确理解图形旋转的定义是解题的关键.根据图形旋转的定义及平角的定义,即得答案.
【详解】将绕点C旋转,得到,且点A的对应点D恰好在的延长线上,
,
旋转方向为顺时针时,旋转角度为;
旋转方向为逆时针时,旋转角度为.
故选:A.
7.如图,将点M绕点O顺时针旋转90°得到点N,则点N在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】C
【知识点】根据旋转的性质求解、判断点所在的象限
【分析】根据旋转的性质可得结论.
【详解】解:∵点M在第四象限,
∴将点M绕点O顺时针旋转得到点N,则点N在第三象限,
故选:C
【点睛】本题主要考查了旋转的性质以及坐标与位置,正确理解旋转的性质是解答本题的关键.
8.如图,△ABC中,已知∠C=90°,∠B=55°,点D在边BC上,BD=2CD.把△ABC绕着点D逆时针旋转m(0<m<180)度后,如果点B恰好落在初始Rt△ABC的边上,那么m为( )
A.70° B.70°或120°
C.120° D.80°
【答案】B
【知识点】根据旋转的性质说明线段或角相等
【分析】①当点B落在AB边上时,根据DB=DB1,即可解决问题,②当点B落在AC上时,在RT△DCB2中,根据∠C=90°,DB2=DB=2CD可以判定∠CB2D=30°,由此即可解决问题.
【详解】①当点B落在AB边上时,
∵DB=DB1,
∴∠B=∠DB1B=55°,
∴m=∠BDB1=180°-2×55°=70°,
②当点B落在AC上时,
在RT△DCB2中,∵∠C=90°,DB2=DB=2CD,
∴∠CB2D=30°,
∴m=∠C+∠CB2D=120°,
故选B.
9.如图,P是等边三角形ABC内的一点,且,,,将绕点B顺时针旋转得到,连接PQ,则以下结论中错误的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】根据旋转的性质说明线段或角相等、判断三边能否构成直角三角形、等边三角形的判定和性质
【分析】根据旋转的性质和等边三角形的判定定理得出是等边三角形,即可得,再根据勾股定理的逆定理得出,继而得到的度数,根据三角形的面积公式判断和即可.
【详解】是等边三角形,
,
将绕点B顺时针旋转得到,
,旋转角为,故选项A正确;
由旋转得:,,
是等边三角形,
,,
,
是直角三角形,
,
,
由旋转得,故选项B正确;
,故选项D正确;
是等边三角形,
,故选项C错误;
故选:C.
【点睛】本题考查旋转的性质、等边三角形的判定与性质、勾股定理的逆定理等知识点,解题的关键是熟知旋转的性质,综合运用定理进行推理.
10.如图,△ACD和△AEB都是等腰直角三角形,∠CAD=∠EAB=90°,四边形ABCD是平行四边形,下列结论错误的是( )
A.沿AE所在直线折叠后,△ACE和△ADE重合
B.沿AD所在直线折叠后,△ADB和△ADE重合
C.以A为旋转中心,把△ACE逆时针旋转90°后与△ADB重合
D.以A为旋转中心,把△ACB逆时针旋转270°后与△DAC重合
【答案】D
【知识点】根据旋转的性质说明线段或角相等、根据旋转的性质求解、折叠问题、全等三角形综合问题
【详解】解:A、由于△ACD和△AEB都是等腰直角三角形,∠CAD=∠EAB=90°,
则AD=AC,∠BAC=45°,于是∠EAD=135°,∠CAE=135°,
所以△ACE≌△ADE,所以A选项的结论正确;
B、由于△ACD和△AEB都是等腰直角三角形,∠CAD=∠EAB=90°,
则AB=AE,∠BAC=45°,于是∠BAD=135°,∠DAE=135°,
所以△ADB≌△ADE,所以B选项的结论正确;
C、由A、B选项得到∠CAD=90°,∠BAE=90°,AB=AE,AD=AC,
所以以A为旋转中心,把△ACE逆时针旋转90°后与△ADB重合,
所以C选项的结论正确;
D、由于四边形ABCD是平行四边形,则△ACB与△DAC为全等的等腰直角三角形,
△ACB与△DAC只能经过翻折和平移才能重合,所以D选项的结论错误.
故选D.
二、填空题
11.如图,把以点S为中心逆时针旋转得到,已知,,则 .
【答案】
【知识点】根据旋转的性质说明线段或角相等、三角形内角和定理的应用
【分析】根据旋转的性质得到,结合已知依据三角形内角和可求解.
【详解】解:由旋转可知,
故答案为:.
【点睛】本题考查了旋转的性质和三角形内角和定理;解题的关键是熟练掌握旋转的性质.
12.如图所示,把一个直角三角尺绕角的顶点顺时计旋转,使得点落在的延长线上的点处,则的度数为 .
【答案】/15度
【知识点】根据旋转的性质求解
【分析】根据旋转的性质△ABC≌△EDB,BC=BD,求出∠CBD的度数,再求∠BCD的度数.
【详解】解:根据旋转的性质△ABC≌△EDB,BC=BD,
则△CBD是等腰三角形,∠BDC=∠BCD,∠CBD=180°-∠DBE=180°-30°=150°,
∠BCD=(180°-∠CBD)=15°.
故答案为15°.
【点睛】本题考查了旋转的性质,解题时根据旋转的性质,确定各角之间的关系,利用已知条件把一个直角三角尺ACB绕着30°角的顶点B顺时针旋转求出即可.
13.如图,点B在x轴上,∠ABO=90°,∠A=30°,OA=4,将△OAB绕点O旋转150°得到△OA′B′,则点A′的坐标为
【答案】(0,-4)或(,)
【知识点】求绕原点旋转一定角度的点的坐标、含30度角的直角三角形
【分析】根据直角三角形两锐角互余求出∠AOB=60°,然后分①顺时针旋转,点A′在y轴负半轴,根据OA′的长度写出点A′的坐标即可;②逆时针旋转时,求出OA′与x轴负半轴夹角为30°,过点A′作A′C⊥x轴于C,根据直角三角形30°角所对的直角边等于斜边的一半求出A′C,再利用勾股定理列式求出OC,然后写出点A′的坐标即可.
【详解】解:∵∠ABO=90°,∠A=30°,
∴∠AOB=60°,
①若是顺时针旋150°,如图,点A′在y轴负半轴,
则OA′=OA=4,
所以,点A′的坐标为(0,-4);
②若是逆时针旋转150°,如图,
∵旋转角为150°,
∴OA′与x轴负半轴夹角为30°,
过点A′作A′C⊥x轴于C,
则A′C=OA′=×4=2,
由勾股定理得,OC,
所以,点A′的坐标为(,),
综上所述,点A′的坐标为(0,-4)或(,).
故答案为:(0,-4)或(,).
【点睛】本题考查了坐标与图形变化-旋转,主要利用了直角三角形两锐角互余,直角三角形30°角所对的直角边等于斜边的一半以及勾股定理,难点在于分情况讨论.
14.线段在平面直角坐标系中的位置如图所示,已知,线段与轴的夹角为,现将线段绕点旋转,得到线段,则点的坐标为 .
【答案】或/或
【知识点】根据旋转的性质求解、用勾股定理解三角形、含30度角的直角三角形、坐标与图形
【分析】当线段绕点O逆时针旋转时,得到线段,点在y轴上,,可得点的坐标为;当线段绕点O顺时针旋转30°时,得到线段,过点作轴于点B,此时,则,则点点的坐标为,进而可得答案.
【详解】解:当线段绕点O逆时针旋转时,得到线段,
∵线段与x轴的夹角为,
∴点在y轴上,
∵,
∴,
∴点的坐标为;
当线段绕点O顺时针旋转30°时,得到线段,
过点作轴于点B,
∴,
∴,
∴点的坐标为.
∴的坐标为或.
故答案为:或.
【点睛】本题考查坐标与图形变化-旋转,坐标与图形,勾股定理等知识,熟练掌握旋转的性质是解答本题的关键.
15.如图,在中,,,将绕点A逆时针旋转得到,连接,则的度数为 .
【答案】
【知识点】根据旋转的性质求解、等边对等角、三角形的外角的定义及性质
【分析】根据旋转的性质可得,,然后根据得出,根据三角形外角的性质可得结果.
【详解】解:∵将绕点A逆时针旋转得到,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,
故答案为:.
【点睛】本题考查了旋转的性质,等腰三角形的性质,三角形外角的性质,根据旋转的性质得出相应的边和角相等是解本题的关键.
16.如图,将边长为1的正三角形沿x轴正方向作无滑动的连续反转,点P依次落在点、、…的位置,则点的坐标为 .
【答案】
【知识点】坐标与旋转规律问题
【分析】本题考查翻折变换,等边三角形的性质及坐标与图形性质,根据题意得出、、的横坐标,得出规律是解答此题的关键.根据图形的翻转,分别得出、、的横坐标,再根据规律即可得出各个点的横坐标,进一步得出答案即可.
【详解】解:由题意可知、的横坐标是1,的横坐标是2.5,、的横坐标是4,的横坐标是
依此类推下去,、的横坐标是2023,纵坐标是0,
的坐标是,
故答案为:.
17.已知:如图,在平面上将绕点旋转到的位置时,,则为 度
【答案】
【知识点】根据旋转的性质求解
【分析】此题结合旋转前后的两个图形全等的性质以及平行线的性质,进行计算.
【详解】解:∵AA′∥BC,
∴∠A′AB=∠ABC=70°.
∵BA′=AB,
∴∠BA′A=∠BAA′=70°,
∴∠ABA′=40°,
又∵∠A′BA+∠ABC'=∠CBC'+∠ABC',
∴∠CBC′=∠ABA′,
即可得出∠CBC'=40°.
故答案为:40°.
【点睛】本题考查旋转的性质以及平行线的性质.
18.如图,在中,,将绕点B按逆时针方向旋转后得到,则阴影部分的面积为 .
【答案】25
【知识点】根据旋转的性质求解、含30度角的直角三角形
【分析】过A作于D,根据旋转的性质得出,,利用含30度角的直角三角形的性质得出,结合图形得出即可求解.
【详解】解:过A作于D,如图:
在中,,将绕点B按逆时针方向旋转后得到,
∴,
∴,
∴是等腰三角形,,
∵,
∴,
∴,
又∵,且,
∴,
故答案为:25.
【点睛】题目主要考查旋转的性质及含30度角的直角三角形的性质,结合图形,熟练掌握旋转的性质是解题关键.
三、解答题
19.(1)化简:
(2)如图,在中,,,,将绕着点B顺时针旋转90°至处,连结FC,求FC的长.
【答案】(1)(2)
【知识点】根据旋转的性质说明线段或角相等、用勾股定理解三角形、分式加减乘除混合运算
【分析】(1)先将分式进行化简、二次根式进行平方运算,然后再合并同类项即可得解;
(2)先利用勾股定理求出的长,再根据旋转的性质得出是一个等腰直角三角形,利用勾股定理即可求出斜边长.
【详解】解:(1)
(2)∵在中,,,
∴
∵绕着点B顺时针旋转90°至处
∴,
∴在中,
故答案是:(1)(2)
【点睛】本题考查了代数式的化简、勾股定理以及旋转变换的相关性质,难度都不大,属中等题目,认真审题即可.
20.如图,在平面直角坐标系中,正方形网格中小正方形的边长均为1,和的顶点都在格点(网格线的交点)上.
(1)将绕点顺时针旋转得到,画出;
(2)作关于轴对称的;
(3)_______.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)45
【知识点】根据旋转的性质求解、画旋转图形、画轴对称图形
【分析】本题主要考查旋转作图和轴对称作图:
(1)根据旋转的性质得出对应点,然后再顺次连接即可得出;
(2)分别作出点D,E,F三点关于轴对称的点再顺次连接即可作出;
(3)由可得,从而可得结论.
【详解】(1)解:如图,即为所作;
(2)如图,即为所作;
(3)由(1)(2)知,
又,
∴,
∴,
故答案为:45
21.如图,在和中,.
(1)当点D在上时,如图①,线段有怎样的数量关系和位置关系?请证明你的猜想;
(2)将图①中的绕点A顺时针旋转,如图②,线段有怎样的数量关系和位置关系?请说明理由.
【答案】(1),,证明见解析
(2),,证明见解析
【知识点】根据旋转的性质求解、全等的性质和SAS综合(SAS)
【分析】(1)延长与交于点F,证出,可得,且,即可解答;
(2)延长交于点F,交于点H,可以证明,可得,利用三角形的内角和为,即可得到最终结果;
本题考查了全等三角形的判定,考查了全等三角形对应边、对应角相等的性质,本题中准确作出辅助线求证三角形全等是解题的关键.
【详解】(1)解:,
理由如下:
如图①,延长与交于点F
在和中,
,,,
,
,,
,
,
,
,
;
(2),
理由如下:
,
,
即 ,
在和中,
,,,
,
,.
如图②,延长交于点F,交于点H.
在和中,
,,
,
.
22.在中,,.
(1)如图1,点在边上,且.求的值;
(2)如图2,点在的外部,且.求证:;
(3)若是平面内一点,且,,请直接写出的值为______.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)或
【知识点】根据旋转的性质说明线段或角相等、用勾股定理解三角形、根据等边对等角证明、全等的性质和SAS综合(SAS)
【分析】(1)由等腰三角形的性质可得,由角的数量关系可求,,由直角三角形的性质可得,即可求解;
(2)将绕点逆时针旋转,得到,过点作于,由等腰三角形的性质可求,由“”可证,可得,,由角的数量关系可证,可证;
(3)分两种情况讨论,由旋转的性质可得,,,,,由直角三角形的性质可求解.
【详解】(1)解:,,
,
,
,
,,
,
,,
,
;
(2)如图2,将绕点逆时针旋转,得到,连接,,过点作于,
,,
,
,
,,,
,
,
,
又,,
,
,,
设,
,
,
,
,
,
,
,
;
(3)如图3,当点在内时,将绕点顺时针旋转,得到,连接,
,,
,,
,
将绕点顺时针旋转,得到,
,,,,,
,,
,,
,,
,
;
如图4,当点在外时,将绕点顺时针旋转,得到,连接,
,,
,,
,
将绕点顺时针旋转,得到,
,,,,,
,,
,,
,
,
,
综上所述:或,
故答案为或.
【点睛】本题是三角形综合题,考查了全等三角形的判定和性质,勾股定理,旋转的性质,等腰三角形的性质,直角三角形的性质,添加辅助线.
23.已知,在四边形中,,连接.
(1)如图1,若,,,求的面积;
(2)如图2,若,平分,求证:;
(3)如图3,在(2)的条件下,若点P是射线上一动点,连接.将线段绕着点D顺时针旋转,点P的对应点为,若,请直接写出的最小值.
【答案】(1)
(2)见解析
(3)的最小值是
【知识点】根据旋转的性质求解、用勾股定理解三角形、等边三角形的判定和性质、含30度角的直角三角形
【分析】本题考查了旋转的性质,等边三角形的判定与性质,直角三角形的性质,垂线段最短,
(1)过点C作于点M,则,根据得,在中,,根据勾股定理得,,计算得,即可得;
(2)延长得到E,使,连接,根据,平分得,则是等边三角形,,,即可得,根据,得,利用可证明,则,根据,即可得;
(3)由(2)知,,根据线段绕着点D顺时针旋转,点P的对应点为的,根据点P是射线上一动点得时,最小,根据得,则,即可得;
掌握旋转的性质,等边三角形的判定与性质,直角三角形的性质,垂线段最短,添加辅助线是解题的关键.
【详解】(1)解:如图所示,过点C作于点M,
∴,
∵,
∴,
在中,,根据勾股定理得,,
∴,,
∴;
(2)证明:如图所示,延长得到E,使,连接,
∵,平分,
∴,
∴是等边三角形,
∴,,
∴,
∵,
,
∴,
在和中,
∴,
∴,
∵,
∴;
(3)解:由(2)知,,
∵线段绕着点D顺时针旋转,点P的对应点为,
∴,
∵点P是射线上一动点,
∴时,最小,
∵,
∴,
∴,
∴的最小值是.
24.综合与实践
(1)观察理解:如图,中,,,直线过点,点、在直线同侧,,,垂足分别为、,由此可得:,所以,又因为,所以;所以,又因为,所以( );(请填写全等判定的方法)
(2)理解应用:如图,且,且,利用()中结论,请按照图中所标注的数据计算图中实线所围成的图形的面积 ;
(3)类比探究:如图,中,,,将斜边绕点逆时针旋转至,连接,求的面积;
(4)拓展提升:如图,点,在的边,上,点、在内部的射线上,、分别是、的外角,已知,,求证:.
【答案】(1);
(2).
(3);
(4)见解析
【知识点】根据旋转的性质求解、全等的性质和ASA(AAS)综合(ASA或者AAS)
【分析】本题属于几何变换综合题,考查了全等三角形的判定和性质,三角形面积等知识,解题的关键是构造全等三角形解决问题.
(1)根据证明即可;
(2)利用(1)中的结论,,利用面积差求的值;
(3)如图3,过作于,构造全等三角形即可求解;
(4)根据证明三角形全等,即可解答;
【详解】(1)解:∵,,
∴
∵,
在和中,
,
故答案为∶;
(2)解:过点、、分别作,,垂足为、、,
由()得∶
故答案为:.
(3)解:如图,过作于,
由旋转得∶,
由()可知,
;
(4)解:如图,
在和中,
,
25.(一)问题探究
已知:在锐角中,,把线段绕点沿逆时针方向旋转得到线段,把线段绕点沿顺时针方向旋转得到线段,分别连接.
(1)如图①,当时,线段与的数量关系是 (直接写出结论,不说理由);
(2)如图②,当时,
①探究线段与的数量关系,并说明理由;
②若,,求的长;
(二)解决问题
如图③,在四边形中,,,,请直接写出线段的长.(不说理由)
【答案】(1);(2)①,理由见详解;②;(3)
【知识点】全等的性质和SAS综合(SAS)、等腰三角形的性质和判定、用勾股定理解三角形、根据旋转的性质说明线段或角相等
【分析】(1)先根据旋转的性质得到,,,从而证明,即得答案;
(2)①类似(1)的证明,即可证得答案;②根据勾股定理可求得的长,根据①中的全等三角形及等腰三角形的性质,可得,最后由勾股定理即可求得答案;
(3)过点作,交的延长线于点,先根据等腰三角形的判定与性质,分别求出与的长,再证明,即得的长.
【详解】解:(1)∵把线段绕点沿逆时针方向旋转得到线段,把线段绕点沿顺时针方向旋转得到线段,
∴,,,
∴,即,
在和中,
,
∴,
∴.
故答案为:;
(2)①,理由如下:
∵把线段绕点沿逆时针方向旋转得到线段,把线段绕点沿顺时针方向旋转得到线段,
∴,,,
∴,即,
在和中,
,
∴,
∴;
②∵,,,,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴
∴;
(3)如下图,过点作,交的延长线于点,
∵,
∴,,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
在和中,
,
∴,
∴.
【点睛】本题主要考查了旋转的性质、全等三角形的判定与性质、勾股定理、等腰三角形的判定与性质等知识,熟练掌握相关知识是解题的关键.
26.实践与探究
【问题提出】已知三条射线、、,若其中一条射线平分另两条射线所组成的角时(如下图中),我们称、、组成的图形为“角分图形”.
【问题探究】在一次数学活动课上,小明和小亮同学用一个含角的直角三角板做分角实验.如图1,在直线上取一点,过点作射线,使.将一直角三角板的直角顶点放在点处,一边在射线上,另一边在直线的下方.
小明同学将图1中的三角板绕点逆时针旋转,使一边在的内部,如图2.小明发现此时、、组成的图形为“角分图形”,请说明理由.
【类比探究】
小亮同学将图1中的三角板绕点以每秒的速度沿逆时针方向旋转一周,在旋转的过程中,第秒时,发现射线、、恰好构成“角分图形”,请求出的值.
【问题拓展】
小明同学将图1中的三角板绕点顺时针旋转至图3,使在的内部,问题:在旋转过程中,与的差是否发生变化?若不变,请求出这个差值;若变化,请求出差的变化范围.
【答案】问题探究:见详解
类比探究:秒或秒或秒
问题拓展:不变,
【知识点】根据旋转的性质求解、角平分线的有关计算、几何图形中角度计算问题
【分析】本题考查了角分线的定义、旋转的性质、角度的加减等知识,由图和正确分类讨论是解题的关键.
问题探究:利用已知条件,旋转的性质和角平分线定义即可得出答案;
类比探究:由分类讨论和旋转的性质,结合题意即可得出答案;
问题拓展:通过设未知数,并根据角的和与差的运算消去未知数即可得出答案.
【详解】解:
问题探究:由题意可知,
、、组成的图形为“角分图形”;
类比探究:
当射线在中间时
此时位于上方,且
此时转过的角度为
(秒)
当射线在中间时
此时转过的角度为
(秒)
当射线在中间时
此时转过的角度为
(秒)
综上所述,秒或秒或秒;
问题拓展:
不变,差值为
设,
.
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