内容正文:
数学
1
专题七 直线型(三角形、四边形、
多边形)几何综合题
类型3 旋转类几何综合题
2
热身小练
1.将线段绕点旋转 得到线段,点是点的对应点,则
是______三角形.
2.将线段绕点旋转 得到线段,点是点的对应点,则
是__________三角形.
等边
等腰直角
3
3.如图,将绕点逆时针旋转,点 对应的点为点
,点对应的点为点.若,,三点共线,请画出点 的位置.
第3题图
解:点 的位置如解图所示.
第3题解图
4
综合训练
第1题图
1.[2023甘孜州]如图,在 中,
,点在边上,连接,将
绕点逆时针旋转 得到,连接, .
本题为两个共直角顶点的等腰直角三角形,是手
拉手模型,手拉手模型解读与练习详见大单元结
构化整合练P43
5
第1题图
(1)求证: ;
证明:由题意可知, ,
, ,
,
即 ,
在和中,
;
6
(2)若时,求 的长;
第1题图
7
第1题图
解: 在中, ,
, ,
,
,
, ,
.
在中, ,
在中, ;
8
(3)点在上运动时,试探究 的值是否存在最小值,如果
存在,求出这个最小值;如果不存在,请说明理由.
第1题图
9
第1题图
解:存在.
由(2)可知,
,
当最小时, 的值最小,此时
,
为等腰直角三角形,
,
.
10
第2题图
2.[2024烟台]在等腰直角 中,
,, 为直线
上任意一点,连接.将线段
绕点按顺时针方向旋转 得线段
,连接 .
【尝试发现】
观察可知直线上有 ,只要再构造一个直角就能得到
一线三等角模型,一线三等角模型解读与练习详见大单元结构化整合练P39
11
(1)如图①,当点在线段上时,线段与 的数量关系为
________________;
;
第2题图
12
第2题解图①
【解法提示】如解图①,过点作交 延长线于
点,由旋转得, ,
, ,
, ,
,,, ,
, ,
,, .
13
【类比探究】
(2)当点在线段 的延长线上时,先在图②中补全图形,再探究线段
与 的数量关系并证明;
第2题图
14
第2题解图②
解:补全图形如解图②, ,证明如下:
过点作于点 ,
由旋转得, ,
,
,
, ,
,
,
15
, ,
, ,
,, ,
,
;
第2题解图②
【联系拓广】
(3)若,,请直接写出 的值.
第2题图
【答案】或
17
【解法提示】如解图③,当点在的延长线上时,过点作 交
延长线于点,由(2)得, ,
, ,
;如解图④,当点在 的延长线上时,
过点作交的延长线于点,同理可得 ,
,, ,
, ,综上所述,
或 .
18
第2题解
图③
第2题解
图④
19
3.[2023孝感]【问题呈现】
和都是直角三角形, , ,
,连接,,,探究, 的位置关系.
20
【问题探究】
两个共直角顶点且相似的三角形构成手拉手模型,手拉手模型解读与练习
详见大单元结构化整合练P43
21
(1)如图①,当时,直接写出, 的位置关系:____________;
;
22
【解法提示】如解图①,延长交于点,交于点,当
时,,, ,
,, ,
, ,
, ;
第3题解图①
23
(2)如图②,当 时,(1)中的结论是否成立?若成立,给出证明;
若不成立,说明理由;
24
第3题解图②
解:(1)中的结论成立,证明如下:
如解图②,延长交于点,交于点 ,
, ,
又 ,
, ,
,
,
, ;
25
【拓展应用】
(3)当,,时,将绕点旋转,使 ,
,三点恰好在同一直线上,求 的长.
26
【答案】如解图③,当点在线段 上时,
第3题解图③
由(2)知 ,
, ,
, ,
27
,
或 (舍去),
;
第3题解图③
第3题解图④
当点在线段 上时,如解图④,
由(2)知 ,
, ,
, ,
,
或 (舍去),
.
综上所述,或 .
29
4.[2023湘潭]问题情境:小红同学在学习了正方形的知识后,进一步进行
以下探究活动:在正方形的边上任意取一点,以 为边长向外
作正方形,将正方形绕点 顺时针旋转.
第4题图
30
特例感知:
(1)当在上时,连接,相交于点,小红发现点恰为 的
中点,如图①.针对小红发现的结论,请给出证明;
第4题图
31
第4题解图①
证明:如解图①,延长,交于点 ,
四边形和四边形 是正方形,
,,, ,
, ,
, ,
,, ,
,
, ,
,
, 点是 的中点;
32
(2)小红继续连接,并延长与相交,发现交点恰好也是中点 ,
如图②.根据小红发现的结论,请判断 的形状,并说明理由;
第4题图
33
第4题解图②
解: 是等腰直角三角形,理由如下:
如解图②,延长,交的延长线于点,设和 交
于点 ,
四边形和四边形 是正方形,
, , ,
,, ,
, ,
, ,
,
34
, ,
, ,
点和点重合,即延长线与的交点恰好也是 的
中点 ,
, ,
, ,
是等腰直角三角形;
第4题解图②
规律探究:
(3)如图③,将正方形绕点顺时针旋转 ,连接,点是 的
中点,连接,,, 的形状是否发生改变?请说明理由.
第4题图
36
第4题解图③
解: 仍然是等腰直角三角形,理由如下:
如解图③,延长至,使,连接, ,延
长和交于点 ,
,, ,
,
, ,
, ,
四边形和四边形 是正方形,
, ,
37
, ,
, ,
,
,
, ,
,
,
又,, ,
是等腰直角三角形.
第4题解图③
5.[2023扬州]【问题情境】
在综合实践活动课上,李老师让同桌两位同学用相同的两块含 的三角
板开展数学探究活动,两块三角板分别记作和 ,
, ,设 .
39
【操作探究】
如图①,先将和的边,重合,再将绕着点
按顺时针方向旋转,旋转角为,旋转过程中 保持
不动,连接 .
40
(1)当 时,___;当时,_________ ;
2
30或210
41
【解法提示】如解图①,
第5题解图①
, ,
, 当 时,,,三点共线, ,
42
,三点共线,,是等边三角形, ;
当时,过点作于点,如解图②, ,
,, ,
, ;如解图③,同理
可得 , .综上所述,当
时, 或 ;
第5题解图②
第5题解图③
44
(2)当 时,画出图形,并求两块三角板重叠部分图形的面积;
45
第5题解图④
解:画出图形如解图④,连接,设与 交于
,与交于 ,
, ,, ,
, ,
,
, ,
,
, ,
46
四边形是正方形, ,
,
,同理 ,
两块三角板重叠部分图形的面积为 ;
第5题解图④
(3)如图②,取的中点,将绕着点旋转一周,点 的运动路
径长为____.
48
【解法提示】连接,如解图⑤,,为 的中点,
, 点的运动轨迹是以为直径的圆, 点 的运动路
径长为 .
第5题解图⑤
49
6.[2023绍兴]在平行四边形中(顶点,,, 按逆时针方向排
列),,,为锐角,且 .
50
(1)如图①,求边上的高 的长;
解:在中, ,
在中, .
51
(2)是边上的一动点,点,同时绕点按逆时针方向旋转 得
点, .
52
①如图②,当点落在射线上时,求 的长;
【答案】如解图①,过点作于点 ,
第6题解图①
由(1)得,,则 .
过点作交的延长线于点,则 ,
53
,
, ,
由旋转知, .
设,则,,
,
, ,
, ,
, ,
, ;
第6题解图①
②多解法 当是直角三角形时,求 的长.
第6题解图②
【答案】解法一:由旋转得 ,
,
,
又, ,
情况一:当以 为直角顶点时,如解图②.
,落在 的延长线上.
, ,
由(1)知,, .
55
第6题解图③
情况二:当以 为直角顶点时,如解图③,
设与射线的交点为,过点作于点 .
,
,
点,同时绕点按逆时针方向旋转 得点 ,
,
,, ,
, ,
,
56
, ,
,
,
,
,
, .
设,则 ,
.
第6题解图③
, ,
, ,
, ,
化简得,解得 ,
,
情况三:当以 为直角顶点时,
点落在 的延长线上,不符合题意.
综上所述,或 .
第6题解图③
多解法
解法二:动静互换:将,看成静止的,点绕点 顺
时针旋转 ,
是等腰直角三角形,
点的运动轨迹是在 的射线上,
与的延长线交于点 ,
当 为直角三角形时,
当 时,
,
;
第6题解图③
59
第6题解图④
当点为直角顶点时,以为直径作交 于
点,.如解图④,连接,过点作于 ,
则 为等腰直角三角形,
,, ,
, ,
,
,
;
60
,
,
.
综上所述,或 .
第6题解图④
61
$$