内容正文:
最后一题高频考点压轴练
1.【问题情境】点是矩形的边上一点,将沿直线折叠,使点落在边上的点处.
【猜想证明】(1)如图1,判断四边形的形状,并说明理由;
【深入探究】(2)如图2,将图1中的四边形沿直线折叠,点C,D分别落在边,上的点处,交BE于点,展开铺平再将绕点顺时针方向旋转得到,点的对应点分别为G,F,连接,.求的值;
【拓展延伸】(3)如图3,在(2)的条件下,当F、B、G在同一条直线上时,的延长线交于点M,交于点.若,试探究线段与之间的数量关系,并说明理由.
2.如图1,在中,,,,动点P和Q分别从点A和点C同时出发,点P沿着方向以每秒的速度运动,点Q沿着的路线以每秒的速度运动,点P运动的时间为,连接,在的右侧(下方)以为斜边构造等腰直角三角形.
(1)的长为______;
(2)如图2,当点D和点C重合时,求的长;
(3)①在图3中尺规作图,作的平分线和边相交于点E;(保留作图痕迹,不写作图过程)
②当点D在射线上时,求t的值;
(4)如图4,当点D恰好落在边上时,直接写出t的值和点在内部的时长.
3.在中,,点D是边上不与点B重合的一动点,将绕点D旋转得到,点B的对应点E落在直线上,与相交于点G,连接.
(1)如图1,当点D与点A重合时,
①求证:;
②判断与的位置关系是______.
(2)如图2;当点D不与点A重合,点E在边上时,判断与的位置关系,并写出证明过程;________.
(3)如图3,当点D是的中点,点E在边上时,延长相交于点P,若,求的长.
4.综合与实践:在数学综合实践课上,孙老师和“希望小组”的同学们从特殊的几何图形入手,探究旋转变换的几何问题.
【建立模型】(1)如图1,点为等边内部一点,小颜发现:将绕点逆时针旋转得到,则.请思考并证明小颜的结论;
【类比探究】(2)小梁进一步探究;如图2,点为正方形内部一点,将绕点逆时针旋转得到,连接并延长,交于点.求证:;
【拓展延伸】(3)孙老师提出新的探究方向:如图3,点为内部一点,.点,是,上的动点,且,若,,,请直接写出的最小值.
5.综合与实践
【问题呈现】
(1)如图①,和都是等腰直角三角形,,连接,,则,之间的数量关系是_______,________.
(2)如图②,在中,,,(不与点,重合)是直线上的一动点,将线段绕点按顺时针方向旋转得到,连接,.
【类比探究】
①如图②,点在线段上时,求证:.
【拓展提升】
②如图③,,在点运动的过程中,当时,请直接写出的长.
6.探究与证明
【问题背景】在四边形中,(E,F分别为边上的动点),的延长线交延长线于点M,的延长线交延长线于点N,连接.
【构建联系】
(1)如图1,若四边形是正方形,求证:;
(2)如图2所示平面直角坐标系,在中,,点A坐标为,B,C分别在x轴和y轴上,且反比例函数图象经过BC上的点D,且,求k的值.
【深入探究】
(3)如图3,若四边形是菱形,连接,当且时,求的值.
7.在校园智慧景观设计项目中,井盖作为常见的圆形元素,蕴含着丰富的数学知识.学完“圆”的基本性质后,康老师带领同学们以井盖相关问题开展数学探究活动.
【初步洞察】
我们将校园内的圆形井盖抽象为圆,假设井盖所在圆为 ,明明在内设计了一个三角形,连接,问:与的数量关系是什么?
萱萱发现:延长,交于点,连接,可以找到数量关系.
浩浩发现:连接,并延长交于点,连接,可以找到数量关系.
请选择一名同学的方法推断出数量关系并证明.
【深入剖析】
在校园井盖的设计优化中,为了增强图案的美感,增添一些线条如图2,内接于,过点作,分别交、⊙O于、,过点作,交于,连接.求证:;
【拓展应用】
校园特殊形状井盖的设计分析中,晨晨突发奇想,如图3,当是钝角三角形时,过点作,分别交延长线、于、,连接.若,,则的直径是多少?请你帮助晨晨解决这个问题.
8.如图1,在正方形中,点分别在边上,且,延长到点G,使得,连接.
【特例感知】
(1)图1中与的数量关系是______________.
【结论探索】
(2)图2,将图1中的绕着点A逆时针旋转,连接并延长到点G,使得,连接,此时与还存在(1)中的数量关系吗?判断并说明理由.
【拓展应用】
(3)在(2)的条件下,若,当是以为直角边的直角三角形时,请直接写出的长.
9.在平行四边形中,,分别为边,上两点.
(1)当是边中点时,
①如图(1),联结,如果,求证:;
②如图(2),如果,联结,交边于点,求的值;
(2)如图(3)所示,联结,,如果,,,.求的长.
10.(1)如图1,,,为边上的高.若,,则的长为___________.
(2)如图2,某市有一块四边形空地,现市政府欲将其打造为市民健身公园.经测量,米.现计划将四边形空地进行扩建,将延长至点,连接,在上设置休息处,满足,沿修建两条健身步道,并在两条健身步道的交汇处修建园区管理处,使入口到管理处的距离尽可能短.试求当最短时,扩建后的长.
参考答案
1.(1)正方形,理由见解析;(2);(3)
(1)首先由矩形得到,然后由折叠得到,,即可证明四边形是正方形;
(2)根据题意得到,是等腰直角三角形,然后证明出,即可得到;
(3)证明出,得到,设,,然后表示出,,如图所示,连接,证明出,得到,设,,勾股定理得到,,推出,证明出,得到,进而求解即可.
(1)四边形是正方形,理由如下:
∵四边形是矩形
∴
∵沿直线折叠,使点落在边上的点处
∴,
∴四边形是正方形;
(2)∵四边形是正方形
∴是等腰直角三角形,即
∵,
∴是等腰直角三角形,
∵将绕点顺时针方向旋转得到
∴等腰直角三角形,
∴
∴
又∵
∴
∴;
(3)根据题意得,
又∵
∴
∵由(2)得
∴
又∵
∴
∴
∴
∴设,
∵是等腰直角三角形
∴
∴
如图所示,连接
由(2)得,
∴
∵,
∴
∴
∴
∴
∴设,
∴
∵
∴,即
∴
∴,
∴,
∴
∴
∵,
∴
∴
∴.
此题考查了矩形的性质,正方形的性质和判定,相似三角形的性质和判定,勾股定理等知识,解题的关键是掌握以上知识点.
2.(1)
(2)
(3)①见解析;②
(4),
(1)根据勾股定理计算即可求解;
(2)当点D和点C重合时,根据,求得的值,进而求解的值,
(3)①根据题意,作图即可,②当点D在射线上时,根据对称性,可知,进而求解的值,
(4)当点D恰好落在边上时,过点Q作,判定,,当点D落在上时,进而求解的值;
(1)解:,,,
,
故答案为:;
(2)解:当点D和点C重合时,如图1,,,,
则由题意可得,
所以,
解得:,
∴;
(3)解:①如图2所示,线段即为所求.
②当点D在射线上时,根据对称性,可知,
∵,,
∴,解得:;
(4)解:当点D恰好落在边上时,过点Q作,垂足为点E,如图3.
∴,
∴.
∴,
设,则,.
∵,,
,
,
∴,
∴.
由,得,,
解得,
,
将代入,得,
解得:.
如图4,当点D落在上时,
∵,
∴,,.
∵,
∴,
解得:.
所以点D在内部的时长为,
综上,t的值为,.
本题考查勾股定理,全等三角形的判定和性质,解直角三角形,相似三角形的判定和性质,熟练掌握全等三角形的判定和性质是解题的关键;
3.(1)①见解析 ②,理由见解析
(2),理由见解析
(3)
(1)①利用旋转的性质和平角的定解题即可;②根据内错角相等,两直线平行解题即可;
(2)过点F作于点H,过点A作于点K,证明是矩形,即可得到结论;
(3)连接,证明,然后得到是矩形,再根据勾股定理和三角形的面积公式求出、、长,然后利用相似三角形解题即可.
(1)①证明:∵,,
∴,
∴,
∵绕点D旋转得到,
∴,,
∴,
∴;
②,理由为:
∵,,
∴,
∴;
(2)解:,理由为:
过点F作于点H,过点A作于点K,
则,
∴,
由旋转可得,
由(1)可得,
∴,
∴,
∴是矩形,
∴;
(3)连接,
∵点D是的中点,
∵,,
∴,,
∴,
由旋转可得,,
∴,
∴,
∴,
由(2)可得是矩形,
∴,,,
又∵,
∴,即,
∴
∴,
又∵,
∴,
∴,即,
解得:.
本题考查旋转的性质,勾股定理,矩形的性质和判定,平行线的判定,作辅助线构造全等三角形是解题的关键.
4.(1)见解析;(2)见解析;(3)
(1)根据题意证明,即可得到本题答案;
(2)过点B分别作于点 F,于点 G,再证明出和,再证明出四边形为矩形,后得到为正方形,继而利用正方形性质即可得到结论;
(3)连接, 将绕点A 逆时针旋转一定的度数得到, 使得, 连接,当M, Q, N三点共线时,有最小值是的长度,再利用勾股定理即可得到答案.
(1)证明:∵绕点B逆时针旋转得到,
∴.
∵为等边三角形,
∴,
∵,
∴,
∴,
在和中,
,
∴.
∴;
(2)证明:如图, 过点B分别作于点 F,于点 G,则
∵绕点B逆时针旋转得到,
∴.
∵四边形为正方形,
∴.
∵,
∴.
∴.
在和中,
,
∴
∴.
∵,
∴.
∴.
∵,
∴.
∴.
∵,
∴四边形为矩形.
∵,
∴矩形为正方形.
∴.
∴.
∵四边形为正方形,
∴,
∴,
,
;
(3)解:连接, 将绕点A 逆时针旋转一定的度数得到, 使得, 连接.
∴同上可得:.
∴.
连接交于点,
∴ (两点之间线段最短).
∴当M, Q, N三点共线时,有最小值是的长度.
由(2)易得:.
∴,.
∵.
∴.
∴.
过N作于H.
∵,
∴.
∴,
,
.
本题考查全等三角形判定及性质,旋转的性质,等边三角形性质,勾股定理,正方形的判定性质,矩形判定及性质,共线问题最值和勾股定理等.
5.(1);45°;(2)①见解析;②
本题考查的是相似三角形的性质和判定、勾股定理、以及旋转变换的性质,.
(1)证明,根据相似三角形的性质可得,;
(2)同理(1)可得可求,,由此求出;
(3)分当在内时,当在外时, 两种情况,结合(1)的结论,利用直角三角形性质和勾股定理解三角形即可求解.
(1);;
解:∵和都是等腰直角三角形,,
∴,,,
∴,,
∴,
∴,,
∴,,
故答案为:;;
(2)①如图②,过点作,垂足为,
∵在中,,,
∴,
∴是等腰直角三角形,
由旋转可知:是等腰直角三角形,
同理(1)可得:;;
设,,
则,,,
∴,
∴,
②当在内时,如图③-1,过点作,垂足为,
同理可得:,;;
∵在中,,,
∴,
∴,
∴当时,,
∴,
∴
当在内时,如图③-2,
同理可求:,,
∴
综上所述:长为
6.(1)见解析;(2)4;(3)1
本题主要考查了反比例函数与几何综合,正方形的性质,菱形的性质,相似三角形的判定与性质,解直角三角形,熟知相关知识是解题的关键.
(1)根据正方形的性质得到,得到,即,根据相似三角形的判定定理得到结论;
(2)过点A作轴于E,作轴于F,过点 D作轴于G,作轴于H,则,得到根据相似三角形的性质得到,根据平行线分线段成比例定理得到,同理得得到求得 计算即可;
(3)连接交于G,根据等腰三角形的性质得到,根据菱形的性质得到,根据相似三角形的性质得到,设,结合三角函数的定义和相似三角形的判定和性质定理即可得到结论.
(1)证明:如图,
∵四边形是正方形,
∴,
∵
,
即,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴;
(2)如图,过点A作轴于E,作轴于F,过点 D作轴于G,作轴于H,则,
∵ ,
∴
∴
∴,
即,
,
∴
∴,
∵轴,轴,
∴,
∴
同理
∵,
∴;
(3)如图,连接交于G,
∵,
,
∵四边形是菱形,
∴
∵
,
∴,
∴
设,
在中,
∴
∴ ,
∴
由(1)知,
∴
∵,
,
故答案为:1.
7.初步洞察:,证明见解析;深入剖析:见详解;拓展应用: 圆的直径为
本题为圆的综合题,考查圆周角定理、相似三角形的判定和性质、垂径定理、勾股定理,正确作出辅助线是解题的关键.
[初步洞察]分别选择不同的同学,利用圆周角定理进行角度转换即可解答;
[深入剖析] 连接并延长交圆于点,连接,证明,由,即可求解;
[拓展应用] 连接并延长交圆于点,连接、、,证明,再用勾股定理,即可求解.
[初步洞察] 若选择萱萱同学
证明:延长,交于点,连接,
为的直径,
,
;
若选择浩浩同学
证明:连接,并延长交于点,连接,
为的直径,
,
,
,
[深入剖析]证明:如图,连接并延长交圆于点,连接,
,
,
为的直径
,
,
,
,
,
,
,
由初步洞察知:,
,
,
,
,
,
,
[拓展应用]解:如图,连接并延长交圆于点,连接、、,
则,,
∵为直径,
∴,
∴,
∴,
∴,即,
∴
∴,
∴圆的直径为.
8.(1) =,(2)存在,证明见解析,(3)或或16或4.
(1)连接GC,证△CDG≌△CBE,得出△GCE为等腰直角三角形即可;
(2)类似(1)的方法,先证△AFD≌△AEB,再证△CDG≌△CBE,得出△GCE为等腰直角三角形即可;
(3)根据E、F是直角顶点分类讨论,结合(2)中结论,利用勾股定理求解即可.
解:(1)连接GC,
∵AE=AF,AD=AB,
∴DF=BE,
∵,
∴DG = BE,
∵∠GDC=∠B=90°,DC=BC,
∴△CDG≌△CBE,
∴CE=CG,∠GCD=∠ECB,
∵∠ECB+∠DCE=90°,
∴∠GCE=∠GCD+∠DCE=90°,
∴=;
故答案为:=;
(2) 存在,连接GC,
∵AE=AF,AD=AB,∠FAE=∠DAB=90°,
∴∠FAD=∠EAB,
∴△FAD≌△EAB,
∴FD=EB=GD,∠FDA=∠EBA,
∵∠GDC+∠FDA=90°,∠EBC+∠EBA=90°,
∴∠GDC=∠EBC,
∵DC=BD,
∴△CDG≌△CBE,
与(1)同理,=;
(3)当∠FEG=90°时,如图1,因为∠FEA=∠GEC=45°,
所以,A、E、C在一条直线上,
∵AB=5,
∴AC=5,
CE=5-3=2,
GE=EC=4;
如图2,E在CA延长线上,同理可得,EC=8,
GE=EC=16;
当∠EFG=90°时,如图3,∠AFD=∠EFG+∠AFE=135°,
由(2)得,∠AFD=∠AEB=135°,DF=BE,
所以,B、E、F在一条直线上,作AM⊥EF,垂足为M,
∵,
∴EF=6,AM=ME=MF=3,
,
BE=DF=1,FG=2,
;
如图4,同图3,BE=DF=7,FG=14,EF=6,
,
综上,的长为或或16或4.
本题考查了旋转的性质、全等三角形的判定与性质、勾股定理和等腰直角三角形的性质,解题关键是恰当的连接辅助线,构造全等三角形;会分类讨论,结合题目前后联系,解决问题.
9.(1)①见解析;②
(2)
(1)①延长交于H,可证明,得到,则可证明,得到,则;
②如图所示,延长交于M,由平行四边形的性质得到,,证明,,得到,,则;设,则,,进而可得,即可得到;可证明,,设,则,则,据此可得答案;
(2)延长交于M,由平行四边形的性质可得,,证明,,再证明,得到,求出,设,则由相似三角形的性质可得,,进而可得;再由,得到,则,解方程即可得到答案.
(1)解:①如图所示,延长交于H,
∵四边形是平行四边形,
∴,
∴,
∵是边中点,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴;
②如图所示,延长交于M,
∵四边形是平行四边形,
∴,,
∴,,
∴,,
∴,
∵是边中点,
∴,
设,则,
∴,
∴,
∵,
∴;
∴,,
设,则,
∴,
∴;
(2)解;如图所示,延长交于M,
∵四边形是平行四边形,
∴,,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴;
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
设,
∵,
∴,即
∴,
∵,即,
∴,
∴;
∵,
∴,即,
∴,解得或(舍去),
∴.
本题主要考查了平行四边形的性质,全等三角形的性质与判定,相似三角形的性质与判定,等腰三角形的性质与判定,正确作出辅助线构造全等三角形和相似三角形是解题的关键.
10.(1);(2)米
本题主要考查了解直角三角形、矩形的判定与性质、解直角三角形、相似三角形的判定与性质等知识点,正确作出辅助线、构造矩形、直角三角形、相似三角形成为解题的关键.
(1)先运用勾股定理求得,再根据正切函数列方程求解即可;
(2)如图:作于点,即四边形是矩形可得、,再解直角三角形可得,如图:连接并延长交于点.证明、可得,易得,即;当时,最小,记为,如图:过作于点,由勾股定理可得,再证明,运用相似三角形的性质可得,进而得到即可解答.
解:(1)∵为边上的高,,,
∴,
∵,
∴,即,解得:.
故答案为:.
(2)如图:作于点,即四边形是矩形,
∴,,
∵,
∴,
∵,
∴,
.
如图:连接并延长交于点.
,
,
同理可得:,
,
,
,
∴
,
当时,最小,记为.
如图:过作于点,
,
,
,
,
,即,
,
,
,
,解得:,
当最短时,扩建后的长为米.
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