内容正文:
33
专题一 与等腰三角形相关的旋转问题
与等腰三角形相关的旋转问题题型丰富,常见的有:求角的度数、求线段的长、求图形的面
积、证明三角形全等、探究线段之间的关系等,解答时要充分运用“旋转前后的图形全等”这一性
质.另外,旋转前后的图形中任意两对对应点及旋转中心(不共线时)可构成新的全等三角形,在
等边三角形的旋转或等腰直角三角形的旋转中较为多见.
类型一 求角度
1.
如图,在△ABC 中,AC=BC,∠C=40°.将
△ABC 绕着点B 按逆时针方向旋转得到
△DBE,其中 AC∥BD,BF、BG 分别为
△ABC 与△DBE 的中线,则∠FBG 的度
数为 ( )
第1题
A.
90° B.
80° C.
75° D.
70°
2.
(绍兴中考)如图,在等腰直角三角形ABC
中,∠ABC=90°,BA=BC,将BC 绕点B
按顺时针方向旋转θ(0°<θ<90°),得到
BP,连接CP,过点A 作AH⊥CP,交CP
的延长线于点H,连接AP,则∠PAH 的
度数 ( )
第2题
A.
随着θ的增大而增大
B.
随着θ的增大而减小
C.
不变
D.
随着θ的增大先增大后减小
类型二 求线段长
3.
如图,在△ABC 中,AB=AC=4,将△ABC
绕点B 按逆时针方向旋转得到△DBE,若E
恰好为AC 的中点,则BC 的长为 ( )
第3题
A.
22 B.
3 C.
4 D.
42
4.
如图,△CAB 与△CDE 均是等腰直角三角
形,且∠ACB=∠DCE=90°.连接 BE、
AD,AD 的延长线与BC、BE 的交点分别是
G、F,且AF⊥BE.将△CDE 绕点C 旋转直
至CD∥BE 时,若DA=92
,DG=2,则BF
的长是 .
第4题
类型三 探究线段之间的数量关系
5.
如图①,在△ABC 中,AB=CB,将△ABC
绕点B 按顺时针方向旋转至△A1BC1 的位
置,A1B 交AC 于点E,A1C1 分别交AC、
2整合提优
拍
照
批
改
34
BC 于点D、F.
(1)
观察并猜想线段EA1 与FC 有怎样的
数量关系,并证明你的结论;
(2)
如图②,若将△ABC 绕点B 按顺时针方
向旋转至△A1BC1 的位置,DC1=BC1,求
证:AC∥BC1.
第5题
答案讲解
6.
如图,△ABC 为等边三角形,将线
段AC 绕点A 按逆时针方向旋转
90°,得到AD,连接BD,∠BAC 的
平分线交BD 于点E,连接CE.
(1)
求∠AED 的度数;
(2)
试探究线段AE、CE、BD 之间的数量关
系,并证明.
第6题
类型四 求面积
第7题
7.
如图,在△ABC 中,AB=
AC,∠BAC=120°,O 为BC
的中点,将△ABC 绕点O 按
顺 时 针 方 向 旋 转 得 到
△DEF,点D、E 分别在边
AC 和CA 的延长线上,连接CF.若AD=
3,则△OFC 的面积是 ( )
A.
9
43 B.
3
23
C.
3
43 D.
27
43
8.
如图,在△ADE中,∠DAE=90°,AD=AE=
3,在△ABC 中,∠BAC=90°,AB=AC=
2,将 △ABC 绕 点 A 旋 转,使 点 B 在
△ADE 内部,且∠ABE=135°.连接CD、
BD,求△CBD 的面积.
第8题
数学(苏科版)八年级·A
35
类型五 探究型问题
答案讲解
9.
将两个斜边长相等的等腰直角三角
形按如图①所示的方式摆放,斜边
AB 分别交CD、CE 于点M、N.
(1)
如果把图①中的△BCN 绕点C 按逆时
针方向旋转90°得到△ACF,连接FM,如图
②,求证:△CMF≌△CMN.
(2)
①
将图②中的△CED 绕点C 旋转.当
点M、N 在线段AB 上(不与点A、B 重合)
时,线段AM、MN、NB 之间有一个不变的
关系式,请你写出这个关系式,并说明理由.
②
当点M 在AB 上,点N 在AB 的延长线
上(如图③)时,①中的关系式是否仍然成
立? 请说明理由.
第9题
10.
★已知△ABC 和△DEC 都是等腰直角三
角形,C 为它们的公共直角顶点,点D、E
分别在边BC、AC 上,连接AD、BE.
(1)
如图①,F 是线段AD 上的一点,连接
CF,且AF=CF.
①
求证:F 是AD 的中点;
②
判断BE 与CF 的数量关系和位置关
系,并说明理由.
(2)
如图②,把△DEC 绕点C 按顺时针方
向旋转α(0°<α<90°),F 是AD 的中点,其
他条件不变,BE 与CF 的关系是否发生变
化? 若不变,请说明理由;若改变,请给出
正确的结论.
第10题
2整合提优
10
9
2.
在y=x+
9
2
中,当x=0时,y=
9
2
,∴
点P 的坐标
为 0,92 .
第21题
22.
(1)
设该品牌头盔销售量的月平均增长率为x.根据
题意,得150(1+x)2=216,解得x1=0.2=20%,x2=
-2.2(不合题意,舍去).∴
该品牌头盔销售量的月平均
增长率为20%.(2)
设该品牌头盔的实际售价为每个
y元.根据题意,得(y-30)[600-10(y-40)]=10000.
整理,得y2-130y+4000=0.解得y1=80,y2=50.
∵
尽可能让顾客得到实惠,∴
y=50.∴
该品牌头盔的实
际售价应定为每个50元.
23.
(1)
①
设BE 与AG 交于点N,与DG 交于点M.
∵
四边形ABCD 与四边形AEFG 为正方形,∴
AD=
AB,AG=AE,∠DAB=∠EAG=90°.∴
∠DAB+
∠BAG = ∠EAG + ∠BAG,即 ∠DAG = ∠BAE.
∴
△DAG≌△BAE.∴
DG=BE,∠AGD=∠AEB.由
题意,得∠AEB+∠ANE=90°,∠ANE=∠MNG,
∴
∠AGD+∠MNG=90°.∴
∠GMN=90°.∴
DG⊥
BE.②
∵
S四边形BGED=S△GAE+S△AED+S△ABD+S△ABG,
在旋转过程中,△ABD 与△AGE 的面积始终保持不变,
∴
当AB⊥AG,AD⊥AE 时,△ABG 与△ADE 的面积
最大,此时四边形BGED 的面积也最大.∵
AB=AD=
2,AG=AE=22,∴
四边形BGED 面积的最大值为
1
2×22×22+
1
2×22×2+
1
2×2×2+
1
2×2×
22=6+42.
(2)
正方形;3+22. 解析:如图,连接DG、BE.∵
M、
N、P、Q 分别是BG、GE、ED、DB 的中点,∴
MN∥BE,
MN=12BE
,NP∥GD,NP=12GD
,QP∥BE,QP=
1
2BE
,MQ∥GD,MQ=12GD.
由(1),知 DG=BE,
∴
MN=NP=PQ=QM.∴
四边形MNPQ 为菱形.由
(1),知DG⊥BE,∴
∠1=90°.∵
MQ∥GD,∴
∠2+
∠1=180°.∴
∠2=90°.∵
MN∥BE,∴
∠2+∠QMN=
180°.∴
∠QMN=90°.∴
四边形 MNPQ 为正方形.当
G、A、D 三点在同一条直线上时,B、A、E 三点也在同一
条直线上,此时BE 最长,则MN 最长,正方形MNPQ 的
面积最大.∴
此时MN=12BE=
1
2×
(22+2)= 2+
1.∴
四边形 MNPQ 面积的最大值为(2+1)2=3+
22.
第23题
2 整合提优
专题一 与等腰三角形相关的旋转问题
1.
D 解析:∵
AC=BC,∠C=40°,∴
∠CAB=
∠CBA=12×
(180°-40°)=70°.由旋转,得△ABC≌
△DBE,∴
∠C = ∠E =40°,∠CAB = ∠CBA =
∠EBD=∠D=70°,BC=BE,AC=DE.∵
BF、BG 分
别为△ABC 与△DBE 的中线,∴
CF=12AC
,EG=
1
2DE.∴
CF=EG.在△BCF 和△BEG 中,
BC=BE,
∠C=∠E,
CF=EG,
∴
△BCF≌△BEG.∴
∠CBF=∠EBG.∵
AC∥BD,
∠CAB=∠EBD=70°,∴
点B、A、E 在同一条直线
上.∴
∠FBG=∠ABF+∠EBG=∠ABF+∠CBF=
∠CBA=70°.
2.
C
3.
A 解析:如图,过点 B 作BF⊥AC 于点F,则
∠AFB=∠CFB=90°.∵
E 为AC 的中点,AC=4,
∴
AE=CE=12AC=2.
由旋转,得BE=BC,又∵
BF⊥
AC,∴
CF=EF=12CE=1.∴
AF=AE+EF=3.在
Rt△ABF 中,由勾股定理,得 BF2=AB2-AF2,即
BF2=42-32=7.在Rt△BFC 中,由勾股定理,得BC2=
11
BF2+CF2=7+1=8,∴
BC=22.
第3题
4.
3
2
解析:∵
AF⊥BE,∴
∠BFA=∠DFE=90°.
∵
CD∥BE,∴
∠CDG=∠BFA=90°.∴
∠ADC=
180°-90°=90°.设CD=x.在Rt△CDG 中,GC2=4+
x2.在Rt△ADC 中,AC2=814+x
2.在 Rt△ACG 中,
AG2=GC2+AC2.∵
AG=92+2=
13
2
,∴
169
4 =4+
x2+814 +x
2,解 得 x=3(负 值 舍 去).∴
CD=3.
∵
∠DFE=∠FDC=∠DCE=90°,∴
四边形CDFE 是
矩形.∴
EF=CD=3.∵
△CAB 和△CDE 均是等腰直
角三角形,∴
AC=BC,CD=CE,∠ACB=∠DCE=
90°.∴
∠ACB-∠BCD=∠DCE-∠BCD,即∠ACD=
∠BCE.∴
△ACD≌△BCE.∴
AD=BE=92.∴
BF=
BE-EF=92-3=
3
2.
5.
(1)
EA1=FC.∵
AB=CB,∴
∠A=∠C.由旋转,得
∠ABE=∠C1BF,AB=A1B,CB=C1B,∠A=∠A1,
∠C=∠C1.∴
AB=A1B=CB=C1B,∠A=∠A1=
∠C=∠C1.在△ABE 和△C1BF 中,
∠A=∠C1,
AB=C1B,
∠ABE=∠C1BF,
∴
△ABE≌ △C1BF.∴
BE=BF.∵
A1B=BC,
∴
A1B-BE=BC-BF,即EA1=FC.(2)
连接BD.在
△A1DE 和△CDF 中,
∠A1DE=∠CDF,
∠A1=∠C,
EA1=FC,
∴
△A1DE≌
△CDF.∴
DE=DF.∵
△ABE≌△C1BF,∴
AE=
C1F.∴
DE+AE=DF+C1F,即AD=C1D.在△ADB
和 △C1DB 中,
AD=C1D,
DB=DB,
AB=C1B,
∴
△ADB ≌ △C1DB.
∴
∠ADB=∠C1DB.∵
DC1=BC1,∴
∠C1DB=
∠C1BD=∠ADB.∴
AC∥BC1.
6.
(1)
∵
△ABC是等边三角形,∴
AB=AC,∠BAC=
60°.由旋转,知AC=AD,∠CAD=90°,∴
AB=AD,
∠BAD=∠BAC+∠CAD=150°.∴
∠D=12
(180°-
∠BAD)=15°.∵
AE 是∠BAC 的平分线,∴
∠CAE=
1
2∠BAC=30°.∴
∠DAE=∠CAD+∠CAE=120°.
∴
∠AED=180°-∠D-∠DAE=45°.(2)
BD=2CE+
2AE.∵
AE 是 ∠BAC 的 平 分 线,∴
∠BAE =
∠CAE.又 ∵
AB =AC,AE =AE,∴
△BAE ≌
△CAE.∴
BE=CE.如图,过点A 作AF⊥AE,交DE 于
点F,则∠EAF=90°.∵
∠CAD=90°,∴
∠EAF=
∠CAD.∴
∠EAF- ∠CAF= ∠CAD - ∠CAF,即
∠CAE= ∠DAF.由 (1),知 ∠AED =45°,∴
易 得
∠AFE=45°.∴
∠AEF=∠AFE.∴
AE=AF.∴
在
Rt△EAF 中,EF= AE2+AF2 = AE2+AE2 =
2AE.在 △ACE 和 △ADF 中,
AE=AF,
∠CAE=∠DAF,
AC=AD,
∴
△ACE≌△ADF.∴
CE=DF.∴
BD=BE+EF+
DF=CE+2AE+CE=2CE+2AE.
第6题
7.
D 解析:如图,连接OA,OD,记BC 与DF 的交点为
H.∵
AB=AC,∠BAC=120°,O 为BC 的中点,∴
易得
AO⊥BC,∠OAC= 12∠BAC=60°
,∠B=∠ACB=
30°.∴
∠AOC=90°.∵
将△ABC 绕点O 按顺时针方向
旋转得到△DEF,∴
OA=OD,OC=OF,OD⊥EF.
∴
△AOD 是等边三角形,∠DOF=90°.∴
AO=OD=
AD=3,∠AOD =60°.∴
∠DOC =30°= ∠ACB.
∴
OD=CD=3,∠COF=90°-30°=60°.∴
△COF 是等
边三角形.∴
∠OFC=60°,OF=CF.∴
DF 垂直平分
OC.∴
∠DFO=30°.∴
易得DH=12OD=
3
2
,DF=
2OD=6.∴
FH=92.
易得OC= AC2-AO2=33,
12
∴
△OFC 的面积=12OC
·FH=12×3 3×
9
2=
27
43.
第7题
8.
如图,过点A 作AM⊥BC 于点M,则∠AMB=90°.
∵
∠DAE=90°,∠BAC=90°,∴
∠DAE=∠BAC.
∴
∠DAE-∠DAB=∠BAC-∠DAB,即∠BAE=
∠CAD.在 △ACD 和 △ABE 中,
AD=AE,
∠CAD=∠BAE,
AC=AB,
∴
△ACD≌△ABE.∴
∠ACD=∠ABE=135°,CD=
BE.∵
AB=AC,∠BAC=90°,∴
易 得 ∠ABC=
∠ACB=45°.∴
∠BCD=∠ACD-∠ACB=135°-
45°=90°,∠CBE=∠ABC+∠ABE=45°+135°=
180°.∴
点C、B、E 在同一条直线上.在Rt△ABC 中,由
勾股定理,得BC2=AC2+AB2=(2)2+(2)2=4,
∴
BC=2.∵
AC=AB,AM⊥BC,∴
M 为BC 的中
点.∴
AM=BM=CM=12BC=
1
2×2=1.
在Rt△AEM
中,由勾股定理,得 ME2=AE2-AM2=32-12=8,
∴
ME=22.∴
BE=ME-BM=22-1.∴
CD=
22-1.∴
S△BCD=
1
2BC
·CD=12×2×
(22-1)=
22-1.
第8题
9.
(1)
∵
△BCN 绕点C 按逆时针方向旋转90°得到
△ACF,∴
CF=CN,∠ACF=∠BCN.∵
△DCE 是等
腰直 角 三 角 形,∴
∠DCE =45°.∵
∠ACB =90°,
∴
∠ACM+∠BCN=45°.∴
∠ACM+∠ACF=45°,即
∠MCF=45°.∴
∠MCF = ∠MCN.在 △CMF 和
△CMN 中,
CF=CN,
∠MCF=∠MCN,
CM=CM,
∴
△CMF≌△CMN.
(2)
①
AM2+BN2=MN2.理由:∵
△CMF≌△CMN,
∴
MF = MN.∵
△CAB 是 等 腰 直 角 三 角 形,
∴
∠ABC=∠CAB=45°.∵
△BCN 绕点C 按逆时针方
向旋转90°得到△ACF,∴
AF=BN,∠CAF=∠ABC=
45°.∴
∠FAM =∠CAF+∠BAC=45°+45°=90°.
∴
AM2+AF2=MF2.∴
AM2+BN2=MN2.②
成
立.理由:如图,将△BCN 绕点C 按逆时针方向旋转90°,
得到△ACF,连接FM.∴
∠CAF=∠CBN,AF=BN,
CF =CN,∠BCN = ∠ACF.由 题 意,得 ∠MCF =
∠ACB-∠MCB-∠ACF=90°-(45°-∠BCN)-
∠ACF=45°+∠BCN-∠ACF=45°,∴
∠MCF=
∠MCN.在△CMF 和△CMN 中,
CF=CN,
∠MCF=∠MCN,
CM=CM,
∴
△CMF≌△CMN.∴
MF=MN.∵
∠ABC=45°,
∴
∠CAF = ∠CBN =135°.又 ∵
∠BAC =45°,
∴
∠FAM= ∠CAF - ∠BAC =135°-45°=90°.
∴
AM2+AF2=MF2.∴
AM2+BN2=MN2.
第9题
10.
(1)
如图①.①
∵
AF=CF,∴
∠1=∠2.∵
易得
∠1+∠ADC=90°,∠2+∠3=90°,∴
∠ADC=∠3.
∴
FD=FC.∴
AF=FD,即F 是AD 的中点.②
BE=
2CF,BE⊥CF.理由:∵
△ABC 和△DEC 都是等腰直角
三角形,∴
CA=CB,CD=CE,∠ACD=∠BCE=
90°.在 △ADC 和 △BEC 中,
CA=CB,
∠ACD=∠BCE,
CD=CE,
∴
△ADC≌ △BEC.∴
AD =BE,∠1= ∠CBE.
∵
FD=AF=CF,∴
AD=2CF.∴
BE=2CF.∵
∠2+
∠3=90°,∠1=∠2=∠CBE,∴
∠CBE+∠3=90°.
∴
∠4=90°.∴
BE⊥CF.(2)
不变.理由:如图②,延长
CF 到点G,使FG=CF,连接AG、DG.由题意,得AC=
BC,CE=CD.∵
F 是AD 的中点,∴
AF=DF.又
∵
FG=CF,∴
四边形ACDG 为平行四边形.∴
AG=
CD,AG∥CD.∴
CD=CE=AG,∠GAC+∠ACD=
13
180°,即∠GAC=180°-∠ACD.∵
△DEC 绕点C 按顺
时针 方 向 旋 转α(0°<α<90°),∴
∠BCD =α.
∴
∠ECB=∠DCE+∠BCD=90°+α=90°+90°-
∠ACD=180°-∠ACD.∴
∠GAC=∠ECB.在△AGC
和△CEB 中,
AG=CE,
∠GAC=∠ECB,
AC=CB,
∴
△AGC≌ △CEB.
∴
CG=BE,∠2=∠1.∵
FG=FC,∴
CG=2CF.
∴
BE=2CF.∵
∠2+∠BCF=90°,∴
∠1+∠BCF=
90°.∴
∠3=90°.∴
BE⊥CF.
第10题
“手拉手”模型
顶角相等的两个等腰三角形的顶角顶点互相重
合,将其中一个等腰三角形绕顶角的顶点旋转一定角
度,那么顶角的顶点分别与另两对底角的顶点构成的
两个三角形是全等三角形.如图,在△ABC 和△ADE
中,∠BAC=∠DAE,AB=AC,AD=AE,将△ADE
绕点A 旋转一定的角度,连接BD、CE,则△ABD≌
△ACE.
专题二 特殊四边形中的图形变换
1.
A 2.
C 3.
26
7
4.
(1)
∵
四边形ABCD 是平行四边形,∴
AB=CD,
∠B=∠D,∠BAD=∠BCD.∵
▱ABCD 沿EF 折叠,
点C 与点A 重合,点 D 落在点G 处,∴
AG=CD,
∠EAG=∠BCD,∠D=∠G.∴
AB=AG,∠BAD=
∠EAG,∠B= ∠G.∵
∠BAD = ∠BAE+ ∠EAF,
∠EAG=∠GAF+ ∠EAF,∴
∠BAE= ∠GAF.在
△ABE 和△AGF 中,
∠B=∠G,
AB=AG,
∠BAE=∠GAF,
∴
△ABE≌
△AGF.(2)
连接CF.∵
△ABE≌△AGF,∴
AE=
AF.由翻折,得EC=AE,∴
EC=AF.又∵
四边形
ABCD 是平行四边形,∴
AD∥BC.∴
四边形AECF 是
平行四边形.∵
翻折后点 A、C 重合,∴
AC⊥EF.
∴
▱AECF 是菱形.∴
AC·EF=2×菱形AECF 的面
积.∵
▱ABCD 的面积为8,ECBC=
2
3
,∴
△AEC 的面积
为1
2×8×
2
3=
8
3.∴
易得菱形AECF 的面积为163.
∴
AC·EF=2×菱形AECF 的面积=323.
5.
(1)
2AB-AG=DG.如图①,分别延长AE、DC 交于
点M.∵
四边形ABCD 是平行四边形,∴
AB=CD,
AB∥CD.∴
∠BAE=∠M,∠B=∠MCE.∵
E 是BC
的中点,∴
BE=CE.∴
△ABE≌△MCE.∴
AB=
MC.由翻折,得∠BAE=∠GAE,又∵
∠BAE=∠M,
∴
∠GAE=∠M.∴
AG=MG.∵
DM=CD+MC=
2AB,DM-MG=DG,∴
2AB-AG=DG.(2)
如图②,
连接BF、EG、FC,EG、FC 交于点N,延长AE、DC 交于
点M.∵
E 是BC的中点,∴
EB=EC.由翻折,得AB=
AF,EB=EF,∠BAE=∠FAE=30°,AE 垂直平分BF,
∴
EF=EB=EC,∠1=90°.∴
∠EFB=∠EBF,
∠EFC= ∠ECF.∵
∠EBF + ∠EFB + ∠EFC +
∠ECF=180°,∴
∠EFB+∠EFC=90°,即∠BFC=
90°.∴
△BFC 是直角三角形.∵
∠BAF=∠BAE+
∠FAE=60°,AB=AF,∴
△ABF 是等边 三 角 形.
∴
AB=BF =AF =8.∴
在 Rt△BFC 中,FC =
BC2-BF2= 102-82 =6.由(1),知 AG=MG,
△ABE≌△MCE,∴
AB=CM,AE=ME.∴
GE⊥AM,
∠AGE=∠MGE.∵
AF=AB=CM,∴
AG-AF=
MG-CM,即FG=CG.∴
EG 垂直平分FC.∴
FN=
1
2FC =3.∵
∠1=90°,∠BFC =90°,∴
∠1=
∠BFC.∴
FC∥AM.∴
∠GFN =∠FAE=30°.在
Rt△FGN 中,设GN=x,则易得FG=2x,∴
x2+32=
(2x)2,解得x=3(负值舍去).∴
CG=FG=23.∵
四
边形ABCD 是平行四边形,∴
DC=AB=8.∴
DG=