内容正文:
图形的轴对称
思维导图
知识要点:
1. 图形的轴对称与轴对称图形的概念。
2. 轴对称图形的性质:对称轴垂直平分连结两个对称点的线段。
3. 成轴对称的两个图形是全等图形。
1. 轴对称图形:如果一个图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互
相重合,这个图形叫作轴对称图形,这条直线叫作对称轴,这时,我们
也可以说这个图形关于这条直线(成轴)对称。
2. 由一个图形变为另一个图形,并使这两个图形沿某一条直线折叠后能
够互相重合,这样的图形改变叫作图形的轴对称。
3. 轴对称的性质:①如果两个图形的对应点的连线被同一条直线垂直平
分,那么这两个图形关于这条直线对称;②如果两个图形成轴对称,我
们只要找到一对对应点,作出连结它们的线段的垂直平分线,就可以得
到这两个图形的对称轴。
4. 最近距离之“将军饮马”问题:将军饮马问题是利用轴对称求平面几何
最近距离问题的一个常见的基本模型,其数学化之后的模型如下:
如图,在直线l上的同侧有两个点A,B,在直线l上有到点A,B的距离之
和最短的点存在,可以通过轴对称来确定,即作出其中一点关于直线l的
对称点,对称点与另一点的连线与直线l的交点就是所要找的点。
知识点一:轴对称与轴对称图形
下列图形中,不属于轴对称图形的是 ( )
A. B. C. D.
根据轴对称图形的定义找对称轴逐项判断即可。
观察四个选项可知,除选项A外,选项B,C,D中的图形沿
着一条直线对折,直线两侧的部分能够完全重合,因此选项A不是轴对
称图形,选项B,C,D是轴对称图形。故选A。
本题考查轴对称图形的识别,掌握轴对称图形的定义是解题
的关键。
下面四个图案中是轴对称图形的是( B )
A. B. C. D.
B
知识点二:轴对称的性质
如图,△ABC和△ADE关于直线MN对称,BC与DE的交点F在直线MN上。
(1)若∠BAC=100°,∠CAD=30°,求∠EAF的度数。
(2)若BC∥AD,AE平分∠BAM,∠BFE+∠C=81°,求∠EAF的度数。
(1)根据轴对称的性质可知△ABC≌△ADE,∠CAF=∠EAF,可得∠DAE=100°,进一步可得∠CAE的度数,从而可得∠EAF的度数。(2)根据BC∥AD,可得∠D=∠BFE,∠C=∠CAD,根据AE平分∠BAM,可得
∠DAC=∠CAF=∠EAF=∠BAE,进一步可得∠CAF+∠EAF+∠E=99°,从而可得∠EAF的度数。
(1)∵△ABC和△ADE关于直线MN对称,∴△ABC≌△ADE,∠CAF=∠EAF。∴∠DAE=∠BAC=100°。∵∠CAD=30°,∴∠CAE=100°-30°=70°。
∴∠EAF=70°÷2=35°。
(2)∵BC∥AD,∴∠D=∠BFE,∠C=∠CAD。∵∠DAC=∠BAE,
∠EAF=∠CAF,
又∵AE平分∠BAM,∴∠DAC=∠CAF=∠EAF=∠BAE。∵∠BFE+∠C=81°,∴∠D+∠DAC=81°。∴∠CAF+∠EAF+∠E=180°-81°=99°。∵∠C=∠E,
∴3∠EAF=99°。∴∠EAF=33°。
本题考查轴对称的性质、平行线的性质,根据轴对称的性质
确定三角形的全等关系是解题的关键。
如图,点P在∠AOB内,M,N分别是点P关于AO,BO的对称
点,MN分别交OA,OB于点E,F。
(1)若∠AOB=α°,则∠MON= ,∠EPF= 。(用含α的代数式表示)
【答案】(1)如图,连结OP。∵M是点P关于AO的对称
点,∴OP=OM,ME=PE,∠MOA=∠AOP。
∴∠OMP=∠OPM,∠EMP=∠EPM。∴∠OME=∠OPE。同理可得OP=ON,∠BOP=∠BON,∠OPF=∠ONF,∴OM=ON,∠MON=2(∠AOP+∠BOP)=2∠AOB=2α°。∴∠OMN+∠ONM=180°-∠MON=180°-2α°。
∴∠EPF=∠OPE+∠OPF=∠OMN+∠ONM=
180°-2α°。故答案为2α°;180°-2α°。
(2)若△PEF的周长是10 cm,求MN的长。
【答案】(2)∵M,N分别是点P关于AO,BO的对称点,∴ME=PE,
NF=PF。∴MN=ME+EF+FN=PE+EF+PF=△PEF的周长。∵△PEF的周长等于10 cm。∴MN=10 cm。
知识点三:轴对称的应用—折叠问题
如图,将长方形纸片的一角折叠,使顶点A落在F处,折痕为BC。
(1)如果BE是∠FBD的平分线,那么BE与BC有怎样的位置关系?为什么?
(2)在(1)的条件下,将BE沿BF作轴对称变换使其落在∠FBC的内部,交CF于点M,若BM平分∠FBC,求∠FBE的度数。
(1)由翻折的性质可知∠FBC=∠ABC=∠ABF,利用角平分线的定义可得出∠FBE=∠FBD,结合∠ABF与∠FBD互补即可得出∠CBE=90°,由此即可得出BE⊥BC。(2)设∠FBE=x°,根据翻折的性质结合角平分线的定义即可得出∠FBC=2x°,再根据(1)中的结论∠CBE=90°即可得出关于x的一元一次方程,解之即可得出结论。
(1)BE⊥BC。理由如下:∵∠FBC由∠ABC翻折而成,
∴∠FBC=∠ABC=∠ABF。∵BE是∠FBD的平分线,∴∠FBE=∠FBD。
∴∠CBE=∠FBC+∠FBE=∠ABF+∠FBD=(∠ABF+∠FBD)=×180°=90°。∴BE⊥BC。
(2)如图,依照题意画出图形。设∠FBE=x°。∵BE是∠FBD的平分线,∴∠DBE=∠FBE=x°。∵∠FBM由∠FBE翻折而成,∴∠FBM=∠FBE=x°。
∵BM平分∠FBC,∴∠FBC=2∠FBM=2x°。∵由(1)得∠CBE=90°,
∴∠FBE+∠FBC=90°,即x+2x=90,解得x=30。∴∠FBE=30°。
本题解题的关键一是熟练掌握翻折的性质,从中得到角度之
间的等量关系;二是根据角的关系列出关于x的一元一次方程,方程思
想是几何计算常用的思想方法。
如图,四边形ABCD为一长方形纸带,AD∥BC,将四边形
ABCD沿EF折叠,C,D两点分别与C′,D′两点对应。若∠1=2∠2,求∠3的度数。
【答案】如图,过点D′作D′G∥AD,则∠2=∠ED′G。∵AD∥BC,
∴BC∥D′G。
∴∠3=∠C′D′G。∵AD∥BC,∴∠1=∠4。根据折叠的性质得∠4=∠5,∵∠1=2∠2,∴∠4=∠5=2∠2。∴2∠2+2∠2+∠2=180°。∴∠2=36°。
∵∠ED′C′=∠D=90°,∴∠2+∠3=90°。∴∠3=90°-36°=54°。
如图,AB⊥BC,AD⊥DC,∠BAD=100°,在BC,CD上分别找一点M,N,当△AMN的周长最小时,求∠MAN的度数。
要使△AMN的周长最小,可利用点的对称,将三角形的三边
转化到同一直线上,分别作出点A关于BC,CD的对称点A′,A″,即可得
出∠A′+∠A″=80°,进而得出∠MAN=∠BAD-(∠A′+∠A″),即可得出答案。
如图,分别作点A关于BC,CD的对称点A′,A″,连结A′A″,交BC于点M,交CD于点N,则A′A″即为△AMN的周长最小值。
∵∠BAD=100°,∴∠A′+∠A″=180°-∠BAD=180°-100°=80°。∵∠A′=∠MAA′,∠NAD=∠A″,∴∠MAN=∠BAD-∠MAA′-∠NAD=∠BAD-(∠A′+∠A″)
=100°-80°=20°。∴当△AMN的周长最小时,∠MAN的度数为20°。
本题考查最短路线问题,利用轴对称将三角形周长最小转化
为两点之间线段最短是解题的关键,再利用轴对称的性质结合角的数量
关系求角度即可。
1. 下列运动图标中,属于轴对称图形的是( B )
A. B. C. D.
B
2. 如图,在四边形ABCD中,对角线BD所在的直线是其对称轴,P是直线
BD上的点,下列判断中,错误的是( C )
A. AD=CD B. ∠DAP=∠DCP
C. AP=BC D. ∠ABP=∠CBP
C
3. 如图,把长方形ABCD沿EF对折后使AB与A′B′重合,若∠AEF=110°,则∠1的度数为( C )
A. 30° B. 35° C. 40° D. 50°
C
4. 如图,在△ABC中,点D,E分别在边AB,AC上,将△ADE沿DE折叠至△FDE位置,点A的对应点为F。若∠A=15°,∠BDF=120°,则∠DEF的度数为( B )
A. 130° B. 135° C. 125° D. 120°
B
5. 为了庆祝“神舟十五号”的成功发射,学校组织了一次小制作展示活
动,小彬计划制作一个如图所示的简易飞机模型。已知该模型是一个关
于AC对称的轴对称图形。若AB=30 cm,AC=22 cm,则AD= cm。
30
6. 如图,在纸片ABCD中,∠MON=126°,将∠MON沿直线EF折叠,使得射线ON落在与OM在同一平面内的射线ON′处,当OM恰好平分∠N′OE时,∠NOE的度数为 。
84°
7. 如图,在3×3的正方形格纸中,有一个以格点为顶点的△ABC,请你找
出格纸中所有与△ABC成轴对称且也以格点为顶点的三角形,这样的三角
形共有 个。
5
8. 如图,△ABC和△ADE关于直线MN对称,BC和DE的交点F在直线MN上。
(1)图中点B的对称点是点 ,∠E的对应角是 。
(2)若ED=9,BF=6,则EF= 。
(3)连结BD和EC,则BD和EC的位置关系为 。
D
∠C
3
BD∥EC
9. 在图1中补充2个小方块,在图2,3,4中分别补充3个小方块,使每个
图中小方块组成的图形为轴对称图形。
【答案】作轴对称图形如下(答案不唯一):
10. 如图,在△ABC中,∠CAB=36°,∠B=48°,D,E分别是边AB和BC上的点,△ACE和△ADE关于直线AE对称,CD交AE于点F。求:
(1)∠ADC的度数。
【答案】(1)∵△ACE和△ADE关于直线AE对称,∴AC=AD。
∴∠ACD=∠ADC。∵∠CAB=36°,
∴∠ADC=∠ACD==72°。
(2)∠DEB的度数。
【答案】(2)∵△ACE和△ADE关于直线AE对称,∴EC=ED。
∴∠ECD=∠EDC。∵∠CAB=36°,∠B=48°,∠ACD=72°,∴∠DCB=180°-36°-48°-72°=24°。
∴∠EDC=∠ECD=24°。∴∠DEB=∠EDC+∠ECD=48°。
11. 如图,在△ABC中,∠ACB>90°,△ABC的面积为18,AB=9,BD平分∠ABC,E,F分别是BD,BC上的动点,则CE+EF的最小值为( A )
A. 4 B. 6 C. 7 D. 9
A
【解析】如图,过点C作CH⊥AB,垂足为H,交BD于点E′,过点E′作
E′F′⊥BC,垂足为F′,则CE′+E′F′为所求的最小值。∵BD是∠ABC的平分线,∴E′H=E′F′。∵△ABC的面积为18,AB=9,∴CH==4。
∴CE+EF的最小值是CE′+E′H=CH=4。故选A。
12. 如图,在△ABC中,AB=6,AC=10,EF垂直平分BC,P为直线EF上任意一点,则AP+BP的最小值是 。
10
13. 如图,将长方形纸带ABCD沿EF折叠,点A的对应点是A′,EA′与CD交于点G,再沿着GH折叠,点C的对应点是C′。若∠AEF=70°,∠EHG=60°,则∠EGC′= 。
20°
【解析】∵长方形纸带ABCD沿EF折叠,点A的对应点是A′,∠AEF=70°,∴∠FEG=∠AEF=70°。
∴∠GEH=180°-∠AEF-∠FEG=40°。∵∠EHG=60°,∴∠EGH=180°-∠GHE-∠GEH=180°-60°-40°=80°。
∵AB∥CD,∴∠CGH=∠EHG=60°。∵长方形纸带ABCD沿着GH折叠,点C的对应点是C′,∴∠CGH=∠C′GH=60°。∴∠EGC′=∠EGH-∠C′GH=80°-60°=20°。故答案为20°。
14. 如图,点P在∠AOB的内部,点C和点P关于OA对称,点P关于OB的对
称点是D,连结CD交OA于点M,交OB于点N。
(1)①若∠AOB=60°,求∠COD的度数。
【答案】(1)①∵点C和点P关于OA对称,∴∠AOC=∠AOP。
∵点P关于OB的对称点是D,∴∠BOD=∠BOP。
∴∠COD=∠AOC+∠AOP+∠BOP+∠BOD=
2(∠AOP+∠BOP)=2∠AOB=2×60°=120°。
②若∠AOB=n°,则∠COD= °(用含n的代数式表示)。
【答案】②2n
(2)若CD=4,则△PMN的周长为 。
【答案】(2)∵点C和点P关于OA对称,∴CM=PM。∵点P关于OB的对称点是D,∴DN=PN。
∵CD=4,∴CM+MN+DN=4。∴PM+MN+PN=4,即△PMN的周长为4。故答案为4。
15. 如图,将一张三角形纸片ABC的一角折叠,使得点A落在四边形BCDE
的外部A′的位置,且点A′与点C在直线AB的异侧,折痕为DE,已知
∠C=90°,∠A=30°。
(1)求∠1-∠2的度数。
【答案】(1)由折叠可知,∠A′=∠A=30°,
又∵∠A′+∠2=∠AFD,∠AFD+∠A=∠1,∴30°+∠2+30°=∠1。
∴∠1-∠2=60°。
(2)若保持△A′DE的一边与BC平行,求∠ADE的度数。
【答案】(2)如图1,当DA'∥BC时,∠A′DA=∠ACB=90°,
∵△ADE沿DE折叠到△A′DE,∴∠ADE=∠A′DE=∠ADA′=45°。
如图2,当EA'∥BC时,∠2=∠ABC=60°。由(1)知∠1-∠2=60°,
∴∠1=∠2+60°=120°。∵△ADE沿DE折叠到△A′DE,
∴∠ADE=∠A′DE=(180°-∠1)=30°。
综上所述,∠ADE的度数为45°或30°。
16. 如图,∠AOB=20°,M,N分别是边OA,OB上的定点,P,Q分别是边OB,OA上的动点,记∠OPM=α,∠OQN=β,当MP+PQ+QN最小时,下列关于α,β的数量关系正确的是( D )
A. β-α=30° B. β+α=210°
C. β-2α=30° D. β+α=200°
D
【解析】如图,作点M关于OB的对称点M′,N关于OA的对称点N′,连结M′N′交OA于点Q,交OB于点P,则MP+PQ+QN最小。易知
∠OPM=∠OPM′=∠NPQ=α,
∠OQP=∠AQN′=∠AQN,∵∠OQN=180°-20°-∠ONQ,
∠OPM=∠NPQ=20°+∠OQP,∠OQP=∠AQN=20°+∠ONQ,∴β+α=(180°-20°-∠ONQ)+(20°+20°+∠ONQ)=200°。故选D。
$$