第二十章 图形的平移、轴对称与旋转课件 2026年中考数学专题考点精讲(河南)
2025-10-13
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普通
摘要:
该初中数学中考复习课件全面覆盖图形平移、轴对称与旋转三大核心考点,严格对接新课标要求,详细分析考向分布,如平移的性质与相关计算、轴对称的翻折问题、旋转的性质应用等,系统归纳选择、填空、解答等常考题型,体现中考备考的针对性和实用性。
课件亮点在于“考点梳理+真题精讲+技巧总结”模式,精选2024-2025年各地中考真题,如平移中三角尺平移计算平行四边形面积的典例,通过几何直观分析图形关系,结合运算能力求解;轴对称折叠问题总结“一折二等三设四勾”步骤,培养推理能力。助力学生掌握解题技巧,教师可依此高效规划复习,提升中考冲刺效果。
内容正文:
第7模块 图形与变换
第二十章 图形的平移、轴对称与旋转
考向分布 考频 课标要求
图形的平移及其相关计算 1.通过具体实例认识平移,探索它的基本性质:一个图形和它经过平移所得的图形中,两组对应点的连线平行(或在同一条直线上)且相等.
2.认识并欣赏平移在自然界和现实生活中的应用.
3.运用图形的平移进行图案设计.
图形的平移及其相关计算
图形
性质 ①平移前后的两个图形的大小、形状完全相同;
②图形上的每个点都平移相同的距离,对应点之间的距离就是平移的距离;
③连接各组对应点的线段平行(或在同一条直线上)且相等
典例 1 如图,现有一把直尺和一把三角尺,其中∠ABC=90°,∠CAB=60°,AB=8,点A对应直尺的刻度为12.将该三角尺沿着直尺边缘平移,使得△ABC移动到△A'B'C'的位置,点A'对应直尺的刻度为0,则四边形ACC'A'的面积是( )
A.96
B.96
C.192
D.160
解析 在Rt△ABC中,∠CAB=60°,AB=8,
∴BC=AB·tan∠CAB=8.
由平移的性质可知,AC=A'C',AC∥A'C',
∴四边形ACC'A'为平行四边形.
∵点A对应直尺的刻度为12,点A'对应直尺的刻度为0,
∴AA'=12,
∴S四边形ACC'A'=12×8=96.
答案 B
典例 2 如图,方格纸中每个小正方形的边长均为1个单位长度,△ABC的顶点和线段DE的端点均在小正方形的顶点上.
(1)在方格纸中将△ABC向上平移1个单位长度,再向右平移2个单位长度后得到△MNP(点A的对应点是点M,点B的对应点是点N,点C的对应点是点P),请画出△MNP.
解 如图,△MNP为所作.
(2)在方格纸中画出以DE为斜边的等腰直角三角形DEF(点F在小正方形的顶点上).连接FP,请求出线段FP的长.
解 如图,△DEF为所作,FP==.
作平移图形的一般步骤
(1)确定平移的方向和距离;
(2)确定图形的关键点;
(3)过各关键点作与平移的方向平行的射线,以各关键点为端点,在射线上截取与平移的距离相等的线段,得到各关键点的对应点;
(4)顺次连接各对应点.
1.[2024·江苏连云港]如图,正方形中有一个由若干个长方形组成的对称图案,其中正方形的边长是80 cm,则图中阴影图形的周长是 ( )
A.440 cm
B.320 cm
C.280 cm
D.160 cm
【解析】 阴影图形的周长为4×80+2×80-2×20=440(cm).
A
2.[2024·辽宁]在平面直角坐标系中,线段AB的端点坐标分别为 A(2,-1),B(1,0),将线段AB平移后,点A的对应点A'的坐标为(2,1),则点B的对应点B'的坐标为 .
【解析】 因为点A的坐标为(2,-1),且平移后的对应点A'的坐标为(2,1),所以点A向上平移2个单位长度后得到点A',所以点B的对应点B'的坐标为(1,2).
(1,2)
3.[2024·山东东营]如图,将△DEF沿FE方向平移3 cm得到△ABC,若△DEF的周长为24 cm,则四边形ABFD的周长为 cm.
【解析】 由平移的性质,得AD=BE=3 cm,DE=AB.
∵△DEF的周长为24 cm,
∴DE+EF+DF=24 cm,即AB+EF+DF=24 cm,
∴四边形ABFD的周长为AB+BF+DF+AD=AB+BE+EF+DF+AD=AB+EF+DF+BE+AD=24+3+3=30(cm).
30
【解析】 如图,过点D作DE⊥y轴于点E.
∵A(0,-2),B(1,0),∴OA=2,OB=1.
∵将线段AB平移得到线段DC,
∴AB∥CD,AB=CD,
∴四边形ABCD是平行四边形.
∵∠ABC=90°,∴四边形ABCD是矩形,
∴∠BAD=90°,BC=AD.
∵BC=2AB,∴AD=2AB.
4.[2024·内蒙古呼伦贝尔]如图,点A(0,-2),B(1,0),将线段AB平移得到线段DC,若∠ABC=90°,BC=2AB,则点D的坐标是 .
∵∠BAO+∠DAE=90°,∠BAO+∠ABO=90°,∴∠ABO=∠EAD.
∵∠AOB=∠AED=90°,∴△ABO∽△DAE,
∴===,
∴ED=2OA=4,EA=2OB=2,
∴OE=OA+EA=4,∴D(4,-4).
5.[2025·河北]在平面直角坐标系中,横、纵坐标都是整数的点称为整点.如图,正方形EFGH与正方形OABC的顶点均为整点.若只将正方形EFGH平移,使其内部(不含边界)有且只有A,B,C三个整点,则平移后点E的对应点的坐标为( )
A.(,)
B.(,)
C.(,2)
D.(,)
【解析】 由题图可知,E(1,2),F(-1,-1),G(0,-1).
设直线FG的解析式为y=kx+b(k≠0).
将F(-1,1),G(0,-1)代入y=kx+b,
得
∴
∴直线FG的解析式为y=-2x-1.
当点E的对应点的坐标为(,)时,平移方式为正方形EFGH向右平移个单位长度,向上平移个单位长度,
∴直线FG平移后的解析式为y=-2(x-)-1+=-2x,此
时线段FG经过原点,且对应的线段EH经过整点(2,1),正
方形EFGH内部只有A,B,C三个整点,故A选项符合题意.
当点E的对应点的坐标为(,)时,平移方式为正方形EFGH
向右平移个单位长度,向上平移个单位长度,
∴直线FG平移后的解析式为y=-2(x-)-1+=-2x+,此时原点在线段FG的下方,对应的线段EH在整点(2,1)的上方,整点(2,1)也在正方形EFGH内部,故B选项不符合题意.
当点E的对应点的坐标为(,2)时,平移方式为正方形EFGH向
右平移个单位长度,
∴直线FG平移后的解析式为y=-2(x-)-1=-2x,此时整点
(2,0)在正方形EFGH的内部,故C选项不符合题意.
当点E的对应点的坐标为(,)时,平移方式为正方形EFGH向右平移个单位长度,向上平移个单位长度,
∴直线FG平移后的解析式为y=-2(x-)-1+=-2x+,此时整点(1,2)和整点(2,1)都在正方形EFGH的内部,故D选项不符合题意.
6.[2024·甘肃临夏州]如图,在等腰三角形ABC中,AB=AC=2,∠BAC=120°,将△ABC沿其底边中线AD向下平移,使点A的对应点A'满足AA'=AD,则平移前后两三角形重叠部分(阴影部分)的面积是 .
【解析】 ∵AB=AC,∠BAC=120°,
∴∠B=∠C=30°.
又∵AD是△ABC的中线,
∴AD⊥BC.
在Rt△ABD中,sin B=,
∴AD=×2=1,
∴BD==,AA'=AD=,
∴A'D=AD-AA'=1-=.
如图,令A'B'与BD的交点为M,A'C'与CD的交点为N.
由平移可知,AB∥A'B',
∴∠A'MD=∠B=30°.
在Rt△A'DM中,
tan∠A'MD=,
∴MD==.
易得A'M=A'N,∴MN=2MD=,
∴S重叠部分=××=.
7.[2024·河南]如图,矩形ABCD的四个顶点都在格点(网格线的交点)上,对角线AC,BD相交于点E,反比例函数y=(x>0)的图象经过点A.
(1)求这个反比例函数的解析式;
解:由题意,得反比例函数y=(x>0)的图象经过点A(3,2),
∴2=,
解得k=6,
∴这个反比例函数的解析式为y=(x>0).
(2)请先描出这个反比例函数图象上不同于点A的三个格点,再画出反比例函数的图象;
解:当x=1时,y=6;
当x=2时,y=3;
当x=6时,y=1.
故反比例函数y=(x>0)的图象经过(1,6),(2,3),(6,1).
描点、画出反比例函数的图象如图所示.
(3)将矩形ABCD向左平移,当点E落在这个反比例函数的图象上时,平移的距离为 .
解:∵点E(6,4)向左平移后落在反比例函数的图象上,
∴平移后点E对应点的纵坐标为4.
当y=4时,4=,
解得x=,
∴平移的距离为6-=.
故答案为.
8.【新定义问题】 [2024·山东威海]定义新运算:
①在平面直角坐标系中,,表示动点从原点出发,沿着x轴正方向(a≥0)或负方向(a<0)平移个单位长度,再沿着y轴正方向(b≥0)或负方向(b<0)平移个单位长度.例如,动点从原点出发,沿着x轴负方向平移2个单位长度,再沿着y轴正方向平移1个单位长度,记作(-2,1).
②加法运算法则:{a,b}+{c,d}={a+c,b+d},其中a,b,c,d为实数.
若{3,5}+{m,n}={-1,2},则下列结论正确的是( )
A.m=2,n=7 B.m=-4,n=-3
C.m=4,n=3 D.m=-4,n=3
【解析】 由题意,知3+m=-1,5+n=2,
解得m=-4,n=-3.
B
9.【开放性试题】 用10根小棒组成如图1所示的图案,平移3根小棒变成如图2所示的图案,平移的方式有( )
A.1种
B.2种
C.3种
D.4种
【解析】 如图2、图3所示,可以平移②④⑥或①⑧⑩.
考向分布 考频 课标要求
1.图形的轴对称变换
1.通过具体实例理解轴对称的概念,探索它的基本性质:成轴对称的两个图形中对应点的连线被对称轴垂直平分.
2.能画出简单平面图形(点、线段、直线、三角形等)关于给定对称轴的对称图形.
3.理解轴对称图形的概念;探索等腰三角形、矩形、菱形、正多边形、圆的轴对称性质.
4.认识并欣赏自然界和现实生活中的轴对称图形.
5.运用图形的轴对称进行图案设计.
2.翻折问题
1.轴对称图形
图形的轴对称变换
图形
判断方法 ①有对称轴——直线;
②将图形沿对称轴折叠,对称轴两边的图形完全重合
常见的轴对称图形 等腰三角形、圆、矩形、正多边形等
2.轴对称
图形
性质 ①成轴对称的两个图形全等;
②对称点所连线段被对称轴垂直平分
典例 1 如图,在由边长为1个单位长度的小正方形组成的网格中,给出了以格点(网格线的交点)为端点的线段AB,线段MN在网格线上.
(1)画出线段AB关于线段MN所在直线对称的线段A1B1(点A1,B1分别为点A,B的对应点);
解 如图,线段A1B1即为所求.
(2)将线段B1A1绕点B1顺时针旋转90°得到线段B1A2,画出线段B1A2.
解 如图,线段B1A2即为所求.
图形折叠的性质
(1)位于折痕两侧的图形关于折痕成轴对称;
(2)折叠前、后的两部分图形全等,对应角、对应边都分别相等;
(3)折叠前、后对应点的连线被折痕垂直平分.
翻折问题
典例 2 如图,在边长为1的正方形ABCD中,E为AD的中点.连接BE,将△ABE沿BE折叠得到△FBE,BF交AC于点G,求CG的长.
解 如图,延长BF交CD于点H,连接EH.
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB∥CD,∠D=∠DAB=90°,AD=CD=1,
∴AC===.
由折叠的性质可知,AE=EF,∠EAB=∠EFB=90°,∠AEB=∠FEB,
∴∠EFH=90°=∠D.
∵E是AD的中点,∴AE=ED=EF=.
在Rt△EHD和Rt△EHF中,
∴Rt△EHD≌Rt△EHF(HL),
∴∠DEH=∠FEH.
∵∠DEF+∠AEF=180°,
∴2∠DEH+2∠AEB=180°,
∴∠DEH+∠AEB=90°.
∵∠AEB+∠ABE=90°,
∴∠DEH=∠ABE,∴△EDH∽△BAE,
∴==,∴DH=,
∴CH=1-=.
∵CH∥AB,
∴==,∴CG=AC=.
有关图形的折叠计算的解题步骤
一折:看怎么折,折痕在哪儿;
二等:看折叠图形中有哪些相等的线段和相等的角,若能找到折叠图形中的对称轴,注意连接对称轴上的点与线段两个端点得到相等的线段;
三设:选择相等的线段或角,并设其为x;
四勾:用勾股定理计算,有时还需要作垂线构造直角三角形来进行计算;
五比:在用勾股定理不能解决问题时,可用相似来求线段之间的关系;
六解:解由勾股定理或相似的比形成的方程.
变式训练 如图,已知四边形ABCD为矩形,AB=2,BC=4,点E在BC上,CE=AE,将△ABC沿AC翻折得到△AFC,连接EF.
(1)求EF的长;
解:∵CE=AE,
∴∠ECA=∠EAC.
根据折叠的性质,得∠ECA=∠FCA,
∴∠FCA=∠EAC,
∴FC∥AE,
∴∠EFC=∠AEF.
∵∠B=∠CFA=90°,
∴∠FAE=180°-90°=90°.
设CE=AE=x,则BE=4-x.
在Rt△BAE中,根据勾股定理,得
BA2+BE2=AE2,即+(4-x)2=x2,
解得x=3.
在Rt△EAF中,EF==.
(2)求sin∠CEF的值.
解:如图,过点F作FG⊥BC,交BC于点G.
设CG=m,则EG=3-m.
∵FC=4,EF=,
∴FG2=FC2-CG2=EF2-EG2,
即16-m2=17-(3-m)2,
解得m=,
∴FG==,
∴sin∠CEF==.
1.[2025·黑龙江绥化]下列数学符号是轴对称图形的是( )
A.≠ B.≌
C.≥ D.±
D
2.[2024·青海]如图,一次函数y=2x-3的图象与x轴相交于点A,则点A关于y轴的对称点是( )
A.(-,0)
B.(,0)
C.(0,3)
D.(0,-3)
【解析】 令y=0,则0=2x-3,
解得x=,
即A(,0),
∴点A关于y轴的对称点是(-,0).
A
3.[2024·河北]如图,AD与BC交于点O,△ABO和△CDO关于直线PQ对称,点A,B的对称点分别是点C,D.下列推断不一定正确的是( )
A.AD⊥BC
B.AC⊥PQ
C.△ABO≌△CDO
D.AC∥BD
第3题图
A
【解析】 如图,连接AC,BD.
∵△ABO和△CDO关于直线PQ对称,
∴△ABO≌△CDO,PQ⊥AC,PQ⊥BD,
∴AC∥BD,故B,C,D选项不符合题意;
AD不一定垂直BC,故A选项符合题意.
4.[2024·四川眉山]如图,在矩形ABCD中,AB=6,BC=8,点E在DC上,把△ADE沿AE折叠,点D恰好落在边BC上的点F处,则cos∠CEF的值为( )
A.
B.
C.
D.
第4题图
A
【解析】 方法①∵四边形ABCD是矩形,
∴AD=BC=8,DC=AB=6.
∵把△ADE沿AE折叠,点D恰好落在边BC上的点F处,
∴AF=AD=8,EF=DE,∴BF===2,
∴CF=BC-BF=8-2.
在Rt△EFC中,CE=DC-DE=6-EF,由勾股定理,得EF2=CE2+CF2,
∴EF2=(6-EF)2+,
解得EF=,
∴CE=6-=,
∴cos∠CEF===.
方法②∵四边形ABCD是矩形,∴AD=BC=8,∠B=∠C=∠D=90°,
∴∠CEF+∠EFC=90°.
∵把△ADE沿AE折叠,点D恰好落在边BC上的点F处,
∴AF=AD=8,∠AFE=∠D=90°,∴∠AFB+∠EFC=90°,∴∠CEF=∠AFB.
∵AB=6,∴BF===2,
∴cos∠CEF=cos∠AFB===.
5.[2024·甘肃]围棋起源于中国,古代称为“弈”.两位同学的部分对弈图如图所示,轮到白方落子,观察棋盘,白方如果落子于点 的位置,那么所得的对弈图是轴对称图形.(填写A,B,C,D中的一处即可,A,B,C,D位于棋盘的格点上)
A(或C)
【解析】 ∵AB是☉O的直径,DE为弦,∴DE≤AB,
∴当DE的长为正整数时,DE=1或2.
当DE=2时,即DE为直径,此时F与点A重合,故线段FB的长为2.
当DE=1,且点C在线段OB之间时,如图,连接OD,
∴OD=AB=1.
6.[2024·江西]如图,AB是☉O的直径,AB=2,点C在线段AB上运动,过点C的弦DE⊥AB,将 沿DE翻折交直线AB于点F,当DE的长为正整数时,线段FB的长为 .
2或2-或2+
∵DE⊥AB,
∴DC=DE=,
∴OC==,
∴BC=OB-OC=,∴FB=2BC=2-.
当DE=1,且点C在线段OA之间时,如图,连接OD.
同理可得,BC=,∴FB=2BC=2+.
综上,线段FB的长为2或2-或2+.
7.[2024·吉林长春]如图,在3×3的正方形网格中,每个小正方形的边长均为1,点A,B均在格点(每个小正方形的顶点称为格点)上.只用无刻度的直尺,分别在给定的网格中按下列要求作四边形ABCD,使其是轴对称图形且点C,D均在格点上.
(1)在图1中,四边形ABCD的面积为2;
解:如图,四边形ABCD即为所求.(答案不唯一)
(2)在图2中,四边形ABCD的面积为3;
解:如图,四边形ABCD即为所求.(答案不唯一)
(3)在图3中,四边形ABCD的面积为4.
解:如图,四边形ABCD即为所求.(答案不唯一)
8.[2024·四川泸州]宽与长的比是的矩形叫做黄金矩形,黄金矩形给我们以协调、匀称的美感.如图,把黄金矩形ABCD沿对角线AC折叠,点B落在点B'处,AB'交CD于点E,则sin∠DAE的值为( )
A.
B.
C.
D.
A
【解析】 令AD=BC=(-1)a,AB=CD=2a.
由折叠的性质可知,∠EAC=∠BAC.
∵四边形ABCD是矩形,∴AB∥CD,
∴∠DCA=∠BAC,
∴∠DCA=∠EAC,∴AE=EC.
令DE=x,则AE=EC=2a-x.
在Rt△ADE中,[(-1)a]2+x2=(2a-x)2,
解得x=a,
即DE=a,AE=2a-a=a.
在Rt△DAE中,sin∠DAE===.
9.[2024·黑龙江齐齐哈尔]已知矩形纸片ABCD,AB=5,BC=4,点P在边BC上,连接AP,将△ABP沿AP所在的直线折叠,点B的对应点为B',把纸片展平,连接BB',CB',当△BCB'为直角三角形时,线段CP的长为 .
【解析】 ∵四边形ABCD是矩形,AB=5,BC=4,∴DC=AB=5,AD=BC=4.
由折叠的性质,得AB'=AB=5,B'P=BP.
如图1,当△BCB'为直角三角形,且∠BB'C=90°时,∠PB'C+∠PB'B=90°,∠PCB'+∠PBB'=90°.
∵∠PB'B=∠PBB',∴∠PB'C=∠PCB',
∴B'P=CP,
∴CP=BP=BC=×4=2.
如图2,当△BCB'为直角三角形,且∠BCB'=90°时.
∵∠BCB'=∠C=90°,∴点B'在边DC上.
在Rt△ADB'中,B'D===3,
∴B'C=DC-B'D=5-3=2.
在Rt△B'CP中,B'C2+CP2=B'P2,且B'P=BP=4-CP,
∴22+CP2=(4-CP)2,解得CP=.
∵∠B'BC是等腰三角形B'PB的底角,
∴∠B'BC≠90°.
综上所述,线段CP的长为2或.
10.[2024·上海]在平行四边形ABCD中,∠ABC是锐角,将CD沿直线l翻折至AB所在直线,对应点分别为C',D'.若AC'∶AB∶BC=1∶3∶7,则cos∠ABC= .
【解析】 如图,当点C'在AB之间时.
∵AC'∶AB∶BC=1∶3∶7,∴不妨设AC'=1,AB=3,BC=7,∴BC'=2.
由折叠的性质,知∠FCD=∠FC'D'.
∵将CD沿直线l翻折至AB所在直线,
∴∠BC'F+∠FC'D'=∠FCD+∠FBA,
∴∠BC'F=∠FBA,∴CF=BF=C'F=.
过点F作FE⊥AB于点E,∴BE=BC'=1,
∴cos∠ABC===.
如图,当点C'在BA的延长线上时.
∵AC'∶AB∶BC=1∶3∶7,∴不妨设AC'=1,
AB=3,BC=7,∴BC'=4.
同理可得,CF=BF=C'F=.
过点F作FE⊥AB于点E,∴BE=BC'=2,∴cos∠ABC===.
综上所述,cos∠ABC的值为或.
11.[2024·江苏连云港]如图,将一张矩形纸片ABCD上下对折,使之完全重合,打开后,得到折痕EF,连接BF.再将矩形纸片折叠,使点B落在BF上的点H处,折痕为AG.若点G恰好为线段BC上最靠近点B的一个五等分点,AB=4,则BC的长为 .
2
【解析】 方法①如图,设AG与BF交于点M.
∵四边形ABCD是矩形,∴∠ABC=∠C=90°,AB=CD=4.
由折叠的性质,得CF=CD=2,AG⊥BH.
设BG=a,则BC=5a,
∴AG==,BF==.
∵S△ABG=AB·BG=AG·BM,
∴BM==.
∵∠BMG=∠C=90°,∴cos∠FBC==,
∴BM·BF=BG·BC,
∴·=a·5a,∴a=(负值舍去).
经检验,a=是原分式方程的解,且符合题意,∴BC=5a=2.
方法②由题意,易得△ABG∽△BCF,
∴=.
设BG=a,则BC=5a,∴=,∴a=(负值舍去),
∴BC=5a=2.
12.[2025·吉林]【问题背景】在学习了平行四边形后,某数学兴趣小组研究了有一个内角为60°的平行四边形的折叠问题.其探究过程如下:
【探究发现】(1)如图1,在平行四边形ABCD中,∠A=60°,AB>AD,E为边AD的中点,点F在边DC上,且DF=DE,连接EF,将△DEF沿EF翻折得到△GEF,点D的对称点为G.小组成员发现四边形DEGF是一个特殊的四边形,请判断该四边形的形状,不需要说明理由.
解:四边形DEGF是菱形.
提示:∵将△DEF沿EF翻折得到△GEF,
∴DE=GE,DF=GF.
∵DF=DE,
∴GE=DE=DF=GF,
∴四边形DEGF是菱形.
【探究证明】(2)取图1中的边BC的中点M,点N在边AB上,且BN=BM,连接MN,将△BMN沿MN翻折得到△HMN,点B的对称点为H.连接FH,GN,如图2所示.求证:四边形GFHN是平行四边形.
证明:∵将△BMN沿MN翻折得到
△HMN,
∴BN=HN,BM=HM.
∵BN=BM,
∴HN=BN=BM=HM,
∴四边形BMHN是菱形,
∴HN∥BC.
∵E为边AD的中点,M为边BC的中点,
∴DE=AD,BM=BC.
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD=BC,AD∥BC,
∴DE=BM,AD∥HN.
由(1)可知,四边形DEGF是菱形,
∴DE=FG,FG∥AD,
∴FG=HN,FG∥HN,
∴四边形GFHN是平行四边形.
【探究提升】(3)在图2中,四边形GFHN能成为轴对称图形吗?如果能,直接写出的值;如果不能,说明理由.
解:四边形GFHN能成为轴对称图形.的值为或.
提示:由(2)可知,四边形GFHN是平行四边形.若四边形GFHN为轴对称图形,则四边形GFHN是矩形或菱形.
如图,当四边形GFHN是矩形时,过点G作GK⊥AB于点K,过
点E作ET⊥AB于点T.
∵∠A=60°,
∴∠AET=30°,
∴AT=AE.
设AT=x,则AE=2x,
∴ET==x=GK.
∵E为AD的中点,
∴AD=2AE=4x,DE=AE=2x.
由(1)可知,四边形DEGF是菱形,
∴EG=DE=2x=TK.
∵四边形GFHN是矩形,
∴∠GNH=90°.
∵AD∥NH,∠A=60°,
∴∠HNB=∠A=60°,
∴∠GNK=180°-∠GNH-∠HNB=180°-90°-60°=30°,
∴KN=GK=×x=3x.
∵BN=BM=BC=AD=2x,
∴AB=AT+TK+KN+BN=x+2x+3x+2x=8x,
∴ ==.
如图,当四边形GFHN是菱形时,延长FG交AB于点W.
设AD=y,则DE=DF=EG=GF=BN=BM=HM=NH=y.
∵四边形GFHN是菱形,
∴GF=FH=HN=GN=y.
∵EG∥CD∥AB,GF∥AD,
∴四边形AEGW是平行四边形,∠GWN=∠A=60°,
∴AW=EG=y,GW=AE=y,
∴GW=GN,
∴△GWN是等边三角形,
∴WN=GW=y,
∴AB=AW+WN+BN=y+y+y=y,
∴==.
综上所述,当四边形GFHN能成为轴对称图形时,的值为或.
考向分布 考频 课标要求
1.图形的旋转 1.通过具体实例认识平面图形关于旋转中心的旋转.探索它的基本性质:一个图形和旋转得到的图形中,对应点到旋转中心距离相等,两组对应点分别与旋转中心连线所成的角相等.
2.了解中心对称、中心对称图形的概念,探索它们的基本性质:成中心对称的两个图形中,对应点的连线经过对称中心,且被对称中心平分.
3.探索线段、平行四边形、正多边形、圆的中心对称性质.
4.认识并欣赏自然界和现实生活中的中心对称图形.
5.运用图形的旋转进行图案设计.
2.旋转性质的应用
1.中心对称图形
图形的旋转
图形
判断方法 (1)有对称中心——点;
(2)图形绕对称中心旋转180°;
(3)旋转前后的图形完全重合
常见的中心
对称图形 平行四边形、圆、边数是偶数的正多边形
2.中心对称
图形
性质 (1)成中心对称的两个图形是全等图形;
(2)对应点连线交于对称中心,并且被对称中心平分
典例 1 如图,在正方形网格中,△ABC的顶点均在格点上.请仅用无刻度的直尺完成以下作图(保留作图痕迹).
(1)在图1中,作△ABC关于点O对称的△A'B'C';
解 如图1,△A'B'C'即为所求.
(2)在图2中,作△ABC绕点A顺时针旋转一定角度后,顶点仍在格点上的△AB'C'.
解 如图2,△AB'C'即为所求.
旋转的性质
(1)旋转前、后的图形全等;
(2)对应点到旋转中心的距离相等,两组对应点分别与旋转中心连线所成的角相等,且等于旋转角;
(3)对应线段相等,对应角相等.
旋转性质的应用
典例 2 如图1,D为等边三角形ABC内一点,将线段AD绕点A逆时针旋转60°得到AE,连接CE,BD的延长线与AC交于点G,与CE交于点F.
(1)求证:BD=CE.
解 证明:∵线段AD绕点A逆时针旋转60°得到AE,
∴AE=AD,∠DAE=60°.
∵△ABC是等边三角形,
∴AB=AC,∠BAC=60°,
∴∠BAC=∠DAE,
∴∠BAD=∠CAE.
在△ABD和△ACE中,
∴△ABD≌△ACE(SAS),
∴BD=CE.
(2)如图2,连接FA,小颖对该图形进行探究后得出结论:∠BFC=∠AFB=∠AFE.小颖的结论是否正确?若正确,请给出证明;若不正确,请说明理由.
解 结论正确.证明如下:
如图,过点A作AM⊥BD,AN⊥CE分别交BD和CE的延长线于点M,N.
由(1),知△ABD≌△ACE,
∴∠ABD=∠ACE.
又∵∠AGB=∠CGF,
∴∠BFC=∠BAC=60°,
∴∠BFE=120°.
∵△ABD≌△ACE,
∴BD=CE,S△ABD=S△ACE,
∴AM·BD=AN·CE,
∴AM=AN.
在Rt△AFM和Rt△AFN中,
∴Rt△AFM≌Rt△AFN(HL),
∴∠AFM=∠AFN=∠BFE=60°,
∴∠BFC=∠AFB=∠AFE=60°.
旋转是一种全等变换.旋转仅改变图形的位置,不改变图形的大小,所以在解答有关旋转的问题时,要注意挖掘相等的线段和角.
1.[2025·福建]我国古算诗词歌赋较多.古算诗词题,是反映数学数量关系的内在联系及其规律的一种文学浪漫形式.下列分别是古算诗词题“圆中方形”“方形圆径”“圆材藏壁”“勾股容圆”所描绘的图形,其中既不是轴对称图形也不是中心对称图形的是( )
A B C D
D
【解析】 选项A既是轴对称图形,也是中心对称图形,不符合题意;
选项B既是轴对称图形,也是中心对称图形,不符合题意;
选项C是轴对称图形,不是中心对称图形,不符合题意;
选项D既不是轴对称图形,也不是中心对称图形,符合题意.
2.[2025·吉林]如图,风力发电机的叶片在风的吹动下转动,使风能转化为电能.图中的三个叶片组成的图形绕着它的中心旋转α后能够与它本身重合,则α的大小可以为( )
A.90°
B.120°
C.150°
D.180°
B
【解析】 由题意,得整个题图由三个叶片组成,则相邻叶片之间的夹角为360°÷3=120°,
∴该叶片图案绕中心旋转120°后能够与它本身重合,
∴α的大小可以为120°.
3.[2024·四川自贡]如图,在平面直角坐标系中,已知点D的坐标为(4,-2),将 Rt△OCD绕点O逆时针旋转90°得到Rt△OAB,则点B的坐标为( )
A.(2,4)
B.(4,2)
C.(-4,-2)
D.(-2,4)
A
4.[2024·山东青岛]如图,将正方形ABCD先向右平移,使点B与原点重合,再将所得正方形绕原点顺时针旋转90°,得到四边形 A'B'C'D',则点A的对应点A'的坐标是( )
A.(-1,-2)
B.(-2,-1)
C.(2,1)
D.(1,2)
【解析】 由题图可知,B(-3,0),A(-1,-1).
∵将正方形ABCD向右平移,使点B与原点重合,
∴平移方式为向右平移3个单位长度,
∴平移后点A的对应点的坐标为(2,-1).
A
如图,设E(2,-1)绕原点顺时针旋转90°后的对应点为F,分别过点E,F作x轴的垂线,垂足分别为G,H,
∴∠OHF=∠OGE=90°.
由旋转的性质可得,∠EOF=90°,OE=OF,
∴∠HOF+∠HFO=90°,∠GOE+∠HOF=90°,
∴∠HFO=∠GOE,
∴△HFO≌△GOE(AAS),
∴OH=EG,HF=GO.
∵E(2,-1),
∴OH=EG=1,HF=GO=2,
∴F(-1,-2),
∴点A的对应点A'的坐标是(-1,-2).
5.[2024·山东济宁]如图,△ABC三个顶点的坐标分别是A(1,3),B(3,4),C(1,4).
(1)将△ABC向下平移2个单位长度得到△A1B1C1,画出平移后的图形,并直接写出点B1的坐标;
解:如图,△A1B1C1即为所求.
由图可知,B1(3,2).
(2)将△A1B1C1绕点B1逆时针旋转90°得到△A2B1C2,画出旋转后的图形,并求出点C1运动到点C2所经过的路径长.
解:如图,△A2B1C2即为所求.
点C1运动到点C2所经过的路径长为=π.
6.[2024·天津]如图,在△ABC中,∠B=30°,将△ABC绕点C顺时针旋转60°得到△DEC,点A,B的对应点分别为D,E,延长BA交DE于点F,下列结论一定正确的是
( )
A.∠ACB=∠ACD
B.AC∥DE
C.AB=EF
D.BF⊥CE
D
【解析】 设BF与CE相交于点H,如图所示.
∵在△ABC中,将△ABC绕点C顺时针旋转60°得到△DEC,
∴∠BCE=∠ACD=60°.
在△BHC中,∵∠B=30°,∴∠BHC=180°-∠BCE-∠B=90°,
∴BF⊥CE,故D选项符合题意.
设∠ACH=x°,则∠ACB=60°-x°.
∵∠B=30°,∴∠EDC=∠BAC=180°-30°-(60°-x°)=90°+x°,
∴∠EDC+∠ACD=90°+x°+60°=150°+x°.
∵x°不一定等于30°,∴∠EDC+∠ACD不一定等于180°,
∴AC∥DE不一定成立,故B选项不符合题意.
∵∠ACB=60°-x°,∠ACD=60°,x°不一定等于0°,
∴∠ACB=∠ACD不一定成立,故A选项不符合题意.
∵将△ABC绕点C顺时针旋转60°得到△DEC,∴AB=ED=EF+FD,
∴AB>EF,故C选项不符合题意.
7.[2024·江苏南通]在△ABC中,∠B=∠C=α(0°<α<45°),AH⊥BC,垂足为H,D是线段HC上的动点(不与点H,C重合),将线段DH绕点D顺时针旋转2α得到线段DE.小明与小丽两位同学经过深入研究,小明发现:当点E落在边AC上时,D为HC的中点;小丽发现:连接AE,当AE的长最小时,AH2=AB·AE.对两位同学的发现作出的评判为( )
A.小明正确,小丽错误
B.小明错误,小丽正确
C.小明、小丽都正确
D.小明、小丽都错误
C
【解析】 由旋转的性质,得DH=DE,∠HDE=2α.
如图,当点E落在边AC上时.
∵∠HDE=∠C+∠CED,∠C=α,
∴∠CED=α=∠C,
∴DE=CD.
∵DH=DE,
∴DH=CD,
∴D为HC的中点,故小明的发现是正确的.
如图,作射线HE.
∵DH=DE,∠HDE=2α,
∴∠DHE=∠DEH=(180°-2α)=90°-α.
∵AH⊥BC,
∴∠AHB=∠AHD=90°,
∴∠AHE=∠AHD-∠DHE=α,
∴点E在射线HE上运动,
∴当AE⊥HE时,AE的长最小,
此时∠AEH=∠AHB=90°.
又∵∠AHE=α=∠B,
∴△AEH∽△AHB,∴=,
∴AH2=AB·AE,故小丽的发现是正确的.
综上,小明、小丽都正确.
【解析】 过点B作BG⊥CF于点G.
如图,当点F在点C的右侧时.
∵∠ACB=90°,AC=BC=2,D是AC的中点,∴CD=,∠ABC=45°,
∴BD===.
由旋转的性质可知,△DCB≌△FEB,
∴BD=BF=.
8.[2024·江苏盐城]如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=2,D是AC的中点,连接BD,将△BCD绕点B旋转,得到△BEF,连接CF,当CF∥AB时,CF= .
2+或-2
∵CF∥AB,∴∠ABC=∠BCG=45°,
∴CG=BG,
∴CG===2,
∴GF===,
∴CF=CG+GF=2+.
当点F在点C的左侧时(图略).
同理可得,GF=,CG=2,∴CF=-2.
综上所述,CF的长为2+或-2.
9.【综合与实践】 [2024·内蒙古通辽]数学活动课上,某小组将一个含45°角的直角三角尺AEF和一个正方形纸板ABCD按如图1所示的方式摆放,若 AE=1,AB=2.将三角尺AEF绕点A按逆时针方向旋转α(0°≤α≤90°),观察图形的变化,完成探究活动.
【初步探究】
如图2,连接BE,DF并延长,延长线相交于点G,BG交AD于点M.
问题1:BE和DF的数量关系是 ,位置关系是 .
BE=DF
BE⊥DF
解:∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=AD,∠BAD=90°.
∵△AEF是含45°角的直角三角尺,
∴△AEF是等腰直角三角形,
∴AE=AF,∠EAF=90°,
∴∠BAD-∠DAE=∠EAF-∠DAE,
∴∠BAE=∠DAF,
∴△ABE≌△ADF(SAS),
∴BE=DF,∠ABE=∠ADF.
∵∠AMB=∠DMG,
∴∠G=∠BAM=90°,即BE⊥DF.
故答案为BE=DF,BE⊥DF.
【深入探究】
应用问题1的结论解决下面的问题:
问题2:如图3,BE与DF的延长线交于点G,连接BD,O是BD的中点,连接OA,OG.求证:OA=OD=OG.
证明:∵△BAD是直角三角形,O是BD的中点,∴OA=BD=OD.
由问题1,知∠BGD=90°,
∴△BGD是直角三角形,
∴OG=BD=OD,∴OA=OD=OG.
【尝试应用】
问题3:如图4,BE的延长线交DF于点G,O为BD的中点,请求出当α从0°变化到60°时,点G经过的路线的长度.
解:由问题2,知OA=OD=OG,∴点G的运动轨迹是以点O为圆心,OA为半径的弧.
如图,连接OA,OG.
当α从0°变化到60°时,点G的运动轨迹是 .
∵∠BAE=60°,AE=1,AB=2,∴∠ABE=30°,
∴∠OBG=45°-30°=15°.
∵OB=OG=BD,∴∠DOG=30°,
∴∠AOG=180°-∠AOB-∠DOG=60°.
∵AB=2,∴BD=AB=2,∴OA=OG=,
∴的长度为=π,
即点G经过的路线的长度为π.
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