内容正文:
弈泓共享数学
专题09 旋转综合折叠最值问题
(3种类型30道)
目录
【题型1 旋转相关综合问题】 1
【题型2 旋转与折叠综合问题】 22
【题型3 旋转相关最值问题】 35
【题型1 旋转相关综合问题】
1.如图,在中,将绕点顺时针旋转至,将绕点逆时针旋转至得到,使,我们称是的“旋补三角形”,的中线叫做的“旋补中线”,点叫做“旋补中心”.下列结论正确的有( )
①与面积相同;
②;
③若,连接和,则;
④若,,,则.
A.个 B.个 C.个 D.个
【答案】C
【详解】解:延长至,使,连接,,
,是中线,
,
四边形是平行四边形,
,,,
,
,
,
将绕点顺时针旋转至,将绕点逆时针旋转至,
,,
在和中,
,
,
,,
,故正确;
,
,故正确;
,
,
,,,,
,
,,
,
;故正确;
,
,
,
平行四边形是菱形,
,,
,
,故错误,
故选:C.
2.如图,在中,,将绕点B顺时针旋转得到,延长分别交于点,连接.下列结论:①;②;③;④,其中正确的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【分析】本题考查了图形旋转的性质、等边三角形的判定与性质、全等三角形()的判定与性质及三角形内角和定理,解题的关键是利用旋转的性质得出对应边相等、对应角相等,结合相关定理逐步推导各结论的正确性.
根据旋转性质得、,用三角形内角和求,判断②正确,再由求,得,判断①正确;连接,由、证为等边三角形,得,用证,判断③正确;连接,由、证为等边三角形,得,结合及三角形三边关系(),判断④错误,最终确定正确结论有3个.
【详解】解:∵绕点B顺时针旋转得到,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴;
∴②正确;
∴,
∵,
∴,
∴;
∴①正确;
,如图,连接,
∴是等边三角形,
∴,
∵,
∴,
在和中,,
∴,
∴,
∴③正确;
连接,如图,
∵将绕点B顺时针旋转得到,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴是等边三角形,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴④错误;
综上所述,正确的为①②③,共3个;
故选:C.
3.在综合与实践活动中,同学们以“图形的旋转”为主题展开数学研究性学习.在中,,的垂直平分线分别交,于点,,将绕点按顺时针方向旋转得到,点,的对应点分别是点,.交于点,连接,BF.若,下列结论正确的有( )
①;②;③四边形为平行四边形;④若,,则.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【分析】①直接根据旋转的性质,中垂线的性质,得到;
②由平行线的性质及直角三角形两锐角互余可得出结论;
③根据旋转的性质,中垂线的性质,推出,平行线的性质,得到,进而得到,得到,得到四边形为平行四边形,进而得到,得到,即可得出结论;
④勾股定理求出的长,设,在中,勾股定理求出x的值,再利用勾股定理求出的长,由即可得出结果.
【详解】解:∵垂直平分,
∴,,,
∴,
∴,
由旋转可知,,
∴,
∴,
故①正确,符合题意;
∵,
∴,
由旋转可知,,
∴,
∵,
∴,
∴,即,
故②正确,符合题意;
∵垂直平分,
∴,,
∴,
∵绕点D按顺时针方向旋转得到,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴四边形为平行四边形,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴四边形是平行四边形;
故③正确,符合题意;
∵,,,
∴,
∴,
∵,
设,
∴,
在中,由勾股定理,得:,
∴,
解得:,
∴,
在中,,
∴,
故④错误,不符合题意.
综上,共有3个正确.
故选:C.
【点睛】本题主要考查平行四边形的判定和性质,中垂线的性质,旋转的性质,勾股定理等知识点,解题的关键是熟练掌握相关知识点,并灵活运用.
4.如图,在正方形内作,交于点E,交于点F,连接,过点A作,垂足为点H,将绕点A顺时针旋转得到,若,则以下结论:①,②,③,④,正确的个数有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【分析】本题主要考查了正方形的性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理,旋转的性质等内容,解题的关键是熟练掌握以上性质,并灵活应用.
利用正方形的性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理,旋转的性质等,逐项进行判断即可.
【详解】解:∵将绕点A顺时针旋转得到,
∴,
∵四边形是正方形,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
在和中,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
在和中,,
∴,
∴,
∴,
∴,
在和中,,
∴,故①正确;
设,
则,
,
在中,,
即,
解得:(舍去),
∴,
∴,故②不正确;
由勾股定理得:,
,
∴,故③正确;
∵,
∴,故④正确;
综上所述,正确的为①③④,
故选:C.
5.如图,O是等边内一点,,以B为旋转中心,将线段逆时针旋转得到线段,连接.则下列结论:①可以由绕点B逆时针方向旋转得到;②连接,则;③;④.其中正确的有( )
A.①② B.①②③ C.①②④ D.①②③④
【答案】B
【分析】连接,过点作,垂足为,由旋转的性质可得,,根据等边三角形的性质可得,从而证明,即可判断①正确,证明是等边三角形,即可判断②正确;根据等边三角形的性质可得,根据全等三角形的性质可证是直角三角形,即可判断③正确;在中,求出的长,然后根据进行计算即可判断④不正确.
【详解】解:连接,过点作,垂足为,
由旋转得:,,
是等边三角形,
,,
,
,
,
可以由绕点逆时针旋转得到,故①正确;
由旋转得:,,
是等边三角形,
,故②正确;
是等边三角形,
,
,
,
,
是直角三角形,
,
,故③正确;
在中,,,
∴,
∴
∴,
,故④错误,
综上所述,正确的结论为:①②③.
故选:B.
【点睛】本题是三角形综合题,考查了等边三角形的判定与性质,旋转的性质,全等三角形的判定与性质,勾股定理,角直角三角形的性质,根据题目的已知条件并结合图形添加适当的辅助线是解题的关键.
6. 如图,正方形边长为,从出发沿对角线向运动,连接,将线段绕点顺时针旋转得到,连接,,设,下列说法:①是直角三角形;②当时,;③有且只有一个实数,使得;④取中点,连接,,的面积随着的增大而增大,正确的有( )
A.个 B.个 C.个 D.个
【答案】C
【分析】根据正方形的性质可得,,再根据旋转的性质可得,,从而证得,得到,即可求得,可判断①正确;根据正方形的性质可得的长,再根据可得的长,再利用勾股定理可得,可判断②正确;根据题意列出关于面积的一元二次方程,求得有且只有一个实数,使得,可判断③正确;连接,作于点,可得,由,点为的中点,可得,则,从而求得,可判断④错误;即可解题.
【详解】解:四边形是正方形,为对角线,
∴,,,
∵线段绕点顺时针旋转得到,
∴,,
又∵,,
∴,
在和中:
,
∴,
∴,
∴,
∴是直角三角形,故①正确;
∵正方形边长为,
∴,
∵,,,
∴,
∴,故②正确;
由题可知:,
要,则,
整理得:,
解得:,
∴有且只有一个实数,使得,故③正确;
如图,连接,作于点,
则,
∴,
∴与的边上的高相等,
∵,点为的中点,
∴,
∴,
∴,
∴的面积不随着的变化而变化,故④错误;
故选:C.
【点睛】本题考查了正方形的性质、等腰三角形的判定与性质、全等三角形的判定与性质、勾股定理,解一元二次方程,旋转的性质,直角三角形性质,综合运用以上知识是解题的关键.
7.如图,正方形的边长为,点在边上(不与,重合),将沿直线折叠,点落在点处,连接,将绕点顺时针旋转得到,连接,,.给出下列四个结论:①;②;③点是直线上动点,则的最小值为;④当时,的面积为.其中正确的结论有几个( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】D
【分析】本题考查正方形的性质,勾股定理,翻折变换,全等三角形的判定和性质等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题.根据证明三角形全等即可正确;过点作于点,证明即可判断正确;连接因为关于对称,推出,推出,可得结论正确;过点作于点,求出,可得结论正确.
【详解】解:四边形是正方形,
,
,
,
,
,故正确;
过点作于点,
,
,
,
,
,
,
,故正确;
连接.
关于对称,
,
,
的最小值为,故正确;
过点作于点,
,
,
,
,则
,
,故正确;
故选:D.
8.如图,正方形的对角线相交于点O,点O又是正方形的一个顶点,而且这两个正方形的边长相等.给出如下四个结论:
①;
②正方形绕点O旋转时,四边形的面积始终等于正方形的;
③当正方形的边长为2时,周长的最小值为;
④.
正确的结论序号有( )
A.①②④ B.①③④ C.①②③ D.①②③④
【答案】C
【分析】①根据正方形的性质及各角之间的数量关系得出,利用全等三角形的判定和性质得出,,再由勾股定理即可得出;②由全等的性质及图中面积的关系即可得出;③由①可知,,,确定当时,最小,的周长最小,代入计算即可;④利用勾股定理进行变换判断即可.
【详解】解:①∵四边形为正方形,
∴,,,
∴,
∵,
∴,
∴,
在与中,
,
∴,
∴,,
∴,,故①正确;
②由①得,
,故②正确;
③由①可知,
,,
的周长,
∵为定值,则最小时的周长最小,
∴当时,最小,的周长最小,
此时,
∴的周长最小值
,
∵正方形的边长为2,
∴,
则,
故③正确;
∵在中,,
∴,
∵,
∴,故④错误;
故选:C.
【点睛】题目主要考查正方形的性质,旋转的性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理等,理解题意,综合运用这些知识点是解题关键.
9.如图,边长一定的正方形,为上一个动点,交于点,过作交于点,作于点,连接,下列结论:①;②;③;④为定值,其中正确的结论个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】本题属于正方形的综合题,主要考查了正方形的性质和判定、等腰直角三角形的性质、全等三角形的判定和性质以及旋转的性质,利用上述性质逐一判断即可,综合性强、具有相当的难度,正确添加辅助线、灵活应用所学知识是解题的关键.
【详解】解:如图,连接,
,四边形为正方形,
,,
,
,
,
设,
,
,
,
,
,
,
,故①正确;
如图,连接、,交于点,
,,
,
,,
,
,故②正确;
如图,将绕点顺时针旋转至,使和重合,连接,
则,,,
、、三点在同一直线上,
,
,
,
,
,即,故③正确;
如图3,作,垂足为,作,垂足为,
由①得,
,,
,
,
,
,
四边形是矩形,
,
矩形是正方形,
,即,
,
,故④错误.
故选:C.
10.如图,在正方形中,点E,F分别为边,上的点,连接,,与对角线分别交于点G,H,若,下列判断:①E,F分别为边的中点;②当时,;③的周长不变;④.其中判断正确的有( )个
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】当点E与点B重合时,点F与点C重合,可得E,F不一定为边的中点,故①错误;将绕点顺时针旋转得到,此时与重合,.求出,,可得,故②正确;根据,求出的周长为为定值,故③正确;将绕点顺时针旋转得到,连接,证明,推出,由勾股定理得,即,故④正确;
【详解】解:∵,
当点E与点B重合时,点F与点C重合,
∴E,F不一定为边的中点,故①错误;
将绕点顺时针旋转得到,此时与重合,
由旋转可得,,
,,,
,
因此,点,,在同一条直线上.
,
.
,
.
即.
在与中,
.
,
当时,
∵正方形中,,
∴,
∴,
∴,即,
∵,
,
∵,
∴,即,故②正确;
∵,
∴的周长为为定值,故③正确;
将绕点顺时针旋转得到,连接,
,
,
,
,
,
在和中,
,
,
在正方形中,
,
,
,即,故④正确;
故选:C.
【题型2 旋转与折叠综合问题】
11.如图,已知矩形,,,矩形是由矩形绕点顺时针旋转得到的,点为边上一点,现将四边形沿折叠得到四边形,当点恰好落在上时,的长是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:∵四边形沿折叠得到四边形,
∴,,
∵矩形是由矩形绕点顺时针旋转得到的,,,
∴,,
∴,
∴,
连接,
∴,
∴,
设,则,,
在中,
,
,
即,
解得:,
∴.
故选:B
12.如图,在正方形ABCD中,AB=4,M是BC中点,连接AM,将△ABM沿AM折叠得到△AEM,将△ABM绕点A顺时针旋转90°得到△ADF,连接EF,则EF的长为( )
A.2 B. C.4 D.2
【答案】D
【分析】由旋转的性质,折叠的性质可得BE⊥AM,BE=2BP,BM=DF=2,AB=AE=4,由三角形面积公式可求BP=,由勾股定理可求AG的长,可得HF,HE的长,由勾股定理可求EF的长.
【详解】如图,连接BE,交AM于点P,过点E作EH⊥CD,延长HE交AB于点G,
∵在正方形ABCD中,AB=4,M是BC中点,
∴BM=2,
∴AM==2
∵将△ABM沿AM折叠得到△AEM,将△ABM绕点A顺时针旋转90°得到△ADF,
∴BE⊥AM,BE=2BP,BM=DF=2,AB=AE=4,
∵S△ABM=×AB×BM=×AM×BP
∴2×4=2×BP
∴BP=
∴BE=2BP=
∵AB∥CD,EH⊥CD
∴HG⊥AB,且EH⊥CD,∠DAB=90°
∴AD=GH=4,AG=HD,
∵EG2=BE2-BG2=AE2-AG2,
∴-(4-AG)2=16-AG2,
∴AG=,
∴EG=,HD=
∴HE=,HF=
∴EF==2
故选:D.
【点睛】此题考查旋转的性质,正方形的性质,折叠的性质,勾股定理,利用勾股定理列出方程求AG的长是解题的关键.
13.如图,在中,,将沿翻折得到,将线段绕点顺时针旋转得到线段,点为的中点,连接.若,则的面积是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】解:连接与相交于点,连接,
∵,
∴,
由折叠可得,,
∴,
∴,
∴为等腰直角三角形,
∴,,
又由旋转得,,,
∴,,,
∴为等边三角形,
∴,,
∴,,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴四点共圆,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∴,
∴,
故选:.
14.如图,在平面直角坐标系中,点、分别在轴、轴上,.先将线段沿轴翻折得到线段,再将线段绕点顺时针旋转得到线段,连接.若点的坐标为,则线段的长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】只要证明是等腰直角三角形即可解决问题;
【详解】∵,
∴,
∵,,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∵,,
∴,
∴;
故答案选B.
【点睛】本题主要考查了翻折变换、坐标与图形的变化、等腰直角三角形的性质,准确计算是解题的关键.
15.如图,在等腰Rt△ABC中,∠ACB=90°,,点D为AB的中点,点E在BC上,CE=2,将线段ED绕点E按顺时针方向旋转90°得到EF,连接DF,然后把△DEF沿着DE翻折得到△DEF′,连接AF′,BF′,取AF′的中点G,连接DG,则DG的长为( )
A. B. C.2 D.
【答案】B
【详解】解:如图中,作于点,于.
,点为的中点,
,,
,
,
,
,
,
,,
,
,
,
,,
,
,
,
,
点为的中点,取的中点,
,
;
故选:.
【点睛】本题考查了等腰直角三角形的性质,全等三角形的判定和性质,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造全等三角形解决问题.
二、填空题
16.如图,在正方形中,是上的一点,将绕点逆时针旋转后得到.将沿折叠得到,延长交于点,连接,.若,,则的度数为 ,的长为 .
【答案】 45
【分析】本题主要查了正方形的性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理.证明,可得,从而得到,再证明,可得,再由勾股定理求出,即可求解.
【详解】解:∵四边形是正方形,
∴,
由折叠的性质得:,
在和中,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴;
如图,连接,
由旋转的性质得:,,
∵,
∴,
∴,即,
在和中,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴.
故答案为:45;
17.如图,有一矩形纸片,,点为边上一个动点,将纸片沿折叠,点的对应点为点.点关于点的对称点为,连接交于点,连接并延长交于点.
(1)若,则 ;
(2)点到的距离最小值为 .
【答案】 17 /
【分析】本题考查矩形的性质,全等三角形的判定和性质,等腰三角形的判定和性质,勾股定理.先证明,得到,进而得到,角的和差关系求出的度数,连接,推出为等腰直角三角形,三线合一结合勾股定理求出的长,折叠得到点在以点为圆心,以为半径的弧上运动,进而得到点到的距离最小值为,即可.
【详解】解:(1)在矩形中,,,
∵点,关于点对称,
,,
,
,
,
,
;
故答案为:17;
(2)连接,如图.
由(1)得
为等腰直角三角形,
又由知,
,
,
,
由折叠知,
∴点在以点为圆心,以为半径的弧上运动,
点到的距离最小值为.
故答案为:.
18.如图,有一张矩形纸片,已知,,现将纸片进行如下操作:现将纸片沿折痕进行折叠,使点落在边上的点处,点在上(如图),则 ;然后将绕点旋转到,当过点时旋转停止,则的长度为 .
【答案】 2
【分析】连接,证四边形是正方形,得,进而得,,由勾股定理得,证明()得,,从而点垂直平分,点垂直平分,,最后利用面积公式构造方程即可得解.
【详解】解:∵四边形是矩形,
∴,,,
∵将纸片沿折痕进行折叠,使点落在边上的点处,点在上,
∴,,
∴四边形是矩形,
∵,
∴四边形是正方形,
∴,
∴,,
∴,
连接,
∵将绕点旋转到,
∴,,
∵,
∴()
∴,,
∴点垂直平分,点垂直平分,
∴,
∴,即,
∴,
故答案为:,.
【点睛】本题主要考查了全等三角形的判定及性质,矩形的性质,正方形的判定及性质,线段垂直平分线的判定以及勾股定理,熟练掌握全等三角形的判定及性质,矩形的性质,正方形的判定及性质是解题的关键.
19.如图,将矩形沿折叠,使顶点B落在上点处;再将矩形展平,沿折叠,使顶点B落在上点G处,连接. 小明发现可以由绕某一点顺时针旋转得到,则 °.
【答案】
【分析】根据旋转角等于对应边所在直线的夹角求直线与的夹角即可.
【详解】延长与交于点,
∵可以由绕某一点顺时针旋转得到,
∴,
∵将矩形沿折叠,使顶点B落在上点处,
∴四边形是正方形,
∴,
∴,
故答案为:
【点睛】本题考查矩形的折叠,旋转的性质,正方形的判定,解题的关键是理解旋转角等于对应边所在直线的夹角.
20.如图,在中,,,点分别是边的中点,点F是线段上任意一点,将线段绕点E顺时针旋转得到线段,连接,H是直线上一个动点,连接,将沿翻折至所在平面内,得到,连接,则线段长度的最小值是 .
【答案】
【分析】由已知条件可证得是等腰直角三角形,连接,由等腰直角三角形的性质和中位线定理可得,在中,利用勾股定理可求得,通过旋转得知点P的运动轨迹,再由折叠的性质可知,,以及点Q的运动轨迹为以E为圆心,为半径的圆,而,则当最大时,取得最小值,由此逐步分析求解即可.
【详解】解:在中,,,
,
点是的中点,
,,
是等腰直角三角形,
如图,连接,
点是的中点,
是的中位线,
,,
在中,,,,
,
由旋转可知:,,
,
又,,
,
,
点在过点且与夹角为的射线上运动,
由折叠可知:,,
点Q在以E为圆心,为半径的圆上运动,
,
当最大时,取得最小值,
∵点在上,
∴当点与点重合时,有最大值为,
∴的最大值为,
∴当、、三点共线,且点与点重合时,有最小值,
此时,
即线段长度的最小值为.
故答案为:.
【题型3 旋转相关最值问题】
21.如图,正方形的边长为2,点G是边上的中点,点是对角线上一动点,连接,把绕点C顺时针旋转得,连接、,则线段长度的最小值是 .
【答案】
【详解】解:∵四边形是正方形,
∴,,
∵将线段绕点顺时针旋转至,
∴,,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴与所成的角为,
∴当时,有最小值,此时为等腰直角三角形,
∵点是线段的中点,
∴,
∴,
故答案为: .
22.如图,在等边中,,点是边上一动点,连接,将绕点逆时针旋转得到,点是边的中点,连接、,则的最小值是 .
【答案】
【分析】本题考查了等边三角形的性质,旋转的性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理.根据等边三角形和旋转的性质,证,得到,即点在以点为顶点,且与夹角为的直线上运动,过点作于点,当点在点处时,取得最小值,即为的长,然后结合勾股定理求解即可.
【详解】解:是等边三角形,
,,
由旋转的性质可知,,,
,
,
,
即点在以点为顶点,且与夹角为的直线上运动,
如图,过点作于点,
当点在点处时,取得最小值,即为的长,
点是边的中点,
,
在中,,
,
,
即的最小值是,
故答案为:.
23.如图,在中,,,,内部有一点,连接,,,求最小值
【答案】
【分析】本题考查了旋转的性质,等边三角形的判定和性质,勾股定理等知识,添加恰当辅助线构造全等三角形是解题的关键.
将绕点C顺时针旋转得到,连接,,证明出是等边三角形,得到,得到当P,在直线上时,的值最小,然后利用勾股定理求出的长即可解决问题.
【详解】解:将绕点C顺时针旋转得到,连接,.
由旋转的性质可知:,,,,
∴是等边三角形,
∴,
∴,
∴当P,在直线上时,的值最小,
∵,
∴.
∴的最小值为,
故答案为:.
24.如图,正方形的边长为4,,点E是直线上一点,连接,线段绕点B顺时针旋转得到,则线段长度的最小值等于 .
【答案】/
【分析】连接,在上截取,使,连接,过点作于点,证明,得出,点在直线上运动,当点与重合时,的值最小,求出最小值即可.
【详解】解:由旋转得,
连接,在上截取,使,连接,过点作于点,如图所示:
∵四边形是正方形,
,
,
,
,
,
在和中
,
∴,
∴,
∴点在直线上运动,当点与重合时,的值最小,
∵,
∴,
故答案为:.
【点睛】本题主要考查旋转的性质,正方形的性质,勾股定理,垂线段最短,直角三角形的性质,根据题意作出辅助线,得出点在直线上运动,当点与重合时,的值最小,是解题的关键.
25.如图,正方形的边长为6,点,分别是,边上的点,且,则面积的最小值为 .
【答案】
【分析】本题考查了正方形的性质、旋转的性质、全等三角形的判定与性质以及二次函数的最值(或配方法求最值),解题的关键是通过旋转构造全等三角形,将的面积转化为可求的形式,再结合勾股定理和二次函数最值求解.
将绕点旋转得到,证明,从而将转化为;设,,利用勾股定理得到与的关系,再将表示为关于的函数,最后通过配方法(或二次函数性质)求出最小值.
【详解】解:如图,将绕点顺时针旋转90°得到,
由旋转的性质得,,,
,,
,
,
在和中,
(SAS),
,
.
设,,则,,,,
在中,,
,
化简得:,
,
当时,,
的最小值为.
故答案为:.
26.如图,在菱形中,,对角线相交于点,点是对角线上的一个动点,连接,将线段绕点逆时针方向旋转,得到中,连接,则的最小值是 .
【答案】
【分析】本题考查了菱形的性质,全等三角形的判定和性质,直角三角形的性质,等边三角形的判定和性质,旋转的性质,熟练掌握相关知识点是解题的关键.
根据菱形的性质推出是等边三角形,得到,,继而得到,连接,证明,得,得到点在射线上,当时,有最小值,最小值为,即可得到答案.
【详解】解:如图,连接,
菱形,
,,,
,
是等边三角形,
,,
,,
绕点按逆时针方向旋转,得到,
,,
,
,
,
,
点在射线上,
∴当时,有最小值,最小值为,
的最小值是,
故答案为:.
27.如图,正方形中,是边上一点,连接,将线段绕点顺时针旋转得到线段,连接,,则的最小值是 .
【答案】
【分析】本题考查了正方形的性质,旋转的性质,全等三角形的判定和性质等,作交的延长线于,连接并延长,可证,得到,,进而可得是等腰直角三角形, 即得,即可得到点在的角平分线上移动, 作点关于的对称点, 连接,可得点在的延长线上, ,即得到,可知当三点共线时,取最小值,最小值为的长 ,再利用勾股定理求出即可求解,正确作出辅助线是解题的关键.
【详解】解:如图,作交的延长线于,连接并延长,
∵将绕点顺时针旋转得到线段,
∴,,
∵正方形,
∴,,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴点在的角平分线上移动,
作点关于的对称点, 连接,
∵点在的角平分线上移动,
∴点在的延长线上,
∵,
∴,
当三点共线时,取最小值,最小值为的长 ,
∵点与点关于对称,
∴,
∴,
∴,
∴的最小值,
故答案为:.
28.如图,菱形的边长为2,,对角线交于点O.点E为直线上的一个动点,连接,将线段绕点C顺时针旋转的角度后得到对应的线段(即),长度的最小值为 .
【答案】
【分析】本题考查了全等三角形的判定和性质,菱形的判定和性质,勾股定理,灵活运用这些性质解决问题是本题的关键.
连接,作,由旋转的性质可得,把求的最小值转化为求的最小值,再根据垂线段最短可得答案.
【详解】解:连接,作交的延长线于H,
∵在菱形中,,
∴.
∵,
∴,
∴,
由旋转可得:,
在和中,
,
∴,
∴,
即求的最小值转化为求的最小值.
∵在中,,
∴,
∵菱形的边长为2,
∴,
∴,
∴,
当E与H重合时,最小值是,
∴的最小值是.
故答案为:.
29.如图,P为线段的中点,且,M是上方一点,将线段绕点P顺时针旋转 后得到线段, 连接. 当最小时,周长的最小值是 .
【答案】
【详解】解:将绕点顺时针旋转得到,连接,
由旋转得到,
∴,为等边三角形,
∴,
∴,
∴,
∴当点落在上,最小,
∴当时,取得最小值,则周长取得最小值,如图:
∵,
∴
∵为等边三角形,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∵P为线段的中点,且,
∴,
∴,
∴周长的最小值是,
故答案为:.
30.如图,四边形是正方形,边长,对角线相交于点O,将直角三角板的直角顶点放在点O处,三角板两边足够长,与交于点E,F.当三角板绕点O旋转时,线段的最小值为 .
【答案】
【详解】解:正方形,
,,
,
,
,
,
又∵,
,
故要使有最小值,即求的最小值,
当时,有最小值,
,
,
线段的最小值为.
故答案为:.
精选考题才是刷题的捷径1
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专题09 旋转综合折叠最值问题
(3种类型30道)
目录
【题型1 旋转相关综合问题】 1
【题型2 旋转与折叠综合问题】 5
【题型3 旋转相关最值问题】 8
【题型1 旋转相关综合问题】
1.如图,在中,将绕点顺时针旋转至,将绕点逆时针旋转至得到,使,我们称是的“旋补三角形”,的中线叫做的“旋补中线”,点叫做“旋补中心”.下列结论正确的有( )
①与面积相同;
②;
③若,连接和,则;
④若,,,则.
A.个 B.个 C.个 D.个
2.如图,在中,,将绕点B顺时针旋转得到,延长分别交于点,连接.下列结论:①;②;③;④,其中正确的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
3.在综合与实践活动中,同学们以“图形的旋转”为主题展开数学研究性学习.在中,,的垂直平分线分别交,于点,,将绕点按顺时针方向旋转得到,点,的对应点分别是点,.交于点,连接,BF.若,下列结论正确的有( )
①;②;③四边形为平行四边形;④若,,则.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
4.如图,在正方形内作,交于点E,交于点F,连接,过点A作,垂足为点H,将绕点A顺时针旋转得到,若,则以下结论:①,②,③,④,正确的个数有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
5.如图,O是等边内一点,,以B为旋转中心,将线段逆时针旋转得到线段,连接.则下列结论:①可以由绕点B逆时针方向旋转得到;②连接,则;③;④.其中正确的有( )
A.①② B.①②③ C.①②④ D.①②③④
6. 如图,正方形边长为,从出发沿对角线向运动,连接,将线段绕点顺时针旋转得到,连接,,设,下列说法:①是直角三角形;②当时,;③有且只有一个实数,使得;④取中点,连接,,的面积随着的增大而增大,正确的有( )
A.个 B.个 C.个 D.个
则,
∴,
∴与的边上的高相等,
∵,点为的中点,
∴,
∴,
∴,
∴的面积不随着的变化而变化,故④错误;
故选:C.
7.如图,正方形的边长为,点在边上(不与,重合),将沿直线折叠,点落在点处,连接,将绕点顺时针旋转得到,连接,,.给出下列四个结论:①;②;③点是直线上动点,则的最小值为;④当时,的面积为.其中正确的结论有几个( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
8.如图,正方形的对角线相交于点O,点O又是正方形的一个顶点,而且这两个正方形的边长相等.给出如下四个结论:
①;
②正方形绕点O旋转时,四边形的面积始终等于正方形的;
③当正方形的边长为2时,周长的最小值为;
④.
正确的结论序号有( )
A.①②④ B.①③④ C.①②③ D.①②③④
9.如图,边长一定的正方形,为上一个动点,交于点,过作交于点,作于点,连接,下列结论:①;②;③;④为定值,其中正确的结论个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
10.如图,在正方形中,点E,F分别为边,上的点,连接,,与对角线分别交于点G,H,若,下列判断:①E,F分别为边的中点;②当时,;③的周长不变;④.其中判断正确的有( )个
A.1 B.2 C.3 D.4
由旋转可得,,
,,,
,
因此,点,,在同一条直线上.
,
.
,
.
即.
在与中,
.
,
当时,
【题型2 旋转与折叠综合问题】
11.如图,已知矩形,,,矩形是由矩形绕点顺时针旋转得到的,点为边上一点,现将四边形沿折叠得到四边形,当点恰好落在上时,的长是( )
A. B. C. D.
12.如图,在正方形ABCD中,AB=4,M是BC中点,连接AM,将△ABM沿AM折叠得到△AEM,将△ABM绕点A顺时针旋转90°得到△ADF,连接EF,则EF的长为( )
A.2 B. C.4 D.2
13.如图,在中,,将沿翻折得到,将线段绕点顺时针旋转得到线段,点为的中点,连接.若,则的面积是( )
A. B. C. D.
14.如图,在平面直角坐标系中,点、分别在轴、轴上,.先将线段沿轴翻折得到线段,再将线段绕点顺时针旋转得到线段,连接.若点的坐标为,则线段的长为( )
A. B. C. D.
15.如图,在等腰Rt△ABC中,∠ACB=90°,,点D为AB的中点,点E在BC上,CE=2,将线段ED绕点E按顺时针方向旋转90°得到EF,连接DF,然后把△DEF沿着DE翻折得到△DEF′,连接AF′,BF′,取AF′的中点G,连接DG,则DG的长为( )
A. B. C.2 D.
二、填空题
16.如图,在正方形中,是上的一点,将绕点逆时针旋转后得到.将沿折叠得到,延长交于点,连接,.若,,则的度数为 ,的长为 .
17.如图,有一矩形纸片,,点为边上一个动点,将纸片沿折叠,点的对应点为点.点关于点的对称点为,连接交于点,连接并延长交于点.
(1)若,则 ;
(2)点到的距离最小值为 .
18.如图,有一张矩形纸片,已知,,现将纸片进行如下操作:现将纸片沿折痕进行折叠,使点落在边上的点处,点在上(如图),则 ;然后将绕点旋转到,当过点时旋转停止,则的长度为 .
19.如图,将矩形沿折叠,使顶点B落在上点处;再将矩形展平,沿折叠,使顶点B落在上点G处,连接. 小明发现可以由绕某一点顺时针旋转得到,则 °.
20.如图,在中,,,点分别是边的中点,点F是线段上任意一点,将线段绕点E顺时针旋转得到线段,连接,H是直线上一个动点,连接,将沿翻折至所在平面内,得到,连接,则线段长度的最小值是 .
【题型3 旋转相关最值问题】
21.如图,正方形的边长为2,点G是边上的中点,点是对角线上一动点,连接,把绕点C顺时针旋转得,连接、,则线段长度的最小值是 .
22.如图,在等边中,,点是边上一动点,连接,将绕点逆时针旋转得到,点是边的中点,连接、,则的最小值是 .
23.如图,在中,,,,内部有一点,连接,,,求最小值
24.如图,正方形的边长为4,,点E是直线上一点,连接,线段绕点B顺时针旋转得到,则线段长度的最小值等于 .
25.如图,正方形的边长为6,点,分别是,边上的点,且,则面积的最小值为 .
26.如图,在菱形中,,对角线相交于点,点是对角线上的一个动点,连接,将线段绕点逆时针方向旋转,得到中,连接,则的最小值是 .
27.如图,正方形中,是边上一点,连接,将线段绕点顺时针旋转得到线段,连接,,则的最小值是 .
28.如图,菱形的边长为2,,对角线交于点O.点E为直线上的一个动点,连接,将线段绕点C顺时针旋转的角度后得到对应的线段(即),长度的最小值为 .
29.如图,P为线段的中点,且,M是上方一点,将线段绕点P顺时针旋转 后得到线段, 连接. 当最小时,周长的最小值是 .
30.如图,四边形是正方形,边长,对角线相交于点O,将直角三角板的直角顶点放在点O处,三角板两边足够长,与交于点E,F.当三角板绕点O旋转时,线段的最小值为 .
精选考题才是刷题的捷径1
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