内容正文:
期末复习06 几何图形初步讲义(二)
1.点.线.面.体的层级关联与转化
2.平面图形旋转形成的立体图形
3.几何体的截面分析
4.直线.射线.线段的规范绘制
5.直线.射线.线段的数量规律探究
6.直线相交的交点个数分析
7.“两点确定一条直线”的原理与应用
8.线段的和差运算
9.线段中点的计算问题
10.线段间的数量关系推导
11.线段相关的动点动态问题
12.“两点之间线段最短”的性质
13.两点间距离的定义与计算
14.几何中的最短路径求解
【知识点01】点.线.面.体的定义
一.核心概念定义
*点:几何中最基本的图形,无大小、无形状,是线的端点。
*线:分为直线(向两端无限延伸)、射线(向一端无限延伸,有 1 个端点)、线段(有 2 个端点,可度量长度)。
*面:分为平面(如桌面)和曲面(如球面),是体的边界。
*体:由面围成的立体图形,有体积和形状(如正方体、圆柱)。
二.点、线、面、体的关系
动态角度:点动成线(如笔尖画线)、线动成面(如刷子刷墙)、面动成体(如长方形旋转成圆柱)。
静态角度:体由面组成,面与面相交成线,线与线相交成点。
【知识点02】点.线.面.体的转化判断(高频基础考点)
一、转化逻辑(核心依据)
记住 3 个动态关系:
1.点动成线:单个点的运动轨迹形成线(直线 / 曲线)。
2.线动成面:一条线(直线 / 曲线)的运动轨迹形成面(平面 / 曲面)。
3.面动成体:一个面(平面 / 曲面)的运动轨迹形成立体图形。
二、典型例题 + 判断思路
实际场景
对应转化
判断思路
笔尖在纸上写字留下痕迹
点动成线
笔尖(点)的运动形成线(笔画)
流星划过夜空的光亮轨迹
点动成线
流星(点)的运动形成线(光带)
用粉笔在黑板上涂出一片区域
线动成面
粉笔(线)的滑动形成面(涂色区域)
电风扇扇叶转动形成的圆形区域
线动成面
扇叶(线)的旋转形成面(圆形)
旋转一枚硬币形成 “球” 的视觉效果
面动成体
硬币(圆形面)旋转形成体(球)
用长方形硬纸快速旋转形成圆柱
面动成体
长方形(面)旋转形成体(圆
易混淆场景辨析
1.易错:“旋转门转动的区域”→ 属于面动成体(旋转门是 “面”,转动后形成圆柱状空间)。
2.易错:“用扫帚扫地的区域”→ 属于线动成面(扫帚的杆是 “线”,扫动后形成面)
【知识点03】平面图形旋转成的立体图形(高频考点)
一、常考组合(平面图形 + 旋转轴→立体图形)
平面图形
旋转轴
形成的立体图形
长方形 / 正方形
绕其一条边(垂直边)
圆柱
直角三角形
绕其一条直角边
圆锥
半圆
绕其直径
球
直角梯形
绕其垂直于底边的腰
圆台
矩形(绕对角线)
绕其一条对角线
双圆锥(两个圆锥底面重合)
二、判断技巧
1.先确定平面图形的形状(是否有直角、曲线等);
2.再确定旋转轴的位置(绕边 / 轴旋转);
3.想象 “面的运动轨迹”:直线边旋转成圆柱 / 圆锥的侧面,曲线边旋转成曲面(如半圆转成球面)。
易错题示例
题目:“绕等腰三角形的底边旋转一周”→ 形成两个同底的圆锥拼接体(不是单个圆锥,因为旋转轴是底边,而非直角边)。
题目:“绕平行四边形的一条边旋转”→ 形成斜圆柱(区别于长方形旋转的正圆柱)。
【知识点04】几何体的截面形状(高频考点)
常见几何体的截面情况
1. 正方体(最常考)
截面最多能截出六边形(因为正方体有 6 个面,截面最多与 6 个面相交);
可能的截面:
*三角形(锐角三角形,不能截出直角 / 钝角三角形);
*四边形(正方形、长方形、平行四边形、梯形);
*五边形、六边形。
2. 圆柱
*平行于底面截:圆;
*垂直于底面截:长方形(或正方形,当圆柱底面直径 = 高时);
*斜着截:椭圆(或椭圆的一部分)。
3. 圆锥
*平行于底面截:圆;
*垂直于底面截(过顶点):等腰三角形;
*斜着截(不过顶点):椭圆(或抛物线形)。
4. 球
*无论怎么截,截面都是圆(大小可能不同)。
易错点提醒
1.正方体不能截出 “直角三角形”:因为正方体的面都是直角,截面三角形的内角最大为锐角;
2.圆柱斜截≠长方形:只有垂直于底面截才是长方形,斜截是椭圆。
【知识点05】直线.射线.线段核心定义
一、核心定义(基础必备)
1. 直线
定义:把线段向两端无限延伸所形成的图形,无端点,不可度量长度。
表示方法:
用两个大写字母(直线上任意两点):如直线 AB、直线 BA;
用一个小写字母:如直线 l。
基本性质:两点确定一条直线(经过两点有且只有一条直线)。
2. 射线
定义:把线段向一端无限延伸所形成的图形,有 1 个端点,不可度量长度。
表示方法:
用两个大写字母(端点在前,射线上另一点在后):如射线 OA(O 为端点,A 为射线上一点),不能写成射线 AO;
用一个小写字母:如射线 l(需明确端点位置)。
关键特征:具有方向性,端点不同或延伸方向不同,就是不同的射线。
3. 线段
定义:直线上两个点和它们之间的部分,有 2 个端点,可度量长度。
表示方法:
用两个大写字母(两个端点):如线段 AB、线段 BA;
用一个小写字母:如线段 a。
基本性质:两点之间,线段最短(两点之间的所有连线中,线段的长度最短);
衍生概念:两点之间线段的长度,叫做这两点之间的距离。
【知识点06】射线.直线.线段的区别与联系
1. 区别(核心对比)
图形
端点数量
延伸性
能否度量长度
表示方法注意点
直线
0 个
向两端无限延伸
不能
两点无顺序,小写字母可表示
射线
1 个
向一端无限延伸
不能
端点字母必须在前
线段
2 个
不能延伸
能
两点无顺序,可直接量长度
2. 联系
*射线、线段都是直线的一部分;
*线段向一端延伸得到射线,向两端延伸得到直线;
*直线上取一点可分成两条射线,取两点可分成一条线段。
【知识点07】高频考点梳理
1. 概念辨析题
易错点:
*误认为 “射线 AB 与射线 BA 是同一条射线”(端点不同,方向不同,不是同一条);
*混淆 “直线的性质”(两点确定一条直线)与 “线段的性质”(两点之间线段最短);
*错误表述 “延长直线 AB”(直线本身无限延伸,无需延长,可表述 “延长线段 AB”)。
2. 计数问题(直线、射线、线段的数量)
*直线计数:过 n 个点(任意三点不共线),可画2n(n−1)条直线;若有 m 个点共线,需扣除重复计数。
例:过 3 个任意不共线的点,可画 3 条直线;过 4 个点(其中 3 个共线),可画 4 条直线。
*射线计数:过一点可画无数条射线;过直线上一点 O,直线上另有 A、B 两点,则以 O 为端点的射线有 2 条(射线 OA、射线 OB)。
线段计数:直线上有 n 个点(包括端点),线段总数为2n(n−1)。
例:直线上有 4 个点 A、B、C、D,线段有 AB、AC、AD、BC、BD、CD,共 6 条(24×3=6)。
3. 作图题
要求:用直尺规范作图,标注字母,语言描述准确。
常见题型:
*(1)画直线 AB、射线 BC、线段 AC;
*(2)延长线段 AB 到点 D,使 BD=AB(反向延长线段 BA 同理);
*(3)用尺规作一条线段等于已知线段(无刻度直尺 + 圆规)。
4. 实际应用
直线性质应用:植树时 “两点确定一条直线” 保证树成一排;射击瞄准利用 “两点确定一条直线”。
线段性质应用:修路时 “两点之间线段最短” 节省路程;求两地之间的最短距离。
易错点汇总
1.术语错误:“直线比射线长”“射线比线段长”(均不可度量,无法比较长度);
2.表示错误:射线写成 “射线 AB”(A 非端点)、直线写成 “直线 aB”(大小写混用);
3.作图错误:延长直线、射线(只能延长线段,反向延长射线);
4.计数错误:数线段时遗漏组合(如直线上 4 个点,漏数 AC、BD 等)
题型1.点.线.面.体的层级关联与转化
1.直线.射线.线段的规范绘制
【典例】硬币在桌面上快速地转动时看上去像球,这种生活现象可以反映的数学原理是( )
A.点动成线 B.线动成面 C.面动成体 D.面面相交得到线
【跟踪专练1】如图,在长方体中,可以把面与面组成的图形看作直立于面上的合页型折纸,从而说明棱 ⊥面.
【跟踪专练2】下列现象不能体现线动成面的是( )
A.用平口铲子铲去墙面上的大片污渍 B.用一条拉直的细线切一块豆腐
C.流星划过天空留下运动轨迹 D.用木板的边缘将沙坑里的沙推平
题型2.平面图形旋转形成的立体图形
【典例】将一个长为,宽为的长方形绕它的一边所在的直线旋转一周,则得到的几何体的体积为 .(结果保留)
【跟踪专练1】已知柱体的体积,其中S表示柱体的底面面积,h表示柱体的高.如图,现将长方形绕边所在直线旋转一周,则形成的几何体的体积为 .(结果保留π)
【跟踪专练2】如图,如果以直角三角形的一条直角边为轴旋转一周得到一个圆锥,这个圆锥的体积最大是( )立方厘米.
A. B. C. D.
题型3.几何体的截面分析
【典例】一个平面去截一个几何体,得到的截面是四边形,这个几何体可能是( )
A.圆锥 B.球体 C.圆柱 D.以上都有可能
【跟踪专练1】用一个平面去截如图所示的五棱柱,所能截出的边数最多的截面是( )
A.五边形 B.六边形 C.七边形 D.八边形
【跟踪专练2】用一个平面去截一个正方体,如果截去的几何体是一个三棱锥,那么剩下的几何体可能有 个顶点.
题型4.直线.射线.线段的规范绘制
【典例】下列说法正确的是( ).
A.延长到点C,使
B.延长线段到点C,使C为的中点
C.延长线段到点C,使
D.反向延长线段到点C,使
【跟踪专练1】同一平面内有A,B,C三点,A,B两点之间的距离为,点C到直线的距离为,且为直角三角形,则满足上述条件的点C有 个.
【跟踪专练2】对于直线、射线、线段,在下列各图中能相交的是( )
A. B. C. D.
题型5.直线,射线.线段的数量规律探究
【典例】直线,,的位置关系如图所示,下列语句:①点在直线上;②直线经过点;③直线,交于点;④点在直线外;⑤图中共有条射线,以上表述正确的有 .(只填写序号)
【跟踪专练1】如图所示,下列结论正确的是( )
A.共有射线 10条,直线 10条 B.共有线段 10条,射线5条
C.共有线段 10条,直线1条 D.共有线段 10条,直线2条
【跟踪专练2】素养提升:
如果平面上有个点,且每3个点均不在1条直线上,那么最多画 条直线.
能否通过以上发现,解决问题:某班45名同学在毕业的一次聚会中,若每两人握1次手问好,那么一共要握 次手.
题型6.直线相交的交点个数分析
【典例】平面上5条直线最多能把平面分成( )部分..
A.15 B.16 C.18 D.不能确定
【跟踪专练1】一平面内,3条直线两两相交,最多有3个交点;4条直线两两相交,最多有6个交点;5条直线两两相交,最多有10个交点;…;那么,10条直线两两相交,最多有 个交点.
【跟踪专练2】两条直线最多有1个交点,3条直线最多有3个交点,4条直线最多有6个交点依此类推,8条直线最多有 个交点
题型7.“两点确定一条直线”的原理与应用
【典例】植树时,只要定出两个树坑的位置,就能使同一行树坑在一条直线上,这样做蕴含的数学原理是( )
A.两点确定一条直线 B.两点之间,线段最短
C.过一点有无数条线段 D.线段有两个端点
【跟踪专练1】平面内有五个点,过每两个点作一条直线,可以作的直线条数可能是 .
【跟踪专练2】如图所示,网格纸上有八个点同时经过其中3个点的直线有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
题型8.线段的和差运算
【典例】已知线段,,若A,B,C在同一条直线上,点D是线段的中点,则线段的长为 .
【跟踪专练1】定义新概念:如图1,点P在线段上,图中共有3条线段和,若有一条线段的长度是另一条线段长度的3倍,则称点P是线段的“巧点”,如图2,若,点P是的的“巧点”,则 cm.
【跟踪专练2】如图,线段在线段上,且,若线段的长度是-个正整数,则图中以A、B、C、D这四点中任意两点为端点的所有线段长度之和可能是( )
A.28 B.29 C.30 D.27
题型9.线段中点的计算问题.
【典例】如图,延长线段至C使,延长线段至D使,点E是线段的中点,点F是线段的中点,若,则的长度为( )
A. B. C. D.
【跟踪专练1】如图,在中,,,点在上,点是的中点.若的周长和四边形的周长相等,则的长为 .
【跟踪专练2】中考新趋势·一题多问 已知C为线段上一点,D为的中点,E为的中点,F为的中点,则 .若,则 .
题型10.线段间的数量关系推导
【典例】已知线段和线段,以下方法一定能说明线段比线段短的是( )
A.通过观察猜测线段比线段短
B.用刻度尺量得线段厘米,线段厘米
C.将线段移到线段的位置,使点与点重合,点在线段上
D.将线段移到线段的位置,使点与点重合,点在线段的延长线上
【跟踪专练1】如图,将一根绳子对折以后用线段表示,现从点P处将绳子剪断,剪断后的各段绳子中最长的一段为,若,则这根绳子原来的长度为( )
A. B. C.或 D.或
【跟踪专练2】定义:若射线上一点满足或时,则点是射线的平衡点.已知点是射线上的平衡点,若,则的长可能是 .
题型11.线段相关的动点动态问题
【典例】如图,电子屏幕上有一条直线,在直线上有A,B,C,D四点,四点之中相邻两点之间的距离相等,光点P沿着直线从点A运动到点D,当光点P到A,B,C,D四点中至少两点的距离相等时,光点P就会发出红光,则光点P发出红光的次数为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【跟踪专练1】如图,有一种电子游戏,电子屏幕上有一条直线,在直线上有A,B,C,D四点.点P沿直线l从右向左移动,当出现点P与A,B,C,D四点中的至少两个点距离相等时,就会发出警报,则直线l上会发出警报的点P最多有( )个.
A.3 B.4 C.5 D.6
【跟踪专练2】如图,射线上有A、B、C三点,满足,,.点P从点O出发,沿方向以的速度匀速运动,2秒后点Q从点C出发在线段上向点O匀速运动,当点Q运动到点O时,点P,Q停止运动.当点P运动到线段的中点D时,此时Q点距离到达D点还差,则点Q的运动速度是 .
题型12.“两点之间线段最短”的性质
【典例】如图为短道速滑运动员练习时从点A到点B的两种滑行路径,下列说法正确的是( )
A.甲路径短 B.乙路径短 C.甲、乙一样长 D.以上都不对
【跟踪专练1】平面上有A,B,C三点,已知,,则的长是( )
A. B. C.或 D.不能确定
【跟踪专练2】如图所示,在直线l上有若干个点、、…、,每相邻两点之间的距离都为1,点P是线段上的一个动点.
(1)当时,当点P在点 (填、或)的位置时,点P分别到点、,的距离之和最小;
(2)当时,则点P分别到点、、…、的距离之和的最小值是
题型13.两点间距离的定义与计算
【典例】已知线段,直线上有一点,,为的中点,则的长为 .
【跟踪专练1】把线段 延长到点 P,使 ,点A为的中点,点B为的中点,则 .
【跟踪专练1】下列说法正确的个数为( )
①过两点有且只有一条直线;②射线和射线表示同一条射线;③两点之间的线段叫做两点间的距离;④如果,则点B是线段的中点.
A.1 B.2 C.3 D.4
题型14.几何中的最短路径求解
【典例】昆明市打算在某条街道新建一所中学,为了方便居民区A、B的学生上学,要使A、B两小区到学校的距离之和最小,则学校C的位置应该在( )
A. B.
C. D.
【跟踪专练1】如图所示的是某公园的部分路线示意图,则路线①和路线②相比,路程更短的路线是 (填序号).
【跟踪专练2】如图,一只蚂蚁要从正方体的一个顶点A沿表面爬行到顶点C,蚂蚁爬行的最短路线有 条.
1.流星划过夜空,会留下一条长长的“尾巴”,用数学知识解释这一现象: .
2.如图,辰辰同学根据图形写出了四个结论:①图中有两条直线;②图中有5条线段;③射线和射线是同一条射线;④直线经过点.其中结论正确的结论是 .
3.如图,在操作课上,同学们按老师的要求操作:①作射线;②在射线上顺次截取;③在射线上截取;④在线段上截取,发现点B在线段上.由操作可知,线段( )
A. B. C. D.
4.如图,已知线段,点B,D在线段上,,点C在线段上,则图中所有线段长度之和等于( )
A.400 B.612 C.1412 D.2024
5.M所在的位置如图,的位置是点 ,的位置是点 .
6.平面上有五个点,其中只有三点在一条直线上,此外无其他三点共线,经过这些点可以作直线的条数是( )
A.6 B.8 C.10 D.12
7.将一个长宽分别为3和4的长方形绕其一边旋转一周,所得几何体体积的最大值为 .(结果保留)
.8.如图,点在线段的延长线上,,记线段和的中点分别为,;线段和的中点分别为,;线段和的中点分别为和;,依次进行这样的标记,则( )
A. B. C. D.
9.某列车往返于武汉站与南昌西站,途经鄂州、黄石北与庐山站,列车迷贤哥想收集该列车所有不同的车票(起点或终点不一样都算不同的车票),则他需要购买( )张车票
A.6 B.10 C.15 D.20
10.将一个长方体的一个角切去,所得的立体图形的棱的数量为 .
11.如图所示,长方形的长为,宽为.
(1)把长方形绕边所在的直线旋转一周,则旋转后的几何体是______.
(2)若用平面沿方向去截所得的几何体,所得截面形状是______.
(3)求截面的最大面积.
12.如图,已知平面上四个点,,,,请按要求完成下列问题:
(1)画直线,射线,线段;
(2)延长线段上到点,使;(尺规作图,保留作图痕迹)
(3)结合图形,比较线段和线段的长短,得__________.(填“>”或“<”或“=”)
13.【提出问题】
如图,已知四点,,,表示四个村庄,村民们准备合打一口水井,使水井到各村庄的距离之和最小.
【动手操作】
(1)请你在图中画出射线、线段,并画出水井的位置点;
【解决问题】
(2)经过招标,水井由两个工程队修建(不存在同时修建).已知甲工程队单独完成需要8天,乙工程队单独完成需要12天,且甲工程队比乙工程队每天多修建.
①问水井要修建多少米?
②甲工程队每天的施工费为5000元,乙工程队每天的施工费用是2500元.若甲工程队先工作了4天后因有其他任务,剩余工程由乙队完成施工任务,求完成全部工程共需施工费多少元?(甲、乙两队的施工时间不足一天按一天算).
14.如图1,直线上从左到右有两条线段:,且满足.
(1)求线段的长;
(2)将线段向右移动到线段上,如图2.若是线段的中点,是线段的中点,求线段的长;
(3)线段以每秒4个单位长度的速度向右运动,线段不动,,始终分别为,的中点.若运动6秒后,,直接写出运动前点,之间的距离.
15.如图,线段AB=20厘米,点C以每秒钟2厘米的速度从点A匀速运动到点B,当点C与点B重合时运动停止.点M为线段AC中点,点N为线段BC中点.设运动时间为t(t≠0)秒.
(1)当点C与点B重合时,t= 秒;
(2)在运动过程中,MN的长度是否与t的取值有关?若有关,请用含有t的代数式表示线段MN的长;若无关,请利用代数式的相关知识说明理由.
(3)在点C开始运动的同时,点P以每秒钟4厘米的速度从点B出发,在点B和点M之间做往返运动,当点C停止运动时,点P也停止运动.
①当点P与点M重合时,求线段CN的长.
②在运动时间t从第4秒开始到停止运动的过程中,请直接写出当PM=3PC时的t值.
16.如图,在一条河的两岸有两个村庄A,B,现要在河上建一座小桥,桥的方向与河流垂直,设河的宽度不变,试问:桥架在何处,才能使从村庄A到村庄B的距离最短?画出从村庄A到村庄B的最短路径.
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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期末复习06 几何图形初步讲义(二)
1.点.线.面.体的层级关联与转化
2.平面图形旋转形成的立体图形
3.几何体的截面分析
4.直线.射线.线段的规范绘制
5.直线.射线.线段的数量规律探究
6.直线相交的交点个数分析
7.“两点确定一条直线”的原理与应用
8.线段的和差运算
9.线段中点的计算问题
10.线段间的数量关系推导
11.线段相关的动点动态问题
12.“两点之间线段最短”的性质
13.两点间距离的定义与计算
14.几何中的最短路径求解
【知识点01】点.线.面.体的定义
一.核心概念定义
*点:几何中最基本的图形,无大小、无形状,是线的端点。
*线:分为直线(向两端无限延伸)、射线(向一端无限延伸,有 1 个端点)、线段(有 2 个端点,可度量长度)。
*面:分为平面(如桌面)和曲面(如球面),是体的边界。
*体:由面围成的立体图形,有体积和形状(如正方体、圆柱)。
二.点、线、面、体的关系
动态角度:点动成线(如笔尖画线)、线动成面(如刷子刷墙)、面动成体(如长方形旋转成圆柱)。
静态角度:体由面组成,面与面相交成线,线与线相交成点。
【知识点02】点.线.面.体的转化判断(高频基础考点)
一、转化逻辑(核心依据)
记住 3 个动态关系:
1.点动成线:单个点的运动轨迹形成线(直线 / 曲线)。
2.线动成面:一条线(直线 / 曲线)的运动轨迹形成面(平面 / 曲面)。
3.面动成体:一个面(平面 / 曲面)的运动轨迹形成立体图形。
二、典型例题 + 判断思路
实际场景
对应转化
判断思路
笔尖在纸上写字留下痕迹
点动成线
笔尖(点)的运动形成线(笔画)
流星划过夜空的光亮轨迹
点动成线
流星(点)的运动形成线(光带)
用粉笔在黑板上涂出一片区域
线动成面
粉笔(线)的滑动形成面(涂色区域)
电风扇扇叶转动形成的圆形区域
线动成面
扇叶(线)的旋转形成面(圆形)
旋转一枚硬币形成 “球” 的视觉效果
面动成体
硬币(圆形面)旋转形成体(球)
用长方形硬纸快速旋转形成圆柱
面动成体
长方形(面)旋转形成体(圆
易混淆场景辨析
1.易错:“旋转门转动的区域”→ 属于面动成体(旋转门是 “面”,转动后形成圆柱状空间)。
2.易错:“用扫帚扫地的区域”→ 属于线动成面(扫帚的杆是 “线”,扫动后形成面)
【知识点03】平面图形旋转成的立体图形(高频考点)
一、常考组合(平面图形 + 旋转轴→立体图形)
平面图形
旋转轴
形成的立体图形
长方形 / 正方形
绕其一条边(垂直边)
圆柱
直角三角形
绕其一条直角边
圆锥
半圆
绕其直径
球
直角梯形
绕其垂直于底边的腰
圆台
矩形(绕对角线)
绕其一条对角线
双圆锥(两个圆锥底面重合)
二、判断技巧
1.先确定平面图形的形状(是否有直角、曲线等);
2.再确定旋转轴的位置(绕边 / 轴旋转);
3.想象 “面的运动轨迹”:直线边旋转成圆柱 / 圆锥的侧面,曲线边旋转成曲面(如半圆转成球面)。
易错题示例
题目:“绕等腰三角形的底边旋转一周”→ 形成两个同底的圆锥拼接体(不是单个圆锥,因为旋转轴是底边,而非直角边)。
题目:“绕平行四边形的一条边旋转”→ 形成斜圆柱(区别于长方形旋转的正圆柱)。
【知识点04】几何体的截面形状(高频考点)
常见几何体的截面情况
1. 正方体(最常考)
截面最多能截出六边形(因为正方体有 6 个面,截面最多与 6 个面相交);
可能的截面:
*三角形(锐角三角形,不能截出直角 / 钝角三角形);
*四边形(正方形、长方形、平行四边形、梯形);
*五边形、六边形。
2. 圆柱
*平行于底面截:圆;
*垂直于底面截:长方形(或正方形,当圆柱底面直径 = 高时);
*斜着截:椭圆(或椭圆的一部分)。
3. 圆锥
*平行于底面截:圆;
*垂直于底面截(过顶点):等腰三角形;
*斜着截(不过顶点):椭圆(或抛物线形)。
4. 球
*无论怎么截,截面都是圆(大小可能不同)。
易错点提醒
1.正方体不能截出 “直角三角形”:因为正方体的面都是直角,截面三角形的内角最大为锐角;
2.圆柱斜截≠长方形:只有垂直于底面截才是长方形,斜截是椭圆。
【知识点05】直线.射线.线段核心定义
一、核心定义(基础必备)
1. 直线
定义:把线段向两端无限延伸所形成的图形,无端点,不可度量长度。
表示方法:
用两个大写字母(直线上任意两点):如直线 AB、直线 BA;
用一个小写字母:如直线 l。
基本性质:两点确定一条直线(经过两点有且只有一条直线)。
2. 射线
定义:把线段向一端无限延伸所形成的图形,有 1 个端点,不可度量长度。
表示方法:
用两个大写字母(端点在前,射线上另一点在后):如射线 OA(O 为端点,A 为射线上一点),不能写成射线 AO;
用一个小写字母:如射线 l(需明确端点位置)。
关键特征:具有方向性,端点不同或延伸方向不同,就是不同的射线。
3. 线段
定义:直线上两个点和它们之间的部分,有 2 个端点,可度量长度。
表示方法:
用两个大写字母(两个端点):如线段 AB、线段 BA;
用一个小写字母:如线段 a。
基本性质:两点之间,线段最短(两点之间的所有连线中,线段的长度最短);
衍生概念:两点之间线段的长度,叫做这两点之间的距离。
【知识点06】射线.直线.线段的区别与联系
1. 区别(核心对比)
图形
端点数量
延伸性
能否度量长度
表示方法注意点
直线
0 个
向两端无限延伸
不能
两点无顺序,小写字母可表示
射线
1 个
向一端无限延伸
不能
端点字母必须在前
线段
2 个
不能延伸
能
两点无顺序,可直接量长度
2. 联系
*射线、线段都是直线的一部分;
*线段向一端延伸得到射线,向两端延伸得到直线;
*直线上取一点可分成两条射线,取两点可分成一条线段。
【知识点07】高频考点梳理
1. 概念辨析题
易错点:
*误认为 “射线 AB 与射线 BA 是同一条射线”(端点不同,方向不同,不是同一条);
*混淆 “直线的性质”(两点确定一条直线)与 “线段的性质”(两点之间线段最短);
*错误表述 “延长直线 AB”(直线本身无限延伸,无需延长,可表述 “延长线段 AB”)。
2. 计数问题(直线、射线、线段的数量)
*直线计数:过 n 个点(任意三点不共线),可画2n(n−1)条直线;若有 m 个点共线,需扣除重复计数。
例:过 3 个任意不共线的点,可画 3 条直线;过 4 个点(其中 3 个共线),可画 4 条直线。
*射线计数:过一点可画无数条射线;过直线上一点 O,直线上另有 A、B 两点,则以 O 为端点的射线有 2 条(射线 OA、射线 OB)。
线段计数:直线上有 n 个点(包括端点),线段总数为2n(n−1)。
例:直线上有 4 个点 A、B、C、D,线段有 AB、AC、AD、BC、BD、CD,共 6 条(24×3=6)。
3. 作图题
要求:用直尺规范作图,标注字母,语言描述准确。
常见题型:
*(1)画直线 AB、射线 BC、线段 AC;
*(2)延长线段 AB 到点 D,使 BD=AB(反向延长线段 BA 同理);
*(3)用尺规作一条线段等于已知线段(无刻度直尺 + 圆规)。
4. 实际应用
直线性质应用:植树时 “两点确定一条直线” 保证树成一排;射击瞄准利用 “两点确定一条直线”。
线段性质应用:修路时 “两点之间线段最短” 节省路程;求两地之间的最短距离。
易错点汇总
1.术语错误:“直线比射线长”“射线比线段长”(均不可度量,无法比较长度);
2.表示错误:射线写成 “射线 AB”(A 非端点)、直线写成 “直线 aB”(大小写混用);
3.作图错误:延长直线、射线(只能延长线段,反向延长射线);
4.计数错误:数线段时遗漏组合(如直线上 4 个点,漏数 AC、BD 等)
题型1.点.线.面.体的层级关联与转化
1.直线.射线.线段的规范绘制
【典例】硬币在桌面上快速地转动时看上去像球,这种生活现象可以反映的数学原理是( )
A.点动成线 B.线动成面 C.面动成体 D.面面相交得到线
【答案】C
【分析】本题主要考查了点、线、面、体之间的运动关系,熟练掌握“面动成体”的几何原理是解题的关键.
判断硬币(圆面)转动形成球体对应的几何原理,结合点、线、面、体的运动关系分析.
【详解】解:硬币是圆面(面),快速转动时该面的运动形成球体(体),这种现象反映的数学原理是面动成体,
故选:C.
【跟踪专练1】如图,在长方体中,可以把面与面组成的图形看作直立于面上的合页型折纸,从而说明棱 ⊥面.
【答案】
【分析】根据直线与平面垂直的定义进行判断即可.
【详解】解:∵面与面组成的图形看作直立于面上的合页型折纸,
∴棱面,
故答案为:.
【点睛】本题考查认识立体图形,理解直线垂直平面的定义是正确判断的前提.
【跟踪专练2】下列现象不能体现线动成面的是( )
A.用平口铲子铲去墙面上的大片污渍 B.用一条拉直的细线切一块豆腐
C.流星划过天空留下运动轨迹 D.用木板的边缘将沙坑里的沙推平
【答案】C
【分析】本题考查了点动成线、线动成面的知识.根据上述知识,对各选项进行分析即可.
【详解】选项A,用平口铲子铲去墙面上的大片污渍,说明“线动成面”;
选项B,用一条拉直的细线切一块豆腐,说明“线动成面”;
选项C,流星划过天空留下运动轨迹说明“点动成线”;
选项D,用木板的边缘将沙坑里的沙推平,说明“线动成面”.
故选C.
题型2.平面图形旋转形成的立体图形
【典例】将一个长为,宽为的长方形绕它的一边所在的直线旋转一周,则得到的几何体的体积为 .(结果保留)
【答案】或
【分析】本题考查了点、线、面、体和圆柱体的体积的求法,熟记圆柱体的体积公式是解题关键,根据圆柱体的体积公式计算即可.
【详解】解:绕长方形的长所在的直线旋转一周得到的几何体是底面半径为,高为的圆柱,如图,
该圆柱的体积为:.
绕长方形的宽所在的直线旋转一周得到的几何体是底面半径为,高为的圆柱,
如图,
该圆柱的体积为:.
故答案为:或.
【跟踪专练1】已知柱体的体积,其中S表示柱体的底面面积,h表示柱体的高.如图,现将长方形绕边所在直线旋转一周,则形成的几何体的体积为 .(结果保留π)
【答案】
【分析】本题主要考查了圆柱体体积公式,根据已知得出柱体的底面面积是解题的关键.
利用圆柱体的体积公式进行求解即可.
【详解】解:由题意可知:形成的几何体是高为h,底面圆的半径为的圆柱,
∴形成的几何体的体积为:,
故答案为:.
【跟踪专练2】如图,如果以直角三角形的一条直角边为轴旋转一周得到一个圆锥,这个圆锥的体积最大是( )立方厘米.
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了点、线、面、体,根据面动成体得到圆锥,然后分情况求解即可,掌握知识点的应用是解题的关键.
【详解】解:当以厘米的直角边为轴得到圆锥体,则这个圆锥体的高为厘米,
所以此时这个圆锥体的体积为:(立方厘米),
当以厘米的直角边为轴得到圆锥体,则这个圆锥体的高为厘米,
所以此时这个圆锥体的体积为:(立方厘米),
由,
故选:.
题型3.几何体的截面分析
【典例】一个平面去截一个几何体,得到的截面是四边形,这个几何体可能是( )
A.圆锥 B.球体 C.圆柱 D.以上都有可能
【答案】C
【分析】本题考查了用一个平面去截一个几何体,解题关键是掌握用一个平面去截一个几何体的方法.
根据几何体的截面性质,圆锥和球体的截面不能是四边形,而圆柱的截面可能为矩形(四边形).
【详解】A.圆锥的截面可能是三角形、圆或椭圆,但不可能是四边形;
B.球体的截面总是圆,不可能是四边形;
C.圆柱的截面当平行于轴线时为矩形(四边形);
D.综上可知D不正确;
故选:C.
【跟踪专练1】用一个平面去截如图所示的五棱柱,所能截出的边数最多的截面是( )
A.五边形 B.六边形 C.七边形 D.八边形
【答案】C
【分析】本题考查了截几何体,截面的形状既与被截的几何体有关,还与截面的角度和方向有关;一个五棱柱由5个侧面和2个底面构成,根据截面经过几个面,得到的多边形就是几边形.
【详解】解:∵一个五棱柱由5个侧面和2个底面构成,它有7个面,
∴截面最多是七边形.
故选:C.
【跟踪专练2】用一个平面去截一个正方体,如果截去的几何体是一个三棱锥,那么剩下的几何体可能有 个顶点.
【答案】或或或
【分析】本题考查了截一个几何体,理解截面的形状与原几何体的特征之间的关系是正确判断的前提.根据截去的几何体是一个三棱锥,则截面为三角形,根据截面与正方体顶点和棱的不同位置关系,剩下的几何体的顶点数可能发生变化,据此分不同情况讨论,即可解答.
【详解】解:∵截去的几何体是一个三棱锥,
∴截面为三角形,
∴如图所示,
当截面通过三个顶点时,剩下的几何体顶点数为个;
当截面通过一条棱上的点和两个顶点时,剩下的几何体顶点数为个;
当截面通过两条棱上的点和一个顶点时,剩下的几何体顶点数为个;
当截面通过三条棱上的点(非顶点)时,剩下的几何体顶点数为个;
因此,剩下的几何体可能有或或或个顶点,
故答案为:或或或.
题型4.直线.射线.线段的规范绘制
【典例】下列说法正确的是( ).
A.延长到点C,使
B.延长线段到点C,使C为的中点
C.延长线段到点C,使
D.反向延长线段到点C,使
【答案】C
【分析】本题主要考查了线段延长的方法,根据线段延长的方式逐项求解判断即可.
【详解】解:、延长到点C,使不成立,没有说明点D的位置,说法错误,不符合题意;
、延长线段到点C,不能使C为的中点,说法错误,不符合题意;
、延长线段到点C,使,说法正确,符合题意;
、反向延长线段到点C,不能使,说法错误,不符合题意.
故选:C.
【跟踪专练1】同一平面内有A,B,C三点,A,B两点之间的距离为,点C到直线的距离为,且为直角三角形,则满足上述条件的点C有 个.
【答案】
【分析】本题主要考查了分类讨论思想,根据题意画出图形是解题的关键.分两种情况进行讨论,①为斜边,则,② 为直角边,或者.
【详解】解:①为斜边,点C到直线的距离为,
即边上的高为,满足上述条件的点C有个,
如图:
②为直角边,或者,
满足上述条件的点C有个,
故答案为:.
【跟踪专练2】对于直线、射线、线段,在下列各图中能相交的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据直线能向两方无限延伸,射线能向一方无限延伸,线段不能延伸,据此进行选择.
【详解】A.线段CD不能延伸,直线延伸方向,与线段无交点,直线和线段不能相交;
B.射线可以无线延伸,这条射线与这条直线能相交;
C.线段CD不能延伸,射线EF延伸的方向与线段无交点;
D.直线和射线的延伸方向,得两者不能相交.
故选B.
【点睛】本题考查了相交线,理解直线、线段和射线的延伸性是关键.
题型5.直线,射线.线段的数量规律探究
【典例】直线,,的位置关系如图所示,下列语句:①点在直线上;②直线经过点;③直线,交于点;④点在直线外;⑤图中共有条射线,以上表述正确的有 .(只填写序号)
【答案】②③④
【分析】本题主要考查直线、射线、线段,熟练掌握相关概念是解题的关键.根据直线、线段、射线的相关概念可进行求解.
【详解】解:由图可知:
①点在直线外,故原说法错误;
②直线经过点,原说法正确;
③直线、交于点,故原说法正确;
④点在直线外,原说法正确;
⑤图中是射线的有:射线、射线、射线、射线、射线、射线、射线、射线、射线、射线、射线、射线共条,故原说法正确;
以上表述正确的有②③④;
故答案为②③④.
【跟踪专练1】如图所示,下列结论正确的是( )
A.共有射线 10条,直线 10条 B.共有线段 10条,射线5条
C.共有线段 10条,直线1条 D.共有线段 10条,直线2条
【答案】C
【分析】本题主要考查了直线,射线和线段的定义及查找,解题的关键是熟练掌握相关定义.
利用直线,射线和线段的定义进行判断即可.
【详解】解:根据图象可得,共有射线10条,共有线段10条,直线1条,
故选:C.
【跟踪专练2】素养提升:
如果平面上有个点,且每3个点均不在1条直线上,那么最多画 条直线.
能否通过以上发现,解决问题:某班45名同学在毕业的一次聚会中,若每两人握1次手问好,那么一共要握 次手.
【答案】 990
【分析】本题主要考查规律型图形的变化类,根据每一个点可以与其他个点分别连接生成条直线,去掉重复的即可得到个点(每3个点均不在1条直线上),最多画(条直线.根据每一个人可以与其他44握手一次,每人44次,即可求解.
【详解】∵每一个点可以与其他个点连接生成条直线,
∴个点最多画直线数量为
∵某班45名同学在毕业的一次聚会中,若每两人握1次手问好,则每一个人可以与其他44握手一次,每人44次,
∴45人一共要握手(次.
故答案为:,990.
题型6.直线相交的交点个数分析
【典例】平面上5条直线最多能把平面分成( )部分..
A.15 B.16 C.18 D.不能确定
【答案】B
【分析】本题考查了直线分平面区域的规律探究,解题的关键是掌握“第n条直线与前条直线最多交于个点,可使平面新增n个部分”的规律,进而推导最多分平面的部分数.
先从少量直线入手推导规律:1条直线分平面2部分,2条直线最多分4部分(新增2部分),3条直线最多分7部分(新增3部分),4条直线最多分部分(新增4部分),以此类推,n条直线最多分平面部分数为;再代入计算,得到5条直线最多分平面的部分数,匹配选项.
【详解】解:直线分平面最多部分数遵循规律:第n条直线与前条直线最多交个点,新增n个部分,总部分数为.
当时,部分数时,时,时,时,.
5条直线最多能把平面分成部分,对应选项B.
故选:B.
【跟踪专练1】一平面内,3条直线两两相交,最多有3个交点;4条直线两两相交,最多有6个交点;5条直线两两相交,最多有10个交点;…;那么,10条直线两两相交,最多有 个交点.
【答案】45
【分析】此题考查的知识点是相交线,关键是此题在相交线的基础上,着重培养学生的观察、实验和猜想、归纳能力,掌握从特殊到一般猜想的方法.由已知一平面内,三条直线两两相交,最多有3个交点;4条直线两两相交,最多有6个交点;5条直线两两相交,最多有10个交点,…,总结出:在同一平面内,n条直线两两相交,则最多有个交点,代入即可求解.
【详解】解:∵3条直线两两相交,最多有3个交点;而;
4条直线两两相交,最多有6个交点;而,
5条直线两两相交,最多有10个交点;而,
…;
∴在同一平面内,n条直线两两相交,则最多有 个交点,
∴10条直线两两相交,交点的个数最多为 .
故答案为:.
【跟踪专练2】两条直线最多有1个交点,3条直线最多有3个交点,4条直线最多有6个交点依此类推,8条直线最多有 个交点
【答案】28
【分析】读懂题意,找到规律即可.
【详解】解:由题意得,两条直线最多有个交点,
3条直线最多有个交点,
4条直线最多有个交点,
……
条直线最多有个交点,
8条直线最多有个交点,
故答案为:28.
【点睛】本题主要考查了直线的交点个数,数字类规律题,明确题意,准确得到规律是解题的关键.
题型7.“两点确定一条直线”的原理与应用
【典例】植树时,只要定出两个树坑的位置,就能使同一行树坑在一条直线上,这样做蕴含的数学原理是( )
A.两点确定一条直线 B.两点之间,线段最短
C.过一点有无数条线段 D.线段有两个端点
【答案】A
【分析】本题主要考查了两点确定一条直线,将两个树坑看作两个点,根据两点确定一条直线可知能使同一行树坑在一条直线上.
【详解】解:将两个树坑看作两个点,则植树时,只要定出两个树坑的位置,就能使同一行树坑在一条直线上,这样做蕴含的数学原理是两点确定一条直线.
故选:A.
【跟踪专练1】平面内有五个点,过每两个点作一条直线,可以作的直线条数可能是 .
【答案】、、、或
【分析】本题考查了平面上直线的确定方法,解答问题的关键是运用分类讨论思想,考虑到可能出现的所有情况.
分类画出图形即可求得画的直线的条数.
【详解】解:如下图,分以下四种情况:
当五点在同一直线上,如图:
故可以画条不同的直线;
当有四个点在同一直线上,
故可以画不同的直线;
当有两个三点在同一直线上,
故可以画条不同的直线;
当有三个点在同一直线上,
故可以画不同的直线;
当五个点都不在同一直线上时,
因此当时,一共可以画条直线,
故可以作条、条、条,条或条直线,
故答案为:、、、或.
【跟踪专练2】如图所示,网格纸上有八个点同时经过其中3个点的直线有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
【答案】C
【分析】本题考察了直线的性质:两点确定一条直线,关键是按照一定的顺序寻找.
找到同时经过其中个点的直线的条数即可求解.
【详解】解:如图所示:
故同时经过其中个点的直线有条.
故选:C.
题型8.线段的和差运算
【典例】已知线段,,若A,B,C在同一条直线上,点D是线段的中点,则线段的长为 .
【答案】或
【分析】本题考查与线段中点有关的计算.解题的关键是正确地画出图形,利用数形结合和分类讨论的思想进行求解.
根据点A、B、C的相对位置,分两种情况讨论:点B在线段上或点A在线段上.
【详解】解:∵点D是线段的中点,,
∴,
①当点B在线段上时,
,
点D在线段上,
∴;
②当点A在线段上时,
,
点D在线段上,且,
∵,
∴点A在线段上,
∴,
故答案为:或.
【跟踪专练1】定义新概念:如图1,点P在线段上,图中共有3条线段和,若有一条线段的长度是另一条线段长度的3倍,则称点P是线段的“巧点”,如图2,若,点P是的的“巧点”,则 cm.
【答案】或或或
【分析】本题考查了线段的概念,把握“巧分点”的定义,分类讨论是解题的关键;根据“巧分点”的定义分类讨论即可得到答案.
【详解】解:∵点P在线段上,根据题意
当时;则;
当时;则 ;
当时;则,所以,即;
当时;则,所以;
故答案为:或或或.
【跟踪专练2】如图,线段在线段上,且,若线段的长度是-个正整数,则图中以A、B、C、D这四点中任意两点为端点的所有线段长度之和可能是( )
A.28 B.29 C.30 D.27
【答案】A
【分析】本题考查了线段,先求出以、、、这四点中任意两点为端点的所有线段长度之和,然后根据居已知可得所有线段的总和减去1的差一定是3的倍数,从而进行计算即可解答,
【详解】解:以、、、这四点中任意两点为端点有:、、、、、等,共六条,
,
∵,线段的长度是-个正整数,
∴所有线段的总和减去1的差一定是3的倍数,
A、是的倍数,故A符合题意;
B、不是的倍数,故B不符合题意;
C、不是的倍数,故C不符合题意;
D、不是的倍数,故D不符合题意;
故选A.
题型9.线段中点的计算问题.
【典例】如图,延长线段至C使,延长线段至D使,点E是线段的中点,点F是线段的中点,若,则的长度为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题主要考查了线段中点的定义,线段的和差计算,先根据题意得出,,再根据线段中点的定义得到,,进而求解即可.
【详解】解:∵,,,
∴,,
∴,,
∵点E是线段的中点,点F是线段的中点,
∴,
∴.
故选:A.
【跟踪专练1】如图,在中,,,点在上,点是的中点.若的周长和四边形的周长相等,则的长为 .
【答案】
【分析】本题考查了线段的和差.
根据的周长和四边形的周长相等得到,根据点是的中点,得到,根据得到,最后将,代入求解即可.
【详解】解:∵的周长和四边形的周长相等,
∴,
∴,
∵点是的中点,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴,
解得:,
故答案为:.
【跟踪专练2】中考新趋势·一题多问 已知C为线段上一点,D为的中点,E为的中点,F为的中点,则 .若,则 .
【答案】 或
【分析】本题考查了两点间的距离:连接两点间的线段的长度叫两点间的距离.理清线段之间的关系是解决本题的关键.
(1)由为的中点,为的中点得到, 则可计算出, 再利用为的中点得到, 求解出结果;
(2)根据线段的中点定义和线段的和差计算分两种情况即可求解;
【详解】
解:(1)为的中点,为的中点,
,
为的中点,
,
(2)①当,点F在点C左侧时,如图所示:
为的中点,为的中点,
,
为的中点,
,
,
,
,
,
,
∴.
②当,点F在点C左侧时,如图所示:
为的中点,为的中点,
,
为的中点,
,
,
,
,
,
,
综上所述,的值为:或,
故答案为:;或.
题型10.线段间的数量关系推导
【典例】已知线段和线段,以下方法一定能说明线段比线段短的是( )
A.通过观察猜测线段比线段短
B.用刻度尺量得线段厘米,线段厘米
C.将线段移到线段的位置,使点与点重合,点在线段上
D.将线段移到线段的位置,使点与点重合,点在线段的延长线上
【答案】C
【分析】本题考查了线段的大小比较常用的方法:度量法、叠合法,(1)度量法:利用刻度尺,量出每条线段的长度,在根据度量的结果确定两条线段的长短,这是从“数”的方面进行比较,线段的长短关系和它们的长度大小关系是一致的;(2)叠合法:先把两条线段放在同一条直线上,让其一端重合,在看另一端的位置,从而确定两条线段的长度,这是从“形”的方面来比较的,据此解答即可.
【详解】解:A、通过观察不一定能说明线段比线段短,不符合题意;
B、用刻度尺量得线段厘米,线段厘米,说明线段比线段长,不符合题意;
C、将线段移到线段的位置,使点与点重合,点在线段上,说明线段比线段短,符合题意;
D、将线段移到线段的位置,使点与点重合,点在线段的延长线上,说明线段比线段长,不符合题意;
故选:C.
【跟踪专练1】如图,将一根绳子对折以后用线段表示,现从点P处将绳子剪断,剪断后的各段绳子中最长的一段为,若,则这根绳子原来的长度为( )
A. B. C.或 D.或
【答案】C
【分析】本题考查求线段长.根据题意,分两种情况:(1)当对折点在点时,从处将绳子剪断,分成三段:;(2)当对折点在点时,从处将绳子剪断,分成三段:;再根据剪断后的各段绳子中最长的一段为 ,列式求解即可得到答案.
【详解】解:根据题意,分两种情况:
(1)当对折点在点时,从处将绳子剪断,分成三段:,
∵,即,
∴,即线段是最长的一段,
∵最长的一段为 ,
∴,解得,
∴这条绳子的原长为;
(2)当对折点在点时,从处将绳子剪断,分成三段:,
,
∴线段是最长的一段,
∵最长的一段为,
∴,解得,
∴,
∴这条绳子的原长为;
故选:C.
【跟踪专练2】定义:若射线上一点满足或时,则点是射线的平衡点.已知点是射线上的平衡点,若,则的长可能是 .
【答案】2或4或12
【分析】本题考查的是线段的和差倍分关系,有理数的乘法运算,分类思想的运用,掌握线段的和差倍分是解题的关键
分三种情况讨论,分别画出符合题意的图形,结合的位置得到的具体的数量关系,结合 从而可得答案.
【详解】解:如图,, 当时,
如图,,当时,
如图,,当时,
综上:或4或12.
故答案为:2或4或12.
题型11.线段相关的动点动态问题
【典例】如图,电子屏幕上有一条直线,在直线上有A,B,C,D四点,四点之中相邻两点之间的距离相等,光点P沿着直线从点A运动到点D,当光点P到A,B,C,D四点中至少两点的距离相等时,光点P就会发出红光,则光点P发出红光的次数为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】C
【分析】本题考查了线段的中点,利用总体思想去思考线段的总条数是解决问题最巧妙的办法,可以减去不必要的讨论与分类.
点P与A,B,C,D四点中的至少两个点距离相等时,也就是点P恰好是其中一条线段中点,据此解答即可.
【详解】解:根据题意可知:
当点P经过任意一条线段中点时会发出红光,
∵图中共有线段、、、、、,
∵四点之中相邻两点之间的距离相等
∵和中点是同一个,
∴光点P发出红光的次数为5.
故选:C.
【跟踪专练1】如图,有一种电子游戏,电子屏幕上有一条直线,在直线上有A,B,C,D四点.点P沿直线l从右向左移动,当出现点P与A,B,C,D四点中的至少两个点距离相等时,就会发出警报,则直线l上会发出警报的点P最多有( )个.
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】D
【分析】本题考查的是直线与线段的相关内容,正确理解题意、利用转化的思想去思考线段的总条数是解决问题的关键,可以减少不必要的分类.点P与A,B,C,D四点中的至少两个点距离相等时,也就是点P恰好是其中一条线段中点.而图中共有线段6条,所以出现报警次数最多6次.
【详解】解:由题意知,当P点经过任意一条线段中点的时候会发出警报,
∵图中共有线段、、、、、,
∴发出警报的点P最多有6个.
故选:D.
【跟踪专练2】如图,射线上有A、B、C三点,满足,,.点P从点O出发,沿方向以的速度匀速运动,2秒后点Q从点C出发在线段上向点O匀速运动,当点Q运动到点O时,点P,Q停止运动.当点P运动到线段的中点D时,此时Q点距离到达D点还差,则点Q的运动速度是 .
【答案】2
【分析】本题考查了一元一次方程的应用,线段中点的计算,与线段有关的动点问题,解题的关键在于理解题意列出方程.设点Q的运动速度是,根据题意列出方程求解,即可解题.
【详解】解:设点Q的运动速度是,
因为当点P运动到线段的中点D时,此时Q点距离到达D点还差,
所以,
整理得,
解得,
故答案为:.
题型12.“两点之间线段最短”的性质
【典例】如图为短道速滑运动员练习时从点A到点B的两种滑行路径,下列说法正确的是( )
A.甲路径短 B.乙路径短 C.甲、乙一样长 D.以上都不对
【答案】A
【分析】本题考查了两点之间线段最短,熟练掌握两点之间线段最短是解题关键.
根据两点之间线段最短解答即可得.
【详解】解:由两点之间线段最短可知,在两种滑行路径中,甲路径比乙路径短.
故选:A.
【跟踪专练1】平面上有A,B,C三点,已知,,则的长是( )
A. B. C.或 D.不能确定
【答案】D
【分析】此题考查两点之间的距离,两点之间线段最短,根据三点在一条直线上时得到最大值和最小值,再由两点之间线段最短可进一步得出答案选择即可.
【详解】三点在一条直线上时,
或;
三点不在一条直线上时,根据两点之间线段最短可知,在3和13之间,
综合以上可知只有答案D符合要求.
故选:D.
【跟踪专练2】如图所示,在直线l上有若干个点、、…、,每相邻两点之间的距离都为1,点P是线段上的一个动点.
(1)当时,当点P在点 (填、或)的位置时,点P分别到点、,的距离之和最小;
(2)当时,则点P分别到点、、…、的距离之和的最小值是
【答案】 12
【分析】本题考查的是两点之间的距离的含义,掌握“奇点偶段”是解本题的关键;
(1)根据“奇点偶段”可得当P在处,点P到点、,的距离之和最小;
(2)根据“奇点偶段”可得当P点的位置时,点P分别到点、、…、的距离之和最小,再求解最小值即可.
【详解】解:(1)当P在处,
∴,
∴点P到点、,的距离之和最小;
(2)如图,当点P在点的位置时,点P分别到点、、…、的距离之和最小,
最小值为
,
故答案为:、12.
题型13.两点间距离的定义与计算
【典例】已知线段,直线上有一点,,为的中点,则的长为 .
【答案】9或
【分析】本题考查了两点间的距离,可知道符合题意的点C有两种情况,也有两种可能,分别计算的长即可.
【详解】解:如图,
∵线段,直线上有一点C,且,
∴,
∴,
∴,
∵D为的中点,
∴,
∴;
如图,
∵线段,直线上有一点C,且,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵D为的中点,
∴,
∴,
综上所述,的长为9或.
故答案为:9或.
【跟踪专练1】把线段 延长到点 P,使 ,点A为的中点,点B为的中点,则 .
【答案】/
【分析】本题主要考查了两点间的距离,线段中点的性质,线段的和差等知识点,根据题意画出图形,再根据线段中点定义和两点间的距离计算即可得出答案,熟练掌握两点的距离计算及线段的和差计算是解决本题的关键.
【详解】如图所示:
∵点A为的中点,点B为的中点,
,
∵ ,
∴,
,
故答案为:.
【跟踪专练1】下列说法正确的个数为( )
①过两点有且只有一条直线;②射线和射线表示同一条射线;③两点之间的线段叫做两点间的距离;④如果,则点B是线段的中点.
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【分析】本题考查直线的性质,射线的定义,两点间的距离,线段的中点,根据相关性质和定义逐一进行判断即可.
【详解】解:过两点有且只有一条直线;故①正确;
射线和射线表示两条射线;故②错误;
两点之间的线段的长度叫做两点间的距离;故③错误;
如果,且点在线段上,则点B是线段的中点;故④错误;
故选:A.
题型14.几何中的最短路径求解
【典例】昆明市打算在某条街道新建一所中学,为了方便居民区A、B的学生上学,要使A、B两小区到学校的距离之和最小,则学校C的位置应该在( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了最短路径,先作点A关于街道的对称点,再连接,与街道的所在直线的交点即为点,此时,满足A、B两小区到学校的距离之和最小,即可作答.
【详解】解:∵要使A、B两小区到学校的距离之和最小,
∴先作点A关于街道的对称点,再连接,与街道的所在直线的交点即为点,学校C的位置如图所示:
∴此时,
故选:C.
【跟踪专练1】如图所示的是某公园的部分路线示意图,则路线①和路线②相比,路程更短的路线是 (填序号).
【答案】②
【分析】本题主要考查了三角形三边关系,掌握三角形的任意两边之和大于第三边式解决问题的关键.
由三角形三边关系得到,根据图形即可得到答案.
【详解】解:∵在中,,
∴
路线的长度为,
路线的长度为,
故答案为:②.
【跟踪专练2】如图,一只蚂蚁要从正方体的一个顶点A沿表面爬行到顶点C,蚂蚁爬行的最短路线有 条.
【答案】6
【分析】根据线段的性质:两点之间线段最短,把正方体展开,直接连接A、C两点可得最短路线.
【详解】解:根据两点之间线段最短可知,把正方体展开,直接连接A、C两点可得最短路线,分6种情况:①前面和下面展开在一起时;②前面和右面展开在一起时;③上面和后面展开在一起时;④上面和右面展开在一起时;⑤左面和后面展开在一起时;⑥左面和下面展开在一起时.
故答案为:6.
【点睛】本题考查正方体的展开图,线段的性质,具备一定的空间想象能力是解题的关键.
1.流星划过夜空,会留下一条长长的“尾巴”,用数学知识解释这一现象: .
【答案】点动成线
【分析】根据点动成线进行回答即可.
【详解】流星划过天空时留下一道明亮的光线,用数学知识解释为点动成线.
故答案为:点动成线.
【点睛】此题主要考查了点、线、面、体,关键是掌握点动成线,线动成面,面动成体.
2.如图,辰辰同学根据图形写出了四个结论:①图中有两条直线;②图中有5条线段;③射线和射线是同一条射线;④直线经过点.其中结论正确的结论是 .
【答案】①③
【分析】根据直线、射线、线段的定义结合图形即可分析判断求解.
【详解】解:①直线是没有端点,向两边无限延伸,图中有两条直线,分别是:直线BC和直线BD,故①说法正确;
②直线上两点及两点之间的部分是线段,图中有6条线段,分别是:线段AB、线段BC、线段BD、线段AC、线段CD、线段AD,故②说法错误;
③射线和射线是同一条射线,都是以点A为端点,同一方向的射线,故③说法正确;
④直线和直线BC相交于点B,直线经过点B,不经过点,故④说法错误,
故答案为:①③.
【点睛】本题考查直线、射线、线段的定义,解题的关键是熟练掌握并区分相关定义.
3.如图,在操作课上,同学们按老师的要求操作:①作射线;②在射线上顺次截取;③在射线上截取;④在线段上截取,发现点B在线段上.由操作可知,线段( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查线段的和与差,尺规作线段,根据作图结合线段的和差关系进行求解即可.
【详解】解:由图和题意,得:,
∴;
故选C.
4.如图,已知线段,点B,D在线段上,,点C在线段上,则图中所有线段长度之和等于( )
A.400 B.612 C.1412 D.2024
【答案】D
【分析】本题考查了线段的和与差,数形结合是解题的关键;
根据题意写出图中所有线段之和,再分组,利用线段的和与差,将所求结果用含和的式子表示,再代入计算即可.
【详解】记图中所有线段之和等于S,则
,
,
,
,
.
,,
.
图中所有线段长度之和等于2024.
故选:D.
5.M所在的位置如图,的位置是点 ,的位置是点 .
【答案】 ② ④
【分析】本题考查了线段的倍数关系,熟悉掌握线段的长短变换时解题的关键.
通过分析点的位置即可解答.
【详解】解:∵,即点坐落在到的处,
∴此点为②;
∵,则点坐落在到的倍长度处,即在与的中间,
∴此点为④;
故答案为:②④.
6.平面上有五个点,其中只有三点在一条直线上,此外无其他三点共线,经过这些点可以作直线的条数是( )
A.6 B.8 C.10 D.12
【答案】B
【分析】根据两点确定一条直线,作出草图即可得解.
【详解】解:如图,共有8条直线.
故选:B.
【点睛】本题主要考查了两点确定一条直线的性质,解决问题的关键是根据题意画出图形,利用数形结合的思想求解更加形象直观.
7.将一个长宽分别为3和4的长方形绕其一边旋转一周,所得几何体体积的最大值为 .(结果保留)
【答案】
【分析】本题考查了点、线、面、体,解决本题的关键是掌握点动成线,线动成面,面动成体.
根据面动成体,分两种情况解答,再比较体积大小即可.
【详解】解:长方形绕其一边旋转一周形成圆柱体,
当绕长度为3的边旋转时,得到底面半径为4、高为3的圆柱体,体积为 ,
当绕长度为4的边旋转时,得到底面半径为3、高为4的圆柱体,体积为 ,
比较得体积最大值为,
故答案为:.
.8.如图,点在线段的延长线上,,记线段和的中点分别为,;线段和的中点分别为,;线段和的中点分别为和;,依次进行这样的标记,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了线段的和差,中点的性质,根据图形,找到线段之间的关系,即可求解,根据图形找到线段之间的关系是解题的关键.
【详解】解:由题意可得,,
,
,
,
,
,
∴
,
,
,
,
故选:.
9.某列车往返于武汉站与南昌西站,途经鄂州、黄石北与庐山站,列车迷贤哥想收集该列车所有不同的车票(起点或终点不一样都算不同的车票),则他需要购买( )张车票
A.6 B.10 C.15 D.20
【答案】D
【分析】本题考查线段的计数问题,解题的关键在于将该问题抽象为几何问题解决.将不同站点的车票抽象为线段,再结合线段的计数方法和“起点或终点不一样都算不同的车票”求解,即可解题.
【详解】解:将不同站点的车票抽象为线段,如下图所示:
上图共有线段(条),
因为起点或终点不一样都算不同的车票,
所以所有不同的车票有(张),
故选:D.
10.将一个长方体的一个角切去,所得的立体图形的棱的数量为 .
【答案】15条或14条或12条或13条
【分析】根据长方体的特征:长方体有12条棱.在顶点处截去一个角就多出三条棱,但是长方体原本的12条棱少了几条要画图分类讨论.
【详解】
①(条);
②
(条);
③
(条);
④
(条);
答:所得立体图形的棱的条数为15条或14条或12条或13条
故答案为:15条或14条或12条或13条
【点睛】本题考查了长方体的特征和截长方体,明确在顶点处截去一个角就多出3条棱是解题关键.
11.如图所示,长方形的长为,宽为.
(1)把长方形绕边所在的直线旋转一周,则旋转后的几何体是______.
(2)若用平面沿方向去截所得的几何体,所得截面形状是______.
(3)求截面的最大面积.
【答案】(1)圆柱
(2)长方形
(3)
【分析】本题主要考查的是截一个几何体,点、线、面、体,掌握图形的空间结构是解题关键.
(1)长方形绕直线旋转一周得到一个圆柱体;
(2)用平面沿方向截得的几何体的截面形状是长方形,
(3)沿线段的方向截所得的几何体的中轴截面最大.
【详解】(1)解:根据题意可知,把长方形绕边所在的直线旋转一周,得到的几何体为圆柱,
故答案为:圆柱;
(2)解:因为把长方形绕边所在的直线旋转一周,得到的几何体为圆柱,
所以用平面沿方向截得的几何体的截面形状是长方形,
故答案为:长方形;
(3)解:圆柱的底面半径为,高为,
∴截面的最大面积为:.
12.如图,已知平面上四个点,,,,请按要求完成下列问题:
(1)画直线,射线,线段;
(2)延长线段上到点,使;(尺规作图,保留作图痕迹)
(3)结合图形,比较线段和线段的长短,得__________.(填“>”或“<”或“=”)
【答案】(1)见详解
(2)见详解
(3)<
【分析】本题考查作图图复杂作图,直线,射线,线段的定义等知识,解题的关键是理解直线,射线,线段的定义,属于中考常考题型.
(1)根据直线,射线,线段的定义画出图形即可;
(2)以为圆心,为半径作弧,交的延长线于点,点即为所求;
(3)根据叠合法比较即可.
【详解】(1)解:如图,直线,射线,线段即为所求;
(2)如图,点即为所求;
(3)如图,可得,
故答案为:<.
13.【提出问题】
如图,已知四点,,,表示四个村庄,村民们准备合打一口水井,使水井到各村庄的距离之和最小.
【动手操作】
(1)请你在图中画出射线、线段,并画出水井的位置点;
【解决问题】
(2)经过招标,水井由两个工程队修建(不存在同时修建).已知甲工程队单独完成需要8天,乙工程队单独完成需要12天,且甲工程队比乙工程队每天多修建.
①问水井要修建多少米?
②甲工程队每天的施工费为5000元,乙工程队每天的施工费用是2500元.若甲工程队先工作了4天后因有其他任务,剩余工程由乙队完成施工任务,求完成全部工程共需施工费多少元?(甲、乙两队的施工时间不足一天按一天算).
【答案】(1)见解析;(2)①水井要修建12米;②完成全部工程共需施工费35000元
【分析】本题考查了射线、线段的特征、一元一次方程的应用等知识点,审清题意、找到等量关系是解答本题的关键.
(1)根据射线和线段的定义画出射线、线段,连接和,交点即为点M;
(2)①设乙工程队每天修建x米,则甲工程队每天修建米,然后列一元一次方程求解即可;
②根据计费方式计算即可.
【详解】解:(1)如图所示,射线,线段即为所求;
连接,与交于点,水井点到各村庄的距离之和最小.
(2)①设乙工程队每天修建米,则甲工程队每天修建米
可列方程:,
解得.
,所以水井要修建12米.
②由①知甲工程队每天修建1.5米,乙工程队每天修建1米,
甲工程队修建4天共完成米,
剩余工程由乙队完成施工需要天,
则完成全部工程共需施工费:,
所以,完成全部工程共需施工费35000元.
14.如图1,直线上从左到右有两条线段:,且满足.
(1)求线段的长;
(2)将线段向右移动到线段上,如图2.若是线段的中点,是线段的中点,求线段的长;
(3)线段以每秒4个单位长度的速度向右运动,线段不动,,始终分别为,的中点.若运动6秒后,,直接写出运动前点,之间的距离.
【答案】(1),
(2)
(3)或
【分析】本题主要考查了非负数的性质,线段的和与差,两点间的距离等知识,解答本题的关键是掌握两点间的距离公式,解答第二问注意分类讨论思想,此题难度不大.
(1)根据非负性求出的值,即可得出结果;
(2)根据题意,求出此时,再利用线段中点的定义结合图形即可求解;
(3)分6秒后,在点左边时,6秒后,在点右边时两种情况分别计算求出结果即可.
【详解】(1)解:∵,
∴,,
∴,,
∴,;
(2)解:由(1)知,,
∴,
∵是线段的中点,是线段的中点,
∴,
∴;
(3)解:∵,分别为,的中点,
∴,,
若6秒后,在点左边时,
∵,
∴此时,点重合,
∴运动前点,之间的距离为;
若6秒后,在点右边时,
∵,
∴此时,点重合,
∴运动前点,之间的距离为;
综上,运动前点,之间的距离为或.
15.如图,线段AB=20厘米,点C以每秒钟2厘米的速度从点A匀速运动到点B,当点C与点B重合时运动停止.点M为线段AC中点,点N为线段BC中点.设运动时间为t(t≠0)秒.
(1)当点C与点B重合时,t= 秒;
(2)在运动过程中,MN的长度是否与t的取值有关?若有关,请用含有t的代数式表示线段MN的长;若无关,请利用代数式的相关知识说明理由.
(3)在点C开始运动的同时,点P以每秒钟4厘米的速度从点B出发,在点B和点M之间做往返运动,当点C停止运动时,点P也停止运动.
①当点P与点M重合时,求线段CN的长.
②在运动时间t从第4秒开始到停止运动的过程中,请直接写出当PM=3PC时的t值.
【答案】(1)10;(2)与t的取值无关,理由见解析;(3)①6厘米;②秒或8秒
【分析】(1)当点C与点B重合时,此时点C运动了20厘米,根据时间=路程÷速度,即可求得运动的时间;
(2)MN的长度与t的取值无关,根据中点的意义及线段的和差关系即可求得MN的长;
(3)①考虑首次重合时,由AM+BP=20,建立方程即可求得t的值,从而可求得CN的长;再考虑有无再次重合的可能,当点P首次回到起点时,点M与点C离点B的距离,即可判断能否再次重合;
②分两种情况:点P位于点C的左侧和点P位于点C的右侧;当点P位于点C左侧时,则有,由此关系式建立方程即可,当点P位于点C右侧时,则有,由此关系式建立方程即可.
【详解】(1)当点C与点B重合时,此时点C运动了20厘米,则运动时间为20÷2=10(秒)
故答案为:10
(2)MN的长度与t的取值无关;理由如下:
∵M、N分别是AC、BC的中点
∴,
∵AC+BC=20
∴
即MN的长度与t的取值无关
(3)①当点P与点M首次重合时,如图
则AM+BP=20
由题意:AC=2t厘米,则AM=t厘米,BP=4t厘米
∴t+4t=20
解得:t=4
此时AC=2×4=8(厘米),BC=20−8=12(厘米)
∴
点P与点M没有第二次重合的可能
点P与点M首次重合时,BP=16厘米,点P要再运动16÷4=4秒才能回到B点,也就是说点P回到起点共花费8秒,此时点M从起点运动了8厘米,则点C运动了16厘米,点C距离终点B只有4厘米,只要2秒即可到达终点,而点P从点B这时只能运动8厘米,点M只能运动2厘米;当点P与点M运动了8秒时,M点与B点相距20−8=12(厘米),但8+2<12,即点P与点M不可能有第二次重合;
故当点P与点M重合时,CN=6厘米;
②由题意,运动4秒后,点M运动了(t−4)厘米,点P运动了4(t−4)厘米
则PM=4(t−4)−(t-4)=(3t−12)厘米
当点P位于点C左侧时,如图所示
∵PM=3PC
则
∵
故得方程:
解得:
当点P位于点C右侧时,如图所示
∵PM=3PC
则
则
解得:t=8
综上所述,当t为秒或8秒时,PM=3PC
【点睛】本题是线段上动点问题,考查了中点的含义,线段的和差关系,解一元一次方程,分类讨论思想,有一定难度,要善于抓住问题的本质,如(2)问中重合本质是行程问题中的相遇问题;另外注意(2)小题中要考虑是否有第二次重合的可能.
16.如图,在一条河的两岸有两个村庄A,B,现要在河上建一座小桥,桥的方向与河流垂直,设河的宽度不变,试问:桥架在何处,才能使从村庄A到村庄B的距离最短?画出从村庄A到村庄B的最短路径.
【答案】见解析
【分析】本题主要考查最短路径问题,熟练掌握两点之间直线最短进行解答即可.过点A作垂直于河岸,且使的长等于河宽,连接与河岸相交于点N,过点N于点M,则为所建桥的位置.
【详解】解:如答图,过点A作垂直于河岸,且使的长等于河宽,连接与河岸相交于点N,过点N于点M,则为所建桥的位置,从村庄A到村庄B的最短路径为A→M→N→B.
试卷第1页,共3页
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