内容正文:
3.2图形的旋转(1)
(知识点+题型+过关检测)
【题型1 判断生活中的旋转现象】 2
【题型2 判断由一个图形旋转而成的图案】 3
【题型3 找旋转中心、旋转角、对应点】 3
【题型4 旋转的性质及辨析】 4
【题型5 根据旋转的性质说明线段或角相等】 5
【题型6 旋转中的规律性问题】 6
【题型7 画旋转图形】 7
【题型8 坐标系中的旋转】 8
【题型9 求绕原点旋转90°的点的坐标】 9
【题型10 求绕某点(非原点)旋转90°的点的坐标】 10
【题型11 求绕原点旋转一定角度的点的坐标】 11
【题型12 坐标与旋转规律问题】 11
【题型13 线段问题(旋转综合题)】 12
【题型14 面积问题(旋转综合题)】 14
【题型15 角度问题(旋转综合题)】 14
【题型16 其他问题(旋转综合题)】 16
1. 理解旋转核心概念:掌握旋转、旋转中心、旋转角、对应点、对应线段、对应角的定义,能准确识别生活中的旋转现象,区分旋转与平移、轴对称的不同。
2. 牢记旋转核心性质:熟练运用旋转的三大核心性质解题,会找旋转中心、旋转角,判断对应关系,利用性质证明线段相等、角相等、三角形全等,解决基础线段、角度、面积计算。
3. 掌握旋转作图方法:能根据旋转中心、旋转方向、旋转角,规范画出旋转后的图形,包括方格纸、坐标系中的旋转作图,步骤规范、痕迹清晰。
4. 攻克坐标系旋转坐标:熟练掌握点绕原点、非原点旋转90°及特殊角度的坐标变化规律,会求旋转后点的坐标,解决坐标与旋转的规律、参数问题。03
知识•梳理
知识点1:旋转的相关定义
· 旋转:在平面内,将一个图形绕一个定点按某个方向转动一个角度,这样的图形运动叫做旋转,这个定点叫做旋转中心,转动的角叫做旋转角。
· 三要素:旋转中心、旋转方向(顺时针/逆时针)、旋转角(三要素缺一不可)。
· 对应关系:旋转后重合的点为对应点,重合的线段为对应线段,重合的角为对应角,旋转角=对应点与旋转中心连线的夹角。
知识点2:旋转的核心性质(解题根本)
1. 全等性:旋转前后的两个图形全等,对应线段相等,对应角相等;
2. 等距性:对应点到旋转中心的距离相等;
3. 等角性:任意一组对应点与旋转中心的连线所成的角都等于旋转角,所有旋转角都相等;
4. 旋转只改变图形的位置,不改变图形的形状、大小。
知识点3:坐标系中点的旋转坐标规律(重点)
1. 绕原点O旋转90°(逆时针)
点P(x,y) → 旋转后P'(-y,x)
2. 绕原点O旋转90°(顺时针)
点P(x,y) → 旋转后P'(y,-x)
3. 绕原点O旋转180°
点P(x,y) → 旋转后P'(-x,-y)(与关于原点对称坐标一致)
4. 绕非原点旋转90°
方法:构造直角三角形全等,利用横纵坐标差值不变,通过平移+旋转推导坐标,核心是“横纵互换、符号看象限”。
04
题型•汇总
【题型1 判断生活中的旋转现象】
解题思路:
抓住旋转本质:绕定点转动、有旋转方向和角度,区分平移(直线移动,无转动)、轴对称(对折重合),常见旋转:钟表指针转动、风扇叶片、车轮转动、风车转动。
【典例1】.下列运动形式属于旋转的是()
A.火箭升空 B.钟摆的摆动 C.传送带移动 D.电梯的运行
跟随训练1-1.下列运动形式中,属于旋转的是( )
A.小明在荡秋千 B.飞驰的火车
C.运动员掷出的标枪 D.电梯从一楼运行到12楼
跟随训练1-2.在体育课上,当老师下达口令“向左转”时,你正确的动作应是以左脚跟为旋转中心,沿着_________(填“顺时针”或“逆时针”)方向旋转_________度.
【题型2 判断由一个图形旋转而成的图案】
解题思路:
观察图案是否由同一个基本图形绕定点旋转一定角度得到,图案各部分形状大小相同,对应点到中心距离相等,旋转角相等,无平移、翻折叠加。
【典例2】.下面图形不能通过旋转变换得到的是( )
A. B. C. D.
跟随训练2-1.香港特别行政区的区徽中间紫荆花图案如图所示,将“一片花瓣”变成“整朵紫荆花”,主要运用的图形变换是( )
A.轴对称 B.平移 C.旋转 D.位似
跟随训练2-2.如图,可以通过平移变换但不能通过旋转变换得到的图案有________;可以通过旋转变换但不能通过平移变换得到的图案有________;既可以通过平移变换,又可以通过旋转变换得到的图案有________.(填序号)
【题型3 找旋转中心、旋转角、对应点】
解题思路:
找旋转中心:对应点连线的垂直平分线交点,或两组对应点连线的交点;
找旋转角:对应点与旋转中心连线的夹角,找两组即可,旋转角相等;
找对应点:旋转后重合的点,按旋转顺序一一对应。
【典例3】.如图,在正三角形网格中,以某点为中心,将旋转,得到,则旋转中心是( )
A.点 B.点 C.点 D.点
跟随训练3-1.如图,在的正方形网格中,格点绕某点旋转一定角度,可得格点,则旋转中心是( )
A.点 B.点 C.点 D.点
跟随训练3-2.如图,在的正方形网格中,绕某点旋转,得到,则其旋转中心可以是点______.
【题型4 旋转的性质及辨析】
解题思路:
紧扣三大性质:全等、对应点到中心等距、旋转角相等,判断命题真假,牢记旋转不改变形状大小,只变位置,易错点:混淆旋转角和图形内角、误认为旋转中心在图形上。
【典例4】.如图,图②是由图①经过平移得到的,图②还可以看作是由图①经过怎样的变换得到的?现给出两种变换方式:①2次旋转;②2次轴对称,下面说法正确的是( )
A.①②都不行 B.①②都可行 C.只有①可行 D.只有②可行
跟随训练4-1.一个图形无论经过平移变换,还是经过旋转变换,下列说法都能正确的是( )
①对应线段平行;②对应线段相等;③图形的形状和大小都没有发生变化;④对应角相等.
A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①③④
跟随训练4-2.在平面内把一个图形绕着某__________沿着某个方向转动__________的图形变换叫做旋转.这个点O叫做__________,转动的角叫做__________.因此,图形的旋转是由__________,__________和__________决定的.
【题型5 根据旋转的性质说明线段或角相等】
解题思路:
先确定旋转关系,找到对应线段、对应角,利用“旋转前后图形全等”直接证明,或利用“对应点到旋转中心距离相等”证明线段相等,步骤:找旋转→定对应→用性质→证相等。
【典例5】.如图,在中,,,将绕点顺时针方向旋转得到,与相交于点,下列说法错误的是( )
A.若,则 B.
C. D.连接及,则
跟随训练5-1.如图,已知中,,,将绕点A逆时针旋转得到,以下结论中错误的是( )
A. B. C. D.
跟随训练5-2.如图,在四边形中,分别是上的点,且,则图中线段之间的数量关系为 _____________.
【题型6 旋转中的规律性问题】
解题思路:
先写出前几次旋转后图形/点的位置、角度、坐标,观察循环周期,计算总次数÷周期得余数,根据余数判断最终位置,常见周期:3次、4次、6次一循环。
【典例6】.如图1,书架上按顺序摆放着五本复习书,现把最右边的文综抽出,放在英语与数学之间;再把最右边的理综抽出,放在数学与语文之间,得到如图2,称为1次整理,接着把最右边的英语抽出,放在数学与理综之间,再把最右边的文综抽出,放在理综与语文之间,得到如图3,称为2次整理⋯;若从如图1开始,经过次整理后,得到的顺序与如图1相同,则的值可以是( )
A.2024 B.2025 C.2026 D.2027
跟随训练6-1.如图,长方形的长为4,宽为1,其一条长边在数轴上,左端点表示的数为.将长方形沿数轴向右作无滑动的连续翻滚,每次翻滚,经过99次翻滚后,落在数轴上的边其右端点表示的数为( )
A.250 B.249 C.248 D.247
跟随训练6-2.如图,在直角三角形中,,,,且在直线l上,将绕点顺时针旋转到位置①,得到点,将位置①的三角形绕点顺时针旋转到位置②,得到点,…,按此规律继续旋转,直到得到点为止,则 ______ .
【题型7 画旋转图形】
解题思路(作图四步法):
定:确定旋转中心、旋转方向、旋转角;
找:找原图形的关键点(顶点、端点);
转:将关键点绕旋转中心按要求旋转,画出对应点;
连:顺次连接对应点,得到旋转后的图形。
【典例7】.如图,将正方形图案绕中心O按顺时针旋转后,得到的图案是( )
A. B. C. D.
跟随训练7-1.如图,将线段先向右平移个单位,再绕原点顺时针旋转,得到线段,则点的对应点的坐标是______.
跟随训练7-2.在如图所示的网格中,每个小正方形的边长是1,是由旋转得到的.
(1)请在图中找出旋转中心O;
(2)以C为旋转中心,将逆时针旋转得到,请画出;
(3)连接,求的长度.
【题型8 坐标系中的旋转】
解题思路:
先确定原点/指定点为旋转中心,明确旋转角度和方向,利用坐标规律或全等三角形找关键点旋转后的坐标,再描点连线,保留作图痕迹。
【典例8】.如图,把图中的经过一定的变换得到,如果图中上的点的坐标为,那么它的对应点的坐标为( )
A. B. C. D.
跟随训练8-1.如图,在平面直角坐标系中,原点O是等边三角形的中心.若点A的坐标为,将绕着点O逆时针旋转 ,使点A落在点处,则点的坐标为( )
A. B.
C. D.
跟随训练8-2.如图,等边的顶点O在坐标原点,顶点A在x轴上,,将等边绕原点顺时针旋转至的位置,则点的坐标为_______.
【题型9 求绕原点旋转90°的点的坐标】
解题思路:
直接套用坐标规律:逆时针90°(x,y)→(-y,x),顺时针90°(x,y)→(y,-x),分清顺逆时针,避免横纵坐标互换后符号出错。
【典例9】.如图,在平面直角坐标系中,,在轴上,,,将绕点顺时针旋转,则点的对应点的坐标为( )
A. B. C. D.
跟随训练9-1.在平面直角坐标系中,把点绕原点顺时针旋转,则点对应点的坐标为( )
A. B. C. D.
跟随训练9-2.如图,在平面直角坐标系中,线段在第二象限,其中A点坐标为,将线段绕原点O顺时针旋转,得到线段,则点的坐标为________.
【题型10 求绕某点(非原点)旋转90°的点的坐标】
解题思路:
构造K型全等,设旋转中心为M(a,b),点P(x,y)绕M旋转90°,先算横纵坐标差值,再互换差值、变符号,最后平移回原坐标系,核心:转化为绕原点旋转+平移。
【典例10】.已知,将点绕点顺时针旋转至点,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
跟随训练10-1.在平面直角坐标系中,已知点A的坐标为,点B的坐标为,将线段绕点A顺时针旋转得线段,则点C的坐标是( )
A. B. C. D.
跟随训练10-2.如图,直线与轴、轴分别相交于点,将绕点顺时针方向旋转得到,则点的坐标为__________.
【题型11 求绕原点旋转一定角度的点的坐标】
解题思路:
特殊角度:180°→(-x,-y),360°→回到原坐标,60°、120°结合等边三角形、等腰三角形性质推导,非特殊角度用几何性质计算。
【典例11】.点绕原点顺时针旋转后的坐标是( )
A. B. C. D.
跟随训练11-1.如图,在平面直角坐标系中,线段与x轴负半轴的夹角为,且,将线段绕点顺时针旋转到线段,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
跟随训练11-2.在平面直角坐标系中,已知,将点A绕原点逆时针旋转45度得到点B,则点B的坐标为__________.
【题型12 坐标与旋转规律问题】
解题思路:
多次旋转后找坐标循环规律,列出前4-5个点坐标,分析横纵坐标变化周期,利用周期求第n个点坐标,常结合象限符号判断。
【典例12】.如图,第一次将点绕原点逆时针旋转90°得到点,第二次作点关于轴的对称点,第三次将点绕原点逆时针旋转90°得到点,第四次作点关于轴的对称点,…….按照这样的规律,点的坐标是( )
A. B. C. D.
跟随训练12-1.如图,在平面直角坐标系中,将绕点顺时针旋转到的位置,点分别落在点处,点在轴上,再将绕点顺时针旋转到的位置,点在轴上,将绕点顺时针旋转到的位置,点在轴上,依次进行下去.若点,则点的坐标是( )
A. B. C. D.
跟随训练12-2.在平面直角坐标系中,一个图形向右平移个单位长度,再绕原点按顺时针方向旋转角度,这样的图形运动叫做图形的变换.现将斜边为1的等腰直角三角形放置在如图的平面直角坐标系中,经变换后得为第一次变换,经变换后得为第二次变换,…,经变换得,则点的坐标是______.
【题型13 线段问题(旋转综合题)】
解题思路:
利用旋转全等得对应线段相等,转化线段长度,结合勾股定理、三角形三边关系、等边/等腰三角形性质求线段长、证明线段倍数关系、求线段最值。
【典例13】.如图,在中,,,,将绕点顺时针旋转得到,使点在的延长线上,则的长为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
跟随训练13-1.如图,平面直角坐标系中,点,,,连接,并将线段绕点A顺时针旋转,点B旋转到点,连接.则周长的最小值为______.
跟随训练13-2.中,,将绕点顺时针旋转得到,点的对应点为.
(1)如图①,当时,绕点顺时针旋转了__________°;
(2)如图②,当点在上时,若,求的度数;
(3)如图③,当点为的中点时,连接,若,,在绕点顺时针旋转一周的过程中,直接写出线段的最大值和最小值.
【题型14 面积问题(旋转综合题)】
解题思路:
旋转前后图形全等,面积相等,通过旋转将不规则图形面积转化为规则图形(三角形、四边形、扇形)面积,利用割补法、全等面积抵消计算。
【典例14】.如图,在中,,将绕点B按逆时针方向旋转后得到,则阴影部分面积为( )
A.32 B.24 C. D.16
跟随训练14-1.如图,在中,,将绕点按逆时针方向旋转后得到,则阴影部分的面积为______.
跟随训练14-2.如图,已知长方形,,,是的中点,连接,将绕点旋转(其中、分别与、对应)使得落在直线上,得,连接,那么的面积是______.
【题型15 角度问题(旋转综合题)】
解题思路:
利用旋转角相等、对应角相等,结合三角形内角和、外角性质、等腰三角形角度关系,推导所求角度,标注旋转角和对应角,避免角度混淆。
【典例15】.如图,在中,,,将它绕点沿顺时针方向旋转后得到若点恰好落在线段上,则旋转角的度数是( )
A. B. C. D.
跟随训练15-1.将一副三角板如图1所示摆放,直线,现将三角板绕点A以每秒的速度顺时针旋转,同时三角板绕点D以每秒的速度顺时针旋转,设旋转时间为t秒,如图2,,,且,当与三角板的一条直角边(边或)平行时,则满足条件的t的值为__________ .
跟随训练15-2.一个问题解决经历发现猜想——探索归纳——问题解决的过程,下面就一道几何题来体验一下.
【发现猜想】
(1)如图①,已知,,为的角平分线,则的度数为______;
【探索归纳】
(2)如图①,,,为的角平分线.猜想的度数(用含、的代数式表示),并说明理由;
【问题解决】
(3)如图②,若,,.若射线绕点以每秒逆时针旋转,射线绕点以每秒顺时针旋转,射线绕点以每秒顺时针旋转,三条射线同时旋转,当一条射线与直线重合时,三条射线同时停止运动.运动几秒时,其中一条射线是另外两条射线夹角的角平分线?请直接写出结果.
【题型16 其他问题(旋转综合题)】
解题思路:
涵盖动点旋转、折叠旋转、多图形旋转,核心还是旋转性质+全等+特殊三角形,分步拆解旋转过程,逐一分析对应关系,化动为静解题。
【典例16】.两块完全相同的含角的直角三角板和重合在一起,将三角板绕直角顶点按逆时针方向旋转(),如图所示.以下结论错误的是( )
A.当时,与的交点恰好为中点.
B.当时,恰好经过点.
C.在旋转过程中,存在某一时刻,使得.
D.在旋转过程中,始终存在.
跟随训练16-1.如图,在中,,若是边上任意一点,将绕点逆时针旋转得到,点的对应点为点,连接,则在下列结论中:①,②;③,④,一定正确的是( )
A.①③ B.③ C.①③④ D.①②③④
跟随训练16-2.在中,,,、是斜边上两点,且,将绕点顺时针旋转后,得,连接,下列结论:①;②的面积等于四边形的面积;③;④;其中正确的是_________.
05
过关•检测
1.下列生活中的现象是旋转的是( )
A.飞驰的汽车 B.匀速转动的摩天轮
C.运动员投掷标枪 D.乘坐升降电梯
2.新情顶旅游产业发展大会主会场活动在邢台举办,大会吉祥物“太行山家族”包含“山宝”“水灵”“葫娃”“栗仔”4个角色,其中“葫娃”形似葫芦,意在传递扁鹊中医药文化底蕴.通过将如图所示的“葫娃”旋转,可以得到( )
A. B.
C. D.
3.如图,将绕顶点C逆时针旋转角度α得到,且点B刚好落在上.若,,则α等于( )
A. B. C. D.
4.如图,中,,在边的同侧作等边三角形,,,连接.以下结论中正确的有( )
①四边形是平行四边形;
②;
③;
④可以看成是绕点C顺时针旋转得到的.
A.②③ B.①②④ C.①②③④ D.②③④
5.如图,将四边形绕点O顺时针旋转一定角度得到四边形,则下列结论不正确的是( )
A. B. C. D.
6.如图,点A坐标为,点B坐标为,将线段AB绕点O按顺时针方向旋转得到对应线段,若点恰好落在x轴上,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
7.如图,经过旋转后得到.
(1)旋转中心是点______,旋转角是______;
(2)点的对应点是点______;
(3)线段的对应线段是______;的对应角是______.
8.如图,将绕点顺时针旋转得到,连接,若,则的度数为_______.
9.如图,在矩形中,,将矩形绕着点D逆时针旋转得到矩形,与相交于点M,当点落在延长线上时,若,则四边形的面积为_________.
10.如图,在平面直角坐标系中,将绕原点顺时针旋转得到,若点位于内(不含边界),点为点P绕原点顺时针旋转的对应点,则点的纵坐标n的取值范围是________.
11.如图,在平面直角坐标系中,,,,均为格点,将线段绕着某点旋转一个角度可以得到线段(与,与是对应点),则旋转中心的坐标为__________ .
12.如图,在边长为1的正方形组成的网格中建立直角坐标系,的顶点均在格点上,点为原点,点、的坐标分别是、.
(1)将向下平移3个单位后得到,则点的坐标为_____;
(2)画出关于y轴对称的;
(3)将绕点逆时针旋转后得到.
13.如图,将绕点顺时针旋转得到,点的对应点恰好落在的延长线上,点在线段上,连接,且,求证:.
14.如图,中,,将绕点逆时针旋转到,的延长线与相交于点,连接、.
(1)求证:;
(2)若,求的长.
15.已知中,,,点D为直线上一点.
(1)如图1,若点D与点C重合,点E为上一点,将线段绕点D顺时针旋转90°后得到线段,连接,直接写出与的关系:_________;
(2)如图2,点D在的延长线上,E为的角平分线上一点,将线段绕点D顺时针旋转90°后得到线段,连接,若,求证:;
(3)如图3,点D在边上,点E在直线左侧,连接,,将线段绕点D顺时针旋转90°后得到线段,连接若,,则线段的长为_________(直接写出结果).
16.按要求解答下列问题:
(1)【问题初探】
在数学活动课上,李老师给出如下问题:如图1,在中,,点D在边上,连接,将线段绕点D顺时针旋转得到线段,连接并延长交的延长线于点F.求证:.
①如图2,小辉同学要证明,从而给出如下解题思路:过点E作交的延长线于点M.
②如图3,小光同学要证,从而给出如下解题思路:在上截取,连接.
请你选择一名同学的解题思路,写出证明过程.
(2)【类比分析】
李老师发现之前两名同学都利用构造全等三角形,证明出特殊三角形,为了帮助学生更好地感悟构造全等三角形的方法,李老师提出下面的问题,请你解答.
如图4,在中,,点D,E在边上,,连接,点F在边上,连接,且.求证:.
(3)【学以致用】
如图5,在中,,点D在边上,,连接,将线段绕点D逆时针旋转得到线段,连接并延长交的延长线于点F,连接,求的面积.
试卷第1页,共3页
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3.2图形的旋转(1)
(知识点+题型+过关检测)
【题型1 判断生活中的旋转现象】 2
【题型2 判断由一个图形旋转而成的图案】 3
【题型3 找旋转中心、旋转角、对应点】 5
【题型4 旋转的性质及辨析】 7
【题型5 根据旋转的性质说明线段或角相等】 8
【题型6 旋转中的规律性问题】 11
【题型7 画旋转图形】 14
【题型8 坐标系中的旋转】 16
【题型9 求绕原点旋转90°的点的坐标】 19
【题型10 求绕某点(非原点)旋转90°的点的坐标】 22
【题型11 求绕原点旋转一定角度的点的坐标】 25
【题型12 坐标与旋转规律问题】 27
【题型13 线段问题(旋转综合题)】 31
【题型14 面积问题(旋转综合题)】 34
【题型15 角度问题(旋转综合题)】 38
【题型16 其他问题(旋转综合题)】 44
1. 理解旋转核心概念:掌握旋转、旋转中心、旋转角、对应点、对应线段、对应角的定义,能准确识别生活中的旋转现象,区分旋转与平移、轴对称的不同。
2. 牢记旋转核心性质:熟练运用旋转的三大核心性质解题,会找旋转中心、旋转角,判断对应关系,利用性质证明线段相等、角相等、三角形全等,解决基础线段、角度、面积计算。
3. 掌握旋转作图方法:能根据旋转中心、旋转方向、旋转角,规范画出旋转后的图形,包括方格纸、坐标系中的旋转作图,步骤规范、痕迹清晰。
4. 攻克坐标系旋转坐标:熟练掌握点绕原点、非原点旋转90°及特殊角度的坐标变化规律,会求旋转后点的坐标,解决坐标与旋转的规律、参数问题。03
知识•梳理
知识点1:旋转的相关定义
· 旋转:在平面内,将一个图形绕一个定点按某个方向转动一个角度,这样的图形运动叫做旋转,这个定点叫做旋转中心,转动的角叫做旋转角。
· 三要素:旋转中心、旋转方向(顺时针/逆时针)、旋转角(三要素缺一不可)。
· 对应关系:旋转后重合的点为对应点,重合的线段为对应线段,重合的角为对应角,旋转角=对应点与旋转中心连线的夹角。
知识点2:旋转的核心性质(解题根本)
1. 全等性:旋转前后的两个图形全等,对应线段相等,对应角相等;
2. 等距性:对应点到旋转中心的距离相等;
3. 等角性:任意一组对应点与旋转中心的连线所成的角都等于旋转角,所有旋转角都相等;
4. 旋转只改变图形的位置,不改变图形的形状、大小。
知识点3:坐标系中点的旋转坐标规律(重点)
1. 绕原点O旋转90°(逆时针)
点P(x,y) → 旋转后P'(-y,x)
2. 绕原点O旋转90°(顺时针)
点P(x,y) → 旋转后P'(y,-x)
3. 绕原点O旋转180°
点P(x,y) → 旋转后P'(-x,-y)(与关于原点对称坐标一致)
4. 绕非原点旋转90°
方法:构造直角三角形全等,利用横纵坐标差值不变,通过平移+旋转推导坐标,核心是“横纵互换、符号看象限”。
04
题型•汇总
【题型1 判断生活中的旋转现象】
解题思路:
抓住旋转本质:绕定点转动、有旋转方向和角度,区分平移(直线移动,无转动)、轴对称(对折重合),常见旋转:钟表指针转动、风扇叶片、车轮转动、风车转动。
【典例1】.下列运动形式属于旋转的是()
A.火箭升空 B.钟摆的摆动 C.传送带移动 D.电梯的运行
【答案】B
【分析】本题考查生活中的旋转现象,掌握知识点是解题的关键.
旋转是指物体围绕一个固定点或轴做圆周运动.钟摆的摆动围绕固定点旋转,属于旋转运动;其他选项均为直线运动,不属于旋转.
【详解】解:旋转需绕固定点或轴转动,
A.火箭升空为直线运动,不符合题意;
B.钟摆的摆动绕支点旋转,符合题意;
C.传送带移动为直线运动,不符合题意;
D.电梯的运行为直线运动,不符合题意.
故选:B.
跟随训练1-1.下列运动形式中,属于旋转的是( )
A.小明在荡秋千 B.飞驰的火车
C.运动员掷出的标枪 D.电梯从一楼运行到12楼
【答案】A
【分析】本题考查生活中的旋转现象,熟记旋转定义是解决问题的关键.
旋转是指物体围绕一个固定点或轴做圆周运动,根据选项中的常见现象,结合旋转定义逐项判断即可得到答案.
【详解】解:旋转的本质是物体绕一个固定点转动,
A. 秋千绕悬挂点摆动,做圆弧运动,属于旋转,符合题意;
B. 火车沿轨道直线行驶,属于平移,不符合题意;
C. 标枪被掷出后主要做平移运动,属于平移,不符合题意;
D. 电梯垂直上下运动,属于平移,不符合题意;
故选:A.
跟随训练1-2.在体育课上,当老师下达口令“向左转”时,你正确的动作应是以左脚跟为旋转中心,沿着_________(填“顺时针”或“逆时针”)方向旋转_________度.
【答案】 逆时针 90
【分析】本题考查旋转的基本概念,解题的关键是结合生活实际理解“向左转”这一旋转动作的旋转方向和旋转角度.
根据生活中“向左转”的动作实际情况,确定旋转方向和角度.
【详解】解:在体育课上,“向左转”的动作是以左脚跟为旋转中心,沿着逆时针方向旋转90度.
故答案为:逆时针,90.
【题型2 判断由一个图形旋转而成的图案】
解题思路:
观察图案是否由同一个基本图形绕定点旋转一定角度得到,图案各部分形状大小相同,对应点到中心距离相等,旋转角相等,无平移、翻折叠加。
【典例2】.下面图形不能通过旋转变换得到的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了通过旋转变换设计而成的图形的特点.利用旋转设计而成的图形应有一个旋转点,图形旋转后的形状和大小不变,即可得解.
【详解】解:A、B、D都可以通过旋转变换设计而成,不符合题意;
C、不可以通过旋转变换设计而成,符合题意;
故选:C.
跟随训练2-1.香港特别行政区的区徽中间紫荆花图案如图所示,将“一片花瓣”变成“整朵紫荆花”,主要运用的图形变换是( )
A.轴对称 B.平移 C.旋转 D.位似
【答案】C
【分析】此题考查几何变换的类型,关键是掌握旋转的概念.
根据旋转的概念解答即可.
【详解】解:将“一片花瓣”变成“整朵紫荆花”,主要运用的图形变换是旋转,
故选:C.
跟随训练2-2.如图,可以通过平移变换但不能通过旋转变换得到的图案有________;可以通过旋转变换但不能通过平移变换得到的图案有________;既可以通过平移变换,又可以通过旋转变换得到的图案有________.(填序号)
【答案】
【分析】本题考查图形的平移、旋转,掌握平移、旋转的性质是解题的关键.
平移变换是指在平面内,将一个图形上的所有点都按照某个方向做相同距离的移动,据此可判断给出的图形中哪些图可由平移变换得到;
旋转变换是由一个图形改变为另一个图形,在改变过程中,原图上所有的点都绕一个固定的点按同一方向,转动同一个角度,据此可判断给出的图形中哪些图可由旋转变换得到;
最后,根据上面判断的结果,找出符合平移变换、旋转变换的图形填空即可.
【详解】可以通过平移换,但不可以通过旋转变换得到的图案是:;
可以通过旋转变换,但不可以通过平移变换得到的图案是:;
既可以由平移,也可以由旋转变换得到的图案是:.
故答案为:.
【题型3 找旋转中心、旋转角、对应点】
解题思路:
找旋转中心:对应点连线的垂直平分线交点,或两组对应点连线的交点;
找旋转角:对应点与旋转中心连线的夹角,找两组即可,旋转角相等;
找对应点:旋转后重合的点,按旋转顺序一一对应。
【典例3】.如图,在正三角形网格中,以某点为中心,将旋转,得到,则旋转中心是( )
A.点 B.点 C.点 D.点
【答案】B
【详解】解:如图,线段与线段的垂直平分线交于点B,
∴旋转中心是点B.
跟随训练3-1.如图,在的正方形网格中,格点绕某点旋转一定角度,可得格点,则旋转中心是( )
A.点 B.点 C.点 D.点
【答案】B
【分析】本题考查了旋转图形的性质,根据旋转图形的性质,可知旋转中心在对应顶点连线的垂直平分线上,则连接,,分别作出,的垂直平分线,线段垂直平分线的交点即为所求.
【详解】解:如图,连接,,分别作出,的垂直平分线,
,的垂直平分线的交点为,
旋转中心是点,
故选:B.
跟随训练3-2.如图,在的正方形网格中,绕某点旋转,得到,则其旋转中心可以是点______.
【答案】
【分析】本题考查了旋转的定义,掌握对应点到旋转中心的距离相等是解题的关键,观察图象,由旋转的性质找到旋转中心即可得到答案.
【详解】解:由图可知,与各对应点到点的距离相等,
∴点为旋转中心,
故答案为:.
【题型4 旋转的性质及辨析】
解题思路:
紧扣三大性质:全等、对应点到中心等距、旋转角相等,判断命题真假,牢记旋转不改变形状大小,只变位置,易错点:混淆旋转角和图形内角、误认为旋转中心在图形上。
【典例4】.如图,图②是由图①经过平移得到的,图②还可以看作是由图①经过怎样的变换得到的?现给出两种变换方式:①2次旋转;②2次轴对称,下面说法正确的是( )
A.①②都不行 B.①②都可行 C.只有①可行 D.只有②可行
【答案】B
【分析】本题考查旋转和轴对称,理解旋转和轴对称的概念是解题的关键.
2次旋转就可以与原图重合,2次轴对称就可以与原图重合,据此判定即可.
【详解】图①每次旋转,2次旋转后可以得到图②,变换方式①可行;
图①沿竖直方向的直线,2次轴对称可以得到图②,变换方式②可行;
故选:B.
跟随训练4-1.一个图形无论经过平移变换,还是经过旋转变换,下列说法都能正确的是( )
①对应线段平行;②对应线段相等;③图形的形状和大小都没有发生变化;④对应角相等.
A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①③④
【答案】B
【分析】此题考查了图形变换的性质及其区别,掌握平移和旋转的性质及其区别,平移变换对应线段平行,但旋转后对应线段不平行.根据以上性质逐一分析即可.
【详解】解:平移后对应线段平行(或在同一直线上);对应线段相等;对应角相等;图形的形状和大小没有发生变化.
旋转后对应线段不平行;对应线段相等;对应角相等;图形的形状和大小没有发生变化.
故选:B.
跟随训练4-2.在平面内把一个图形绕着某__________沿着某个方向转动__________的图形变换叫做旋转.这个点O叫做__________,转动的角叫做__________.因此,图形的旋转是由__________,__________和__________决定的.
【答案】 点O 一个角度 旋转中心 旋转角 旋转中心 旋转方向 旋转角
【分析】根据旋转的定义解答即可.
【详解】在平面内把一个图形绕着某点O沿着某个方向转动一个角度的图形变换叫做旋转.这个点O叫做旋转中心,转动的角叫做旋转角.因此,图形的旋转是由旋转中心,旋转方向和旋转角决定的.
故答案为:点O;一个角度;旋转中心;旋转角;旋转中心;旋转方向;旋转角
【点睛】此题考查了旋转的定义,掌握定义是解答此题的关键.
【题型5 根据旋转的性质说明线段或角相等】
解题思路:
先确定旋转关系,找到对应线段、对应角,利用“旋转前后图形全等”直接证明,或利用“对应点到旋转中心距离相等”证明线段相等,步骤:找旋转→定对应→用性质→证相等。
【典例5】.如图,在中,,,将绕点顺时针方向旋转得到,与相交于点,下列说法错误的是( )
A.若,则 B.
C. D.连接及,则
【答案】C
【分析】由旋转的性质得出,,根据平行线的性质得出,由等腰三角形的性质得出,继而求出,则可求出,可判断选项A;设,根据旋转的性质及等腰三角形的性质分别求出、,可得,可判断选项B;根据旋转的性质及等腰三角形的性质分别求出、,可判断选项C;根据旋转的性质及等腰三角形的性质分别求出、,可判断选项D.
【详解】解:∵将绕着点顺时针方向旋转得到,,,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴选项A说法正确,故此选项不符合题意;
设,
∵,,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴选项B说法正确,故此选项不符合题意;
∵,,
∴,
∴选项C说法错误,故此选项符合题意;
如图,
∵,,,
∴,
,
∴,
∴,
,
∴,
∴,
∴选项D说法正确,故此选项不符合题意.
故选:C.
【点睛】本题考查旋转的性质,平行线的判定与性质,等腰三角形的性质,三角形内角和定理,掌握旋转的性质及等腰三角形的性质是解题的关键.
跟随训练5-1.如图,已知中,,,将绕点A逆时针旋转得到,以下结论中错误的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】此题考查了旋转性质的应用,图形的旋转只改变图形的位置,不改变图形的形状与大小,还考查了等腰三角形的性质、平行线的判定等知识.熟练掌握旋转的性质是解题的关键.
根据旋转的性质可得,,再根据旋转角的度数为,通过推理证明对四个结论进行判断即可.
【详解】解:∵绕A点逆时针旋转得到,
∴,,,故B结论正确,不符合题意;
∵,
∴.
∴.
∴.故C结论正确,不符合题意;
在中,,
∴.
∴.
∴与不垂直.故A结论错误,符合题意;
在中,,
∴.
∴.故D结论正确,不符合题意.
故选:A.
跟随训练5-2.如图,在四边形中,分别是上的点,且,则图中线段之间的数量关系为 _____________.
【答案】
【分析】将绕点顺时针旋转,则与重合,点的对应点为点,证明,即可求解.
【详解】解:∵,,
∴,
如图所示,将绕点顺时针旋转,则与重合,点的对应点为点,
∴,即点共线,
∴,
∴,即,
又∵,
∴,
∴,
∵,
∴.
【题型6 旋转中的规律性问题】
解题思路:
先写出前几次旋转后图形/点的位置、角度、坐标,观察循环周期,计算总次数÷周期得余数,根据余数判断最终位置,常见周期:3次、4次、6次一循环。
【典例6】.如图1,书架上按顺序摆放着五本复习书,现把最右边的文综抽出,放在英语与数学之间;再把最右边的理综抽出,放在数学与语文之间,得到如图2,称为1次整理,接着把最右边的英语抽出,放在数学与理综之间,再把最右边的文综抽出,放在理综与语文之间,得到如图3,称为2次整理⋯;若从如图1开始,经过次整理后,得到的顺序与如图1相同,则的值可以是( )
A.2024 B.2025 C.2026 D.2027
【答案】A
【分析】本题考查图形规律,解题的关键是读懂题干整理规律,写出几种变换得到重复规律.根据题干信息得到整理规律,按照规律将接下来的几次整理罗列出来,找到重复规律,即可得到答案;
【详解】解:用12345分别表示语文、数学、英语、理综、文综,
12345第一次:14253,第二次:15432,第三次:13524,第四次:12345(与图一相同),
∴经4次整理后可得到的顺序与图1相同,
∴n的值应为4的倍数,
故选:A.
跟随训练6-1.如图,长方形的长为4,宽为1,其一条长边在数轴上,左端点表示的数为.将长方形沿数轴向右作无滑动的连续翻滚,每次翻滚,经过99次翻滚后,落在数轴上的边其右端点表示的数为( )
A.250 B.249 C.248 D.247
【答案】B
【分析】本题考查旋转的性质、数字类规律,熟练找准规律是解题的关键.
根据题意,发现规律第次翻滚后,落在数轴上的边其右端点表示的数为,令,解出的值,再代入计算即可.
【详解】解:由题知,
第1次翻滚后,落在数轴上的边其右端点表示的数为4,
第2次翻滚后,落在数轴上的边其右端点表示的数为8,
第3次翻滚后,落在数轴上的边其右端点表示的数为9,
第4次翻滚后,落在数轴上的边其右端点表示的数为13,
第5次翻滚后,落在数轴上的边其右端点表示的数为14,
第6次翻滚后,落在数轴上的边其右端点表示的数为18,
依此类推,
所以第次翻滚后,落在数轴上的边其右端点表示的数为,
当,即时,
,
即第99次翻滚后,落在数轴上的边其右端点表示的数为249,
故选:B.
跟随训练6-2.如图,在直角三角形中,,,,且在直线l上,将绕点顺时针旋转到位置①,得到点,将位置①的三角形绕点顺时针旋转到位置②,得到点,…,按此规律继续旋转,直到得到点为止,则 ______ .
【答案】8081
【分析】本题考查了旋转的性质及图形的规律问题,得到的长度依次增加,,,且三次一循环是解题的关键.
观察不难发现,每旋转次为一个循环组依次循环,用除以求出循环组数,然后列式计算即可得解.
【详解】解:∵中,,,,
∴将绕点顺时针旋转到,可得到点,此时;
将位置①的三角形绕点顺时针旋转到位置②,可得到点,此时;
将位置②的三角形绕点顺时针旋转到位置③,可得到点,此时;
由图形可知:每旋转次为一个循环组依次循环,
又∵,
∴.
故答案为:.
【题型7 画旋转图形】
解题思路(作图四步法):
定:确定旋转中心、旋转方向、旋转角;
找:找原图形的关键点(顶点、端点);
转:将关键点绕旋转中心按要求旋转,画出对应点;
连:顺次连接对应点,得到旋转后的图形。
【典例7】.如图,将正方形图案绕中心O按顺时针旋转后,得到的图案是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查图形的旋转,根据图形旋转的性质直接判断即可.
【详解】解:将正方形图案绕中心O顺时针旋转后,得到的图案是:
故选:C.
跟随训练7-1.如图,将线段先向右平移个单位,再绕原点顺时针旋转,得到线段,则点的对应点的坐标是______.
【答案】
【分析】本题考查了图形的平移,图形的旋转,图形与坐标,根据题意画出图形即可求解,利用数形结合思想解答是解题的关键.
【详解】解:如图,点的坐标是,
故答案为:.
跟随训练7-2.在如图所示的网格中,每个小正方形的边长是1,是由旋转得到的.
(1)请在图中找出旋转中心O;
(2)以C为旋转中心,将逆时针旋转得到,请画出;
(3)连接,求的长度.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)
【分析】(1)根据题意可得和成中心对称,则点O即为线段与线段的交点,据此作图即可;
(2)根据旋转方式和网格的特点作图即可;
(3)根据网格的特点和勾股定理求解即可.
【详解】(1)解:如图所示,点O即为所求;
(2)解:如图所示,即为所求;
(3)解:如图所示,由网格的特点和勾股定理可得.
【题型8 坐标系中的旋转】
解题思路:
先确定原点/指定点为旋转中心,明确旋转角度和方向,利用坐标规律或全等三角形找关键点旋转后的坐标,再描点连线,保留作图痕迹。
【典例8】.如图,把图中的经过一定的变换得到,如果图中上的点的坐标为,那么它的对应点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了坐标与图形变化旋转,准确识图,观察出两三角形成中心对称,对称中心是是解题的关键.先根据图形确定出对称中心,然后根据中点公式列式计算即可得解.
【详解】解:由图可知,与关于点成中心对称,
设点的坐标为,
所以,,,
解得,,
所以.
故选:B.
跟随训练8-1.如图,在平面直角坐标系中,原点O是等边三角形的中心.若点A的坐标为,将绕着点O逆时针旋转 ,使点A落在点处,则点的坐标为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】连接,过点作轴,根据原点O是等边三角形的中心,得出,即可得重合,,求出,,得出点的坐标,即可解答.
【详解】解:连接,过点作轴,
∵原点O是等边三角形的中心,
∴,
∴重合,,
∴,
∴,
∴,
∴,
故选:B.
【点睛】该题考查了等边三角形的性质,旋转的性质,直角三角形的性质,勾股定理,坐标与图形综合,解题的关键是掌握以上知识点.
跟随训练8-2.如图,等边的顶点O在坐标原点,顶点A在x轴上,,将等边绕原点顺时针旋转至的位置,则点的坐标为_______.
【答案】
【分析】本题考查了等边三角形的性质,旋转的性质,勾股定理,正确作出辅助线是解此题的关键.过点作轴于C点,由等边三角形的性质可得:,由旋转的性质可得:,再根据勾股定理求出,即可求解.
【详解】解:如图,过点作轴于C点,
是等边三角形,
,
由旋转可知:,
,
,
,
点的坐标为,
故答案为:.
【题型9 求绕原点旋转90°的点的坐标】
解题思路:
直接套用坐标规律:逆时针90°(x,y)→(-y,x),顺时针90°(x,y)→(y,-x),分清顺逆时针,避免横纵坐标互换后符号出错。
【典例9】.如图,在平面直角坐标系中,,在轴上,,,将绕点顺时针旋转,则点的对应点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了旋转的性质,关键是熟练应用知识点解题;根据旋转可得两三角形全等,进而根据对应边相等得出结果.
【详解】解:如图所示:绕点顺时针旋转得到,
∴,,,
∴,
∴,
故选:D.
跟随训练9-1.在平面直角坐标系中,把点绕原点顺时针旋转,则点对应点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查绕原点旋转的点坐标,掌握旋转的性质是解题的关键.
过作轴于点,设旋转后的点为,过作轴于点,由旋转性质得,,,证明,即可求解.
【详解】如图所示,过作轴于点,设旋转后的点为,过作轴于点,
,
,
.
由旋转性质得,,,
.
,
.
在和中,
,
,
.
,
,
点的对应点的坐标为.
故选A.
跟随训练9-2.如图,在平面直角坐标系中,线段在第二象限,其中A点坐标为,将线段绕原点O顺时针旋转,得到线段,则点的坐标为________.
【答案】
【分析】本题考查了全等三角形的判定和性质,求旋转后点的坐标.
过点作轴于点,过点作轴于点,则,根据A点坐标得到,根据旋转的性质得到,证明,得到,根据点在第一象限即可求出点的坐标.
【详解】解:如图,过点作轴于点,过点作轴于点,则,
∵A点坐标为,
∴,
由旋转得:,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∵点在第一象限,
∴点的坐标为.
故答案为:.
【题型10 求绕某点(非原点)旋转90°的点的坐标】
解题思路:
构造K型全等,设旋转中心为M(a,b),点P(x,y)绕M旋转90°,先算横纵坐标差值,再互换差值、变符号,最后平移回原坐标系,核心:转化为绕原点旋转+平移。
【典例10】.已知,将点绕点顺时针旋转至点,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查旋转的性质,全等三角形的判定与性质,过作轴,过作轴交于点,过作于,由旋转可得,,即可证明,得到,,据此求得.
【详解】解:如图,过作轴,过作轴交于点,过作于,则,
∵,
∴,,
∵将点绕点顺时针旋转至点,
∴,,
∴,
∴,
∴,,
∴横坐标为,纵坐标为,
∴,
故选:D.
跟随训练10-1.在平面直角坐标系中,已知点A的坐标为,点B的坐标为,将线段绕点A顺时针旋转得线段,则点C的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查坐标与图形变化——旋转,通过全等三角形求出点的坐标是解题的关键.
过C作轴于M,则,证明,可得,即可求解.
【详解】解:∵点A的坐标为,点B的坐标为,
∴,
如图,过C作轴于M,则,
∴,
由旋转的性质得:,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴.
故选:B
跟随训练10-2.如图,直线与轴、轴分别相交于点,将绕点顺时针方向旋转得到,则点的坐标为__________.
【答案】
【分析】本题考查一次函数图象与坐标轴的交点,旋转的性质,正方形的判定和性质等.延长交x轴于点E,先求出点A和点B的坐标,再根据旋转的性质证明四边形是正方形,进而求出和的长度即可求解.
【详解】解:如图,延长交x轴于点E,
中,令,则,令,解得,
,,
,,
绕点顺时针方向旋转得到,
,,,
四边形是正方形.
,
,
点的坐标为.
故答案为:.
【题型11 求绕原点旋转一定角度的点的坐标】
解题思路:
特殊角度:180°→(-x,-y),360°→回到原坐标,60°、120°结合等边三角形、等腰三角形性质推导,非特殊角度用几何性质计算。
【典例11】.点绕原点顺时针旋转后的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了点绕原点顺时针旋转后的坐标.
点绕原点顺时针旋转后,与原坐标关于原点中心对称,其坐标变为原坐标的相反数
【详解】解:∵点绕原点顺时针旋转,
∴新坐标为,即.
故选:C.
跟随训练11-1.如图,在平面直角坐标系中,线段与x轴负半轴的夹角为,且,将线段绕点顺时针旋转到线段,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题主要考查了旋转的性质,勾股定理,直角三角形的性质等知识,正确做出辅助线是解题的关键.过点作轴于点B,求出,利用含30度角的直角三角形的性质求得的长度即可得到答案.
【详解】解:如图,过点作轴于点B.
将线段绕点O沿顺时针方向旋转到线段,
,点在第一象限,
.
在中,
,
.
根据勾股定理,得,
点的坐标为.
故选:D.
跟随训练11-2.在平面直角坐标系中,已知,将点A绕原点逆时针旋转45度得到点B,则点B的坐标为__________.
【答案】
【分析】本题考查了一线三等角构造全等三角形,一次函数解析式,勾股定理.绕点A顺时针旋转得到线段,得到等腰,,点B在上,利用点A坐标构造全等三角形,求出点E坐标,得到直线的解析式,再根据,可得点B坐标.
【详解】解:如图,过A作x轴的垂线,垂足为C,绕点A顺时针旋转得到线段,过点E作的垂线交于点D.连接.
∴,
∴,,
∴,,,
∴.
∴,,
∴E的坐标为.
∴所在直线的解析式为,
中,,,
∴,
∴点B在上.
设点B坐标为,
∵,
∴,
∴,
∵点B在第三象限,
∴,,
点B坐标为.
故答案为:.
【题型12 坐标与旋转规律问题】
解题思路:
多次旋转后找坐标循环规律,列出前4-5个点坐标,分析横纵坐标变化周期,利用周期求第n个点坐标,常结合象限符号判断。
【典例12】.如图,第一次将点绕原点逆时针旋转90°得到点,第二次作点关于轴的对称点,第三次将点绕原点逆时针旋转90°得到点,第四次作点关于轴的对称点,…….按照这样的规律,点的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先确定点的初始坐标,再依次计算每次变换后的坐标,找出坐标变换的周期规律,最后根据周期计算第次变换后的坐标.
【详解】解:如图,
点的初始坐标为.
第一次变换:绕原点逆时针旋转,旋转后的坐标为;
第二次变换:作关于轴的对称点,对称后的坐标为;
第三次变换:绕原点逆时针旋转,旋转后的坐标为;
第四次变换:作关于轴的对称点,对称后的坐标为,即回到点的初始坐标.
由此可知,坐标变换周期为.
.
余数为,说明的坐标与的坐标相同,即.
故选:C.
【点睛】本题考查了平面直角坐标系中的旋转对称变换和周期规律,解题关键是通过计算前几次变换的坐标,找出周期规律,再利用周期求解最终坐标.
跟随训练12-1.如图,在平面直角坐标系中,将绕点顺时针旋转到的位置,点分别落在点处,点在轴上,再将绕点顺时针旋转到的位置,点在轴上,将绕点顺时针旋转到的位置,点在轴上,依次进行下去.若点,则点的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题主要考查了平面直角坐标系坐标的规律问题,根据勾股定理,先求得前几个的坐标,观察图形,即可得出的横坐标为,纵坐标为,即可求解.
【详解】解:点
∴
的横坐标为6,且,
的横坐标为,
……
∴的横坐标为,纵坐标为
点的横坐标为,点的纵坐标为2,即的坐标是,
故选:C.
跟随训练12-2.在平面直角坐标系中,一个图形向右平移个单位长度,再绕原点按顺时针方向旋转角度,这样的图形运动叫做图形的变换.现将斜边为1的等腰直角三角形放置在如图的平面直角坐标系中,经变换后得为第一次变换,经变换后得为第二次变换,…,经变换得,则点的坐标是______.
【答案】
【分析】本题考查坐标旋转中的规律探究,等腰直角三角形的性质,过点作轴,根据斜边上的中线,得到,进而得到,根据变化规则,得到,,,,,推出,根据,求出点的坐标即可.
【详解】解:过点作轴,
∵为斜边为1的等腰直角三角形,
∴,
∴,
∴是由先向右平移1个单位,再绕原点按顺时针方向旋转,即根据平移后的点关于原点对称得到的,
∴,
同理:,,,,,
∴,
∵,
∴,即:.
故答案为:.
【题型13 线段问题(旋转综合题)】
解题思路:
利用旋转全等得对应线段相等,转化线段长度,结合勾股定理、三角形三边关系、等边/等腰三角形性质求线段长、证明线段倍数关系、求线段最值。
【典例13】.如图,在中,,,,将绕点顺时针旋转得到,使点在的延长线上,则的长为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【分析】在中,利用勾股定理可得,再由旋转的性质可得,然后由即可获得答案.
【详解】解:在中,,
∵,,
∴,
由旋转可知,,
∴.
故选:A.
【点睛】本题主要考查了旋转的性质以及勾股定理等知识,熟练掌握相关知识是解题关键.
跟随训练13-1.如图,平面直角坐标系中,点,,,连接,并将线段绕点A顺时针旋转,点B旋转到点,连接.则周长的最小值为______.
【答案】8
【分析】过点B作轴于点C,过点作轴于点D,证明,得出,根据A、B两点的坐标,得出,说明点在直线上运动,根据为定值,得出当最小时,的周长最小,作点O关于直线的对称点,连接交直线于点E,连接,根据两点之间线段最短,得出当在点E处时,最小,且最小值为的长度,根据勾股定理求出结果即可.
【详解】解:过点B作轴于点C,过点作轴于点D,如图,
则,
由旋转知:,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴点在直线上运动,
当最小时,的周长最小,
作点O关于直线的对称点,连接交直线于点E,连接,
则,
∴,
当点与点E重合时,最小,且最小值为的长度,
∵,
∴由勾股定理得,
即的最小值为5,
∴周长的最小值为,
故答案为:8.
【点睛】本题主要考查了轴对称的性质,三角形全等的判定和性质,勾股定理,坐标与图形,两点之间线段最短,解题的关键是作出辅助线,熟练掌握三角形全等的判定和性质.
跟随训练13-2.中,,将绕点顺时针旋转得到,点的对应点为.
(1)如图①,当时,绕点顺时针旋转了__________°;
(2)如图②,当点在上时,若,求的度数;
(3)如图③,当点为的中点时,连接,若,,在绕点顺时针旋转一周的过程中,直接写出线段的最大值和最小值.
【答案】(1)110
(2)30°
(3)最大值:;最小值:
【分析】本题考查了旋转的性质,等腰三角形的性质,勾股定理,直角三角形的性质等内容,解题的关键是掌握相关性质,确定出点的轨迹.
(1)由旋转的性质可得,为旋转角,求解即可;
(2)根据旋转的性质可得,,,得到,再由可得,由题意可得,,从而得到,即可求解;
(3)由勾股定理可得,,由点为的中点可得,,即点在以为圆心,以为半径的圆上运动,从而得到的最大值与最小值.
【详解】(1)解:由旋转的性质可得,为旋转角,
则,
故答案为:;
(2)解:根据旋转的性质可得,,,
∴,
∵,
∴,
由题意可得,,即,
解得,
∴;
(3)解:连接,如图:
由旋转的性质可得,,,
由勾股定理可得,,
∵点为的中点,
∴,
∴点在以为圆心,以为半径的圆上运动,
从而得到的最大值为,的最小值为.
【题型14 面积问题(旋转综合题)】
解题思路:
旋转前后图形全等,面积相等,通过旋转将不规则图形面积转化为规则图形(三角形、四边形、扇形)面积,利用割补法、全等面积抵消计算。
【典例14】.如图,在中,,将绕点B按逆时针方向旋转后得到,则阴影部分面积为( )
A.32 B.24 C. D.16
【答案】D
【分析】本题考查旋转的性质,含的直角三角形的性质,解题的关键是作出辅助线.
过作交于点,根据旋转得到,,,根据含的直角三角形的性质即可得到,即可得到答案;
【详解】解:如图,过作交于点,
绕点按逆时针方向旋转后得到,,
,,,
,
,
,
,
又,,
.
故选:D.
跟随训练14-1.如图,在中,,将绕点按逆时针方向旋转后得到,则阴影部分的面积为______.
【答案】
【分析】根据旋转,可得,,,过点作于点,可判定为等腰直角三角形,利用勾股定理可求得,最后通过求得答案.
【详解】解:在中,,将绕点按逆时针方向旋转后得到,
,,.
如图,过点作于点,
∴为等腰直角三角形,
∴,
∴,
.
,,
.
跟随训练14-2.如图,已知长方形,,,是的中点,连接,将绕点旋转(其中、分别与、对应)使得落在直线上,得,连接,那么的面积是______.
【答案】或
【分析】本题考查图形的旋转,画出将绕点顺时针或逆时针旋转后的图形,然后根据三角形面积公式计算即可.解题的关键是掌握旋转的性质:①对应点到旋转中心的距离相等;②应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角;③旋转前后的图形的形状相同.
【详解】解:如图,将绕点顺时针旋转得到,
∵长方形中,,,是的中点,
∴,
∵将绕点顺时针旋转得到,
∴,,,
∴,
∴;
如图,将绕点逆时针旋转得到,
∴,
∴;
综上所述,的面积是或.
故答案为:或.
【题型15 角度问题(旋转综合题)】
解题思路:
利用旋转角相等、对应角相等,结合三角形内角和、外角性质、等腰三角形角度关系,推导所求角度,标注旋转角和对应角,避免角度混淆。
【典例15】.如图,在中,,,将它绕点沿顺时针方向旋转后得到若点恰好落在线段上,则旋转角的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了旋转的性质、角的计算依据外角的性质,解题的关键是算出本题属于基础题,难度不大,解决该题型题目时,根据旋转的性质找出相等的角和相等的边,再通过角的计算求出角的度数是关键.
由三角形的内角和为可得出,由旋转的性质可得出,从而得出,再依据计算即可得出结论.
【详解】解:在三角形中,,,
,
由旋转的性质可知:,
,
又,
,
,
故选:D.
跟随训练15-1.将一副三角板如图1所示摆放,直线,现将三角板绕点A以每秒的速度顺时针旋转,同时三角板绕点D以每秒的速度顺时针旋转,设旋转时间为t秒,如图2,,,且,当与三角板的一条直角边(边或)平行时,则满足条件的t的值为__________ .
【答案】15或60
【分析】当时,延长交于点P,分两种情况讨论:①在上方时,②在下方时,,列式求解即可;当时,延长交于点I,①在上方时,,②在下方时,,列式求解即可.
【详解】解:由题意得,,,如图1,
当时,延长交于点P,
①在上方时,
,,,
,
,
,
,
,
即
解得;
②在下方时,,
,,,
,
,
,
,
,即,
;
,
(舍去,不符合题意)
当时,延长交于点I,
在上方时,,
,,
,
,
,
,
,即,
;
②在下方时,,
,,,
,
,
,
,
,即,
(不符合题意,舍去),
综上,所有满足条件的t的值为15或60,
故答案为:15或60.
【点评】本题主要考查了平行线的性质,一元一次方程的应用,解题的关键是掌握相关知识的灵活运用.
跟随训练15-2.一个问题解决经历发现猜想——探索归纳——问题解决的过程,下面就一道几何题来体验一下.
【发现猜想】
(1)如图①,已知,,为的角平分线,则的度数为______;
【探索归纳】
(2)如图①,,,为的角平分线.猜想的度数(用含、的代数式表示),并说明理由;
【问题解决】
(3)如图②,若,,.若射线绕点以每秒逆时针旋转,射线绕点以每秒顺时针旋转,射线绕点以每秒顺时针旋转,三条射线同时旋转,当一条射线与直线重合时,三条射线同时停止运动.运动几秒时,其中一条射线是另外两条射线夹角的角平分线?请直接写出结果.
【答案】(1)
(2),理由见解析
(3)或或
【分析】本题主要考查了角的和差计算,角平分线的定义以及角的动态旋转问题.
(1)先根据角的和差关系得到,再由角平分线的定义得到,最后再运用角的和差关系得到的度数;
(2)先根据角的和差关系得到,再由角平分线的定义得到,最后再运用角的和差关系即可表示出的度数;
(3)设经过的时间为秒,延长到,由题意知,旋转了,旋转了,旋转了,从而得到移动后,,,,结合图形分类讨论:①当是,夹角的角平分线,即平分;②当是,夹角的角平分线,即平分;③当是,夹角的角平分线,即平分;④当是,夹角的角平分线,即平分;最后运用角的和差关系即可得出结论.
【详解】解:(1),,
,
为的角平分线,
,
;
(2),理由如下:
,,
,
为的角平分线,
,
;
(3)设经过的时间为秒,延长到,
由题意知,旋转了,旋转了,旋转了,
移动前,,,
移动后,,,,
经过秒射线与直线重合,经过秒射线与直线重合,经过秒射线与直线重合,
总运动时间为秒,
①当是,夹角的角平分线,即平分时,
此时,,,,解得,
,
,
解得(舍去);
②当是,夹角的角平分线,即平分时,
此时,,,解得,
,
,
解得;
③当是,夹角的角平分线,即平分时,
此时,,,解得,
,
,
解得;
④当是,夹角的角平分线,即平分时,
此时,,,,解得,
,
,
解得,
综上所述,运动时间为或或秒时,其中一条射线是另外两条射线夹角的角平分线,
故答案为:或或.
【题型16 其他问题(旋转综合题)】
解题思路:
涵盖动点旋转、折叠旋转、多图形旋转,核心还是旋转性质+全等+特殊三角形,分步拆解旋转过程,逐一分析对应关系,化动为静解题。
【典例16】.两块完全相同的含角的直角三角板和重合在一起,将三角板绕直角顶点按逆时针方向旋转(),如图所示.以下结论错误的是( )
A.当时,与的交点恰好为中点.
B.当时,恰好经过点.
C.在旋转过程中,存在某一时刻,使得.
D.在旋转过程中,始终存在.
【答案】C
【分析】根据全等三角形的性质可得, ,再根据旋转角求出等边三角形,判断出正确,假设,则可推出,可得与已知矛盾,判断出错误,再根据四边形的内角和等于求出与 的夹角为,判断出正确.
【详解】解:∵直角三角板和重合在一起,
∴,,
:当时,°,
设与交点为,如图所示,
∵,
∴,
∴为等边三角形,
∴,
∵,
∴,
∴,
即与的交点为的中点,
故正确;
:当时,,
∵,
∴以点、、构成的三角形是等边三角形,
∴,
∵,
∴,
∴恰好经过,
故正确;
在旋转过程中,,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
故错误;
:如图,设直线与直线交于,
∵,,
∴,
同理可得,
又∵,
∴,
∴,
∴在旋转过程中,始终存在,
故正确;
故选:.
【点睛】此题考查了旋转的性质,等边三角形的判定与性质,等腰三角形两底角相等的性质,熟记性质并准确识图,理清图中各角度之间的关系是解题的关键.
跟随训练16-1.如图,在中,,若是边上任意一点,将绕点逆时针旋转得到,点的对应点为点,连接,则在下列结论中:①,②;③,④,一定正确的是( )
A.①③ B.③ C.①③④ D.①②③④
【答案】B
【分析】根据旋转变换的性质,等边三角形的性质,平行线的性质判断即可.
【详解】解:①,
,
由旋转的性质可知,,
,故本选项结论错误,不符合题意;
②当为等边三角形时,,除此之外,与不平行,故本选项结论错误,不符合题意;
③由旋转的性质可知,,,
,,
,
,本选项结论正确,符合题意;
④只有当点为的中点时,,才有,故本选项结论错误,不符合题意;
故选:B.
【点睛】本题考查的是旋转变换,等腰三角形的性质,平行线的判定,掌握旋转变换的性质是解题的关键.
跟随训练16-2.在中,,,、是斜边上两点,且,将绕点顺时针旋转后,得,连接,下列结论:①;②的面积等于四边形的面积;③;④;其中正确的是_________.
【答案】①③④
【分析】①根据旋转的性质知,,AD=AF,因为,,所以,可得,由此即可证明;
②根据旋转的性质知,,进而得到的面积等于四边形的面积;
③因为,,所以,又因为,所以,根据三角形一个外角等于不相邻两个内角的和得,进而得出;
④根据①及BF=CD,EF=DE, ,根据勾股定理判断即可.
【详解】解:①根据旋转的性质知,,AD=AF,
∵,,
∴,
∴,
∵AD=AF,AE=AE,
∴,故①正确;
②根据旋转的性质知,,
∴的面积等于四边形的面积,故②错误;
③∵,
∴,
∵,
∴,
∴,即,
故③正确;
④∵,,旋转至,
∴,
根据旋转的性质可得,,
∴,
∴,
∵将绕点顺时针旋转后,得,
∴
∴BF=CD,
∵EF=DE,
∴,故④正确;
故答案为:①③④.
【点睛】本题主要考查了图形的旋转变换,勾股定理以及全等三角形的判定,解题时注意旋转前后对应的相等关系.
05
过关•检测
1.下列生活中的现象是旋转的是( )
A.飞驰的汽车 B.匀速转动的摩天轮
C.运动员投掷标枪 D.乘坐升降电梯
【答案】B
【分析】本题主要考查了旋转的定义,
旋转是指物体围绕一个固定点或轴做圆周运动,而摩天轮的运动是围绕中心轴旋转,符合旋转的定义.
【详解】解:∵旋转的定义是物体绕一个固定点或轴转动,
∴选项B中摩天轮匀速转动是典型的旋转现象;
选项A中汽车飞驰主要是平移运动;
选项C中标枪投掷可能涉及旋转但整体以平移为主;
选项D中升降电梯是垂直平移运动.
故选:B.
2.新情顶旅游产业发展大会主会场活动在邢台举办,大会吉祥物“太行山家族”包含“山宝”“水灵”“葫娃”“栗仔”4个角色,其中“葫娃”形似葫芦,意在传递扁鹊中医药文化底蕴.通过将如图所示的“葫娃”旋转,可以得到( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】本题图形旋转的性质:根据图形旋转的性质,判断原图形旋转后得到的图形,需明确旋转不改变图形的形状、大小和各部分的相对位置关系.
【详解】解:将如图所示的“葫娃”逆时针旋转九十度可得到选项A,
旋转不改变图形的形状、大小和各部分的相对位置关系,其他选项的“葫娃”和题干的不一样,故不能由题干所示图形旋转得来.
故选:A.
3.如图,将绕顶点C逆时针旋转角度α得到,且点B刚好落在上.若,,则α等于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据绕顶点逆时针旋转角度得到,且点刚好落在上.根据旋转的性质可得.
【详解】解:∵绕顶点逆时针旋转角度得到,且点刚好落在上.,
∴.
4.如图,中,,在边的同侧作等边三角形,,,连接.以下结论中正确的有( )
①四边形是平行四边形;
②;
③;
④可以看成是绕点C顺时针旋转得到的.
A.②③ B.①②④ C.①②③④ D.②③④
【答案】C
【分析】本题主要考查全等三角形的判定与性质,平行四边形的判定以及旋转等知识,分别证明和可得,由等边三角形的性质得,得四边形是平行四边形;;可以看成是绕点C顺时针旋转得到的,故可得结论.
【详解】解:∵,,是等边三角形,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,,故②正确;
∴,故③正确;
同理可证,
∴,
∴,
∴四边形是平行四边形;
∵,且,
∴可以看成是绕点C顺时针旋转得到的,故④正确;
∴正确的结论是①②③④,
故选:C.
5.如图,将四边形绕点O顺时针旋转一定角度得到四边形,则下列结论不正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查了旋转的性质.根据旋转的性质:旋转前后的图形,对应边相等,对应角相等,对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角,据此逐一判断即可.
【详解】解:由旋转的性质可得,,,,
观察四个选项,选项B符合题意,
故选:B.
6.如图,点A坐标为,点B坐标为,将线段AB绕点O按顺时针方向旋转得到对应线段,若点恰好落在x轴上,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查全等三角形性质和判定,勾股定理,旋转的性质,熟练掌握相关知识是解决问题的关键.连接、,作,根据≌可得,即可求得点坐标.
【详解】解:连接、,作,由题意得:,
即,
在中,,
线段绕着点O旋转,
,
,
,
,
即,
,
在中,,
,
,
故选:B.
7.如图,经过旋转后得到.
(1)旋转中心是点______,旋转角是______;
(2)点的对应点是点______;
(3)线段的对应线段是______;的对应角是______.
【答案】 C (或) D 线段
【分析】把一个平面图形绕平面内某一定点转动一个角度,叫做图形的旋转,这个定点叫做旋转中心,转动的角叫做旋转角,对应点到旋转中心的距离相等,旋转前后的图形全等.
【详解】解:(1)∵经过旋转后得到,
∴旋转中心是点C,旋转角是(或);
(2)点的对应点是点D;
(3)线段的对应线段是线段;的对应角是.
8.如图,将绕点顺时针旋转得到,连接,若,则的度数为_______.
【答案】
【分析】本题考查了旋转的性质,等边对等角及三角形内角和,掌握旋转的性质是关键;根据旋转的性质得,,根据等边对等角可得,再根据直角三角形两锐角互余可得答案.
【详解】解:如图,设交于点,
∵将绕点顺时针旋转得到,
∴,,
∴,
又∵,
∴,
∴,
即的度数为.
故答案为:.
9.如图,在矩形中,,将矩形绕着点D逆时针旋转得到矩形,与相交于点M,当点落在延长线上时,若,则四边形的面积为_________.
【答案】315
【分析】先连接、,由旋转性质得,再由等腰三角形三线合一得,进而通过求证,得的长,并表示出的三边,根据勾股定理列出等量关系式,求出、的长,最后根据梯形面积公式求解.
【详解】解:如图,连接、,
设,由得,
四边形是矩形,
,,,
矩形绕着点D逆时针旋转得到矩形,
,,,,,,
,,
,
在和中,
,
,
,
在中,
,
,,,
,
解得:(舍去)或,
,,
四边形是直角梯形,
,
故答案为:315.
【点睛】本题考查旋转的性质,等腰三角形的三线合一,全等三角形的判定和性质,勾股定理和梯形面积的计算,关键是做出恰当的辅助线,综合应用旋转的性质,等腰三角形的三线合一,全等三角形的判定和性质,勾股定理和梯形面积的计算求解.
10.如图,在平面直角坐标系中,将绕原点顺时针旋转得到,若点位于内(不含边界),点为点P绕原点顺时针旋转的对应点,则点的纵坐标n的取值范围是________.
【答案】
【分析】先求出m的取值范围,然后根据旋转的性质和全等三角形的判定与性质求出点P的坐标,得出,即可求解..
【详解】解:由图可知:,,
设直线解析式为,
则,
∴,
∴,
若在直线上,则,
解得,
∵点位于内,
∴,
如图,连接,,过作轴于,过作轴于,则,
∵旋转,
∴,,
∴,
又,
∴,
∴,,
∴,
∴,
又
∴.
11.如图,在平面直角坐标系中,,,,均为格点,将线段绕着某点旋转一个角度可以得到线段(与,与是对应点),则旋转中心的坐标为__________ .
【答案】
【分析】本题考查坐标与图形变化旋转,写出直角坐标系中点的坐标,解题的关键是根据旋转的性质找出旋转中心.
根据对应点连线段的垂直平分线的交点即为旋转中心找出旋转中心,再利用数形结合写出旋转中心的坐标即可.
【详解】解:如图,旋转中心的坐标为.
故答案为:.
12.如图,在边长为1的正方形组成的网格中建立直角坐标系,的顶点均在格点上,点为原点,点、的坐标分别是、.
(1)将向下平移3个单位后得到,则点的坐标为_____;
(2)画出关于y轴对称的;
(3)将绕点逆时针旋转后得到.
【答案】(1)
(2)作图见解析
(3)作图见解析
【分析】(1)根据平移的性质即可得出结果;
(2)根据轴对称的性质作图即可;
(3)根据旋转的性质作图即可
【详解】(1)解:∵向下平移3个单位后得到,,
∴点的坐标为;
(2)解:如图所示,即为所求,
(3)解:如图所示,即为所求,
13.如图,将绕点顺时针旋转得到,点的对应点恰好落在的延长线上,点在线段上,连接,且,求证:.
【答案】证明见解析
【分析】本题考查旋转的性质、全等三角形的判定与性质.先利用旋转的性质得到对应边和旋转角;结合已知推导出,得到;再以为依据证明和全等,最后根据全等三角形对应边相等得出结论.
【详解】(1)解:∵将绕点顺时针旋转得到,
∴,;
∵,
∴,
∴;
在和中,,
∴,
∴.
14.如图,中,,将绕点逆时针旋转到,的延长线与相交于点,连接、.
(1)求证:;
(2)若,求的长.
【答案】(1)证明见解析;
(2)
【分析】本题考查了旋转的性质、等边三角形的判定与性质、全等三角形的判定与性质以及含角的直角三角形的性质,关键是熟练运用旋转的性质得到相等的边和角,结合等边三角形与全等三角形的判定完成推理,再利用特殊直角三角形的性质求解线段长度.
(1)根据旋转的性质得到,旋转角,据此判定为等边三角形,得到,结合已知,利用内错角相等,两直线平行即可证明;
(2)由等边三角形的性质得,结合已知,公共边,利用判定,得到,进而推出相关角为,再利用含角的直角三角形中,角所对的直角边是斜边的一半的性质求解的长度.
【详解】(1)解:∵绕点逆时针旋转到,
∴,,
∴是等边三角形,
∴,
∵,
∴,
∴;
(2)解:∵是等边三角形,
∴,,
在和中,
,
∴,
∴,
∴,
由旋转的性质得,
∵,
∴,
在中,,,
∴.
15.已知中,,,点D为直线上一点.
(1)如图1,若点D与点C重合,点E为上一点,将线段绕点D顺时针旋转90°后得到线段,连接,直接写出与的关系:_________;
(2)如图2,点D在的延长线上,E为的角平分线上一点,将线段绕点D顺时针旋转90°后得到线段,连接,若,求证:;
(3)如图3,点D在边上,点E在直线左侧,连接,,将线段绕点D顺时针旋转90°后得到线段,连接若,,则线段的长为_________(直接写出结果).
【答案】(1),
(2)见解析
(3)
【分析】本题主要考查全等三角形的判定与性质,勾股定理和旋转的性质,通过旋转的性质构造全等三角形(手拉手旋转模型),从而建立线段之间的联系是解题关键.
(1)利用旋转的性质,通过证明全等即可找到线段关系;
(2)作垂线构造全等三角形,再利用角平分线和等腰直角三角形的性质建立线段关系即可;
(3)作垂线构造全等三角形,找到线段关系,再通过角度运算,得到特殊角,利用勾股定理求解即可.
【详解】(1)解:由旋转的性质,得,,
∵,,
∴,
又,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∴,
故答案为:,;
(2)证明:如图,过点D作,过点E作,
∵,
∴,
∴四边形是矩形,
∴,,,
由旋转的性质,得,,
∵,,
∴,
又,
∴,
∴,,
如图,延长,与交于点H,过点E作于点G,
∵,,
∴是等腰直角三角形,
∴,
又,
∴是等腰直角三角形,
∴,,
又,
∴是等腰直角三角形,
∴,,
∵是的角平分线,,,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴;
(3)解:如图,过点D作于点M,过点M作于点N,连接,过点A作于点G,
同(2)理可知,和是等腰直角三角形,四边形是矩形,
∴,,,
∴,
由旋转的性质,可知,,
∵,,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∴.
16.按要求解答下列问题:
(1)【问题初探】
在数学活动课上,李老师给出如下问题:如图1,在中,,点D在边上,连接,将线段绕点D顺时针旋转得到线段,连接并延长交的延长线于点F.求证:.
①如图2,小辉同学要证明,从而给出如下解题思路:过点E作交的延长线于点M.
②如图3,小光同学要证,从而给出如下解题思路:在上截取,连接.
请你选择一名同学的解题思路,写出证明过程.
(2)【类比分析】
李老师发现之前两名同学都利用构造全等三角形,证明出特殊三角形,为了帮助学生更好地感悟构造全等三角形的方法,李老师提出下面的问题,请你解答.
如图4,在中,,点D,E在边上,,连接,点F在边上,连接,且.求证:.
(3)【学以致用】
如图5,在中,,点D在边上,,连接,将线段绕点D逆时针旋转得到线段,连接并延长交的延长线于点F,连接,求的面积.
【答案】(1)答案不唯一,见解析
(2)见解析
(3)
【分析】(1)①选择小辉同学的解题思路,证明,再证出为等腰直角三角形,最后根据勾股定理可得,即可得出结论;②选择小光同学的解题思路,证明,再根据勾股定理可得,即可得出结论;
(2)过作于,过作于,证明,得到,;再证明,即可得出结论;
(3)在边上截取,连接,过作于,可得,证明,,根据含角直角三角形的性质得到的长,再根据勾股定理算出,即可求出面积.
【详解】(1)解:选择小辉同学的解题思路.
证明:如图2,过作交的延长线于,
,
,
,,
.
将线段绕点顺时针旋转得到线段,
,
,,,
,
,.
,
,
,
,
,
,
.
,
为等腰直角三角形,
,
,
,
.
选择小光同学的解题思路.
证明:如图3,在上截取,连接.
,
,
.
,
,即.
,,,
,
,
,,
,
,
,
,
.
,
,
;
(2)证明:如图4,过作于,过作于.
,,
,
,,,
,
,.
,,,
,,
,
.
在和中,
,
,
.
,,
,
,,
,
,即,
;
(3)解:如图5,在边上截取,连接,过作于,
由题意得,,.
,
.
,,
∴,
,
在和中,
,,,
,
.
,,
,
,
,
.
又,
,,
.
,,
,
根据勾股定理得,,
.
试卷第1页,共3页
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