内容正文:
4.3《图形的旋转》期末小节复习题
一、单选题
1.已知如图,点B是线段AD上一点,△ABC、aBDE都是等边三角形,下列说法正确的有()
(1)△ABE可由△CBD旋转得到;(2)△ABF绕B点顺时针旋转60°可得△CBG;(3)△BFG是等
边三角形;(4)∠BAF=∠BCD;(5)如果∠BDC=20°,则∠AED=80°;(6)如果AF=3,AE=8,
则DG=5;
A.6个
B.5个
C.4个
D.3个
2.如图,在等边三角形ABC中,点D是AC边上的一点,连接BD,将△BCD绕点B逆时针旋
转60°,得到△BAE,连接ED,若BC=I0,BD=8,其中错误的结论是()
A.AE∥BC
B.LADE=∠BDC
C.△ADE的周长等于18
D.△BDE是等边三角形
3.如图,边长相等的两个正方形ABCD和OEFG,若将正方形OEFG绕点O按逆时针方向旋转
180°,两个正方形的重叠部分四边形OMCN的面积().
M
E
A.不变
B.先增大再减小C.先减小再增大D.不断增大
4.如图,E为正方形ABCD的CD边上一点,∠DAE=24°,将△ADE绕点A顺时针旋转,使得
AD与AB重合,此时点E旋转至点E,连接EE',则∠CEE'的度数为().
B
A.67°
B.68
C.69°
D.70
5.如图,在正方形ABCD中,将边BC绕点B逆时针旋转至BC',连接CC',DC',若LCC'D=90
,CD=3,则线段BC的长度为()
A
D
A.6
B.42
C.35
D.35
6.如图,点P是正方形ABCD内一点,将△ABP绕点B沿顺时针方向旋转后与△CBP重合,若
PB=5,那么PP=()
A.5√5
B.55
C.6
D.5√2
二、填空题
7.如图,点P是等边三角形ABC内一点,且PA=√6,PB=√2,PC=2√2,则这个等边三角形
ABC的边长为
B
8.如图,点P是等边三角形ABC内部一点,连接AP、BP、CP,且AP2=BP2+CP2,现将
△APC绕点A顺时针旋转到△ADB的位置,对于下列结论:①△ADP是等边三角形;②
△ABP△CBP;③LDBP=90°;④LBPC=150°.其中结论正确的是
(填序号).
A
D
B
C
9.如图,正方形ABCD中,AB=6,O是BC边的中点,点E是正方形内一动点,OE=3,连接
DE,将线段DE绕点D逆时针旋转90°得DF,连接AE、CF,则线段OF长的最小值为
10.如图,点P是正方形ABCD内一点,且点P到点A、B、C的距离分别为2√5、√2、4,则
正方形ABCD的面积为·
◇
P
B
11.如图,P为正方形ABCD内一点,PA=2,PB=4,PC=6,则∠APB=
D
B
12.如图,点E是正方形ABCD内的一点,连接AE,BE,CE,将△ABE绕点B顺时针旋转90到
△CBE'的位置.若AE=1,BE=2,CE=3,则∠BE'C=
D
B
三、解答题
13.如图1,在正方形ABCD中,点E,F分别在正方形ABCD的边BC,CD上,∠EAF=45°,
连接EF.
(1)思路梳理:将△ABE绕点A逆时针旋转至△ADG,如图1,使AB与AD重合,易证∠GAF=
∠EAF=45°,可证△AFG≌△AFE,故EF,BE,DF之间的数量关系为_;
(2)类比引申:如图2,在图1的条件下,若点E,F由原来的位置分别变到正方形ABCD的
边CB,DC的延长线上,∠EAF=45°,连接EF,猜想EF,BE,DF之间的数量关系为,并给
出证明;
(3)联想拓展:如图3,等腰Rt△ABC,∠BAC=90°,∠MAN=45°,把∠MAN绕点A旋转,
在整个旋转过程中AM、AN分别与直线BC交于点D、E,若BD=2,EC=4,则BE的长为_
E
D
F
D
G
图1
图2
图3
14.阅读以下材料,并按要求完成相应的任务:
从正方形的一个项点引出夹角为45°的两条射线,并连接它们与该项点的两对边
的交点构成的基本平面几何模型称为半角模型.半角模型可证出多个几何结论,
例如:
如图1,在正方形ABCD中,以A为顶点的LEAF=45°,AE、AF与BC、CD边分
别交于E、F两点,易证得EF=BE+FD,
大致证明思路:如图2,将△ADF绕点A顺时针旋转90°,得到△ABH,由
LHBE=180°可得H、B、E三点共线,∠HAE=∠EAF=45°,进而可证明
△AEH≌△AEF,故EF=BE+DF,
任务:如图3,在四边形ABCD中,AB=AD,∠B=LD=90°,∠BAD=120°,以A为顶点的
LEAF=60°,AE、AF与BC、CD边分别交于E、F两点.请参照阅读材料中的解题方法,你认
为结论EF=BE+DF是否依然成立,若成立,请写出证明过程;若不成立,请说明理由.
D
D
45
45
B
E
H
B
E
B E
图1
图2
图3
15.已知△ABC是等腰直角三角形,∠ACB=90°,CA=CB.
(I)如图1,△CDE是等腰直角三角形,点D在AB的延长线上,CD=CE,连接BD,求证:
BE⊥AB;
(2)如图,点M在△ABC外,MA=3,MC=3√2,∠AMC=75°,求MB,
(3)如图,在△ABC中,∠BAC=30°,AB=10,AC=15,点P是三角形内一点,连PA,PB,
PC,则PA+PB+PC的最小值是_,
16.【问题情境】
在综合与实践课上,老师让同学们以“等腰直角三角形的旋转变换”为主题展开数学活动,如
图,△ABC和△ADE是共直角顶点的等腰直角三角形,且AB=√5,AD=1,将△ADE绕点A顺时
针旋转,直线BD、CE交于点P.
【操作发现】
(1)如图①,勤奋小组在旋转△ADE的过程中发现,当点D落在线段CE上时,BD=CD+√2AD
,请你证明他们的发现:
【拓展延伸】
(2)创新小组将△ADE旋转至如图②所示的位置,即点D落在线段AC上,此时LABD=30°,
求PC的长.
E
E
A
D(P)
D
B
B
图①
图②
17.问题:如图①,在等边三角形ABC内有一点P,且PA=2,PB=√5,PC=1,求∠BPC的
度数和等边三角形ABC的边长.
赵明同学的思路是:将△BPC绕点B逆时针旋转60°,画出旋转后的图形(如图②),连接PP',
可得aP'PB是等边三角形,而△PPA又是直角三角形(由勾股定理的逆定理可证),可得∠AP'B=
°,所以LBPC=LAP'B=°,还可根据aABP的三边长度得到△ABP是直角三角形,进而求出等
边三角形ABC的边长为,问题得到解决.
解决下列问题:
D
图①
图②
图③
(1)根据赵明同学的思路填空:∠APB=_°,LBPC=∠AP'B=_°,等边三角形ABC的边长为_
(2)类比探究,如图③,在正方形ABCD内有一点P,且PA=2V5,PB=2N2,PC=2.求:
①∠BPC的度数;②正方形ABCD的边长.
18.(问题提出)如图1,在等边三角形ABC内部有一点P,PA=3,PB=4,PC=5.求
∠APB的度数.
B
图1
图2
图3
(数学思考)当图形中有一组邻边相等时,通过旋转可以将分散的条件集中起来解决问题,
(尝试解决)(1)将△APC绕点A逆时针旋转60°,得到△AP'B,连接Pp',则aAPP为等边三
角形
P'P=PA=3,PB=4,P'B=PC=5,
:P'P2+PB2=P'B2
△BPP'为
三角形
∠APB的度数为
(探究)(2)如图2,在等边三角形ABC外部有一点P,若LBPA=30°,求证:PA2+PB2=PC2
(拓展)(3)如图3,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,点P在直线BC上方且∠APB=45,
PC=BC=2V5,求PA的长.
参考答案
一、单选题
1.A
解:(1):△ABCBDE都是等边三角形,
AB=AC
∠ABE=∠CBD=60°+∠CBE,
BE=BD
·△ABE≌△CBD(SAS),
:△ABE可由△CBD旋转得到,
故说法正确;
(2)由(1)同理可得,
∠BAF=∠BCG
AB=CB
∠ABF=∠CBG
:△ABF≌ACBG(ASA,
:△ABC△BDE都是等边三角形,
∠ABC=∠DBE=60°,
.∠FBG=180°-∠ABC-∠DBE=60°,
:△ABF绕B点顺时针旋转60°可得aCBG,
故说法正确;
(3):△ABF≌△CBG,
:BF =BG
:△ABC、△BDE都是等边三角形,
∠ABC=LDBE=60°,
:∠FBG=180°-∠ABC-∠DBE=60°,
:△BFG是等边三角形,
故说法正确;
(4):aABF≌△CBG,
·∠BAF=∠BCD,
故说法正确;
(5):△ABE≌△CBD,∠BDC=20°,
:∠BEA=∠BDC=20°,
:△BDE是等边三角形,
:∠BED=60°,
:∠AED=LBEA+∠BED=80°,
故说法正确;
(6):△ABF≌△CBG,AF=3,
:.CG=AF=3,
:△ABE≌ACBD,AE=8,
·CD=AE=8,
DG=CD-CG=5,
故说法正确;
综上,说法正确的有6个.
故选:A.
2.B
解:,等边三角形ABC,
∴.∠ABC=∠C=60°,AB=AC=BC=10,
旋转,
.∠DBE=60°,BD=BE,
∴.△BDE是等边三角形,故D选项正确:
∴.DE=BD=8,∠BDE=60°,∠ABE=∠CBD=60°-∠ABD,
又AB=BC,BE=BD,
∴.△ABE≌ACBD,
.∴.AE=CD,∠EAB=∠C=60°,
∴.∠EAB=LABC=60°,
.AE∥BC;故A选项正确;
·AE=CD,DE=BD=8,
∴.△ADE的周长=AD+AE+DE=AD+CD+DE=AC+DE=I0+8=I8;故C选项正确;
,LADB=∠ADE+∠BDE=LC+LDBC,
.∴.∠ADE+60°=60°+LDBC,
∴.LADE=∠DBC,
'.BC>CD
∴.LCDB>LCBD,
∴.∠ADE<LBDC;故B选项错误;
故选B.
3.A
解:,·四边形ABCD、四边形OEFG是两个边长相等正方形,
∴.LB0C=LE0G=90°,L0BC=∠0CD=45°,0B=0C,
.∴.∠B0C-∠C0M=LE0G-LC0M,
即LB0M=LCON,
,在△BOM和aC0N中,
∠BOM=∠CON
OB=OC
∠OBM=∠OCN
∴.△BOM≌ACON ASA),
两个正方形的重叠部分四边形0MCN的面积是Scov+Soo=Scaw+Sov=Sac=4SE方形cn,
即不论旋转多少度,阴影部分的面积都等于S,重叠部分四边形0MCN的面积不变,
故选:A.
4.C
解:由旋转可知AE=AE',∠EAE'=90°,
∴.∠AEE=45°,
.∠DAE=24°,∠D=90o,
∴.∠AED=66°,
.∴.∠CEE′=180°-45°-66°=69°.
故选:C.
5.D
解:过点B作BE⊥CC'于E,
A
B
,将边BC绕点B逆时针旋转至点BC',
:BC =BC',
BE⊥CC',
1
∴.∠BC'E=90,C'E=CE=CC',
2
,在正方形ABCD中,BC=CD,∠BCD=90°,
.CD BC',ZBCE+ZDCE ZBCD=90
:∠CC'D=90°,
∴.LBCD=LCC'D,LCDC'+LDCE=90°,
∠BCE=LCDC',
在△CC'D和△BEC中,
∠BCE=∠CDCI
∠BEC=∠CC'D
BC=CD
:ACC'D≌△BEC(AAS),
:.CE=C'D=3,
∴.CC'=2CE=6,
在Rt△CCD中,∠CCD=90°,CD=3,CC'=6,
.CD=VCD2+CC2=V32+62=35,
:BC'=CD=35.
故选:D
6.D
解:根据旋转的性质可知,∠PBP=∠ABC=90°,BP=BP=5,
aBPR为等腰直角三角形,
由勾股定理,得PP=VBP2+BP2=52.
故选:D.
二、填空题
7.V14
解:将三角形BCP绕点B逆时针旋转60°,得三角形BDA,BC边落在AB上,过B作BH⊥直线
AP于H,如图所示,
D
、
BL--H
由旋转知,△BDP为等边三角形,AD=PC2√2,
∴.BP=PD=BDV2,∠BPD=60°,
PA=√6,
∴.PD2+PA2=AD2,
.∠APD=90°,
.∠BPH30°,
即9胖-
由勾股定理得:
69
A
故答案为:√14.
8.①③④
解:由题意知旋转角LDAP=60°,AD=AP,BD=CP,LABD=LACP
△ADP是等边三角形
∴.AD=AP=DP
故①正确;
.AP2=BP2+CP2
.AP≠CP
.△ABP与ACBP不全等
故②错误;
.'AP2=BP2+CP2
∴.DP2=BP2+BD2
∴.△BDP是直角三角形
∴.∠DBP=90
故③正确;
,∠ABD=∠ACP,∠DBP=90
∴.∠ACP+∠ABP=LABD+∠ABP=90°
∴.∠PBC+∠PCB=180°-∠BAC-∠ABP-∠ACP=30
∴.∠BPC=180°-∠PBC-∠PCB=150°
故④正确;
故答案为:①③④.
9.30-3
解:如图,连接DO,将线段DO绕点D逆时针旋转90°得DM,连接OF,FM,OM,
D
M
B
0
:∠EDF=∠0DM=90°,
LEDO=∠FDM,
在△ED0与△FDM中,
DE=DF
∠EDO=∠FDM,
DO=DM
aEDO≌aFDM(SAS),
:.FM =OE=3,
:正方形ABCD中,AB=6,O是BC边的中点,
.0C=3,
0D=VCD2+0C2=V62+32=35,
.0M=V20D=310,
:0F+MF≥OM,
0F≥310-3,
:线段0F长的最小值为30-3.
故答案为:30-3.
10.14+45
解:如图,将aABP绕点B顺时针旋转90°得到aCBM,连接PM,过点B作BH⊥PM于H.
D
M
B
由旋转的性质可知BP=BM=√2,LPBM=90°,
·∠BPM=∠BMP=45°,
.PM =2PB=2,
PC=4,PA=CM=23,
.PC2 CM2+PM2,
.∠PMC=90°,
:∠BPM=LBMP=45°,
∠CMB=∠APB=135°,
∠APB+∠BPM=180°,
A,P,M共线,
:BH⊥PM,
:PH HM
.BH PH HM =1,
.AH=2V3+1,
AB2=AH2+BH2=(2V3+1)2+12=14+4V3,
:正方形ABCD的面积为14+43.
故答案为14+45.
11.135°
解:如图:将aABP绕B顺时针旋转90°到△CBE,
由旋转的性质可得:BE=BP=4,∠PBE=90°,EC=PA=2,LAPB=LBEC,
.LBEP=45°,
由勾股定理可得:PE2=BP2+BE2=42+42=32,
.PE2+EC2=32+22=36=62=PC2,
.∴.LPEC=90°,
∴.LAPB=LBEC=45°+90°=135°.
故答案为:135°.
12.135
解:连接EE'.
A
o
E
3
,△ABE绕点B顺时针旋转90°到△CBE',
.∠EBE'=90°,
△EBE'是直角三角形.
,由旋转性质可知,△ABE与△CBE'全等,
BE=BE'=2,∠AEB=∠BE'C.
.·.∠BEE'=∠BE'E=45°.
EE2=22+22=8,AE=CE'=1,EC=3,
.EC2=E'C2+EE"2,
:△EE'C是直角三角形,
∴.∠EE'C=90°,
.∠BE'C=135°.
故答案为:135.
三、解答题
13.
解:(1)如图1所示:
B
F
G
图1
'.'AB=AD,
.把△ABE绕点A逆时针旋转90°至△ADG,可使AB与AD重合,
,∠ADC∠B90°,
.∠FDG180°,点F、D、G共线,
.∠DAG∠BAE,AE=AG
∴.∠FAG∠FADH∠GAD∠FADH∠BAE-90°-45°=45°=∠EAF,即∠EAF=∠FAG.
在△EAF和△GAF中,
(AF=AF
∠EAF=∠GAF,
AE=AG
.△AFG≌△AFE(SAS).
∴.EF=FG
∴.EF=DF+DGDF+BE,即EF=BE+DF.
故答案为:BE+FDEF;
(2)DF=EF+BE.
证明:如图2所示.
D
图2
.AB=AD,
∴.把△ABE绕点A逆时针旋转90°至△ADG,可使AB与AD重合,
,∠ADC∠ABE=90°,
∴.点C、D、G在一条直线上.
.∴.EB=DG,AE=AG,∠EAB=∠GAD.
又.∠BAG+∠GAD-90°,
∴.∠EAG∠BAD=90°·
.∠EAF=45°,
∴.∠FAC∠EAG-∠EAF=90°-45°=45°.
'.∠EAF-∠GAF
在△EAF和△GAF中,
EA=GA
∠EAF=∠GAF,
EF=FG
∴.△EAF≌△GAF(SAS).
∴.EF=FG.
.FD=FG+DG,
.'DF=EF+BE,
故答案为:DF=EF+BE;
(3)把△ACE旋转到ABF的位置,连接DF,则∠FAB∠CAE.
D
C
图3
∠BAC-90°,∠DAE=45°,
.∠BADH∠CAE=45°,
又,∠FAB∠CAE,
.∠FAD∠DAE=45°,
则在△ADF和△ADE中,
(AD=AD
∠FAD=∠DAE,
AF=AE
∴.△ADF≌△ADE(SAS).
∴.DF=DE,∠C∠ABF=45°.
∴.∠BDF=90°.
△BDF是直角三角形.
.'.BD2+BF2=DE2
∴.BDP+CE2=DE2.
∴.DEV22+42=25,
∴.BE-BD+DE=2+2√5,
故答案为:2+25.
14.
解:成立
证明:将△ADF绕点A顺时针旋转120°得到△ABM,
D
160
E
△ABM≌△ADF,∠ABM=LD=90°,∠MAB=∠FAD,AM=AF,MB=DF,
∠MBE=LABM+∠ABE=180°,
M、B、E三点共线,
:∠MAE=∠MAB+LBAE=∠FAD+∠BAE=∠BAD-∠EAF=60°,
.∠MAE=∠FAE,
.AE=AE,AM AF,
.△MAE≌△FAE(SAS),
:ME EF,
.EF=ME MB+BE DF BE.
15.
解:(1)证明:设BE、CD交于O,
E
A
图1
:△ABC,△CDE都是等腰直角三角形,CD=CE,CA=CB,
:∠ACB=∠ECD=90°,
:ZACB+ZBCD ZECD+ZBCD,ACD ZBCE
∴△ACD≌BCE SAS),
:ZADC=ZBEC
又:LC0E=LB0D,
∠0BD=∠0CE=90°,
.BE⊥AB;
(2)解:作CH⊥CM,且CH=CM,连接MH,AH,
H
B
图
∴△CMH为等腰直角三角形,
LCMH=45°,
,△ABC是等腰直角三角形,ACB=90°,CA=CB.
.∠ACB+∠ACM=∠MCH+LACM,即LBCM=∠ACH,
ACBM≌aCAH(SAS),
:BM =AH,
:LAMC=75°,
.∠AMH=∠AMC+∠CMH=75°+45°=120°,
:CM=32,
·MH=√2CM=6,
过A作AG⊥MH于G,
∠AMG=60°,
:AM=3,
GN
2 4G-3AM=33
2
·HG=GM+MH=3
15
-2
:.AH=VAG+HG=3√万,
BM=AH=3√万;
(3)解:如图3中,
E
图3
将△APC绕点A逆时针旋转60°得到△AFE,
AP=AF,LBAF=LCAE=60°,AE=AC,
△AFP是等边三角形,LEAB=90°,
在RtAEAB中,BE=VAE2+AB2=V152+102=5V3,
PA+PB+PC=EF FP+PB 2 BE
:PA+PB+PC≥5V13,
.PA+PB+PC的最小值为5√13.
故答案为:5√13.
16.
解:(1),△ABC和△ADE均为等腰直角三角形,∠BAC=LDAE=90°,
.AB=AC,AD=AE,
∴.DE=VAD2+AE2=V2AD,
∠BAD=LBAC+∠CAD,∠CAE=∠DAE+∠CAD,
∴.LBAD=LCAE,
.△ADB≌△AEC,
∴.BD=CE=CD+DE,
.BD=CD+2AD,
(2)解:,LABD=30°,
∴.LADB=60°,
∴.∠CDP=∠ADB=60°,
同(1)可证:△ADB≌△AEC,LACE=LABD=30°,
.∴.∠DPC=180°-∠CDP-∠ACE=90°,
.CD=AC-AD=AB-AD=3-1,
·Dp=3-1
2
.PC=CD:DP:=3-3
2·
17.(1)解::aABC是等边三角形,
∠ABC=60°,
:将△BPC绕点B逆时针旋转60°得到△ABP',
.AP'=CP=1,BP'=BP=V3,∠PBC=∠P'BA,∠AP'B=∠BPC,
:∠PBC+LABP=LABC=60°,
∠ABP'+∠ABP=∠ABC=60°,
“△BPP'是等边三角形,
PP'=V3,∠BP'P=60°,
AP'=1,AP=2,
AP2+PP2=AP2,
∠AP'P=90°,
∠BPC=∠AP'B=90°+60°=150°,
如图,过点B作BM⊥AP',交AP的延长线于M,
M
D
∠MP'B=180°-∠AP'B=30°,
:.BM =1BP-3
2
2
.MP=√BP2-MB=
2
w1-
5
2
:AB=√AM2+BM2=√万,
故答案为:150°,150°,7;
(2)解:①如图,将aBPC绕点B逆时针旋转90°得到aAEB,
D
:四边形ABCD是正方形,
LABC=90°,
:将△BPC绕点B逆时针旋转90°得到△AEB,
·AE=PC=2,BE=BP=2V2,LBPC=LAEB,∠ABE=LPBC,
:LEBP=LEBA+∠ABP=LABC=90°,
∠BEP=180°-∠EBP180°-90°
45°,
2
2
:EP=BP2+BE2 =4,
:AE=2,AP=2V5,EP=4,
:AE2+PE2=AP2,
∠AEP=90°,
∠BPC=∠AEB=90°+45°=135°;
②过点B作BF⊥AE,交AE的延长线于F,
A
D
分
:∠FEB=180°-∠AEB=45°,
△BEF是等腰直角三角形,
:EF BF,
EF2+BF2=BE2,
.EF BF=2,
.AF=AE+EF=2+2=4,
:AB=VAF2+BF2=V42+22=2V5.
18.解:(1)如图1:
图1
将△APC绕点A逆时针旋转60°,得到△AP'B,连接PP',则△APP为等边三角形.
:P'P=PA=3,PB=4,P'B=PC=5,
:P'P2+PB2=P'B2
△BPP'为直角三角形
∠APB的度数为90°+60°=150°;
(2)证明:如图2中,将aPAB绕点B逆时针旋转60°得到△TCB,连接PT.
图2
BP=BT,LPBT=60°,
△PBT是等边三角形,
.PT=PB,∠PTB=60°,
由旋转的性质可知:△PAB≌△TCB,
∴.∠APB=∠CTB=30°,PA=CT,
.∠PTC=LPTB+LCTB=90°,
∴.PC2=PT2+CT2,
.PB=PT,PA=CT,
∴.PA2+PB2=PC2.
(3)如图,将aPAB绕点A顺时针选中90°,得到如图所示的△P'AB',
D
C(B)
B
AB=AC,LBAC=90°,
B与点C重合,
由旋转的性质得AP=AP',CP'⊥PB,∠PAP'=90°,
:AAPP'是等腰直角三角形,∠APP'=LAPB=45°,
·点P,P,B三点共线,
,PC=BC,CP'⊥PB,
P是PB的中点,
设CP'=PB=2x,则PP'=BP'=x,
在Rt△PPC中,由勾股定理可得PC2=Pp2+CP2,
解得x=2(负值舍去),
在等腰直角三角形APP中,由勾股定理可得PA=√2,