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2017-2021年广东中考数学真题分类汇编之图形的旋转和相似
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2017-2021年广东中考数学真题分类汇编之图形的旋转和相似
一.选择题(共10小题)
1.(2018•广东)在△ABC中,点D、E分别为边AB、AC的中点,则△ADE与△ABC的面积之比为( )
A. B. C. D.
2.(2020•深圳)下列图形既是轴对称图形又是中心对称图形的是( )
A. B.
C. D.
3.(2019•广东)下列四个银行标志中,既是中心对称图形,又是轴对称图形的是( )
A. B. C. D.
4.(2020•黔南州)观察下列图形,是中心对称图形的是( )
A. B.
C. D.
5.(2017•深圳)观察下列图形,其中既是轴对称又是中心对称图形的是( )
A. B.
C. D.
6.(2017•广州)如图,将正方形ABCD中的阴影三角形绕点A顺时针旋转90°后,得到的图形为( )
A. B.
C. D.
7.(2018•广东)下列所述图形中,是轴对称图形但不是中心对称图形的是( )
A.圆 B.菱形 C.平行四边形 D.等腰三角形
8.(2021•广州)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=6,BC=8,将△ABC绕点A逆时针旋转得到△AB′C′,使点C′落在AB边上,连结BB′,则sin∠BB′C′的值为( )
A. B. C. D.
9.(2017•深圳)如图,正方形ABCD的边长是3,BP=CQ,连接AQ,DP交于点O,并分别与边CD,BC交于点F,E,连接AE,下列结论:①AQ⊥DP;②OA2=OE•OP;③S△AOD=S四边形OECF;④当BP=1时,tan∠OAE=,其中正确结论的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
10.(2019•广东)如图,正方形ABCD的边长为4,延长CB至E使EB=2,以EB为边在上方作正方形EFGB,延长FG交DC于M,连接AM,AF,H为AD的中点,连接FH分别与AB,AM交于点N、K:则下列结论:
①△ANH≌△GNF;
②∠AFN=∠HFG;
③FN=2NK;
④S△AFN:S△ADM=1:4.其中正确的结论有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
二.填空题(共5小题)
11.(2019•广州)一副三角板如图放置,将三角板ADE绕点A逆时针旋转α(0°<α<90°),使得三角板ADE的一边所在的直线与BC垂直,则α的度数为 .
12.(2018•广州)如图,CE是▱ABCD的边AB的垂直平分线,垂足为点O,CE与DA的延长线交于点E.连接AC,BE,DO,DO与AC交于点F,则下列结论:
①四边形ACBE是菱形;
②∠ACD=∠BAE;
③AF:BE=2:3;
④S四边形AFOE:S△COD=2:3.
其中正确的结论有 .(填写所有正确结论的序号)
13.(2017•深圳)如图,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,AB=3,BC=4,Rt△MPN,∠MPN=90°,点P在AC上,PM交AB于点E,PN交BC于点F,当PE=2PF时,AP= .
14.(2020•广州)如图,正方形ABCD中,△ABC绕点A逆时针旋转到△AB'C',AB',AC'分别交对角线BD于点E,F,若AE=4,则EF•ED的值为 .
15.(2018•深圳)在Rt△ABC中,∠C=90°,AD平分∠CAB,BE平分∠ABC,AD、BE相交于点F,且AF=4,EF=,则AC= .
三.解答题(共5小题)
16.(2021•深圳)在正方形ABCD中,等腰直角△AEF,∠AFE=90°,连接CE,H为CE中点,连接BH、BF、HF,发现和∠HBF为定值.
(1)①= ;
②∠HBF= ;
③小明为了证明①②,连接AC交BD于O,连接OH,证明了和的关系,请你按他的思路证明①②.
(2)小明又用三个相似三角形(两个大三角形全等)摆出如图2,=k,∠BDA=∠EAF=θ(0°<θ<90°).
求①= ;(用k的代数式表示)
②= .(用k、θ的代数式表示)
17.(2020•深圳)背景:一次小组合作探究课上,小明将两个正方形按如图所示的位置摆放(点E、A、D在同一条直线上),发现BE=DG且BE⊥DG.
小组讨论后,提出了下列三个问题,请你帮助解答:
(1)将正方形AEFG绕点A按逆时针方向旋转(如图1),还能得到BE=DG吗?若能,请给出证明;若不能,请说明理由;
(2)把背景中的正方形分别改成菱形AEFG和菱形ABCD,将菱形AEFG绕点A按顺时针方向旋转(如图2),试问当∠EAG与∠BAD的大小满足怎样的关系时,背景中的结论BE=DG仍成立?请说明理由;
(3)把背景中的正方形分别改写成矩形AEFG和矩形ABCD,且,AE=4,AB=8,将矩形AEFG绕点A按顺时针方向旋转(如图3),连接DE,BG.小组发现:在旋转过程中,DE2+BG2的值是定值,请求出这个定值.
18.(2017•广东)如图,AB是⊙O的直径,AB=4,点E为线段OB上一点(不与O,B重合),作CE⊥OB,交⊙O于点C,垂足为点E,作直径CD,过点C的切线交DB的延长线于点P,AF⊥PC于点F,连接CB.
(1)求证:CB是∠ECP的平分线;
(2)求证:CF=CE;
(3)当=时,求劣弧的长度(结果保留π)
19.(2017•广东)如图,在平面直角坐标系中,O为原点,四边形ABCO是矩形,点A,C的坐标分别是A(0,2)和C(2,0),点D是对角线AC上一动点(不与A,C重合),连接BD,作DE⊥DB,交x轴于点E,以线段DE,DB为邻边作矩形BDEF.
(1)填空:点B的坐标为 ;
(2)是否存在这样的点D,使得△DEC是等腰三角形?若存在,请求出AD的长度;若不存在,请说明理由;
(3)①求证:=;
②设AD=x,矩形BDEF的面积为y,求y关于x的函数关系式(可利用①的结论),并求出y的最小值.
20.(2018•广东)已知Rt△OAB,∠OAB=90°,∠ABO=30°,斜边OB=4,将Rt△OAB绕点O顺时针旋转60°,如图1,连接BC.
(1)填空:∠OBC= °;
(2)如图1,连接AC,作OP⊥AC,垂足为P,求OP的长度;
(3)如图2,点M,N同时从点O出发,在△OCB边上运动,M沿O→C→B路径匀速运动,N沿O→B→C路径匀速运动,当两点相遇时运动停止,已知点M的运动速度为1.5单位/秒,点N的运动速度为1单位/秒,设运动时间为x秒,△OMN的面积为y,求当x为何值时y取得最大值?最大值为多少?
2017-2021年广东中考数学真题分类汇编之图形的旋转和相似
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
1.(2018•广东)在△ABC中,点D、E分别为边AB、AC的中点,则△ADE与△ABC的面积之比为( )
A. B. C. D.
【考点】相似三角形的判定与性质;三角形中位线定理.版权所有
【专题】图形的相似.
【分析】由点D、E分别为边AB、AC的中点,可得出DE为△ABC的中位线,进而可得出DE∥BC及△ADE∽△ABC,再利用相似三角形的性质即可求出△ADE与△ABC的面积之比.
【解答】解:∵点D、E分别为边AB、AC的中点,
∴DE为△ABC的中位线,
∴DE∥BC,
∴△ADE∽△ABC,
∴=()2=.
故选:C.
【点评】本题考查了相似三角形的判定与性质以及三角形中位线定理,利用三角形的中位线定理找出DE∥BC是解题的关键.
2.(2020•深圳)下列图形既是轴对称图形又是中心对称图形的是( )
A. B.
C. D.
【考点】中心对称图形;轴对称图形.版权所有
【专题】平移、旋转与对称;几何直观.
【分析】根据轴对称图形与中心对称图形的概念求解.
【解答】解:A、不是轴对称图形,也不是中心对称图形,故此选项不合题意;
B、既是轴对称图形,又是中心对称图形,故此选项符合题意;
C、是轴对称图形,不是中心对称图形,故此选项不合题意;
D、不是轴对称图形,是中心对称图形,故此选项不合题意.
故选:B.
【点评】本题考查了中心对称图形与轴对称图形的概念:轴对称图形的关键是寻找对称轴,图形两部分沿对称轴折叠后可重合;中心对称图形是要寻找对称中心,旋转180度后与原图重合.
3.(2019•广东)下列四个银行标志中,既是中心对称图形,又是轴对称图形的是( )
A. B. C. D.
【考点】中心对称图形;轴对称图形.版权所有
【专题】平移、旋转与对称.
【分析】根据轴对称图形和中心对称图形的概念对各选项分析判断即可得解.
【解答】解:A、是轴对称图形,不是中心对称图形,故本选项错误;
B、是轴对称图形,不是中心对称图形,故本选项错误;
C、既是轴对称图形,也是中心对称图形,故本选项正确;
D、是轴对称图形,不是中心对称图形,故本选项错误.
故选:C.
【点评】本题考查了中心对称图形与轴对称图形的概念.轴对称图形的关键是寻找对称轴,图形两部分折叠后可重合,中心对称图形是要寻找对称中心,旋转180度后两部分重合.
4.(2020•黔南州)观察下列图形,是中心对称图形的是( )
A. B.
C. D.
【考点】中心对称图形.版权所有
【专题】图表型.
【分析】根据中心对称图形的概念对各选项分析判断即可得解.
【解答】解:A、不是中心对称图形,故本选项错误.
B、不是中心对称图形,故本选项错误.
C、不是中心对称图形,故本选项错误.
D、是中心对称图形,故本选项正确.
故选:D.
【点评】本题考查了中心对称图形的概念,中心对称图形是要寻找对称中心,旋转180度后与自身重合.
5.(2017•深圳)观察下列图形,其中既是轴对称又是中心对称图形的是( )
A. B.
C. D.
【考点】中心对称图形;轴对称图形.版权所有
【分析】根据中心对称图形的定义旋转180°后能够与原图形完全重合即是中心对称图形,以及轴对称图形的定义即可判断出.
【解答】解:A、是中心对称图形,不是轴对称图形,选项不符合题意;
B、是轴对称图形,不是中心对称图形,选项不符合题意;
C、不是中心对称图形,不是轴对称图形,选项不符合题意;
D、是中心对称图形,也是轴对称图形,选项符合题意.
故选:D.
【点评】此题主要考查了中心对称图形与轴对称的定义,根据定义得出图形形状是解决问题的关键.
6.(2017•广州)如图,将正方形ABCD中的阴影三角形绕点A顺时针旋转90°后,得到的图形为( )
A. B.
C. D.
【考点】旋转的性质;正方形的性质.版权所有
【分析】根据旋转的性质即可得到结论.
【解答】解:由旋转的性质得,将正方形ABCD中的阴影三角形绕点A顺时针旋转90°后,得到的图形为A,
故选:A.
【点评】本题考查了旋转的性质,正方形的性质,正确的识别图形是解题的关键.
7.(2018•广东)下列所述图形中,是轴对称图形但不是中心对称图形的是( )
A.圆 B.菱形 C.平行四边形 D.等腰三角形
【考点】中心对称图形;轴对称图形.版权所有
【专题】常规题型.
【分析】根据轴对称图形与中心对称图形的概念求解.
【解答】解:A、是轴对称图形,也是中心对称图形,故此选项错误;
B、是轴对称图形,也是中心对称图形,故此选项错误;
C、不是轴对称图形,是中心对称图形,故此选项错误;
D、是轴对称图形,不是中心对称图形,故此选项正确.
故选:D.
【点评】本题考查了中心对称图形与轴对称图形的概念:轴对称图形的关键是寻找对称轴,图形两部分沿对称轴折叠后可重合;中心对称图形是要寻找对称中心,旋转180度后与原图重合.
8.(2021•广州)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=6,BC=8,将△ABC绕点A逆时针旋转得到△AB′C′,使点C′落在AB边上,连结BB′,则sin∠BB′C′的值为( )
A. B. C. D.
【考点】旋转的性质;解直角三角形.版权所有
【专题】平移、旋转与对称;解直角三角形及其应用;推理能力.
【分析】在Rt△ABC中,利用勾股定理可求AB,由旋转的性质可得AC=AC'=6,BC=B'C'=8,∠C=∠AC'B'=90°,在Rt△BB'C'中,由勾股定理可求BB'的长,即可求解.
【解答】解:∵∠C=90°,AC=6,BC=8,
∴AB===10,
∵将△ABC绕点A逆时针旋转得到△AB′C′,
∴AC=AC'=6,BC=B'C'=8,∠C=∠AC'B'=90°,
∴BC'=4,
∴B'B===4,
∴sin∠BB′C′===,
故选:C.
【点评】本题考查了旋转的性质,勾股定理,锐角三角函数等知识,利用勾股定理求出BB'长是解题的关键.
9.(2017•深圳)如图,正方形ABCD的边长是3,BP=CQ,连接AQ,DP交于点O,并分别与边CD,BC交于点F,E,连接AE,下列结论:①AQ⊥DP;②OA2=OE•OP;③S△AOD=S四边形OECF;④当BP=1时,tan∠OAE=,其中正确结论的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【考点】相似三角形的判定与性质;解直角三角形;全等三角形的判定与性质;正方形的性质.版权所有
【分析】由四边形ABCD是正方形,得到AD=BC,∠DAB=∠ABC=90°,根据全等三角形的性质得到∠P=∠Q,根据余角的性质得到AQ⊥DP;故①正确;根据相似三角形的性质得到AO2=OD•OP,由OD≠OE,得到OA2≠OE•OP;故②错误;根据全等三角形的性质得到CF=BE,DF=CE,于是得到S△ADF﹣S△DFO=S△DCE﹣S△DOF,即S△AOD=S四边形OECF;故③正确;根据相似三角形的性质得到BE=,求得QE=,QO=,OE=,由三角函数的定义即可得到结论.
【解答】解:∵四边形ABCD是正方形,
∴AD=BC,∠DAB=∠ABC=90°,
∵BP=CQ,
∴AP=BQ,
在△DAP与△ABQ中,,
∴△DAP≌△ABQ,
∴∠P=∠Q,
∵∠Q+∠QAB=90°,
∴∠P+∠QAB=90°,
∴∠AOP=90°,
∴AQ⊥DP;
故①正确;
∵∠DOA=∠AOP=90°,∠ADO+∠P=∠ADO+∠DAO=90°,
∴∠DAO=∠P,
∴△DAO∽△APO,
∴,
∴AO2=OD•OP,
∵AE>AB,
∴AE>AD,
∴OD≠OE,
∴OA2≠OE•OP;故②错误;
在△CQF与△BPE中,
∴△CQF≌△BPE,
∴CF=BE,
∴DF=CE,
在△ADF与△DCE中,,
∴△ADF≌△DCE,
∴S△ADF﹣S△DFO=S△DCE﹣S△DOF,
即S△AOD=S四边形OECF;故③正确;
∵BP=1,AB=3,
∴AP=4,
∵△PBE∽△PAD,
∴,
∴BE=,∴QE=,
∵△QOE∽△PAD,
∴,
∴QO=,OE=,
∴AO=5﹣QO=,
∴tan∠OAE==,故④正确,
故选:C.
【点评】本题考查了相似三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,正方形的性质,三角函数的定义,熟练掌握全等三角形的判定和性质是解题的关键.
10.(2019•广东)如图,正方形ABCD的边长为4,延长CB至E使EB=2,以EB为边在上方作正方形EFGB,延长FG交DC于M,连接AM,AF,H为AD的中点,连接FH分别与AB,AM交于点N、K:则下列结论:
①△ANH≌△GNF;
②∠AFN=∠HFG;
③FN=2NK;
④S△AFN:S△ADM=1:4.其中正确的结论有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【考点】相似三角形的判定与性质;全等三角形的判定与性质;正方形的性质.版权所有
【专题】图形的全等;矩形 菱形 正方形;图形的相似.
【分析】由正方形的性质得到FG=BE=2,∠FGB=90°,AD=4,AH=2,∠BAD=90°,求得∠HAN=∠FGN,AH=FG,根据全等三角形的定理定理得到△ANH≌△GNF(AAS),故①正确;根据全等三角形的性质得到∠AHN=∠HFG,推出∠AFH≠∠AHF,得到∠AFN≠∠HFG,故②错误;根据全等三角形的性质得到AN=AG=1,根据相似三角形的性质得到∠AHN=∠AMG,根据平行线的性质得到∠HAK=∠AMG,根据直角三角形的性质得到FN=2NK;故③正确;根据矩形的性质得到DM=AG=2,根据三角形的面积公式即可得到结论.
【解答】解:∵四边形EFGB是正方形,EB=2,
∴FG=BE=2,∠FGB=90°,
∵四边形ABCD是正方形,H为AD的中点,
∴AD=4,AH=2,
∠BAD=90°,
∴∠HAN=∠FGN,AH=FG,
∵∠ANH=∠GNF,
∴△ANH≌△GNF(AAS),故①正确;
∴∠AHN=∠HFG,
∵AG=FG=2=AH,
∴AF=FG=AH,
∴∠AFH≠∠AHF,
∴∠AFN≠∠HFG,故②错误;
∵△ANH≌△GNF,
∴AN=AG=1,
∵GM=BC=4,
∴==2,
∵∠HAN=∠AGM=90°,
∴△AHN∽△GMA,
∴∠AHN=∠AMG,
∵AD∥GM,
∴∠HAK=∠AMG,
∴∠AHK=∠HAK,
∴AK=HK,
∴AK=HK=NK,
∵FN=HN,
∴FN=2NK;故③正确;
方法二:可得N也是中点,结合已知H是中点,连接GD交AM于点P,则根据勾股定理GD=2,
∵点P为对称中心,
∴GP=,
又∵NK也是△AGP的中位线,
∴NK=,
在Rt△FGN中,FN=,
∴FN=2NK,故③正确.
∵延长FG交DC于M,
∴四边形ADMG是矩形,
∴DM=AG=2,
∵S△AFN=AN•FG=2×1=1,S△ADM=AD•DM=×4×2=4,
∴S△AFN:S△ADM=1:4故④正确,
故选:C.
【点评】本题考查了相似三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,正方形的性质,矩形的判定和性质,直角三角形的性质,正确的识别图形是解题的关键.
二.填空题(共5小题)
11.(2019•广州)一副三角板如图放置,将三角板ADE绕点A逆时针旋转α(0°<α<90°),使得三角板ADE的一边所在的直线与BC垂直,则α的度数为 15°或60° .
【考点】旋转的性质.版权所有
【专题】线段、角、相交线与平行线.
【分析】分情况讨论:①DE⊥BC;②AD⊥BC.
【解答】解:分情况讨论:
①当DE⊥BC时,∠BAD=180°﹣60°﹣45°=75°,∴α=90°﹣∠BAD=15°;
②当AD⊥BC时,α=90°﹣∠C=90°﹣30°=60°.
故答案为:15°或60°
【点评】本题主要考查了旋转的定义、旋转角的求法以及一副三角板的各个角的度数,理清定义是解答本题的关键.
12.(2018•广州)如图,CE是▱ABCD的边AB的垂直平分线,垂足为点O,CE与DA的延长线交于点E.连接AC,BE,DO,DO与AC交于点F,则下列结论:
①四边形ACBE是菱形;
②∠ACD=∠BAE;
③AF:BE=2:3;
④S四边形AFOE:S△COD=2:3.
其中正确的结论有 ①②④ .(填写所有正确结论的序号)
【考点】相似三角形的判定与性质;线段垂直平分线的性质;平行四边形的性质;菱形的判定与性质.版权所有
【专题】多边形与平行四边形.
【分析】根据菱形的判定方法、平行线分线段成比例定理、直角三角形斜边中线的性质一一判断即可;
【解答】解:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB∥CD,AB=CD,
∵EC垂直平分AB,
∴OA=OB=AB=DC,CD⊥CE,
∵OA∥DC,
∴===,
∴AE=AD,OE=OC,
∵OA=OB,OE=OC,
∴四边形ACBE是平行四边形,
∵AB⊥EC,
∴四边形ACBE是菱形,故①正确,
∵∠DCE=90°,DA=AE,
∴AC=AD=AE,
∴∠ACD=∠ADC=∠BAE,故②正确,
∵OA∥CD,
∴==,
∴==,故③错误,
设△AOF的面积为a,则△OFC的面积为2a,△CDF的面积为4a,△AOC的面积=△AOE的面积=3a,
∴四边形AFOE的面积为4a,△ODC的面积为6a
∴S四边形AFOE:S△COD=2:3.故④正确,
故答案为①②④.
【点评】本题考查平行四边形的性质、菱形的判定和性质、平行线分线段成比例定理、等高模型等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,学会利用参数解决问题,属于中考常考题型.
13.(2017•深圳)如图,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,AB=3,BC=4,Rt△MPN,∠MPN=90°,点P在AC上,PM交AB于点E,PN交BC于点F,当PE=2PF时,AP= 3 .
【考点】相似三角形的判定与性质.版权所有
【分析】如图作PQ⊥AB于Q,PR⊥BC于R.由△QPE∽△RPF,推出==2,可得PQ=2PR=2BQ,由PQ∥BC,可得AQ:QP:AP=AB:BC:AC=3:4:5,设PQ=4x,则AQ=3x,AP=5x,BQ=2x,可得2x+3x=3,求出x即可解决问题.
【解答】解:如图作PQ⊥AB于Q,PR⊥BC于R.
∵∠PQB=∠QBR=∠BRP=90°,
∴四边形PQBR是矩形,
∴∠QPR=90°=∠MPN,
∴∠QPE=∠RPF,
∴△QPE∽△RPF,
∴==2,
∴PQ=2PR=2BQ,
∵PQ∥BC,
∴AQ:QP:AP=AB:BC:AC=3:4:5,设PQ=4x,则AQ=3x,AP=5x,BQ=2x,
∴2x+3x=3,
∴x=,
∴AP=5x=3.
故答案为3.
【点评】本题考查相似三角形的判定和性质、勾股定理、矩形的判定和性质等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造相似三角形解决问题,属于中考常考题型.
14.(2020•广州)如图,正方形ABCD中,△ABC绕点A逆时针旋转到△AB'C',AB',AC'分别交对角线BD于点E,F,若AE=4,则EF•ED的值为 16 .
【考点】旋转的性质;相似三角形的判定与性质;正方形的性质.版权所有
【专题】矩形 菱形 正方形;平移、旋转与对称;推理能力.
【分析】根据正方形的性质得到∠BAC=∠ADB=45°,根据旋转的性质得到∠EAF=∠BAC=45°,根据相似三角形的性质即可得到结论.
【解答】解:∵四边形ABCD是正方形,
∴∠BAC=∠ADB=45°,
∵把△ABC绕点A逆时针旋转到△AB'C',
∴∠EAF=∠BAC=45°,
∵∠AEF=∠DEA,
∴△AEF∽△DEA,
∴=,
∴EF•ED=AE2,
∵AE=4,
∴EF•ED的值为16,
故答案为:16.
【点评】本题考查了旋转的性质,正方形的性质,相似三角形的判定和性质,找出相关的相似三角形是解题的关键.
15.(2018•深圳)在Rt△ABC中,∠C=90°,AD平分∠CAB,BE平分∠ABC,AD、BE相交于点F,且AF=4,EF=,则AC= .
【考点】相似三角形的判定与性质;特殊角的三角函数值;角平分线的定义;勾股定理.版权所有
【专题】计算题.
【分析】先求出∠EFG=45°,进而利用勾股定理即可得出FG=EG=1,进而求出AE,最后判断出△AEF∽△AFC,即可得出结论.
【解答】解:如图,过点E作EG⊥AD于G,连接CF,
∵AD,BE是分别是∠BAC和∠ABC的平分线,
∴∠CAD=∠BAD,∠CBE=∠ABE,
∵∠ACB=90°,
∴2(∠BAD+∠ABE)=90°,
∴∠BAD+∠ABE=45°,
∴∠EFG=∠BAD+∠ABE=45°,
在Rt△EFG中,EF=,
∴FG=EG=1,
∵AF=4,
∴AG=AF﹣FG=3,根据勾股定理得,AE==,
∵AD平分∠CAB,BE平分∠ABC,
∴CF是∠ACB的平分线,
∴∠ACF=45°=∠AFE,
∵∠CAF=∠FAE,
∴△AEF∽△AFC,
∴,
∴AC===,
故答案为.
【点评】此题主要考查了角平分线定义,勾股定理,相似三角形的判定和性质,求出AE是解本题的关键.
三.解答题(共5小题)
16.(2021•深圳)在正方形ABCD中,等腰直角△AEF,∠AFE=90°,连接CE,H为CE中点,连接BH、BF、HF,发现和∠HBF为定值.
(1)①= ;
②∠HBF= 45° ;
③小明为了证明①②,连接AC交BD于O,连接OH,证明了和的关系,请你按他的思路证明①②.
(2)小明又用三个相似三角形(两个大三角形全等)摆出如图2,=k,∠BDA=∠EAF=θ(0°<θ<90°).
求①= ;(用k的代数式表示)
②= .(用k、θ的代数式表示)
【考点】相似形综合题.版权所有
【专题】图形的相似;推理能力.
【分析】(1)由△AEF和△ABO都是等腰直角三角形可证△BOH∽△BAF,从而得到对应边成比例,对应角相等,进行转化即可;
(2)将等腰直角三角形换成两个相似三角形,任然有△DOH∽△DAF,从而得出①,作HM⊥DF于M,由①得,设FD=2t,HD=kt,通过勾股定理表示出HM、MF、HF的长即可得出②.
【解答】解:①;②45°;
③由正方形的性质得:,O为AC的中点,
又∵H为CE的中点,
∴OH∥AE,OH=,
∵△AEF是等腰直角三角形,
∴AE=,
∴,
∵OH∥AE,
∴∠COH=∠CAE,
∴∠BOH=∠BAF,
∴△BOH∽△BAF,
∴,
∴∠HBF=∠HBO+∠DBF=∠DBA=45°;
(2)①如图2,连接AC交BD于点O,连接OH,
由(1)中③问同理可证:△DOH∽△DAF,
∴,
②由①知:△DOH∽△DAF,
∴∠HDO=∠FDA,
∴∠HDF=∠BDA=θ,
在△HDF中,,
设DF=2t,HD=kt,
作HM⊥DF于M,
∴HM=DH×sinθ=ktsinθ,DM=ktcosθ,
∴MF=DF﹣DM=(2﹣kcosθ)t,
在Rt△HMF中,由勾股定理得:
HF=,
∴.
【点评】本题主要考查了相似三角形的判定与性质,关键是模型的应用,由共顶点的两个相似三角形产生的第二对相似,能够准确地从复杂图形中找到基本图形是解题的关键.
17.(2020•深圳)背景:一次小组合作探究课上,小明将两个正方形按如图所示的位置摆放(点E、A、D在同一条直线上),发现BE=DG且BE⊥DG.
小组讨论后,提出了下列三个问题,请你帮助解答:
(1)将正方形AEFG绕点A按逆时针方向旋转(如图1),还能得到BE=DG吗?若能,请给出证明;若不能,请说明理由;
(2)把背景中的正方形分别改成菱形AEFG和菱形ABCD,将菱形AEFG绕点A按顺时针方向旋转(如图2),试问当∠EAG与∠BAD的大小满足怎样的关系时,背景中的结论BE=DG仍成立?请说明理由;
(3)把背景中的正方形分别改写成矩形AEFG和矩形ABCD,且,AE=4,AB=8,将矩形AEFG绕点A按顺时针方向旋转(如图3),连接DE,BG.小组发现:在旋转过程中,DE2+BG2的值是定值,请求出这个定值.
【考点】相似形综合题.版权所有
【专题】几何综合题;矩形 菱形 正方形;平移、旋转与对称;图形的相似;运算能力;推理能力.
【分析】(1)由正方形的性质得出AE=AF,∠EAG=90°,AB=AD,∠BAD=90°,得出∠EAB=∠GAD,证明△AEB≌△AGD(SAS),则可得出结论;
(2)由菱形的性质得出AE=AG,AB=AD,证明△AEB≌△AGD(SAS),由全等三角形的性质可得出结论;
(3)方法一:过点E作EM⊥DA,交DA的延长线于点M,过点G作GN⊥AB交AB于点N,求出AG=6,AD=12,证明△AME∽△ANG,设EM=2a,AM=2b,则GN=3a,AN=3b,则BN=8﹣3b,可得出答案;
方法二:证明△EAB∽△GAD,得出∠BEA=∠AGD,则A,E,G,Q四点共圆,得出∠GQP=∠PAE=90°,连接EG,BD,由勾股定理可求出答案.
【解答】(1)证明:∵四边形AEFG为正方形,
∴AE=AG,∠EAG=90°,
又∵四边形ABCD为正方形,
∴AB=AD,∠BAD=90°,
∴∠EAB=∠GAD,
∴△AEB≌△AGD(SAS),
∴BE=DG;
(2)当∠EAG=∠BAD时,BE=DG,
理由如下:
∵∠EAG=∠BAD,
∴∠EAB=∠GAD,
又∵四边形AEFG和四边形ABCD为菱形,
∴AE=AG,AB=AD,
∴△AEB≌△AGD(SAS),
∴BE=DG;
(3)解:方法一:过点E作EM⊥DA,交DA的延长线于点M,
过点G作GN⊥AB交AB于点N,
由题意知,AE=4,AB=8,
∵=,
∴AG=6,AD=12,
∵∠EMA=∠ANG,∠MAE=∠GAN,
∴△AME∽△ANG,
设EM=2a,AM=2b,则GN=3a,AN=3b,则BN=8﹣3b,
∴ED2=(2a)2+(12+2b)2=4a2+144+48b+4b2,
GB2=(3a)2+(8﹣3b)2=9a2+64﹣48b+9b2,
∴ED2+GB2=13(a2+b2)+208=13×4+208=260.
方法二:如图2,设BE与DG交于Q,BE与AG交于点P,
∵,AE=4,AB=8
∴AG=6,AD=12.
∵四边形AEFG和四边形ABCD为矩形,
∴∠EAG=∠BAD,
∴∠EAB=∠GAD,
∵,
∴△EAB∽△GAD,
∴∠BEA=∠AGD,
∴A,E,G,Q四点共圆,
∴∠GQP=∠PAE=90°,
∴GD⊥EB,
连接EG,BD,
∴ED2+GB2=EQ2+QD2+GQ2+QB2=EG2+BD2,
∴EG2+BD2=42+62+82+122=260.
【点评】本题是相似形综合题,考查了正方形的性质,菱形的性质,矩形的性质,全等三角形的判定与性质,相似三角形的判定与性质,勾股定理等知识,熟练掌握特殊平行四边形的性质是解题的关键.
18.(2017•广东)如图,AB是⊙O的直径,AB=4,点E为线段OB上一点(不与O,B重合),作CE⊥OB,交⊙O于点C,垂足为点E,作直径CD,过点C的切线交DB的延长线于点P,AF⊥PC于点F,连接CB.
(1)求证:CB是∠ECP的平分线;
(2)求证:CF=CE;
(3)当=时,求劣弧的长度(结果保留π)
【考点】相似三角形的判定与性质;垂径定理;切线的性质;弧长的计算.版权所有
【分析】(1)根据等角的余角相等证明即可;
(2)欲证明CF=CE,只要证明△ACF≌△ACE即可;
(3)作BM⊥PF于M.则CE=CM=CF,设CE=CM=CF=3a,PC=4a,PM=a,利用相似三角形的性质求出BM,求出tan∠BCM的值即可解决问题;
【解答】(1)证明:∵OC=OB,
∴∠OCB=∠OBC,
∵PF是⊙O的切线,CE⊥AB,
∴∠OCP=∠CEB=90°,
∴∠PCB+∠OCB=90°,∠BCE+∠OBC=90°,
∴∠BCE=∠BCP,
∴BC平分∠PCE.
(2)证明:连接AC.
∵AB是直径,
∴∠ACB=90°,
∴∠BCP+∠ACF=90°,∠ACE+∠BCE=90°,
∵∠BCP=∠BCE,
∴∠ACF=∠ACE,
∵∠F=∠AEC=90°,AC=AC,
∴△ACF≌△ACE,
∴CF=CE.
解法二:证明:连接AC.
∵OA=OC
∴∠BAC=∠ACO,
∵CD平行AF,
∴∠FAC=∠ACD,
∴∠FAC=∠CAO,∵CF⊥AF,CE⊥AB,
∴CF=CE.
(3)解:作BM⊥PF于M.则CE=CM=CF,设CE=CM=CF=3a,PC=4a,PM=a,
∵∠MCB+∠P=90°,∠P+∠PBM=90°,
∴∠MCB=∠PBM,
∵CD是直径,BM⊥PC,
∴∠CMB=∠BMP=90°,
∴△BMC∽△PMB,
∴=,
∴BM2=CM•PM=3a2,
∴BM=a,
∴tan∠BCM==,
∴∠BCM=30°,
∴∠OCB=∠OBC=∠BOC=60°,
∴的长==π.
【点评】本题考查切线的性质、角平分线的判定、全等三角形的判定和性质、相似三角形的判定和性质、锐角三角函数、弧长公式等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,学会添加常用辅助线,属于中考常考题型.
19.(2017•广东)如图,在平面直角坐标系中,O为原点,四边形ABCO是矩形,点A,C的坐标分别是A(0,2)和C(2,0),点D是对角线AC上一动点(不与A,C重合),连接BD,作DE⊥DB,交x轴于点E,以线段DE,DB为邻边作矩形BDEF.
(1)填空:点B的坐标为 (2,2) ;
(2)是否存在这样的点D,使得△DEC是等腰三角形?若存在,请求出AD的长度;若不存在,请说明理由;
(3)①求证:=;
②设AD=x,矩形BDEF的面积为y,求y关于x的函数关系式(可利用①的结论),并求出y的最小值.
【考点】相似形综合题.版权所有
【专题】综合题.
【分析】(1)求出AB、BC的长即可解决问题;
(2)存在.先推出∠ACO=30°,∠ACD=60°由△DEC是等腰三角形,观察图象可知,只有ED=EC,∠DCE=∠EDC=30°,推出∠DBC=∠BCD=60°,可得△DBC是等边三角形,推出DC=BC=2,由此即可解决问题;
(3)①先表示出DN,BM,再判断出△BMD∽△DNE,即可得出结论;
②作DH⊥AB于H.想办法用x表示BD、DE的长,构建二次函数即可解决问题;
【解答】解:(1)∵四边形AOCB是矩形,
∴BC=OA=2,OC=AB=2,∠BCO=∠BAO=90°,
∴B(2,2).
故答案为(2,2).
(2)存在.理由如下:
∵OA=2,OC=2,
∵tan∠ACO==,
∴∠ACO=30°,∠ACB=60°
①如图1中,当E在线段CO上时,△DEC是等腰三角形,观察图象可知,只有ED=EC,
∴∠DCE=∠EDC=30°,
∴∠BDC=∠BCD=60°,
∴△DBC是等边三角形,
∴DC=BC=2,
在Rt△AOC中,∵∠ACO=30°,OA=2,
∴AC=2AO=4,
∴AD=AC﹣CD=4﹣2=2.
∴当AD=2时,△DEC是等腰三角形.
②如图2中,当E在OC的延长线上时,△DCE是等腰三角形,只有CD=CE,∠DBC=∠DEC=∠CDE=15°,
∴∠ABD=∠ADB=75°,
∴AB=AD=2,
综上所述,满足条件的AD的值为2或2.
(3)①如图1,
过点D作MN⊥AB交AB于M,交OC于N,
∵A(0,2)和C(2,0),
∴直线AC的解析式为y=﹣x+2,
设D(a,﹣a+2),
∴DN=﹣a+2,BM=2﹣a
∵∠BDE=90°,
∴∠BDM+∠NDE=90°,∠BDM+∠DBM=90°,
∴∠DBM=∠EDN,∵∠BMD=∠DNE=90°,
∴△BMD∽△DNE,
∴==.
②如图2中,作DH⊥AB于H.
在Rt△ADH中,∵AD=x,∠DAH=∠ACO=30°,
∴DH=AD=x,AH==x,
∴BH=2﹣x,
在Rt△BDH中,BD==,
∴DE=BD=•,
∴矩形BDEF的面积为y=[]2=(x2﹣6x+12),
即y=x2﹣2x+4,
∴y=(x﹣3)2+,
∵>0,
∴x=3时,y有最小值.
【点评】本题考查相似形综合题、四点共圆、锐角三角函数、相似三角形的判定和性质、勾股定理、二次函数的性质等知识,解题的关键是学会添加辅助线,学会构建二次函数解决问题,属于中考压轴题.
20.(2018•广东)已知Rt△OAB,∠OAB=90°,∠ABO=30°,斜边OB=4,将Rt△OAB绕点O顺时针旋转60°,如图1,连接BC.
(1)填空:∠OBC= 60 °;
(2)如图1,连接AC,作OP⊥AC,垂足为P,求OP的长度;
(3)如图2,点M,N同时从点O出发,在△OCB边上运动,M沿O→C→B路径匀速运动,N沿O→B→C路径匀速运动,当两点相遇时运动停止,已知点M的运动速度为1.5单位/秒,点N的运动速度为1单位/秒,设运动时间为x秒,△OMN的面积为y,求当x为何值时y取得最大值?最大值为多少?
【考点】几何变换综合题.版权所有
【专题】几何综合题.
【分析】(1)只要证明△OBC是等边三角形即可;
(2)求出△AOC的面积,利用三角形的面积公式计算即可;
(3)分三种情形讨论求解即可解决问题:①当0<x≤时,M在OC上运动,N在OB上运动,此时过点N作NE⊥OC且交OC于点E.②当<x≤4时,M在BC上运动,N在OB上运动.
③当4<x≤4.8时,M、N都在BC上运动,作OG⊥BC于G.
【解答】解:(1)由旋转性质可知:OB=OC,∠BOC=60°,
∴△OBC是等边三角形,
∴∠OBC=60°.
故答案为:60.
(2)如图1中,
∵OB=4,∠ABO=30°,
∴OA=OB=2,AB=OA=2,
∴S△AOC=•OA•AB=×2×2=2,
∵△BOC是等边三角形,
∴∠OBC=60°,∠ABC=∠ABO+∠OBC=90°,
∴AC==2,
∴OP===.
(3)①当0<x≤时,M在OC上运动,N在OB上运动,此时过点N作NE⊥OC且交OC于点E.
则NE=ON•sin60°=x,
∴S△OMN=•OM•NE=×1.5x×x,
∴y=x2.
∴x=时,y有最大值,最大值=.
②当<x≤4时,M在BC上运动,N在OB上运动.
作MH⊥OB于H.则BM=8﹣1.5x,MH=BM•sin60°=(8﹣1.5x),
∴y=×ON×MH=﹣x2+2x.
当x=时,y取最大值,y=,
③当4<x≤4.8时,M、N都在BC上运动,作OG⊥BC于G.
MN=12﹣2.5x,OG=AB=2,
∴y=•MN•OG=12﹣x,
当x=4时,y有最大值,
∵x>4,
∴y最大值<2,
综上所述,y有最大值,最大值为.
【点评】本题考查几何变换综合题、30度的直角三角形的性质、等边三角形的判定和性质、三角形的面积等知识,解题的关键是学会用分类讨论的思想思考问题,属于中考压轴题.
考点卡片
1.角平分线的定义
(1)角平分线的定义
从一个角的顶点出发,把这个角分成相等的两个角的射线叫做这个角的平分线.
(2)性质:若OC是∠AOB的平分线
则∠AOC=∠BOC=∠AOB或∠AOB=2∠AOC=2∠BOC.
(3)平分角的方法有很多,如度量法、折叠法、尺规作图法等,要注意积累,多动手实践.
2.全等三角形的判定与性质
(1)全等三角形的判定是结合全等三角形的性质证明线段和角相等的重要工具.在判定三角形全等时,关键是选择恰当的判定条件.
(2)在应用全等三角形的判定时,要注意三角形间的公共边和公共角,必要时添加适当辅助线构造三角形.
3.线段垂直平分线的性质
(1)定义:经过某一条线段的中点,并且垂直于这条线段的直线,叫做这条线段的垂直平分线(中垂线)垂直平分线,简称“中垂线”.
(2)性质:①垂直平分线垂直且平分其所在线段. ②垂直平分线上任意一点,到线段两端点的距离相等. ③三角形三条边的垂直平分线相交于一点,该点叫外心,并且这一点到三个顶点的距离相等.
4.勾股定理
(1)勾股定理:在任何一个直角三角形中,两条直角边长的平方之和一定等于斜边长的平方.
如果直角三角形的两条直角边长分别是a,b,斜边长为c,那么a2+b2=c2.
(2)勾股定理应用的前提条件是在直角三角形中.
(3)勾股定理公式a2+b2=c2 的变形有:a=,b=及c=.
(4)由于a2+b2=c2>a2,所以c>a,同理c>b,即直角三角形的斜边大于该直角三角形中的每一条直角边.
5.三角形中位线定理
(1)三角形中位线定理:
三角形的中位线平行于第三边,并且等于第三边的一半.
(2)几何语言:
如图,∵点D、E分别是AB、AC的中点
∴DE∥BC,DE=BC.
6.平行四边形的性质
(1)平行四边形的概念:有两组对边分别平行的四边形叫做平行四边形.
(2)平行四边形的性质:
①边:平行四边形的对边相等.
②角:平行四边形的对角相等.
③对角线:平行四边形的对角线互相平分.
(3)平行线间的距离处处相等.
(4)平行四边形的面积:
①平行四边形的面积等于它的底和这个底上的高的积.
②同底(等底)同高(等高)的平行四边形面积相等.
7.菱形的判定与性质
(1)依次连接四边形各边中点所得的四边形称为中点四边形.不管原四边形的形状怎样改变,中点四边形的形状始终是平行四边形.
(2)菱形的中点四边形是矩形(对角线互相垂直的四边形的中点四边形定为矩形,对角线相等的四边形的中点四边形定为菱形.) (3)菱形是在平行四边形的前提下定义的,首先它是平行四边形,但它是特殊的平行四边形,特殊之处就是“有一组邻边相等”,因而就增加了一些特殊的性质和不同于平行四边形的判定方法.
(4)正方形是特殊的菱形,菱形不一定是正方形,所以,在同一平面上四边相等的图形不只是正方形.
8.正方形的性质
(1)正方形的定义:有一组邻边相等并且有一个角是直角的平行四边形叫做正方形.
(2)正方形的性质
①正方形的四条边都相等,四个角都是直角;
②正方形的两条对角线相等,互相垂直平分,并且每条对角线平分一组对角;
③正方形具有四边形、平行四边形、矩形、菱形的一切性质.
④两条对角线将正方形分成四个全等的等腰直角三角形,同时,正方形又是轴对称图形,有四条对称轴.
9.垂径定理
(1)垂径定理
垂直于弦的直径平分这条弦,并且平分弦所对的两条弧.
(2)垂径定理的推论
推论1:平分弦(不是直径)的直径垂直于弦,并且平分弦所对的两条弧.
推论2:弦的垂直平分线经过圆心,并且平分弦所对的两条弧.
推论3:平分弦所对一条弧的直径,垂直平分弦,并且平分弦所对的另一条弧.
10.切线的性质
(1)切线的性质
①圆的切线垂直于经过切点的半径.
②经过圆心且垂直于切线的直线必经过切点.
③经过切点且垂直于切线的直线必经过圆心.
(2)切线的性质可总结如下:
如果一条直线符合下列三个条件中的任意两个,那么它一定满足第三个条件,这三个条件是:①直线过圆心;②直线过切点;③直线与圆的切线垂直.
(3)切线性质的运用
由定理可知,若出现圆的切线,必连过切点的半径,构造定理图,得出垂直关系.简记作:见切点,连半径,见垂直.
11.弧长的计算
(1)圆周长公式:C=2πR
(2)弧长公式:l=(弧长为l,圆心角度数为n,圆的半径为R)
①在弧长的计算公式中,n是表示1°的圆心角的倍数,n和180都不要带单位.
②若圆心角的单位不全是度,则需要先化为度后再计算弧长.
③题设未标明精确度的,可以将弧长用π表示.
④正确区分弧、弧的度数、弧长三个概念,度数相等的弧,弧长不一定相等,弧长相等的弧不一定是等弧,只有在同圆或等圆中,才有等弧的概念,才是三者的统一.
12.轴对称图形
(1)轴对称图形的概念:
如果一个图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,这个图形叫做轴对称图形,这条直线叫做对称轴,这时,我们也可以说这个图形关于这条直线(成轴)对称.
(2)轴对称图形是针对一个图形而言的,是一种具有特殊性质图形,被一条直线分割成的两部分沿着对称轴折叠时,互相重合;轴对称图形的对称轴可以是一条,也可以是多条甚至无数条.
(3)常见的轴对称图形:
等腰三角形,矩形,正方形,等腰梯形,圆等等.
13.旋转的性质
(1)旋转的性质:
①对应点到旋转中心的距离相等. ②对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角. ③旋转前、后的图形全等. (2)旋转三要素:①旋转中心; ②旋转方向; ③旋转角度. 注意:三要素中只要任意改变一个,图形就会不一样.
14.中心对称图形
(1)定义
把一个图形绕某一点旋转180°,如果旋转后的图形能够与原来的图形重合,那么这个图形就叫做中心对称图形,这个点叫做对称中心.
注意:中心对称图形和中心对称不同,中心对称是两个图形之间的关系,而中心对称图形是指一个图形自身的特点,这点应注意区分,它们性质相同,应用方法相同.
(2)常见的中心对称图形
平行四边形、圆形、正方形、长方形等等.
15.几何变换综合题
几何变换综合题.
16.相似三角形的判定与性质
(1)相似三角形相似多边形的特殊情形,它沿袭相似多边形的定义,从对应边的比相等和对应角相等两方面下定义;反过来,两个三角形相似也有对应角相等,对应边的比相等.
(2)三角形相似的判定一直是中考考查的热点之一,在判定两个三角形相似时,应注意利用图形中已有的公共角、公共边等隐含条件,以充分发挥基本图形的作用,寻找相似三角形的一般方法是通过作平行线构造相似三角形;或依据基本图形对图形进行分解、组合;或作辅助线构造相似三角形,判定三角形相似的方法有事可单独使用,有时需要综合运用,无论是单独使用还是综合运用,都要具备应有的条件方可.
17.相似形综合题
相似形综合题.
18.特殊角的三角函数值
(1)特指30°、45°、60°角的各种三角函数值.
sin30°=; cos30°=;tan30°=;
sin45°=;cos45°=;tan45°=1;
sin60°=;cos60°=; tan60°=;
(2)应用中要熟记特殊角的三角函数值,一是按值的变化规律去记,正弦逐渐增大,余弦逐渐减小,正切逐渐增大;二是按特殊直角三角形中各边特殊值规律去记.
(3)特殊角的三角函数值应用广泛,一是它可以当作数进行运算,二是具有三角函数的特点,在解直角三角形中应用较多.
19.解直角三角形
(1)解直角三角形的定义
在直角三角形中,由已知元素求未知元素的过程就是解直角三角形.
(2)解直角三角形要用到的关系
①锐角、直角之间的关系:∠A+∠B=90°;
②三边之间的关系:a2+b2=c2;
③边角之间的关系:
sinA==,cosA==,tanA==.
(a,b,c分别是∠A、∠B、∠C的对边)
相关试卷
2017-2021年广东中考数学真题分类汇编之图形的性质:
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