模型40 动态角旋转问题(讲+练)-备战2023年中考数学解题大招复习讲义(全国通用)
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模型介绍
★旋转动角问题三步解题技巧总结
R一. 根据题意找到目标角度
R二. 表示出目标角度
1. 角度一边动另一边不动, 角度变大: 目标角 = 起始角 + 速度×时间
2. 角度一边动另一边不动, 角度变小: 目标角=起始角 - 速度 ×时间
3. 角度一边动另一边不动, 角度先变小后变大:
变小: 目标角=起始角 - 速度 × 时间
变大: 目标角=速度 × 时间-起始角
4. 角度两边都动, 运动方向相同且变大
目标角=起始角+速度差×时间
5. 角度两边都动, 运动方向相同且变小
目标角=起始角 - 速度差× 时间
6. 角度两边都动, 运动方向相反
目标角 = 起始角 + 速度和×时间
R三. 根据题意列方程求解
例题精讲
【例1】.如图,已知∠AOB=126°,∠COD=54°,OM在∠AOC内,ON在∠BOD内,∠AOM=∠AOC,∠BON=∠BOD,当OC边与OB边重合时,∠COD从图中的位置绕点O顺时针旋转n°(0<n<126),则n°= 51°或69°. 时,∠MON=2∠BOC.
解:①0°<n<54°时,
∠BOC=n°,∠MON=2n°,
∠MON=(126°+n°)+54°﹣(54°+n°)=100°,
∴n=51.
②当54°<n<126°时,
∠AOC=360°﹣(126°+n°)=234°﹣n°,
∠BOD=54°+n°,
∴∠MON=360°﹣∠AOM﹣∠AOB﹣∠BON
=360°﹣(234°﹣n°)﹣126°﹣(54°+n°)
=138°
∴n=69.
综上所述,n的值为51或69.
故答案为:51°或69°.
Ø变式训练
【变式1-1】.已知两个完全相同的直角三角形纸片△ABC、△DEF,如图放置,点 B、D重合,点F在BC上,AB与EF交于点G.∠C=∠EFB=90°,∠E=∠ABC=30°,现将图中的△ABC绕点F按每秒15°的速度沿逆时针方向旋转180°,在旋转的过程中,△ABC恰有一边与DE平行的时间为 2或8或10 秒.
解:∵∠E=∠ABC=30°,∠C=∠EFB=90°,∠E=∠ABC=30°,
∴∠D=∠A=60°.
①当DE∥AC时,如图1中,
∵∠C=90,
∴AC⊥BC,
∴DE⊥BC,
∴∠D+∠BFD=90°,
∴∠BFD=90°﹣60°=30°,
∴旋转时间t==2s.
②如图2中,当DE∥BC时,
∠BFE=∠E=30°,
∴∠DFB=90°+30°=120°,
∴旋转时间t==8s.
③当DE∥AB时,如图3中,
∴∠BGF=∠E=30°,
∴∠BFE=30°+30°=60°,
∴∠DFB=60°+90°=150°,
∴旋转时间t==10s.
综上所述,旋转时间为2s或8s或10s时,△ABC恰有一边与DE平行.
故答案为:2或8或10.
【变式1-2】.如图1,射线OC在∠AOB的内部,图中共有3个角:∠AOB,∠AOC和∠BOC,若其中有一个角的度数是另一个角度数的两倍,则称射线OC是∠AOB的“巧分线”.如图2,若∠MPN=75°,且射线PQ绕点P从PN位置开始,以每秒15°的速度逆时针旋转,射线PM同时绕点P以每秒5°的速度逆时针旋转,当PQ与PN成180°时,PQ与PM同时停止旋转,设旋转的时间为t秒.当射线PQ是∠MPN的“巧分线”时,t的值为 3或或 .
解:当∠NPQ=∠MPN时,
15t=(75+5t),
解得t=3;
当∠NPQ=∠MPN时,
15t=(75+5t),
解得t=.
当∠NPQ=∠MPN时,
15t=(75+5t),
解得t=.
故t的值为3或或.
故答案为:3或或.
【例2】.一副三角板按图1方式拼接在一起,其中边OA,OC与直线EF重合,∠AOB=45°,∠COD=60°,保持三角板COD不动,将三角板AOB绕着点O顺时针旋转一个角度α,(如图2),在转动过程中两块三角板都在直线EF的上方,当OB平分由OA,OC,OD其中任意两边组成的角时,α的值为 30°或90°或105° .
解:当OB平分∠AOD时,
∵∠AOE=α,∠COD=60°,
∴∠AOD=180°﹣∠AOE﹣∠COD=120°﹣α,
∴∠AOB=∠AOD=60°﹣α=45°,
∴α=30°,
当OB平分∠AOC时,
∵∠AOC=180°﹣α,
∴∠AOB=90°﹣α=45°,
∴α=90°;
当OB平分∠DOC时,
∵∠DOC=60°,
∴∠BOC=30°,
∴α=180°﹣45°﹣30°=105°,
综上所述,旋转角度α的值为30°或90°或105°;
故答案为:30°或90°或105°.
Ø变式训练
【变式2-1】.将一副直角三角板ABC,ADE按如图1叠加放置,其中B与E重合,∠BAC=45°,∠BAD=30°.将三角板ADE从图1位置开始绕点A顺时针旋转,并记AM,AN分别为∠BAE,∠CAD的平分线,当三角板ADE旋转至如图2的位置时,∠MAN的度数为 37.5 °.
解:∵AM,AN分别为∠BAE,∠CAD的角平分线,
∴∠MAE=∠BAE,∠NAC=∠DAC,
∴∠MAN=∠MAE+∠NAC﹣∠CAE
=(∠BAE+∠DAC)﹣∠CAE
=(∠BAC+∠DAE+2∠CAE)﹣∠CAE
=×75°
=37.5°;
故答案为:37.5.
【变式2-2】.如图①,O为直线AB上一点作射线OC,使∠AOC=120°,将一个直角三角尺如图摆放,直角顶点在点O处,一条直角边OP在射线OA上,将图①中的三角尺绕点O以每秒5°的速度按逆时针方向旋转(如图②所示),在旋转一周的过程中第t秒时,OQ所在直线恰好平分∠BOC,则t的值为 24s或60s .
解:如图1,∵∠AOC=120°,
∴∠BOC=60°,
∵OQ平分∠BOC,
∴∠BOQ=∠BOC=30°,
∴t==24s;
如图2,∵∠AOC=120°,
∴∠BOC=60°,
∵OQ′平分∠BOC,
∴∠AOQ=∠BOQ′=∠BOC=30°,
∴t==60s,
综上所述,OQ所在直线恰好平分∠BOC,则t的值为24s或60s,
故答案为:24s或60s.
1.如图,已知PQ∥MN,点A,B分别在MN,PQ上,射线AC自射线AM的位置开始,以每秒3°的速度绕点A顺时针旋转至AN便立即逆时针回转,射线BD自射线BP的位置开始,以每秒1°的速度绕点B逆时针旋转至BQ后停止运动.若射线BD先转动30秒,射线AM才开始转动,当射线AC,BD互相平行时,射线AC的旋转时间为 37.5或105 秒.
解:根据题意,需要分两种情况,
当射线AC顺时针旋转时,如图所示:
∵PQ∥MN,
∴∠PBD=∠BDN,
∵BD∥AC,
∴∠BDA=∠CAN,
∴∠PBD=∠CAN,
设射线AC运动时间为t,则∠MAC=3°t,∠PBD=30°+1°t,
∴∠CAN=180°﹣3°t,
∴30°+1°t=180°﹣3°t,解得t=37.5.
当射线AC逆时针旋转时,如图所示:
∵PQ∥MN,
∴∠PBD=∠BDN,
∵BD∥AC,
∴∠BDA=∠CAN,
∴∠PBD=∠CAN,
设射线AC运动时间为t,则∠CAN=3°t﹣180°,∠PBD=30°+1°t,
∴30°+1°t=3°t﹣180°,解得t=105.
故答案为:37.5或105.
2.如图1,直线ED上有一点O,过点O在直线ED上方作射线OC,将一直角三角板AOB(∠OAB=30°)的直角顶点放在点O处,一条直角边OA在射线OD上,另一边OB在直线ED上方,将直角三角板绕着点O按每秒10°的速度逆时针旋转一周,旋转时间为t秒.若射线OC的位置保持不变,且∠COE=140°.则在旋转过程中,如图2,当t= 2或8或32 秒时,射线OA,OC与OD中的某一条射线恰好是另两条射线所夹角的平分线.
解:当射线OA是∠COD的平分线时,
∵∠COD=180°﹣∠COE=40°,OA是∠COD的平分线,
∴∠AOD=∠COD=20°,
∴t==2;
当射线OC是∠AOD的平分线时,
∠AOD=2∠COD=80°,
∴t==8;
当射线OD是∠COA的平分线时,
360﹣10t=40,
∴t=32,
故答案为:2或8或32.
3.如图1,已知∠ABC=50°,有一个三角板BDE与∠ABC共用一个顶点B,其中∠EBD=45°.
(1)若BD平分∠ABC,求∠EBC的度数;
(2)如图2,将三角板绕着点B顺时针旋转α度(0°<α<90°),当AB⊥BD时,求∠EBC的度数.
解:(1)∵BD平分∠ABC,∠ABC=50°,
∴∠CBD==25°,
∵∠EBD=45°,
∴∠EBC=∠EBD+∠DBC=45°+25°=70°.
(2)∵AB⊥BD,
∴∠ABD=90°,
∵∠ABC=50°,
∴∠DCB=90°﹣50°=40°,
∵∠EBD=45°,
∴∠EBC=45°﹣40°=5°.
4.将一副三角板叠放在一起,使直角顶点重合于点O.
(1)如图1,若∠AOD=35°,求∠BOC的度数;
(2)如图(1),求∠BOD+∠AOC的度数;
(3)如图(2)若三角板AOB保持不动,将三角板COD的边OD与边OA重合,然后将其绕点O旋转.试猜想在旋转过程中,∠AOC与∠BOD有何数量关系?请说明理由.
解:(1)若∠AOD=35°,
∵∠AOB=∠COD=90°,
∴∠BOD=90°﹣35°=55°,
∴∠BOC=90°﹣∠BOD=90°﹣55°=35°;
(2)∵∠BOD=∠AOB+∠COD﹣∠AOC,
∴∠BOD+∠AOC=∠AOB+∠COD=90°+90°=180°;
(3)∠AOC与∠BOD互补.
当∠AOB与∠DOC有重叠部分时,
∵∠AOB=∠COD=90°,
∴∠AOD+∠BOD+∠BOD+∠BOC=180°.
∵∠AOD+∠BOD+∠BOC=∠AOC,
∴∠AOC+∠BOD=180°;
当∠AOB与∠DOC没有重叠部分时,∠AOB+∠COD+∠AOC+∠BOD=360°,
又∵∠AOB=∠COD=90°,
∴∠AOC+∠BOD=180°.
5.已知∠AOB=60°,OM平分∠AOC,ON平分∠BOC,求:
(1)如图1,OC为∠AOB内部任意一条射线,求∠MON= 30° ;
(2)如图2,当OC旋转到∠AOB的外部时,∠MON的度数会发生变化吗?请说明原因;
(3)如图3,当OC旋转到∠AOB(∠BOC<120°)的外部且射线OC在OB的下方时,OM平分∠AOC,射线ON在∠BOC内部,∠NOC=∠BOC,求∠COM﹣∠BON的值?
解:(1)∵OM平分∠AOC,ON平分∠BOC,∠AOB=60°,
∴∠MOC=∠AOC,
∴∠NOC=∠BOC,
∴∠MON=∠MOC+∠NOC=∠BOC+∠AOC=∠AOB=×60°=30°.
故答案为:30°;
(2)不变,
当OC旋转到∠AOB的外部时,
∵OM平分∠AOC,ON平分∠BOC,∠AOB=60°,
∴∠MOC=∠AOC,
∴∠NOC=∠BOC,
∴∠MON=∠MOC﹣∠NOC=∠BOC﹣∠AOC=∠AOB=×60°=30°.
∴∠MON的度数不会发生变化;
(3)当OC旋转到∠AOB(∠BOC<120°)的外部且射线OC在OB的下方时,
∵OM平分∠AOC,∠NOC=∠BOC,
∴∠COM=∠AOC,∠BON=∠BOC,
∴∠COM﹣∠BON=∠AOC﹣×∠BOC=∠AOC﹣∠BOC=∠AOB=30°.
6.如图1,点O为直线AB上一点,过点O作射线OC,使∠AOC:∠BOC=1:2,∠MON的一边OM在射线OB上,另一边ON在直线AB的下方,且∠MON=90°.
(1)如图1,求∠CON的度数;
(2)将图1中的∠MON绕点O以每秒20°的速度沿逆时针方向旋转一周,在旋转的过程中,如图2,若直线ON恰好平分锐角∠AOC,求∠MON所运动的时间t值;
(3)在(2)的条件下,当∠AOC与∠NOC互余时,求出∠BOC与∠MOC之间的数量关系.
解:(1)∵∠AOC:∠BOC=1:2,∠AOC+∠MOC=180°,
∴∠AOC=,
∵∠MON=90°,
∴∠AON=90°,
∴∠CON=∠AOC+∠AON=90°+60°=150°;
(2)当直线ON平分∠AOC时,如图,ON'平分∠AOC,逆时针旋转60度至ON''时,直线ON平分所以t=3,
∵∠AOC=60°,
∴∠AON'=30°,
此时射线ON逆时针旋转60度,
∴∠MON所运动的时间t=60÷20=3(s);
如图②,
∵直线ON恰好平分锐角∠AOC,
∴ON沿逆时针旋转的度数为90°+150°=240°,
∴∠MON所运动的时间t==12(s);
综上,∠MON所运动的时间t值为3s或12s;
(3)如图③所示:
∵∠AOC+∠NOC=90°,OM与OA重合
∴∠BOC与∠MOC互补.
如图②所示:
当ON平分∠AOC时,∠AOC+∠NOC=90°,
∴∠NOC=30°,∠MOC=120°,∠BOC=120°,
∴∠BOC=∠MOC.
综上所述:∠BOC与∠MOC互补或相等.
7.点O直线AB上一点,过点O作射线OC,使得∠BOC=65°,将一直角三角板的直角顶点放在点O处.
(1)如图1,将三角板MON的一边ON与射线OB重合时,求∠MOC的度数;
(2)如图2,将三角板MON绕点O逆时针旋转一定角度,此时OC是∠MOB的平分线,求∠BON和∠CON的度数;
(3)将三角板MON绕点O逆时针旋转至图3时,∠NOC=∠AOM,求∠NOB的度数.
解:(1)∵∠MON=90°,∠BOC=65°,
∴∠MOC=∠MON﹣∠BOC=90°﹣65°=25°;
(2)∵∠BOC=65°,OC是∠MOB的角平分线,
∴∠MOB=2∠BOC=130°,
∴∠BON=∠MOB﹣∠MON=130°﹣90°=40°,
∠CON=∠COB﹣∠BON=65°﹣40°=25°,
即∠BON=40°,∠CON=25°;
(3)∵∠NOC=∠AOM,
∴∠AOM=4∠NOC.
∵∠BOC=65°,
∴∠AOC=∠AOB﹣∠BOC=180°﹣65=115°,
∵∠MON=90°,
∴∠AOM+∠NOC=∠AOC﹣∠MON=115°﹣90°=25°,
∴4∠NOC+∠NOC=25°,
∴∠NOC=5°,
∴∠NOB=∠NOC+∠BOC=70°.
8.以直线AB上一点O为端点作射线OC,使∠BOC=40°,将一个直角三角板的直角顶点放在O处,即∠DOE=90°.
(1)如图1,若直角三角板DOE的一边OE放在射线OA上,求∠COD的度数;
(2)如图2,将直角三角板DOE绕点O顺时针转动到某个位置,若OE恰好平分∠AOC,求∠COD的度数;
(3)将直三角板DOE绕点O顺时针转动(OD与OB重合时为停止)的过程中,恰好∠COD=∠AOE,求此时∠BOD的度数.
解:(1)由题意得∠BOD=90°,
∵∠BOC=40°,
∴∠COD=90°﹣40°=50°.
(2)∵∠AOC+∠BOC=180°,∠BOC=40°,
∴∠AOC=180°﹣40°=140°,
∵OE平分∠AOC,
∴∠COE=∠AOC=70°,
∵∠DOE=90°,
∴∠COD=90°﹣70°=20°,
(3)①当∠COD在∠BOC的内部时,
∵∠COD=∠BOC﹣∠BOD,而∠BOC=40°,
∴∠COD=40°﹣∠BOD,
∵∠AOE+∠EOD+∠BOD=180°,∠EOD=90°,
∴∠AOE=90°﹣∠BOD,
又∵∠COD=∠AOE,
∴40°﹣∠BOD=(90°﹣∠BOD),
∴∠BOD=15°;
②当∠COD在∠BOC的外部时,
∵∠COD=∠BOD﹣∠BOC,而∠BOC=40°,
∴∠COD=∠BOD﹣40°,
∵∠AOE+∠EOD﹣∠BOD=180°,∠EOD=90°,
∴∠AOE=90°﹣∠BOD,
又∵∠COD=∠AOE,
∴∠BOD﹣40°=(90°﹣∠BOD),
∴∠BOD=52.5°,
综上所述:∠BOD的度数为15°或52.5°.
9.已知∠AOD=160°,OB、OC、OM、ON是∠AOD内的射线.
(1)如图1,若OM平分∠AOB,ON平分∠BOD.当OB绕点O在∠AOD内旋转时,求∠MON的大小;
(2)如图2,若∠BOC=20°,OM平分∠AOC,ON平分∠BOD.当∠BOC绕点O在∠AOD内旋转时,求∠MON的大小;
(3)在(2)的条件下,若∠AOB=10°,当∠BOC在∠AOD内绕着点O以2度/秒的速度逆时针旋转t秒时,∠AOM=∠DON.求t的值.
解:(1)因为∠AOD=160°,
OM平分∠AOB,ON平分∠BOD,
所以∠MOB=∠AOB,∠BON=∠BOD,
即∠MON=∠MOB+∠BON
=∠AOB∠BOD
=(∠AOB+∠BOD)
=∠AOD=80°,
答:∠MON的度数为80°;
(2)因为OM平分∠AOC,ON平分∠BOD,
所以∠MOC=∠AOC,∠BON=∠BOD,
当OC在OB左侧时,如图:
∠MON=∠MOC+∠BON﹣∠BOC
=∠AOC∠BOD﹣∠BOC
=(∠AOC+∠BOD)﹣∠BOC
=(∠AOD+∠BOC)﹣∠BOC
=×180°﹣20°
=70°;
如图,当射线OC在OB右侧时,
∵∠COM=∠AOC,∠BON=∠BOD,
∴∠MON=∠MOC+∠BON+∠BOC
=∠AOC+∠BOD+∠BOC
=(∠AOC+∠BOD)+∠BOC
=(∠AOD﹣∠BOC)+∠BOC
=×140°+20°
=90°;
答:∠MON的度数为70°或90°.
(3)∵射线OB从OA逆时针以2°每秒的速度旋转t秒,∠COB=20°,
∴根据(2)中,得
∠AOC=∠AOB+∠COB=2t°+10°+20°=2t°+30°.
∵射线OM平分∠AOC,
∴∠AOM=∠AOC=t°+15°.
∵∠BOD=∠AOD﹣∠BOA,∠AOD=160°,
∴∠BOD=150°﹣2t°.
∵射线ON平分∠BOD,
∴∠DON=∠BOD=75°﹣t°.
又∵∠AOM:∠DON=2:3,
∴(t+15):(75﹣t)=2:3,
解得t=21.
答:t的值为21秒.
10.点O为直线AB上一点,过点O作射线OC,使∠BOC=65°,将一直角三角板的直角顶点放在点O处.
(1)如图①,将三角板MON的一边ON与射线OB重合时,则∠MOC= 25° ;
(2)如图②,将三角板MON绕点O逆时针旋转一定角度,此时OC是∠MOB的角平分线,求旋转角∠BON和∠CON的度数;
(3)将三角板MON绕点O逆时针旋转至图③时,∠NOC=∠AOM,求∠NOB的度数.
解:(1)∵∠MON=90°,∠BOC=65°,
∴∠MOC=∠MON﹣∠BOC=90°﹣65°=25°.
故答案为:25°.
(2)∵∠BOC=65°,OC是∠MOB的角平分线,
∴∠MOB=2∠BOC=130°.
∴∠BON=∠MOB﹣∠MON
=130°﹣90°
=40°.
∠CON=∠COB﹣∠BON
=65°﹣40°
=25°.
即∠BON=40°,∠CON=25°;
(3)∵∠NOC=∠AOM,
∴∠AOM=4∠NOC.
∵∠BOC=65°,
∴∠AOC=∠AOB﹣∠BOC
=180°﹣65
=115°.
∵∠MON=90°,
∴∠AOM+∠NOC=∠AOC﹣∠MON
=115°﹣90°
=25°.
∴4∠NOC+∠NOC=25°.
∴∠NOC=5°.
∴∠NOB=∠NOC+∠BOC=70°.
11.如图1,点O为直线AB上一点,过点O作射线OC,使∠BOC=120°.将一直角三角板的直角顶点放在点O处,一边OM在射线OB上,另一边ON在直线AB的下方.
(1)将图1中的三角板绕点O逆时针旋转至图2,使一边OM在∠BOC的内部,且恰好平分∠BOC.问:此时直线ON是否平分∠AOC?请说明理由.
(2)将图1中的三角板绕点O顺时针旋转至图3,使ON在∠AOC的内部,求∠AOM﹣∠NOC的度数.
解:
(1)直线ON平分∠AOC.
理由如下:
如图,设ON的反向延长线为OD,
∵OM平分∠BOC,
∴∠MOC=∠MOB=,
又∠MOD=∠MON=90°,
∴∠COD=90°﹣∠BOC=30°,
∵∠AOC=180°﹣∠BOC=60°,
∴∠COD=∠AOC,
∴OD平分∠AOC,
即直线ON平分∠AOC;
(2)∵∠MON=90°,∠AOC=60°,
∴∠AOM=90°﹣∠AON,∠NOC=60°﹣∠AON,
∴∠AOM﹣∠NOC=(90°﹣∠AON)﹣(60°﹣∠AON)=30°.
12.已知∠AOB=100°,∠COD=40°,OE平分∠AOC,OF平分∠BOD.(本题中的角均为大于0°且小于等于180°的角).
(1)如图1,当OB、OC重合时,求∠EOF的度数;
(2)当∠COD从图1所示位置绕点O顺时针旋转n°(0<n<90)时,∠AOE﹣∠BOF的值是否为定值?若是定值,求出∠AOE﹣∠BOF的值;若不是,请说明理由.
(3)当∠COD从图1所示位置绕点O顺时针旋转n°(0<n<180)时,满足∠AOD+∠EOF=6∠COD,则n= 30或50或90 .
解:(1)∵OE平分∠AOC,OF平分∠BOD,
∴∠EOB=∠AOB=×100°=50°,∠COF=∠COD=×40°=20°,
∴∠EOF=∠EOB+∠COF=50°+20°=70°;
(2)∠AOE﹣∠BOF的值不是定值,理由是:
当0<n<80时,如图2.∠AOE﹣∠BOF的值是定值,理由是:
∠AOC=∠AOB+n°,∠BOD=∠COD+n°,
∵OE平分∠AOC,OF平分∠BOD,
∴∠AOE=∠AOC=(100°+n°),∠BOF=∠BOD=(40°+n°),
∴∠AOE﹣∠BOF=(100°+n°)﹣(40°+n°)=30°;
当n=80时,∠AOC=180°,∠AOE﹣∠BOF=(100°+80°)﹣(40°+80°)=30°;
当80<n<90时,如图3.
∠AOE=(360°﹣100°﹣α)=130°﹣n°,
∠BOF=(40°+n°),
则∠AOE﹣∠BOF=110°﹣n°,不是定值;
(3)当0<n<40时,C和D在OA的右侧,
∠AOD=∠AOB+∠COD+n°=100°+40°+n°=140°+n°,
∠EOF=∠EOC+∠COF=∠EOC+∠COD﹣∠DOF=(100°+n°)+40°﹣(40°+n°)=70°,
∵∠AOD+∠EOF=6∠COD,
∴(140+n)+70°=6×40,
∴n=30.
当40≤n<80时,如图2所示,D在OA的左侧,C在OA的右侧.
当∠AOD=∠AOB+∠COD+n°>180°时,∠AOD=360°﹣∠AOB﹣∠COD=220°﹣n°,∠EOF=70°,
∵∠AOD+∠EOF=6∠COD,
∴220°﹣n°+70°=6×40°,
解得n=50.
当80<n<140时,如图3所示,
∠AOD=360°﹣100°﹣40°﹣n°=220°﹣n°,∠EOF=360°﹣(130°﹣n)﹣(40°+n)﹣100°=110°,
则(220﹣n)+110°=240°,
解得n=90°;
当140≤n<180时,
∠AOD=220°﹣n°,∠EOF=70°,
则220﹣n+70=240,解得n=50(舍去).
故答案是:30或50或90.
13.新定义问题
如图①,已知∠AOB,在∠AOB内部画射线OC,得到三个角,分别为∠AOC、∠BOC、∠AOB.若这三个角中有一个角是另外一个角的2倍,则称射线OC为∠AOB的“幸运线”.(本题中所研究的角都是大于0°而小于180°的角.)
【阅读理解】
(1)角的平分线 是 这个角的“幸运线”;(填“是”或“不是”)
【初步应用】
(2)如图①,∠AOB=45°,射线OC为∠AOB的“幸运线”,则∠AOC的度数为 15°或22.5°或30° ;
【解决问题】
(3)如图②,已知∠AOB=60°,射线OM从OA出发,以每秒20°的速度绕O点逆时针旋转,同时,射线ON从OB出发,以每秒15°的速度绕O点逆时针旋转,设运动的时间为t秒(0<t<9).若OM、ON、OA三条射线中,一条射线恰好是以另外两条射线为边的角的“幸运线”,求出所有可能的t值.
解:(1)一个角的平分线是这个角的“幸运线”;
故答案为:是;
(2)①设∠AOC=x,则∠BOC=2x,
由题意得,x+2x=45°,解得x=15°,
②设∠AOC=x,则∠BOC=x,
由题意得,x+x=45°,解得x=22.5°,
③设∠AOC=x,则∠BOC=x,
由题意得,x+x=45°,解得x=30°,
故答案为:15°或22.5°或30°;
(3)当0<t≤4时,∠MON=60+5t,∠AON=60﹣15t,
若射线OA是∠MON的幸运线,
则∠AON=,即60﹣15t=(60+5t),解得t=;
∠AON=∠MON,即60﹣15t=(60+5t),解得t=;
∠AON=∠MON,即60﹣15t=(60+5t),解得t=;
当4<t<9时,∠MOA=20t,∠AON=15t﹣60,
若射线ON是∠AOM的幸运线,
则∠AON=∠MOA即15t﹣60=×20t,解得t=12(舍);
∠AON=∠MOA,即15t﹣60=×20t,解得t=;
∠AON=∠MOA,即15t﹣60=×20t,解得t=36(舍);
故t的值是或或或.
14.已知∠AOB=130°,∠COD=80°,OM,ON分别是∠AOB和∠COD的平分线.
(1)如图1,如果OA,OC重合,且OD在∠AOB的内部,求∠MON的度数;
(2)如图2,固定∠AOB,将图1中的∠COD绕点O顺时针旋转n°(0<n≤90).
①∠MON与旋转度数n°有怎样的数量关系?说明理由;
②当n为多少时,∠MON为直角?
(3)如果∠AOB的位置和大小不变,∠COD的边OD的位置不变,改变∠COD的大小;将图1中的OC绕着O点顺时针旋转m°(0<m≤100),如图③,请直接写出∠MON与旋转度数m°之间的数量关系: ∠MON=m°+25° .
解:(1)如图1,∵OM平分∠AOB,∠AOB=130°,
∴∠AOM=∠AOB=×130°=65°,
∵ON平分∠COD,∠COD=80°,
∴∠AON=∠COD=×80°=40°,
∴∠MON=∠AOM﹣∠AON=65°﹣40°=25°;
(2)如图2,①∠MON=∠COM﹣∠NOC=65°+n°﹣40°=n°+25°;
②当∠MON=90°时,n+25=90,
∴n=65.
(3)如图3中,当ON在∠AOB内部时∠MON=∠AOM﹣∠AON=65°﹣(40°﹣m°)=m°+25°.
当ON在∠AOB外部时时,∠MON=∠AOM+∠AON=65°+m°﹣40=m°+25°.
综上所述,∠MON=m°+25°.
故答案为:∠MON=m°+25°.
15.已知∠AOB,过顶点O作射线OP,若∠BOP=∠AOP,则称射线OP为∠AOB的“好线”,因此∠AOB的“好线”有两条,如图1,射线OP1,OP2都是∠AOB的“好线”.
(1)已知射线OP是∠AOB的“好线”,且∠BOP=30°,求∠AOB的度数;
(2)如图2,O是直线MN上的一点,OB,OA分别是∠MOP和∠PON的平分线,已知∠MOB=30°,请通过计算说明射线OP是∠AOB的一条“好线”;
(3)如图3,已知∠MON=120°,∠NOB=40°.射线OP和OA分别从OM和OB同时出发,绕点O按顺时针方向旋转,OP的速度为每秒12°,OA的速度为每秒4°,当射线OP旋转到ON上时,两条射线同时停止.在旋转过程中,射线OP能否成为∠AOB的“好线”.若不能,请说明理由;若能,直接写出符合条件的所有的旋转时间 5秒或7.5秒. .
解:(1)∵射线OP是∠AOB的好线,且∠BOP=30°,
∴∠AOP=∠BOP=60°,
①当OP在∠AOB内部时,∠AOB=∠BOP+∠AOP=90°,
②当OP在∠AOB外部时,∠A0B=∠AOP﹣∠BOP=30°,
∴∠AOB=90°或30°;
(2)∵OB,OA分别是∠MOP 和∠PON 的平分线,
∴∠AOB=∠BOP+∠AOP=(∠MOP+∠NOP)=90°,∠BOP=∠BOM=30°,
∴∠AOP=90°﹣30°=60°,
∴∠BOP=∠AOP,
∴OP是∠AOB的一条“好线”;
(3)5秒或7.5秒.
设运动时间为t,则∠MOP=12t,∠BOA=4t,
①当OP在OB上方时,
∠BOP=80°﹣12t,∠AOP=80°+4t﹣12t=80°﹣8t,
∴80﹣8t=2(80﹣12t)
解得:t=5;
②当OP在OB下方时,
∠BOP=12t﹣80°,∠AOP=80°+4t﹣12t=80°﹣8t,
∴80﹣8t=2(12t﹣80),
解得:t=7.5;
综上所述:t的值为5秒或7.5秒.
故答案为:5秒或7.5秒.
16.如图,点O为直线AB上一点,∠AOC=90°,在直线AB上方有射线OM、ON分别从OA和OC开始绕点O顺时针旋转,旋转过程中始终保持∠AOM=2∠CON,OQ平分∠AON.
(1)如图1,证明:ON平分∠MOB;
(2)如图2,在旋转过程中,当∠CON=2∠MOQ时,求∠CON的度数;
(3)如图3,在旋转过程中,∠AOM是锐角,射线OD在∠MON内部,∠MOD=30°,OP平分∠MON,∠MOQ:∠POD=m,∠NOB:∠QOC=n,在AB下方有射线OT,∠AOT=90°﹣(m+n)°,∠BOT+∠MOQ=110°,求∠AOM的度数
解:(1)设∠CON=α,∠AOM=2∠CON=2α,
∴∠AON=∠AOC+∠CON=90°+α,
∵∠AOB=180°,
∴∠NOB=∠AOB﹣∠AON=180°﹣(90°+α)=90°﹣α,
∠MOB=∠AOB﹣∠AOM=180°﹣2α=2(90°﹣α),
∴∠MOB=2∠NOB,
∴ON平分∠MOB;
(2)若射线OM在∠AOQ内时,
∵OQ平分∠AON,
∴∠AOQ=∠AON=(90°+α)=45°+α,
∴∠MOQ=∠AOQ﹣∠AOM=45°+α﹣2α=45°﹣α,
∵∠CON=2∠MOQ,
∴α=2(45°﹣α),
∴α=22.5°,
即∠CON=22.5°,
若射线OM在∠BOQ内时,
∴∠MOQ=∠AOM﹣∠AOQ=2α﹣(45°+α)=α﹣45°,
∵∠CON=2∠MOQ,
∴α=2(α﹣45°),
∴α=45°,
即∠CON=45°,
故∠CON的度数为22.5°或45°;
(3)由(1)(2)知∠AON=90°+α;∠AOQ=45°+α,∠MOQ=45°﹣α;∠NOB=90°﹣α=2(45°﹣α),
∴∠MON=∠AON﹣∠AOM=90°+α﹣2α=90°﹣α,
∵OP平分∠MON,
∴∠MOP=∠MON=(90°﹣α)=45°﹣α,
情况1:射线OM在∠AOQ内,
∠POD=∠MOP﹣∠MOD=45°﹣α﹣30°=15°﹣α,
∠QOC=∠AOC﹣∠AOQ=90°﹣(45°+α)=45°﹣α,
∴m=∠MOQ:∠POD=(45°﹣α):(15°﹣α)=3(15°﹣α):(15°﹣α)=3,
n=∠NOB:∠QOC=(90°﹣α):(45°﹣α)=2(45°﹣α):(45°﹣α)=2,
∴∠AOT=90°﹣(m+n)°=90°﹣(3+2)°=85°,
∴∠BOT=∠AOB﹣∠AOT=180°﹣85°=95°,
∵∠BOT+∠MOQ=110°,
∴∠MOQ=110°﹣95°=15°,
∴45°﹣α=15°,
解得∠α=20°∠AOM=2α=40°,
情况2:射线OM在∠BOQ内,
∠POD=∠MOD﹣∠MOP=30°﹣(45°﹣α)=α﹣15°,
∠MOQ=∠AOM﹣∠AOQ=2α﹣(45°+α)=α﹣45°=3(α﹣15°),
∴m=∠MOQ:∠POD=(α﹣45°):(α﹣15°)=3(α﹣15°):(α﹣15°)=3,
由情况1可知:n=∠NOB:∠QOC=(90°﹣α):(45°﹣α)=2,
∴∠AOT=90°﹣(m+n)°=90°﹣(3+2)°=85°,∠BOT=95°,∠MOQ=15°,
∴α﹣45°=15°,
解得∠α=40°,
∴∠AOM=2α=80°.
故∠AOM的度数为40°或80°.
17.如图1,∠AOB=40°,∠COD=60°,OM、ON分别为∠AOB和∠BOD的角平分线.
(1)若∠MON=70°,则∠BOC= 40° °;
(2)如图2,∠COD从第(1)问中的位置出发,绕点O逆时针以每秒4°的速度旋转;当OC与OA重合时,∠COD立即反向绕点O顺时针以每秒6°的速度旋转,直到OC与OA互为反向延长线时停止运动.整个运动过程中,∠COD的大小不变,OC旋转后的对应射线记为OC′,OD旋转后的对应射线记为OD′,∠BOD′的角平分线记为ON′,∠AOD′的角平分线记为OP.设运动时间为t秒.
①当OC′平分∠BON′时,求出对应的t的值;
②请问在整个运动过程中,是否存在某个时间段使得|∠BOP﹣∠MON′|的值不变?若存在,请直接写出这个定值及其对应的t的取值范围(包含运动的起止时间);若不存在,请说明理由.
解:(1)∵OM为∠AOB的角平分线、∠AOB=40°,
∴∠MOB=20°.
∵∠MON=70°,
∴∠BON=∠MON﹣∠MOB=50°.
∵ON为∠BOD的角平分线,
∴∠BON=∠DON=50°.
∴∠CON=∠COD﹣∠DON=10°
∴∠BOC=∠DON﹣∠CON=40°.
故答案为:40°.
(2)如图①:①逆时针旋转时:
当C′在B上方时,根据题意可知,∠BOC′=40°﹣4t,∠BOD′=∠BOD﹣4t=100°﹣4t.
∠BON′=∠BOD′==50°﹣2t,
∵OC′平分∠BON′,
∴∠BOC′=,即40°﹣4t=(50°﹣2t),
解得:t=5(s).
当C′在B下方时,此时C′也在N′下方,此时不存在OC′平分∠BON′.
顺时针旋转时:如图②,
同理当C′在B下方时,此时C′也在N′下方,此时不存在OC′平分∠BON′.
当C′在B上方时,即OC′与OB重合,
由题意可求OC′与OB重合用的时间=∠AOC÷4+∠AOB÷6
=(∠AOB+∠BOC)÷4+∠AOB÷6
=(s).
∴OC′与OB重合之后,∠BOC′=6(t﹣)(s).
∴∠BOD′=∠BOC′+60°=6(t﹣)+60°=6t﹣100°.
∴∠BON′==(6t﹣100°)=3t﹣50°,
∵OC′平分∠BON′,
∴∠BOC′=,
∴6(t﹣)=(3t﹣50°),
解得:t=30(s)
综上所述t的值为5或30.
②逆时针旋转时:如图3中,当射线OP在射线OB的上方时,
∵∠POB=(140°﹣4t)﹣40°=30°﹣2t,∠BON′=(100°﹣4t)=50°﹣2t,
∴∠PON′=∠BON′﹣∠POB=20°
∴|∠BOP﹣∠MON′|=|∠BOM+∠PON′|=40°,
当OP与OB重合时,(140°﹣4t)﹣40°=0,解得t=15.
∴0≤t≤15时,|∠BOP﹣∠MON′|的值不变,是40°.
当射线OP返回时与OB重合时.时间t=20+=,
当运动到射线OD与OA共线时,60°+6(t﹣20)=180°时,解得t=40,
观察图象可知,≤t≤40时,|∠BOP﹣∠MON′|的值不变,是40°.
当射线OD运动到与射线OB共线时,20°+6(t﹣20)=180°,解得t=,
当≤t≤50时,如图4中,同法可得,∠PON′=20°,
∴|∠BOP﹣∠MON′|=|∠BOM+∠PON′|=40°,
综上所述,满足条件的t的值为:0≤t≤15或≤t≤40或≤t≤50.
18.如图1,摆放一个三角形纸板ODE,边OD在正东方向的射线上,点A,B分别在正西,正东方向上,∠COF=30°,现将三角形纸板ODE从图1位置开始绕点O以每秒5度的速度逆时针方向匀速旋转,设旋转的时间为t秒,在旋转一周的过程中.
(1)当t=5时,求∠AOD的度数,并写出点D的方向角;
(2)如图2,当三角形纸板ODE旋转至△OD1E1时,边OE1恰好落在射线OF上,且OF平分∠AOD1,OD1平分∠BOC,求t的值,并写出点F的方向角;
(3)当旋转至△OD2E2时,OE2所在直线平分∠AOC,求t的值.
解:(1)因为三角形纸板ODE绕点O旋转的速度为每秒5度,
所以当t=5时,∠BOD=25°,
此时,点D在北偏东65°方向上,
又∠AOD+∠BOD=180°,
所以∠AOD=180°﹣∠BOD,
即∠AOD=180°﹣25°=155°.
(2)如图2中,设∠BOD1=x°.
因为OD1平分∠BOC,
所以∠BOC=2x°,∠COD1=x°,
因为∠COF=30°,
所以∠D1OF=∠COD1+∠COF=x°+30°=(x+30)°,
又OF平分∠AOD1,
即∠AOF=∠D1OF,
因为∠AOF+∠D1OF+∠BOD1=180°,
即2∠D1OF+∠BOD1=180°,
所以2(x+30)°+x°=180°,
化解得3x°=120°,
解得x=40,
所以三角形纸板ODE运动的时间(秒),
所以∠AOF=∠D1OF=40°+30°=70°,
由90°﹣70°=20°,得点F的方向角为北偏西20°.
(3)如图3中,
由(2)得∠AOC=180°﹣∠BOC=180°﹣2x°=180°﹣2×40°=100°,
且∠D1OF=∠DOE=70°,
又∠COE=∠BOC﹣∠DOE=80°﹣70°=10°,
当OE2线段平分∠AOC时,OE旋转的角大小为,
所以三角形纸板ODE旋转的时间为(秒),
当线段OE2的反向延长线平分∠AOC时,OE旋转的角大小为60°+180°=240°,
所以三角形纸板ODE旋转的时间为(秒).
综上,当OE所在直线平分∠AOC时,t=12秒或48秒.
19.如图为两个特殊三角板AOB和三角板COD,∠A=45°,∠D=60°,O为直角顶点,两直角顶点重合,A,O,D在同一直线上,OB,OC重合,OM平分∠COD,ON平分∠AOB.
(1)∠MON= 90 度;
(2)若三角板AOB与三角板COD位置如图(2)所示,满足∠BOC=20°,求∠MON的度数;
(3)在图(1)的情形下,三角板AOB固定不动,若三角板COD绕着O点旋转(旋转角度小于45°),∠BOC=α,求∠MON的度数(用含α的式子表示).
解:(1)∵OM平分∠COD,ON平分∠AOB,
∴∠MOC=∠COD,∠NOB=∠AOB,
∵∠MON=∠MOC+∠NOB,
∴∠MON=∠AOD,
∵A,O,D在同一直线上,
∴∠AOD=180°,
∴∠MON=90°,
故答案为90;
(2)由题意可知∠AOB=∠COD=90°,
∵OM平分∠COD,ON平分∠AOB,
∴∠MOC=∠COD=45°,∠NOB=∠AOB=45°,
∵∠MON=∠MOC+∠NOB﹣∠BOC,∠BOC=20°,
∴∠MON=45°+45°﹣20°=70°;
(3)①当两三角板由重叠时,由题意可知∠AOB=∠COD=90°,
∵OM平分∠COD,ON平分∠AOB,
∴∠MOC=∠COD=45°,∠NOB=∠AOB=45°,
∵∠MON=∠MOC+∠NOB﹣∠BOC,∠BOC=α,
∴∠MON=45°+45°﹣α=90°﹣α;
②当两三角板无重叠时,由题意可知∠AOB=∠COD=90°,
∵OM平分∠COD,ON平分∠AOB,
∴∠MOC=∠COD=45°,∠NOB=∠AOB=45°,
∵∠MON=∠MOC+∠NOB+∠BOC,∠BOC=α,
∴∠MON=45°+45°+α=90°+α.
20.已知长方形纸片ABCD,E、F分别是AD、AB上的一点,点I在射线BC上、连接EF,FI,将∠A沿EF所在的直线对折,点A落在点H处,∠B沿FI所在的直线对折,点B落在点G处.
(1)如图1,当HF与GF重合时,则∠EFI= 90 °;
(2)如图2,当重叠角∠HFG=30°时,求∠EFI的度数;
(3)如图3,当∠GFI=α,∠EFH=β时,∠GFI绕点F进行逆时针旋转,且∠GFI总有一条边在∠EFH内,PF是∠GFH的角平分线,QF是∠EFI的角平分线,旋转过程中求出∠PFQ的度数(用含α,β的式子表示).
解:(1)∵EF平分∠AFH,IF平分∠BFG,
∴∠EFH=∠AFH,∠IFH=∠BFH,
∵∠EFI=∠EFH+∠IFG=(∠AFH+∠BFH)=∠AFB=90°,
∴∠EFI=∠AFB=90°,
故答案为:90.
(2)令∠EFG=x,∠HFI=y,
∵∠HFG=30°
∴∠EFA=30°+x,∠BFI=30°+y
∴∠AFE+∠EFI+∠BFI=(30°+x)+(x+30°+y)+(30°+y)=180°,
即2x+2y=90°,
∴x+y=45°,
∴∠EFI=x+y+30=75°,
∴∠EFI=75°.
(3)由题意得∠AFE=∠EFH=β,∠BFI=∠GFI=α,
∴∠GFH=2α+2β﹣180°,
∴∠GFP=∠HFP=α+β﹣90°,
又∵,
∴∠PFQ=|∠GFI﹣∠GFP﹣∠QFI|,
∴∠PFQ=|α﹣(α+β﹣90°)﹣|=||,
∴∠PFQ|=||.
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