中考数学二轮复习压轴题专题10 与翻折或轴对称作图有关的几何证明题解析(含答案)
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专题十:与翻折或轴对称作图有关的几何证明题解析
专题导例
如图,M、N是正方形ABCD的边CD上的两个动点,满足AM=BN,连接AC交BN于点E,连接DE交AM于点F,连接CF,若正方形的边长为6,则线段CF的最小值是 .
【分析】:先判断出Rt△ADM≌Rt△BCN(HL),得出∠DAM=∠CBN,进而判断出△DCE≌△BCE(SAS),得出∠CDE=∠CBE,即可判断出∠AFD=90°,根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半可得OF=AD=3,利用勾股定理列式求出OC,然后根据三角形的三边关系可知当O、F、C三点共线时,CF的长度最小.
方法剖析
轴对称的性质
(1)对应线段相等,对应角相等;对称点的连线被对称轴垂直平分;
(2)轴对称图形变换的特征是不改变图形的形状和大小,只改变图形的位置,新旧图形
具有对称性;
(3)轴对称的两个图形,它们对应线段或延长线相交,交点在对称轴上.
轴对称(折叠)的思考层次
全等变换:对应边相等,对应角相等;
对称轴性质:对应点所连线段被对称轴(折痕)垂直平分,对称轴(折痕)上的点到对应点的距离相等;
指出:(1)在翻折下,前后的图形关于折痕成轴对称,注意前后的图形成镜面对称,即前后的图形的左右位置互换;
(2)翻折或对称中建构勾股方程来求取线段长及对最值类问题进行探究;
(3)轴对称常见的结构,折叠会产生垂直平分,等腰三形.
导例答案:解:如图,在正方形ABCD中,AD=BC=CD,∠ADC=∠BCD,∠DCE=∠BCE,
在Rt△ADM和Rt△BCN中,
,
∴Rt△ADM≌Rt△BCN(HL),
∴∠DAM=∠CBN,
在△DCE和△BCE中,
,
∴△DCE≌△BCE(SAS),
∴∠CDE=∠CBE
∴∠DAM=∠CDE,
∵∠ADF+∠CDE=∠ADC=90°,
∴∠DAM+∠ADF=90°,
∴∠AFD=180°﹣90°=90°,
取AD的中点O,连接OF、OC,
则OF=DO=AD=3,
在Rt△ODC中,OC==3
根据三角形的三边关系,OF+CF>OC,
∴当O、F、C三点共线时,CF的长度最小,
最小值=OC﹣OF=3﹣3.
故答案为:3﹣3.
典型例题
类型一:利用已知直线作对称图形进行证明
例1、在等边△ABC中,点D在BC边上,点E在AC的延长线上,DE=DA(如图1).
(1)求证:∠BAD=∠EDC;
(2)点E关于直线BC的对称点为M,连接DM,AM.
①依题意将图2补全;
②证明:在点D运动的过程中,始终有DA=AM.
【分析】(1)先判断出∠BAD+∠CAD=60°,进而得出∠BAD+∠E=60°,即可得出结论;
(2)①由对称性即可补全图形;
②由对称性判断出DM=DE,∠MDC=∠EDC,再用三角形的外角的性质,判断出∠ADC=∠B+∠BAD=∠B+∠MDC,进而判断出△ADM是等边三角形,即可得出结论.
类型二:对已知图形进行翻折进行证明
例2.如图,矩形ABCD中,AB=4,AD=3,把矩形沿直线AC折叠,使点B落在点E处,AE交CD于点F,连接DE.
(1)求证:△DEC≌△EDA;
(2)求DF的值;
(3)在线段AB上找一点P,连结FP使FP⊥AC,连结PC,试判定四边形APCF的形状,并说明理由,直接写出此时线段PF的大小.
K]
【分析】(1)根据矩形的性质、轴对称的性质可得到AD=EC,AE=DC,即可证到△DEC≌△EDA(SSS);
(2)易证AF=CF,设DF=x,则有AF=4﹣x,然后在Rt△ADF中运用勾股定理就可求出DF的长.
(3)根据三角形的内角和定理求得∠APF=∠AFP根据等角对等边得出AF=AP进而得出FC=AP,从而证得四边形APCF是平行四边形,又因为FP⊥AC证得四边形APCF为菱形,然后根据菱形的面积S菱形=PF•AC=AP•AD,即可求得.
专项突破
1.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,点D、E分别是BC、AB上一个动点,连接DE.将点B沿直线DE折叠,点B的对应点为F,若AC=3,BC=4,当点F落在AC的三等分点上时,BD的长为 .
2.如图,正方形ABCD中,点E是BC延长线上一点,连接DE,过点B作BF⊥DE于点F,连接FC.
(1)求证:∠FBC=∠CDF;
(2)作点C关于直线DE的对称点G,连接CG,FG,猜想线段DF,BF,CG之间的数量关系,并证明你的结论.
3.已知矩形ABCD,其中AD>AB,依题意先画出图形,然后解答问题.
(1)F为DC边上一点,把△ADF沿AF折叠,使点D恰好落在BC上的点E处.在图1中先画出点E,再画出点F,若AB=8,AD=10,直接写出EF的长为 ;
(2)把△ADC沿对角线AC折叠,点D落在点E处,在图2先画出点E,AE交CB于点F,连接BE.求证:△BEF是等腰三角形.
4.如图,Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,点D为AB边上的一个动点(不与点A,B及AB中点重合),连接CD,点A关于直线CD的对称点为点E,直线BE,CD交于点F.
(1)如图1,当∠ACD=15°时,根据题意将图形补充完整,并直接写出∠BFC的度数;
(2)如图2,当45°<∠ACD<90°时,用等式表示线段AC,EF,BF之间的数量关系,并加以证明.
5.在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CA=CB.点D为线段BC上一个动点(点D不与点B,C重合),连接AD,点E在射线AB上,连接DE,使得DE=DA.作点E关于直线BC的对称点F,连接BF,DF.
(1)依题意补全图形;[来源:学,科,网]
(2)求证:∠CAD=∠BDF;
(3)用等式表示线段AB,BD,BF之间的数量关系,并证明.
6.如图①,在等腰三角形ABC中,AB=AC=8,BC=14.如图②,在底边BC上取一点D,连结AD,使得∠DAC=∠ACD.如图③,将△ACD沿着AD所在直线折叠,使得点C落在点E处,连结BE,得到四边形ABED.则BE的长是 .
7.在等边三角形ABC外侧作射线AP,∠BAP=α,点B关于射线AP的对称点为点D,连接CD交AP于点E.
(1)依据题意补全图形;[来源:学科网]
(2)当α=20°时,∠ADC= ;∠AEC= ;
(3)连接BE,求证:∠AEC=∠BEC;
(4)当0°
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