九年级上学期数学压轴必考题型——图形的旋转练习(含答案)
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这是一份九年级上学期数学压轴必考题型——图形的旋转练习(含答案),共61页。
1.(2020秋•滨海新区期末)如图,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=40°,将△ABC绕点A逆时针方向旋转得△AEF,其中,E,F是点B,C旋转后的对应点,BE,CF相交于点D.当旋转到AF∥BE时,则∠CAE的大小是( )
A.90°B.75°C.60°D.45°
2.(2021春•太原期末)如图,将正六边形ABCDEF绕它的中点O顺时针旋转一定角度,可以使边BA与AF重合,则旋转角的最小度数为( )
A.60°B.90°C.120°D.180°
3.(2021春•江岸区校级月考)四边形ADBC中,AB=AD,∠BAD=90°,∠BCD=30,BC=12,AC=14,则CD的值为( )
A.15B.14C.12+7D.20
4.(2021春•川汇区期末)如图,在平面直角坐标系xOy中,一只蚂蚁从原点O出发向右移动1个单位长度到达点P1;然后逆时针转向90°移动2个单位长度到达点P2;然后逆时针转向90°,移动3个单位长度到达点P3;然后逆时针转向90°,移动4个单位长度到达点P4;…,如此继续转向移动下去.设点Pn(xn,yn),n=1,2,3,…,则x1+x2+x3+…+x2021=( )
A.1B.﹣1010C.1011D.2021
5.(2020秋•涪城区期末)如图,已知∠BAC=60°,AB=4,AC=6,点P在△ABC内,将△APC绕着点A逆时针方向旋转60°得到△AEF.则AE+PB+PC的最小值为( )
A.2B.8C.5D.6
6.(2021春•镇江期末)在长方形ABCD中,AB=4,BC=3,CE=2BE,EF=2,连接AF,将线段AF绕着点A顺时针旋转90°得到AP,则线段PE的最小值为( )
A.2B.﹣2C.4D.+1
7.(2021春•开福区期中)如图,在正方形ABCD外取一点E,连接AE、BE、DE.过点A作AE的垂线交DE于点P.若AE=AP=2,PB=2.下列结论:①PD=PB;②EB⊥ED;③△APD≌△AEB;④点B到直线AE的距离为2;⑤S△APB+S△APD=2+4.其中正确结论的序号是( )
A.①②③B.②③⑤C.②③④D.①③⑤
8.(2021春•抚州期末)如图所示,已知△ABC是等边三角形,点D是BC边上一个动点(点D不与B,C重合),将△ADC绕点A顺时针旋转一定角度后得到△AFB,过点F作BC的平行线交AC于点E,连接DF,下列四个结论中:①旋转角为60°;②△ADF为等边三角形;③四边形BCEF为平行四边形;④BF=AE.其中正确的结论有( )
A.1个B.2个C.3个D.4个
9.(2021春•历城区期末)如图,正方形ABCD的边长为5,E为BC上一点,且BE=1,F为AB边上的一个动点,以EF为边向右侧作等边△EFG,连接CG,则CG的最小值为( )
A.1B.3C.3D.2.5
10.(2021春•龙岗区期中)如图,点P为定角∠AOB平分线上的一个定点,且∠MPN与∠AOB互补.若∠MPN在绕点P旋转的过程中,其两边分别与OA、OB相交于M、N两点,则以下结论:①PM=PN;②OM+ON的值不变;③MN的长不变;④四边形PMON的面积不变,其中,正确结论的是( )
A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④
二.填空题
11.(2020秋•惠城区期末)如图,将△ABC绕点C逆时针旋转得到△A′B′C,其中点A′与A是对应点,点B′与B是对应点,点A′落在直线BC上,连接AB′,若∠ACB=45°,AC=3,BC=2,则AB′的长为 .
12.(2021春•南关区期末)如图,直线a、b垂直相交于点O,曲线C关于点O成中心对称,点A的对称点是点A1,AB⊥a于点B,A1D⊥b于点D,若OB=5,OD=3,则阴影部分的面积之和为 .
13.(2021春•长春期末)将△ABC绕着点C顺时针旋转60°后得到△DEC,若∠A=40°,∠B=110°,则∠BCD的大小是 .
14.(2021春•建邺区校级期中)如图,O是等边三角形ABC内一点,∠AOB=110°,∠BOC=α,将△BOC绕点C按顺时针方向旋转60°得到△ADC,连接OD,当α为 度时,△AOD是等腰三角形.
15.(2021春•江岸区校级月考)如图,△ABC是等边三角形,AB=4,D是BC的中点,F是直线AB上一动点,线段DF绕点D逆时针旋转90°,得到线段DE,当点F运动时,CE的最小值是 .
16.(2021春•平顶山期末)如图,△ABC是等边三角形,AB=2,点D在边AB上,且BD=1,E是边AC的中点,将线段BD绕点B顺时针旋转,点D的对应点为F,连接AF,EF,当△AEF为直角三角形时,AF= .
17.(2021春•北仑区期末)如图,一副三角板如图1放置,AB=CD,顶点E重合,将△DEC绕其顶点E旋转,如图2,在旋转过程中,当∠AED=75°,连结AD,BC,AC,下列四个结论中说法正确的有 .
①四边形ABCD是平行四边形;②CE垂直平分AB;③若AB2=6,则BC2=5+2;④DE⊥AC.
18.(2021春•龙华区校级期末)如图,在△ABC中,AB=AC=4,∠BAC=90°,点D是线段BC上一点,将线段AD绕D点逆时针旋转90°至DE,连接AE、BE.当AD=3时,BE= .
19.(2021春•工业园区期末)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=3cm,BC=4cm.将△ABC绕点C按逆时针方向旋转后得△DCE,直线DA、BE相交于点F.取BC的中点G,连接GF,则GF长的最大值为 cm.
20.(2021春•武昌区期末)如图是一张面积为10的△ABC纸片,其中BC=5,∠ABC=45°,DE是三角形的中位线,M,N分别是线段DE,BC上的动点.沿着虚线将纸片裁开,并将MN两侧的纸片按箭头所示的方向分别绕点D,E旋转180°在同一平面内拼图,使得BD与AD重合,CE与AE重合.则拼成的四边形纸片周长的最大值与最小值之差为 .
三.解答题
21.(2021•淮安)如图,方格纸上每个小正方形的边长均为1个单位长度,△ABC的顶点A、B、C都在格点上(两条网格线的交点叫格点).请仅用无刻度的直尺按下列要求画图,并保留画图痕迹(不要求写画法).
(1)将△ABC绕点A按顺时针方向旋转90°,点B的对应点为B1,点C的对应点为C1,画出△AB1C1;
(2)连接CC1,△ACC1的面积为 ;
(3)在线段CC1上画一点D,使得△ACD的面积是△ACC1面积的.
22.(2021•德阳)如图,点E是矩形ABCD的边BC上一点,将△ABE绕点A逆时针旋转至△AB1E1的位置,此时E、B1、E1三点恰好共线.点M、N分别是AE和AE1的中点,连接MN、NB1.
(1)求证:四边形MEB1N是平行四边形;
(2)延长EE1交AD于点F,若EB1=E1F,,判断△AE1F与△CB1E是否全等,并说明理由.
23.(2021春•卧龙区期末)如图,已知四边形ABCD.
(1)画出四边形ABCD向上平移5格后的四边形A1B1C1D1;
(2)画出四边形ABCD关于点O成中心对称的四边形A2B2C2D2;
(3)画出四边形ABCD关于直线MN成轴对称的四边形A3B3C3D3;
(4)四边形A2B2C2D2与四边形A3B3C3D3是否对称?若对称,在图中画出对称轴或对称中心.
24.(2021春•南关区期末)图①、图②、图③均是6×6的正方形网格,每个小正方形的顶点称为格点,小正方形的边长为1,点A、B、C均在格点上,只用无刻度的直尺,在给定的网格中按要求画图.
(1)在图①中,将△ABC沿AC方向平移,当点A移动到点A1时,画出平移后的△A1B1C1;
(2)在图②中,作△ABC关于直线MN对称的△DEF,且点D、E、F均在格点上;
(3)在图③中,作△ABC关于点O成中心对称的△A2B2C2.
25.(2021春•仁寿县期末)如图,方格纸中的每个小方格都是边长为1个单位长度的正方形,每个小正方形的顶点叫格点,△ABC的顶点均在格点上,O、M也在格点上.
(1)作出△ABC关于直线OM对称的△A1B1C1;
(2)作出△ABC绕点A按顺时针方向旋转90°后所得的△AB2C2;
(3)在OM上做出点P,使△PBC的周长最小.
26.(2020秋•播州区期末)如图,平面直角坐标系中有点A(0,6),B(6,0),点D为线段OB上一个动点(点D不与点O、B重合),点C在AB的延长线且CD=AD,点C关于x轴的对称点为M,连接DM,AM.
(1)求证:∠OAD=∠CDB;
(2)点D为OB的中点时,求点M的坐标;
(3)点D在运动的过程中,∠DAM的值是否发生变化?如果变化,请求出∠DAM的度数的取值范围;如果不变,请求出∠DAM的度数.
27.(2021春•九龙坡区校级期末)同学们,等边三角形、等腰直角三角形都是最常见的几何图形.
(1)如图1,以等边△ABC的边BC为腰作等腰直角△BCD,其中∠DBC=90°,BD=CB,点D,点A都在BC同侧,延长BD、CA交于点M、连接AD,求∠MAD的度数.
(2)如图2,在(1)的条件下,作BN平分∠DBC交AC于点N,求证:MD=CN;
(3)如图3,将图(1)的△CBD沿着BC翻折得到△CBD1,连接AD1,P为AD1中点,连接BP并延长交CD1于点Q、请猜测CQ、BP、PQ三条线段之间的数量关系,并证明你的结论.
28.(2021春•卧龙区期末)如图①,我们把一副两个三角板如图摆放在一起,其中OA,OD在一条直线上,∠B=45°,∠C=30°,
(1)求∠BOC的度数;
(2)如图②,将图①中的△OAB以点O为旋转中心旋转到△OA'B'的位置,求当∠AOA'为多少度时,OB'平分∠COD;
(3)如图③,两个三角尺的直角边OA,OD摆放在同一条直线上,另一条直角边OB,OC也在同一条直线上,将△OAB绕点O顺时针旋转一周,在旋转过程中,当AB∥CD时,旋转角的度数是 .
29.(2021春•淮阴区期末)定义:在平面内,如果一个图形沿一条直线折叠,直线两旁的图形能够完全重合,这样的图形叫做轴对称图形,这条直线叫做对称轴.
(1)如图1,OP是∠MON的平分线,请你在图1中画出一对以OP所在直线为对称轴的全等三角形.
(2)请你仿照这个作全等三角形的方法,解答下列问题:
①如图2,在△ABC中,∠ACB=90°,∠B=60°,AD、CE分别是∠BAC、∠BCA的平分线,AD、CE相交于点F.猜想FE和DF之间的数量关系,直接写出结论.
②如图3,在△ABC中,如果∠ACB≠90°,而①中的其它条件不变,请问①中结论是否仍然成立?若成立,请证明;若不成立,请说明理由.
人教版数学九年级全册压轴题专题精选汇编
专题 图形的旋转
一.选择题
1.(2020秋•滨海新区期末)如图,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=40°,将△ABC绕点A逆时针方向旋转得△AEF,其中,E,F是点B,C旋转后的对应点,BE,CF相交于点D.当旋转到AF∥BE时,则∠CAE的大小是( )
A.90°B.75°C.60°D.45°
【思路引导】由旋转的性质可得∠EAF=∠BAC=40°,AB=AE,再由平行线的性质得∠FAE=∠AEB=40°,然后由等腰三角形的性质和三角形内角和定理得∠BAE的度数,即可求解.
【完整解答】解:∵将△ABC绕点A逆时针方向旋转得△AEF,
∴∠EAF=∠BAC=40°,AB=AE,
∵AF∥BE,
∴∠EAF=∠AEB=40°,
∵AB=AE,
∴∠ABE=∠AEB=40°,
∴∠BAE=180°﹣40°﹣40°=100°,
∴∠CAE=∠BAE﹣∠BAC=100°﹣40°=60°,
故选:C.
2.(2021春•太原期末)如图,将正六边形ABCDEF绕它的中点O顺时针旋转一定角度,可以使边BA与AF重合,则旋转角的最小度数为( )
A.60°B.90°C.120°D.180°
【思路引导】连接OA、OB、OF,由正六边形的性质得出∠AOB=∠AOF=60°,进而即可求解.
【完整解答】解:连接OA、OB、OF,如图所示:
∵六边形ABCDEF是正六边形,
∴∠AOB=∠AOF==60°,
∴将正六边形ABCDEF绕它的中点O顺时针旋转60°,BA与AF重合,
∴旋转角的最小度数为60°,
故选:A.
3.(2021春•江岸区校级月考)四边形ADBC中,AB=AD,∠BAD=90°,∠BCD=30,BC=12,AC=14,则CD的值为( )
A.15B.14C.12+7D.20
【思路引导】把△ABC绕点A逆时针旋转90°得到△ADE,连接CE,作EM⊥CD于M,则AC=AE=14,结合旋转的性质求得∠ADE+∠ADC=240°,在Rt△EDM中,∠DEM=30°,然后利用含30°的直角三角形性质及勾股定理列方程求解即可.
【完整解答】解:如图,把△ABC绕点A逆时针旋转90°得到△ADE,连接CE,作EM⊥CD于M,
则AC=AE=14,∠CAE=90°,∠ADE=∠ABC,DE=BC=12,
在Rt△ACE中,CE2=AC2+AE2,
∴CE=28,
∵∠BAD=90°,∠BCD=30°,
∴∠ABC+∠ADC=360°﹣30°﹣90°=240°,
∴∠ADE+∠ADC=240°,
∴∠CDE=120°,即∠EDM=60°,
在Rt△EDM中,∠DEM=30°,
∴DM=DE=6,ME==6,
在Rt△CEM中,设CD=x,则CM=6+x,
∴(6+x)2+(6)2=282,
解得:x1=﹣32 (舍去),x2=20,
∴CD=20,
故选:D.
4.(2021春•川汇区期末)如图,在平面直角坐标系xOy中,一只蚂蚁从原点O出发向右移动1个单位长度到达点P1;然后逆时针转向90°移动2个单位长度到达点P2;然后逆时针转向90°,移动3个单位长度到达点P3;然后逆时针转向90°,移动4个单位长度到达点P4;…,如此继续转向移动下去.设点Pn(xn,yn),n=1,2,3,…,则x1+x2+x3+…+x2021=( )
A.1B.﹣1010C.1011D.2021
【思路引导】根据各点横坐标数据得出规律,进而得出x1+x2+…+x8;经过观察分析可得每4个数的和为﹣2,把2020个数分为505组,求出x2021=1011,即可得到相应结果.
【完整解答】解:根据平面坐标系结合各点横坐标得出:x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7、x8的值分别为:1,1,﹣2,﹣2,3,3,﹣4,﹣4;
∴x1+x2+…+x8=﹣4,
∵x1+x2+x3+x4=1+1﹣2﹣2=﹣2,
x5+x6+x7+x8=3+3﹣4﹣4=﹣2,
x97+x98+x99+x100=﹣2,
∴x1+x2+…+x2020=﹣2×(2020÷4)=﹣1010,
∵x2021=1011,
∴x1+x2+x3+…+x2021=1,
故选:A.
5.(2020秋•涪城区期末)如图,已知∠BAC=60°,AB=4,AC=6,点P在△ABC内,将△APC绕着点A逆时针方向旋转60°得到△AEF.则AE+PB+PC的最小值为( )
A.2B.8C.5D.6
【思路引导】连接PE,BF,过B作AF垂线交FA延长线于G,由旋转性质得AP=AE,∠PAE=∠CAF=60°,PC=EF,再证明△APE为等边三角形,将AE+PB+PC转化为PB+PE+EF≥BF,再在直角△BGF中由勾股定理求出BF即可.
【完整解答】解:如图,连接PE,BF,过B作AF垂线交FA延长线于G,
∵△APC绕着点A逆时针方向旋转60°得到△AEF,
∴AP=AE,∠PAE=∠CAF=60°,PC=EF,
∴△APE为等边三角形,
即AE=PE,
∴AE+PB+PC=PB+PE+EF≥BF,
∵∠BAC=60°,
∴∠BAF=120°,
∴∠BAG=60°,
∴AG=AB=2,GF=2+6=8,
∴BG===2,
∴BF===2.
故选:A.
6.(2021春•镇江期末)在长方形ABCD中,AB=4,BC=3,CE=2BE,EF=2,连接AF,将线段AF绕着点A顺时针旋转90°得到AP,则线段PE的最小值为( )
A.2B.﹣2C.4D.+1
【思路引导】连接AE,过点A作AG⊥AE,截取AG=AE,连接PG,GE,通过SAS证明△AEF≌△AGP,得PG=EF=2,再利用勾股定理求出GE的长,在△GPE中,利用三边关系即可得出答案.
【完整解答】解:连接AE,过点A作AG⊥AE,截取AG=AE,连接PG,GE,
∵将线段AF绕着点A顺时针旋转90°得到AP,
∴AF=AP,∠PAF=90°,
∴∠FAE+∠PAE=∠PAE+∠PAG=90°,
∴∠FAE=∠PAG,
在△AEF和△AGP中,
,
∴△AEF≌△AGP(SAS),
∴PG=EF=2,
∵BC=3,CE=2BE,
∴BE=1,
在Rt△ABE中,由勾股定理得:
AE=,
∵AG=AE,∠GAE=90°,
∴GE==,
在△GPE中,PE>GE﹣PG,
∴PE的最小值为GE﹣PG=﹣2,
故选:B.
7.(2021春•开福区期中)如图,在正方形ABCD外取一点E,连接AE、BE、DE.过点A作AE的垂线交DE于点P.若AE=AP=2,PB=2.下列结论:①PD=PB;②EB⊥ED;③△APD≌△AEB;④点B到直线AE的距离为2;⑤S△APB+S△APD=2+4.其中正确结论的序号是( )
A.①②③B.②③⑤C.②③④D.①③⑤
【思路引导】首先通过SAS证明△APD≌△AEB,故③正确;得∠APD=∠AEB,可得∠BEP=90°,则EB⊥ED,故②正确;由BP>BE=PD,故①错误;过点B作BF⊥AE,交AE的延长线于点F,可得△BEF是等腰直角三角形,求得点B到直线AE的距离为2,故④错误;S△APB+S△APD=S△APB+S△AEB=S△AEP+S△BEP,代入计算即可得出⑤正确.
【完整解答】解:∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=AD,∠BAD=90°,
∵∠EAP=90°,
∴∠DAP+∠BAP=∠BAP+∠BAE=90°,
∴∠DAP=∠BAE,
在△APD和△AEB中,
,
∴△APD≌△AEB(SAS),故③正确;
∴∠APD=∠AEB,PD=BE,
∵AE=AP,∠EAP=90°,
∴△AEP是等腰直角三角形,
∴∠AEP=∠APE=45°,
∴∠APD=∠AEB=135°,
∴∠BEP=90°,
∴EB⊥ED,故②正确;
∵BP>BE=PD,故①错误;
过点B作BF⊥AE,交AE的延长线于点F,
∵AE=AP=2,
∴PE=AE=2,
∴BE=,
∵∠AEB=135°,
∴∠BEF=45°,
∴BF=EF=2,
∴点B到直线AE的距离为2,故④错误;
∵S△APB+S△APD=S△APB+S△AEB=S△AEP+S△BEP=×2×2+×2×4=2+4,
故⑤正确;
故选:B.
8.(2021春•抚州期末)如图所示,已知△ABC是等边三角形,点D是BC边上一个动点(点D不与B,C重合),将△ADC绕点A顺时针旋转一定角度后得到△AFB,过点F作BC的平行线交AC于点E,连接DF,下列四个结论中:①旋转角为60°;②△ADF为等边三角形;③四边形BCEF为平行四边形;④BF=AE.其中正确的结论有( )
A.1个B.2个C.3个D.4个
【思路引导】根据旋转的性质得到△AFB≌△ADC,根据全等三角形的性质得到∠BAF=∠CAD,AF=AD,求得∠FAD=∠FAB+∠BAD=60°,于是得到①旋转角为60°正确;②△ADF为等边三角形正确;推出∠ABF=∠BAC,根据平行线的判定定理得到FB∥AC,推出四边形BCEF是平行四边形,故③四边形BCEF为平行四边形正确;根据平行四边形的性质得到BF=CE,由于点E不一定是AC的中点,得到AE不一定等于CE,故④BF=AE错误,
【完整解答】解:∵将△ADC绕点A顺时针旋转一定角度后得到△AFB,
∴△AFB≌△ADC,
∴∠BAF=∠CAD,AF=AD,
∴∠FAB+∠BAD=∠BAD+∠CAD=∠BAC,
∵△ABC是等边三角形,
∴∠BAC=60°,
∴∠FAD=∠FAB+∠BAD=60°,
∴①旋转角为60°正确;②△ADF为等边三角形正确;
∵△AFB≌△ADC,
∴∠ABF=∠C=60°.
又∵∠BAC=∠C=60°,
∴∠ABF=∠BAC,
∴FB∥AC,
又∵BC∥EF,
∴四边形BCEF是平行四边形,故③四边形BCEF为平行四边形正确;
∴BF=CE,
∵点E不一定是AC的中点,
∴AE不一定等于CE,故④BF=AE错误,
故选:C.
9.(2021春•历城区期末)如图,正方形ABCD的边长为5,E为BC上一点,且BE=1,F为AB边上的一个动点,以EF为边向右侧作等边△EFG,连接CG,则CG的最小值为( )
A.1B.3C.3D.2.5
【思路引导】由题意分析可知,点F为主动点,运动轨迹是线段AB,G为从动点,所以以点E为旋转中心构造全等关系,得到点G的运动轨迹,也是一条线段,之后通过垂线段最短构造直角三角形获得CG最小值.
【完整解答】解:由题意可知,点F是主动点,点G是从动点,点F在线段上运动,点G的轨迹也是一条线段,
将△EFB绕点E旋转60°,使EF与EG重合,得到△EFB≌△EHG,
从而可知△EBH为等边三角形,
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠FBE=90°,
∴∠GHE=∠FBE=90°,
∴点G在垂直于HE的直线HN上,
延长HG交DC于点N,
过点C作CM⊥HN于M,则CM即为CG的最小值,
过点E作EP⊥CM于P,可知四边形HEPM为矩形,
则CM=MP+CP=HE+EC=1+2=3,
故选:B.
10.(2021春•龙岗区期中)如图,点P为定角∠AOB平分线上的一个定点,且∠MPN与∠AOB互补.若∠MPN在绕点P旋转的过程中,其两边分别与OA、OB相交于M、N两点,则以下结论:①PM=PN;②OM+ON的值不变;③MN的长不变;④四边形PMON的面积不变,其中,正确结论的是( )
A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④
【思路引导】如图作PE⊥OA于E,PF⊥OB于F.只要证明△POE≌△POF,△PEM≌△PFN,即可一一判断
【完整解答】解:如图作PE⊥OA于E,PF⊥OB于F.
∵∠PEO=∠PFO=90°,
∴∠EPF+∠AOB=180°,
∵∠MPN+∠AOB=180°,
∴∠EPF=∠MPN,
∴∠EPM=∠FPN,
∵OP平分∠AOB,PE⊥OA于E,PF⊥OB于F,
∴∠PEO=∠PFO=90°,
在△POE和△POF中,
,
∴△POE≌△POF(AAS),
∴OE=OF,PE=PF,
在△PEM和△PFN中,
,
∴△PEM≌△PFN(ASA),
∴EM=NF,PM=PN,故①正确,
∴S△PEM=S△PNF,
∴S四边形PMON=S四边形PEOF=定值,故④正确,
∵OM+ON=OE+ME+(OF﹣NF)=2OE,是定值,故②正确,
在旋转过程中,△PMN是等腰三角形,形状是相似的,因为PM的长度是变化的,所以MN的长度是变化的,故③错误,
故选:B.
二.填空题
11.(2020秋•惠城区期末)如图,将△ABC绕点C逆时针旋转得到△A′B′C,其中点A′与A是对应点,点B′与B是对应点,点A′落在直线BC上,连接AB′,若∠ACB=45°,AC=3,BC=2,则AB′的长为 .
【思路引导】证明∠ACB′=90°,利用勾股定理求出AB′即可.
【完整解答】解:如图,
由旋转的性质可知,CB=CB′=2,∠ABC=∠BCB′=45°,
∴ACB′=90°,
∴AB′===,
故答案为:
12.(2021春•南关区期末)如图,直线a、b垂直相交于点O,曲线C关于点O成中心对称,点A的对称点是点A1,AB⊥a于点B,A1D⊥b于点D,若OB=5,OD=3,则阴影部分的面积之和为 15 .
【思路引导】根据中心对称图形的概念,以及长方形的面积公式即可解答.
【完整解答】解:∵直线a、b垂直相交于点O,曲线C关于点O成中心对称,点A的对称点是点A',AB⊥a于点B,A'D⊥b于点D,OB=5,OD=3,
∴AB=2,
∴图形①与图形②面积相等,
∴阴影部分的面积之和=长方形ABOE的面积=3×5=15.
故答案为:15.
13.(2021春•长春期末)将△ABC绕着点C顺时针旋转60°后得到△DEC,若∠A=40°,∠B=110°,则∠BCD的大小是 90° .
【思路引导】由三角形内角和定理求出∠ACB的度数,再由旋转的性质得出∠BCD的度数,即可求解.
【完整解答】解:∵∠A=40°,∠B=110°,
∴∠ACB=180°﹣40°﹣110°=30°,
∵将△ABC绕着点C顺时针旋转60°后得到△DEC,
∴∠ACD=60°,
∴∠BCD=∠ACB+∠ACD=30°+60°=90°,
故答案为:90°.
14.(2021春•建邺区校级期中)如图,O是等边三角形ABC内一点,∠AOB=110°,∠BOC=α,将△BOC绕点C按顺时针方向旋转60°得到△ADC,连接OD,当α为 110或140或125 度时,△AOD是等腰三角形.
【思路引导】由旋转知:△COD是等边三角形,故可表示出∠AOD=190°﹣α,∠ADO=α﹣60°,然后分三类分别解方程即可.
【完整解答】解:∵将△BOC绕点C按顺时针方向旋转60°得到△ADC,
∴CO=CD,∠OCD=60°,
∴△COD是等边三角形,
∴∠DOC=∠ODC=60°,
∵∠AOB=110°,∠BOC=α,
∴∠AOC=250°﹣α,
∴∠AOD=190°﹣α,∠ADO=α﹣60°,
当∠DAO=∠DOA时,
2(190°﹣α)+α﹣60°=180°,
解得α=140°,
当∠AOD=∠ADO时,
190°﹣α=α﹣60°,
解得α=125°,
当∠OAD=∠ODA时,
190°﹣α+2(α﹣60°)=180°,
解得α=110°,
综上:α=140°或125°或110°.
故答案为:110或140或125.
15.(2021春•江岸区校级月考)如图,△ABC是等边三角形,AB=4,D是BC的中点,F是直线AB上一动点,线段DF绕点D逆时针旋转90°,得到线段DE,当点F运动时,CE的最小值是 3+ .
【思路引导】先将△CDE绕点D顺时针旋转90°得到△C'DF,把CE转化为C'F,由于F是直线AB上一动点,故C'F的最小值是C'G,然后根据直角三角形30°角所对的直角边等于斜边一半、D为BC中点以及勾股定理求出C'N、NC即可.
【完整解答】解:将△CDE绕点D顺时针旋转90°得到△C'DF,过C'作AB垂线交AB延长线于G,过D作DM⊥AB于M,作DN⊥C'G于N,
在△ABC是等边三角形中,AB=4,D是BC的中点,
由旋转性质可得,CD=C'D=2,CE=C'F,∠C'DB=90°,
∵F是直线AB上一动点,
∴当点F运动时,C'F的最小值是C'G,
∵∠DMG=∠MGN=∠GND=90°,
∴四边形DMGN为矩形,
∴DM=NG,DN∥MG,
∵△ABC为等边三角形,
∴∠ABC=60°,
∴∠MDB=30°,∠BDN=60°,即∠C'DN=30°,
∴MB==2,C'N=C'D=,
∴DM==3,
∴C'G=C'N+NG=3+.
故答案为:3+.
16.(2021春•平顶山期末)如图,△ABC是等边三角形,AB=2,点D在边AB上,且BD=1,E是边AC的中点,将线段BD绕点B顺时针旋转,点D的对应点为F,连接AF,EF,当△AEF为直角三角形时,AF= 或 .
【思路引导】根据题意,判断出只能是∠AEF=90°,分两种情形,点B、F、E三点共线,且F在B、E之间,或点B、F、E三点共线,且B在F、E之间,分别通过勾股定理求AF的长即可.
【完整解答】解:∵△ABC是等边三角形,E是边AC的中点,
∴只能是∠AEF=90°,
当点F在△ABC内时,∠AEF=90°,此时,点B、F、E三点共线,且F在B、E之间,
∴BE=,
∴EF=BE﹣BF=3﹣1=2,
∴AF=;
当点F在△ABC外时,∠AEF=90°,此时,点B、F、E三点共线,且B在F、E之间,
此时,EF=BE+BF=3+1=4,
∴AF=,
故答案为:或.
17.(2021春•北仑区期末)如图,一副三角板如图1放置,AB=CD,顶点E重合,将△DEC绕其顶点E旋转,如图2,在旋转过程中,当∠AED=75°,连结AD,BC,AC,下列四个结论中说法正确的有 ①②③ .
①四边形ABCD是平行四边形;②CE垂直平分AB;③若AB2=6,则BC2=5+2;④DE⊥AC.
【思路引导】过点E作EF∥AB,由∠AED=75°得AB∥CD,再由AB=CD得四边形ABCD为平行四边形;由这是一副三角板且∠AED=75°得∠BEC=∠AEC,再证明△AEC≌△BEC得AC=BC,再由AE=BE可知CE垂直平分AB;延长CE交AB于G,AB2=6结合②的结论求出BG、CG,由勾股定理得BC2=5+2;假设DE⊥AC,结合②必有菱形ABCD,即有∠ABE=∠ABC=30°,这与题设矛盾,由此知DE⊥AC错误.
【完整解答】解:如图,过点E作EF∥AB,
∴∠BAE=∠AEF=45°,
∵∠AED=75°,
∴∠FED=∠AED﹣∠AEF=30°,
∴∠FED=∠EDC,
∴EF∥CD,
∴AB∥CD,
∵AB=CD,
∴四边形ABCD为平行四边形,故①正确;
∵∠AED=75°,∠DEC=60,
∴∠AEC=135°,
∵∠AEB=90°,
∴∠BEC=360°﹣135°﹣90°=135°,
∴∠BEC=∠AEC,
在△AEC与△BEC中,
,
∴△AEC≌△BEC(SAS),
∴AC=BC,
∵AE=BE,
∴CE垂直平分AB,故②正确;
延长CE交AB于G,由②知:CG⊥AB,
∵AE=BE,EG⊥AB,
∴AG=BG=GE,
∵AB2=6,
∴AB=,AG=BG=GE=,
∵AB=CD,
∴CD=,
∵∠EDC=30°,
∴CE=ED,
∵EC²+CD²=ED²,
∴CE=,
∵BG²+CG²=BC²,
∴BC2=5+2,故③正确;
假设DE⊥AC,
∵∠DEC=60°,
∴∠ACE=30°,
由②知:∠ACE=60°,
∴△ABC为等边三角形,
∴平行四边形ABCD为菱形,
如图,连接BD,必然有BD⊥AC,
∴E必然在BD上,
∴∠ABE=∠ABC=30°,
这与∠ABE=45°矛盾,不合题意,故④不正确.
故答案为:①②③.
18.(2021春•龙华区校级期末)如图,在△ABC中,AB=AC=4,∠BAC=90°,点D是线段BC上一点,将线段AD绕D点逆时针旋转90°至DE,连接AE、BE.当AD=3时,BE= .
【思路引导】如图,过点A作AJ⊥BC于J,过点E作EH⊥BC于H.证明△AJD≌△DHE(AAS),推出DJ=EH=1,DH=AJ=BJ,推出EH=BH=1,可得结论.
【完整解答】解:如图,过点A作AJ⊥BC于J,过点E作EH⊥BC于H.
∵AB=AC=4,∠BAC=90°,AJ⊥BC,
∴BC=AB=4,BJ=CJ=2,
∵AD=3,
∴DJ===1,
∵∠AJD=∠DHE=∠ADE=90°,
∴∠ADJ+∠EDH=90°,∠ADJ+∠DAJ=90°,
∴∠EDH=∠DAJ,
在△AJD和△DHE中,
,
∴△AJD≌△DHE(AAS),
∴DJ=EH=1,DH=AJ=BJ,
∴BH=DJ=1,
∴BE===,
当点D落在线段BJ上时,同法可得BE=,
故答案为:.
19.(2021春•工业园区期末)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=3cm,BC=4cm.将△ABC绕点C按逆时针方向旋转后得△DCE,直线DA、BE相交于点F.取BC的中点G,连接GF,则GF长的最大值为 4 cm.
【思路引导】设∠BCE=∠ACD=α,可得∠CBE=∠CEB=∠CAD=∠CDA=90°﹣α,根据四边形内角和可得∠BFA=90°,取AB的中点H,连接HG、HF,则HG=AC,HF=AB,继而可得FG≤HG+HF,即可得到答案.
【完整解答】解:取AB的中点H,连接HG、HF,如图:
∵△DEC是由△ABC绕C点旋转得到,
∴CE=CB,CD=CA,∠BCE=∠ACD,
设∠BCE=∠ACD=α,则∠CBE=∠CEB=∠CAD=∠CDA=90°﹣α,
在四边形BCDF中,∠BFA=360°﹣∠BCD﹣∠CDA﹣∠CBE=360°﹣(90°+α)﹣2(90°﹣α)=90°,
在RT△ABC中,∠ACB=90°,BC=4cm,AC=3cm,
∴AB=5cm,
Rt△ABF中,HF=AB=cm,
∵HG是△ABC中位线,
∴HG=AC=cm,
而FG≤HF+HG=4cm,
∴当F、H、G在一条直线上时,FG最大,最大值为HF+HG=4cm,
故答案为:4.
20.(2021春•武昌区期末)如图是一张面积为10的△ABC纸片,其中BC=5,∠ABC=45°,DE是三角形的中位线,M,N分别是线段DE,BC上的动点.沿着虚线将纸片裁开,并将MN两侧的纸片按箭头所示的方向分别绕点D,E旋转180°在同一平面内拼图,使得BD与AD重合,CE与AE重合.则拼成的四边形纸片周长的最大值与最小值之差为 ﹣4 .
【思路引导】首先说明拼成的四边形是平行四边形,周长=2MN+10,求出MN的最小值,最大值,可得结论.
【完整解答】解:如图,
由旋转的性质可知,BC=N′N″,M′M″=2DE,
∵AD=DB,AE=EC,
∴DE∥BC,BC=2DE,
∴M′M″∥N′N″,M′M″=N′N″,
∴四边形M′M″N″N′是平行四边形,
∴四边形M′M″N″N′的周长=2MN+10,
如图,连接BE,过点A作AH⊥BC于H,EJ⊥BC于J.
∵S△ABC=•BC•AH=10,BC=5,
∴AH=4,
∵∠ABC=45°,
∴AH=BH=4,
∴CH=CB﹣BH=5﹣4=1,
∵AH∥EJ,AE=EC,
∴JH=JC=,
∴EJ=AH=2,BJ=BH+JH=,
∴BE===,
当MN⊥BC时,MN的值最小,此时拼成的四边形纸片周长的值最小,最小值=14,
当MN与线段BE重合时,MN的值最大,此时拼成的四边形纸片周长的最大,最大值=+10,
∴拼成的四边形纸片周长的最大值与最小值的差为﹣4.
故答案为﹣4.
三.解答题
21.(2021•淮安)如图,方格纸上每个小正方形的边长均为1个单位长度,△ABC的顶点A、B、C都在格点上(两条网格线的交点叫格点).请仅用无刻度的直尺按下列要求画图,并保留画图痕迹(不要求写画法).
(1)将△ABC绕点A按顺时针方向旋转90°,点B的对应点为B1,点C的对应点为C1,画出△AB1C1;
(2)连接CC1,△ACC1的面积为 ;
(3)在线段CC1上画一点D,使得△ACD的面积是△ACC1面积的.
【思路引导】(1)将A、B、C三点分别绕点A按顺时针方向旋转90°画出依次连接即可;
(2)勾股定理求出AC,由面积公式即可得到答案;
(3)利用相似构造△CFD∽△C1ED即可.
【完整解答】解:(1)如图:
图中△AB1C1即为要求所作三角形;
(2)∵AC==,由旋转旋转知AC=AC1,
∴△ACC1的面积为×AC×AC1=,
故答案为:;
(3)连接EF交CC1于D,即为所求点D,理由如下:
∵CF∥C1E,
∴△CFD∽△C1ED,
∴=,
∴CD=CC1,
∴△ACD的面积=△ACC1面积的.
22.(2021•德阳)如图,点E是矩形ABCD的边BC上一点,将△ABE绕点A逆时针旋转至△AB1E1的位置,此时E、B1、E1三点恰好共线.点M、N分别是AE和AE1的中点,连接MN、NB1.
(1)求证:四边形MEB1N是平行四边形;
(2)延长EE1交AD于点F,若EB1=E1F,,判断△AE1F与△CB1E是否全等,并说明理由.
【思路引导】(1)可证B1是EE1的中点,则EB1=EE1,根据M、N分别是AE和AE1的中点,则MN∥EB1,MN=EE1,即可证明;
(2)由S△EAF=S△FEC,可得AF=EC.然后通过SAS可证明结论.
【完整解答】解:(1)证明:∵四边形ABCD是矩形,
∴∠B=90°,
∵△AB1E1是△ABE旋转所得的,
∴AE=AE1,∠AB1E1=∠AB1E=∠B=90°,
∴B1是EE1的中点,
∴EB1=EE1,
∵M、N分别是AE和AE1的中点,
∴MN∥EB1,MN=EE1,
∴EB1=MN,
∴四边形MEB1N为平行四边形,
(2)△AE1F≌△CEB1,
证明:连接FC,
∵EB1=B1E1=E1F,
∴=,
同理,S=,
∵=,
∴S△EAF=S△FEC,
∵AF∥EC,
∴△AEF底边AF上的高和△FEC底边上的高相等.
∴AF=EC.
∵AF∥EC,
∴∠AFE=∠FEC,
在△AE1F和△CEB1中,
,
∴△AE1F≌△CEB1(SAS).
23.(2021春•卧龙区期末)如图,已知四边形ABCD.
(1)画出四边形ABCD向上平移5格后的四边形A1B1C1D1;
(2)画出四边形ABCD关于点O成中心对称的四边形A2B2C2D2;
(3)画出四边形ABCD关于直线MN成轴对称的四边形A3B3C3D3;
(4)四边形A2B2C2D2与四边形A3B3C3D3是否对称?若对称,在图中画出对称轴或对称中心.
【思路引导】(1)将四个顶点分别向上平移5个单位,再首尾顺次连接即可;
(2)分别作出四个顶点关于点O的对称点,再首尾顺次连接即可;
(3)分别作出四个顶点关于直线MN的对称点,再首尾顺次连接即可;
(4)结合图形,根据轴对称的定义求解即可.
【完整解答】解:(1)如图所示,四边形A1B1C1D1即为所求;
(2)如图所示,四边形A2B2C2D2即为所求;
(3)如图所示,四边形A3B3C3D3即为所求;
(4)四边形A2B2C2D2与四边形A3B3C3D3成轴对称,如图所示,对称轴为直线l.
24.(2021春•南关区期末)图①、图②、图③均是6×6的正方形网格,每个小正方形的顶点称为格点,小正方形的边长为1,点A、B、C均在格点上,只用无刻度的直尺,在给定的网格中按要求画图.
(1)在图①中,将△ABC沿AC方向平移,当点A移动到点A1时,画出平移后的△A1B1C1;
(2)在图②中,作△ABC关于直线MN对称的△DEF,且点D、E、F均在格点上;
(3)在图③中,作△ABC关于点O成中心对称的△A2B2C2.
【思路引导】(1)根据平移的性质即可在图①中,将△ABC沿AC方向平移,当点A移动到点A1时,画出平移后的△A1B1C1;
(2)根据轴对称的性质即可在图②中,作△ABC关于直线MN对称的△DEF,且点D、E、F均在格点上;
(3)根据中心对称的性质即可在图③中,作△ABC关于点O成中心对称的△A2B2C2.
【完整解答】解:(1)如图,△A1B1C1即为所求;
(2)如图,△DEF即为所求;
(3)如图,△A2B2C2即为所求.
25.(2021春•仁寿县期末)如图,方格纸中的每个小方格都是边长为1个单位长度的正方形,每个小正方形的顶点叫格点,△ABC的顶点均在格点上,O、M也在格点上.
(1)作出△ABC关于直线OM对称的△A1B1C1;
(2)作出△ABC绕点A按顺时针方向旋转90°后所得的△AB2C2;
(3)在OM上做出点P,使△PBC的周长最小.
【思路引导】(1)根据轴对称的性质即可作出△ABC关于直线OM对称的△A1B1C1;
(2)根据旋转的性质即可作出△ABC绕点A按顺时针方向旋转90°后所得的△AB2C2;
(3)根据两点之间线段最短,连接BC1与直线OM交于点P,此时△PBC的周长最小.
【完整解答】解:(1)△A1B1C1即为所求;
(2)△AB2C2即为所求;
(3)点P即为所求.
26.(2020秋•播州区期末)如图,平面直角坐标系中有点A(0,6),B(6,0),点D为线段OB上一个动点(点D不与点O、B重合),点C在AB的延长线且CD=AD,点C关于x轴的对称点为M,连接DM,AM.
(1)求证:∠OAD=∠CDB;
(2)点D为OB的中点时,求点M的坐标;
(3)点D在运动的过程中,∠DAM的值是否发生变化?如果变化,请求出∠DAM的度数的取值范围;如果不变,请求出∠DAM的度数.
【思路引导】(1)证明∠OAB=∠OBA=45°,由DA=DC,推出∠DAB=∠DCA,再由∠ABO=∠CDB+∠DCB=45°,∠OAD+∠DAB=45°,推出∠OAD=∠CDB;
(2)如图,连接CM交OB于T.证明△AOD≌△DTC(AAS),求出点C的坐标,再根据对称性确定点M的坐标;
(3)证明∠MDB=∠OAD,再根据三角形的外角的性质证明∠ADM=∠AOD=90°即可.
【完整解答】(1)证明:∵A(0,6),B(6,0),
∴OA=OB=6,
∵∠AOB=90°,
∴∠OAB=∠OBA=45°,
∵DA=DC,
∴∠DAB=∠DCA,
∵∠ABO=∠CDB+∠DCB=45°,∠OAD+∠DAB=45°,
∴∠OAD=∠CDB;
(2)解:如图,连接CM交OB于T.
∵D是OB的中点,OB=6,
∴OD=DB=3,
∵DC,DM关于x轴对称,
∴CM⊥x轴,
在△AOD和△DTC中,
,
∴△AOD≌△DTC(AAS),
∴OA=DT=6,OD=CT=3,
∴OT=OD+DT=9,
∴C(9,﹣3),
∵C,M关于x轴对称,
∴M(9,3).
(3)解:结论:∠ADM=90°,不变.
理由:∵C,M关于x轴对称,
∴∠CDB=∠MDB,
∵∠OAD=∠CDB,
∴∠MDB=∠OAD,
∵∠ADB=∠AOD+∠OAD=∠ADM+∠MDB,
∴∠ADM=∠AOD=90°.
27.(2021春•九龙坡区校级期末)同学们,等边三角形、等腰直角三角形都是最常见的几何图形.
(1)如图1,以等边△ABC的边BC为腰作等腰直角△BCD,其中∠DBC=90°,BD=CB,点D,点A都在BC同侧,延长BD、CA交于点M、连接AD,求∠MAD的度数.
(2)如图2,在(1)的条件下,作BN平分∠DBC交AC于点N,求证:MD=CN;
(3)如图3,将图(1)的△CBD沿着BC翻折得到△CBD1,连接AD1,P为AD1中点,连接BP并延长交CD1于点Q、请猜测CQ、BP、PQ三条线段之间的数量关系,并证明你的结论.
【思路引导】(1)由等边三角形的性质可得AB=AC=BC,∠ABC=∠ACB=∠BAC=60°,由余角的性质可得∠ABM=∠M=30°,BD=AB,由等腰三角形的性质可得∠BDA=∠BAD=75°,即可求解;
(2)由“SAS”可证△DBN≌△CBN,可得CN=DN,∠DNB=∠CNB=75°,可证DM=DN=CN;
(3)延长QB使EB=CQ,连接AQ,AE,由“SAS”可证△ABE≌△ACQ,可得AE=AQ,由“HL”可证Rt△APE≌Rt△D1PQ,可得PQ=EP,可得结论.
【完整解答】解:(1)∵△ABC是等边三角形,
∴AB=AC=BC,∠ABC=∠ACB=∠BAC=60°,
∵∠DBC=90°,BD=CB,
∴∠ABM=∠M=30°,BD=AB,
∴∠BDA=∠BAD=75°,
∴∠MAD=180°﹣∠BAC﹣∠BAD=45°;
(2)如图2,连接DN,
∵BN平分∠DBC,
∴∠DBN=∠CBN=45°,
∴∠BNC=75°,
在△DBN和△CBN中,
,
∴△DBN≌△CBN(SAS),
∴CN=DN,∠DNB=∠CNB=75°,
∴∠DNM=30°=∠M,
∴DM=DN,
∴DM=CN;
(3)PQ=BP+CQ,理由如下:
如图3,延长QB使EB=CQ,连接AQ,AE,
∵将△CBD沿着BC翻折得到△CBD1,
∴BC=D1B,∠CBD1=90°,
∴AB=BD1,∠ABD1=150°,
∵P为AD1中点,
∴BP是AD1的垂直平分线,∠ABP=75°,
∴AQ=D1Q,∠ABE=105°,BP⊥AD1,
∵∠ACQ=∠ACB+∠BCQ=75°,
∴∠ACQ=105°=∠ABE,
又∵AB=AC,CQ=BE,
∴△ABE≌△ACQ(SAS),
∴AE=AQ,
在Rt△APE和Rt△D1PQ中,
,
∴Rt△APE≌Rt△D1PQ(HL),
∴PQ=EP,
∴PQ=BP+EB=BP+CQ.
28.(2021春•卧龙区期末)如图①,我们把一副两个三角板如图摆放在一起,其中OA,OD在一条直线上,∠B=45°,∠C=30°,
(1)求∠BOC的度数;
(2)如图②,将图①中的△OAB以点O为旋转中心旋转到△OA'B'的位置,求当∠AOA'为多少度时,OB'平分∠COD;
(3)如图③,两个三角尺的直角边OA,OD摆放在同一条直线上,另一条直角边OB,OC也在同一条直线上,将△OAB绕点O顺时针旋转一周,在旋转过程中,当AB∥CD时,旋转角的度数是 105°或285° .
【思路引导】(1)由平角的性质可求解;
(2)由旋转的性质可得∠AOB=∠A'OB'=45°,由角的数量关系可求解;
(3)分两种情况讨论,如图③﹣1中,当A'B'与OD相交于点E时,如图③﹣2中,当A'B'与AO相交于点F时,由平行线的性质可求解.
【完整解答】解:(1)∵∠AOB=45°,∠COD=60°,
∴∠BOC=180°﹣∠AOB﹣∠COD=180°﹣45°﹣60°=75°.
(2)∵△OAB以O为中心顺时针旋转得到△OA′B′,
∴∠AOB=∠A'OB'=45°,
∵∠COD=60°,OB′平分∠COD,
∴∠COB'=30°,
∴∠COA'=∠A'OB'﹣∠COB'=15°,
∴∠A'OB=∠COB﹣∠COA'=60°,
∴∠AOA'=∠AOB+∠A'OB=105°;
(3)如图③﹣1中,当A'B'与OD相交于点E时,
∵A'B'∥CD,
∴∠D=∠A'EO=60°,
∵∠A'EO=∠B'+∠EOB',
∴∠EOB'=60°﹣45°=15°,
∴∠BOB'=105°,
如图③﹣2中,当A'B'与AO相交于点F时,
∵A'B'∥CD,
∴∠D=∠A'FO=60°,
∴∠A'OF=180°﹣∠A'FO﹣∠A'=75°,
∴旋转的角度=360°﹣75°=285°,
综上所述:旋转的角度为105°或285°.
故答案为:105°或285°.
29.(2021春•淮阴区期末)定义:在平面内,如果一个图形沿一条直线折叠,直线两旁的图形能够完全重合,这样的图形叫做轴对称图形,这条直线叫做对称轴.
(1)如图1,OP是∠MON的平分线,请你在图1中画出一对以OP所在直线为对称轴的全等三角形.
(2)请你仿照这个作全等三角形的方法,解答下列问题:
①如图2,在△ABC中,∠ACB=90°,∠B=60°,AD、CE分别是∠BAC、∠BCA的平分线,AD、CE相交于点F.猜想FE和DF之间的数量关系,直接写出结论.
②如图3,在△ABC中,如果∠ACB≠90°,而①中的其它条件不变,请问①中结论是否仍然成立?若成立,请证明;若不成立,请说明理由.
【思路引导】(1)根据角平分线的性质得到AB=AC,利用HL定理证明Rt△AOB≌Rt△AOC,得到答案;
(2)①在AC上截取CH=CD,连接FH,分别证明△FCD≌△FCH、△AEF≌△AHF,根据全等三角形的性质证明即可;
②在AC上截取CG=CD,连接FG,由“SAS”可证△FCD≌△FCG,根据全等三角形的性质得到FD=FG,∠CFG=∠CFD=60°,证明△AFE≌△AFG,根据全等三角形的性质得到FG=FE,等量代换证明结论.
【完整解答】解:(1)如图1,在射线OP上取点A,作AB⊥OM于B,AC⊥ON于C,
∵OP是∠MON的平分线,AB⊥OM,AC⊥ON,
∴AB=AC,
∴Rt△AOB≌Rt△AOC,
则AOB和Rt△AOC是一对以OP所在直线为对称轴的全等三角形;
(2)①FE=DF,
理由如下:如图2,在AC上截取CH=CD,连接FH,
∵AD是∠BAC的平分线,∠BAC=30°,
∴∠BAD=∠CAD=15°,
∴∠ADC=∠BAD+∠B=75°,
∵CE是∠ACB的平分线,∠ACB=90°,
∴∠ACE=∠BCE=45°,
在△FCD和△FCH中,
,
∴△FCD≌△FCH(SAS),
∴FH=FH,∠FHC=∠FDC=75°,
∴∠AHF=105°,
∵∠AEF是△BCE的外角,
∴∠AEF=∠B+∠BCE=105°,
∴∠AEF=∠AHF,
∴△AEF≌△AHF(AAS),
∴FE=FH,
∴FE=DF;
②、①中结论仍然成立,FE=DF,
理由如下:如图3,在AC上截取CG=CD,连接FG,
∵∠B=60°,
∴∠BAC+∠BCA=120°
∵AD、CE分别是∠BAC、∠BCA的平分线,
∴∠FAC+∠FCA=(∠BAC+∠BCA)=60°,
∴∠AFC=180°﹣60°=120°,
∴∠CFD=60°,
∵CE是∠ACB的平分线,
∴∠ACE=∠BCE,
在△FCD和△FCG中,
∴△FCD≌△FCG(SAS),
∴FD=FG,∠CFG=∠CFD=60°,
∴∠AFE=∠AFG=60°,
在△AFE和△AFG中,
,
∴△AFE≌△AFG(ASA),
∴FG=FE,
∴FE=DF.
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