2026中考数学高频考点一轮复习:图形的旋转(试题含解析)
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这是一份2026中考数学高频考点一轮复习:图形的旋转(试题含解析),共37页。
A.B.
C.D.
2.(2025春•扬州)如图,△ABC顺时针旋转到△A'B'C'的位置,则旋转中心及旋转角分别是( )
A.点A′,∠C′A′B′B.点O,∠AOA′
C.点A′,∠A′OBD.点O,∠AOC
3.(2025春•邗江区)如图△ABC,将△ABC绕点A顺时针旋转50°得到△AB′C′,边AB′与BC交于点D,∠B′=28°,则∠ADC的度数是( )
A.78°B.70°C.85°D.80°
4.(2025•富锦市二模)在平面直角坐标系中,把点P(﹣2,3)绕原点O顺时针旋转90°,所得到的对应点Pʹ的坐标为( )
A.(3,2)B.(2,﹣3)C.(﹣3,﹣2)D.(﹣2,﹣3)
5.(2025春•青秀区)如图,已知图形是中心对称图形,则对称中心是( )
A.BC的中点B.FC的中点C.点CD.点D
6.(2025春•苏州)如图,△ABC中,∠B=25°,将△ABC绕点C顺时针旋转65°后得到△DEC,点A,B的对应点分别为D,E,BA延长线交DE于点F,则下列结论中一定正确的是( )
A.∠ACB=∠ACEB.AC∥DEC.AB=EFD.BF⊥CE
7.(2025春•吴兴区)如图,已知四边形纸片ABCD,E,F,G,H是四条边上的中点,连结EG,分别过点H,F作HI⊥EG于点I,FJ⊥EG于点J,沿EG,HI,FJ将四边形纸片ABCD剪成四个小四边形纸片,记为①,②,③,④,将这四张纸片恰好可以无重叠、无缝隙地拼成一个新的四边形纸片ILMN(①沿BD方向平移,④和②分别绕点H和点G旋转180°).若EJ=5cm,JG=2cm,FJ=3cm,则四边形ILMN的周长是( )
A.24cmB.26cm
C.(22+25)cmD.28cm
8.(2025春•睢宁县)如图,已知甲、乙两个图案形状、大小完全相同,通过怎样的运动变换可以使它们重合?( )
A.轴对称B.平移C.旋转D.旋转、平移
9.(2025•西湖区三模)如图,正方形ABCD中,边长为1,将边BC绕点B逆时针旋转至BE,连接CE、DE,若∠CED=90°,则△BCE的面积是( )
A.45B.12C.15D.25
10.(2025春•泰州)如图,将△ABC绕点A逆时针旋转得到△ADE,点B,C的对应点分别为点D,E.当点C,D,E恰好在同一条直线上时,设∠BCD=α,则旋转角等于( )
A.12αB.23αC.αD.180°﹣α
二.填空题(共5小题)
11.(2025春•普陀区)如图,在△ABC中,∠A=45°,∠C=42°,将△ABC绕点B旋转得△DBE,点A、C的对应点分别是点D、E,线段BE交边AC于点F,连接CE、AD,如果△CEF是等腰三角形,那么∠ADE的度数是 .
12.(2025春•杨浦区)如图,在△ABC中,∠C=30°,将△ABC绕点A旋转α(0<α<180)度后,点B所对应的点D在边BC上,如果AD平分∠BAC,那么α= 度.
13.(2025春•建邺区)如图,在矩形ABCD中,AB=4,BC=5,点E在BC边上,且BE=2,F为AB边上的一个动点,连接EF,以EF为边作等边△EFG,且点G在矩形ABCD内,连接CG,则CG的最小值为 .
14.(2025•越秀区三模)如图,在△ABC中,AC=1+3,∠BAC=45°,∠ACB=60°,将△ABC绕点B按逆时针方向旋转,得到△A1BC1,点E为线段BC中点,点P是线段AC上的动点,将△ABC绕点B按逆时针方向旋转的过程中,点P的对应点是点P1,则线段EP1的最大值是 ,最小值是 .
15.(2025春•柴桑区)已知两块相同的三角板如图摆放,点B,C,E在同一直线上,∠ABC=∠DCE=90°,∠D=∠ACB=30°,将△ABC绕点C顺时针旋转角度α(0°<α<180°)当旋转角为 时,DE与△ABC的边垂直.
三.解答题(共5小题)
16.(2025•东胜区二模)【问题情境】
如图,在数学活动课上,同学们用两个全等的矩形纸片ABCD和AEFG探究旋转的性质,将矩形纸片AEFG绕点A逆时针旋转,其中AB=AE=6,AD=AG=8.
【初步探究】
(1)如图1,连接BE,DG,在矩形纸片AEFG旋转的过程中,求BEDG的值;
【问题解决】
(2)如图2,连接BD,当点E恰好落在BD上,延长FE与交BC于点M,连接AM,交BD于点H.
①求证:AM垂直平分BE;
②如图3,取GD中点N,连接AN,HN,求线段HN的长.
17.(2025•永川区模拟)如图,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,D为BC的中点,连接AD,E为边BC上一动点,连接AE,将AE绕点A顺时针旋转90°得到线段AF,连接BF.
(1)如图1,当E在线段BD上时,若AB=42,DE=2,求BF的长;
(2)如图2,当E在线段CD上时(点E不与C,D重合),连接CF交AD于点G,求证:BE=2AG;
(3)在(2)的条件下,将△CAE沿AE所在直线翻折至△ABC所在平面内,得到△C′AE,连接C′D,C′F,C′F与BC交于点P,当C′D取得最小值时,直接写出PFPC'的值.
18.(2025春•宜兴市)【综合与实践】在初一数学活动课上,老师带领学生用一副直角三角尺进行“玩转三角尺”的探究活动.把一副三角尺按照如图方式摆放.
(1)如图1,两个三角尺的直角边OA、OD摆放在同一直线上,把△OAB以O为中心顺时针旋转,至少旋转 °,才能使OB落在OC上;
(2)如图2,如果把图1所示的△OAB以O为中心顺时针旋转得到△OA′B′,当∠COA'=13∠DOB'时,∠AOA'为多少度?
(3)如图3,两个三角尺的直角边OA、OD摆放在同一直线上,另一条直角边OB、OC也在同一条直线上,如果把△OAB以O为中心顺时针旋转一周,直接写出旋转多少度时,AB所在直线与CD所在直线平行或垂直?
19.(2025春•青岛)如图,在Rt△ABC中,AB=10cm,AC=8cm,BC=6cm.动点P从点A出发,沿AB方向匀速运动,速度为2cm/s;动点Q同时从点B出发,沿BC方向匀速运动,速度为2cm/s.过点P作PD⊥AB,交AC于点D,点D关于AB的对称点为E,连接PE,BE,PQ.设运动时间为t(s)(0<t<3).解答下列问题:
(1)BP的长为 cm;(用含t的代数式表示)
(2)当点B在线段PQ的垂直平分线上时,求t的值;
(3)在运动过程中,是否存在某一时刻t,使BE∥AC?若存在,求出此时t的值;若不存在,请说明理由;
(4)设点P到BC的距离为y(cm),求y与t之间的关系式.
20.(2025春•蓝田县)【思路梳理】
(1)如图1,已知△ABC为等边三角形,点D是边AC上的动点,连接BD,将△BCD沿BD翻折,点C的对应点为E.若BE⊥BC,CD=2,求线段BE的长;
【操作发现】
(2)如图2,学校劳动实践基地里,有一块等边三角形的小菜园ABC,同学们开展“创意种植分区”活动,小萱打算利用对称,设计特色种植区:在边AC上选一个点D,连接BD,将△BCD沿着BD对称,这就划分出一个“对称特色区”△BDE,点C的对应点为点E,连接AE,在点E处修建一个储水池,AD与BE相交于点N,小萱在AN边合适位置修建工具站F,连接EF,现要沿AN,ED修建两条运输通道,沿ND修建一条灌溉水渠,实际施工测量时,发现DE所在直线与BC垂直,且∠EFN=30°,现要判断线段AN,ED,ND之间的数量关系,请你帮忙判断并说明理由.
中考数学一轮复习 图形的旋转
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
1.(2025春•昌平区)福字纹样以“福”字为核心,常通过变形、组合等手法,融入祥云、蝙蝠、牡丹等吉祥元素,造型丰富多变,寓意福气盈门、幸福美满,是传统吉祥文化的生动载体.下列福字纹样是中心对称图形的是( )
A.B.
C.D.
【考点】中心对称图形.
【专题】平移、旋转与对称;几何直观.
【答案】D
【分析】根据中心对称图形的概念判断.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.
【解答】解:选项A、B、C中的图形都不能找到这样的一个点,使图形绕某一点旋转180°后与原来的图形重合,所以不是中心对称图形.
选项D中的图形能找到这样的一个点,使图形绕某一点旋转180°后与原来的图形重合,所以是中心对称图形.
故选:D.
【点评】本题考查的是中心对称图形,中心对称图形是要寻找对称中心,旋转180度后与自身重合.
2.(2025春•扬州)如图,△ABC顺时针旋转到△A'B'C'的位置,则旋转中心及旋转角分别是( )
A.点A′,∠C′A′B′B.点O,∠AOA′
C.点A′,∠A′OBD.点O,∠AOC
【考点】旋转的性质.
【专题】平移、旋转与对称;推理能力.
【答案】B
【分析】根据旋转的定义和性质可知,两组对应点连线的交点是旋转中心,对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角,即可得出答案.
【解答】解:由题给图形得:△ABC绕着点O顺时针旋转到△A′B′C′的位置,则旋转中心及旋转角分别是点O和∠AOA′.
故选:B.
【点评】本题考查了旋转,熟练掌握旋转的性质是关键.
3.(2025春•邗江区)如图△ABC,将△ABC绕点A顺时针旋转50°得到△AB′C′,边AB′与BC交于点D,∠B′=28°,则∠ADC的度数是( )
A.78°B.70°C.85°D.80°
【考点】旋转的性质.
【专题】平移、旋转与对称;推理能力.
【答案】A
【分析】先根据旋转的性质得到∠B=∠B′=28°,∠BAB′=50°,然后根据三角形外角性质计算∠ADC的度数.
【解答】解:∵△ABC绕点A顺时针旋转50°得到△AB′C′,
∴∠B=∠B′=28°,∠BAB′=50°,
∴∠ADC=∠B+∠BAB′=28°+50°=78°.
故选:A.
【点评】本题考查了旋转的性质:对应点到旋转中心的距离相等;对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角;旋转前、后的图形全等.
4.(2025•富锦市二模)在平面直角坐标系中,把点P(﹣2,3)绕原点O顺时针旋转90°,所得到的对应点Pʹ的坐标为( )
A.(3,2)B.(2,﹣3)C.(﹣3,﹣2)D.(﹣2,﹣3)
【考点】坐标与图形变化﹣旋转.
【专题】平面直角坐标系;平移、旋转与对称.
【答案】A
【分析】首先过P作PC⊥y轴于C,过P′作P′D⊥y轴于D,然后证明△PC0≌△P′DO,可得P′D=PC=2,OD=C0=3,进而可得答案.
【解答】解:过P作PC⊥y轴于C,过P′作P′D⊥y轴于D.
∵∠POP′=90°,∠COD=90°,
∴∠POC+∠P′OC=90°,∠P′OD+∠P′OC=90°,
∴∠POC=∠P′OD,
∵∠PCO=∠P′DO=90°,OP=OP′,
在△PCO和△P′DO中,
∠PCO=∠P'DO∠POC=∠P'ODPO=P'O,
∴△PC0≌△P′DO(AAS),
∴P′D=PC=2,OD=C0=3,
∴P′的坐标是(3,2).
故选:A.
【点评】此题主要考查了旋转的性质,以及全等三角形的判定和性质,关键是掌握旋转后对应线段相等.
5.(2025春•青秀区)如图,已知图形是中心对称图形,则对称中心是( )
A.BC的中点B.FC的中点C.点CD.点D
【考点】中心对称图形.
【专题】平移、旋转与对称;几何直观.
【答案】B
【分析】根据中心对称图形的定义,得出对称中心是线段BE中点或线段FC中点,进而得出答案.
【解答】解:∵此图形是中心对称图形,
∴对称中心是线段FC的中点.
故选:B.
【点评】此题主要考查了对称中心的确定方法,根据其定义得出是解题关键.
6.(2025春•苏州)如图,△ABC中,∠B=25°,将△ABC绕点C顺时针旋转65°后得到△DEC,点A,B的对应点分别为D,E,BA延长线交DE于点F,则下列结论中一定正确的是( )
A.∠ACB=∠ACEB.AC∥DEC.AB=EFD.BF⊥CE
【考点】旋转的性质;平行线的判定.
【专题】平移、旋转与对称;推理能力.
【答案】D
【分析】BF交CE于O点,如图,根据旋转的性质得到∠ACB=∠DCE,则可对A选项进行判断;根据旋转的性质得到∠BCE=65°,∠E=∠B=25°,由于∠ACE不能确定为25°,则不能判定AC∥DE,从而可对B选项进行判断;根据旋转的性质得到AB=DE,则可对C选项进行判断;根据三角形内角和定理可计算出∠BOC=90°,从而可对D选项进行判断.
【解答】解:BF交CE于O点,如图,
∵△ABC绕点C顺时针旋转65°后得到△DEC,
∴∠ACB=∠DCE,所以A选项不符合题意;
∠BCE=65°,∠E=∠B=25°,
∵∠ACE不能确定为25°,
∴不能判定AC∥DE,所以B选项不符合题意;
∵△ABC绕点C顺时针旋转65°后得到△DEC,
∴AB=DE,所以C选项不符合题意;
∵∠B=25°,∠BCO=65°,
∴∠BOC=180°﹣25°﹣65°=90°,
∴BF⊥CE,所以D选项符合题意.
故选:D.
【点评】本题考查了旋转的性质:对应点到旋转中心的距离相等;对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角;旋转前、后的图形全等.也考查了平行线的判定.
7.(2025春•吴兴区)如图,已知四边形纸片ABCD,E,F,G,H是四条边上的中点,连结EG,分别过点H,F作HI⊥EG于点I,FJ⊥EG于点J,沿EG,HI,FJ将四边形纸片ABCD剪成四个小四边形纸片,记为①,②,③,④,将这四张纸片恰好可以无重叠、无缝隙地拼成一个新的四边形纸片ILMN(①沿BD方向平移,④和②分别绕点H和点G旋转180°).若EJ=5cm,JG=2cm,FJ=3cm,则四边形ILMN的周长是( )
A.24cmB.26cm
C.(22+25)cmD.28cm
【考点】旋转的性质;勾股定理;中点四边形;图形的剪拼;平移的性质.
【专题】平移、旋转与对称;推理能力.
【答案】B
【分析】由题可知FJ=PM=PL=3cm,JG=JL=2cm,MQ=EJ=5cm,JI=x cm,则NQ=EI=EJ﹣JI=(5﹣x)cm,据此求解即可.
【解答】解:如图,
由题可知FJ=PM=PL=3cm,JG=JL=2cm,MQ=EJ=5cm,
设JI=x cm,则EI=EJ﹣JI=(5﹣x)cm,
∴NQ=EI=(5﹣x)cm,
∴矩形周长为=MN+ML=LI+NI=5﹣x+5+6+4+x+6=26cm;
故选:B.
【点评】本题主要考查了旋转和平移的性质以及矩形的性质等内容,熟练掌握相关知识是解题的关键.
8.(2025春•睢宁县)如图,已知甲、乙两个图案形状、大小完全相同,通过怎样的运动变换可以使它们重合?( )
A.轴对称B.平移C.旋转D.旋转、平移
【考点】几何变换的类型.
【专题】平移、旋转与对称;几何直观.
【答案】D
【分析】根据轴对称,平移,旋转的性质一一判断即可.
【解答】解:图形甲可以通过旋转,平移得到图形乙.
故选:D.
【点评】本题考查几何变换的类型,解题的关键是掌握轴对称,平移,旋转的性质.
9.(2025•西湖区三模)如图,正方形ABCD中,边长为1,将边BC绕点B逆时针旋转至BE,连接CE、DE,若∠CED=90°,则△BCE的面积是( )
A.45B.12C.15D.25
【考点】旋转的性质;三角形的面积;正方形的性质.
【专题】等腰三角形与直角三角形;平移、旋转与对称;解直角三角形及其应用;运算能力;推理能力.
【答案】C
【分析】作BF⊥CE于点F交CD于点L,作FH⊥BC于点H,由正方形的性质得CD=BC=1,∠BCD=90°,由由旋转得BE=BC,则CF=EF,而∠CED=90°,可证明BL∥DE,则CLDL=CFEF=1,所以CL=DL=12CD=12BC,推导出∠CFH=∠LBC,则CHFH=tan∠CFH=tan∠LBC=FHBH=CLBC=12,所以FH=2CH,BH=2FH=4CH,由BC=5CH=1,求得CH=15,则S△BCF=S△BEF=110,所以S△BCE=2S△BCF=15,于是得到问题的答案.
【解答】解:作BF⊥CE于点F交CD于点L,作FH⊥BC于点H,则∠BFE=∠BFC=∠BHF=∠FHC=90°,
∵四边形ABCD是边长为1的正方形,
∴CD=BC=1,∠BCD=90°,
由旋转得BE=BC,
∴CF=EF,
∵∠CED=90°,
∴∠BFE=∠CED,
∴BL∥DE,
∴CLDL=CFEF=1,
∴CL=DL=12CD=12BC,
∵∠CFH=∠LBC=90°﹣∠BCF,
∴CHFH=tan∠CFH=tan∠LBC=FHBH=CLBC=12,
∴FH=2CH,BH=2FH,
∴BH=4CH,
∵BC=BH+CH=4CH+CH=5CH=1,
∴CH=15,
∴S△BCF=S△BEF=12×1×15=110,
∴S△BCE=2S△BCF=2×110=15,
故选:C.
【点评】此题重点考查正方形的性质、旋转的性质、等腰三角形的性质、平行线的判定与性质、平行线分线段成比例定理、解直角三角形等知识,正确地添加辅助线是解题的关键.
10.(2025春•泰州)如图,将△ABC绕点A逆时针旋转得到△ADE,点B,C的对应点分别为点D,E.当点C,D,E恰好在同一条直线上时,设∠BCD=α,则旋转角等于( )
A.12αB.23αC.αD.180°﹣α
【考点】旋转的性质.
【专题】平移、旋转与对称;推理能力.
【答案】D
【分析】先根据旋转的性质得到AE=AC,∠ACB=∠E,∠EAC等于旋转角,再根据等腰三角形的性质得到∠E=∠ACE,接着利用∠ACB+∠ACE=α得到∠E+∠ACE=α,然后根据三角形内角和定理表示出∠EAC即可.
【解答】解:∵△ABC绕点A逆时针旋转得到△ADE,C,D,E恰好在同一条直线上,
∴AE=AC,∠ACB=∠E,∠EAC等于旋转角,
∴∠E=∠ACE,
∴∠ACB=∠ACE=∠E,
∵∠BCD=α,
即∠ACB+∠ACE=α,
∴∠E+∠ACE=α,
∴∠EAC=180°﹣(∠E+∠ACE)=180°﹣α,
即旋转角为180°﹣α.
故选:D.
【点评】本题考查了旋转的性质:对应点到旋转中心的距离相等;对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角;旋转前、后的图形全等.
二.填空题(共5小题)
11.(2025春•普陀区)如图,在△ABC中,∠A=45°,∠C=42°,将△ABC绕点B旋转得△DBE,点A、C的对应点分别是点D、E,线段BE交边AC于点F,连接CE、AD,如果△CEF是等腰三角形,那么∠ADE的度数是 29°或43° .
【考点】旋转的性质;等腰三角形的性质.
【专题】平移、旋转与对称;运算能力.
【答案】29°或43°.
【分析】由图形旋转可得两个等腰三角形底角对应相等,分类讨论,根据三角形的内角和定理,分别可得每种情况下∠BEC(∠BDA)的度数,从而可得∠ADE的度数.
【解答】解:∵将△ABC绕点B旋转得△DBE,∠BAC=45°,
∴∠BDE=45°,AB=AD,CB=EB,∠ABD=∠DBE﹣∠ABE=∠ABC﹣∠ABE=∠EBC,
∴∠BDA=∠BAD=180°-∠ABD2=180°-∠CBE2=∠BEC=∠BCE,
由题意可得:CE=CF或CE=EF,
当CE=CF时,设∠ECF=α,
∴∠CFE=∠BEC=∠BCE=42°+α,
∴由三角形的内角和可得:∠CFE+∠BEC+∠ECF=42°+α+42°+α+α=180°,
∴α=32°,
∴∠BDA=∠BEC=42°+α=74°,
∴∠ADE=∠BDA﹣∠BDE=74°﹣45°=29°,
当EC=EF时,设∠ECF=β,则∠EFC=∠ECF=β,
∴∠BEC=∠BCE=42°+β,
∴∠BEC+∠CFE+∠ECF=42°+β+β+β=180°,
∴β=46°,
∴∠BDA=∠BEC=42°+β=88°,
∴∠ADE=∠BDA﹣∠BDE=43°.
故答案为:29°或43°.
【点评】本题考查了图形旋转,等腰三角形,三角形的内角和定理,解题的关键是熟练掌握旋转的性质.
12.(2025春•杨浦区)如图,在△ABC中,∠C=30°,将△ABC绕点A旋转α(0<α<180)度后,点B所对应的点D在边BC上,如果AD平分∠BAC,那么α= 40 度.
【考点】旋转的性质.
【专题】平移、旋转与对称;运算能力.
【答案】40.
【分析】如图,AB=AD,∠BAD=α,根据角平分线的定义可得∠CAD=∠BAD=α,根据三角形的外角性质可得∠ADB=30°+α,即得∠B=∠ADB=30°+α,然后根据三角形的内角和定理求解即可.
【解答】解:如图,根据题意可得:AB=AD,∠BAD=α,
由题意可得:∠CAD=∠BAD=α,
∵∠ADB=∠C+∠CAD=30°+α,AB=AD,
∴∠B=∠ADB=30°+α,
∵∠C+∠CAB+∠B=180°,
∴30°+2α+30°+α=180°,
∴α=40°;
故答案为:40.
【点评】本题考查了旋转的性质、等腰三角形的性质、三角形的外角性质以及三角形的内角和等知识,熟练掌握旋转的性质是解题的关键.
13.(2025春•建邺区)如图,在矩形ABCD中,AB=4,BC=5,点E在BC边上,且BE=2,F为AB边上的一个动点,连接EF,以EF为边作等边△EFG,且点G在矩形ABCD内,连接CG,则CG的最小值为 72 .
【考点】旋转的性质;垂线段最短;全等三角形的判定与性质;等边三角形的性质;矩形的性质.
【专题】平移、旋转与对称;运算能力.
【答案】72.
【分析】以EC为边作等边三角形ECH,过点H作HN⊥BC于N,HM⊥AB于M,可证四边形MHNB是矩形,可证MH=BN,由“SAS”可证△FEH≌△GEC,可得FH=GC,当FH⊥AB时,FH有最小值,即GC有最小值,即可求解.
【解答】解:以EC为边作等边三角形ECH,过点H作HN⊥BC于N,HM⊥AB于M,
又∵∠ABC=90°,
∴MH=BN,
∵BE=2,
∴EC=3,
由题意可得:EC=EH=3,EN=NC=32,∠HEC=60°,
∴BN=72=MH,
∵△FGE是等边三角形,
∴FE=GE,∠FEG=60°=∠HEC,
∴∠FEH=∠GEC,
在△FEH和△GEC中,
FE=GE∠FEH=∠GECHE=EC,
∴△FEH≌△GEC(SAS),
∴FH=GC,
∴当FH⊥AB时,FH有最小值,即GC有最小值,
∴点F与点M重合时,FH=HM=72,
故答案为:72.
【点评】本题考查了旋转的性质,矩形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,等边三角形的性质等知识,添加恰当辅助线构造全等三角形是解题的关键.
14.(2025•越秀区三模)如图,在△ABC中,AC=1+3,∠BAC=45°,∠ACB=60°,将△ABC绕点B按逆时针方向旋转,得到△A1BC1,点E为线段BC中点,点P是线段AC上的动点,将△ABC绕点B按逆时针方向旋转的过程中,点P的对应点是点P1,则线段EP1的最大值是 6+1 ,最小值是 3-1 .
【考点】旋转的性质;作图﹣旋转变换;解直角三角形;勾股定理的应用.
【专题】平移、旋转与对称;运算能力;推理能力.
【答案】6+1;3-1.
【分析】过点B作BD⊥AC,D为垂足,设AD=BD=x,通过勾股定理即可求得AD=BD=3,BC=2CD=2,AB=2AD=6,然后分情况讨论:当旋转至A1C1正好和BC垂直时,且P为A1C1与BC交点时,有最小值;当△ABC绕点B按逆时针方向旋转至A1,B,C共线时,EP1有最大值,据此解答.
【解答】解:如图1,过点B作BD⊥AC,D为垂足,
在Rt△ABD中
∵∠ADB=90°,∠A=45°,
∴AD=BD,
设AD=BD=x,
在Rt△BDC中,
∵∠BDC=90°,BD=x,∠C=60°,
∴CD=33BD=33x,
∵AD+CD=AC,
∴x+33x=1+3,
解得x=3,
∴AD=BD=3,BC=2CD=2,
∴AB=2AD=6,EC=1;
当旋转至A1C1正好和BC垂直时,且P为A1C1与BC交点时,有最小值:
∴C1P1=1,
∴BP1=22-12=3,
EP1=BP1﹣BE=3-1;
当P点与A点重合时,EP有最大值,
∴△ABC绕点B按逆时针方向旋转至A1,B,C共线时,EP1有最大值,如图3:
此时,EP1=AB+BE=6+1;
故答案为:6+1;3-1.
【点评】本题考查旋转变换,解直角三角形,最短问题,勾股定理等知识,解题的关键是理解题意,学会寻找特殊位置解决最值问题,属于中考常考题型.
15.(2025春•柴桑区)已知两块相同的三角板如图摆放,点B,C,E在同一直线上,∠ABC=∠DCE=90°,∠D=∠ACB=30°,将△ABC绕点C顺时针旋转角度α(0°<α<180°)当旋转角为 60°或120°或150° 时,DE与△ABC的边垂直.
【考点】旋转的性质;余角和补角.
【专题】平移、旋转与对称;推理能力.
【答案】60°或120°或150°.
【分析】分三种情况画图分别进行解答.
【解答】解:如图,当DE⊥AB时,过点B作BG⊥EC延长线于点G,
∵∠ABC=∠DCE=90°,
∴AB⊥BC,
∵BC∥DE,
∴∠BCG=∠DEC=60°,
即此时旋转角为60°;
如图,当DE⊥AC时,
∴∠ACE=90°﹣∠E=30°,∠A'CB'=∠ACB=30°,
∴∠BCB'=180°﹣∠A'CE﹣∠A'CB'=120°,
即此时旋转角为120°;
当BC⊥DE时,
∴∠B'CD=90°﹣∠D=60°,
∴∠BCB'=∠BCD+∠DCB'=150°,
即此时旋转角为150°;
综上所述:当旋转角为60°或120°或150°时,DE与△ABC的边垂直.
故答案为:60°或120°或150°.
【点评】本题考查了旋转的性质,直角三角形的性质,解题关键是利用分类讨论思想解答.
三.解答题(共5小题)
16.(2025•东胜区二模)【问题情境】
如图,在数学活动课上,同学们用两个全等的矩形纸片ABCD和AEFG探究旋转的性质,将矩形纸片AEFG绕点A逆时针旋转,其中AB=AE=6,AD=AG=8.
【初步探究】
(1)如图1,连接BE,DG,在矩形纸片AEFG旋转的过程中,求BEDG的值;
【问题解决】
(2)如图2,连接BD,当点E恰好落在BD上,延长FE与交BC于点M,连接AM,交BD于点H.
①求证:AM垂直平分BE;
②如图3,取GD中点N,连接AN,HN,求线段HN的长.
【考点】几何变换综合题.
【专题】矩形 菱形 正方形;平移、旋转与对称;推理能力.
【答案】【初步探究】(1)34;
【问题解决】(2)①证明见解析;
②8.
【分析】【初步探究】(1)证明△BAE∽△DAG,得出BEDG=ABAD=68=34;
【问题解决】(2)①证明Rt△ABM≌Rt△AEM(HL),得出∠BAM=∠EAM,则可得出答案;
②求出DH和DN,由勾股定理可得出答案.
【解答】解:【初步探究】(1)∵两个全等的矩形纸片ABCD和AEFG,AB=AE=6,AD=AG=8,
∴∠BAD=∠EAG=90°,
∴∠BAD﹣∠EAD=∠EAG﹣∠EAD,即∠BAE=∠DAG,
∴ABAD=AEAG,
∴△BAE∽△DAG,
∴BEDG=ABAD=68=34;
【问题解决】(2)①在矩形ABCD和矩形AEFG中,∠ABC=∠AEF=90°,
∴∠AEM=90°,
在Rt△ABM和Rt△AEM中,
AM=AMAE=AE,
∴Rt△ABM≌Rt△AEM(HL),
∴∠BAM=∠EAM,
∵AB=AE,
∴AM⊥BE,BH=EH=12BE,
∴AM垂直平分BE;
②由【初步探究】知,∠ABD=∠ADG,
∴∠ADG+∠ADB=90°,
∵AB=6,AD=8.
∴DB=AB2+DB2=10,
∵AM垂直平分BE,
∴AH=AB⋅ADBD=245,
∴BH=AB2-AH2=185,
∴DH=BD﹣BH=10-185=325,BE=365,
由【初步探究】知,BEDG=34,
∴DG=43BE=485,
∵GD的中点为N,
∴DN=245,
∴HN=DH2+DN2=8.
【点评】本题属于几何变换综合题,主要考查矩形的性质,全等三角形的判定及性质,相似三角形的判定及性质,勾股定理等,综合运用相关知识,熟练掌握以上知识是解题的关键.
17.(2025•永川区模拟)如图,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,D为BC的中点,连接AD,E为边BC上一动点,连接AE,将AE绕点A顺时针旋转90°得到线段AF,连接BF.
(1)如图1,当E在线段BD上时,若AB=42,DE=2,求BF的长;
(2)如图2,当E在线段CD上时(点E不与C,D重合),连接CF交AD于点G,求证:BE=2AG;
(3)在(2)的条件下,将△CAE沿AE所在直线翻折至△ABC所在平面内,得到△C′AE,连接C′D,C′F,C′F与BC交于点P,当C′D取得最小值时,直接写出PFPC'的值.
【考点】几何变换综合题.
【专题】图形的全等;等腰三角形与直角三角形;平移、旋转与对称;圆的有关概念及性质;图形的相似;运算能力;推理能力.
【答案】(1)6;
(2)证明过程详见解答;
(3)2.
【分析】(1)可证明△BAF≌△CAE,从而得出BF=CE,进一步得出结果;
(2)作FH⊥AD于H,可证明△AFH≌△EAD,从而AH=DE,FH=AD,进而证明△FGH≌△CGD,从而GH=AH,进一步得出结论;
(3)不妨设AD=BD=CD=1,则AC=2,可得出AC′=AC=2,∠C′AE=∠CAE,从而点C′在以A为圆心,AC为半径的圆上,CD=AC′﹣AD=2-1,从而得出点A、D‘C′共线时,C′D最小,根据AE平分∠CAD,得出DECE=ADAC=22,从而求得CE,根据△BAF≌△CAE得出BF=CE=2-2,∠ABF=∠ACB=45°,可证得△PBF∽△PDC′,从而PFPC'=BFC'D,进一步得出结果.
【解答】(1)解:∵AB=AC=42,∠BAC=90°,
∴BC=2AB=8,
∵DE=2,
∴CE=BC﹣DE=6,
∵AE绕点A顺时针旋转90°得到线段AF,
∴AE=AF,∠EAF=90°,
∴∠EAF=∠BAC,
∴∠EAF﹣∠BAE=∠BAC﹣∠BAE,
∴∠BAF=∠CAE,
∴△BAF≌△CAE(SAS),
∴BF=CE=6;
(2)证明:如图1,
作FH⊥AD于H,
∴∠AHF=∠FHG=90°,
∵AB=AC,点D是BC的中点,∠BAC=90°,
∴AD⊥BC,AD=BD=CD=12BC,
∴∠ADE=90°,
∴∠ADE=∠AHF,∠DAE+∠AED=90°,
由(1)知,
∠EAF=90°,AF=AE,
∴∠DAE+∠FAH=90°,
∴∠FAH=∠AED,
∴△AFH≌△EAD(AAS),
∴AH=DE,FH=AD,
∴FH=CD,
∵∠ADE=∠AHG=90°,∠FGH=∠CGD,
∴△FGH≌△CGD(AAS),
∴GH=AH,
设DE=AH=a,GH=AH=b,
∴BD=AD=AH+GH+DG=2+2b,
∴BE=2(a+b)=2AG;
(3)解:如图2,
不妨设AD=BD=CD=1,则AC=2,
∵△CAE沿AE所在直线翻折至△ABC所在平面内,得到△C′AE,
∴AC′=AC=2,∠C′AE=∠CAE,
∴点C′在以A为圆心,AC为半径的圆上,CD=AC′﹣AD=2-1,
∴点A、D‘C′共线时,C′D最小,
∴点C′在AD的延长线上,
’∴AE平分∠CAD,
∴DECE=ADAC=22,
∴CE=22+1=2-2,
由(1)知,
△BAF≌△CAE,
∴BF=CE=2-2,∠ABF=∠ACB=45°,
∴∠FBC=∠ABF+∠ABC=90°,
∴∠FBC=∠ADC,
∴△PBF∽△PDC′,
∴PFPC'=BFC'D=2-22-1=2.
【点评】本题考查了全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,确定圆的条件,轴对称的性质,等腰直角三角形的性质等知识,解决问题的关键是作辅助线,构造全等三角形.
18.(2025春•宜兴市)【综合与实践】在初一数学活动课上,老师带领学生用一副直角三角尺进行“玩转三角尺”的探究活动.把一副三角尺按照如图方式摆放.
(1)如图1,两个三角尺的直角边OA、OD摆放在同一直线上,把△OAB以O为中心顺时针旋转,至少旋转 75 °,才能使OB落在OC上;
(2)如图2,如果把图1所示的△OAB以O为中心顺时针旋转得到△OA′B′,当∠COA'=13∠DOB'时,∠AOA'为多少度?
(3)如图3,两个三角尺的直角边OA、OD摆放在同一直线上,另一条直角边OB、OC也在同一条直线上,如果把△OAB以O为中心顺时针旋转一周,直接写出旋转多少度时,AB所在直线与CD所在直线平行或垂直?
【考点】作图﹣旋转变换;平行线的判定.
【专题】作图题;线段、角、相交线与平行线;平移、旋转与对称;运算能力;推理能力.
【答案】(1)75;
(2)112.5°;
(3)旋转的角度为105°或285°时,AB所在直线与CD所在直线平行.:旋转的角度为15°或195°时,AB所在直线与CD所在直线垂直.
【分析】(1)由图可知,当△OAB以O为中心顺时针旋转过∠BOC,即可得到OB 与OC重合,利用三角板的性质和角度之间的关系计算即可;
(2)设∠AOA=∠BOB=α,分别表示出∠COA,∠DOB,然后根据∠COA=13∠DOB列方程求解;
(3)平行和垂直各分两种情况,画出图形求解即可.
【解答】(1)由图可知,当△OAB以O为中心顺时针旋转过∠BOC,即可得到OB与OC重合,由三角板的性质可知:
∵∠AOB=45°,∠COD=60°,
∴∠BOC=180°﹣45°﹣60°=75°,
∴至少旋转75°,OB与OC重合.
故答案为:75;
(2)由旋转的性质得∠AOA′=∠BOB′,设∠AOA′=∠BOB′=α,
则∠COA′=180°﹣60°﹣α=120°﹣α,∠DOB'=180°﹣45°﹣α=135°﹣α,
∵∠COA′=13∠DOB
∴120°﹣α=13(135°﹣α),
∴α =112.5°,
∴∠AOA′=α=112.5°;
(3)当△A′OB′在点O的右侧时,如图:
∵A′B′∥CD,
∴∠D=∠A′FO=60°,
∵∠B'=45°,
∴∠EOB'=60°﹣45°=15°,
∴∠BOB′=90°+15°=105°;
当△A′OB′在点O的左侧时,如图:
∵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°时,AB所在直线与CD所在直线平行.
当△A′OB′在点O的上侧时,如图,延长A′B′交CD于点E,
∵A′B′⊥CD,
∴∠CEF=90°,
∴∠CFE=90°﹣∠C=60°,
∴∠BOB′=∠CFE﹣∠A′B′O=15°,
当△AOB在点O的下侧时,如图,延长BA,CD,相交于点E,
∵A′B′⊥CD,
∴∠DEA′=90°,
∵∠CDO=60°,∠OA′B'=45°,
∴∠EDO=120°,∠OA′E=135°,
∴∠DOA′=360°﹣90°﹣120°﹣135°=15°,
∴∠BOB'=∠COD+∠DOA′+∠A′OB'=195°,
综上所述:旋转的角度为15°或195°时,AB所在直线与CD所在直线垂直.
【点评】本题考查了旋转的性质,垂线的定义,平行线的性质,三角形外角的性质,以及四边形内角和,分类讨论是解(3)的关键.
19.(2025春•青岛)如图,在Rt△ABC中,AB=10cm,AC=8cm,BC=6cm.动点P从点A出发,沿AB方向匀速运动,速度为2cm/s;动点Q同时从点B出发,沿BC方向匀速运动,速度为2cm/s.过点P作PD⊥AB,交AC于点D,点D关于AB的对称点为E,连接PE,BE,PQ.设运动时间为t(s)(0<t<3).解答下列问题:
(1)BP的长为 (10﹣2t) cm;(用含t的代数式表示)
(2)当点B在线段PQ的垂直平分线上时,求t的值;
(3)在运动过程中,是否存在某一时刻t,使BE∥AC?若存在,求出此时t的值;若不存在,请说明理由;
(4)设点P到BC的距离为y(cm),求y与t之间的关系式.
【考点】几何变换综合题.
【专题】代数几何综合题;运算能力;推理能力.
【答案】(1)(10﹣2t);
(2)t=2.5;
(3)存在,t=2.5;
(4)y=-85t+8.
【分析】(1)根据线段的和差列式即可;
(2)根据线段垂直平分线的性质;列方程即可得到结论;
(3)根据平行线的性质得到∠E=∠ADE,∠A=∠PBE,根据线段垂直平分线的性质得到PD=PE,根据全等三角形的性质即可得到结论;
(4)过P作PH⊥BC于H,根据相似三角形的判定和性质定理即可得到结论.
【解答】解:(1)∵AB=10cm,AP=2t cm,
∴BP=AB﹣AP=(10﹣2t)cm,
故答案为:(10﹣2t);
(2)∵点B在线段PQ的垂直平分线上,
∴BQ=BPM
∴2t=10﹣2t,
∴t=2.5;
(3)存在,理由如下:
∵BE∥AC,
∴∠E=∠ADE,∠A=∠PBE,
∵点D关于AB的对称点为E,
∴PD=PE,
∴△BPE≌△APD(AAS),
∴BP=AP,
∴2t=12×10,
∴t=2.5;
(4)过P作PH⊥BC于H,
∴∠PHB=∠C=90°,
∴PH∥AC,
∴△PBH∽△ABC,
∴PBAB=PHAC,
∴10-2t10=y8,
∴y=-85t+8.
【点评】本题几何变换综合题,考查了轴对称的性质,相似三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,线段垂直平分线的性质吗熟练掌握各知识点是解题的关键.
20.(2025春•蓝田县)【思路梳理】
(1)如图1,已知△ABC为等边三角形,点D是边AC上的动点,连接BD,将△BCD沿BD翻折,点C的对应点为E.若BE⊥BC,CD=2,求线段BE的长;
【操作发现】
(2)如图2,学校劳动实践基地里,有一块等边三角形的小菜园ABC,同学们开展“创意种植分区”活动,小萱打算利用对称,设计特色种植区:在边AC上选一个点D,连接BD,将△BCD沿着BD对称,这就划分出一个“对称特色区”△BDE,点C的对应点为点E,连接AE,在点E处修建一个储水池,AD与BE相交于点N,小萱在AN边合适位置修建工具站F,连接EF,现要沿AN,ED修建两条运输通道,沿ND修建一条灌溉水渠,实际施工测量时,发现DE所在直线与BC垂直,且∠EFN=30°,现要判断线段AN,ED,ND之间的数量关系,请你帮忙判断并说明理由.
【考点】几何变换综合题.
【专题】几何综合题;运算能力;推理能力.
【答案】(1)3+1;
(2)AN=ED+ND,理由见解.
【分析】(1)过D作DH⊥BC于H,利用含30°的直角三角形的性质、勾股定理等求出CH,DH,利用翻折的性质以及三角形内角和定理可求出∠BDH=∠DBC=45°,利用等角对等边可求出BH,即可求解;
(2)如图2,延长ED交BC于点M,根据等边三角形的性质得到∠DMC=∠DMB=90°,∠C=60°,求得∠CDM=∠EDN=∠EFN=30°,根据轴对称的性质得到∠EBD=∠CBD,∠BED=∠C=60°,BE=BC,求得∠CBE=180°-∠BED-∠DMB=30°=12∠ABC=∠ABE,根据线段垂直平分线的性质得到FN=DN,∠FEN=∠BED=60°,求得∠AEB=∠BAE=12(180°-∠ABE)=75°,根据等腰三角形的性质即可得到结论.
【解答】解:(1)如图1,过D作 DH⊥BC 于点H,
∵△ABC是等边三角形,
∴∠C=∠ABC=∠BAC=60°,AB=BC=AC,
∴∠HDC=30°,
∴CH=12CD=1,
∴DH=CD2-CH2=3,
∵将△BCD沿BD翻折,
∴BE=BC,∠EBD=∠CBD,
∵BE⊥BC,
∴∠EBC=90°,
∴∠EBD=∠CBD=12∠EBC=45°,
∴∠BDH=45°=∠DBC,
∴BH=DH=3,
∴BE=BC=BH+CH=3+1;
(2)AN=ED+ND,理由如下:
如图2,延长ED交BC于点M,
∵DE⊥BC,△ABC为等边三角形,
∴∠DMC=∠DMB=90°,∠C=60°,
∴∠CDM=∠EDN=∠EFN=30°,
∴EF=ED,
∴△EFD为等腰三角形,
∵△BED与△BCD关于BD对称,
∴∠EBD=∠CBD,∠BED=∠C=60°,BE=BC,
∴∠CBE=180°-∠BED-∠DMB=30°=12∠ABC=∠ABE,
∴BE平分∠ABC,
∵AB=BC,
∴BE⊥AC,即∠ANE=∠DNE=90°,
∴BE垂直平分FD,
∴FN=DN,∠FEN=∠BED=60°,
∵AB=BE,
∴∠AEB=∠BAE=12(180°-∠ABE)=75°,
∵∠BAC=60°,∠FEN=60°,
∴∠EAF=∠BAE﹣∠BAC=15°,∠AEF=∠AEB﹣∠FEN=15°,
∴∠EAF=∠AEF,
∴AF=EF=ED,
∴AN=AF+FN=ED+ND.
【点评】本题是几何变换综合题,考查了等边三角形的判定和性质,轴对称的性质,线段垂直平分线的性质,翻折变换﹣折叠问题,正确地添加辅助线是解题的关键.
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