2022年专题34以平面几何图形的变换为背景的解答题2021年中考数学备考优生百日闯关系列解析 .pdf
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1、优秀学习资料欢迎下载第四关以平面几何图形的变换为背景的解答题1如图1,ABC中,CDAB于D,且:2:3: 4BD AD CD(1)试说明ABC是等腰三角形(2)已知240cmABCS,如图2,动点M从点B出发以每秒1cm的速度沿线段BA向点A运动,同时动点N从点A出发以相同速度沿线段AC向点C运动,当其中一点到达终点时整个运动都停止设点M运动的时间为t(秒)若DMN的边与BC平行,求t的值若点E是边AC的中点,问在点M运动的过程中,MDE能否成为等腰三角形?若能,求出t的值;若不能,请说明理由【答案】(1)见解析;(2)t为5或6;能,t值为9或10或496,理由见解析在 Rt ACD 中,
2、 AC 22ADCD5x,ABAC, ABC 是等腰三角形;(2)解: SABC12 5x 4x40cm2,而 x0,x2cm,则 BD4cm, AD6cm,CD8cm,AC10cm名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 36 页 - - - - - - - - - 优秀学习资料欢迎下载当 MNBC 时, AMAN,即 10t t,t5;当 DN BC 时, AD AN,得: t6;若 DMN 的边与 BC 平行时, t 值为 5 或 6当点 M
3、 在 BD 上,即 0 t4 时, MDE 为钝角三角形,但DM DE;当 t4 时,点 M 运动到点D,不构成三角形,当点 M 在 DA 上,即 4t10时, MDE 为等腰三角形,有3 种可能如果 DE DM,则 t45,t9;如果 ED EM,则点 M 运动到点A,t10;如果 MDMEt4,过点 E 做 EF 垂直 AB 于 F,因为 ED EA,所以 DF AF12AD 3,在 Rt AEF 中, EF4;点睛:本题考查了勾股定理、等腰三角形的判定与性质、平行线的性质、解方程等知识;本题有一定难度,需要进行分类讨论才能得出结果学/科* 网2定义:对角线互相垂直的凸四边形叫做“ 垂直四
4、边形 ” (1)理解:如图 1,已知四边形ABCD 是“ 垂直四边形 ” ,对角线 AC,BD 交于点 O,AC=8, BD=7,求四边形ABCD 的名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 36 页 - - - - - - - - - 优秀学习资料欢迎下载面积 . (2)探究:小明对“ 垂直四边形 ” ABCD(如图1)进行了深入探究,发现其一组对边的平方和等于另一组对边的平方和即2222ABCDADBC你认为他的发现正确吗?试说明理由(3)应用
5、: 如图 2,在 ABC 中,90ACB,AC=6,BC=8,动点P 从点 A 出发沿 AB 方向以每秒5 个单位的速度向点B 匀速运动,同时动点Q 从点 C 出发沿 CA 方向以每秒6 个单位的速度向点A 匀速运动,运动时间为 t秒(01t) ,连结 CP,BQ,PQ当四边形BCQP 是“ 垂直四边形 ” 时,求 t 的值 如图 3,在 ABC 中,AB=3AC,分别以AB,AC 为边向外作正方形ABDE 和正方形ACFG ,连结 EG请直接写出线段EG 与 BC 之间的数量关系【答案】(1)28; (2)证明见解析; (3)29;2232EGBC【解析】 试题分析:(1)由于对角线互相垂直
6、,所以四边形ABCD 的面积可化为12AO?BD+12CO?BD 的和;(2)由于对角线互相垂直,由勾股定理分别表示出AB2、 CD2、AD2、BC2;(3)过点 P作 PDAC 于点 D,构造 PAD BAC 后,利用 BP2+CQ2=PQ2+BC2列出关于 t 的方程;故答案为: 28;名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页,共 36 页 - - - - - - - - - 优秀学习资料欢迎下载(2)四边形ABCD 是“ 垂直四边形 ” ,AC
7、BD. 由勾股定理可知:AB2+CD2=(AO2+BO2)+(DO2+CO2),AD2+BC2=(AO2+DO2)+(BO2+CO2),AB2+CD2=AD2+BC2; AP=5t ,CQ=6t ADPD5t6810, AD=3t ,PD=4t. 四边形 BCQP 是“ 垂直四边形 ”.BP2+CQ2=PQ2+BC2. (10-5t)2+(6t)2=(6-9t)2+82,解得 t=29或 t=0(舍去) . 当四边形BCQP 是“ 垂直四边形 ” 时, t 的值为29. 如图 3,名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料
8、- - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页,共 36 页 - - - - - - - - - 优秀学习资料欢迎下载连接 CG、BG、BE、CE,CE 与 BG 交于点 O 由题意知: EA=BA ,AC=AG EAB= CAG=90 EAB+ BAC= CAG+ BAC EAC= BAG 在EAC 与BAG 中EABAEACBAGACAG,点睛:本题考查的是垂直四边形的概念和性质、相似三角形的判定和性质以及勾股定理的应用,正确理解垂直四边形的定义,灵活运用勾股定理是解题的关键. 3在四边形ABCD中,180BD,对角线AC平分BAD.学科 .网(1)如图 1,若12
9、0DAB,且90B,试探究边AD、AB与对角线AC的数量关系并说明理由. (2)如图 2,若将( 1)中的条件 “90B” 去掉, ( 1)中的结论是否成立?请说明理由. (3)如图 3,若90DAB,探究边AD、AB与对角线AC的数量关系并说明理由. 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页,共 36 页 - - - - - - - - - 优秀学习资料欢迎下载【答案】(1)ACADAB.证明见解析;(2)成立;(3)2ADABAC.理由见解析 .
10、【解析】试题分析: (1)结论: AC=AD+AB ,只要证明AD=12AC ,AB=12AC 即可解决问题;(2) (1)中的结论成立以C 为顶点, AC 为一边作 ACE=60 , ACE 的另一边交AB 延长线于点E,只要证明 DAC BEC 即可解决问题;(3)结论: AD+AB2AC过点 C 作 CEAC 交 AB 的延长线于点E,只要证明 ACE 是等腰直角三角形, DAC BEC 即可解决问题;试题解析:解: (1)AC=AD+AB 理由如下:如图1中,(2) (1)中的结论成立,理由如下:以C 为顶点, AC 为一边作 ACE=60 , ACE 的另一边交AB 延长线于点 E,
11、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页,共 36 页 - - - - - - - - - 优秀学习资料欢迎下载 BAC=60 , AEC 为等边三角形,AC=AE=CE , D+ABC=180 , DAB=120 , DCB=60 ,(3)结论: AD+AB2AC理由如下:过点 C 作 CEAC 交 AB 的延长线于点E, D+B=180 , DAB=90 ,DCB=90 , ACE=90 , DCA= BCE,又 AC 平分 DAB , CAB=4
12、5 , E=45 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页,共 36 页 - - - - - - - - - 优秀学习资料欢迎下载AC=CE 又 D+ABC=180 , D= CBE, CDA CBE,AD=BE ,AD+AB=AE在 Rt ACE 中, CAB=45 ,AE245ACACcos2ADABAC. 4ABC 和CDE 是以 C 为公共顶点的两个三角形(1)如图 1,当 ABC 和CDE 都是等边三角形时,连接BD、AE 相交于点P求 DP
13、E 的度数;(2)如图 2,当 ABC 和CDE 都是等腰直角三角形,且ACB= DCE=90 时,连接AD 、BE,Q 为 AD中点,连接QC 并延长交BE 于 K求证: QKBE;(3)在( 1)的条件下,N 是线段 AE 与 CD 的交点, PF是 DPE 的平分线,与DC 交于点 F,CN=2,PFN=45 ,求 FN 的长【答案】(1)60 ; ( 2)见解析;(3)DE、NE,再利用相似三角形的性质可得DE2=NE PE,求出 PE、PN,由此即可解决问题; 解: (1)如图 1 中,设 AE 交 CD 于 J名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - -
14、- - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页,共 36 页 - - - - - - - - - 优秀学习资料欢迎下载 DPE=60 (2)如图 2 中,延长CQ 到 R,使得 CQ=QR ,连接 AR、 DR ABC 和CDE 都是等腰直角三角形,学/+科网 ACB= DCE=90 ,AC=BC ,CE=CD , BCE+ ACD=180 ,AQ=DQ ,CQ=QR,名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - -
15、- - - 第 9 页,共 36 页 - - - - - - - - - 优秀学习资料欢迎下载四边形ACDR 是平行四边形, CKB=90 ,即 CK BE(3)如图 3 中,作 NH EC 于 H,NGPF 于 G,在 EH 上取一点K 使得 NK=EK DPE=60 ,PF 平分 DPE, NPPF=30 , PFN=45 ,NGF=90 ,GF=GN=PN,FN=GN, PNF=CNE=105 , CEN=15 ,KN=KE , KNE= KEN=15 , NKH=30 ,在 Rt CNH 中, CN=2, CNH=30 ,CH=CN=,NH=CH=,名师归纳总结 精品学习资料 - -
16、- - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 10 页,共 36 页 - - - - - - - - - 优秀学习资料欢迎下载在 Rt NKH 中, NK=KE=2NH=2,HK=NH=3,EN=6+2,CE=DE=4+2 DEN= PED, EDN= EPD, DEN PED,DE2=NE?PE,可得 PE=, PN=PEEN=,FN= =5在正方形ABCD 中,动点E,F 分别从 D,C 两点同时出发,以相同的速度在直线DC,CB 上移动(1)如图,当点E 自 D 向 C,点 F 自 C 向 B
17、 移动时,连接AE 和 DF 交于点 P,请你写出AE 与 DF 的位置关系,并说明理由;(2)如图, 当 E,F 分别移动到边DC,CB 的延长线上时, 连接 AE 和 DF, (1)中的结论还成立吗?(请你直接回答 “ 是” 或“ 否” ,不须证明)(3)如图,当E,F 分别在边CD,BC 的延长线上移动时,连接AE,DF, (1)中的结论还成立吗?请说明理由;(4)如图,当E,F 分别在边DC, CB 上移动时,连接AE 和 DF 交于点 P,由于点 E,F 的移动,使得点 P 也随之运动,请你画出点P 运动路径的草图若AD=2 ,试求出线段CP 的最小值【答案】(1)AE=DF ,AE
18、DF;(2)是;(3)成立,理由见解析;(4)CP=QCQP=51【解析】试题分析: (1) AE=DF ,AEDF先证得 ADE DCF 由全等三角形的性质得AE=DF ,DAE= CDF,再由等角的余角相等可得AE DF;名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 11 页,共 36 页 - - - - - - - - - 优秀学习资料欢迎下载(2)是四边形ABCD 是正方形,所以AD=DC ,ADE= DCF=90 ,DE=CF,所以 ADE DCF,于是
19、 AE=DF , DAE= CDF,因为 CDF+ ADF=90 , DAE+ ADF=90 ,所以 AE DF;(3)成立由( 1)同理可证AE=DF , DAE= CDF,延长 FD 交 AE 于点 G,再由等角的余角相等可得AEDF;(4)由于点P 在运动中保持APD=90 ,所以点P 的路径是一段以AD 为直径的弧,设AD 的中点为Q,连接 QC 交弧于点P,此时 CP 的长度最小,再由勾股定理可得QC 的长,再求CP 即可理由:由( 1)同理可证AE=DF , DAE= CDF 延长 FD 交 AE 于点 G,则 CDF+ ADG=90 , ADG+ DAE=90 AEDF;(4)如
20、图:由于点 P 在运动中保持APD=90 ,点 P 的路径是一段以AD 为直径的弧,名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 12 页,共 36 页 - - - - - - - - - 优秀学习资料欢迎下载设 AD 的中点为Q,连接 QC 交弧于点P,此时 CP 的长度最小,在 Rt QDC 中, QC=2222CD +QD = 2 +1 =5,CP=QCQP=5-1考点:四边形的综合知识6如图 1 所示,在正方形ABCD 和正方形CGEF 中,点 B、C、G
21、 在同一条直线上,M 是线段 AE 的中点,DM 的延长线交EF 于点 N,连接 FM,易证: DM=FM ,DM FM(无需写证明过程)(1)如图 2,当点 B、C、F 在同一条直线上,DM 的延长线交EG 于点 N,其余条件不变,试探究线段DM与 FM 有怎样的关系?请写出猜想,并给予证明;(2)如图 3,当点 E、B、C 在同一条直线上,DM 的延长线交CE 的延长线于点N,其余条件不变,探究线段 DM 与 FM 有怎样的关系?请直接写出猜想【答案】(1)DM FM ,DM=FM ,证明见解析;(2)DM FM,DM=FM 【解析】试题分析:(1)连接DF,NF,由四边形ABCD 和 C
22、GEF 是正方形,得到AD BC,BCGE,于是得到AD GE,求得 DAM= NEM ,证得 MAD MEN ,得出 DM=MN ,AD=EN ,推出 MAD MEN ,证出 DFN 是等腰直角三角形,即可得到结论;(2)连接 DF,NF,由四边形ABCD 是正方形,得到AD BC,由点E、B、C 在同一条直线上,于是得到 AD CN,求得 DAM= NEM , 证得 MAD MEN ,得出 DM=MN ,AD=EN , 推出 MAD MEN ,证出 DFN 是等腰直角三角形,于是结论得到试题解析:(1)如图 2,DM=FM ,DM FM,证明:连接DF,NF,四边形ABCD 和 CGEF
23、是正方形,名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 13 页,共 36 页 - - - - - - - - - 优秀学习资料欢迎下载AD BC,BC GE,AD GE, EFN+NFC=90 , DFC+CFN=90 , DFN=90 ,DM FM ,DM=FM 学-科-网(2)猜想: DM FM,DM=FM ,证明如下:如图3,连接 DF, NF,连接 DF,NF,四边形ABCD 是正方形,ADBC,点 E、B、C 在同一条直线上,AD CN, ADN= M
24、NE ,在MAD 与MEN 中,AMD=EMNAM=ENDAM=NEM, MAD MEN , DM=MN ,AD=EN , AD=CD , CD=NE , CF=EF, DCF=90 +45 =135 ,NEF=180 45 =135 , DCF= NEF,在DCF 与NEF 中,CD=NEDCF=NEFCF=EF, MAD MEN , DF=NF , CFD= EFN, CFD+ EFD=90 , NFE+ EFD=90 , DFN=90 ,DM FM ,DM=FM 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - -
25、- - - - - - - - - - - - 第 14 页,共 36 页 - - - - - - - - - 优秀学习资料欢迎下载考点:四边形综合题7已知,在矩形ABCD 中, AB=a,BC=b ,动点 M 从点 A 出发沿边AD 向点 D 运动(1)如图 1,当 b=2a,点 M 运动到边AD 的中点时,请证明BMC=90 ;(2)如图 2,当 b2a 时,点 M 在运动的过程中,是否存在 BMC=90 ,若存在,请给与证明;若不存在,请说明理由;(3)如图 3,当 b2a 时,( 2)中的结论是否仍然成立?请说明理由【答案】(1)证明见解析(2)存在( 3)不成立【解析】(3)由( 2
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