专题10:旋转型相似三角形(老师版).docx
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1、专题10:旋转型相似三角形-2022年中考数学解题方法终极训练一、单选题1在RtABC中,BAC90,AD是ABC的中线,ADC45,把ADC沿AD对折,使点C落在C的位置,CD交AB于点Q,则的值为()ABCD【答案】A【解析】根据折叠得到对应线段相等,对应角相等,根据直角三角形的斜边中线等于斜边一半,可得出ADDCBD,ACAC,ADCADC45,CDCD,进而求出C、B的度数,求出其他角的度数,可得AQAC,将转化为,再由相似三角形和等腰直角三角形的边角关系得出答案【详解】解:如图,过点A作AEBC,垂足为E,ADC45,ADE是等腰直角三角形,即AEDEAD,在RtABC中,BAC90
2、,AD是ABC的中线,ADCDBD,由折叠得:ACAC,ADCADC45,CDCD,CDC45+4590,DACDCA(18045)267.5CAD,B90CCAE22.5,BQD90BCQA67.5,ACAQAC,由AECBDQ得:,故选:A【点评】考查直角三角形的性质,折叠轴对称的性质,以及等腰三角形与相似三角形的性质和判定等知识,合理的转化是解决问题的关键2如图,正方形中,点是边上一点,连接,以为对角线作正方形,边与正方形的对角线相交于点,连接以下四个结论:;其中正确的个数为( )A个B个C个D个【答案】D【解析】四边形AEFG和四边形ABCD均为正方形,EAB、GAD与BAG的和均为9
3、0,即可证明EAB与GAD相等;由题意易得AD=DC,AG=FG,进而可得,DAG=CAF,然后问题可证;由四边形AEFG和四边形ABCD均为正方形,可求证HAFFAC,则有,然后根据等量关系可求解;由及题意知ADG=ACF=45,则问题可求证【详解】解:四边形AEFG和四边形ABCD均为正方形EAG=BAD=90又EAB=90-BAG,GAD=90-BAGEAB=GAD正确四边形AEFG和四边形ABCD均为正方形AD=DC,AG=FGAC=AD,AF=AG,即又DAG+GAC=FAC+GACDAG=CAF正确四边形AEFG和四边形ABCD均为正方形,AF、AC为对角线AFH=ACF=45又F
4、AH=CAFHAFFAC即又AF=AE正确由知又四边形ABCD为正方形, AC为对角线ADG=ACF=45DG在正方形另外一条对角线上DGAC正确故选:D【点评】本题主要考查相似三角形的判定与性质综合运用,同时利用到正方形相关性质,解题关键在于找到需要的相似三角形进而证明二、填空题3已知正方形DEFG的顶点F在正方形ABCD的一边AD的延长线上,连结AG,CE交于点H,若,则CH的长为_.【答案】【解析】连接EG,与DF交于N,设CD和AH交于M,证明ANGADM,得到,从而求出DM的长,再通过勾股定理算出AM的长,通过证明ADGCDE得到DAG=DCE,从而说明ADMCHM,得到,最后算出C
5、H的长.【详解】解:连接EG,与DF交于N,设CD和AH交于M,GNA=90,DN=FN=EN=GN,MAD=GAN,MDA=GNA=90,ANGADM,DF=EG=2,DN=NG=1,AD=AB=3,解得:DM=,MC=,AM=,ADM+MDG=EDG+CDG,ADG=EDC,在ADG和CDE中,ADGCDE(SAS),DAG=DCE,AMD=CMH,ADM=CHM=90,ADMCHM,即,解得:CH=.【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,正方形的性质,勾股定理,综合性较强,解题的关键是找到合适的全等三角形和相似三角形,通过其性质计算出CH的长.4如图,在四边形
6、ABCD中,AEBC,垂足为E,BAEADC,BECE2,CD5,ADkAB(k为常数),则BD的长为_(用含k的式子表示)【答案】【解析】连接AC,将ABD绕点A逆时针旋转至ACG,连接DG,根据相似三角形的判定与性质求出DG=kBC,然后根据题意推出CDG=90,即可利用勾股定理求解【详解】解:如图,连接AC,AEBC,BECE2,BC=4,AE垂直平分BC,AB=AC,将ABD绕点A逆时针旋转至ACG,如图所示,连接DG,则AD=AG,BD=CG,由旋转的性质可得:BAC=DAG,AB=AC,AD=AG,ABCADG,ADkAB,DG=kBC=4k,BAE+ABC=90,BAE=ADC,
7、ABC+ADC=90,ABCADG,ABC=ADG,ADG+ADC=90,即:CDG=90,【点评】本题考查相似三角形的判定与性质,旋转构造辅助线,以及勾股定理解三角形等,掌握相似三角形的判定与性质是解题关键5如图,正方形的边长为8,线段绕着点逆时针方向旋转,且,连接,以为边作正方形,为边的中点,当线段的长最小时,_【答案】【解析】连接BD,BF,FD,证明EBCFBD,根据题意,知道M,F,D三点一线时,FM最小,然后过点M作MGBD,垂足为G,根据等腰直角三角形的性质、勾股定理分别求出MG和DG的长,再根据正切的定义计算即可【详解】解:连接BD,BF,FD,如图,FBD+DBE=45,EB
8、C+DBE=45,FBD=EBC,EBCFBD,FDB=ECB,DF=,由题意知:FM、DF、DM三条线段满足FM+DFMD,其中DM、DF的值一定,当M,F,D三点一线时,FM最小,过点M作MNBD,垂足为G,MBN=45,BM=AB=4,MN=BN=2,MD=4,DG=6,=,故答案为:【点评】本题考查了正方形的性质,手拉手相似模型,锐角三角函数,勾股定理,三角形面积,线段最值模型,熟练构造相似模型,准确确定线段最小值的条件是解题的关键6已知正方形的边长为12,、分别在边、上,将沿折叠,使得点落在正方形内部(不含边界)的点处,的延长线交于点若点在正方形的对称轴上,且满足,则折痕的长为_【答
9、案】或【解析】根据得到点是的中点,再分两种情况讨论,如答案图l,当点在对角线上时,过点作于点,过点作交的延长线于点,则四边形为矩形;利用相似三角形的性质即可求出EF;答案如图2当点在的中垂线上时,为的中点,过点作于点,过点作交的延长线于点,得到,同即可求出EF【详解】解:,点是的中点,又点在正方形的对称轴上,分以下两种情况讨论:如答案图l,当点在对角线上时,过点作于点,过点作交的延长线于点,则四边形为矩形,在正方形中,由折叠可知,设,则,解得,;如答案图2当点在的中垂线上时,为的中点,过点作于点,过点作交的延长线于点,则,同理可得,综上所述,折痕的长为或【点评】本题考查正方形的性质,轴对称变换
10、,相似三角形等知识,解题的关键是学会用分类讨论的思想思考问题,属于中考填空题中的压轴题7如图,已知四边形ABCD与四边形CFGE都是矩形,点E在CD上,点H为AG的中点,则DH的长为_ 【答案】【解析】延长GE交AB于点M,作于首先求出AG、AH,由ADN,得,求出DN、AN,HN,在中利用勾股定理即可解决问题【详解】延长GE交AB于点M,作于N四边形ABCD与四边形CFGE都是矩形,四边形BFGM是矩形,点H为AG的中点,在中,故答案为【点评】本题考查矩形的性质、相似三角形的判定和性质、勾股定理等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造直角三角形解决问题8如图,在矩形ABCD中,E是AD边
11、的中点,BEAC于点F,连接DF,分析下列五个结论:AEFCAB;CF2AF;DFDC;S四边形CDEFSABF,其中正确的结论有_个【答案】4【解析】四边形ABCD是矩形,BEAC,则ABCAFB90,又BAFCAB,于是AEFCAB,故正确;由AEADBC,又ADBC,所以,故正确;过D作DMBE交AC于N,得到四边形BMDE是平行四边形,求出BMDEBC,得到CNNF,根据线段的垂直平分线的性质可得结论,故正确;根据AEFCBF得到,求出SAEFSABF,SABFS矩形ABCDS四边形CDEFSACDSAEFS矩形ABCDS矩形ABCDS矩形ABCD,即可得到S四边形CDEFSABF,故
12、正确【详解】解:过D作DMBE交AC于N,四边形ABCD是矩形,ADBC,ABC90,ADBC,BEAC于点F,EACACB,ABCAFE90,AEFCAB,故正确;ADBC,AEFCBF,AEADBC,CF2AF,故正确,DEBM,BEDM,四边形BMDE是平行四边形,BMDEBC,BMCM,CNNF,BEAC于点F,DMBE,DNCF,DFDC,故正确;AEFCBF,SAEFSABF,SABFS矩形ABCDSAEFS矩形ABCD,又S四边形CDEFSACDSAEFS矩形ABCDS矩形ABCDS矩形ABCD,S四边形CDEFSABF,故正确;故答案为:4【点评】本题考查了相似三角形的判定和性
13、质,矩形的性质,图形面积的计算,正确的作出辅助线,根据相似三角形表示出图形面积之间关系是解题的关键三、解答题9如图,在中,动点P从点A出发,以每秒3个单位长度的速度沿方向绕行一周,动直线从开始,以每秒1个单位长度的速度向右平移,分别交于两点当点P运动到点A时,直线也停止运动(1)求点P到的最大距离;(2)当点P在上运动时,求的值;把绕点E顺时针方向旋转,当点P的对应点落在上时,的对应线段恰好与垂直,求此时t的值(3)当点P关于直线的对称点为F时,四边形能否成为菱形?若能,直接写出t的值;若不能,请说明理由【答案】(1);(2);(3)能,【解析】(1)当点P与点C重合时,点P到AB的距离最大,
14、过点C作CFAB于F,根据面积法求解即可;(2)分别求出DG和PG的长,求出,即可得;证明得即,解方程求解即可;(3)分当点P在上、当点P在上和当点P在上三种情况列式求解即可【详解】解:(1)当点P与点C重合时,点P到的距离最大,过点C作CFAB于F 根据勾股定理,得当点P与点C重合时,点P到AB的距离最大,最大值为RtABC斜边AB上的高CF,即点P到的最大距离是(2)当点P在上运动时,设运动时间为,则有,直线,如图,过点D作于点G,则四边形是矩形,即,即,直线直线,由旋转的性质,得,即,(3)因为点F是点P关于直线的对称点,即垂直平分,所以,当也垂直平分时,四边形为菱形直线,即,当点P在上
15、时,若垂直平分,则有,解得;当点P在上时,三点都在x轴上,构不成四边形;当点P在上时,若点P在直线的右侧,类比可得:,解得;若点P在直线的左侧,四点构不成凸四边形综上,当时,四边形为菱形【点评】此题考查了菱形的判定和性质,解直角三角形等知识,解题的关键是学会用分类讨论的思想思考问题,学会利用参数构建方程解决问题10(1)【问题发现】:如图1在RtABC中,ABAC,BAC90,点D为BC的中点,以CD为一边作正方形CDEF,点E与点A重合,易知ACFBCE线段BE与AF有怎样的数量关系?请直接写出(2)【拓展研究】:在(1)的条件下,将正方形CDEF绕点C旋转至如图2所示的位置,连接BE,CE
16、,AF请猜想线段BE和AF的数量关系,并证明你的结论;(3)【结论运用】:在(1)(2)的条件下,若ABC的面积为8时,当正方形CDEF旋转到B、E、F点共线时,请直接写出线段AF的长【答案】(1);(2),证明过程见解答;(3)或【解析】(1)当点与点重合时,证明和都是等腰直角三角形,所以它们的对应角相等,可得,可推出;(2)由和都是等腰直角三角形可得,再由,可证明,可推出仍然成立;(3)由、三点共线得,根据图1,由的面积为8,可求出,且,在中由勾股定理求出的长,再求的长,再由求出的长【详解】解:(1)结论:,如图1,四边形是正方形,点与点重合,;,(2)证明:如图2,由(1)得,四边形是正
17、方形,(3)如图1,点为的中点,的面积为8,点与点重合,四边形是正方形,;如图2,、三点共线且点在线段上,;如图3,、三点共线且点在线段上,则,综上所述,线段的长为或【点评】此题重点考查相似三角形的判定与性质、正方形的性质、等腰直角三角形的性质、勾股定理、二次根式的化简以及解直角三角形等知识与方法,此题综合性较强,难度较大,属于考试压轴题解题关键是利用旋转相似得到,问题(3)难点正确画出图形,得到11如图,和是有公共顶点直角三角形,点P为射线,的交点(1)如图1,若和是等腰直角三角形,求证:;(2)如图2,若,问:(1)中的结论是否成立?请说明理由(3)在(1)的条件下,若把绕点A旋转,当时,
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