《中考课件初中数学总复习资料》第7关 以几何图形中的图形操作与变换问题为背景的解答题(解析版).docx
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1、第七关 以几何图形中的图形操作与变换问题为背景的解答题【考查知识点】图形的变换有轴对称、平移和旋转,在此类问题中轴对称问题多以折叠的形式出现。折叠问题也是最近中考的热点,这类问题不但考察学生对基本几何图形性质的掌握情况,而且可以培养学生的空间思维能力和运动变化观念,提高学生的实践操作水平。图形的旋转是中考题的新题型,热点题型,考察内容:中心对称和中心对称图形的性质和别。旋转,平移的性质.【解题思路】折叠类题目的主要出题结合点有:与三角形结合,与平行四边形结合,与圆结合,与函数图像结合,题型多以选择题和填空题的形式出现,少数题目也会在大题中作为辅助背景。在解决这类问题时,要注意折叠出等角,折叠出
2、等长,折叠出等腰三角形,折叠出全等与相似等。图形的旋转是中考题的新题型,热点题型,解题方法熟练掌握图形的对称,图形的平移,图形的旋转的基本性质和基本作图法。结合具体的问题大胆尝试,动手操作平移,旋转,探究发现其内在的规律。注重对网格内和坐标内的图形的变换试题的研究,熟练掌握其常用的解题方法。关注图形与变换创新题,弄清其本质,掌握基本解题方法,如动手操作法,折叠法,旋转法,旋转可以移动图形的位置而不改变图形的大小,是全等变换. 变换的目的是为了实现已知与结论中的相关元素的相对集中或分散重组,使表面上不能发生联系的元素联系起来在转化的基础上为问题的解决铺设桥梁,沟通到路一些难度较大的问题借助平移、
3、对称、旋转的合成及相互关系可能会更容易一些【典型例题】【例1】(2019·河北中考模拟)如图1,在ABCD中,DHAB于点H,CD的垂直平分线交CD于点E,交AB于点F,AB=6,DH=4,BF:FA=1:5(1)如图2,作FGAD于点G,交DH于点M,将DGM沿DC方向平移,得到CGM,连接MB求四边形BHMM的面积;直线EF上有一动点N,求DNM周长的最小值(2)如图3,延长CB交EF于点Q,过点Q作QKAB,过CD边上的动点P作PKEF,并与QK交于点K,将PKQ沿直线PQ翻折,使点K的对应点K恰好落在直线AB上,求线段CP的长【答案】(1)四边形BHMM的面积为7.5;DNM
4、周长的最小值为9;(2)CP的长为或【解析】【分析】(1)根据相似三角形的判定和性质以及平移的性质进行解答即可;连接CM交直线EF于点N,连接DN,利用勾股定理解答即可;(2)分点P在线段CE上和点P在线段ED上两种情况进行解答【详解】(1)在ABCD中,AB=6,直线EF垂直平分CD,DE=FH=3,又BF:FA=1:5,AH=2,RtAHDRtMHF,即,HM=1.5,根据平移的性质,MM'=CD=6,连接BM,如图1,四边形BHMM的面积=7.5;连接CM交直线EF于点N,连接DN,如图2,直线EF垂直平分CD,CN=DN,MH=1.5,DM=2.5,在RtCDM中,MC2=DC
5、2+DM2,MC2=62+(2.5)2,即MC=6.5,MN+DN=MN+CN=MC,DNM周长的最小值为9;(2)BFCE,QF=2,PK=PK'=6,过点K'作E'F'EF,分别交CD于点E',交QK于点F',如图3,当点P在线段CE上时,在RtPK'E'中,PE'2=PK'2E'K'2,PE=2,RtPE'K'RtK'F'Q,即,解得:QF=,PE=PE'EE'=,CP=,同理可得,当点P在线段DE上时,CP=,如图4,综上所述,CP的长为或【名
6、师点睛】本题考查四边形的综合题,关键是根据相似三角形的性质和平移的性质解答,注意(2)分两种情况分析【例2】(2019·湖南中考模拟)在矩形ABCD中,AB=12,P是边AB上一点,把PBC沿直线PC折叠,顶点B的对应点是点G,过点B作BECG,垂足为E且在AD上,BE交PC于点F(1)如图1,若点E是AD的中点,求证:AEBDEC;(2)如图2,求证:BP=BF;当AD=25,且AEDE时,求cosPCB的值;当BP=9时,求BEEF的值【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析;108. 【解析】分析:(1)先判断出A=D=90°,AB=DC再判断出AE=DE,即可得出
7、结论;(2)利用折叠的性质,得出PGC=PBC=90°,BPC=GPC,进而判断出GPF=PFB即可得出结论;判断出ABEDEC,得出比例式建立方程求解即可得出AE=9,DE=16,再判断出ECFGCP,进而求出PC,即可得出结论;判断出GEFEAB,即可得出结论详解:(1)在矩形ABCD中,A=D=90°,AB=DC,E是AD中点,AE=DE,在ABE和DCE中,ABEDCE(SAS);(2)在矩形ABCD,ABC=90°,BPC沿PC折叠得到GPC,PGC=PBC=90°,BPC=GPC,BECG,BEPG,GPF=PFB,BPF=BFP,BP=BF
8、;当AD=25时,BEC=90°,AEB+CED=90°,AEB+ABE=90°,CED=ABE,A=D=90°,ABEDEC,设AE=x,DE=25x,x=9或x=16,AEDE,AE=9,DE=16,CE=20,BE=15,由折叠得,BP=PG,BP=BF=PG,BEPG,ECFGCP,设BP=BF=PG=y,y=,BP=,在RtPBC中,PC=,cosPCB=;如图,连接FG,GEF=BAE=90°,BFPG,BF=PG,BPGF是菱形,BPGF,GFE=ABE,GEFEAB,BEEF=ABGF=12×9=108【名师点睛】此题
9、是四边形综合题,主要考查了矩形的性质,全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,折叠的性质,利用方程的思想解决问题是解本题的关键【例3】(2019·辽宁中考真题)思维启迪:(1)如图1,A,B两点分别位于一个池塘的两端,小亮想用绳子测量A,B间的距离,但绳子不够长,聪明的小亮想出一个办法:先在地上取一个可以直接到达B点的点C,连接BC,取BC的中点P(点P可以直接到达A点),利用工具过点C作CDAB交AP的延长线于点D,此时测得CD200米,那么A,B间的距离是 米思维探索:(2)在ABC和ADE中,ACBC,AEDE,且AEAC,ACBAED90°,将ADE绕点A顺
10、时针方向旋转,把点E在AC边上时ADE的位置作为起始位置(此时点B和点D位于AC的两侧),设旋转角为,连接BD,点P是线段BD的中点,连接PC,PE如图2,当ADE在起始位置时,猜想:PC与PE的数量关系和位置关系分别是 ;如图3,当90°时,点D落在AB边上,请判断PC与PE的数量关系和位置关系,并证明你的结论;当150°时,若BC3,DEl,请直接写出PC2的值【答案】(1)200;(2)PCPE,PCPE;PC与PE的数量关系和位置关系分别是PCPE,PCPE,见解析;PC2.【解析】【分析】(1)由CDAB,可得CB,根据APBDPC即可证明ABPDCP,即可得AB
11、CD,即可解题(2)延长EP交BC于F,易证FBPEDP(SAS)可得EFC是等腰直角三角形,即可证明PCPE,PCPE作BFDE,交EP延长线于点F,连接CE、CF,易证FBPEDP(SAS),结合已知得BFDEAE,再证明FBCEAC(SAS),可得EFC是等腰直角三角形,即可证明PCPE,PCPE作BFDE,交EP延长线于点F,连接CE、CF,过E点作EHAC交CA延长线于H点,由旋转旋转可知,CAE150°,DE与BC所成夹角的锐角为30°,得FBCEAC,同可证可得PCPE,PCPE,再由已知解三角形得EC2CH2+HE2,即可求出【详解】(1)解:CDAB,CB
12、,在ABP和DCP中,ABPDCP(SAS),DCABAB200米CD200米,故答案为:200(2)PC与PE的数量关系和位置关系分别是PCPE,PCPE理由如下:如解图1,延长EP交BC于F,同(1)理,可知FBPEDP(SAS),PFPE,BFDE,又ACBC,AEDE,FCEC,又ACB90°,EFC是等腰直角三角形,EPFP,PCPE,PCPEPC与PE的数量关系和位置关系分别是PCPE,PCPE理由如下:如解图2,作BFDE,交EP延长线于点F,连接CE、CF,同理,可知FBPEDP(SAS),BFDE,PEPF,DEAE,BFAE,当90°时,EAC90
13、76;,EDAC,EABCFBAC,FBC90,CBFCAE,在FBC和EAC中,FBCEAC(SAS),CFCE,FCBECA,ACB90°,FCE90°,FCE是等腰直角三角形,EPFP,CPEP,CPEP如解图3,作BFDE,交EP延长线于点F,连接CE、CF,过E点作EHAC交CA延长线于H点,当150°时,由旋转旋转可知,CAE150°,DE与BC所成夹角的锐角为30°,FBCEAC150°同可得FBPEDP(SAS),同FCE是等腰直角三角形,CPEP,CPEP,在RtAHE中,EAH30°,AEDE1,HE,A
14、H,又ACAB3,CH3+,EC2CH2+HE2PC2【名师点睛】本题考查几何变换综合题,考查了旋转的性质、全等三角形的判定和性质,等腰直角三角形性质、勾股定理和30°直角三角形性质等知识,解题的关键是正确寻找全等三角形解决问题,属于压轴题【方法归纳】实践操作性试题以成为中考命题的热点,很多省市的压轴的都是这类题型,解决这种类型的题目可从以下方面切入:1.构造定理所需的图形或基本图形.在解决问题的过程中,有时添辅助线是必不可少的。中考对学生添线的要求不是很高,只需连接两点或作垂直、平行,而且添辅助线几乎都遵循这样一个原则:构造定理所需的图形或构造一些常见的基本图形.2. 切入点二:做
15、不出、找相似,有相似,用相似.压轴题牵涉到的知识点较多,知识转化的难度较高。学生往往不知道该怎样入手,这时往往应根据题意去寻找相似三角形。3. 紧扣不变量,并善于使用前题所采用的方法或结论.在图形运动变化时,图形的位置、大小、方向可能都有所改变,但在此过程中,往往有某两条线段,或某两个角或某两个三角形所对应的位置或数量关系不发生改变。4. 展开联想,寻找解决过的问题. 在题目中你总可以找到与你解决过的问题有相类似的情况,可能图形相似,可能条件相似,可能结论相似,此时你就应考虑原来题目是怎样解决的,与现题目有何不同。原有的题目是如何解决的,所使用的方法或结论在这里是不是可以使用,或有借鉴之处。5
16、. 在题目中寻找多解的信息图形在运动变化,可能满足条件的情形不止一种,也就是通常所说的两解或多解.【针对练习】1(2019·山东中考真题)(1)问题发现 如图1,ACB和DCE均为等腰直角三角形,ACB=90°,B,C,D在一条直线上. 填空:线段AD,BE之间的关系为 .(2)拓展探究 如图2,ACB和DCE均为等腰直角三角形,ACB=DCE=90°,请判断AD,BE的关系,并说明理由. (3)解决问题 如图3,线段PA=3,点B是线段PA外一点,PB=5,连接AB,将AB绕点A逆时针旋转90
17、6;得到线段AC,随着点B的位置的变化,直接写出PC的范围. 【答案】(1) AD=BE,ADBE(2) AD=BE,ADBE(3) 5-3PC5+3【解析】【分析】(1)根据等腰三角形性质证ACDBCE(SAS),得AD=BE,EBC=CAD,延长BE交AD于点F,由垂直定义得ADBE(2)根据等腰三角形性质证ACDBCE(SAS),AD=BE,CAD=CBE,由垂直定义得OHB=90°,ADBE;(3)作AEAP,使得AE=PA,则易证APEACP,PC=BE,当P、E、B共线时,BE最小,最小值=PB-PE;当P、E、B共线时,BE最大,最大值=PB+PE,故5-3B
18、E5+3.【详解】(1)结论:AD=BE,ADBE理由:如图1中,ACB与DCE均为等腰直角三角形,AC=BC,CE=CD,ACB=ACD=90°,在RtACD和RtBCE中ACDBCE(SAS),AD=BE,EBC=CAD延长BE交AD于点F,BCAD,EBC+CEB=90°,CEB=AEF,EAD+AEF=90°,AFE=90°,即ADBEAD=BE,ADBE故答案为AD=BE,ADBE(2)结论:AD=BE,ADBE理由:如图2中,设AD交BE于H,AD交BC于OACB与DCE均为等腰直角三角形,AC=BC,CE=CD,ACB=ECD=90
19、6;,ACD=BCE,在RtACD和RtBCE中,ACDBCE(SAS),AD=BE,CAD=CBE,CAO+AOC=90°,AOC=BOH,BOH+OBH=90°,OHB=90°,ADBE,AD=BE,ADBE(3)如图3中,作AEAP,使得AE=PA,则易证APEACP,PC=BE,图3-1中,当P、E、B共线时,BE最小,最小值=PB-PE=5-3,图3-2中,当P、E、B共线时,BE最大,最大值=PB+PE=5+3,5-3BE5+3,即5-3PC5+3【点睛】本题是几何变换综合题,考查了旋转的性质、等腰直角三角形的性质、全等三角形的判定和性质等知识,解题的
20、关键是正确寻找三角形全等的条件,学会添加辅助线,构造全等三角形解决问题,学会用转化的思想思考问题,属于中考压轴题2(2019·山东中考真题)如图1,菱形的顶点,在直线上,以点为旋转中心将菱形顺时针旋转,得到菱形,交对角线于点,交直线于点,连接(1)当时,求的大小(2)如图2,对角线交于点,交直线与点,延长交于点,连接当的周长为2时,求菱形的周长【答案】(1);(2)菱形的周长为8【解析】【分析】(1)证明,推出,即可解决问题(2)证明,推出,再证明,推出,推出,即可解决问题【详解】(1)四边形是菱形,是等边三角形,是等边三角形,.(2),四边形四点共圆,的周长为2,菱形的周长为8【点
21、睛】本题考查旋转的性质,等边三角形的判定和性质,菱形的性质等知识,解题的关键是正确寻找全等三角形解决问题3(2019·辽宁中考真题)如图,四边形ABCD是正方形,连接AC,将绕点A逆时针旋转得,连接CF,O为CF的中点,连接OE,OD(1)如图1,当时,请直接写出OE与OD的关系(不用证明)(2)如图2,当时,(1)中的结论是否成立?请说明理由(3)当时,若,请直接写出点O经过的路径长【答案】(1),理由见解析;(2)当时,(1)中的结论成立,理由见解析;(3)点O经过的路径长为【解析】【分析】(1)根据直角三角形斜边上的中线等于斜边一半的性质可得OD与OE的数量关系;根据旋转的性质
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