中考必胜名师精品!2020中考数学压轴题全揭秘突破专题14几何变换44785.pdf
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1、1专题 14 几何变换问题【考点 1】平移变换问题【例 1】(2019山东中考真题)在平面直角坐标系中,将点 A(1,2)向上平移 3 个单位长度,再向左平移 2 个单位长度,得到点 A,则点 A的坐标是()A(1,1)B (1,2)C (1,2)D (1,2)【答案】A【解析】试题分析:已知将点 A(1,2)向上平移 3 个单位长度,再向左平移 2 个单位长度,得到点 A,根据向左平移横坐标减,向上平移纵坐标加可得点 A的横坐标为 12=1,纵坐标为2+3=1,即 A的坐标为(1,1)故选 A考点:坐标与图形变化-平移【变式 1-1】(2019甘肃中考真题)如图,在平面直角坐标系xOy中,将
2、四边形ABCD向下平移,再向右平移得到四边形1111AB CD,已知1(3,5),(4,3),(3,3)ABA,则点1B坐标为()2A(1,2)B(2,1)C(1,4)D(4,1)【答案】B【解析】【分析】根据 A 和 A1的坐标得出四边形 ABCD 先向下平移 2 个单位,再向右平移 6 个单位得到四边形1111ABC D,则 B 的平移方法与 A 点相同,即可得到答案【详解】图形向下平移,纵坐标发生变化,图形向右平移,横坐标发生变化.A(3,5)到 A1(3,3)得向右平移3(3)6 个单位,向下平移 532 个单位.所以 B(4,3)平移后 B1(2,1).故选 B.【点睛】此题考查图形
3、的平移.,掌握平移的性质是解题关键【变式 1-2】(2019广西中考真题)如图,在平面直角坐标系中,已知ABC的三个顶点坐标分别是2,1,1,()()2,3,3()ABC(1)将ABC向上平移 4 个单位长度得到111ABC,请画出111ABC;(2)请画出与ABC关于y轴对称的222ABC;(3)请写出12AA、的坐标3【答案】(1)如图所示:111A B C,即为所求;见解析;(2)如图所示:222ABC,即为所求;见解析;(3)122,3,),1()2AA 【解析】【分析】(1)直接利用平移的性质得出对应点位置进而得出答案;(2)直接利用轴对称的性质得出对应点位置进而得出答案;(3)利用
4、所画图象得出对应点坐标.【详解】(1)如图所示:111A B C,即为所求;(2)如图所示:222ABC,即为所求;(3)122,3,),1()2AA 【点睛】此题主要考查了轴对称变换以及平移变换,正确得出对应点位置是解题关键.4【考点 2】轴对称变换问题(含折叠变换)【例 2】(2019 四川中考真题)如图,在菱形ABCD中,4sin5B,点,EF分别在边,AD BC上,将四边形AEFB沿EF翻折,使AB的对应线段MN经过顶点C,当MN BC时,AEAD的值是_【答案】29.【解析】【分析】延长CM交AD于点G,进而利用翻折变换的性质得出AE ME,AEMC ,BF FN,BN ,AB MN
5、,再利用菱形的性质得出AB BC CD AD,BD ,180AB ,设4CFx,5FNx,利用勾股定理得出9BCx ABCD AD,再根据三角函数进行计算即可解答【详解】延长CM交AD于点G,将四边形AEFB沿EF翻折,AE ME,AEMC ,BF FN,BN ,AB MN四边形ABCD是菱形AB BC CD AD,BD ,180AB 4sinsin5CFBNFN,设4CFx,5FNx,5223CNFN CFx,9BCxABCD AD,4sinsin5GCBDCD 365xGC 36x6655GM GC MN CNxx180AB ,180EMCEMG BEMG 4sinsin5EGBEMGEM
6、 3cos5GMEMGEM=2EM x,2AEx,2299AExADx故答案为:29.【点睛】此题考查翻折变换,菱形的性质,三角函数,解题关键在于利用折叠的性质进行解答【变式 2-1】(2019 江苏中考真题)如图,将平行四边形纸片ABCD沿一条直线折叠,使点A与点C重合,点D落在点G处,折痕为EF求证:(1)ECB FCG;(2)EBC FGC【答案】(1)见解析;(2)见解析.【解析】6【分析】(1)依据平行四边形的性质,即可得到ABCD ,由折叠可得,AECG ,即可得到ECB FCG;(2)依据平行四边形的性质,即可得出DB ,AD BC,由折叠可得,DG ,AD CG,即可得到BG
7、,BC CG,进而得出EBC FGC【详解】(1)四边形ABCD是平行四边形,ABCD ,由折叠可得,AECG ,BCD ECG,BCD ECF ECG ECF ,ECB FCG;(2)四边形ABCD是平行四边形,DB ,AD BC,由折叠可得,DG ,AD CG,BG ,BC CG,又ECB FCG,()EBC FGC ASA【点睛】本题考查了平行四边形的性质,折叠的性质,全等三角形的判定,熟练掌握平行四边形的性质以及折叠的性质是解题的关键.【变式 2-2】(2019江苏中考真题)如图,已知等边ABC 的边长为 8,点 P是 AB 边上的一个动点(与点 A、B不重合),直线 l 是经过点 P
8、的一条直线,把ABC 沿直线 l 折叠,点 B的对应点是点 B.(1)如图 1,当 PB=4时,若点 B恰好在 AC 边上,则 AB的长度为_;(2)如图 2,当 PB=5时,若直线 l/AC,则 BB的长度为;(3)如图 3,点 P在 AB 边上运动过程中,若直线 l 始终垂直于 AC,ACB的面积是否变化?若变化,说明理由;若不变化,求出面积;(4)当 PB=6时,在直线 l 变化过程中,求ACB面积的最大值.7【答案】(1)4;(2)53;(3)面积不变,SACB=16 3;(4)24+43【解析】【分析】(1)证明APB是等边三角形即可解决问题;(2)如图 2 中,设直线 l 交 BC
9、 于点 E,连接 B B交 PE 于 O,证明PEB 是等边三角形,求出 OB 即可解决问题;(3)如图 3 中,结论:面积不变,证明 B B/AC 即可;(4)如图 4 中,当 PBAC 时,ACB的面积最大,设直线 PB交 AC 于点 E,求出 BE 即可解决问题.【详解】(1)如图 1,ABC 为等边三角形,A=60,AB=BC=CA=8,PB=4,PB=PB=PA=4,A=60,APB是等边三角形,AB=AP=4,故答案为 4;(2)如图 2,设直线 l 交 BC 于点 E,连接 B B交 PE 于 O,8PEAC,BPE=A=60,BEP=C=60,PEB 是等边三角形,PB=5,B
10、、B关于 PE 对称,BBPE,BB=2OB,OB=PBsin60=5 32,BB=53,故答案为 53;(3)如图 3,结论:面积不变.过点 B 作 BEAC 于 E,则有 BE=ABsin60=384 32,SABC=118 4 322AC BE =163,B、B关于直线 l 对称,BB直线 l,直线 l AC,AC/BB,9SACB=SABC=163;(4)如图 4,当 BPAC 时,ACB的面积最大,设直线 PB交 AC 于 E,在 RtAPE 中,PA=2,PAE=60,PE=PAsin60=3,BE=BP+PE=6+3,SACB最大值=12(6+3)8=24+43.【点睛】本题是几
11、何变换综合题,考查了等边三角形的判定与性质,轴对称变换,解直角三角形,平行线的判定与性质等知识,理解题意,熟练掌握和灵活运用相关知识是解题的关键.【考点 3】旋转变换问题【例 3】(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得到线段
12、AC,随着点B 的位置的变化,直接写出 PC 的范围.10【答案】(1)AD=BE,ADBE(2)AD=BE,ADBE(3)5-32PC5+32【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-
13、32BE5+32.【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ACBCACDBCECDCEACDBCE(SAS),AD=BE,EBC=CAD11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
14、=BC,CE=CD,ACB=ECD=90,ACD=BCE,在 RtACD 和 RtBCE 中ACBCACDBCECDCE,ACDBCE(SAS),AD=BE,CAD=CBE,CAO+AOC=90,AOC=BOH,BOH+OBH=90,12OHB=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=5-32,图 3-2 中,当 P、E、B 共线时,BE 最大,最大值=PB+PE=5+32,5-32BE5+32,即 5-32PC5+3213【点睛】本题是几何变
15、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【变式 3-1】(2019辽宁中考真题)如图,ABC 在平面直角坐标系中,顶点的坐标分别为 A(-4,4),B(-1,1),C(-1,4)(1)画出与ABC 关于 y 轴对称的A1B1C1(2)将ABC 绕点 B 逆时针旋转 90,得到A2BC2,画两出A2BC2(3)求线段 AB 在旋转过程中扫过的图形面积(结果保留)【答案】(1)作图见解析;(2)作图见解析;(3)92.【解析】【分析】(1)根
16、据关于 y 轴对称的点的坐标特征写出 A1、B1、C1的坐标,然后描点即可;14(2)利用网格特点和旋转的性质画出 A、C 的对应点 A2、C2即可;(3)线段 AB 在旋转过程中扫过的图形为扇形,然后根据扇形面积公式计算即可【详解】解:(1)如图,AlB1C1为所作.(2)如图,A2BC2为所作;(3)AB=2233=32,所以线段 AB 在旋转过程中扫过的图形面积=290 (3 2)360=92【点睛】本题考查了作图-旋转变换:根据旋转的性质可知,对应角都相等都等于旋转角,对应线段也相等,由此可以通过作相等的角,在角的边上截取相等的线段的方法,找到对应点,顺次连接得出旋转后的图形也考查了扇
17、形面积公式【变式 3-2】(2019 江苏中考真题)如图,在ABC中,3ABAC,100BAC,D是 BC 的中点小明对图进行了如下探究:在线段 AD上任取一点 P,连接 PB 将线段 PB绕点 P按逆时针方向旋转80,点 B 的对应点是点 E,连接 BE,得到BPE小明发现,随着点 P在线段 AD上位置的变化,点 E的位置也在变化,点 E可能在直线 AD的左侧,也可能在直线 AD上,还可能在直线 AD的右侧请你帮助小15明继续探究,并解答下列问题:(1)当点 E 在直线 AD 上时,如图所示BEP;连接 CE,直线 CE 与直线 AB 的位置关系是(2)请在图中画出BPE,使点 E 在直线
18、AD 的右侧,连接 CE试判断直线 CE 与直线 AB 的位置关系,并说明理由(3)当点 P 在线段 AD 上运动时,求 AE 的最小值【答案】(1)50;ECAB;(2)ABEC;(3)AE 的最小值3【解析】【分析】(1)利用等腰三角形的性质即可解决问题证明40ABC,40ECB,推出ABCECB 即可(2)如图中,以 P 为圆心,PB 为半径作P利用圆周角定理证明1402BCEBPE 即可解决问题(3)因为点 E 在射线 CE 上运动,点 P 在线段 AD 上运动,所以当点 P 运动到与点 A 重合时,AE 的值最小,此时 AE 的最小值3AB【详解】(1)如图中,80BPE,PBPE,
19、50PEBPBE,结论:ABEC理由:ABAC,BDDC,ADBC,1690BDE,905040EBD,AE 垂直平分线段 BC,EBEC,40ECBEBC,ABAC,100BAC,40ABCACB,ABCECB,ABEC故答案为 50,ABEC(2)如图中,以 P 为圆心,PB 为半径作PAD 垂直平分线段 BC,PBPC,1402BCEBPE,40ABC,ABEC(3)如图中,作AHCE于 H,17点 E 在射线 CE 上运动,点 P 在线段 AD 上运动,当点 P 运动到与点 A 重合时,AE 的值最小,此时 AE 的最小值3AB【点睛】本题属于几何变换综合题,考查了等腰三角形的性质,平
20、行线的判定,圆周角定理等知识,解题的关键是熟练掌握基本知识,灵活运用所学知识解决问题,学会利用辅助圆解决问题,属于中考压轴题【考点 4】位似变换问题【例 4】(2019广西中考真题)如图,ABC与A BC是以坐标原点O为位似中心的位似图形,若点 2,2,3,4AB,6,1C,6,8B则A BC的面积为_【答案】18【解析】【分析】根据 3,4B,6,8B的坐标得到位似比,继而得到 A、C 对应点的坐标,再用A BC所在的矩形的面积减去顶点处的三角形面积即可求得答案.18【详解】ABC与A BC是以坐标原点O为位似中心的位似图形,若点 3,4B,6,8B,位似比为:31=62,2,2A,6,1C
21、,4,4,12,2AC,A BC的面积为:1116 82 46 62 818222 ,故答案为:18【点睛】本题考查了位似变换以及三角形面积求法,正确得出对应点位置是解题关键【变式 4-1】(2019山东中考真题)在平面直角坐标系中,ABO三个顶点的坐标分别为 2,4,4,0,0,0ABO 以原点O为位似中心,把这个三角形缩小为原来的12,得到CDO,则点A的对应点C的坐标是_【答案】1,2或 1,2【解析】【分析】根据位似图形的中心和位似比例即可得到点 A 的对应点 C.【详解】解:以原点O为位似中心,把这个三角形缩小为原来的12,点A的坐标为 2,4,点C的坐标为112,22(4)或112
22、,22(4),即 1,2或 1,2,故答案为:1,2或 1,2【点睛】本题主要考查位似图形的对应点,关键在于原点的位似图形,要注意方向.【变式 4-2】(2018 四川中考真题)如图,ABC在方格纸中.19(1)请在方格纸上建立平面直角坐标系,使(2,3)A,(6,2)C,并求出B点坐标;(2)以原点O为位似中心,相似比为 2,在第一象限内将ABC放大,画出放大后的图形A B C;(3)计算A B C的面积S.【答案】(1)作图见解析;(2,1)B.(2)作图见解析;(3)16.【解析】分析:(1)直接利用 A,C 点坐标得出原点位置进而得出答案;(2)利用位似图形的性质即可得出ABC;(3)
23、直接利用(2)中图形求出三角形面积即可详解:(1)如图所示,即为所求的直角坐标系;B(2,1);(2)如图:ABC即为所求;(3)SABC=1248=16点睛:此题主要考查了位似变换以及三角形面积求法,正确得出对应点位置是解题的关键画位似图形的一般步骤为:确定位似中心;分别连接并延长位似中心和关键点;根据位似比,确定位似图形的关键点;顺次连接上述各点,得到放大或缩小的图形一、单选题201(2019浙江中考真题)在平面直角坐标系中,点,2A m与点()3,bn关于 y 轴对称,则()A3m,2n B3m,2n C2m,3n D 2m,3n【答案】B【解析】【分析】根据点关于 y 轴对称,其横坐标
24、互为相反数,纵坐标相同即可得到答案.【详解】A,B 关于 y 轴对称,则横坐标互为相反数,纵坐标相同,故选 B【点睛】本题考查点坐标的轴对称,解题的关键熟练掌握点坐标的轴对称.2(2019辽宁中考真题)如图,点 P(8,6)在ABC 的边 AC上,以原点 O 为位似中心,在第一象限内将ABC 缩小到原来的12,得到ABC,点 P 在 AC上的对应点 P的的坐标为()A(4,3)B(3,4)C(5,3)D (4,4)【答案】A【解析】【分析】直接利用在平面直角坐标系中,如果位似变换是以原点为位似中心,相似比为 k,那么位似图形对应点的坐标的比等于 k 或k,进而结合已知得出答案【详解】点 P(8
25、,6)在ABC 的边 AC 上,以原点 O 为位似中心,在第一象限内将ABC 缩小到原来的12,得到ABC,点 P 在 AC上的对应点 P的的坐标为:(4,3)故选:A【点睛】21此题主要考查了位似变换,正确得出位似比是解题关键3(2019湖南中考真题)如图,将OAB绕点O逆时针旋转 70到OCD的位置,若40AOB,则AOD()A 45B 40C35D30【答案】D【解析】【分析】首先根据旋转角定义可以知道70BOD,而40AOB,然后根据图形即可求出AOD【详解】解:OAB绕点O逆时针旋转 70到OCD的位置,70BOD,而40AOB,704030AOD故选:D【点睛】此题主要考查了旋转的
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