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重難點(diǎn)突破04全等三角形與相似三角形重難點(diǎn)題型突破題型01旋轉(zhuǎn)中的全等模型類型一對(duì)角互補(bǔ)模型1.(20-21八年級(jí)上·江蘇南京·階段練習(xí))如圖,等腰直角三角形ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,點(diǎn)M,N在邊BC上,且∠MAN=45°.若BM=1,CN=3,求MN的長.2.(2021·黑龍江齊齊哈爾·中考真題)綜合與實(shí)踐數(shù)學(xué)實(shí)踐活動(dòng),是一種非常有效的學(xué)習(xí)方式.通過活動(dòng)可以激發(fā)我們的學(xué)習(xí)興趣,提高動(dòng)手動(dòng)腦能力,拓展思推空間,豐富數(shù)學(xué)體驗(yàn).讓我們一起動(dòng)手來折一折、轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)、剪一剪,體會(huì)活動(dòng)帶給我們的樂趣.折一折:將正方形紙片ABCD折疊,使邊AB、AD都落在對(duì)角線AC上,展開得折痕AE、AF,連接EF,如圖1.(1)∠EAF=_________°,寫出圖中兩個(gè)等腰三角形:_________(不需要添加字母);轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn):將圖1中的∠EAF繞點(diǎn)A旋轉(zhuǎn),使它的兩邊分別交邊BC、CD于點(diǎn)P、Q,連接PQ,如圖2.(2)線段BP、PQ、DQ之間的數(shù)量關(guān)系為_________;(3)連接正方形對(duì)角線BD,若圖2中的∠PAQ的邊AP、AQ分別交對(duì)角線BD于點(diǎn)M、點(diǎn)N.如圖3,則CQBM剪一剪:將圖3中的正方形紙片沿對(duì)角線BD剪開,如圖4.(4)求證:BM3.(2020·湖南湘西·中考真題)問題背景:如圖1,在四邊形ABCD中,∠BAD=90°,∠BCD=90°,BA=BC,∠ABC=120°,∠MBN=60°,∠MBN繞B點(diǎn)旋轉(zhuǎn),它的兩邊分別交AD、DC于E、F.探究圖中線段AE,CF,EF之間的數(shù)量關(guān)系.小李同學(xué)探究此問題的方法是:延長FC到G,使CG=AE,連接BG,先證明△BCG≌△BAE,再證明△BFC≌△BFE,可得出結(jié)論,他的結(jié)論就是_______________;探究延伸1:如圖2,在四邊形ABCD中,∠BAD=90°,∠BCD=90°,BA=BC,∠ABC=2∠MBN,∠MBN繞B點(diǎn)旋轉(zhuǎn),它的兩邊分別交AD、DC于E、F.上述結(jié)論是否仍然成立?請(qǐng)直接寫出結(jié)論(直接寫出“成立”或者“不成立”),不要說明理由.探究延伸2:如圖3,在四邊形ABCD中,BA=BC,∠BAD+∠BCD=180°,∠ABC=2∠MBN,∠MBN繞B點(diǎn)旋轉(zhuǎn),它的兩邊分別交AD、DC于E、F.上述結(jié)論是否仍然成立?并說明理由.實(shí)際應(yīng)用:如圖4,在某次軍事演習(xí)中,艦艇甲在指揮中心(O處)北偏西30°的A處艦艇乙在指揮中心南偏東70°的B處,并且兩艦艇到指揮中心的距離相等接到行動(dòng)指令后,艦艇甲向正東方向以75海里/小時(shí)的速度前進(jìn),同時(shí)艦艇乙沿北偏東50°的方向以100海里/小時(shí)的速度前進(jìn),1.2小時(shí)后,指揮中心觀測到甲、乙兩艦艇分別到達(dá)E、F處,且指揮中心觀測兩艦艇視線之間的夾角為70°,試求此時(shí)兩艦艇之間的距離.類型二對(duì)角互補(bǔ)且有一組鄰邊相等的半角模型4.(2022·遼寧朝陽·中考真題)【思維探究】如圖1,在四邊形ABCD中,∠BAD=60°,∠BCD=120°,AB=AD,連接AC.求證:BC+CD=AC.(1)小明的思路是:延長CD到點(diǎn)E,使DE=BC,連接AE.根據(jù)∠BAD+∠BCD=180°,推得∠B+∠ADC=180°,從而得到∠B=∠ADE,然后證明△ADE≌△ABC,從而可證BC+CD=AC,請(qǐng)你幫助小明寫出完整的證明過程.(2)【思維延伸】如圖2,四邊形ABCD中,∠BAD=∠BCD=90°,AB=AD,連接AC,猜想BC,CD,AC之間的數(shù)量關(guān)系,并說明理由.(3)【思維拓展】在四邊形ABCD中,∠BAD=∠BCD=90°,AB=AD=6,AC與BD相交于點(diǎn)O.若四邊形ABCD中有一個(gè)內(nèi)角是75°,請(qǐng)直接寫出線段OD的長.5.(20-21九年級(jí)上·湖北武漢·階段練習(xí))(1)問題背景.如圖1,在四邊形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°,E、F分別是線段BC、線段CD上的點(diǎn).若∠BAD=2∠EAF,試探究線段BE、EF、FD之間的數(shù)量關(guān)系.童威同學(xué)探究此問題的方法是,延長FD到點(diǎn)G.使DG=BE.連接AG,先證明△ABE≌△ADG.再證明△AEF≌△AGF,可得出結(jié)論,他的結(jié)論應(yīng)是.
(2)猜想論證.如圖2,在四邊形ABCD中,AB=AD,∠B+∠ADC=180°,E在線段BC上、F在線段CD延長線上.若∠BAD=2∠EAF,上述結(jié)論是否依然成立?若成立說明理由;若不成立,試寫出相應(yīng)的結(jié)論并給出你的證明.(3)拓展應(yīng)用.如圖3,在四邊形ABDC中,∠BDC=45°,連接BC、AD,AB:AC:BC=3:4:5,AD=4,且∠ABD+∠CBD=180°.則△ACD的面積為.6.(2020·河南南陽·模擬預(yù)測)已知四邊形ABCD中,AB⊥AD,BC⊥CD,AB=BC,∠ABC=120°,∠MBN=60°,將∠MBN繞點(diǎn)B旋轉(zhuǎn),它的兩邊分別交邊AD、DC(或它們的延長線)于點(diǎn)E、F.(1)當(dāng)∠MBN繞點(diǎn)B旋轉(zhuǎn)到AE=CF時(shí)(如圖1),①求證:△ABE≌△CBF;②求證:AE+CF=EF;(2)當(dāng)∠MBN繞點(diǎn)B旋轉(zhuǎn)到如圖2所示的位置時(shí),AE≠CF,此時(shí),(1)中的兩個(gè)結(jié)論是否還成立?請(qǐng)直接回答.類型三手拉手旋轉(zhuǎn)模型7.(2022·山東濟(jì)南·中考真題)如圖1,△ABC是等邊三角形,點(diǎn)D在△ABC的內(nèi)部,連接AD,將線段AD繞點(diǎn)A按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)60°,得到線段AE,連接BD,DE,CE.(1)判斷線段BD與CE的數(shù)量關(guān)系并給出證明;(2)延長ED交直線BC于點(diǎn)F.①如圖2,當(dāng)點(diǎn)F與點(diǎn)B重合時(shí),直接用等式表示線段AE,BE和CE的數(shù)量關(guān)系為_______;②如圖3,當(dāng)點(diǎn)F為線段BC中點(diǎn),且ED=EC時(shí),猜想∠BAD的度數(shù),并說明理由.8.(2020·遼寧丹東·中考真題)已知:菱形ABCD和菱形A'B'C'D',∠BAD=∠B'A'D',起始位置點(diǎn)A在邊A'B'上,點(diǎn)B在A'B'所在直線上,點(diǎn)B(1)如圖1,若點(diǎn)A與A'重合,且∠BAD=∠B'(2)若點(diǎn)A與A'不重合,M是A'C'上一點(diǎn),當(dāng)MA'=MA時(shí),連接BM和A①如圖2,當(dāng)∠BAD=∠B'A'D'=90°②如圖3,當(dāng)∠BAD=∠B'A'D'=60°③在②的條件下,若點(diǎn)A與A'B'的中點(diǎn)重合,A'B'=4,AB=29.(2022·河南駐馬店·三模)如圖1,△ABC是邊長為6cm的等邊三角形,邊AB在射線OM上,且OA=9cm.點(diǎn)D從O點(diǎn)出發(fā),沿OM方向運(yùn)動(dòng).當(dāng)點(diǎn)D不與點(diǎn)A重合時(shí),將線段CD繞點(diǎn)C逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)60°得到CE.連接BE,DE.(1)如圖1,當(dāng)點(diǎn)D在線段OA上運(yùn)動(dòng)時(shí),線段BD、BE、BC之間的數(shù)量關(guān)系是____________,直線AD和直線BE所夾銳角的度數(shù)是____________;(2)如圖2,當(dāng)點(diǎn)D運(yùn)動(dòng)到線段AB(不與A點(diǎn)重合)上時(shí),(1)中的結(jié)論是否仍然成立,若成立,請(qǐng)說明理由;若不成立,請(qǐng)寫出正確的結(jié)論并說明理由;(3)如圖3,將△ABC改為等腰直角三角形,其中斜邊AB=6,其它條件不變,以CD為斜邊在其右側(cè)作等腰直角三角形CDE,連接BE,請(qǐng)問BE是否存在最小值,若存在,直接寫出答案;若不存在,說明理由.類型四中點(diǎn)旋轉(zhuǎn)模型10.(2023·河北唐山·二模)已知:在正方形ABCD中,E為對(duì)角線BD上一點(diǎn),過點(diǎn)E作EF⊥BD,交BC于點(diǎn)F,連接DF,G為DF的中點(diǎn),連接EG,CG.【猜想論證】(1)猜想線段EG與CG的數(shù)量關(guān)系,并加以證明.【拓展探究】(2)將圖1中△BEF繞B點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°得到圖2,取DF中點(diǎn)G,連接EG,CG.你在(1)中得到的結(jié)論還成立嗎?寫出你的猜想并加以證明.11.(2023·山東淄博·中考真題)在數(shù)學(xué)綜合與實(shí)踐活動(dòng)課上,小紅以“矩形的旋轉(zhuǎn)”為主題開展探究活動(dòng).(1)操作判斷小紅將兩個(gè)完全相同的矩形紙片ABCD和CEFG拼成“L”形圖案,如圖①.試判斷:△ACF的形狀為___________________.(2)深入探究小紅在保持矩形ABCD不動(dòng)的條件下,將矩形CEFG繞點(diǎn)C旋轉(zhuǎn),若AB=2,AD=4.探究一:當(dāng)點(diǎn)F恰好落在AD的延長線上時(shí),設(shè)CG與DF相交于點(diǎn)M,如圖②.求△CMF的面積.探究二:連接AE,取AE的中點(diǎn)H,連接DH,如圖③.求線段DH長度的最大值和最小值.12.(2021·江蘇宿遷·中考真題)已知正方形ABCD與正方形AEFG,正方形AEFG繞點(diǎn)A旋轉(zhuǎn)一周.(1)如圖①,連接BG、CF,求CFBG(2)當(dāng)正方形AEFG旋轉(zhuǎn)至圖②位置時(shí),連接CF、BE,分別取CF、BE的中點(diǎn)M、N,連接MN、試探究:MN與BE的關(guān)系,并說明理由;(3)連接BE、BF,分別取BE、BF的中點(diǎn)N、Q,連接QN,AE=6,請(qǐng)直接寫出線段QN掃過的面積.類型五通過旋轉(zhuǎn)構(gòu)造三角形全等13.(2022·內(nèi)蒙古呼和浩特·二模)如圖,點(diǎn)P是正方形ABCD內(nèi)一點(diǎn),且點(diǎn)P到點(diǎn)A、B、C的距離分別為23、2、4,則正方形ABCD的面積為(
A.28+83 B.14+43 C.1214.(2023·湖北隨州·中考真題)1643年,法國數(shù)學(xué)家費(fèi)馬曾提出一個(gè)著名的幾何問題:給定不在同一條直線上的三個(gè)點(diǎn)A,B,C,求平面上到這三個(gè)點(diǎn)的距離之和最小的點(diǎn)的位置,意大利數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家托里拆利給出了分析和證明,該點(diǎn)也被稱為“費(fèi)馬點(diǎn)”或“托里拆利點(diǎn)”,該問題也被稱為“將軍巡營”問題.(1)下面是該問題的一種常見的解決方法,請(qǐng)補(bǔ)充以下推理過程:(其中①處從“直角”和“等邊”中選擇填空,②處從“兩點(diǎn)之間線段最短”和“三角形兩邊之和大于第三邊”中選擇填空,③處填寫角度數(shù),④處填寫該三角形的某個(gè)頂點(diǎn))當(dāng)△ABC的三個(gè)內(nèi)角均小于120°時(shí),如圖1,將△APC繞,點(diǎn)C順時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°得到△A'P由PC=P'C,∠PCP'=60°,可知△PCP'為由②_____________________________可知,當(dāng)B,P,P',A在同一條直線上時(shí),PA+PB+PC取最小值,如圖2,最小值為A'B,此時(shí)的P點(diǎn)為該三角形的“費(fèi)馬點(diǎn)”,且有已知當(dāng)△ABC有一個(gè)內(nèi)角大于或等于120°時(shí),“費(fèi)馬點(diǎn)”為該三角形的某個(gè)頂點(diǎn).如圖3,若∠BAC≥120°,則該三角形的“費(fèi)馬點(diǎn)”為④______點(diǎn).(2)如圖4,在△ABC中,三個(gè)內(nèi)角均小于120°,且AC=3,BC=4,∠ACB=30°,已知點(diǎn)P為(3)如圖5,設(shè)村莊A,B,C的連線構(gòu)成一個(gè)三角形,且已知AC=4km,BC=23km,∠ACB=60°.現(xiàn)欲建一中轉(zhuǎn)站P沿直線向A,B,C三個(gè)村莊鋪設(shè)電纜,已知由中轉(zhuǎn)站P到村莊A,B,C的鋪設(shè)成本分別為a元/km,a元/km15.(23-24九年級(jí)上·湖北武漢·階段練習(xí))【問題背景】:如圖1,點(diǎn)D是等邊△ABC內(nèi)一點(diǎn),連接AD,BD,將△ABD繞點(diǎn)A逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°得到△ACE,連接DE,觀察發(fā)現(xiàn):BD與CE的數(shù)量關(guān)系為_____________,直線BD與CE所夾的銳角為________度;【嘗試應(yīng)用】:如圖2,在等腰直角△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,點(diǎn)D是等腰直角△ABC內(nèi)一點(diǎn),連接AD,BD,CD,若AD=22,BD=5,CD=3,求【拓展創(chuàng)新】:如圖3,在等腰△ABC中,AB=AC,∠BAC=120°,點(diǎn)D為平面內(nèi)一點(diǎn),且∠ADB=60°,ADBD=3題型02構(gòu)造相似三角形解題類型一做平行線構(gòu)造“A”型相似16.(2023·內(nèi)蒙古·中考真題)如圖,AB是⊙O的直徑,E為⊙O上的一點(diǎn),點(diǎn)C是AE的中點(diǎn),連接BC,過點(diǎn)C的直線垂直于BE的延長線于點(diǎn)D,交BA的延長線于點(diǎn)P.(1)求證:PC為⊙O的切線;(2)若PC=22BO,PB=10,求17.(2018·湖北黃石·中考真題)在△ABC中,E、F分別為線段AB、AC上的點(diǎn)(不與A、B、C重合).(1)如圖1,若EF∥BC,求證:S(2)如圖2,若EF不與BC平行,(1)中的結(jié)論是否仍然成立?請(qǐng)說明理由;(3)如圖3,若EF上一點(diǎn)G恰為△ABC的重心,AEAB=3類型二做平行線構(gòu)造“X”型相似18.(2023九年級(jí)·全國·專題練習(xí))在△ABC中,已知D是BC邊的中點(diǎn),G是△ABC的重心,過G點(diǎn)的直線分別交AB、AC于點(diǎn)E、F.(1)如圖1,當(dāng)EF∥BC時(shí),求證:BEAE(2)如圖2,當(dāng)EF和BC不平行,且點(diǎn)E、F分別在線段AB、AC上時(shí),(1)中的結(jié)論是否成立?如果成立,請(qǐng)給出證明;如果不成立,請(qǐng)說明理由.(3)如圖3,當(dāng)點(diǎn)E在AB的延長線上或點(diǎn)F在AC的延長線上時(shí),(1)中的結(jié)論是否成立?如果成立,請(qǐng)給出證明;如果不成立,請(qǐng)說明理由.19.(2023·湖北孝感·三模)【問題情境】小睿遇到這樣一個(gè)問題:如圖1,在△ABC中,點(diǎn)D在線段BC上,∠BAD=75°,∠CAD=30°,AD=4,BD=2DC,求AC的長.【問題探究】小睿發(fā)現(xiàn),過點(diǎn)C作CE∥AB,交AD的延長線于點(diǎn)(1)①∠ACE的度數(shù)為________;②求AC的長;【問題拓展】(2)如圖3,在四邊形ABCD中,∠BAC=90°,∠CAD=30°,∠ADC=75°,AC與BD交于點(diǎn)E,AE=2m,BE=2ED,求BC的長.20.(2023·廣東深圳·中考真題)(1)如圖,在矩形ABCD中,E為AD邊上一點(diǎn),連接BE,①若BE=BC,過C作CF⊥BE交BE于點(diǎn)F,求證:△ABE≌②若S矩形ABCD=20(2)如圖,在菱形ABCD中,cosA=13,過C作CE⊥AB交AB的延長線于點(diǎn)E,過E作EF⊥AD交AD于點(diǎn)F,若S(3)如圖,在平行四邊形ABCD中,∠A=60°,AB=6,AD=5,點(diǎn)E在CD上,且CE=2,點(diǎn)F為BC上一點(diǎn),連接EF,過E作EG⊥EF交平行四邊形ABCD的邊于點(diǎn)G,若EF?EG=73時(shí),請(qǐng)直接寫出AG類型三作垂線構(gòu)造直角三角形相似21.(2022·山西·中考真題)綜合與實(shí)踐問題情境:在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=6,AC=8.直角三角板EDF中∠EDF=90°,將三角板的直角頂點(diǎn)D放在Rt△ABC斜邊BC的中點(diǎn)處,并將三角板繞點(diǎn)D旋轉(zhuǎn),三角板的兩邊DE,DF分別與邊AB,AC交于點(diǎn)M,N,猜想證明:(1)如圖①,在三角板旋轉(zhuǎn)過程中,當(dāng)點(diǎn)M為邊AB的中點(diǎn)時(shí),試判斷四邊形AMDN的形狀,并說明理由;問題解決:(2)如圖②,在三角板旋轉(zhuǎn)過程中,當(dāng)∠B=∠MDB時(shí),求線段CN的長;(3)如圖③,在三角板旋轉(zhuǎn)過程中,當(dāng)AM=AN時(shí),直接寫出線段AN的長.22.(2020·江蘇南通·中考真題)【了解概念】有一組對(duì)角互余的凸四邊形稱為對(duì)余四邊形,連接這兩個(gè)角的頂點(diǎn)的線段稱為對(duì)余線.【理解運(yùn)用】(1)如圖①,對(duì)余四邊形ABCD中,AB=5,BC=6,CD=4,連接AC.若AC=AB,求sin∠CAD的值;(2)如圖②,凸四邊形ABCD中,AD=BD,AD⊥BD,當(dāng)2CD2+CB2=CA2時(shí),判斷四邊形ABCD是否為對(duì)余四邊形.證明你的結(jié)論;【拓展提升】(3)在平面直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)A(﹣1,0),B(3,0),C(1,2),四邊形ABCD是對(duì)余四邊形,點(diǎn)E在對(duì)余線BD上,且位于△ABC內(nèi)部,∠AEC=90°+∠ABC.設(shè)AEBE類型四作垂線構(gòu)造“三垂直”型相似23.(23-24九年級(jí)上·江蘇揚(yáng)州·階段練習(xí))如圖,在四邊形ABCD中,∠ABC=90°,AB=3,BC=4,CD=10,DA=55,則BD的長為24.(2022上·江蘇揚(yáng)州·九年級(jí)統(tǒng)考期中)將一張以AB為邊的矩形紙片,先沿一條直線剪掉一個(gè)直角三角形,在剩下的紙片中,再沿一條直線剪掉一個(gè)直角三角形(剪掉的兩個(gè)直角三角形相似),剩下的是如圖所示的四邊形紙片ABCD,其中∠A=90°,AB=9,BC=7,25.(2023九年級(jí)·全國·專題練習(xí))如圖,在△ABC中,∠BAC=60°,∠ABC=90°,直線l1∥l2∥l3,l1與l2之間距離是1,l2與A.23 B.11 C.3214題型03與相似三角形有關(guān)的壓軸題類型一運(yùn)用相似三角形的性質(zhì)與判定求點(diǎn)的坐標(biāo)26.(2023·湖北鄂州·中考真題)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,O為原點(diǎn),OA=OB=35,點(diǎn)C為平面內(nèi)一動(dòng)點(diǎn),BC=32,連接AC,點(diǎn)M是線段AC上的一點(diǎn),且滿足CM:MA=1:2.當(dāng)線段OMA.35,65 B.35527.(2021·湖南婁底·中考真題)如圖,直角坐標(biāo)系中,以5為半徑的動(dòng)圓的圓心A沿x軸移動(dòng),當(dāng)⊙A與直線l:y=512xA.(?12,0) B.(?13,0) C.(±12,0) D.(±13,0)28.(2023·江蘇鎮(zhèn)江·中考真題)如圖,正比例函數(shù)y=?3x與反比例函數(shù)y=kxk≠0的圖象交于A,B(1)m=_________,k=_________,點(diǎn)C的坐標(biāo)為____________.(2)點(diǎn)P在x軸上,若以B,O,P為頂點(diǎn)的三角形與△AOC相似,求點(diǎn)P的坐標(biāo).類型二運(yùn)用相似三角形的性質(zhì)與判定求線段的最值29.(2021·四川綿陽·中考真題)如圖,在△ACD中,AD=6,BC=5,AC2=ABAB+BC,且△DAB~△DCA,若AD=3AP,點(diǎn)Q是線段AB上的動(dòng)點(diǎn),則A.72 B.62 C.5230.(2022·貴州銅仁·中考真題)如圖,在邊長為2的正方形ABCD中,點(diǎn)E為AD的中點(diǎn),將△CDE沿CE翻折得△CME,點(diǎn)M落在四邊形ABCE內(nèi).點(diǎn)N為線段CE上的動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)N作NP//EM交MC于點(diǎn)P,則MN+NP的最小值為.31.(2023·四川瀘州·中考真題)如圖,E,F(xiàn)是正方形ABCD的邊AB的三等分點(diǎn),P是對(duì)角線AC上的動(dòng)點(diǎn),當(dāng)PE+PF取得最小值時(shí),APPC的值是32.(2022·湖南郴州·中考真題)如圖1,在矩形ABCD中,AB=4,BC=6.點(diǎn)E是線段AD上的動(dòng)點(diǎn)(點(diǎn)E不與點(diǎn)A,D重合),連接CE,過點(diǎn)E作EF⊥CE,交AB于點(diǎn)F.(1)求證:△AEF∽△DCE;(2)如圖2,連接CF,過點(diǎn)B作BG⊥CF,垂足為G,連接AG.點(diǎn)M是線段BC的中點(diǎn),連接GM.①求AG+GM的最小值;②當(dāng)AG+GM取最小值時(shí),求線段DE的長.類型三利用相似三角形的判定和性質(zhì)求“kAD+BD”型的最值(阿氏圓)33.(2020·廣西·中考真題)如圖,在Rt△ABC中,AB=AC=4,點(diǎn)E,F(xiàn)分別是AB,AC的中點(diǎn),點(diǎn)P是扇形AEF的EF上任意一點(diǎn),連接BP,CP,則12BP+CP的最小值是34.(2023·山東煙臺(tái)·中考真題)如圖,拋物線y=ax2+bx+5與x軸交于A,B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,AB=4.拋物線的對(duì)稱軸x=3與經(jīng)過點(diǎn)A的直線y=kx?1交于點(diǎn)D,與x(1)求直線AD及拋物線的表達(dá)式;(2)在拋物線上是否存在點(diǎn)M,使得△ADM是以AD為直角邊的直角三角形?若存在,求出所有點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由;(3)以點(diǎn)B為圓心,畫半徑為2的圓,點(diǎn)P為⊙B上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),請(qǐng)求出PC+135.(2021·四川達(dá)州·中考真題)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=?x2+bx+c交x軸于點(diǎn)A和C1,0,交y軸于點(diǎn)B0,3,拋物線的對(duì)稱軸交x(1)求拋物線的解析式;(2)將線段OE繞著點(diǎn)О沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)得到線段OE',旋轉(zhuǎn)角為α0°<α<90°,連接AE',BE',求BE'+(3)M為平面直角坐標(biāo)系中一點(diǎn),在拋物線上是否存在一點(diǎn)N,使得以A,B,M,N為頂點(diǎn)的四邊形為矩形?若存在,請(qǐng)直接寫出點(diǎn)N的橫坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由;類型四相似中的“一線三等角”模型36.(23-24九年級(jí)上·陜西西安·階段練習(xí))(1)如圖1,∠ABC=90°,分別過A,C兩點(diǎn)作經(jīng)過點(diǎn)B的直線的垂線,垂足分別為E、F,AE=4,BE=2,BF=3,求CF的長度為.(2)如圖2,在矩形ABCD中,AB=4,BC=10,點(diǎn)E、F、M分別在AB、BC、AD上,∠EMF=90°,AM=2,當(dāng)BE+BF=9時(shí),求四邊形MEBF的面積.(3)如圖3,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=15,BC=20,點(diǎn)E、F分別在邊AB、BC上,∠CEF=α且tanα=34,若BF=8,求37.(23-24九年級(jí)上·黑龍江哈爾濱·開學(xué)考試)在綜合實(shí)踐課上,老師組織同學(xué)們以“矩形的折疊”為主題開展數(shù)學(xué)活動(dòng).有一張矩形紙片ABCD,點(diǎn)E在射線AB上,現(xiàn)將矩形折疊,折痕為DE,點(diǎn)A的對(duì)應(yīng)點(diǎn)記為點(diǎn)F.(1)操作發(fā)現(xiàn):如圖1,若點(diǎn)F恰好落在矩形ABCD的邊BC上,直接寫出一個(gè)與△BEF相似的三角形;(2)深入探究:如圖2,若點(diǎn)F落在矩形ABCD的邊BC的下方時(shí),EF、DF分別交BC于點(diǎn)M、N,過點(diǎn)F作FG⊥BC,F(xiàn)H⊥DC,垂足分別為點(diǎn)G、H,當(dāng)點(diǎn)G是BC的中點(diǎn)時(shí),試判斷△DEF與△DFH是否相似,并證明你的結(jié)論;(3)問題解決:在(2)的條件下,若AD=3,BE=33,求38.(2023·河南周口·三模)(1)問題發(fā)現(xiàn):如圖1,∠ABC=α,將邊AC繞點(diǎn)C順時(shí)針旋轉(zhuǎn)α得到線段CE,在射線BC上取點(diǎn)D,使得∠CDE=α.請(qǐng)求出線段BC與DE的數(shù)量關(guān)系;(2)類比探究:如圖2,若α=90°,作∠ACE=90°,且CE=12AC,其他條件不變,則線段BC(3)拓展延伸:如圖3,正方形ABCD的邊長為6,點(diǎn)E是邊AD上一點(diǎn),且AE=2,把線段CE逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°得到線段EF,連接BF,直接寫出線段BF的長.類型五相似三角形與多邊形綜合39.(2023·山東濟(jì)南·中考真題)在矩形ABCD中,AB=2,AD=23,點(diǎn)E在邊BC上,將射線AE繞點(diǎn)A逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°,交CD延長線于點(diǎn)G,以線段AE,AG為鄰邊作矩形AEFG(1)如圖1,連接BD,求∠BDC的度數(shù)和DGBE(2)如圖2,當(dāng)點(diǎn)F在射線BD上時(shí),求線段BE的長;(3)如圖3,當(dāng)EA=EC時(shí),在平面內(nèi)有一動(dòng)點(diǎn)P,滿足PE=EF,連接PA,PC,求PA+PC的最小值.40.(2023·湖北武漢·中考真題)問題提出:如圖(1),E是菱形ABCD邊BC上一點(diǎn),△AEF是等腰三角形,AE=EF,∠AEF=∠ABC=αa≥90°,AF交CD于點(diǎn)G,探究∠GCF與
問題探究:(1)先將問題特殊化,如圖(2),當(dāng)α=90°時(shí),直接寫出∠GCF的大??;(2)再探究一般情形,如圖(1),求∠GCF與α的數(shù)量關(guān)系.問題拓展:(3)將圖(1)特殊化,如圖(3),當(dāng)α=120°時(shí),若DGCG=141.(2021·山東日照·中考真題)問題背景:如圖1,在矩形ABCD中,AB=23,∠ABD=30°,點(diǎn)E是邊AB的中點(diǎn),過點(diǎn)E作EF⊥AB交BD于點(diǎn)F實(shí)驗(yàn)探究:(1)在一次數(shù)學(xué)活動(dòng)中,小王同學(xué)將圖1中的△BEF繞點(diǎn)B按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)90°,如圖2所示,得到結(jié)論:①AEDF=_____;②直線AE與(2)小王同學(xué)繼續(xù)將△BEF繞點(diǎn)B按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)至如圖3所示位置.請(qǐng)問探究(1)中的結(jié)論是否仍然成立?并說明理由.拓展延伸:在以上探究中,當(dāng)△BEF旋轉(zhuǎn)至D、E、F三點(diǎn)共線時(shí),則△ADE的面積為____________.
重難點(diǎn)突破04全等三角形與相似三角形重難點(diǎn)題型突破題型01旋轉(zhuǎn)中的全等模型類型一對(duì)角互補(bǔ)模型1.(20-21八年級(jí)上·江蘇南京·階段練習(xí))如圖,等腰直角三角形ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,點(diǎn)M,N在邊BC上,且∠MAN=45°.若BM=1,CN=3,求MN的長.【答案】10【分析】過點(diǎn)C作CE⊥BC,垂足為點(diǎn)C,截取CE,使CE=BM.連接AE、EN.通過證明△ABM≌△ACE(SAS)推知全等三角形的對(duì)應(yīng)邊AM=AE、對(duì)應(yīng)角∠BAM=∠CAE;然后由等腰直角三角形的性質(zhì)和∠MAN=45°得到∠MAN=∠EAN=45°,所以△MAN≌△EAN(SAS),故全等三角形的對(duì)應(yīng)邊MN=EN;最后由勾股定理得到EN2=EC2+NC2即MN2=BM2+NC2.【詳解】解:如圖,過點(diǎn)C作CE⊥BC,垂足為點(diǎn)C,截取CE,使CE=BM.連接AE、EN.∵AB=AC,∠BAC=90°,∴∠B=∠ACB=45°.∵CE⊥BC,∴∠ACE=∠B=45°.在△ABM和△ACE中{AB=AC∴△ABM≌△ACE(SAS).∴AM=AE,∠BAM=∠CAE.∵∠BAC=90°,∠MAN=45°,∴∠BAM+∠CAN=45°.于是,由∠BAM=∠CAE,得∠MAN=∠EAN=45°.在△MAN和△EAN中{AM=AE∴△MAN≌△EAN(SAS).∴MN=EN.在Rt△ENC中,由勾股定理,得EN2=EC2+NC2.∴MN2=BM2+NC2.∵BM=1,CN=3,∴MN2=12+32,∴MN=10.【點(diǎn)睛】本題主要考查全等三角形的判定和性質(zhì)、等腰直角三角形的性質(zhì)以及勾股定理的綜合應(yīng)用,掌握三角形的全等的判定定理是解題關(guān)鍵.2.(2021·黑龍江齊齊哈爾·中考真題)綜合與實(shí)踐數(shù)學(xué)實(shí)踐活動(dòng),是一種非常有效的學(xué)習(xí)方式.通過活動(dòng)可以激發(fā)我們的學(xué)習(xí)興趣,提高動(dòng)手動(dòng)腦能力,拓展思推空間,豐富數(shù)學(xué)體驗(yàn).讓我們一起動(dòng)手來折一折、轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)、剪一剪,體會(huì)活動(dòng)帶給我們的樂趣.折一折:將正方形紙片ABCD折疊,使邊AB、AD都落在對(duì)角線AC上,展開得折痕AE、AF,連接EF,如圖1.(1)∠EAF=_________°,寫出圖中兩個(gè)等腰三角形:_________(不需要添加字母);轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn):將圖1中的∠EAF繞點(diǎn)A旋轉(zhuǎn),使它的兩邊分別交邊BC、CD于點(diǎn)P、Q,連接PQ,如圖2.(2)線段BP、PQ、DQ之間的數(shù)量關(guān)系為_________;(3)連接正方形對(duì)角線BD,若圖2中的∠PAQ的邊AP、AQ分別交對(duì)角線BD于點(diǎn)M、點(diǎn)N.如圖3,則CQBM剪一剪:將圖3中的正方形紙片沿對(duì)角線BD剪開,如圖4.(4)求證:BM【答案】(1)45,△ABC,△ADC;(2)BP+DQ=PQ;(3)2;(4)見解析【分析】(1)由翻折的性質(zhì)可知:∠DAF=∠FAC,∠BAE=∠EAC,∠EAF=∠FAC+∠EAC,根據(jù)正方形的性質(zhì):AB=BC=CD=AD,∠BAD=90°=∠DAF+∠FAC+∠BAE+∠EAC,則∠EAF=12∠BAD=45°(2)如圖:將△ADQ順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°,證明△APQ≌△APQ(3)證明△ACQ∽△ABM即可得出結(jié)論;(4)根據(jù)半角模型,將△ADN順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°,連接MN',可得DN=BN',通過△AMN≌△AMN【詳解】(1)由翻折的性質(zhì)可知:∠DAF=∠FAC,∠BAE=∠EAC∵ABCD為正方形∴∠BAD=90°,AB=BC=CD=AD∴△ABC,△ADC為等腰三角形∵∠BAD=∠DAF+∠FAC+∠BAE+∠EAC∴∠BAD=2∵∠EAF=∠FAC+∠EAC∴∠EAF=(2)如圖:將△ADQ順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°,由旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)可得:AQ=AQ',DQ=B由(1)中結(jié)論可得∠PAQ=45°∵ABCD為正方形,∠BAD=90°∴∠BAP+∠DAQ=45°∴∠BA∴∠PAQ=∠PA∴在△APQ和△APQAP=AP∴△APQ≌△AP∴PQ=P∵P∴PQ=DQ+BP(3)∵BD,AC為正方形ABCD對(duì)角線∴AC=∴∠ABM=∠ACQ=45°,∠BAC=45°∵∠PAQ=45°∴∠BAM=45°?∠PAC,∠CAQ=45°?∠PAC∴∠BAM=∠CAQ∴△ABM∽△ACQ∴(4)如圖:將△ADN順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°,連接MN由(2)中的結(jié)論可證△AM∴MN=M∵∠D=45°,∠ABD=45°根據(jù)旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)可得:∠D=∠ABN'∴∠MB∴在Rt△MBN'∴B【點(diǎn)睛】本題是四邊形的綜合題,考查了正方形的性質(zhì),折疊的性質(zhì),旋轉(zhuǎn)變換的性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì),以及相似三角形的判定和性質(zhì),勾股定理等知識(shí),能夠綜合運(yùn)用這些性質(zhì)是解題關(guān)鍵.3.(2020·湖南湘西·中考真題)問題背景:如圖1,在四邊形ABCD中,∠BAD=90°,∠BCD=90°,BA=BC,∠ABC=120°,∠MBN=60°,∠MBN繞B點(diǎn)旋轉(zhuǎn),它的兩邊分別交AD、DC于E、F.探究圖中線段AE,CF,EF之間的數(shù)量關(guān)系.小李同學(xué)探究此問題的方法是:延長FC到G,使CG=AE,連接BG,先證明△BCG≌△BAE,再證明△BFC≌△BFE,可得出結(jié)論,他的結(jié)論就是_______________;探究延伸1:如圖2,在四邊形ABCD中,∠BAD=90°,∠BCD=90°,BA=BC,∠ABC=2∠MBN,∠MBN繞B點(diǎn)旋轉(zhuǎn),它的兩邊分別交AD、DC于E、F.上述結(jié)論是否仍然成立?請(qǐng)直接寫出結(jié)論(直接寫出“成立”或者“不成立”),不要說明理由.探究延伸2:如圖3,在四邊形ABCD中,BA=BC,∠BAD+∠BCD=180°,∠ABC=2∠MBN,∠MBN繞B點(diǎn)旋轉(zhuǎn),它的兩邊分別交AD、DC于E、F.上述結(jié)論是否仍然成立?并說明理由.實(shí)際應(yīng)用:如圖4,在某次軍事演習(xí)中,艦艇甲在指揮中心(O處)北偏西30°的A處艦艇乙在指揮中心南偏東70°的B處,并且兩艦艇到指揮中心的距離相等接到行動(dòng)指令后,艦艇甲向正東方向以75海里/小時(shí)的速度前進(jìn),同時(shí)艦艇乙沿北偏東50°的方向以100海里/小時(shí)的速度前進(jìn),1.2小時(shí)后,指揮中心觀測到甲、乙兩艦艇分別到達(dá)E、F處,且指揮中心觀測兩艦艇視線之間的夾角為70°,試求此時(shí)兩艦艇之間的距離.【答案】EF=AE+CF.探究延伸1:結(jié)論EF=AE+CF成立.探究延伸2:結(jié)論EF=AE+CF仍然成立.實(shí)際應(yīng)用:210海里.【分析】延長FC到G,使CG=AE,連接BG,先證明△BCG≌△BAE,可得BG=BE,∠CBG=∠ABE,再證明△BGF≌△BEF,可得GF=EF,即可解題;探究延伸1:延長FC到G,使CG=AE,連接BG,先證明△BCG≌△BAE,可得BG=BE,∠CBG=∠ABE,再證明△BGF≌△BEF,可得GF=EF,即可解題;探究延伸2:延長FC到G,使CG=AE,連接BG,先證明△BCG≌△BAE,可得BG=BE,∠CBG=∠ABE,再證明△BGF≌△BEF,可得GF=EF,即可解題;實(shí)際應(yīng)用:連接EF,延長AE,BF相交于點(diǎn)C,然后與探究延伸2同理可得EF=AE+CF,將AE和CF的長代入即可.【詳解】解:EF=AE+CF理由:延長FC到G,使CG=AE,連接BG,在△BCG和△BAE中,BC=BA∠BCG=∠BAE=90°∴△BCG≌△BAE(SAS),∴BG=BE,∠CBG=∠ABE,∵∠ABC=120°,∠MBN=60°,∴∠ABE+∠CBF=60°,∴∠CBG+∠CBF=60°,即∠GBF=60°,在△BGF和△BEF中,BG=BE∠GBF=∠EBF∴△BGF≌△BEF(SAS),∴GF=EF,∵GF=CG+CF=AE+CF,∴EF=AE+CF.探究延伸1:結(jié)論EF=AE+CF成立.理由:延長FC到G,使CG=AE,連接BG,在△BCG和△BAE中,BC=BA∠BCG=∠BAE=90°∴△BCG≌△BAE(SAS),∴BG=BE,∠CBG=∠ABE,∵∠ABC=2∠MBN,∴∠ABE+∠CBF=12∠∴∠CBG+∠CBF=12∠即∠GBF=12∠在△BGF和△BEF中,BG=BE∠GBF=∠EBF∴△BGF≌△BEF(SAS),∴GF=EF,∵GF=CG+CF=AE+CF,∴EF=AE+CF.探究延伸2:結(jié)論EF=AE+CF仍然成立.理由:延長FC到G,使CG=AE,連接BG,∵∠BAD+∠BCD=180°,∠BCG+∠BCD=180°,∴∠BCG=∠BAD在△BCG和△BAE中,BC=BA∠BCG=∠BAE∴△BCG≌△BAE(SAS),∴BG=BE,∠CBG=∠ABE,∵∠ABC=2∠MBN,∴∠ABE+∠CBF=12∠∴∠CBG+∠CBF=12∠即∠GBF=12∠在△BGF和△BEF中,BG=BE∠GBF=∠EBF∴△BGF≌△BEF(SAS),∴GF=EF,∵GF=CG+CF=AE+CF,∴EF=AE+CF.實(shí)際應(yīng)用:連接EF,延長AE,BF相交于點(diǎn)C,∵∠AOB=30°+90°+(90°-70°)=140°,∠EOF=70°,∴∠EOF=12∠∵OA=OB,∠OAC+∠OBC=(90°-30°)+(70°+50°)=180°,∴符合探索延伸中的條件∴結(jié)論EF=AE+CF仍然成立即EF=75×1.2+100×1.2=210(海里)答:此時(shí)兩艦艇之間的距離為210海里.【點(diǎn)睛】本題考查了全等三角形的判定與性質(zhì).作輔助線構(gòu)造全等三角形是解題的關(guān)鍵.類型二對(duì)角互補(bǔ)且有一組鄰邊相等的半角模型4.(2022·遼寧朝陽·中考真題)【思維探究】如圖1,在四邊形ABCD中,∠BAD=60°,∠BCD=120°,AB=AD,連接AC.求證:BC+CD=AC.(1)小明的思路是:延長CD到點(diǎn)E,使DE=BC,連接AE.根據(jù)∠BAD+∠BCD=180°,推得∠B+∠ADC=180°,從而得到∠B=∠ADE,然后證明△ADE≌△ABC,從而可證BC+CD=AC,請(qǐng)你幫助小明寫出完整的證明過程.(2)【思維延伸】如圖2,四邊形ABCD中,∠BAD=∠BCD=90°,AB=AD,連接AC,猜想BC,CD,AC之間的數(shù)量關(guān)系,并說明理由.(3)【思維拓展】在四邊形ABCD中,∠BAD=∠BCD=90°,AB=AD=6,AC與BD相交于點(diǎn)O.若四邊形ABCD中有一個(gè)內(nèi)角是75°,請(qǐng)直接寫出線段OD的長.【答案】(1)AC=BC+CD;理由見詳解;(2)CB+CD=2AC;理由見詳解;(3)33?3【分析】(1)如圖1中,延長CD到點(diǎn)E,使DE=BC,連接AE.證明△ADE≌△ABC(SAS),推出∠DAE=∠BAC,AE=AC,推出△ACE的等邊三角形,可得結(jié)論;(2)結(jié)論:CB+CD=2AC.如圖2中,過點(diǎn)A作AM⊥CD于點(diǎn)M,AN⊥CB交CB的延長線于點(diǎn)N.證明△AMD≌△ANB(AAS),推出DM=BN,AM=AN,證明Rt△ACM≌Rt△ACN(HL),推出CM=CN,可得結(jié)論;(3)分兩種情形:如圖3-1中,當(dāng)∠CDA=75°時(shí),過點(diǎn)O作OP⊥CB于點(diǎn)P,CQ⊥CD于點(diǎn)Q.如圖3-2中,當(dāng)∠CBD=75°時(shí),分別求解即可.【詳解】(1)證明:如圖1中,延長CD到點(diǎn)E,使DE=BC,連接AE.
∵∠BAD+∠BCD=180°,∴∠B+∠ADC=180°,∵∠ADE+∠ADC=180°∴∠B=∠ADE,在△ADE和△ABC中,DA=BA∠ADE=∠B∴△ADE≌△ABC(SAS),∴∠DAE=∠BAC,AE=AC,∴∠CAE=∠BAD=60°,∴△ACE的等邊三角形,∴CE=AC,∵CE=DE+CD,∴AC=BC+CD;(2)解:結(jié)論:CB+CD=2AC.理由:如圖2中,過點(diǎn)A作AM⊥CD于點(diǎn)M,AN⊥CB交CB的延長線于點(diǎn)N.
∵∠DAB=∠DCB=90°,∴∠CDA+∠CBA=180°,∵∠ABN+∠ABC=180°,∴∠D=∠ABN,∵∠AMD=∠N=90°,AD=AB,∴△AMD≌△ANB(AAS),∴DM=BN,AM=AN,∵AM⊥CD,AN⊥CN,∴∠ACD=∠ACB=45°,∴AC=2CM,∵AC=AC.AM=AN,∴Rt△ACM≌Rt△ACN(HL),∴CM=CN,∴CB+CD=CN?BN+CM+DM=2CM=2AC;(3)解:如圖3-1中,當(dāng)∠CDA=75°時(shí),過點(diǎn)O作OP⊥CB于點(diǎn)P,CQ⊥CD于點(diǎn)Q.
∵∠CDA=75°,∠ADB=45°,∴∠CDB=30°,∵∠DCB=90°,∴CD=3CB,∵∠DCO=∠BCO=45°,OP⊥CB,OQ⊥CD,∴OP=OQ,∴SΔCDO∴ODOB∵AB=AD=6,∠DAB=90°,∴BD=2AD=23,∴OD=31+如圖3-2中,當(dāng)∠CBD=75°時(shí),
同法可證ODOB=?綜上所述,滿足條件的OD的長為33?3或【點(diǎn)睛】本題屬于四邊形綜合題,考查了全等三角形的判定和性質(zhì),解直角三角形,等邊三角形的判定和性質(zhì),角平分線的性質(zhì)定理等知識(shí),解題的關(guān)鍵是學(xué)會(huì)添加常用輔助線,構(gòu)造全等三角形解決問題,屬于中考?jí)狠S題.5.(20-21九年級(jí)上·湖北武漢·階段練習(xí))(1)問題背景.如圖1,在四邊形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°,E、F分別是線段BC、線段CD上的點(diǎn).若∠BAD=2∠EAF,試探究線段BE、EF、FD之間的數(shù)量關(guān)系.童威同學(xué)探究此問題的方法是,延長FD到點(diǎn)G.使DG=BE.連接AG,先證明△ABE≌△ADG.再證明△AEF≌△AGF,可得出結(jié)論,他的結(jié)論應(yīng)是.
(2)猜想論證.如圖2,在四邊形ABCD中,AB=AD,∠B+∠ADC=180°,E在線段BC上、F在線段CD延長線上.若∠BAD=2∠EAF,上述結(jié)論是否依然成立?若成立說明理由;若不成立,試寫出相應(yīng)的結(jié)論并給出你的證明.(3)拓展應(yīng)用.如圖3,在四邊形ABDC中,∠BDC=45°,連接BC、AD,AB:AC:BC=3:4:5,AD=4,且∠ABD+∠CBD=180°.則△ACD的面積為.【答案】(1)EF=BE+DF;(2)不成立,EF=BE?DF.理由見解析;(3)8【分析】(1)延長FD到點(diǎn)G,使DG=BE.連接AG,即可證明△ABE≌△ADGSAS,可得AE=AG,再證明△AEF≌△AGFSAS,可得(2)在BE上截取BG,使BG=DF,連接AG.根據(jù)(1)的證法,我們可得出DF=BG,GE=EF,那么EF=GE=BE?BG=BE?DF.(3)如圖3中,過點(diǎn)D作DH⊥AB交AB的延長線于H,DK⊥AC交AC的延長線于K,DJ⊥BC于J.證明四邊形AHDK是正方形即可解決問題.【詳解】解:延長FD到點(diǎn)G,使DG=BE,連接AG,
∵∠B+∠ADF=180°,∠ADF+∠ADG=180°,∴∠ADG=∠B,在△ABE和△ADG中,BE=DG∠B=∠ADG∴△ABE≌△ADGSAS∴AE=AG,∠BAE=∠DAG,∵∠BAD=2∠EAF,∴∠GAF=∠DAG+∠DAF=∠BAE+∠DAF=∠BAD?∠EAF=∠EAF,∴∠EAF=∠GAF,在△AEF和△AGF中,AE=AG∠EAF=∠GAF∴△AEF≌△AGFSAS∴EF=FG,∵FG=DG+DF=BE+DF,∴EF=BE+DF;故答案為:EF=BE+DF.(2)結(jié)論EF=BE+FD不成立,結(jié)論:EF=BE?FD.理由如下:證明:如圖2中,在BE上截取BG,使BG=DF,連接AG.
∵∠B+∠ADC=180°,∠ADF+∠ADC=180°,∴∠B=∠ADF.∵在△ABG與△ADF中,AB=AD∠ABG=∠ADF∴△ABG≌△ADFSAS∴∠BAG=∠DAF,AG=AF.∴∠BAD=∠BAG+∠GAD=∠DAF+∠GAD=∠GAF.∵∠BAD=2∠EAF,∴∠GAF=2∠EAF,∴∠GAE=∠EAF.∵AE=AE,∴△AEG≌△AEFSAS∴EG=EF.∵EG=BE?BG,∴EF=BE?FD.(3)如圖3中,過點(diǎn)D作DH⊥AB交AB的延長線于H,DK⊥AC交AC的延長線于K,DJ⊥BC于J.
∵AB:AC:BC=3:4:5,∴設(shè)AB=3k,AC=4k,BC=5k,∴AB∴∠BAC=90°,∵∠H=∠K=90°,∴四邊形AHDK是矩形,∴∠HDK=90°,∵∠BDC=45°,∴∠BDH+∠CDK=45°,∵∠ABD+∠CBD=180°,∠ABD+∠DBH=180°,∴∠DBH=∠DBC,∵∠H=∠DJB=90°,DB=DB,∴△BDH≌△BDJAAS∴DH=DJ,∠BDH=∠BDJ,BH=BJ,∵∠BDJ+∠CDJ=45°,∠BDH+∠CDK=∠BDJ+∠CDK=45°,∴∠CDJ=∠CDK,∵∠K=∠DJC=90°,CD=CD,∴△CDK≌△CDJAAS∴DJ=DK,CJ=CK,∴DH=DK,∴四邊形AHDK是正方形,∴BH+CK=BJ+CJ=5k,∴AH+AK=12k,∴AK=KD=6k,∵AD=4,∴AK=DK=22∴k=2∴AC=4∴S故答案為83【點(diǎn)睛】本題是四邊形綜合題,考查了三角形全等的判定和性質(zhì),正方形的判定與性質(zhì),勾股定理及其逆定理;本題中通過全等三角形來實(shí)現(xiàn)線段的轉(zhuǎn)換是解題的關(guān)鍵,沒有明確的全等三角形時(shí),要通過輔助線來構(gòu)建與已知和所求條件相關(guān)聯(lián)全等三角形.6.(2020·河南南陽·模擬預(yù)測)已知四邊形ABCD中,AB⊥AD,BC⊥CD,AB=BC,∠ABC=120°,∠MBN=60°,將∠MBN繞點(diǎn)B旋轉(zhuǎn),它的兩邊分別交邊AD、DC(或它們的延長線)于點(diǎn)E、F.(1)當(dāng)∠MBN繞點(diǎn)B旋轉(zhuǎn)到AE=CF時(shí)(如圖1),①求證:△ABE≌△CBF;②求證:AE+CF=EF;(2)當(dāng)∠MBN繞點(diǎn)B旋轉(zhuǎn)到如圖2所示的位置時(shí),AE≠CF,此時(shí),(1)中的兩個(gè)結(jié)論是否還成立?請(qǐng)直接回答.【答案】(1)①詳見解析;②詳見解析;(2)①不成立,②成立.【分析】(1)①根據(jù)AB=BC,∠A=∠C,AE=CF即可得證;②先證△BEF為等邊三角形,進(jìn)而得到EF=BE=BF,再由∠ABE=∠CBF結(jié)合∠ABC=120°,∠MBN=60°可得∠ABE=∠CBF=30°,進(jìn)而可證得BE=2AE,再用等量代換即可得證;(2)延長FC至G,使AE=CG,連接BG,先證△BAE≌△BCG,再證△GBF≌△EBF即可.【詳解】(1)①證明:∵AB⊥AD,BC⊥CD,∴∠BAE=∠BCF=90°.在△ABE和△CBF中,AE=CF∴△ABE≌△CBF(SAS).②證明:由①知△ABE≌△CBF,∴BE=BF,∠ABE=∠CBF.∵∠MBN=60°,∴△BEF是等邊三角形,∴EF=BE=BF.又∵∠ABC=120°,∴∠ABE=∠CBF=1∵∠BAE=90°,∴BE=2AE.∵AE=CF,∴AE+CF=2AE=BE=EF.(2)如圖2,延長FC至G,使CG=AE,連接BG,在△BAE和△BCG中,BA=BC∠BAE=∠BCG∴△BAE≌△BCG(SAS),∴∠ABE=∠CBG,BE=BG,∵∠ABC=120°,∠EBF=60°,∴∠ABE+∠CBF=60°,∴∠CBG+∠CBF=60°,∴∠GBF=∠EBF,在△GBF和△EBF中,BG=BE∠GBF=∠EBF∴△GBF≌△EBF(SAS),∴EF=GF=CF+CG=CF+AE,∴①不成立,②成立.【點(diǎn)睛】本題主要考查了全等三角形的判定與性質(zhì)、等邊三角形的判定與性質(zhì)、旋轉(zhuǎn)變換等知識(shí)點(diǎn),難度適中.本題是典型的“大角夾半角模型”,其基本思路是“旋轉(zhuǎn)補(bǔ)短”,從而構(gòu)造全等三角形.類型三手拉手旋轉(zhuǎn)模型7.(2022·山東濟(jì)南·中考真題)如圖1,△ABC是等邊三角形,點(diǎn)D在△ABC的內(nèi)部,連接AD,將線段AD繞點(diǎn)A按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)60°,得到線段AE,連接BD,DE,CE.(1)判斷線段BD與CE的數(shù)量關(guān)系并給出證明;(2)延長ED交直線BC于點(diǎn)F.①如圖2,當(dāng)點(diǎn)F與點(diǎn)B重合時(shí),直接用等式表示線段AE,BE和CE的數(shù)量關(guān)系為_______;②如圖3,當(dāng)點(diǎn)F為線段BC中點(diǎn),且ED=EC時(shí),猜想∠BAD的度數(shù),并說明理由.【答案】(1)BD=CE,理由見解析(2)①BE=AE+CE;②∠BAD=45°,理由見解析【分析】(1)利用等邊三角形的性質(zhì)和旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)易得到△ABD≌△ACESAS(2)①根據(jù)線段AD繞點(diǎn)A按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)60°得到AE得到△ADE是等邊三角形,由等邊三角形的性質(zhì)和(1)的結(jié)論來求解;②過點(diǎn)A作AG⊥EF于點(diǎn)G,連接AF,根據(jù)等邊三角形的性質(zhì)和銳角三角函數(shù)求值得到∠BAF=∠DAG,AGAD=AFAB,進(jìn)而得到△BAD∽△FAG,進(jìn)而求出∠ADB=90°,結(jié)合BD=CE,ED=【詳解】(1)解:BD=CE.證明:∵△ABC是等邊三角形,∴AB=AC,∠BAC=60°.∵線段AD繞點(diǎn)A按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)60°得到AE,∴AD=AE,∠DAE=60°,∴∠BAC=∠DAE,∴∠BAC?∠DAC=∠DAE?∠DAC,即∠BAD=∠CAE.在△ABD和△ACE中AB=AC∠BAD=∠CAE∴△ABD≌△ACESAS∴BD=CE;(2)解:①BE=AE+CE理由:∵線段AD繞點(diǎn)A按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)60°得到AE,∴△ADE是等邊三角形,∴AD=DE=AE,由(1)得BD=CE,∴BE=DE+BD=AE+CE;②過點(diǎn)A作AG⊥EF于點(diǎn)G,連接AF,如下圖.∵△ADE是等邊三角形,AG⊥DE,∴∠DAG=1∴AGAD∵△ABC是等邊三角形,點(diǎn)F為線段BC中點(diǎn),∴BF=CF,AF⊥BC,∠BAF=1∴AFAB∴∠BAF=∠DAG,AGAD∴∠BAF+∠DAF=∠DAG+∠DAF,即∠BAD=∠FAG,∴△BAD∽△FAG,∴∠ADB=∠AGF=90°.∵BD=CE,ED=∴BD=AD,即△ABD是等腰直角三角形,∴∠BAD=45°.【點(diǎn)睛】本題主要考查了等邊三角形的性質(zhì),旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì),解直角三角形,相似三角形的判定和性質(zhì),等腰直角三角形的判定和性質(zhì),理解相關(guān)知識(shí)是解答關(guān)鍵.8.(2020·遼寧丹東·中考真題)已知:菱形ABCD和菱形A'B'C'D',∠BAD=∠B'A'D',起始位置點(diǎn)A在邊A'B'上,點(diǎn)B在A'B'所在直線上,點(diǎn)B(1)如圖1,若點(diǎn)A與A'重合,且∠BAD=∠B'(2)若點(diǎn)A與A'不重合,M是A'C'上一點(diǎn),當(dāng)MA'=MA時(shí),連接BM和A①如圖2,當(dāng)∠BAD=∠B'A'D'=90°②如圖3,當(dāng)∠BAD=∠B'A'D'=60°③在②的條件下,若點(diǎn)A與A'B'的中點(diǎn)重合,A'B'=4,AB=2【答案】(1)見詳解;(2)①A′C=2BM,∠BPC=45°;②A′C=3BM,∠BPC=30°;③1+333【分析】(1)證明△ADD′≌△BAB′(SAS)可得結(jié)論;(2)①證明△AA′C∽△MAB,可得結(jié)論;②證明方法類似①,即證明△AA′C∽△MAB即可得出結(jié)論;③求出A′C,利用②中結(jié)論計(jì)算即可.【詳解】(1)證明:如圖1,在菱形ABCD和菱形A′B′C′D′中,∵∠BAD=∠B′A′D′=90°,∴四邊形ABCD,四邊形A′B′CD′都是正方形,∵∠DAB=∠D′AB′=90°,∴∠DAD′=∠BAB′,∵AD=AB,AD′=AB′,∴△ADD′≌△BAB′(SAS),∴DD′=BB′;(2)①解:如圖2中,結(jié)論:A′C=2BM,∠BPC=45°;理由:設(shè)AC交BP于O,∵四邊形ABCD,四邊形A′B′CD′都是正方形,∴∠MA′A=∠DAC=45°,∴∠A′AC=∠MAB,∵M(jìn)A′=MA,∴∠MA′A=∠MAA′=45°,∴∠AMA′=90°,∴AA′=2AM,∵△ABC是等腰直角三角形,∵AC=2AB,∴AA'AM=AC∵∠A′AC=∠MAB,∴△AA′C∽△MAB,∴A'CBM=AA'AM=2,∴A′C=2BM,∵∠AOB=∠COP,∴∠CPO=∠OAB=45°,即∠BPC=45°;②解:如圖3中,設(shè)AC交BP于O,在菱形ABCD和菱形A′B′C′D′中,∵∠BAD=∠B′A′D′=60°,∴∠C′A′B′=∠CAB=30°,∴∠A′AC=∠MAB,∵M(jìn)A′=MA,∴∠MA′A=∠MAA′=30°,∴AA′=3AM,在△ABC中,∵BA=BC,∠CAB=30°,∴AC=3AB,∴AA'AM=AC∵∠A′AC=∠MAB,∴△A′AC∽△MAB,∴A'CBM=AA'AM=3,∴A′C=3BM,∵∠AOB=∠COP,∴∠CPO=∠OAB=30°,即∠BPC=30°;③如圖4中,過點(diǎn)A作AH⊥A′C于H,由題意AB=BC=CD=AD=2,可得AC=3AB=23,在Rt△A′AH中,A′H=12AA′=1,A′H=3AH=3在Rt△AHC中,CH=AC2?AH2∴A′C=A′H+CH=3+11,由②可知,A′C=3BM,∴BM=1+333【點(diǎn)睛】本題屬于四邊形綜合題,考查了菱形的性質(zhì),正方形的性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì)等知識(shí),解題的關(guān)鍵是正確尋找全等三角形或相似三角形解決問題,屬于中考?jí)狠S題.9.(2022·河南駐馬店·三模)如圖1,△ABC是邊長為6cm的等邊三角形,邊AB在射線OM上,且OA=9cm.點(diǎn)D從O點(diǎn)出發(fā),沿OM方向運(yùn)動(dòng).當(dāng)點(diǎn)D不與點(diǎn)A重合時(shí),將線段CD繞點(diǎn)C逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)60°得到CE.連接BE,DE.(1)如圖1,當(dāng)點(diǎn)D在線段OA上運(yùn)動(dòng)時(shí),線段BD、BE、BC之間的數(shù)量關(guān)系是____________,直線AD和直線BE所夾銳角的度數(shù)是____________;(2)如圖2,當(dāng)點(diǎn)D運(yùn)動(dòng)到線段AB(不與A點(diǎn)重合)上時(shí),(1)中的結(jié)論是否仍然成立,若成立,請(qǐng)說明理由;若不成立,請(qǐng)寫出正確的結(jié)論并說明理由;(3)如圖3,將△ABC改為等腰直角三角形,其中斜邊AB=6,其它條件不變,以CD為斜邊在其右側(cè)作等腰直角三角形CDE,連接BE,請(qǐng)問BE是否存在最小值,若存在,直接寫出答案;若不存在,說明理由.【答案】(1)BD=BE+BC,(2)(1)中結(jié)論BD=BE+BC不成立,應(yīng)為BD=BC?BE;直線AD與直線BE所夾銳角的度數(shù)為60°成立.理由見解析(3)存在,BE的最小值為3【分析】(1)結(jié)論為:BD=BE+BC;直線AD和直線BE所夾銳角的度數(shù)是60°;根據(jù)旋轉(zhuǎn)得出CD=CE,∠DCE=60°,再證∠DCA=∠ECB.然后證明△DCA≌△ECB(SAS)即可(2)先根據(jù)旋轉(zhuǎn)得出∠CDE=60°,DC=EC.再證∠DCA=∠ECB.然后證明△DCA≌△ECB(SAS)即可;(3)如圖,作CF⊥AB于點(diǎn)F,連結(jié)EF,根據(jù)∠CED=90°,∠DFC=90°,得出C,D,E,F(xiàn)四點(diǎn)共圓.CD為直徑,根據(jù)等腰直角三角形三線合一性質(zhì)得出AF=BF=CF=3,根據(jù)勾股定理AC=BC=AF2+CF2=32,根據(jù)△DEC為等腰直角三角形,得出∠CDE=∠CFE=45°進(jìn)而得出點(diǎn)E運(yùn)動(dòng)軌跡是∠CFB的平分線所在的直線的一部分,當(dāng)點(diǎn)E【詳解】(1)解:結(jié)論為:BD=BE+BC;直線AD和直線BE所夾銳角的度數(shù)是60°;∵線段CD繞點(diǎn)C逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)60°得到CE.∴CD=CE,∠DCE=60°,∴∠DCA+∠ACE=60°,∵△ABC為等邊三角形,∴AC=BC=AB,∠ACB=∠CAB=60°,∴∠ACE+∠ECB=60°,∴∠DCA=∠ECB,在△DCA和△ECB中,DC=EC∠DCA=∠ECB∴△DCA≌△ECB(SAS),∴DA=EB,∠DAC=∠EBC=180°-∠CAB=120°,∴BD=DA+AB=BE+BC,∴BD=BE+BC,∠DBE=∠EBC-∠ABC=120°-60°=60°,故答案為BD=BE+BC;60°;(2)解:(1)中結(jié)論BD=BE+BC不成立,應(yīng)為BD=BC?BE;直線AD與直線BE所夾銳角的度數(shù)為60°成立.理由如下:∵線段CD繞點(diǎn)C逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)60°得到CE,∴∠CDE=60°,DC=EC.∵在等邊三角形△ABC中,AB=BC=AC,∠ACB=∠BAC=∠ABC=60°,∴∠DCA=∠ECB.在△DCA和△ECB中,DC=EC∠DCA=∠ECB∴△DCA≌△ECB(SAS),∴AD=BE,∠CBE=∠DAC=60°.∴BD=AB?AD=BC?BE,∠EBM=180°?∠ABC?∠CBE=180°?60°?60°=60°.(3)解:存在,BE的最小值為32如圖,作CF⊥AB于點(diǎn)F,連結(jié)EF,∵∠CED=90°,∠DFC=90°,∴C,D,E,F(xiàn)四點(diǎn)共圓.CD為直徑,∵AB=6,CF⊥AB,AC=BC,∴AF=BF=CF=3,AC=BC=AF∵△DEC為等腰直角三角形,∴∠CDE=∠CFE=45°,∴點(diǎn)E運(yùn)動(dòng)軌跡是∠CFB的平分線所在的直線的一部分,當(dāng)點(diǎn)E在BC上時(shí).BE最短,∵DE平分∠CDB,CF=BF,∴BE=CE=12【點(diǎn)睛】本題考查圖形旋轉(zhuǎn),三角形全等判定與性質(zhì),等邊三角形判定與性質(zhì),四點(diǎn)共圓,圓周角定理,勾股定理,動(dòng)點(diǎn)問題,掌握?qǐng)D形旋轉(zhuǎn),三角形全等判定與性質(zhì),等邊三角形判定與性質(zhì),四點(diǎn)共圓,圓周角定理,勾股定理,動(dòng)點(diǎn)問題是解題關(guān)鍵.類型四中點(diǎn)旋轉(zhuǎn)模型10.(2023·河北唐山·二模)已知:在正方形ABCD中,E為對(duì)角線BD上一點(diǎn),過點(diǎn)E作EF⊥BD,交BC于點(diǎn)F,連接DF,G為DF的中點(diǎn),連接EG,CG.【猜想論證】(1)猜想線段EG與CG的數(shù)量關(guān)系,并加以證明.【拓展探究】(2)將圖1中△BEF繞B點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°得到圖2,取DF中點(diǎn)G,連接EG,CG.你在(1)中得到的結(jié)論還成立嗎?寫出你的猜想并加以證明.【答案】(1)EG=CG,理由見解析(2)(1)中結(jié)論仍然成立,即EG=CG,理由見解析【分析】(1)利用直角三角形斜邊上的中線等于斜邊的一半,可證出CG=EG.(2)連接AG,過G點(diǎn)作MN⊥AD于M,與EF的延長線交于N點(diǎn);再證明△DAG≌△DCG,得出AG=CG;再證出△DMG≌△FNGASA,得到MG=NG;再證明△AMG≌△ENG,得出AG=EG;最后證出CG=EG【詳解】(1)EG=CG;證明:∵四邊形ABCD是正方形,∴∠DCF=90°,在Rt△FCD∵G為DF的中點(diǎn),∴CG=1∵EF⊥BD,同理,在Rt△DEFGE=1∴CG=EG.(2)解:(1)中結(jié)論仍然成立,即EG=CG.連接AG,過G點(diǎn)作MN⊥AD于M,與EF的延長線交于N點(diǎn),
在△DAG與△DCG中,∵AD=CD,∠ADG=∠CDG,DG=DG,∴△DAG≌△DCGSAS∴AG=CG;在△DMG與△FNG中,∵∠DGM=∠FGN,∠MDG=∠NFG,∵G為DF的中點(diǎn),∴FG=DG,∴△DMG≌△FNGASA∴GM=GN;∵∠EAM=∠AEN=∠AMN=90°,∴四邊形AENM是矩形,∴AM=EN,在△AMG與△ENG中,∵AM=EN,∠AMG=∠ENG,MG=NG,∴△AMG≌△ENG∴AG=EG,∴EG=CG.【點(diǎn)睛】本題是幾何變換綜合題,考查了旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),等腰直角三角形的判定,全等三角形的判定與性質(zhì),添加恰當(dāng)?shù)妮o助線本題的關(guān)鍵.11.(2023·山東淄博·中考真題)在數(shù)學(xué)綜合與實(shí)踐活動(dòng)課上,小紅以“矩形的旋轉(zhuǎn)”為主題開展探究活動(dòng).(1)操作判斷小紅將兩個(gè)完全相同的矩形紙片ABCD和CEFG拼成“L”形圖案,如圖①.試判斷:△ACF的形狀為___________________.(2)深入探究小紅在保持矩形ABCD不動(dòng)的條件下,將矩形CEFG繞點(diǎn)C旋轉(zhuǎn),若AB=2,AD=4.探究一:當(dāng)點(diǎn)F恰好落在AD的延長線上時(shí),設(shè)CG與DF相交于點(diǎn)M,如圖②.求△CMF的面積.探究二:連接AE,取AE的中點(diǎn)H,連接DH,如圖③.求線段DH長度的最大值和最小值.【答案】(1)等腰直角三角形(2)探究一:52;探究二:線段DH長度的最大值為5+1【分析】(1)由AC=CF,可知△ACF是等腰三角形,再由△ABC≌△FGC(SAS),推導(dǎo)出∠ACF=90°,即可判斷出(2)探究一:證明△CDM≌△FGM(AAS),可得CM=MF,再由等腰三角形的性質(zhì)可得AD=DF,在Rt△CDM中,勾股定理列出方程CM2=探究二:連接DE,取DE的中點(diǎn)P,連接HP,取AD、BC的中點(diǎn)為M、N,連接MN,MH,NH,分別得出四邊形MHPD是平行四邊形,四邊形HNCP是平行四邊形,則∠MHN=90°,可知H點(diǎn)在以MN為直徑的圓上,設(shè)MN的中點(diǎn)為T,DT=5,即可得出DH【詳解】(1)解:∵兩個(gè)完全相同的矩形紙片ABCD和CEFG,∴AC=CF,∴△ACF是等腰三角形,∵AB=GF,∠FGC=∠ABC=90°.BC=CG,∴△ABC≌△FGC(SAS∴∠BAC=∠GFC,∵AB∥CD,∴∠BAC=∠ACG,∴∠ACG=∠GFC,∵∠GCF+∠GFC=90°,∴∠ACG+∠GCF=90°,∴∠ACF=90°,∴△ACF是等腰直角三角形,故答案為:等腰直角三角形;(2)探究一:∵CD=GF,∠FMG=∠DMC,∠G=∠CDF=90°,∴△CDM≌△FGM(AAS∴CM=MF,∵AC=CF,CD⊥AF,∴AD=DF,∵AB=CD=2,AD=DF=4,∴DM=4?CM,在Rt△CDM中,C∴CM解得CM=52∴MF=52∴△CMF的面積=12探究二:連接DE,取DE的中點(diǎn)P,連接HP,CP,取AD、BC的中點(diǎn)為M、N,連接MN,MH,NH,
∵H是AE的中點(diǎn),∴MH∥DE,且MH=12∵CD=CE,∴CP⊥DE,DP=PE,∵M(jìn)H∥DP,且∴四邊形MHPD是平行四邊形,∴MD=HP,MD∥∵AD∥BC,∴HP∥CN,∴四邊形HNCP是平行四邊形,∴NH∥∴∠MHN=90°,∴H點(diǎn)在以MN為直徑的圓上,設(shè)MN的中點(diǎn)為T,∴DT=1∴DH的最大值為5+1,最小值為5【點(diǎn)睛】本題考查四邊形的綜合應(yīng)用,熟練掌握矩形的性質(zhì),直角三角形的性質(zhì),三角形全等的判定及性質(zhì),平行四邊形的性質(zhì),圓的性質(zhì),能夠確定H點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡是解題的關(guān)鍵.12.(2021·江蘇宿遷·中考真題)已知正方形ABCD與正方形AEFG,正方形AEFG繞點(diǎn)A旋轉(zhuǎn)一周.(1)如圖①,連接BG、CF,求CFBG(2)當(dāng)正方形AEFG旋轉(zhuǎn)至圖②位置時(shí),連接CF、BE,分別取CF、BE的中點(diǎn)M、N,連接MN、試探究:MN與BE的關(guān)系,并說明理由;(3)連接BE、BF,分別取BE、BF的中點(diǎn)N、Q,連接QN,AE=6,請(qǐng)直接寫出線段QN掃過的面積.【答案】(1)2;(2)MN⊥BE;MN=12【分析】(1)由旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)聯(lián)想到連接AF、AC,證明ΔCAF∽ΔBAG即可求解;(2)由M、N分別是CF、BE的中點(diǎn),聯(lián)想到中位線,故想到連接BM并延長使BM=MH,連接FH、EH,則可證ΔBMC≌ΔHMF即可得到HF=BC=BA,再由四邊形BEFC內(nèi)角和為360°可得∠BAC=∠HFE,則可證明ΔBAE≌ΔHFE,即ΔBHE是等腰直角三角形,最后利用中位線的性質(zhì)即可求解;(3)Q、N兩點(diǎn)因旋轉(zhuǎn)位置發(fā)生改變,所以Q、N兩點(diǎn)的軌跡是圓,又Q、N兩點(diǎn)分別是BF、BE中點(diǎn),所以想到取AB的中點(diǎn)O,結(jié)合三角形中位線和圓環(huán)面積的求解即可解答.【詳解】解:(1)連接AF、AC∵四邊形ABCD和四邊形AEFG是正方形∴AB=BC,AG=FG,∠BAD=∠GAE=∠CBA=∠AGF=90°∵AF、AC分別平分∠EAG,∠BAD∴∠BAC=∠GAF=45°∴∠BAC+∠CAG=∠GAF+∠CAG即∠BAG=∠CAF且ΔABC,ΔAGF都是等腰直角三角形∴∴ΔCAF∽ΔBAG∴(2)連接BM并延長使BM=MH,連接FH、EH∵M(jìn)是CF的中點(diǎn)∴CM=MF又∠CMB=∠FMH∴ΔCMB≌ΔFMH∴BC=HF,∠BCM=∠HFM在四邊形BEFC中∠BCM+∠CBE+∠BEF+∠EFC=360°又∠CBA=∠AEF=90°∴∠BCM+∠ABE+∠AEB+∠EFC=360°?90°?90°=180°即∠HFM+∠EFC+∠ABE+∠AEB=180°即∠HFE+∠ABE+∠AEB=180°∵∠BAE+∠ABE+∠AEB=180°∴∠HFE=∠BAE又四邊形ABCD和四邊形AEFG是正方形∴BC=AB=FH,EA=EF∴ΔBAE≌ΔHFE∴BE=HE.∠BEA=∠HEF∵∠HEF+∠HEA=∠AEF=90°∴∠BEA+∠HEA=90°=∠BEH∴三角形BEH是等腰直角三角形∵M(jìn)、N分別是BH、BE的中點(diǎn)∴MN//HE,MN=∴∠MNB=∠HEB=90°,MN=∴MN⊥BE,MN=(3)取AB的中點(diǎn)O,連接OQ、ON,連接AF在ΔABF中,O、Q分別是AB、BF的中點(diǎn)∴OQ=同理可得ON=∵AF=∴OQ=3所以QN掃過的面積是以O(shè)為圓心,32和3∴S=(3【點(diǎn)睛】本題考查旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)、三角形相似、三角形全等、正方形的性質(zhì)、中位線的性質(zhì)與應(yīng)用和動(dòng)點(diǎn)問題,屬于幾何綜合題,難度較大.解題的關(guān)鍵是通過相關(guān)圖形的性質(zhì)做出輔助線.類型五通過旋轉(zhuǎn)構(gòu)造三角形全等13.(2022·內(nèi)蒙古呼和浩特·二模)如圖,點(diǎn)P是正方形ABCD內(nèi)一點(diǎn),且點(diǎn)P到點(diǎn)A、B、C的距離分別為23、2、4,則正方形ABCD的面積為(
A.28+83 B.14+43 C.12【答案】B【分析】將△ABP繞點(diǎn)B順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°得到△CBM,過點(diǎn)B作BH⊥PM于H,先證明∠PMC=90°,推出∠CMB=∠APB=135°,推出A、P、M共線,利用勾股定理求出AB2.【詳解】解:如圖,將△ABP繞點(diǎn)B順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°得到△CBM,過點(diǎn)B作BH⊥PM于H,∵BP=BM=2,∠PBM=90°,∴PM=2PB=2,∵PC=4,PA=CM=23,∴PC2=CM2+PM2,∴∠PMC=90°,∵∠BPM=∠BMP=45°,∴∠CMB=∠APB=135°,∴∠APB+∠BPM=180°,∴A、P、M共線,∵BH⊥PM,∴PH=HM,∴BH=PH=HM=1,∴AH=23∴AB2=AH2+BH2=(23+1)2+12=14+4∴正方形ABCD的面積為14+43故選:B.【點(diǎn)睛】本題考查了正方形性質(zhì),勾股定理,勾股定理的逆定理,等腰直角三角形,旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)等知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用,解此題的關(guān)鍵是正確作輔助線,本題具有一定的代表性,有一定的難度,對(duì)學(xué)生提出較高的要求.14.(2023·湖北隨州·中考真題)1643年,法國數(shù)學(xué)家費(fèi)馬曾提出一個(gè)著名的幾何問題:給定不在同一條直線上的三個(gè)點(diǎn)A,B,C,求平面上到這三個(gè)點(diǎn)的距離之和最小的點(diǎn)的位置,意大利數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家托里拆利給出了分析和證明,該點(diǎn)也被稱為“費(fèi)馬點(diǎn)”或“托里拆利點(diǎn)”,該問題也被稱為“將軍巡營”問題.(1)下面是該問題的一種常見的解決方法,請(qǐng)補(bǔ)充以下推理過程:(其中①處從“直角”和“等邊”中選擇填空,②處從“兩點(diǎn)之間線段最短”和“三角形兩邊之和大于第三邊”中選擇填空,③處填寫角度數(shù),④處填寫該三角形的某個(gè)頂點(diǎn))當(dāng)△ABC的三個(gè)內(nèi)角均小于120°時(shí),如圖1,將△APC繞,點(diǎn)C順時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°得到△A'P由PC=P'C,∠PCP'=60°,可知△PCP'為由②_____________________________可知,當(dāng)B,P,P',A在同一條直線上時(shí),PA+PB+PC取最小值,如圖2,最小值為A'B,此時(shí)的P點(diǎn)為該三角形的“費(fèi)馬點(diǎn)”,且有已知當(dāng)△ABC有一個(gè)內(nèi)角大于或等于120°時(shí),“費(fèi)馬點(diǎn)”為該三角形的某個(gè)頂點(diǎn).如圖3,若∠BAC≥120°,則該三角形的“費(fèi)馬點(diǎn)”為④______點(diǎn).(2)如圖4,在△ABC中,三個(gè)內(nèi)角均小于120°,且AC=3,BC=4,∠ACB=30°,已知點(diǎn)P為(3)如圖5,設(shè)村莊A,B,C的連線構(gòu)成一個(gè)三角形,且已知AC=4km,BC=23km,∠ACB=60°.現(xiàn)欲建一中轉(zhuǎn)站P沿直線向A,B,C三個(gè)村莊鋪設(shè)電纜,已知由中轉(zhuǎn)站P到村莊A,B,C的鋪設(shè)成本分別為a元/km,a元/km,2a元/【答案】(1)①等邊;②兩點(diǎn)之間線段最短;③120°;④A.(2)5(3)2【分析】(1)根據(jù)旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)和兩點(diǎn)之間線段最短進(jìn)行推理分析即可得出結(jié)論;(2)根據(jù)(1)的方法將△APC繞,點(diǎn)C順時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°得到△A'P'C,即可得出可知當(dāng)B,P,P',A在同一條直線上時(shí),PA+PB+PC取最小值,最小值為A'(3)由總的鋪設(shè)成本=a(PA+PB+2PC),通過將△APC繞,點(diǎn)C順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°得到△A'P'C,得到等腰直角△PP'C,得到2PC=PP',即可得出當(dāng)B,P【詳解】(1)解:∵PC=P∴△PCP∴PP'=PC又P'A'由兩點(diǎn)之間線段最短可知,當(dāng)B,P,P',A在同一條直線上時(shí),PA+PB+PC最小值為A'B,此時(shí)的∴∠BPC+∠P'PC=180°∴∠BPC=120°,∠A又∵△APC?△A∴∠APC=∠AP∴∠APB=360°?∠APC?∠BPC=120°,∴∠APC=∠BPC=∠APB=120°;∵∠BAC≥120°,∴BC>AC,BC>AB,∴BC+AB>AC+AB,BC+AC>AB+AC,∴三個(gè)頂點(diǎn)中,頂點(diǎn)A到另外兩個(gè)頂點(diǎn)的距離和最?。帧咭阎?dāng)△ABC有一個(gè)內(nèi)角大于或等于120°時(shí),“費(fèi)馬點(diǎn)”為該三角形的某個(gè)頂點(diǎn).∴該三角形的“費(fèi)馬點(diǎn)”為點(diǎn)A,故答案為:①等邊;②兩點(diǎn)之間線段最短;③120°;④A.(2)將△APC繞,點(diǎn)C順時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°得到△A'P由(1)可知當(dāng)B,P,P',A在同一條直線上時(shí),PA+PB+PC取最小值,最小值為A
∵∠ACP=∠A∴∠ACP+∠BCP=∠A又∵∠PC∴∠BCA由旋轉(zhuǎn)性質(zhì)可知:AC=A∴A'∴PA+PB+PC最小值為5,(3)∵總的鋪設(shè)成本=PA·a+PB·a+PC·∴當(dāng)PA+PB+2將△APC繞,點(diǎn)C順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°得到△A'P'由旋轉(zhuǎn)性質(zhì)可知:P'C=PC,∠PCP'=∠AC∴PP∴PA+PB+2當(dāng)B,P,P',A在同一條直線上時(shí),P'A'+PB+P
過點(diǎn)A'作A'H⊥BC∵∠ACB=60°,∠ACA∴∠A∴A'∴HC=A∴BH=BC+CH=23∴APA+PB+2PC總的鋪設(shè)成本=PA·a+PB·a+PC·2故答案為:2【點(diǎn)睛】本題考查了費(fèi)馬點(diǎn)求最值問題,涉及到的知識(shí)點(diǎn)有旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),等邊三角形的判定與性質(zhì),勾股定理,以及兩點(diǎn)之間線段最短等知識(shí)點(diǎn),讀懂題意,利用旋轉(zhuǎn)作出正確的輔助線是解本
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