2024年3月25日发(作者:2014浙江数学试卷)

一、旋转 真题与模拟题分类汇编(难题易错题)

1

.(操作发现)

1

)如图

1

△ABC

为等边三角形,先将三角板中的

60°

角与

∠ACB

重合,再将三角板绕

C

按顺时针方向旋转(旋转角大于

且小于

30°

),旋转后三角板的一直角边与

AB

交于

D

,在三角板斜边上取一点

F

,使

CF=CD

,线段

AB

上取点

E

,使

∠DCE=30°

,连接

AF

EF

∠EAF

的度数;

②DE

EF

相等吗?请说明理由;

(类比探究)

2

)如图

2

△ABC

为等腰直角三角形,

∠ACB=90°

,先将三角板的

90°

角与

∠ACB

重合,

再将三角板绕点

C

按顺时针方向旋转(旋转角大于

且小于

45°

),旋转后三角板的一直

角边与

AB

交于点

D

,在三角板另一直角边上取一点

F

,使

CF=CD

,线段

AB

上取点

E

,使

∠DCE=45°

,连接

AF

EF

.请直接写出探究结果:

①∠EAF

的度数;

线段

AE

ED

DB

之间的数量关系.

【答案】(

1

①120°②DE=EF

;(

2

①90°②AE

2

+DB

2

=DE

2

【解析】

试题分析:(

1

由等边三角形的性质得出

AC=BC

∠BAC=∠B=60°

,求出

∠ACF=∠BCD

,证明

△ACF≌△BCD

,得出

∠CAF=∠B=60°

,求出

∠EAF=∠BAC+∠CAF=120°

证出

∠DCE=∠FCE

,由

SAS

证明

△DCE≌△FCE

,得出

DE=EF

即可;

2

由等腰直角三角形的性质得出

AC=BC

∠BAC=∠B=45°

,证出

∠ACF=∠BCD

,由

SAS

证明

△ACF≌△BCD

,得出

∠CAF=∠B=45°

AF=DB

,求出

∠EAF=∠BAC+∠CAF=90°

证出

∠DCE=∠FCE

,由

SAS

证明

△DCE≌△FCE

,得出

DE=EF

;在

Rt△AEF

中,由勾股定

理得出

AE

2

+AF

2

=EF

2

,即可得出结论.

试题解析:解:(

1

①∵△ABC

是等边三角形,

∴AC=BC

∠BAC=∠B=60°

∵∠DCF=60°

∴∠ACF=∠BCD

△ACF

△BCD

中,

∵AC=BC

∠ACF=∠BCD

CF=CD

∴△ACF≌△BCD

SAS

),

∴∠CAF=∠B=60°

∴∠EAF=∠BAC+∠CAF=120°

②DE=EF

.理由如下:

∵∠DCF=60°

∠DCE=30°

∴∠FCE=60°

30°=30°

∴∠DCE=∠FCE

.在

△DCE

△FCE

中,

∵CD=CF

∠DCE=∠FCE

CE=CE

∴△DCE≌△FCE

SAS

),

∴DE=EF

2

①∵△ABC

是等腰直角三角形,

∠ACB=90°

∴AC=BC

∠BAC=∠B=45°

∵∠DCF=90°

∴∠ACF=∠BCD

.在

△ACF

△BCD

中,

∵AC=BC

∠ACF=∠BCD

CF=CD

∴△ACF≌△BCD

SAS

),

∴∠CAF=∠B=45°

AF=DB

∴∠EAF=∠BAC+∠CAF=90°

②AE

2

+DB

2

=DE

2

,理由如下:

∵∠DCF=90°

∠DCE=45°

∴∠FCE=90°

45°=45°

∴∠DCE=∠FCE

.在

△DCE

△FCE

中,

∵CD=CF

∠DCE=∠FCE

CE=CE

∴△DCE≌△FCE

SAS

),

∴DE=EF

.在

Rt△AEF

中,

AE

2

+AF

2

=EF

2

,又

∵AF=DB

∴AE

2

+DB

2

=DE

2

2

.如图所示,

△ABC

△ADE

是有公共顶点的等腰直角三角形,

∠BAC=∠DAE=90°

EC

延长线交

BD

于点

P

1

)把

△ABC

绕点

A

旋转到图

1

BD

CE

的关系是

(选填

相等

不相等

);简

要说明理由;

2

)若

AB=3

AD=5

,把

△ABC

绕点

A

旋转,当

∠EAC=90°

时,在图

2

中作出旋转后的图

形,

PD=

,简要说明计算过程;

3

)在(

2

)的条件下写出旋转过程中线段

PD

的最小值为

,最大值为

【答案】(

1

BD

CE

的关系是相等;(

2

【解析】

520

34

34

;(

3

1

7

1717

分析:(

1

)依据

△ABC

△ADE

是有公共顶点的等腰直角三角形,

∠BAC=∠DAE=90°

,即

BA=CA

∠BAD=∠CAE

DA=EA

,进而得到

△ABD≌△ACE

,可得出

BD=CE

2

)分两种情况:依据

∠PDA=∠AEC

∠PCD=∠ACE

,可得

△PCD∽△ACE

,即可得到

PD

CD

5

34

;依据

∠ABD=∠PBE

∠BAD=∠BPE=90°

,可得

=

,进而得到

PD=

AE

CE

17

△BAD∽△BPE

,即可得到

PBBE620

34

PD=BD+PB=

34

,进而得出

PB=

ABBD3417

3

)以

A

为圆心,

AC

长为半径画圆,当

CE

⊙A

下方与

⊙A

相切时,

PD

的值最小;当

CE

在在

⊙A

右上方与

⊙A

相切时,

PD

的值最大.在

Rt△PED

中,

PD=DE•sin∠PED

,因此锐

∠PED

的大小直接决定了

PD

的大小.分两种情况进行讨论,即可得到旋转过程中线段

PD

的最小值以及最大值.

详解:(

1

BD

CE

的关系是相等.

理由:

∵△ABC

△ADE

是有公共顶点的等腰直角三角形,

∠BAC=∠DAE=90°

∴BA=CA

∠BAD=∠CAE

DA=EA

∴△ABD≌△ACE

∴BD=CE

故答案为相等.

2

)作出旋转后的图形,若点

C

AD

上,如图

2

所示:

∵∠EAC=90°

∴CE=

AC

2

AE

2

34

∵∠PDA=∠AEC

∠PCD=∠ACE

∴△PCD∽△ACE

PDCD

AECE

5

34

17

∴PD=

若点

B

AE

上,如图

2

所示:

∵∠BAD=90°

∴Rt△ABD

中,

BD=

∴△BAD∽△BPE

AD

2

AB

2

34

BE=AE

AB=2

∵∠ABD=∠PBE

∠BAD=∠BPE=90°

PB2

PBBE

,即,

3

34

ABBD

6

34

34

620

34

=

34

3417

解得

PB=

∴PD=BD+PB=

34

+

故答案为

520

34

34

1717

3

)如图

3

所示,以

A

为圆心,

AC

长为半径画圆,当

CE

⊙A

下方与

⊙A

相切时,

PD

的值最小;当

CE

在在

⊙A

右上方与

⊙A

相切时,

PD

的值最大.

如图

3

所示,分两种情况讨论:

Rt△PED

中,

PD=DE•sin∠PED

,因此锐角

∠PED

的大小直接决定了

PD

的大小.

当小三角形旋转到图中

△ACB

的位置时,

Rt△ACE

中,

CE=

5

2

3

2

=4

Rt△DAE

中,

DE=

5

2

5

2

52

四边形

ACPB

是正方形,

∴PC=AB=3

∴PE=3+4=7

Rt△PDE

中,

PD=

DE

2

PE

2

50491

即旋转过程中线段

PD

的最小值为

1

当小三角形旋转到图中

△AB\'C\'

时,可得

DP\'

为最大值,

此时,

DP\'=4+3=7

即旋转过程中线段

PD

的最大值为

7

故答案为

1

7

点睛:本题属于几何变换综合题,主要考查了等腰直角三角形的性质、旋转变换、全等三

角形的判定和性质、相似三角形的判定和性质、圆的有关知识,解题的关键是灵活运用这

些知识解决问题,学会分类讨论的思想思考问题,学会利用图形的特殊位置解决最值问

题.

3

.在平面直角坐标中,边长为

2

的正方形

OABC

的两顶点

A

C

分别在

y

轴、

x

轴的正

半轴上,点

O

在原点

.

现将正方形

OABC

O

点顺时针旋转,当

A

点一次落在直线

yx

时停止旋转,旋转过程中,

AB

边交直线

yx

于点

M

BC

边交

x

轴于点

N

(如图)

.

1

)求边

OA

在旋转过程中所扫过的面积;

2

)旋转过程中,当

MN

AC

平行时,求正方形

OABC

旋转的度数;

3

)设

MBN

的周长为

p

,在旋转正方形

OABC

的过程中,

p

值是否有变化?请证明

你的结论

.

【答案】(

1

π/2

2

22.5°(3)

周长不会变化,证明见解析

【解析】

试题分析:(

1

)根据扇形的面积公式来求得边

OA

在旋转过程中所扫过的面积;

2

)解决本题需利用全等,根据正方形一个内角的度数求出

∠AOM

的度数;

3

)利用全等把

△MBN

的各边整理到成与正方形的边长有关的式子.

试题解析:(

1

∵A

点第一次落在直线

y=x

上时停止旋转,直线

y=x

y

轴的夹角是

45°

∴OA

旋转了

45°

45

2

2

∴OA

在旋转过程中所扫过的面积为

3602

2

∵MN∥AC

∴∠BMN=∠BAC=45°

∠BNM=∠BCA=45°

∴∠BMN=∠BNM

∴BM=BN

∵BA=BC

∴AM=CN

∵OA=OC

∠OAM=∠OCN

∴△OAM≌△OCN

∴∠AOM=∠CON=

11

∠AOC-∠MON

=

90°-45°

=22.5°

22

旋转过程中,当

MN

AC

平行时,正方形

OABC

旋转的度数为

45°-22.5°=22.5°

3

)在旋转正方形

OABC

的过程中,

p

值无变化.

证明:延长

BA

y

轴于

E

点,

∠AOE=45°-∠AOM

∠CON=90°-45°-∠AOM=45°-∠AOM

∴∠AOE=∠CON

∵OA=OC

∠OAE=180°-90°=90°=∠OCN

∴△OAE≌△OCN

∴OE=ON

AE=CN

∵∠MOE=∠MON=45°

OM=OM

∴△OME≌△OMN

∴MN=ME=AM+AE

∴MN=AM+CN

∴p=MN+BN+BM=AM+CN+BN+BM=AB+BC=4

在旋转正方形

OABC

的过程中,

p

值无变化.

考点:旋转的性质

.

4

.如图,正方形

ABCD

中,点

E

BC

边上的一个动点,连接

AE

,将线段

AE

绕点

A

逆时

针旋转

90°

,得到

AF

,连接

EF

,交对角线

BD

于点

G

,连接

AG

1

)根据题意补全图形;

2

)判定

AG

EF

的位置关系并证明;

3

)当

AB=3

BE=2

时,求线段

BG

的长.

【答案】

(1)

见解析

;(2)

见解析

;(3)

【解析】

【分析】

1

)根据题意补全图形即可;

25

.

2

2

)先判断出

△ADF≌△ABE

,进而判断出点

C

D

F

共线,即可判断出

△DFG≌△HEG

得出

FG=EG

,即可得出结论;

3

)先求出正方形的对角线

BD

,再求出

BH

,进而求出

DH

,即可得出

HG

,求和即可得出

结论.

【详解】

1

)补全图形如图所示,

2

)连接

DF

由旋转知,

AE=AF

∠EAF=90°

四边形

ABCD

是正方形,

∴AB∥CD

AD=AB

∠ABC=∠ADC=BAD=90°

∴∠DAF=∠BAE

∴△ADF≌△ABE

SAS

),

∴DF=BE

∠ADF=∠ABC=90°

∴∠ADF+∠ADC=180°

C

D

F

共线,

∴CF∥AB

过点

E

EH∥BC

BD

H

∴∠BEH=∠BCD=90°

DF∥EH

∴∠DFG=∠HEG

∵BD

是正方形

ABCD

的对角线,

∴∠CBD=45°

∴BE=EH

∵∠DGF=∠HGE

∴△DFG≌△HEG

AAS

),

∴FG=EG

∵AE=AF

∴AG⊥EF

3

∵BD

是正方形的对角线,

∴BD=

2

AB=3

2

由(

2

)知,在

Rt△BEH

中,

BH=

2

BE=2

2

∴DG=BD-BH=

2

由(

2

)知,

△DFG≌△HEG

∴DG=HG

∴HG=

1

2

DH=

2

2

2

52

=

2

2

∴BG=BH+HG=2

2

+

【点睛】

此题是四边形综合题,主要考查了旋转的性质,全等三角形的判定和性质,正方形的性

质,勾股定理,作出辅助线是解本题的关键.

5

.如图

,在

ABCD

中,

AB=10cm

BC=4cm

∠BCD=120°

CE

平分

∠BCD

AB

于点

E.

P

A

点出发,沿

AB

方向以

1cm/s

的速度运动,连接

CP

,将

△PCE

绕点

C

逆时针旋转

60°

,使

CE

CB

重合,得到

△QCB

,连接

PQ.

1

)求证:

△PCQ

是等边三角形;

2

)如图

,当点

P

在线段

EB

上运动时,

△PBQ

的周长是否存在最小值?若存在,求

△PBQ

周长的最小值;若不存在,请说明理由;

3

)如图

,当点

P

在射线

AM

上运动时,是否存在以点

P

B

Q

为顶点的直角三角

形?

若存在,求出此时

t

的值;若不存在,请说明理由

.

1

2

3

【答案】(

1

)证明见解析;(

2

)存在,理由见解析;(

3

t

2s

或者

14s.

【解析】

分析:(

1

)根据旋转的性质,证明

△PCE≌△QCB

,然后根据全等三角形的性质和等边三

角形的判定证明即可;

2

)利用平行四边形的性质证得

△BCE

为等边三角形,然后根据全等三角形的性质得到

△PBQ

的周长为

4+CP

,然后垂线段最短可由直角三角形的性质求解即可;

3

)根据点的移动的距离,分类讨论求解即可

.

详解:(

1

旋转

∴△PCE≌△QCB

∴CP=CQ

∠PCE =∠QCB

∵∠BCD=120°

CE

平分

∠BCD

∴∠PCQ=60°

∴∠PCE +∠QCE=∠QCB+∠QCE=60°

∴△PCQ

为等边三角形

.

2

)存在

∵CE

平分

∠BCD

∴∠BCE=

60

在平行四边形

ABCD

中,

∴AB∥CD

∴∠ABC=180°

120°=60°

∴△BCE

为等边三角形

∴BE=CB=4

旋转

∴△PCE≌△QCB

∴EP=BQ

∴C

△PBQ

=PB+BQ+PQ

=PB+EP+PQ

=BE+PQ

=4+CP

∴CP⊥AB

时,

△PBQ

周长最小

CP⊥AB

时,

CP=BCsin60°=

23

∴△PBQ

周长最小为

4

23

3

当点

B

与点

P

重合时,

P,B,Q

不能构成三角形

0≤t

6

时,由旋转可知,

∠CPE=∠CQB

∠CPQ=∠CPB+∠BPQ=60°

则:

∠BPQ+∠CQB

60°

∵∠QPB+∠PQC+∠CQB+∠PBQ=180°

∴∠CBQ=180°—60°—60°=60°

∴∠QBP=60°

∠BPQ

60°

所以

∠PQB

可能为直角

由(

1

)知,

△PCQ

为等边三角形,

∴∠PBQ=60°

∠CQB

30°

∵∠CQB

∠CPB

∴∠CPB=30°

∵∠CEB

60°

∴∠ACP

∠APC=30°

∴PA=CA=4

所以

AP=AE-EP=6-4=2

所以

t

2

12

s

6

t

10

时,由

∠PBQ

120°

90°

,所以不存在

t

10

时,由旋转得:

∠PBQ=60°

,由(

1

)得

∠CPQ=60°

∴∠BPQ=∠CPQ+∠BPC=60°+∠BPC

∠BPC

∴∠BPQ

60°

∴∠BPQ=90°

,从而

∠BCP=30°

∴BP=BC=4

所以

AP=14cm

所以

t=14s

综上所述:

t

2s

或者

14s

时,符合题意。

点睛:此题主要考查了旋转图形变化的应用,结合平行四边形、等边三角形、全等三角形

的判定与性质,进行解答即可,注意分类讨论思想的应用,比较困难

.

6

.如图,

△ABC

是等边三角形,

AB=6cm

D

为边

AB

中点.动点

P

Q

在边

AB

上同时从

D

出发,点

P

沿

D→A

1cm/s

的速度向终点

A

运动.点

Q

沿

D→B→D

2cm/s

的速度

运动,回到点

D

停止.以

PQ

为边在

AB

上方作等边三角形

PQN

.将

△PQN

QN

的中点旋

180°

得到

△MNQ

.设四边形

PQMN

△ABC

重叠部分图形的面积为

S

cm

2

),点

P

动的时间为

t

s

)(

0

t

3

).

1

)当点

N

落在边

BC

上时,求

t

的值.

2

)当点

N

到点

A

B

的距离相等时,求

t

的值.

3

)当点

Q

沿

D→B

运动时,求

S

t

之间的函数表达式.

4

)设四边形

PQMN

的边

MN

MQ

与边

BC

的交点分别是

E

F

,直接写出四边形

PEMF

与四边形

PQMN

的面积比为

2

3

t

的值.

【答案】(1)(2)2(3)S=S

菱形

PQMN

=2S

△PNQ

=

t=1或

【解析】

t

2

;(4)

试题分析:(

1

)由题意知:当点

N

落在边

BC

上时,点

Q

与点

B

重合,此时

DQ=3

2

)当点

N

到点

A

B

的距离相等时,点

N

在边

AB

的中线上,此时

PD=DQ

(3)当0≤t≤时,四边形PQMN与△ABC重叠部分图形为四边形PQMN;当≤t≤时,四

边形PQMN与△ABC重叠部分图形为五边形PQFEN.

(4)MN、MQ与边BC的有交点时,此时<t<

面积表达式后,即可求出t的值.

试题解析:(

1

∵△PQN

△ABC

都是等边三角形,

当点

N

落在边

BC

上时,点

Q

与点

B

重合.

∴DQ=3

∴2t=3

∴t=;

2

当点

N

到点

A

B

的距离相等时,点

N

在边

AB

的中线上,

∴PD=DQ

当0<t<时,

,列出四边形PEMF与四边形PQMN的

此时,

PD=t

DQ=2t

∴t=2t

∴t=0

(不合题意,舍去),

当≤t<3时,

此时,

PD=t

DQ=6

2t

∴t=6

2t

解得

t=2

综上所述,当点

N

到点

A

B

的距离相等时,

t=2

3

)由题意知:此时,

PD=t

DQ=2t

当点

M

BC

边上时,

∴MN=BQ

∵PQ=MN=3t

BQ=3

2t

∴3t=3

2t

∴解得t=

如图①,当0≤t≤时,

S

△PNQ

=PQ

2

=t

2

t

2

∴S=S

菱形

PQMN

=2S

△PNQ

=

如图②,当≤t≤时,

MN

MQ

与边

BC

的交点分别是

E

F

∵MN=PQ=3t

NE=BQ=3

2t

∴ME=MN

NE=PQ

BQ=5t

3

∵△EMF

是等边三角形,

∴S

△EMF

=ME

2

=(5t﹣3)

2

4

MN

MQ

与边

BC

的交点分别是

E

F

此时<t<

t=1或

考点:几何变换综合题

7

.如图,在边长为

1

的正方形网格中,

A

1

7

)、

B

5

5

)、

C

7

5

)、

D

5

1

).

1

)将线段

AB

绕点

B

逆时针旋转,得到对应线段

BE

.当

BE

CD

第一次平行时,画出

A

运动的路径,并直接写出点

A

运动的路径长;

2

)线段

AB

与线段

CD

存在一种特殊关系,即其中一条线段绕着某点旋转一个角度可以

得到另一条线段,直接写出这个旋转中心的坐标.

【答案】(

1

)见解析;

5

π

;(

2

)旋转中心

P

的坐标为(

3

3

)或(

6

6

).

【解析】

【分析】

1

)依据旋转的方向、旋转角和旋转中心即可得到点

A

运动的路径为弧线,再运用弧长

计算公式即可解答;

2

)连接两对对应点,分别作出它们连线的垂直平分线,其交点即为所求

.

【详解】

22

90

24

解:(

1

)点

A

运动的路径如图所示,出点

A

运动的路径长为=

5

π

180

2

)如图所示,旋转中心

P

的坐标为(

3

3

)或(

6

6

).

【点睛】

本题主要考查了利用旋转变换及其作图,掌握旋转的性质、旋转角以及确定旋转中心的方

法是解答本题的关键

.

8

.如图,已知

Rt△ABC

中,

∠ACB=90°

AC=BC

D

是线段

AB

上的一点(不与

A

B

合).过点

B

BE⊥CD

,垂足为

E

.将线段

CE

绕点

C

顺时针旋转

90

,得到线段

CF

,连

EF

.设

∠BCE

度数为

.

1

补全图形;

试用含

的代数式表示

∠CDA

2

)若

EF3

,求

的大小.

AB2

3

)直接写出线段

AB

BE

CF

之间的数量关系.

【答案】(

1

答案见解析;

45

;(

2

30

;(

3

AB

2

2CF

2

2BE

2

【解析】

试题分析:(

1

按要求作图即可;

∠ACB=90°

AC=BC

,得

∠ABC=45°,

故可得出结论;

2

)易证

FCE

ACB

,得

∠ACF=30°

,从而得出结论;

3

AB

2

2CF

2

2BE

2

.

试题解析:(

1

补全图形.

CF3

;连结

FA

,得

△AFC

是直角三角形,求出

AC2

②∵∠ACB=90°

AC=BC

∴∠ABC=45°

∵∠BCE=

∴∠CDA=

45

2

)在

FCE

ACB

中,

CFECAB45

FCEACB90

FCE

ACB

CFEF

ACAB

EF3

AB2

CF

3

AC2

连结

FA

FCA90ACE,ECB90ACE

FCAECB

=

Rt

CFA

中,

CFA90

cosFCA

3

2

FCA30

30

.

3

AB

2

2CF

2

2BE

2


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