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2023中考数学专题复习分类练习 初中数学 旋转综合解答题及答案解析
一、旋转
1.在△ABC中,AB=AC,∠BAC=(),将线段BC绕点B逆时针旋转60°得到线段BD。
(1)如图1,直接写出∠ABD的大小(用含的式子表示);
(2)如图2,∠BCE=150°,∠ABE=60°,判断△ABE的形状并加以证明;
(3)在(2)的条件下,连结DE,若∠DEC=45°,求的值。
【答案】(1)(2)见解析(3)
【解析】解:(1)。
(2)△ABE为等边三角形。证明如下:
连接AD,CD,ED,
∵线段BC绕点B逆时针旋转得到线段BD,
∴BC=BD,∠DBC=60°。
又∵∠ABE=60°,
∴且△BCD为等边三角形。
在△ABD与△ACD中,∵AB=AC,AD=AD,BD=CD,
∴△ABD≌△ACD(SSS)。∴。
∵∠BCE=150°,∴。∴。
在△ABD和△EBC中,∵,,BC=BD,
∴△ABD≌△EBC(AAS)。∴AB=BE。
∴△ABE为等边三角形。
(3)∵∠BCD=60°,∠BCE=150°,∴。
又∵∠DEC=45°,∴△DCE为等腰直角三角形。
∴DC=CE=BC。
∵∠BCE=150°,∴。
而。∴。
(1)∵AB=AC,∠BAC=,∴ 。
∵将线段BC绕点B逆时针旋转60°得到线段BD,∴。
∴。
(2)由SSS证明△ABD≌△ACD,由AAS证明△ABD≌△EBC,即可根据有一个角等于的等腰三角
形是等边三角形的判定得出结论。
(3)通过证明△DCE为等腰直角三角形得出,由(1),从
而,解之即可。
2.在平面直角坐标系中,四边形AOBC是矩形,点O(0,0),点A(5,0),点B(0,3).以点A为中心,顺时针旋转矩形AOBC,得到矩形ADEF,点O,B,C的对应点分别为D,E,F.
(1)如图①,当点D落在BC边上时,求点D的坐标;
(2)如图②,当点D落在线段BE上时,AD与BC交于点H.
①求证△ADB≌△AOB;
②求点H的坐标.
(3)记K为矩形AOBC对角线的交点,S为△KDE的面积,求S的取值范围(直接写出结果即可).
【答案】(1)D(1,3);(2)①详见解析;②H(,3);(3)≤S≤.
【解析】
【分析】
(1)如图①,在Rt△ACD中求出CD即可解决问题;
(2)①根据HL证明即可;
②,设AH=BH=m,则HC=BC-BH=5-m,在Rt△AHC中,根据AH2=HC2+AC2,构建方程求出m即可解决问题;
(3)如图③中,当点D在线段BK上时,△DEK的面积最小,当点D在BA的延长线上时,△D′E′K的面积最大,求出面积的最小值以及最大值即可解决问题;
【详解】
(1)如图①中,
∵A(5,0),B(0,3),
∴OA=5,OB=3,
∵四边形AOBC是矩形,
∴AC=OB=3,OA=BC=5,∠OBC=∠C=90°,
∵矩形ADEF是由矩形AOBC旋转得到,
∴AD=AO=5,
在Rt△ADC中,CD==4,
∴BD=BC-CD=1,
∴D(1,3).
(2)①如图②中,
由四边形ADEF是矩形,得到∠ADE=90°,
∵点D在线段BE上,
∴∠ADB=90°,
由(1)可知,AD=AO,又AB=AB,∠AOB=90°,
∴Rt△ADB≌Rt△AOB(HL).
②如图②中,由△ADB≌△AOB,得到∠BAD=∠BAO,
又在矩形AOBC中,OA∥BC,
∴∠CBA=∠OAB,
∴∠BAD=∠CBA,
∴BH=AH,设AH=BH=m,则HC=BC-BH=5-m,
在Rt△AHC中,∵AH2=HC2+AC2,
∴m2=32+(5-m)2,
∴m=,
∴BH=,
∴H(,3).
(3)如图③中,当点D在线段BK上时,△DEK的面积最小,最小值=?DE?DK=×3×(5-)=,
当点D在BA的延长线上时,△D′E′K的面积最大,最大面积=×D′E′×KD′=×3×(5+)=.
综上所述,≤S≤.
【点睛】
本题考查四边形综合题、矩形的性质、勾股定理、全等三角形的判定和性质、旋转变换等知识,解题的关键是理解题意,灵活运用所学知识解决问题,学会利用参数构建方程解决问题.
3.(1)发现:如图1,点A为线段BC外一动点,且BC=a,AB=b.填空:
当点A位于 时,线段AC的长取得最大值,且最大值为 (用含a,b的式子表示)
(2)应用:点A为线段BC外一动点,且BC=4,AB=1,如图2所示,分别以AB,AC为边,作等边三角形ABD和等边三角形ACE,连接CD,BE.
①请找出图中与BE相等的线段,并说明理由;②直接写出线段BE长的最大值.
(3)拓展:如图3,在平面直角坐标系中,点A的坐标为(2,0),点B的坐标为(6,0),点P为线段AB外一动点,且PA=2
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