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八、 图形的变换综合问题
[基础知识]
平移的性质、平移的要素:平移方向和距离;坐标系中的平移:左减右加,上加下减;
旋转的性质、旋转的要素:旋转中心、旋转方向、旋转角度 ;
轴对称的性质,坐标系中的对称:关于横轴对称横同纵反,关于纵轴对称横反纵同,关于原点对称横反纵反
折叠的性质:对应线段、角相等,图形全等。
[中考真题]
(2021)17.(3分)如图,将矩形纸片ABCD折叠(AD>AB),使AB落在AD上,AE为折痕,然后将矩形纸片展开铺在一个平面上,E点不动,将BE边折起,使点B落在AE上的点G处,连接DE,若DE=EF,CE=2,则AD的长为 .
(2020)14.如图,将正方形网格放置在平面直角坐标系中,其中,每个小正方形的边长均为1,点A,B,C的坐标分别为A(0,3),B(﹣1,1),C(3,1).△A'B'C′是△ABC关于x轴的对称图形,将△A'B'C'绕点B'逆时针旋转180°,点A'的对应点为M,则点M的坐标为 .
(2019)18.(4分)如图,矩形ABCD中,AB=3,BC=12,E为AD中点,F为AB上一点,将△AEF沿EF折叠后,点A恰好落到CF上的点G处,则折痕EF的长是 .
(2018)11.(3分)如图,将正方形网格放置在平面直角坐标系中,其中每个小正方形的边长均为1,△ABC经过平移后得到△A1B1C1,若AC上一点P(1.2,1.4)平移后对应点为P1,点P1绕原点顺时针旋转180°,对应点为P2,则点P2的坐标为( )
A.(2.8,3.6) B.(﹣2.8,﹣3.6)
C.(3.8,2.6) D.(﹣3.8,﹣2.6)
(2018)15.(3分)如图,在矩形ABCD中,AB=6,BC=10,将矩形ABCD沿BE折叠,点A落在A'处,若EA'的延长线恰好过点C,则sin∠ABE的值为 .
(2017)(2017)18.如图,在正方形网格中,线段A′B′是线段AB绕某点逆时针旋转角α得到的,点A′与A对应,则角α的大小为( )
A.30° B.60°
C.90° D.120°
(2017)24.如图,∠BAC=30°,M为AC上一点,AM=2,点P是AB上的一动点,PQ⊥AC,垂足为点Q,则PM+PQ的最小值为 .
(2016)(2016)8.如图,四个实数m,n,p,q在数轴上对应的点分别为M,N,P,Q,若n+q=0,则m,n,p,q四个实数中,绝对值最大的一个是( )
A.p B.q C.m D.n
(2015)20.(3分)如图,矩形ABCD中,E是AD的中点,将△ABE沿直线BE折叠后得到△GBE,延长BG交CD于点F.若AB=6,BC=4,则FD的长为( )
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A.2 B. 4 C. D. 2
(2014)12.如图①是一个直角三角形纸片,∠A=30°,BC=4cm,将其折叠,使点C落在斜边上的点C′处,折痕为BD,如图②,再将②沿DE折叠,使点A落在DC′的延长线上的点A′处,如图③,则折痕DE的长为( )
A.cm B. 2cm C. 2cm D. 3cm
(2013)11.在如图所示的单位正方形网格中,△ABC经过平移后得到△A1B1C1,已知在AC上一点P(2.4,2)平移后的对应点为P1,点P1绕点O逆时针旋转180°,得到对应点P2,则P2点的坐标为( )
A.(1.4,﹣1) B.(1.5,2) C.(1.6,1) D.(2.4,1)
(2012)17.如图,将矩形纸片ABCD沿EF折叠,使点B与CD的中点重合,若AB=2,BC=3,则△FCB′与△B′DG的面积之比为( )
A.9:4 B.3:2 C.4:3 D.16:9
[答案解析]
(2021)17.(3分)如图,将矩形纸片ABCD折叠(AD>AB),使AB落在AD上,AE为折痕,然后将矩形纸片展开铺在一个平面上,E点不动,将BE边折起,使点B落在AE上的点G处,连接DE,若DE=EF,CE=2,则AD的长为 .
【分析】 翻折的性质
【解答】:由翻折的性质可知,EB=EB′,∠B=∠AB′E=∠EB′D=90°,
在Rt△EBF和Rt△EB′D中,
,
∴Rt△EBF≌Rt△EB′D(HL),
∴BF=DB′,
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠C=∠CDB′=∠EB′D=90°,
∴四边形ECDB′是矩形,
∴DB′=EC=2,
∴BF=EC=2,
由翻折的性质可知,BF=FG=2,∠FAG=45°,∠AGF=∠B=∠AGF=90°,
∴AG=FG=2,
∴AF=2.
∴AB=AB′=2+2,
∴AD=AB′+DB′=4+2,
故答案为:4+2。
(2020)14.如图,将正方形网格放置在平面直角坐标系中,其中,每个小正方形的边长均为1,点A,B,C的坐标分别为A(0,3),B(﹣1,1),C(3,1).△A'B'C′是△ABC关于x轴的对称图形,将△A'B'C'绕点B'逆时针旋转180°,点A'的对应点为M,则点M的坐标为 .
【分析】延长A'B'后得出点M,进而利用图中坐标解答即可.
【解答】:将△A'B'C'绕点B'逆时针旋转180°,如图所示:
所以点M的坐标为(﹣2,1),
故答案为:(﹣2,1).
(2019)18.(4分)如图,矩形ABCD中,AB=3,BC=12,E为AD中点,F为AB上一点,将△AEF沿EF折叠后,点A恰好落到CF上的点G处,则折痕EF的长是 .
【分析】 连接EC,利用矩形的性质,求出EG,DE的长度,证明EC平分∠DCF,再证∠FEC=90°,最后证△FEC∽△EDC,利用相似的性质即可求出EF的长度.
【解答】解:如图,连接EC,
∵四边形ABCD为矩形,
∴∠A=∠D=90°,BC=AD=12,DC=AB=3,
∵E为AD中点,
∴AE=DE=AD=6
由翻折知,△AEF≌△GEF,
∴AE=GE=6,∠AEF=∠GEF,∠EGF=∠EAF=90°=∠D,
∴GE=DE,
∴EC平分∠DCG,
∴∠DCE=∠GCE,
∵∠GEC=90°﹣∠GCE,∠DEC=90°﹣∠DCE,
∴∠GEC=∠DEC,
∴∠FEC=∠FEG+∠GEC=×180°=90°,
∴∠FEC=∠D=90°,
又∵∠DCE=∠GCE,
∴△FEC∽△EDC,
∴,
∵EC===3,
∴,
∴FE=2,
故答案为:2.
【总结】本题考查了矩形的性质,轴对称的性质,相似三角形的判定与性质等,解题关键是能够作出适当的辅助线,连接CE,构造相似三角形,最终利用相似的性质求出结果.
(2018)15.(3分)如图,在矩形ABCD中,AB=6,BC=10,将矩形ABCD沿BE折叠,点A落在A'处,若EA'的延长线恰好过点C,则sin∠ABE的值为 .
【分析】 先利用勾股定理求出A'C,进而利用勾股定理建立方程求出AE,即可求出BE,最后用三角函数即可得出结论.
【解答】解:由折叠知,A'E=AE,A'B=AB=6,∠BA'E=90°,
∴∠BA'C=90°,
在Rt△A'CB中,A'C==8,
设AE=x,则A'E=x,
∴DE=10﹣x,CE=A'C+A'E=8+x,
在Rt△CDE中,根据勾股定理得,(10﹣x)2+36=(8+x)2,
∴x=2,
∴AE=2,
在Rt△ABE中,根据勾股定理得,BE==2,
∴sin∠ABE==,
故答案为:.
【总结】此题主要考查了折叠的性质,勾股定理,锐角三角函数,充分利用勾股定理求出线段AE是解本题的关键.
(2017)18.如图,在正方形网格中,线段A′B′是线段AB绕某点逆时针旋转角α得到的,点A′与A对应,则角α的大小为( )
A.30° B.60° C.90° D.120°
【分析】根据题意确定旋转中心后即可确定旋转角的大小.
【解答】解:如图:
显然,旋转角为90°,
故选C.
(2018)24.如图,∠BAC=30°,M为AC上一点,AM=2,点P是AB上的一动点,PQ⊥AC,垂足为点Q,则PM+PQ的最小值为 .
【分析】轴对称﹣最短路线问题.本题作点M关于AB的对称点N,根据轴对称性找出点P的位置,如图,根据三角函数求出MN,∠N,再根据三角函数求出结论.
【解答】:作点M关于AB的对称点N,过N作NQ⊥AC于Q交AB于P,
则NQ的长即为PM+PQ的最小值,
连接MN交AB于D,则MD⊥AB,DM=DN,
∵∠NPB=∠APQ,
∴∠N=∠BAC=30°,
∵∠BAC=30°,AM=2,
∴MD=AM=1,
∴MN=2,
∴NQ=MN cos∠N=2×=,
故答案为:.
(2016)8.如图,四个实数m,n,p,q在数轴上对应的点分别为M,N,P,Q,若n+q=0,则m,n,p,q四个实数中,绝对值最大的一个是( )
A.p B.q C.m D.n
【分析】 根据n+q=0可以得到n、q的关系,从而可以判定原点的位置,从而可以得到哪个数的绝对值最大,本题得以解决.
【解答】:∵n+q=0,
∴n和q互为相反数,0在线段NQ的中点处,
∴绝对值最大的点P表示的数p,
故选A.
【总结】本题考查实数与数轴,解题的关键是明确数轴的特点,利用数形结合的思想解答.
(2015)20.(3分)如图,矩形ABCD中,E是AD的中点,将△ABE沿直线BE折叠后得到△GBE,延长BG交CD于点F.若AB=6,BC=4,则FD的长为( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.2 B. 4 C. D. 2
【分析】 根据点E是AD的中点 ( http: / / www.21cnjy.com )以及翻折的性质可以求出AE=DE=EG,然后利用“HL”证明△EDF和△EGF全等,根据全等三角形对应边相等可证得DF=GF;设FD=x,表示出FC、BF,然后在Rt△BCF中,利用勾股定理列式进行计算即可得解.
【解答】:∵E是AD的中点,
∴AE=DE,
∵△ABE沿BE折叠后得到△GBE,
∴AE=EG,AB=BG,
∴ED=EG,
∵在矩形ABCD中,
∴∠A=∠D=90°,
∴∠EGF=90°,
∵在Rt△EDF和Rt△EGF中,
,
∴Rt△EDF≌Rt△EGF(HL),
∴DF=FG,
设DF=x,则BF=6+x,CF=6﹣x,
在Rt△BCF中,(4)2+(6﹣x)2=(6+x)2,
解得x=4.
故选:B.
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【总结】本题考查了矩形的性质,全等三角形的判定与性质,勾股定理的应用,翻折的性质,熟记性质,找出三角形全等的条件EF=EC是解题的关键.
(2014)12.如图①是一个直角三角形纸片,∠A=30°,BC=4cm,将其折叠,使点C落在斜边上的点C′处,折痕为BD,如图②,再将②沿DE折叠,使点A落在DC′的延长线上的点A′处,如图③,则折痕DE的长为( )
A.cm B. 2cm C. 2cm D. 3cm
【分析】根据直角三角形两锐角互余求出∠ABC=60°,翻折前后两个图形能够互相重合可得∠BDC=∠BDC′,∠CBD=∠ABD=30°,∠ADE=∠A′DE,然后求出∠BDE=90°,再解直角三角形求出BD,然后求出DE即可.
【解答】:∵△ABC是直角三角形,∠A=30°,∴∠ABC=90°﹣30°=60°,
∵沿折痕BD折叠点C落在斜边上的点C′处,
∴∠BDC=∠BDC′,∠CBD=∠ABD=∠ABC=30°,
∵沿DE折叠点A落在DC′的延长线上的点A′处,∴∠ADE=∠A′DE,
∴∠BDE=∠ABD+∠A′DE=×180°=90°,
在Rt△BCD中,BD=BC÷cos30°=4÷=cm,
在Rt△ADE中,DE=BD tan30°=×=cm.故选A.
【总结】本题考查了翻折变换的性质,解直角三角形,熟记性质并分别求出有一个角是30°角的直角三角形是解题的关键.
(2013)11.在如图所示的单位正方形网格中,△ABC经过平移后得到△A1B1C1,已知在AC上一点P(2.4,2)平移后的对应点为P1,点P1绕点O逆时针旋转180°,得到对应点P2,则P2点的坐标为( )
A.(1.4,﹣1) B.(1.5,2) C.(1.6,1) D.(2.4,1)
【分析】根据平移的性质得出,△ABC的平移方向以及平移距离,即可得出P1坐标,进而利用中心对称图形的性质得出P2点的坐标.
【解答】:∵A点坐标为:(2,4),A1(﹣2,1),
∴点P(2.4,2)平移后的对应点P1为:(﹣1.6,﹣1),
∵点P1绕点O逆时针旋转180°,得到对应点P2,
∴P2点的坐标为:(1.6,1).
故选:C.
【总结】此题主要考查了旋转的性质以及平移的性质,根据已知得出平移距离是解题关键.
(2012)17.如图,将矩形纸片ABCD沿EF折叠,使点B与CD的中点重合,若AB=2,BC=3,则△FCB′与△B′DG的面积之比为( )
A.9:4 B.3:2 C.4:3 D.16:9
【分析】 翻折变换(折叠问题)。
【解答】:设BF=x,则CF=3﹣x,BF′=x,
又点B′为CD的中点,
∴B′C=1,
在Rt△B′CF中,BF′2=B′C2+CF2,即,
解得:,即可得CF=,
∵∠DB′G=∠DGB=90°,∠DB′G+∠CB′F=90°,
∴∠DGB=∠CB′F,
∴Rt△DB′G∽Rt△CFB′,
根据面积比等于相似比的平方可得:==.
故选D.
[解题攻略]
此题主要考查折叠、平移、旋转的性质,结合勾股定理,锐角三角函数等知识进行分析是解题的关键.
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