杭州绿城育华学校数学旋转几何综合(培优篇)(Word版 含解
析)
一、初三数学 旋转易错题压轴题(难)
1.探究:如图①和②,在四边形ABCD中,AB=AD,∠BAD=90°,点E、F分别在BC、CD上,∠EAF=45°.
(1)如图①,若∠B、∠ADC都是直角,把△ABE绕点A逆时针旋转90°至△ADG,使AB与AD重合,则能得EF=BE+DF,请写出推理过程;
(2)如图②,若∠B、∠D都不是直角,则当∠B与∠D满足数量关系 时,仍有EF=BE+DF;
(3)拓展:如图③,在ABC中,∠BAC=90°,AB=AC=22,点D、E均在边BC上,且∠DAE=45°.若BD=1,求DE的长.
【答案】(1)见解析;(2)∠B+∠D=180°;(3)【解析】 【分析】
5 3(1)根据已知条件证明△EAF≌△GAF,进而得到EF=FG,即可得到答案;
(2)先作辅助线,把△ABE绕A点旋转到△ADG,使AB和AD重合,根据(1),要使EF=BE+DF,需证明△EAF≌△GAF,因此需证明F、D、G在一条直线上,即
?ADG??ADF?180?,即?B??D?180?;
(3)先作辅助线,把△AEC绕A点旋转到△AFB,使AB和AC重合,连接DF,根据已知条件证明△FAD≌△EAD,设DE=x,则DF=x,BF=CE=3﹣x,然后再RtBDF中根据勾股定理即可求出x的值,即DE的长. 【详解】 (1)解:如图,
∵把△ABE绕点A逆时针旋转90°至△ADG,使AB与AD重合, ∴AE=AG,∠BAE=∠DAG,BE=DG,
∵∠BAD=90°,∠EAF=45°, ∴∠BAE+∠DAF=45°, ∴∠DAG+∠DAF=45°, 即∠EAF=∠GAF=45°, 在△EAF和△GAF中
?AF?AF???EAF??GAF ?AE?AG?∴△EAF≌△GAF(SAS), ∴EF=GF, ∵BE=DG, ∴EF=GF=BE+DF; (2)解:∠B+∠D=180°, 理由是:
如图,把△ABE绕A点旋转到△ADG,使AB和AD重合, 则AE=AG,∠B=∠ADG,∠BAE=∠DAG, ∵∠B+∠ADC=180°, ∴∠ADC+∠ADG=180°, ∴F、D、G在一条直线上, 和(1)类似,∠EAF=∠GAF=45°, 在△EAF和△GAF中
?AF?AF???EAF??GAF ?AE?AG?∴△EAF≌△GAF(SAS), ∴EF=GF, ∵BE=DG, ∴EF=GF=BE+DF; 故答案为:∠B+∠D=180°;
(3)解:∵△ABC中,AB=AC=22,∠BAC=90°, ∴∠ABC=∠C=45°,由勾股定理得:BC=AB2?AC2=4,
如图,把△AEC绕A点旋转到△AFB,使AB和AC重合,连接DF. 则AF=AE,∠FBA=∠C=45°,∠BAF=∠CAE, ∵∠DAE=45°,
∴∠FAD=∠FAB+∠BAD=∠CAE+∠BAD=∠BAC﹣∠DAE=90°﹣45°=45°, ∴∠FAD=∠DAE=45°, 在△FAD和△EAD中
?AD?AD???FAD??EAD ?AF?AE?∴△FAD≌△EAD, ∴DF=DE, 设DE=x,则DF=x, ∵BD=1,
∴BF=CE=4﹣1﹣x=3﹣x, ∵∠FBA=45°,∠ABC=45°, ∴∠FBD=90°,
由勾股定理得:DF2?BF2?BD2,
x2?(3?x)2?1,
解得:x=即DE=
5, 35. 3【点睛】
本题综合考查三角形的性质和判定、正方形的性质应用、全等三角形的性质和判定、勾股定理等知识,解题关键在于正确做出辅助线得出全等三角形.
2.探究:如图1和图2,四边形ABCD中,已知AB=AD,∠BAD=90°,点E、F分别在BC、CD上,∠EAF=45°.
(1)①如图1,若∠B、∠ADC都是直角,把△ABE绕点A逆时针旋转90°至△ADG,使AB与AD重合,直接写出线段BE、DF和EF之间的数量关系 ;
②如图2,若∠B、∠D都不是直角,但满足∠B+∠D=180°,线段BE、DF和EF之间的结论是否仍然成立,若成立,请写出证明过程;若不成立,请说明理由.