2017春季中考數(shù)學(xué)第五講-圖形的平移、旋轉(zhuǎn)、折疊問(wèn)題(解析版)_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、2017春季中考數(shù)學(xué)第五講圖形的平移、旋轉(zhuǎn)、折疊問(wèn)題【基礎(chǔ)回顧】考點(diǎn)聚焦1 .了解軸對(duì)稱圖形和圖形成軸對(duì)稱的概念,知道線段、角、等腰三角形、矩形、菱形、正方形、等腰梯形、圓等常見(jiàn)的軸對(duì)稱圖形;了解平移、旋轉(zhuǎn)的概念、掌握平移變換、旋轉(zhuǎn)變換的基 本性質(zhì),能按要求作出簡(jiǎn)單平面圖形平移后的圖形.2 .掌握中心對(duì)稱的概念,會(huì)判斷一些基本圖形的中心對(duì)稱性 ,理解中心對(duì)稱與旋轉(zhuǎn)變換的區(qū)別3 .探索圖形之間的變換關(guān)系(軸對(duì)稱、平移、旋轉(zhuǎn)及其組合 ,能靈活運(yùn)用軸對(duì)稱、平移和旋轉(zhuǎn) 的組合進(jìn)行圖案設(shè)計(jì).考點(diǎn)一軸對(duì)稱圖形、軸對(duì)稱變換例1、如圖,將三角形紙片 ABCgDE折疊,使點(diǎn)A落在BC邊上的點(diǎn)F處,且DE/ BC

2、,下列結(jié)論:BDF是等腰三角形;DE=1BC;四邊形ADFE是菱形;/ BDF-+Z FEC=2/ A.其中一定正確的個(gè)數(shù)是 ().A.1B.2C.3D.4【思路點(diǎn)撥】 如圖,分別過(guò)點(diǎn)D, E作BC的垂線DG EH連接AF, 由于折疊是軸對(duì)稱變換知 AF與DE垂直,因?yàn)镈E/ BC,所以AF與 BC垂直,且AM=MF1rr以證明點(diǎn) D, E分別是AB,AC的中點(diǎn),即DE是 ABC的中位線,所以DE=1BC是正確的;由于折疊是軸對(duì)稱變換2n G F H CFEC=2Z A是正確的;知AD=DF,AE=EF所以DA=DB=DFW以 BDF是等腰三角形是正確 的;因DG/ AF/ EH,所以/ BD

3、Gh DAM又因?yàn)镈G是等腰三角形 BDF 的高,所以/ BDF=2Z DAM同 理 / CEF = 2 / EAM,所以 / BDFtZ 如圖顯然四邊形 ADF環(huán)是菱形,是錯(cuò)誤的.【參考答案】C【方法歸納】 軸對(duì)稱圖形的定義:把一個(gè)圖形沿著一條直線對(duì)折后,直線兩旁的部分能夠互相重合,那么這個(gè)圖形就叫做軸對(duì)稱圖形 ,這條直線叫做對(duì)稱軸.軸對(duì)稱圖形的性質(zhì):(1)對(duì)應(yīng) 點(diǎn)所連的線段被對(duì)稱軸垂直平分;(2)對(duì)應(yīng)線段相等、對(duì)應(yīng)角相等,對(duì)應(yīng)的圖形是全等圖形.【誤區(qū)提醒】折紙問(wèn)題是近年來(lái)中考中的熱點(diǎn)問(wèn)題,本題巧妙的運(yùn)用平行線性質(zhì)、折疊全等 不變性質(zhì)得到三角形中位線,如果能順利地判斷出這一點(diǎn),其他問(wèn)題就將迎

4、刃而解.在解題時(shí) 不要受給出的圖形影響,如 ABC像是等腰三角形,就認(rèn)為 ABC就是等腰三角形,那樣的話 四邊形ADFE就是菱形了,造成判斷上的錯(cuò)誤.此外,軸對(duì)稱圖形是指一個(gè)圖形,而軸對(duì)稱變換 是指兩個(gè)圖形之間的關(guān)系.考點(diǎn)二中心對(duì)稱圖形、中心對(duì)稱例2、下列圖形中,是中心對(duì)稱圖形但不是軸對(duì)稱圖形的是().【思路點(diǎn)撥】把一個(gè)圖形沿著某一條直線折疊,如果直線兩旁的部分能互相重合,那么這個(gè)圖 形是軸對(duì)稱圖形;把一個(gè)平面圖形繞某一點(diǎn)旋轉(zhuǎn)180° ,如果旋轉(zhuǎn)后的圖形能和原圖形互相重合,那么這個(gè)圖形叫做中心對(duì)稱圖形 .對(duì)照定義,可知A是軸對(duì)稱圖形,且有1條對(duì)稱軸,但 不是中心對(duì)稱圖形;B是中心對(duì)稱

5、圖形,不是軸對(duì)稱圖形;C是軸對(duì)稱圖形,有1條對(duì)稱軸, 但不是中心對(duì)稱圖形;D既是中心對(duì)稱圖形又是軸對(duì)稱圖形,有4條對(duì)稱軸.【參考答案】B【方法歸納】如果一個(gè)圖形繞著中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)180。后能與自身重合,我們把這種圖形叫做中心對(duì)稱圖形.成中心對(duì)稱的兩個(gè)圖形的對(duì)稱點(diǎn)的連線都經(jīng)過(guò)對(duì)稱中心,并且被對(duì)稱中心平分【誤區(qū)提醒】中心對(duì)稱圖形是指一個(gè)圖形,而中心對(duì)稱是指兩個(gè)圖形之間的關(guān)系考點(diǎn)三平移變換例3、如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,正三角形OAB的頂點(diǎn)B的坐標(biāo)為(2, 0),點(diǎn)A在第一象限內(nèi),將 OAB沿直線OA的方向平移至 O' A B'的位置, 此時(shí)點(diǎn)A'的橫坐標(biāo)為3,則點(diǎn)B'的

6、坐標(biāo)為.【思路點(diǎn)撥】 作AMLx軸于點(diǎn)M.根據(jù)等邊三角形的性質(zhì)得 OA=OB=2 / AOB=60 在RtOAW,利用含30°角的直角三角形的性質(zhì)求出OM=1 AM=/3,從而求得點(diǎn)A的坐標(biāo)為(1, 43),直線OA的解析式為y=、5x,當(dāng)x=3時(shí),y=3返,所以 點(diǎn)A'的坐標(biāo)為(3, 3而),所以點(diǎn)A'是由點(diǎn)A向右平移2個(gè)單位,向上平移 23個(gè)單位后得到的,于是得點(diǎn)B'的坐標(biāo)為(4,2 ;3).【參考答案】(4,23 )【方法歸納】本題考查了坐標(biāo)與圖形變化一一平移,在平面直角坐標(biāo)系中,圖形的平移與圖 形上某點(diǎn)的平移相同.平移中點(diǎn)的變化規(guī)律:橫坐標(biāo)右移加,左移

7、減;縱坐標(biāo)上移加,下移 減.也考查了等邊三角形的性質(zhì), 含30。角的直角三角形的性質(zhì).求出點(diǎn)A'的坐標(biāo)是解題的 關(guān)鍵.考點(diǎn)四旋轉(zhuǎn)變換例4、在RtABC中,/BAC=90°,/B=30°,線段AD是BC邊上的中線,如圖1,將 ADC沿直線BC平移,使點(diǎn)D與點(diǎn)C重合,得到 FCE如圖2,再將 FC遴點(diǎn)C順時(shí)針旋轉(zhuǎn),設(shè)旋轉(zhuǎn)角為a在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中,當(dāng)/ACE=150°時(shí),求旋轉(zhuǎn)角a的度數(shù);(2)探究旋轉(zhuǎn)過(guò)程中四邊形 ADEF能形成哪些特殊四邊形?請(qǐng)說(shuō)明理由.【思路點(diǎn)撥】(1)由題意分析可知此問(wèn)需分兩種情況討論: 點(diǎn)E和點(diǎn)D在直線AC兩側(cè); 點(diǎn)E和點(diǎn)D在直線AC同側(cè);(

8、2)在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中,總是存在AC=CE,DC=C的圖形的對(duì)稱性可知, 將會(huì)出現(xiàn)兩種對(duì)角線相等的特殊四邊形: 等腰梯形和矩形.抓住平移和旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),較易證明.解:在圖 1 中,.一/ BAC=90 , / B=30° , / ACE4BAC+/B=120° .如圖2,當(dāng)點(diǎn)E和點(diǎn)D在直線AC兩側(cè)時(shí),由于/ ACE=150 ,a =150° -120 ° =30° .當(dāng)點(diǎn)E 和點(diǎn) D在直線 AC同側(cè)時(shí),由于/ ACB=180 - / BAC-Z B=60° ,/ DCEh ACE-Z ACB=150 -60 ° =90 °

9、 .=180° - Z DCE=90 .旋轉(zhuǎn)角 a 為 30° 或 90° ;(2)四邊形ADEF能形成等腰梯形和矩形. / BAC=90 , / B=30° , AC=1 BC.2又AD是BC邊上的中線,.AD=DC=BC=ACJ ADE正三角形.當(dāng) a =60° 時(shí),如圖 3, Z ACE=120 +60° =180° .-.CA=CE=CD=CF,四邊形ADEF為矩形.當(dāng) “w 60° 時(shí),/ACFw 120°,/DCE=360 -60 ° -60 ° - / ACFw 120&

10、#176; .顯然 DEW AF.AC=CF,CD=CE, . 2 / FAC吆 ACF=2Z CDE吆 DCE=180 . / ACF吆 DCE=360 -60 ° -60 ° =240° , ./ FAC+Z CDE=60 . . . / DAF+Z ADE=120 +60° =180° .,AF/ DE又 DEW AF,AD=EF,.四邊形 ADEF為等腰梯形.【方法歸納】旋轉(zhuǎn)的概念:在平面內(nèi),將一個(gè)圖形繞一個(gè)定點(diǎn)沿某一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度,這種圖形的運(yùn)動(dòng)稱為旋轉(zhuǎn),這個(gè)定點(diǎn)叫做旋轉(zhuǎn)中心,轉(zhuǎn)動(dòng)的角度叫做旋轉(zhuǎn)角.旋轉(zhuǎn)變換的性質(zhì):經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn),圖形上

11、每個(gè)點(diǎn)都繞旋轉(zhuǎn)中心沿相同方向轉(zhuǎn)動(dòng)了相同的角度,任意一對(duì)對(duì)應(yīng)點(diǎn)與旋轉(zhuǎn)中心的連線所成的角都是旋轉(zhuǎn)角,對(duì)應(yīng)點(diǎn)到旋轉(zhuǎn)中心的距離相等 ,旋轉(zhuǎn)變 換不改變圖形的形狀和大小,是全等變換.【誤區(qū)提醒】 決定旋轉(zhuǎn)變換的三個(gè)要素:旋轉(zhuǎn)中心、旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)角度,作圖按三個(gè)步驟進(jìn)行:(1)在已知圖形上找一些關(guān)鍵的點(diǎn); (2)畫出這些關(guān)鍵點(diǎn)的對(duì)應(yīng)點(diǎn); (3)順次連接這些 對(duì)應(yīng)點(diǎn).考點(diǎn)五圖形變換的應(yīng)用 例5、如圖,矩形紙片 ABCD,將 AMP和 BPQ分別沿PM和PQ折疊(AP>AM),點(diǎn)A和點(diǎn)B都與點(diǎn)E重合;再將 CQD沿DQ折疊,點(diǎn)C落在線段EQ上的點(diǎn)F處.(1)判斷 AMP, BPGi, CQD和 FDM中

12、有哪幾對(duì)相似三角形?(2)如果 AM=1 , sin/DMF=3,求 AB 的長(zhǎng).5【思路點(diǎn)撥】(1)由矩形的性質(zhì)得/ A=/B=/ 0=90° ,由折疊的性質(zhì)和等角的余角相等,可得/ BPQhAMPh DQ0 所以 AMD BP6 CQD (2)先證明 MD=MQ然后卞艮據(jù) sin Z DMF=DF =3DFMD=35 設(shè) DF=3x, MD=5x 再分別表示出 AP, BP, BQ 根據(jù) AMD BPQ 列出MD = 5比例式解方程求解即可.解:(1) AMf BP(Q 0QD.四邊形 ABCD矩形,A=Z B=Z 0=90° . 由折疊的性質(zhì)可知/ APMh EPM

13、/ EPQW BPQ. / APM廿 BPQW EPM+ EPQ=90 . /APM廿 AMP=90 , .BPQW AMP.AM即 BPQ.同理: BP6 0QD.根據(jù)相似的傳遞性可得4 AMP CQD(2) AD/ BC,DQCh MDQ.由折疊的性質(zhì)可知/ DQCW DQM. ./ MDQ = DQM;. MD=MQ. . AM=ME BQ=EQBQ=MQ-ME=MD-AM. . sin /DMF把=3,則設(shè) DF=3x, MD=5x 貝U BP=PA=PE, BQ=5x-1. MD - 522 ,AM即 BP(QAM =竺,即 1 3x ,解得 x=-(舍去)或 x=2,AB=6.BP

14、 BQ 3x -29萬(wàn) 5x - 1【方法歸納】本題主要考查了相似三角形的判定與性質(zhì)、矩形的性質(zhì)、翻折的性質(zhì)以及銳角三角函數(shù)的綜合運(yùn)用,圖形的折疊是對(duì)稱變換,是一種全等變換【誤區(qū)提醒】 折疊問(wèn)題要注意找正確邊角的等量關(guān)系,本題求AB長(zhǎng)時(shí),關(guān)鍵是恰當(dāng)?shù)脑O(shè)出未知數(shù)表示出一對(duì)相似三角形的對(duì)應(yīng)邊并列比例式【例題講解】1 .圖形的平移:如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,正三角形OAB的頂點(diǎn)B的坐標(biāo)為(2, 0),點(diǎn)A在第一象限內(nèi),將OAB沿直線OA的方向平移至 O'BA'的位置,此時(shí)點(diǎn)A的橫坐標(biāo)為3, 則點(diǎn)B的坐標(biāo)為().A. (4,2由)B. (3,373)C.(4,3點(diǎn))D.(3,273)

15、圖2圖3答案A .思路如下:如圖,當(dāng)點(diǎn)B的坐標(biāo)為(2, 0 ),點(diǎn)A的橫坐標(biāo)為1.當(dāng)點(diǎn)A的橫坐標(biāo)為3時(shí),等邊三角形 A OCW邊長(zhǎng)為6.在 RtB' CD中,B' C= 4,所以 DO 2, B D= 2典.此時(shí) B' (4, 273)2.圖形的折疊:線AE翻折后點(diǎn)如圖2,在矩形 ABCD中,AD=15,點(diǎn)E在邊DC上, D落到點(diǎn)F,過(guò)點(diǎn)F作FGJ± AD,垂足為G.如果答案 3、5.思路如下:如圖,過(guò)點(diǎn) F作AD的平行線交 AB于M 交 因?yàn)?AD= 15,當(dāng) AD= 3GD寸,MF= A生 10,DC于 N.FN= GD= 5.在 RtAAMF, AF=

16、AD= 15, M展 10,所以AM= 575 .設(shè) DE= m 那么 NE= 5J5m.聯(lián)結(jié) AE, ADE沿直由 AM產(chǎn) FNE彳尋幽 =里,即MF NE5.5105.5 -3.圖形的旋轉(zhuǎn): 如圖3,已知 RtA ABC中,/ABC= 90° , AC= 6, BC= 4,將 ABC繞直角貝U AF=E不與B C重合),DEBE=頂點(diǎn)C順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°得到 DEC若點(diǎn)F是DE的中點(diǎn),連接 AF, 答案 5 .思路如下:如圖,作 FHI±ACT H.由于F是ED的中點(diǎn),所以HF是ECM中位線,所以 HF= 3.由于 AE= AC- EC= 6 4=2, EH=

17、2,所以 AH= 4,所以 AF= 5.4 .三角形: 如圖4, AB84DEF (點(diǎn)A、B分別與點(diǎn)D、E對(duì)應(yīng)), ABC固定不動(dòng), DEF運(yùn)動(dòng),并滿足點(diǎn) E在BC邊從B向C移動(dòng)(點(diǎn) 始終經(jīng)過(guò)點(diǎn)A, EF與AC邊交于點(diǎn)M,當(dāng) AEM是等腰三角形時(shí),I答案 11或1 .思路如下:6設(shè) BEE= x.由 ABa ECM彳導(dǎo)AB =旦,即=旦EC ME6-x ME等腰三角形AEM三種情況討論:如圖2,如果 AE= AM那么 AElVb ABC所以2=5=2.解得x=0,此時(shí)E、B重合,舍去.ME 6 6-x5 EA 一 一如圖3,當(dāng)EA= EM寸,_=_=1.解得x=1.6-x MEEA 65一 1

18、11如圖4,當(dāng)MA= ME寸, ME* ABC所以旦=6=.解得x= 11 .5.四邊形:如圖,矩形 ABCD中,AB= 8, BC= 4 .點(diǎn)E在邊 AB上,點(diǎn) F在邊 CD上, 點(diǎn)G、H在對(duì)角線AC上.若四邊形 EGFH是菱形,則 AE的長(zhǎng)是().圖5圖7圖2圖3答案C .思路如下:拖動(dòng)點(diǎn)E在AB上運(yùn)動(dòng),可以體驗(yàn)到,當(dāng)EF與AE直時(shí),四邊形EGF比菱形(如圖2).如圖 3,在 RSABC中,AB= 8, BC= 4,所以 AC= 4J5.由 cos / BAC= 膽=AO 得-8=遙,所以 AE= 5.AC AE 45 AEA6 .圓:如圖1,。的半徑為2, AB, CD是互相垂直的兩條直

19、徑,點(diǎn) P是。上任意一點(diǎn)(P與A, B, C, D不重合),過(guò)點(diǎn)P作PMLAB于點(diǎn)M, PNI± CD于點(diǎn)N,點(diǎn)Q是MN的中點(diǎn),當(dāng)點(diǎn)P沿著圓周轉(zhuǎn)過(guò)45。時(shí),點(diǎn)Q走過(guò)的路徑長(zhǎng)為冗A.一4答案A .思路如下:冗B.一2冗C.一6D.拖動(dòng)點(diǎn)P在圓周上運(yùn)動(dòng)一周,可以體驗(yàn)到,當(dāng)點(diǎn) 路徑是圓心角為 45。半徑為1的一段弧.P沿著圓周轉(zhuǎn)過(guò)45。時(shí),點(diǎn)Q走過(guò)的如圖2,四邊形PMO遑矩形,對(duì)角線MNf OP互相平分且相等,因此點(diǎn)Q是OP的中點(diǎn).如圖 3,當(dāng)/ DOP= 45° 時(shí),D'Q 的長(zhǎng)為 lx2n1=-84圖2圖37 .函數(shù)圖像:如圖7,直線l與半彳仝為4的。相切于點(diǎn)A, P

20、是。上一個(gè)動(dòng)點(diǎn)(不與點(diǎn) A 重合),過(guò)點(diǎn)P作PB± 1,垂足為B,聯(lián)ZPA設(shè)PA= x, PB= v,則(xy)的最大值是 .答案2 .思路如下:拖動(dòng)點(diǎn)P在圓上運(yùn)動(dòng)一周,可以體驗(yàn)到,AF的長(zhǎng)可以表示xy,點(diǎn)F的軌跡象兩葉新樹(shù)丫,當(dāng)AF最大時(shí),OF與AF垂直(如圖2).如圖3, AC為O O的直徑,聯(lián)結(jié)PC由 ACPo PAB 彳導(dǎo)處=PA ,即 8 =).所以 y =1 x2 .AP PB x y81 o 1 o因止匕 xy=xx =_(x -4) +2.88所以當(dāng)x=4時(shí),x y最大,最大值為2.【課后練習(xí)】1 .如圖1,在 ABC中,AB=4, BC= 6, / B= 60

21、76; ,將 ABC沿射線BC方向平移2個(gè)單位 后,得到 ABC',聯(lián)結(jié)AC 則 ABC的周長(zhǎng)為.(答案12 )2 .如圖2,已知在矩形 ABCD中,點(diǎn)E在邊BC上,BE= 2CE,將矩形沿著過(guò)點(diǎn) E的直線翻折 后,點(diǎn)C、D分別落在邊BC下方的點(diǎn)C'、D處,且點(diǎn)C'、D'、B在同一條直線上,折痕與邊 AD交于點(diǎn)F, DF與BE交于點(diǎn)G.設(shè)AB= t,那么 EFG的周長(zhǎng)為 (用含t 的代數(shù)式表示).答案 273t.思路如下:如圖2-1 ,等邊三角形EFG勺高=AB= t,計(jì)算得邊長(zhǎng)為晅t .3 .如圖3,在 ABC中,AB=AC= 5, BC= 4, D為邊 AC

22、上一點(diǎn),且 AD=3,如果 ABD繞 點(diǎn)A逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),使點(diǎn) B與點(diǎn)C重合,點(diǎn)D旋轉(zhuǎn)至D',那么線段DD'的長(zhǎng)為.一 12答案 上.思路如下:如圖 3-1 ,由 AB6 ADID,可得.5: 4=3: DD.54 .如圖4,正方形 ABCD的邊長(zhǎng)為3cm, E為CD邊上一點(diǎn),/ DAE= 30° , M為AE的中點(diǎn), 過(guò)點(diǎn)M作直線分別與 AD、BC相交于點(diǎn)P、Q.若PQ=AE,則AP的長(zhǎng)等于 cm.答案1或2.思路如下:如圖 2,當(dāng)PQ= AE時(shí),可證PQ與AE互相垂直.在 RtADE中,由/ DAE= 30 , AD= 3,可得 AE= 2代.在 RtAAPM,由/

23、PAIM= 30 , A陣 向 可得 AP= 2.在圖 3 中,/ ADF= 30° ,當(dāng) PQ= DF時(shí),D4 2,所以 A2 1 .5 .將四根長(zhǎng)度相等的細(xì)木條首尾相接,用釘子釘成四邊形 ABCQ轉(zhuǎn)動(dòng)這個(gè)四邊形,使它形狀改變.當(dāng)/ B=90°時(shí),如圖5-1,測(cè)得 AC= 2.當(dāng)/ B=60° 時(shí),如圖 5-2, AC等于().(B)2;圖5-1(A) . 2 ;圖5-2(C) J6 ;答案(A).思路如下:拖動(dòng)點(diǎn)A繞著點(diǎn)B旋轉(zhuǎn),當(dāng)/ B= 90。時(shí),是等腰直角三角形;當(dāng)/ B= 60°時(shí), ABC是等邊三角形(如圖 3).ABCE,與邊16.如圖6,

24、在矩形 ABCD中,AD=8, E是AB邊上一點(diǎn),且 AE= - AB,4O O經(jīng)過(guò)點(diǎn)CD所在直線相切于點(diǎn) G( / GEB為銳角),與邊AB所在直線相交于另一點(diǎn)F,且 EG:EF= V5 :2,可以得到Ehh 4.r2 = 42+(8 r)2.解得 r = 5.此時(shí)AB= 12.圖2圖42.當(dāng)邊AD或BC所在的直線與。相切時(shí),AB的長(zhǎng)是答案12或4.思路如下:拖動(dòng)點(diǎn)B運(yùn)動(dòng),可以體驗(yàn)到,O O的大小是確定的,O O既可以與BC相切(如圖3), 也可以與AD相切(如圖4).如圖 2,在 RtAGEHH,由 GH= 8, EG: EF=痣在RtAOEH,設(shè)。O的半徑為r,由勾股定理,得設(shè) AE= x,那么 AB= 4x.如圖3,當(dāng)。O與BC相切時(shí),HB= r=5.由 AB= AE+ EHF HB 彳導(dǎo) 4x = x+4+ 5,解得 x=3.如圖4,當(dāng)。O與AD相切時(shí),HA= r=5.由 AE= AH- EH 彳導(dǎo) x=5-4= 1.此時(shí) AB= 4.7.如圖所示,在RtABC中,/ C=90° , / BAC=60 ,AB=8.半徑為3的。M與射線 BA相切,切點(diǎn)為N,且AN=3.將RtAABC順時(shí)針旋轉(zhuǎn)120°后得到RtADE,點(diǎn)B,C的對(duì)應(yīng)點(diǎn)分別是點(diǎn) D,E.

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