2023 年九年級數(shù)學(xué)中考復(fù)習(xí) 幾何圖形變換綜合壓軸題 培優(yōu)提升專題訓(xùn)練(含解析)_第1頁
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文檔簡介

2022-2023學(xué)年九年級數(shù)學(xué)中考復(fù)習(xí)《幾何圖形變換綜合壓軸題》培優(yōu)提升專題訓(xùn)練(附答案)1.已知:如圖,△ABC是等邊三角形,邊長為6,點D為動點,AD繞點A逆時針旋轉(zhuǎn)60°得到AE.(1)如圖1,連接BD,CE,求證BD=CE;(2)如圖2,∠BAD=∠DBC,連接DE,求證:點B,D,E三點在同一條直線上;(3)如圖3,點D在△ABC的高BF上,連接EF,求EF的最小值.2.綜合與探究問題提出:某興趣小組在綜合與實踐活動中提出這樣一個問題:在等腰直角三角板ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,D為BC的中點,用兩根小木棒構(gòu)建角,將頂點放置于點D上,得到∠MDN,將∠MDN繞點D旋轉(zhuǎn),射線DM,DN分別與邊AB,AC交于E,F(xiàn)兩點,如圖1所示.(1)操作發(fā)現(xiàn):如圖2,當E,F(xiàn)分別是AB,AC的中點時,試猜想線段DE與DF的數(shù)量關(guān)系是,位置關(guān)系是.(2)類比探究:如圖3,當E,F(xiàn)不是AB,AC的中點,但滿足BE=AF時,判斷△DEF的形狀,并說明理由.(3)拓展應(yīng)用:①如圖4,將∠MDN繞點D繼續(xù)旋轉(zhuǎn),射線DM,DN分別與AB,CA的延長線交于E,F(xiàn)兩點,滿足BE=AF,△DEF是否仍然具有(2)中的情況?請說明理由;②若在∠MDN繞點D旋轉(zhuǎn)的過程中,射線DM,DN分別與直線AB,CA交于E,F(xiàn)兩點,滿足BE=AF,若AB=a,BE=b,則AE=(用含a,b的式子表示).3.如圖,△ABC為等腰三角形,AB=AC.點D、點E分別在射線BA、射線BC上,連接DE,將線段DE繞點D逆時針旋轉(zhuǎn)至DF,使得點F恰好在射線BC上,旋轉(zhuǎn)角為α.(1)當點C、點E重合時,如圖1,若α=30°,∠B=60°,AD=4,求線段BC的長度;(2)當點C、點F重合時,如圖2,AC與DE交于點G,若DG=EG,求證:BE=CE;(3)當BE=CE=CF,∠B=30°時,如圖3,點P是射線BA上的動點,連接CP,將線段CP繞點C順時針旋轉(zhuǎn)60°至線段CP′,連接FP′.將△CFP′沿直線FP′翻折至△CFP′所在平面內(nèi)得到△C′FP′,直線C′P′與射線BC交于點Q.在點P運動過程中,當FP′最小時,請直接寫出的值.4.如圖1,△ABC是等邊三角形,點D在△ABC的內(nèi)部,連接AD,將線段AD繞點A按逆時針方向旋轉(zhuǎn)60°,得到線段AE,連接BD,DE,CE.(1)判斷線段BD與CE的數(shù)量關(guān)系并給出證明;(2)延長ED交直線BC于點F.①如圖2,當點F與點B重合時,直接用等式表示線段AE,BE和CE的數(shù)量關(guān)系為;②如圖3,當點F為線段BC中點,且ED=EC時,猜想∠BAD的度數(shù)并說明理由.5.在△ABC中,AB=AC,D是邊AC上一點,F(xiàn)是邊AB上一點,連接BD、CF交于點E,連接AE,且AE⊥CF.(1)如圖1,若∠BAC=90°,AF=1,AC=,求點B到AE的距離;(2)如圖2,若E為BD中點,連接FD,F(xiàn)D平分∠AFC,G為CF上一點,且∠GDC=∠GCD,求證:DG+AF=FC;(3)如圖3,若∠BAC=120°,BC=12,將△ABD沿著AB翻折得△ABD′,點H為BD′中點,連接HA、HC,當△HAC周長最小時,請直接寫出的值.6.在△ABC中,AB=AC,CE=CD=BC(CE≥CA),∠ACB+∠ECD=180°,點P為直線DE上一點,且PB=PD.(1)如圖1,點D在線段BC延長線上,若∠ACB=50°,求∠ABP的度數(shù);(2)如圖2,△ABC與△CDE在圖示位置時,求證:BP平分∠ABC;(3)如圖3,若∠ABC=60°,AB=4,將圖3中的△CDE(從CE與CA重合時開始)繞點C按順時針方向旋轉(zhuǎn)一周,且點B與點D不重合,當△EPC為等腰三角形時,求BE2的值.7.如圖,在等邊△ABC中,點D為BC的中點,點E為AD上一點,連EB、EC,將線段EB繞點E順時針旋轉(zhuǎn)至EF,使點F落在BA的延長線上.(1)在圖1中畫出圖形:①求∠CEF的度數(shù);②探究線段AB,AE,AF之間的數(shù)量關(guān)系,并加以證明;(2)如圖2,若AB=4,點G為AC的中點,連DG,將△CDG繞點C順時針旋轉(zhuǎn)得到△CMN,直線BM、AN交于點P,連CP,在△CDG旋轉(zhuǎn)一周過程中,請直接寫出△BCP的面積最大值為.8.在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC.(1)如圖1,過點C作CD⊥BD交AB于M,若BM=2,.求DM的長;(2)如圖2,若AD⊥AE,且AD=AE,延長AD、CB交于點F,作EG⊥EA交CB于點G.猜想FD、CE、EG之間有何數(shù)量關(guān)系?并證明你的結(jié)論.(3)如圖3,若,D為一動點且始終有BD⊥CD,取CD的中點M,連接BM,將MB繞點B逆時針旋轉(zhuǎn)90°得到點E,直接寫出△ABE面積的最大值.9.已知在△ABC中,點D是AB邊上一點,連接CD,AC=CD,點E是直線CD上的一個動點;連接AE并延長交直線BC于F,AF=BF.(1)如圖1,若∠BAC=75°,AC=6,CE=2,求點A到CD的距離;(2)如圖2,若點E是線段CD的中點,求證:AB=2AD;(3)如圖3,若∠BAC=45°,AD=4,將線段AE繞點A旋轉(zhuǎn)45°,點E的對應(yīng)點為點G,連接EG,求CG的最小值.10.在△ABC中,記∠BAC=α,將BC繞點B逆時針旋轉(zhuǎn)α得到線段BD,連接AD,取AD的中點E.(1)如圖1,過點D作DF⊥AB于點F,連接EF.若α=90°,tan∠BDF=,EF=2,求AC的長;(2)如圖2,若α=120°,連接BE,猜想AB、AC、BE的數(shù)量關(guān)系,并說明理由;(3)在(2)問的條件下,若BC=4,將△ABE沿著AB翻折得到△ABE',連接DE',當DE'最大時,請直接寫出△BDE'的面積.11.如圖,△ABC和△ADE均為等腰直角三角形,∠BAC=∠DAE=90°.(1)如圖1,D為線段BC上一點,連接BE、CE,已知DE﹣CD=2,BD=8,求AB的長;(2)如圖2,D為線段BC上一點,連接BE、CE.過點A作AH⊥BE于H,延長AH交CD于F,取CE中點G,連接FG,求證:DE=2FG;(3)如圖3,已知AB=4,AD=2.作點A關(guān)于直線BC的對稱點A′,將△ADE以A為旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn),點M為DE中點,連接CM,將線段CM繞點C順時針旋轉(zhuǎn)90°得線段CM′,連接A'M'.在A'M'的長度取得最大的情況下,取AB的中點K,動點Q在線段BC上,連KQ,將△BKQ沿KQ翻折到同一平面的△B′KQ,連接B′M′、B′A′.當A′B′取得最小時,請直接寫出△A′B′M′的面積.12.△ACB和△ECD都是等腰直角三角形,CA=CB,CE=CD.(1)如圖①,若△ACB的頂點A在△ECD的斜邊DE上,請直接寫出AE,AD,AC的數(shù)量關(guān)系;(2)將△ABC繞點C旋轉(zhuǎn)到如圖②所示位置,點B在線段AE上,連AD,則(1)中的結(jié)論還成立嗎?若成立,請證明;若不成立,請給出正確結(jié)論并說明理由.(3)在△ACB繞點C旋轉(zhuǎn)過程中,當A、E、B三點共線時,若AC=3,CD=,請直接寫出△ACE的面積.13.已知,在△ABC中,AB=BC,∠ABC=90°,點D在射線CB上,連接DA,將線段DA繞點D逆時針旋轉(zhuǎn)90°后得到DE,過點E作EM⊥BC交直線BC于點M,連接AE,CE.(1)當點D在線段CB上(且不與點C、點B重合)時,如圖①所示,①求證:MC=BD;②求證:∠ACE=90°;(2)延長AD與直線CE相交于點N,①當點D在線段CB上(且不與點C、點B重合)時,如圖②所示,若AD平分∠BAC,且BD=2,直接寫出線段NE的長;②當=時,直接寫出的值.14.在等腰直角三角形ABC中,∠BAC=90°,AB=AC.點D,E分別為AB,AC中點,F(xiàn)是線段DE上一動點(不與點D,E重合),將線段AF繞點A逆時針方向旋轉(zhuǎn)90°得到線段AG,連接GC,F(xiàn)B.(Ⅰ)如圖①,證明:△AFB≌△AGC.(Ⅱ)如圖②,連接GF,GE,GF交AE于點H.①證明:在點F的運動過程中,總有∠FEG=90°.②若AB=AC=8,當DF的長度為多少時,△AHG為等腰三角形?請直接寫出DF的長度.15.如圖1,在△ABE和△ACD中,AE=AB,AD=AC,且∠BAE=∠CAD,則可證明得到△AEC≌△ABD.【初步探究】(1)如圖2,△ABC為等邊三角形,過A點作AC的垂線l,點P為l上一動點(不與點A重合),連接CP,把線段CP繞點C逆時針方向旋轉(zhuǎn)60°得到CQ,連QB.請寫出AP與BQ的數(shù)量關(guān)系并說明理由;【深步探究】(2)如圖3,在(1)的條件下,連接PB并延長PB交直線CQ于點D.當點P運動到PD⊥CQ時,若,求PB的長;【拓展探究】(3)如圖4,在△ABC中,∠ACB=45°,以AB為直角邊,A為直角頂點向外作等腰直角△ABD,連接CD,若AC=1,BC=3,則CD長為.16.在△ABC中,∠ABC=90°,∠A=30°,點D是線段AC的中點,點E是線段AB上一點,且BE=BC;(1)如圖1,連接BD,DE,求∠ADE的度數(shù);(2)如圖2,連接CE,將△BCE沿著BC翻折得到△BCF,連接DF,G為DF的中點,連接BG,并延長BG交CF于點H,求證:GH=BG+CH;(3)如圖3,將△ABC沿著BC翻折得到△MBC,在△ACM中,CA=3,J是直線CM上一點,K是射線AC上一點,若滿足MJ=1,∠JBK=60°,請直接寫出CK的長.17.如圖1,在等腰直角三角形△ABC中,∠BAC=90°.點E,F(xiàn)分別為AB,AC的中點,H為線段EF上一動點(不與點E,F(xiàn)重合),將線段AH繞點A逆時針方向旋轉(zhuǎn)90°得到AG,連接GC,BH.(1)證明:△AHB≌△AGC;(2)如圖2,連接GF,HG,HG交AF于點Q.①證明:在點H的運動過程中,總有∠HFG=90°;②若AB=AC=2,當EH的長度為多少時,△AQG為等腰三角形?18.在△ABC中,∠BAC=90°且AC=AB,點E為平面內(nèi)一點,把AE繞著點A逆時針旋轉(zhuǎn)90°后得到線段AD.(1)如圖1,點E在線段AC上且BE平分∠ABC,連接DE,射線BE與CD相交于點F.當AC=1,CB=時,求AE的長.(2)如圖2,點E為△ABC外一點,連接ED、EC、BD,點G為線段BD的中點,射線GA與CE相交于點H.求證:AH⊥CE.(3)如圖3,點E在線段BC上,DE∥AB,BE=3,AB=3.點M在射線AE上,點N在線段AC上,且AM=CN,連接BM、BN.當BM+BN最小時,直接寫出△BNC與△ABM的面積和.19.已知三角形△ABC繞點A旋轉(zhuǎn)得到△ADE.(1)如圖1,∠CAE=60°,∠ACF=∠DCE,∠CDE=90°,若BC=2,CD﹣CF=3,求AF的長.(2)如圖2,連接BD,EC,若∠BCE=∠AEG且,若點F是線段CE的中點,連接GF,BF,求證BF⊥GF.(3)如圖3,三角形△ABC繞點A旋轉(zhuǎn)得到△ADE,若AB=3,AC=1,∠CAE=90°,ED和BC所在的直線交于點P,直接寫出BP的最大值.20.已知同一平面內(nèi),△BDE和△ADC都是等腰三角形,BD=ED,AD=CD,∠BDE=∠ADC.(1)如圖1,B、D、C三點在同一條直線上,點E在線段AC上,連接AB,過D作DF⊥AB于點F,DH⊥AC于點H,若AC=6,AD=,求DF的長;(2)如圖2,若∠BDE=∠ADC=90°,連接AE,BC,取AE的中點F,連接DF交BC于點G,延長AE與CD交于點K,若∠BCD=2∠CAK,求證:BC=2DK;(3)如圖3,若∠BDE=∠ADC=90°,點A與點E重合,.點M為線段AB中點,點N為線段BC上一點,連接MN,將△MBN沿MN翻折到同一平面內(nèi)的△MTN,連接CT,再將線段CT繞C點順時針旋轉(zhuǎn)90°得到線段CQ,連接BQ,AQ.當BQ最小時,直接寫出此時△ABQ的面積.

參考答案1.(1)證明:∵△ABC是等邊三角形,∴AB=AC,∠BAC=60°,∵AD繞點A逆時針旋轉(zhuǎn)60°得到AE,∴∠DAE=60°,AD=AE,∴∠BAC=∠DAE,∴∠BAC﹣∠DAC=∠DAE﹣∠DAC,即:∠BAD=CAE,在△BAD和△CAE中,,∴△BAD≌△CAE(SAS),∴BD=CE;(2)由(1)知:∠CAE=∠BAD,∵∠CAE=∠CBE,∴∠BAD=∠CBE,∵△ABC是等邊三角形,∴∠ABC=60°,∴∠ABD+∠CBE=60°,∴∠ABD+∠BAD=60°,∴∠ADB=180°﹣(∠ABD+∠BAD)=120°,∵AD=AE,∠DAE=60°,∴△ADE是等邊三角形,∴∠ADE=60°,∴∠ADB+∠ADE=180°,∴B、D、E在同一條直線上;(3)解:如圖,連接CE,由(1)得:△BAD≌△CAE,∴∠ACE=∠ABD,∵△ABC是等邊三角形,∴AB=BC,∠ACB=∠ABC=60°,∵BF⊥AC,∴∠ABF=,CF=AF==3,∴∠ACE=30°,∴∠BCE=∠ACB+∠ACE=90°,∴點E在過點C且與BC垂直的直線上運動,∴當FE垂直于該直線時,CE最?。▓D中點CE′),∵∠CE′F=90°,∠ACE=30°,∴FE′=,∴EF的最小值為:.2.解:(1)∵∠BAC=90°,點D是BC的中點,∴AD=BD=CD=BC,∵點E是AB的中點,點F是AC的中點,∴DE⊥AB,DF⊥AC,AE=AB,AF=AC,∴四邊形AEDF是矩形,∵AB=AC,∴AE=AF,∴矩形AEDF是正方形,∴DE=DF,∠EDF=90°,故答案為:DE=DF,DE⊥DF;(2)如圖1,△DEF是等腰直角三角形,理由如下:連接AD,由上知:AD=BC,∠ADB=90°,∴∠ADE+∠BDE=90°,∵AB=AC,∠BAC=90°,D是BC的中點,∴∠B=∠C=45°,∠DAC=∠BAD==45°,AD=BD=BC,∴∠B=∠DAC,∵BE=AF,∴△DBE≌△DAF(SAS),∴DE=DF,∠ADF=∠BDE,∴∠ADE+∠ADF=90°,∴∠EDF=90°,∴△DEF是等腰直角三角形;(3)①如圖2,△DEF仍是等腰直角三角形,理由如下:連接AD,由上知:∠DAC=∠ABC=45°,AD=BD,∴180°﹣∠DAC=180°﹣∠ABD,∴∠FAD=∠DBE,∵BE=AF,∴△DBE≌△DAF(SAS),∴DE=DF,∠ADF=∠BDE,同(2)可得:∠EDE=90°,∴△DEF仍是等腰直角三角形;②如圖1,AE=AB﹣BE=a﹣b如圖2,AE=AB+BE=a+b,故答案為:a﹣b或a+b.3.(1)解:如圖1,作CG⊥BF,交BD于G,∴∠BCG=90°,∵DE=DF,∠EDF=α=30°,∴∠DEF=∠F==75°,∵AB=AC,∠B=60°,∴△ABC是等邊三角形,∠BGC=90°﹣∠B=30°,∴BC=AC,∠BDC=∠DEF﹣∠B=15°,∴∠GCD=∠BGC﹣∠BDC=30°﹣15°=15°,∴∠GCD=∠BDC,∴DG=CG,∵CG=AG,∴DG=(4﹣DG),∴DG=6﹣2,∴BC=AC=AG=4﹣(6﹣2)=2;(2)證明:如圖2,在CG上截取GH=AG,連接DH,AE,∵DG=EG,∴四邊形AEHD是平行四邊形,∴AE∥DH,AD∥EH,∴∠GEH=∠ADE,∵DE=∠DC,AB=AC,∴∠DEC=∠DCE,∠B=∠ACB,∴∠DEC﹣∠B=∠DCE﹣∠ACB,∴∠ADE=∠DCA,∴∠GEH=∠DCA,∴∠DEC﹣∠GEH=∠DCE﹣∠DCA,∴∠HEC=∠HCE,∴EH=CH,∴DH⊥CE,∴AE⊥BC,∴BE=CE;(3)解:如圖3,作CG⊥BD于G,作∠GCH=60°,且CH=CG,連接HF,∵線段CP繞點C順時針旋轉(zhuǎn)60°至線段CP′,∴∠PCP′=60°,PC=P′C,∴∠GCH=∠PCP′,∴∠GCH﹣∠PCH=∠PCP′﹣∠PCH,∴∠GCP=∠HCP′,∴△CHP′≌△CGP(SAS),∴∠CHP′=∠CGP=90°,∴點P′在與CH垂直的直線上運動,作FP″⊥HP′,F(xiàn)P′最短,此時點P′在P″處,將△CP′″F沿FP″翻折至△C″P″F,交射線BC于Q′,∵∠B=30°,∴∠BCG=90°﹣∠B=60°,∵∠GCH=60°,∴∠HCF=180°﹣∠GCH﹣∠BCG=60°,∵∠H=∠FP″H=90°,∴CH∥FP″,∴∠P″FC″=∠CFP″=180°﹣∠HCF=120°,∠P″FQ′=60°,∴∠Q′FC″=∠P″FC″﹣∠P″FQ′=60°,∴∵CG=CE=BC,CF=CE,∴CH=CF,∵∠CHF=∠HCF=60°,∴△HCF是等邊三角形,∴∠FHP″=∠CHP″﹣∠CHF=90°﹣60°=30°,∴FP″=HF=CF=FC″,∴,即:當FP′最小時,=.4.解:(1)BD=CE,理由如下:∵△ABC是等邊三角形,∴∠BAC=60°,AB=AC,∵AE是由AD繞點A逆時針旋轉(zhuǎn)60°得到的,∴∠DAE=60°,AD=AE,∴∠BAC=∠DAE,∴∠BAC﹣∠DAC=∠DAE﹣∠DAC,即:∠BAD=∠CAE,在△BAD和△CAE中,,∴△BAD≌△CAE(SAS),∴BD=CE;(2)①由(1)得:∠DAE=60°,AD=AE,BD=CE,∴△ADE是等邊三角形,∴DE=AE,∴AE=DE=BE﹣BD=BE﹣CE,故答案為:AE=BE﹣CE;②如圖,∠BAD=45°,理由如下:連接AF,作AG⊥DE于G,∴∠AGD=90°,∵F是BC的中點,△ABC是等邊三角形,△ADE是等邊三角形,∴AF⊥BC,∠ABF=∠ADG=60°,∴∠AFB=∠AGD,∴△ABF∽△ADG,∴,∠BAF=∠DAG,∴∠BAF+∠DAF=∠DAG+∠DAF,∴∠BAD=∠FAG,∴△ABD∽△AFG,∴∠ADB=∠AGF=90°,由(1)得:BD=CE,∵CE=DE=AD,∴AD=BD,∴∠BAD=45°.5.(1)解:如圖1,作BG⊥AE于G,∵∠BAC=90°,∴tan∠AFC=,∴∠AFC=60°,∵AE⊥CF,∴∠BAG=90°﹣∠AFE=90°﹣60°=30°,∴BG=AB,∵AB=AC=,∴,即點B到AE的距離是;(2)證明:如圖2,延長AE至H,使EH=AE,連接DH,CH,∵AE⊥CF,∴CH=AC=AB,∴∠ACH=2∠GCD,∵BE=DE,∴四邊形ABHD是平行四邊形,∴DH∥AB,DH=AB,∴∠BAD=∠CDH,CH=DH,∴∠ACH=∠CDH,∴∠ACH=∠BAC,∴∠BAC=2∠DCG,∵∠GDC=∠GCD,∴DG=CG,∠FGD=2∠DCG,∴∠BAC=∠FGD,∵FD平分∠AFC,∴∠AFD=∠GFD,∵DF=DF,∴△AFD≌△GFD(AAS),∴AF=FG,∵CG+FG=FC,∴DG+AF=FC;(3)解:如圖3,作點C沿BD翻折后的對應(yīng)點C′,延長C′A交BC于N,∵∠BAD′=∠BAD=120°,∴點D在AC′上運動,作△ABC′的中位線TV,交AC′′于T,交BC于R,∵AB=AC,∠BAC=120°,∴∠ABC=∠ACB=30°,∵∠BAN=180°﹣∠BAC′=180°﹣120°=60°,∴∠AVB=90°,∵TR∥AC′,∴TR⊥BC,∵BN=,∠BAC=30°,∴AN=,∴VR=,作點A關(guān)于TR的對稱點A′,連接A′C交TR于H,連接BH并延長交NA于D′,此時△HAC的周長最小,∵HV=2=,∴AD=AD′=2HV=,BD==3,∴=.6.(1)解:∵∠ACB+∠ECD=180°,∴點B,點C,點D共線,∵AB=AC,∴∠ABC=∠ACB=50°,∴∠ECD=130°,∵CE=CD=BC,∴∠CED=∠CDE=25°,∵PB=DP,∴∠PBD=∠PDB=25°,∴∠ABP=25°;(2)如圖2,連接BD,∵CB=CD,PB=PD,∴∠CBD=∠CDB,∠PBD=∠PDB,∴∠PBC=∠PDC,∵EC=CD,∴∠CED=∠CDE=∠PBC,∵∠ACB+∠ECD=180°,∠ECD+∠CED+∠CDE=180°,∴∠ACB=2∠EDC=2∠PBC,∵AB=AC,∴∠ABC=∠ACB,∵∠ABC=2∠PBC,∴∠ABP=∠PBC,∴PB平分∠ABC;(3)如圖3﹣1,當點A與點E重合時,∵∠ABC=60°,AC=AB=4,∴△ABC是等邊三角形,∴∠ABC=∠ACB=∠BAC=60°,∵AC=CD,∴∠CAD=∠CDA=30°,∵PB=PD,∴∠PBD=∠PDB=30°,∴∠ABP=∠PBC=30°,∵△ABC是等邊三角形,∴BP是EC的垂直平分線,∴EP=PC,∴△EPC是等腰三角形,∴BE2=AB2=16,如圖3﹣2中,當EC=EP時,過點E作EH⊥BP于點H,連接BE.∵PB=PD,CB=CD,∴PC⊥BD,PC平分∠BPD,∵∠CED=30°=∠ECP+∠EPC,∠ECP=∠EPC,∴∠ECP=∠EPC=15°,∴∠BPC=∠EPC=15°,∴∠EPH=30°,∴EH=PE=2,PH=2,∵PB=PD=4+4,∴BH=PB﹣PH=4+4﹣2=4+2,∴BE2=EH2+BH2=22+(4+2)2=32+16,如圖3﹣3中,當EC=EP時,連接BE,作BT⊥EC于點T.∵∠CEP=30°,∴∠ECP=∠EPC=75°,∵∠ECD=120°,∴∠DCP=∠PCB=45°,∴∠BCT=30°,∴BT=BC=2,CT=2,∴ET=4﹣2,∴BE2=BT2+ET2=22+(4﹣2)2=32﹣16,綜上所述,BE2的值為16或32+16或32﹣16.7.解:(1)如圖1所示:延長BE,①∵等邊△ABC中,點D為BC的中點,∴AD是BC的垂直平分線,∠BAD=∠CAD=30°,∴BE=CE,∴∠EBC=∠ECB,∵將線段EB繞點E順時針旋轉(zhuǎn)至EF,∴BE=EF,∴∠EBF=∠EFB,∵∠CEF=∠FEH+∠HEC=∠EBF+∠BFE+∠EBC+∠ECB=2∠ABE+2∠EBC,∴∠CEF=2∠ABC=120°;②AB=AF+AE,理由如下:如圖1﹣1,在AB上截取BM=AF,連接ME,過點E作EN⊥AB于N,∵BM=AF,∠AFE=∠EBM,BE=EF,∴△BME≌△FAE(SAS),∴AE=EM,又∵EN⊥AB,∴AN=MN=AM,∵∠BAD=30°,∴AE=2NE,AN=NE,∴AN=AE,∴AM=AE,∴AB=BM+AM=AF+AE;(3)如圖2,∵△ABC是等邊三角形,AB=4,點G為AC的中點,∴AC=BC,∠ACB=60°,CG=CD=2,∵將△CDG繞點C順時針旋轉(zhuǎn)得到△CMN,∴CM=CN=CG=CD=2,∠MCN=∠ACB=60°,∴∠ACN=∠BCM,∴△BCM≌△ACN(SAS),∴∠CAN=∠CBM,∴點A,點B,點C,點P四點共圓,∴∠BPC=∠BAC=60°,∵將△CDG繞點C順時針旋轉(zhuǎn)得到△CMN,∴點M在以點C為圓心,CM為半徑的圓上,∴當BM與⊙C相切于點M時,△BCP的面積有最大值,如圖所示,過點P作PH⊥BC于H,∵BM是⊙C的切線,∴∠BMC=90°=∠PMC,又∵∠BPC=60°,∴∠PCM=30°,∴CM=PM=2,∴MP=,∵BM===2,∴BP=BM+MP=,∵sin∠PBC=,∴PH==,∴△BCP的面積最大值=×4×=,故答案為.8.解:(1)如圖1,作MN⊥BC于N,∴∠MNB=∠MNC=90°,∵AB=AC,∠BAC=90°,∴∠ABC=∠ACB=45°,在Rt△MNB中,BN=MN=BM?sin∠ABC=2×=,在Rt△CMN中,tan∠BCD==∴CN=3MN=3,∴CM==2,BC=CN+BN=4,∵∠CNM=∠D=90°,∠MCN=∠BCD,∴△CMN∽△CBD,∴=,∴=,∴CD=,∴DM=CD﹣CM=﹣2=;(2)如圖2,連接BD,∵AD⊥AE,∴∠DAE=90°,∴∠DAE=∠BAC,∴∠DAE﹣∠BAE=∠BAC﹣∠ABE,∴∠DAB=∠CAE,在△BAD和△CAE中,,∴△BAD≌△CAE(SAS),∴BD=CE,∠AEC=∠ADB=180°﹣∠AED=180°﹣45°=135°,∴∠BDF=180°﹣∠ADB=45°,∴∠BDF=∠ADC=45°,∵∠F+∠FCD=∠ACB,∠ACD+∠FCD=∠ACB,∴∠F=∠ACD,∴△BFD∽△ACD,∴=,∵BD=CE,AD=DE,∴=,∴=,∵∠AEG=∠DAE=90°,∴EG∥AF,∴△CEG∽△CDF,∴=,∵+=1,∴+=1,∴EG+CE=DF;(3)如圖3,取BC的中點F,連接DF,取CF的中點I,連接MI,∵∠BAC=90°,AB=AC=4,∴BC=AB=8,∵∠BDC=90°,∴DF==4,∵點M是CD的中點,∴IM=DF=2,∴點M在以I為圓心,2為半徑的圓上運動,作OB⊥BI,且OB=BI=6,連接OE,∵∠EBM=∠OBI=90°,∴∠EBM﹣∠OBM=∠OBI﹣∠OBM,∴∠EBO=∠MBI,∵EB=BM,∴△EBO≌△MBI(SAS),∴OE=IM=2,∴點E在以O(shè)為圓心,2為半徑的圓上運動,過點O作OR⊥AB交⊙O于點H,當點E運動到點H時,△ABE的面積最大,在Rt△OBR中,OB=6,∠ABO=∠OBI﹣∠ABC=90°﹣45°=45°,∴OR=OB=3,∴HR=OR+OH=3+2,∴S△ABE最大==4×(3+2)=12+4.9.(1)解:如圖1,作AG⊥CD于G,∵AC=CD,∴∠CDA=∠CAD=75°,∴∠ACD=180°﹣∠CDA﹣∠CAD=30°,∴AG==3,即:A點CD的距離是3;(2)證明:如圖2,作CG⊥AD于G,交AE于H,連接DF,∵AC=CD,∴AG=DG,∴AH=DH,∴∠GAH=∠ADH,∵AF=BF,∴∠GAH=∠B,∴∠B=∠ADH,∴DH∥BC,∴∠EDH=∠ECF,∠EHD=∠EFC,∵點E是CD的中點,∴DE=CE,∴△EDH≌△ECF(AAS),∴DH=CF,∴四邊形DHCF是平行四邊形,∴DF∥CG,∴DF⊥AB,∴AB=2AD;(3)解:如圖3,延長CA至H,使AH=AD,連接HG,作CG′⊥GH于G′,∵AC=CD,∠BAC=45°,∴∠ADC=∠BAC=45°,∴∠ACD=90°,∵AD=4,∴AH=AD=4,∵∠BAC=∠EAG=45°,∴∠DAE=∠GAH,∴△ADE≌△AHG(SAS),∴∠H=∠ADC=45°,∴點G在直線HG上運動,∴CG的最小值是CG′,∵∠HCG′=90°﹣∠H=45°,∴∠H=∠HCG′,∴G′C=G′H,由勾股定理得:G′C2+G′H2=CH2,∴2G′C2=(4﹣4)2,∴G′C=4﹣2,即CG的最小值是4﹣2.10.解:(1)∵∠BAC=∠CBD=90°,∴∠DBF+∠ABC=90°,∠ABC+∠C=90°,∴∠DBF=∠C,∵DF⊥AB,∴∠DFB=90°,∴∠DFB=∠BAC=90°,∵BC=BD,∴△ABC≌△FDB(AAS),∴AB=DF,AC=BF,∵tan∠BDF==,∴設(shè)AC=BF=a,DF=3a,∴AB=3a,∴AF=AB﹣BF=2a,在Rt△ADF中,點E是AD的中點,∴AD=2EF=4,在Rt△ADF中,∵AF2+DF2=AD2,∴(3a)2+(2a)2=(4)2,∴a=4,∴AC=4;(2)如圖1,2BE=AB+AC,理由如下:將△ABC繞點B逆時針旋轉(zhuǎn)120°至△BDF,連接AF,EF,延長BE至G,使EG=BE,連接GD并延長,交BF的延長線于H,∴BF=AB,∠ABF=120°,∠BFD=∠BAC=120°,∴∠AFB=∠BAF=30°,∴∠AFD=∠BFD﹣∠AFB=120°﹣30°=90°,∵點E是AD的中點,∴EF=AE=,∵BE=BE,∴△ABE≌△FBE(SAS),∴∠ABE=∠FBE=,∵AE=DE,∠DEG=∠AEB,∴△DEG≌△AEB(SAS),∴∠G=∠ABE=60°,∴GH∥AB,∴∠H+∠ABF=180°,∴∠H+120°=180°,∴∠H=60°,∴△BGH是等邊三角形,∴BG=BH,∵∠DFH=180°﹣∠BFD=180°﹣120°=60°,∴△DFH是等邊三角形,∴HF=DF=AC,∴BG=HF+BF,∴2BE=AB+AC;(3)如圖2,作△ABC的外接圓O,連接DO,取DO的中點O′,連接O′E,可求得⊙O的半徑為:=4,∴O′E==2,連接O′E和O′B,將△BO′E繞點B順時針旋轉(zhuǎn)120°至△BO″E″,有(2)知:∠ABE=60°,∴點E和點E′關(guān)于AB對稱,∴點O″和點O′關(guān)于AB對稱,延長DO″至E′,則DE′最大,連接OB,作OF⊥BD,交BD的延長線于F,作O′G⊥DF于G,∴∠OBC=30°,∵∠ABC=120°,∴∠OBF=180°﹣∠ABC﹣∠OBC=30°,∴OF=,BF==2,∴DF=BD+BF=4+2=6,∴O′G=,DG=FG=DF=3,∴BG=BD﹣DG=4﹣3=,∴∠GDO′=30°,O′B=2,∴O″在OB的中點,作O″⊥DF于H,作E′N⊥DF于N,∴O″H=O″B=1,BH=O″B=,∵DH=BD+BH=4+=5,∴DO″===2,由△DHO″∽△DNE′得,=,∴=,∴E′N=,∴S△BDE′==×=.11.(1)解:∵△ABC和△ADE均為等腰直角三角形,∠BAC=∠DAE=90°,∴AB=AC,AD=AE,∠BAC﹣∠DAC=∠DAE﹣∠DAC,∴∠BAD=∠CAE,∴△BAD≌△CAE(SAS),∴∠ACE=∠BAD=45°,CE=BD=8,∴∠DCE=∠BCA+∠ACE=45°+45°=90°,∴DE2﹣CD2=CE2=82=64,有DE﹣CD=2,∴DE=17,CD=15,∴BC=BD+CD=8+15=23,∴AB=BC=;(2)如圖1,作AM⊥BC于M,交BE于N,∵AB=AC,∴AM=BM=,∵∠AHB=∠BMN=90°,∴點A、H、M、B共圓,∴∠FAH=∠MBN,∵∠BMN=∠AMF=90°,∴△AMF≌△BMN(ASA),∴NM=MF,∵MN∥CE,∴△BMN∽△BCE,∴=,∴MN=,由(1)得,CE=BD,∴MF=MN=,∴DF=DM+MF=BM﹣BD+BD=BC﹣BD==,∵CG=EG,∴FG=;(3)如圖2,連接AM,將△AMC繞點C逆時針旋轉(zhuǎn)90°至△A″M′C,∴A″M′=AM==,∴點M′在以A″為圓心,半徑是的圓上運動,∴當A′,A″,M′(圖中M″)共線時,A′M′最大,最大值為A′M″=A′A″+A″M″=8+,∵KB′=KB=2,∴點B′在以K為圓心,2為半徑的圓上運動,∴當A′,B′,K共線時,A′B′最小,最小值為A′K﹣KB′=﹣2=2﹣2,∵△A′HB′∽△KBA′,∴=,∴=,∴B′H=,∴S△A′B′M′=?B′H=×(10﹣2)=.12.(1)解:如圖1,連接BD,∵△ACB與△ECD都是等腰直角三角形,∴∠ECD=∠ACB=90°,∠E=∠ADC=∠CAB=45°,EC=DC,AC=BC,AC2+BC2=AB2,∴2AC2=AB2.∵∠ECD﹣ACD=∠ACB﹣∠ACD,∴∠ACE=∠BCD.在△AEC和△BDC中,,∴△AEC≌△BDC(SAS).∴AE=BD,∠E=∠BDC=45°,CE=CD,∴∠BDA=∠BDC+∠ADC=90°,在Rt△ADB中.∵AD2+BD2=AB2,∴AD2+AE2=2AC2.故答案為:AD2+AE2=2AC2.(2)解:如圖2,不成立,AD2﹣AE2=2AC2,理由如下:連接BD,∵∠BAC=∠DCE=90°,∴∠BAC+∠BCE=∠DCE+∠BCE,即∠ACE=∠BCD,在△ACE和△BCD中,,∴△ACE≌△BCD(SAS),∴AE=BD,∠CBD=∠BAC=45°,∵∠CBE=180°﹣∠ABC=135°,∴∠EBD=∠CBE﹣∠CBD=135°﹣45°=90°,∴BD2+AB2=AD2,∴AD2﹣AE2=2AC2,(3)解:如圖3,當點A在BE上時,作CF⊥AB于F,由AC=3得,AB=AC=6,∴CF=AF=AB=3,在Rt△CEF中,由勾股定理得,EF2=CE2﹣CF2=()2﹣33=25,∴EF=5,∴AE=EF﹣AF=5﹣3=2,∴S△ACE===3,如圖4,當點A在EB的延長線上時,作CF⊥AB于F,由上知:CF=BF=3,EF=5,∴AE=AF+EF=3+5=8,∴S△ACE===12,綜上所述:當點A、E、B共線時,△ACE的面積是3或12.13.(1)①證明:∵∠ADE=90°,∴∠ADB+∠MDE=90°,∵∠ABD=90°,∴∠ADB+∠BAD=90°,∴∠BAD=∠MDE,在△ABD和△DME中,,∴ABD≌△DME(AAS),∴MC=BD,②∵∠BAC=∠DAF,∴∠BAC﹣∠CAD=∠DAF﹣∠CAD,即:∠BAD=∠CAE,∵,∴△ABD∽△ACE,∴∠ACE=∠B=90°;(2)①設(shè)AC與DE交于點F,∵AD平分∠BAC,∴=,∴=,∴CD=4,∴AB=BC=BD+CD=4+2,∵∠ADF=∠B=90°,∴△ADF∽△ABD,∴,∴(4+2)AF=(22+(4+2)2,∴AF=8,由(1)得,∠ADF=∠ACE=90°,∵∠AFD=∠CFE,∴∠DAF=∠NED,∵∠ADF=∠EDN=90°,AD=DE,∴△ADF≌△EDN(ASA),∴NE=AF=8;②當點D在線段BC上時,∵,∴=,由上得,∠MDE=∠BAD=∠CAE,∴==:==.如圖,當點D在CB的延長線上時,同理可得:==:==.14.(Ⅰ)證明:∵∠BAC=∠FAG=90°,∴∠BAC﹣∠FAE=∠FAG﹣∠FAE,即∠BAF=∠CAG,在△AFB和△AGC中,,∴△AFB≌△AGC(SAS);(Ⅱ)①證明:∵點D是AB的中點,點E是AC的中點,∴AD=,AE=,∵AB=AC,∴AD=AE,∵∠DAE=90°,∴△DAE是等腰直角三角形,同理(Ⅰ)得,△DAF≌△EAG,∴∠AEG=∠ADE=45°,∴∠GEF=∠AEG+∠AED=45°+45°=90°;②解:由題意得:AD=AE=4,∴DE=,如圖1,當AH=GH時,∠HAG=∠AGF=45°,AF=AG,∠FAG=90°,∴∠FAE=∠GAE=45°,∵AD=AE,∴DF=EF==2,如圖2,當AG=GH時,∵∠AGF=∠D=45°,∠GAF=∠DAE,∴△DAF∽△GAH,∴==1,∴DF=AD=4,當AH=AG時,∠AHG=∠AGH=45°,∴∠HAG=90°,此時F點和E點重合,不符合題意,綜上所述:DF=2或4時,△AGH是等腰三角形.15.解:(1)AP=BQ,理由如下:在等邊△ABC中,AC=BC,∠ACB=60°,由旋轉(zhuǎn)可得,CP=CQ,∠PCQ=60°,∴∠ACB=∠PCQ,∴∠ACB﹣∠PCB=∠PCQ﹣∠PCB,即∠ACP=∠BCQ,∴△ACP≌△BCQ(SAS),∴AP=BQ;(2)連接PQ,BQ,如圖:由旋轉(zhuǎn)可得,CP=CQ,∠PCQ=60°,∴△CPQ是等邊三角形,∵PD⊥CQ,∴CD=DQ,∴DP是CQ的垂直平分線,∴BC=BQ,在等邊△ABC中,AC=BC,∠ACB=60°,∴∠ACB=∠PCQ,∴∠ACB﹣∠PCB=∠PCQ﹣∠PCB,即∠ACP=∠BCQ,∵CP=CQ,∴△ACP≌△BCQ(SAS),∴AP=BQ,∠CBQ=∠CAP=90°,∴AC=BC=BQ=AP=,∵∠CAP=90°,∴CP==2,在Rt△CDP中,∠CPD=90°﹣∠PCQ=30°,∴CD=CP=1,PD=CD=,∵∠CBQ=∠CAP=90°,BC=BQ,∴∠BCQ=45°,∵∠CDB=90°,∴∠CBD=45°=∠BCQ,∴BD=CD=1,∴PB=PD﹣BD=﹣1;(3)在AC的上方作等腰直角△ACE,使得∠CAE=90°,AC=AE,連接BE,如圖:∵△ACE是等腰直角三角形,AC=1,∴CE=AC=,∠ACE=45°,∵∠ACB=45°,∴∠BCE=90°,在Rt△BCE中,BE===,∵∠BAD=∠CAE=90°,∴∠BAD+∠DAE=∠CAE+∠DAE,即∠BAE=∠DAC,∵AB=AD,AE=AC,∴△ABE≌△ADC(SAS),∴BE=CD,∴CD=,故答案為:.16.(1)解:∵∠ABC=90°,點D是AC的中點,∴BD=CD=AD=,∴∠ABD=∠A=30°,∵∠A=30°,∴∠C=90°﹣∠A=60°,∴△BCD是等邊三角形,∴BC=BD,∵BE=BC,∴BD=BE,∴∠BDE=∠BED==75°,∴∠ADE=∠BED﹣∠A=75°﹣30°=45°;(2)證明:如圖,連接DE,在GH上截取GM=GB,連接FG,CM,DM,∵G是DF的中點,B是EF的中點,∴BG∥DE,∴∠BGF=∠FDE,∠FBG=∠BED=75°,∵BD=BE,BE=BF,∴BF=BD,∴∠BDG=∠BFD,∵∠FBC=90°,∠CBD=60°,∴∠FBD=90°+60°=150°,∴∠BDF=∠BFD==15°,由(1)得:∠BDE=75°,∴∠FDE=∠BDF+∠BDE=90°,∴∠FGB=90°,∴DF垂直平分BM,∴BD=DM,∴∠BDM=2∠BDF=30°,∴∠BMD=∠DBM=75°,∠CDM=∠BDC﹣∠BDM=60°﹣30°=30°,∵CD=BD,∴CD=DM,∴∠DMC=∠DCM=75°,∴∠BMC=∠DMC+∠DMB=75°+75°=150°,∴∠HMC=180°﹣∠BMC=30°,∵∠FHB=180°﹣∠FBG﹣∠BFH=180°﹣75°﹣45°=60°,∴∠HCM=∠FHB﹣∠HMC=60°﹣30°=30°,∴∠HCM=∠HMC,∴CH=HM,∴GH=GM+HM=BG+CH;(3)解:如圖2,當點J在線段CM上時,作BD⊥AC于D,BE⊥CM于E,∴∠BEC=∠BDC=90°,∵∠ACB=∠MCB=60°,∴BD=BE,∠ACM=120°∴∠DBE=360°﹣∠BEC﹣∠BDC﹣∠ACM=60°,∵∠JBK=60°,∴∠JBK=∠DBE,∴∠JBE=∠DBK,∴△BDK≌△BEJ(ASA),∴DK=JE,∵∠ABC=90°,∠A=30°,∴BC=AC=,∵∠BEC=90°,∠BCE=60°,∴∠CBE=30°,∴CE==,∴JE=CM﹣MJ﹣CE=3﹣1﹣=,∴DK=JE=,∴CK=DK﹣CD=﹣=,如圖3,由上得,DK=JE,∵JE=CM+JM﹣CE=3+1﹣=,∴CK=DK﹣CD=﹣=,綜上所述:CK=或.17.(1)證明:∵∠BAC=∠HAG=90°,∴∠BAC﹣∠HAC=∠HAG﹣∠HAC,即:∠BAH=∠CAG,在△AHB和△AGC中,,∴△AHB≌△AGC(SAS);(2)①證明:∵點E,F(xiàn)分別為AB,AC的中點,∴AE=,AF=,∵AB=AC,∴AE=AF,∴△AEF是等腰直角三角形,∴同理(1)可得:△EAH≌△FAG,∴∠AFG=∠AEF=45°,∴∠GFH=∠AFG+∠AFH=45°+45°=90°,即:∠HFG=90°;②解:當AQ=QG時,∠QAG=∠AGQ=45°,∴∠HAF=∠HAG﹣∠QAG=90°﹣45°=45°,∵AE=AF,∴EH=FH=,∵AE=AF==1,∴EF==,∴EH=,當AG=GQ時,∠GAQ=∠AQG===67.5°,∴∠EAH=∠GAQ=67.5°,∵∠AEF=45°,∴∠AHQ=67.5°,∴EH=AE=1,當AQ=AG時,∠AQG=∠AGQ=45°,∴∠QAG=90°,此時點H與點F重合,不符合題意,綜上所述:EH=或1.18.(1)解:如圖1,作EF⊥BC于F,∵BE平分∠ABC,∠BAC=90°,∴BF=AB=AC=1,∴CF=BC﹣BF=﹣1,∵∠BAC=90°,AB=AC,∴∠C=∠B=45°,∴∠CEF=90°﹣∠C=45°,∴∠C=∠CEF,∴EF=CF=﹣1,∴AE=﹣1;(2)證明:如圖1,延長AG至N,使GN=AG,∵DG=BG,∠DGN=∠AGB,∴△DGN≌△BGA(SAS),∴DN=AB,∠BAG=∠N,∴AB∥DN,∴∠ADN+∠DAB=180°,又∵AC=AB,∴DN=AC,∵∠CAB+∠DAE=180°,∴∠DAB+∠CAE=360°﹣(∠CAB+∠DAE)=180°,∴∠ADN=∠CAE,∴△ACE≌△DNA(SAS

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