用平移、旋转和轴对称研究几何问题。
学习旋转要解决的问题:
分三个层次①直接的旋转作图或者旋转关系的叙述;②增加干扰线段,隐含部分已知,主动发现旋转关系,并证明某些结论③需要添加辅助线,完善图形创造情境,进行证明。
要重视的问题:共顶点的等腰三角形的出现是实现旋转的情境;
一、平移、旋转和轴对称在几何题中的应用。
1.已知:△abc与△ade都是等腰直角三角形。求证:bd⊥ec.
2.如图,已知△abc≌△ade,∠b=45°,∠c=20°,∠eab=30°,则∠d= °若ac、de交于点f,则∠efc
3.如图,△abc中,∠bac=120,以bc为边向形外作等边△bcd,把△abd绕着点d按顺时针方向旋转60后到△ecd的位置。若ab=3,ac=2,求∠bad的度数和ad的长。
4.已知:如图,a、b、c在同一直线上,且与都是等边三角形,求证:.
拓展如图1,点c为线段ab上一点,△acm, △cbn是等边三角形,直线an、mc交于点e,bm、cn交于点f.
1)求证:an=bm;
2)求证: △cef为等边三角形;
3)将△acm绕点c按逆时针方向旋转90,其他条件不变,在图2中补出符合要求的图形,并判断第(1)、(2)两小题的结论是否仍然成立(不要求证明).
5.如图,已知正方形abcd和bc边上一点e,将直角三角形abe绕点b逆时针旋转90o,再沿bc方向平移,平移距离是线段bc的长度,请画出图形。并回答:旋转后三角形的斜边与ae有什么关系?
为什么?
二、常见的利用平移、旋转和轴对称变换作的辅助线。
几何问题中的辅助线是对同学们几何思维能力的考验,通过分析找到辅助线的添加方法,能够使几何问题简化,有助于问题的解决。同时,通过研究平面几何的辅助线的添加方法,能够锻炼同学们分类研究问题的能力。平面几何的辅助线有一定的规律,而这些规律大多与几何图形的三种变换有关,下面我们就来研究常见辅助线与几何图形变换的关系。
1.(三角形的倍长中线)已知:在△abc中,ab=ac,cd是中线,延长ab到e,使be=ab,连结ce.求证:cd=ce.
拓展1 如图1,已知△abc中,ad是△abc的中线,ab=8,ac=6,求ad的取值范围.
提示:延长ad至a',使a'd=ad,连结ba'.根据“sas”易证△a'bd≌△acd,得ac=a'b.这样将ac转移到△a'ba中,根据三角形三边关系定理可解.
拓展2 如图2,已知△abc中,ab=ac,d在ab上,e是ac延长线上一点,且bd=ce,de与bc交于点f.求证:df=ef.
提示:此题辅助线作法较多,如:
作dg∥ae交bc于g;
作eh∥ba交bc的延长线于h;
再通过证三角形全等得df=ef.
2.(三角形的翻折角平分线)已知:在中,,ad是的平分线。 求证:.
拓展1 如图,已知:在中,,ad是的平分线,p是ad上任意一点。 求证:.
拓展2 已知:δabc中,∠a=,ad是bc边上的高,be是角平分线,且交ad于p.求证:ae=ap.
3.(梯形的线段倍长)已知:梯形abcd中,ad//bc,e是dc的中点,ae平分∠bad.求证:ab=ad+bc.
拓展1 如图,已知:在梯形abcd中,ab//cd,∠adc=90,f为bc的中点,∠afc=3∠baf.求证:cd=cf.
拓展2 已知:直角梯形abcd中,ab//dc,ab⊥ad,f为bc的中点,cf=dc.求证:∠afc=3∠baf.
拓展3 已知:如图5,在梯形中,、n分别是、的中点。求证:。
4.(正方形中的三角形旋转)已知:如图e是正方形abcd边bc上任意一点,af平分角ead交cd于f,试说明be+df=ae.
拓展1如图,已知:在正方形abcd中,e、f分别是bc、cd上的点,若有。
求:的度数。
拓展2如图,已知:在正方形abcd中,e、f分别是bc、cd上的点,若有。
求证:.拓展3如图,正方形abcd边长为1,ab、ad上各有一点p、q,若△apq的周长为2.求∠pcq的大小.
拓展4如图,在正方形abcd中,e、f分别为bc、dc上的点,且∠eaf=45,ah⊥ef.求证:ah=ab.
拓展5如图,正方形abcd被两条与边平行的线段ef、gh分割成4个小矩形,p是ef与gh的交点,若矩形pfch的面积恰是矩形agpe面积的2倍.试确定∠haf的大小,写出推导的过程.
5.(三角形的辅助线旋转)已知,如图在△abc中,ab=ac,∠bac=90°,∠dae=45°,bd=2,ce=3 .求证:de的长。
拓展1 如图,在等腰三角形abc中,p是三角形内的一点,且∠apb=∠apc.求证pb=pc.
拓展2 △abc中,ab=ac,d是三角形内一点,若∠adb>∠adc.求证∠dbc>∠dcb.
分析将△abc以a为中心逆时针旋转一角度∠bac,到△ace的位置.连de,由∠adb>∠adc,得 ∠aec>∠adc.又 ∠ade=∠aed,相减,得 ∠dec>∠edc.
∴ cd>ce.
即 cd>bd,从而∠dbc>∠dcb.
拓展3 若p为正方形abcd内一点,pa∶pb∶pc=1∶2∶3.试证∠apb=135°.
分析利用正方形的特点设法经过旋转使ap、pb、pc相对集中,为简单起见不妨设pa=1, pb=2,pc=3.绕b点顺时针旋转90,使△cbp到△abe的位置,这时be=2,ae=3,∠pbe=90→pe=,∠bpe=45。又。
∴ ∠ape=90°.
于是 ∠apb=135°.
拓展4 在等边三角形内有一点p.连接p与各顶点的三条线段的长为.求正三角形的边长。(答案:)
分析将△cpb旋转到△ap`b,连接pp`,延长bp,过a作ad⊥bd.易知△app`是直角三角形,因为∠bpp`=60,所以∠apd=30,则ad=2,dp=.
6.(轴对称变换(翻折问题))
1)如图,将矩形abcd沿着直线bd折叠,使点c落在c`处,bc`交ad于e,ad=8,ab=4.求△bed的面积.
2)如图,将边长为12厘米的正方形abcd折叠,使得点a落在边cd上的e点,然后压平得折痕fg.若fg的长为13厘米。求线段ce的长.
3)如图,点m、n为矩形abcd一组对边的中点,将矩形的一角向内折叠,使点b落在直线mn上,得到落点b`和折痕ae,延长eb`交ad于f.判断△aef是什么三角形,并说明理由.
7.(梯形的平移辅助线)
1) 已知:如图2,在梯形abcd中,.求证:.
已知:如图3,在梯形中,.求证:梯形是等腰梯形.
3)已知:如图7,在梯形中,、n分别是、ab的中点.求证:.
8.已知:如图1,点p**段ab上(ap>pb),c、d、e分别是ap、pb、ab的中点,正方形cpfg和正方形pdhk在直线ab同侧.
1)求证:△ehg是等腰直角三角形;
2)若将图1中的射线pb连同正方形pdhk绕点p顺时针旋转一个角度后,其它已知条件不变,如图2,判断△ehg还是等腰直角三角形吗?请说明理由.
9. 如图10-1,四边形abcd是正方形,g是cd边上的一个动点(点g与c、d不重合),以cg为一边在正方形abcd外作正方形cefg,连结bg,de.我们**下列图中线段bg、线段de的长度关系及所在直线的位置关系:
1)①请直接写出图10-1中线段bg、线段de的数量关系及所在直线的位置关系;
将图10-1中的正方形cefg绕着点c按顺时针(或逆时针)方向旋转任意角度,得到如图10-2、如图10-3情形.请你通过观察、测量等方法判断①中得到的结论是否仍然成立,并选取图10-2证明你的判断.
2)将原题中正方形改为矩形(如图10-4~10-6),且 ,试判断(1)①中得到的结论哪个成立,哪个不成立?并写出你的判断,不必证明。
3)在图10-5中,连结、,且,则。
10.如图,在边长为8的正方形abcd中,e是bc边上任意一点,把正方形沿着gh折叠,使a与e重合,d与d’重合,ed’与边cd交于点f。
1)当点e为bc边中点时,求⊿ecf的周长?连结ae,af,求∠eaf?
2)当点e在bc边上运动时,(1)中的结论变化吗?试说明理由。
5.几何模型应用:
模型:条件如下左图,、是直线同旁的两个定点.问题:在直线上确定一点,使的值最小.
方法:作点关于直线的对称点,连结交于点,则的值最小(不必证明).
1) 如图1,正方形的边长为2,为的中点,是上一动点.连结,由正方形对称性可知,与关于直线对称.连结交于,则的最小值是。
2) 如图2,的半径为2,点在上,,,是上一动点,则的最小值是。
3)如图3,,是内一点,,分别是上。
的动点,则周长的最小值是。
1、 如图所示:在等腰梯形abcd中,,请你把它分成四个全等的四边形。
2、 四边形abcd中,,ab=ad、bc=8、cd=6、
求这个四边形的面积。
3、 点e在正方形abcd的bc边上,将旋转到的位置,请你说明:
1) 旋转中心,旋转角度和旋转方向。
2) 猜想ae与cf的位置关系,并说明理由。
4、 如图所示:有a、b两家工厂被一条河流隔开,现准备在河上修建一座桥,请问这座桥应该怎样修建才能使两厂之间的路程最短?而且桥的跨度最小(假定河的两岸是平行的),请你画出图形并保留作图痕迹。
5、 如上图点c**段ab上,分别以ac、bc为边在ab的同侧作等边和等边,连接ad、be相交于f,1)、试说明。
2)、求的度数。
3)、猜想mn与ab之间的关系并证明你的结论。
6、已知六边形abcdef的六个内角均为, ,求这个六边形的周长。
7,有边长为的三角形若干个,请你用它做材料来拼成四边形,问可以有多少种不同形状的四边形,并画图进行说明。
8、在中延长ab到e使be=ab,连结ce,在ce上取一点m,使cm=cd,连结dm并延长交直线ae于f,试说明bd=bf.
9、在中,ad=2dc,m是bc的中点,连结am和dm,试确定am和dm的关系?并说明你的理由?
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八年级23班培优 2 1 如图,给出四个等式 ae ad ab ac ob oc b c,现选取其中的三个,以两个作为已知条件,另一个作为求证结论。请你写出一个正确的命题,并加以证明 3 已知,如图 abc中,abc 45 ad bc于d,点e在ad上,且de cd 求证 be ac 4 如图,设p...
八年级上册几何数学题
1 如左图 ab cd,ad cb,e,f是bd上两点,be df,若 aeb 100 dbc 30 则 bcf 2 如右图 ab ac,bac 90 延长ba到e,连结ce,bf ce于f交ac于d,若ae 2,be 7,则dc 3 已知 如图 b在ac上,bdc bea,dn cn em am。...
八年级几何提高题
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