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1、
圖形的變換與四邊形
教學準備
一. 教學目標:
1、掌握平移、旋轉(zhuǎn)、對稱的性質(zhì),靈活地運用平移、旋轉(zhuǎn)、對稱解決生活中的問題。
2、掌握平行四邊形、矩形、菱形、正方形及梯形的定義、判定、性質(zhì),利用這些特殊四邊形進行綜合計算和證明。
二. 教學重點與難點:特殊四邊形的綜合應用
三. 知識要點:
知識點1:圖形的變換與鑲嵌
知識點2:四邊形的定義、判定及性質(zhì)
知識點3:矩形、菱形及正方形的判定
知識點4:矩形、菱形及正方形的性質(zhì)
知識點5:梯形的判定及性質(zhì)
例題精講
例1. 如圖,四個圖形中,對稱軸條數(shù)最多的一個圖形是( )
2、【評析】本題所考查的是對稱軸的概念.應對給出的圖形認真分析.從題目中所給的四個圖形來看,圖A有2條對稱軸;圖B有4條對稱軸;圖C不是軸對稱圖形,它沒有對稱軸;圖D只有一條對稱軸,所以圖B的對稱軸條數(shù)最多.
例2. 如圖是某設計師設計的方桌布圖案的一部分,請你運用旋轉(zhuǎn)變換的方法,在坐標系上將該圖形繞原點順時針依次旋轉(zhuǎn)90°、180°、270°,并畫出它在各象限內(nèi)的圖形,你會得到一個美麗的平面圖形,你來試一試吧!但是涂陰影時要注意利用旋轉(zhuǎn)變換的特點,不要涂錯了位置,否則不會出現(xiàn)理想的效果.
【分析】先確定每個三角形的頂點繞原點順時針依次旋轉(zhuǎn)90°、180°、270°后的位置
3、,然后連線,涂上相應的陰影即可.
【解析】所畫的圖形如圖所示.
例3. 在日常生活中,觀察各種建筑物的地板,就能發(fā)現(xiàn)地板常用各種正多邊形地磚鋪砌成美麗的圖案,也就是說,使用給定的某些正多邊形,能夠拼成一個平面圖形,既不留下一絲空白,又不互相重疊(在平面幾何里叫做平面鑲嵌).這顯然與正多邊形的內(nèi)角大小有關.當圍繞一點拼在一起的幾個多邊形的內(nèi)角加在一起恰好組成一個周角(360°)時,就拼成了一個平面圖形.
(1)請根據(jù)圖,填寫下表中的空格:
正多邊形邊數(shù)
3
4
5
6
…
n
正多邊形每個
內(nèi)角的度數(shù)
60°
90°
108°
120°
4、
(2)如果限定用一種正多邊形鑲嵌,哪幾種正多邊形能鑲嵌成一個平面圖形?
(3)從正三角形、正四邊形、正六邊形中選一種,再從其他正多邊形中選一種,請畫出用這兩種不同的正多邊形鑲嵌成的一個平面圖形;并探究這兩種正多邊形共能鑲嵌成幾種不同的平面圖形?說明你的理由.
【解析】(1).(2)正三角形、正四邊形(或正方形)、正六邊形.(3)如:正方形和正八邊形如圖.設在一個頂點周圍有n個正方形的角,n個正八邊形的角,
則m、n應是方程m·90°+n·135°=360°的正整數(shù)解.即2m+3n=8的正整數(shù)解,這個方程的正整數(shù)解只有一組,又如正三角形和正十二邊形
5、,同樣可求出利用一個正三角形,兩個正十二邊形也可以鑲嵌成平面圖形,所以符合條件的圖形有2種.
例4. 如圖,在ABCD中,E為CD的中點,連結(jié)AE并延長交BC的延長線于點F,求證:S△ABF=S平行四邊形ABCD.
【解析】∵四邊形ABCD為平行四邊形,∴AD∥BC.
∵E是DC的中點,∴DE=CE.
∴△AED≌△FEC.
∴S△AED =S△FEC.
∴S△ABF =S四邊形ABCE+S△CEF =S四邊形ABCE+S△AED =S平行四邊形ABCD
例5. 如圖,在ABCD中,對角線AC、BD相交于點O,E、F是
6、對角線AC上的兩點,當E、F滿足下列哪個條件時,四邊形DEBF不一定是平行四邊形( )
A. OE=OF B. DE=BF C. ∠ADE=∠CBF D. ∠ABE=∠CDF
【分析】雖然判別平行四邊形可從“邊、角、對角線”三個角度來考慮,但此例圖中已有對角線,所以最適當?shù)姆椒☉恰皩蔷€互相平分的四邊形為平行四邊形”.
例6. 如圖,在ABCD中,已知對角線AC和BD相交于點O,△AOB的周長為15,AB=6,那么對角線AC+BD=_______.
【分析】本例解題依據(jù)是:平行四邊形的對角線互相平分,先求出AO+BO=9,再求得AC
7、+BD=18.
例7. 如圖,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠BAC=60°,DE垂直平分BC,垂足為D,交AB于點E,又點F在DE的延長線上,且AF=CE.求證:四邊形ACEF為菱形.
【分析】欲證四邊形ACEF為菱形,可先證四邊形ACEF為平行四邊形,然后再證ACEF為菱形,當然,也可證四條邊相等,直接證四邊形為菱形.
例8. 如圖,在ABCD中,E、F分別為邊AB、CD的中點,BD是對角線,AG∥DB交CB的延長線于G.
(1)求證:△ADE≌△CBF;
(2)若四邊形BEDF是菱形,則四邊形AGBD是什么特殊四邊形?并證明你的結(jié)論.
【解析
8、】(1)∵四邊形ABCD是平行四邊形
∴∠1=∠C,AD=CB,AB=CD.
∵點E、F分別是AB、CD的中點,
∴AE=AB,CF=CD.
∴AE=CF.
∴△ADE≌△CBF.
(2)當四邊形BEDF是菱形時,四邊形AGBD是矩形.
∵四邊形ABCD是平行四邊形,
∴AD∥BC.
∵AG∥BD,
∴四邊形AGBD是平行四邊形.
∵四邊形BEDF是菱形,
∴DE=BE.
∵AE=BE,
∴AE=BE=DE.
∴∠1=∠2,∠3=∠4.
9、
∵∠1+∠2+∠3+∠4=180°,
∴2∠2+2∠3=180°.
∴∠2+∠3=90°.
即∠ADB=90°,
∴四邊形AGBD是矩形.
例9. 如圖,在矩形紙片ABCD中,AB=3,BC=6,沿EF折疊后,點C落在AB邊上的點P處,點D落在點Q處,AD與PQ相交于點H,∠BPE=30°.
(1)求BE、QF的長.(2)求四邊形PEFH的面積.
【分析】折疊型試題是近年中考試題的熱點,要想解好此類題,考生必須有想像力,抓住折疊的角與邊不發(fā)生變化,必要時需要考生剪一個四邊形實際折疊一下幫助理解.
例10. 如圖,梯形
10、ABCD中,AD∥BC,AB=AD=DC,E為底邊BC的中點,且DE∥AB,試判斷△ADE的形狀,并給出證明.
【解析】△ADE是等邊三角形.
理由如下:∵AB=CD,∴梯形ABCD為等腰梯形,
∵∠B=∠C.
∴E為BC的中點,
∵BE=CE.
在△ABE和△DCE中,
∵∴△ABE≌△DCE.
∵AE=DE. ∵AD∥BC,DE∥AB, ∴四邊形ABED為平行四邊形.
∴AB=DE
∵AB=AD, ∴AD=AE=DE.
∴△ADE為等邊三角形.
課后練習
一、選擇題
11、
1. 將葉片圖案旋轉(zhuǎn)180°后,得到的圖形是( )
2. 下列圖形中,不是軸對稱圖形的是( )
3. 下圖是用12個全等的等腰梯形鑲嵌成的圖形,這個圖形中等腰梯形的上底長與下底長的比是( )
A. 1:2 B. 2:1 C. 3:1 D. 1:3
4. 張明同學設計了四種正多邊形的瓷磚圖案,在這四種瓷磚圖案中,不能鋪滿地面的是( )
5. 如圖,一塊含有30°角的直角三角板ABC,在水平桌面上繞點C按順時針方向旋轉(zhuǎn)到A′B′C的位置.若BC的長為15cm,那么頂點A從開始到結(jié)束所經(jīng)過的路徑長為( )
12、
A. 10cm B. 10cm C. 15cm D. 20cm
6. 如圖,AB=AC,AD⊥BC,AD=BC,若用剪刀沿AD剪開,則最多能拼出不同形狀的四邊形的個數(shù)是( )
A. 2個 B. 3個 C. 4個 D. 5個
7. 如圖,邊長為1的正方形ABCD繞點A逆時針旋轉(zhuǎn)30°到正方形AB′C′D′,圖中陰影部分的面積為( )
A. B. C. 1- D. 1-
8. 將一矩形紙片按如圖方式折疊,BC、BD為折痕,折疊后A′B與E′B在同一條直線上
13、,則∠CBD的度數(shù)( )
A. 大于90° B. 等于90° C. 小于90° D. 不能確定
9. 如圖,在梯形ABCD中,AD∥BC,AD=2,AB=3,BC=6,沿AE翻折梯形ABCD,使點B落在AD的延長線上,記為B′,連結(jié)B′E交CD于F,則的值為( )
A. B. C. D.
10. 如圖,梯形ABCD中,AB∥CD,對角線AC、BD相交于O,下面四個結(jié)論:
①△AOB∽△COD; ②△AOD∽△BOC; ③;④S△AOD=S△BOC,其中結(jié)論始終正
14、確的有( )
A. 1個 B. 2個 C. 3個 D. 4個
二、填空題
1. 如圖,四邊形ABCD中,AB∥CD,要使四邊形ABCD為平行四邊形,則應添加的條件是_____________(添加一個條件即可).
2. 如圖,將邊長為8cm的正方形ABCD的四邊沿直線l向右滾動(不滑動),當正方形滾動兩周時,正方形的頂點A所經(jīng)過的路線的長是________cm.
3. 用兩個全等的直角三角形拼下列圖形:①平行四邊形;②矩形;③菱形;④正方形;⑤等腰三角形;⑥等邊三角形;一定可以拼成的是________(只填序號).
4. 如圖,先將一矩形A
15、BCD置于直角坐標系中,使點A與坐標系的原點重合,邊AB、AD分別落在x軸、y軸上(如圖①所示),再將此矩形在坐標平面內(nèi)按逆時針方向繞原點旋轉(zhuǎn)30°(如圖②所示),若AB=4,BC=3,則圖①和圖②中,點B的坐標為
________,點C的坐標為______.
5. 如圖,在梯形ABCD中,∠DCB=90°,AB∥CD,AB=25,BC=24. 將該梯形折疊,點A恰好與點D重合,BE為折痕,那么AD的長度為_______.
三、解答題
1. 在下圖的方格紙中有一個Rt△ABC(A、B、C三點均為格點),∠C=90°.
(1)請你畫出將Rt△ABC繞點C順時針
16、旋轉(zhuǎn)90°后所得到的Rt△A′B′C. 其中A、B的對應點分別是A′,B′(不必寫畫法);
(2)設(1)中AB的延長線與A′B′相交于D點,方格紙中每一個小正方形的邊長為1,試求BD的長(精確到0.1).
2. 在AB=30m,AD=20m的矩形ABCD的花壇四周修筑小路.
(1)如果四周的小路的寬均相等,如圖(1),那么小路四周所圍成的矩形A′B′C′D′和矩形ABCD相似嗎?請說明理由.
(2)如果相對著的兩條小路的寬均相等,如圖(2),試問小路的寬x與y的比值為多少時,能使小路四周所圍成的矩形A′B′C′D′和矩形ABCD相似?請說明理由.
17、3. 如圖,在梯形ABCD中,AD∥BC,AB=DC=AD,∠ADC=120°.
求證:(1)BD⊥DC;(2)若AB=4,求梯形ABCD的面積.
4. 如圖,在梯形ABCD中,AD∥BC,AB=DC,∠B=60°,DE∥AB.
求證:(1)DE=DC;(2)△DEC是等邊三角形.
5. 如圖,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=2,BC=3. D是BC邊上一點,直線DE⊥BC于D,交AB于E,CF∥AB交直線DF于F.設CD=x.
(1)當x取何值時,四邊形EACF是菱形?請說明理由;
(2)當x取何值時,四邊形EACD的面積等于2?
18、
練習答案
一、選擇題
1. D 2. A 3. A 4. C 5. D 6. D 7. C 8. B 9. A 10. B
二、填空題
1. 答案不唯一,如AB=CD等
2. 16+16
3. ①②⑤
4. B(4,0),(2,2),C(4,3),()
5. 30.
三、解答題
1. 解:(1)方格紙中Rt△A′B′C為所畫的三角形
(2)由(1)得∠A=∠A′,
又∵∠1=∠2,∴△ABC∽△A′BD,
∴,
∵BC=1,A′B=2,
AB=,
即BD=≈0.6,∴BD
19、的長約為0.6
2. 解:①當x≠0時,
故矩形A′B′C′D′和矩形ABCD不相似
②當時,矩形A′B′C′D′和矩形ABCD相似
所以,解得=
3. 證明:(1)由∠ADC=120°,可得∠C=∠ABC=60°,
從而得到∠ADB=30°,∴BD⊥DC.
(2)12
4. 證明:(1)∵AD∥BC,DE∥AB,
∴四邊形ABED是平行四邊形,
∴DE=AB,
∵AB=DC,
∴DE=DC
(2)∵AD∥BC,AB=DC,∠B=60°,
∴∠C=∠B=60°.
又∵DE=DC,
∴△DEC是等邊三角形.
5. 解:(1)∵∠A
20、CB=90°,
∴AC⊥BC. 又∵DE⊥BC,∴EF∥AC.
又∵AE∥CF,∴四邊形EACF是平行四邊形.
當CF=AC時,四邊形ACFE是菱形.
此時,CF=AC=2,BD=3-x,tan∠B=,ED=BD·tan∠B=(3-x),
∴DF=EF-ED=2-(3-x)=x.
在Rt△CDF中,CD2+DF2=CF2,
∴x2+(x)2=22,∴x=±(負值不合題意,舍去),
即當x=時,四邊形ACFE是菱形
(2)由已知得,四邊形EACD是直角梯形,S梯形EACD=×(4-x)·x=-x2+2x.
依題意,得-x2+2x=2,整理得,x2-6x+6=0. 解之,得x1=3-,x2=3+.
∵x=3+>BC=3,
∴x=3+舍去,
∴當x=3-時,梯形EACD的面積等于2.
10