11特殊四边形中的几何变换与最值模型 暑假作业(含解析) 2025年数学八年级苏科版

资源下载
  1. 二一教育资源

11特殊四边形中的几何变换与最值模型 暑假作业(含解析) 2025年数学八年级苏科版

资源简介

限时练习:150min 完成时间: 月 日 天气:
作业11特殊四边形中的几何变换与最值模型
要点一、以特殊四边形为背景的折叠(翻折)问题
几何变换中的翻折(折叠、对称)问题是历年中考的热点问题,试题立意新颖,变幻巧妙,主要考查学生的识图能力及灵活运用数学知识解决问题的能力.涉及翻折问题,以矩形对称最常见,变化形式多样.无论如何变化,现阶段解题工具无非全等、勾股定理,从条件出发,找到每种对称下隐藏的结论,往往是解题关键.对于翻折和折叠问题主要分两大类题型:直接计算型和分类讨论型,由浅入深深度逐步加大,掌握好分类讨论型的翻折问题,那么拿下中考数学翻折题型就没问题了.
(1)直接计算型,运用翻折的性质,结合题中的条件,或利用三角形全等,或利用勾股定理设方程来解题.一般难度小,我们要多做一些这些题型,熟练翻折的性质,以及常见的解题套路.
(2)分类讨论型,运用翻的性质,结合题中的条件,或利用三角形全等,或利用勾股定理设方程来解题.一般难度较大,需要综合运用题中的条件,多种情况讨论分析,需要准确的画图,才能准确分析.
要点二、以特殊四边形为背景的旋转问题
几何变换中的旋转问题是历年中考考查频率高且考查难度较高,综合性强,通常有线段、三角形、(特殊)平行四边形的旋转问题.在解决此类问题时,要牢牢把握旋转的性质,即旋转前后的图形全等,对应角相等,对应边相等,再结合几何图形本身的性质,找到旋转过程中变化的量和不变的量,运用三角形全等的有关知识,求解有关角、线段及面积问题.本专题以特殊的平行四边形为背景,研究翻折与旋转变换下的角度、长度、周长、面积、坐标等问题.
要点三、以特殊四边形为背景的动态轨迹问题
(1)动中求静,发现运动变化中的不变量、不变图形;
(2)把相关的量用含变量的代数式表示列方程或确定函数的关系;
(3)把握运动中的特殊位置,临界位置,分段、分情况讨论.
要点四、以特殊四边形为背景的最值问题
几何背景下的最值是考生感觉较难的,往往没有思路.常见的有:(1)几何图形中在特殊位置下的最值;(2)比较难的线段的最值问题,其依据:1.两点之间,线段最短;2.垂线段最短,涉及的基本方法还有:利用轴对称变换、旋转变换化归到“三角形的三边关系”等.
常见最值模型:(1)将军饮马;(2)瓜豆原理(动态轨迹问题);(3)胡不归;(4)费马点问题.
注意:正方形和菱形、矩形既是轴对称图形,又是中心对称图形,常运用其轴对称性解决最小值问题.
要点五、瓜豆原理等五类最值模型补充
【最值模型补充一】瓜豆原理1(直线轨迹型)
1、如图,是直线上一动点,连接,取中点,当点在上运动时,点轨迹是?
解析:当点轨迹是直线时,点轨迹也是一条直线.
做法:分别过、向作垂线,垂足分别为、,在运动过程中,因为,所以始终为的一半,即点到的距离是定值,故点轨迹是一条直线.
2、如图,在中,为定值,当点在直线上运动时,求点轨迹?
解析:当与夹角固定且为定值的话,、轨迹是同一种图形.
做法:当确定轨迹是线段的时候,可以任取两个时刻的点的位置,连线即可,比如点的起始位置和终点位置,连接即得点轨迹线段.
3、确定动点轨迹的方法
①当某动点与定直线的端点连接后的角度不变时,该动点的轨迹为直线;
②当某动点到某条直线的距离不变时,该动点的轨迹为直线;
③当一个点的坐标以某个字母的代数式表示时,若可化为一次函数,则点的轨迹为直线;
④观察动点运动到特殊位置时,如中点,端点等特殊位置考虑;
⑤若动点轨迹用上述方法都不合适,则可以将所求线段转化(常用中位线、矩形对角线、全等、相似)为其他已知轨迹的线段求最值.
【最值模型补充二】瓜豆原理2(圆弧轨迹型)
1、如图,是圆上一个动点,为定点,连接,为中点.点轨迹是?
如图,连接,取中点,任意时刻,均有,.
则动点是以为圆心,为半径的圆.
2、如图,是直角三角形,且,当在圆运动时,点轨迹是?
如图,连结,作,;任意时刻均有,且相似比为.
则动点是以为圆心,为半径的圆.
3、定义型:若动点到平面内某定点的距离始终为定值,则其轨迹是圆或圆弧.(常见于动态翻折中)
如图,若为动点,但,则、、三点共圆,
则动点是以圆心,半径的圆或圆弧.
4、定边对定角(或直角)模型
1)一条定边所对的角始终为直角,则直角顶点轨迹是以定边为直径的圆或圆弧.
如图,若为动点,为定值,,则动点是以为直径的圆或圆弧.
2)一条定边所对的角始终为定角,则定角顶点轨迹是圆弧.
如图,若为动点,为定值,为定值,则动点的轨迹为圆弧.
【最值模型补充三】“将军饮马”模型
1、“两点一线”模型(5种情况)
1)当两定点、在直线异侧时,在直线上找一点,使最小.
做法:连接交直线于点,点即为所求作的点.的最小.
2)当两定点、在直线同侧时,在直线上找一点,使最小.
做法:作点关于直线的对称点,连接交直线于点,点即为所求作的点.的最小值为.
3)当两定点在直线同侧时,在直线上找一点,使最大.
做法:连接并延长交直线于点,点即为所求作的点.的最大值为.
4)当两定点在直线异侧时,在直线上找一点,使最大.
做法:作点关于直线的对称点,连接并延长交直线于点,点即为所求作的点.的最大值为.
5)当两定点在直线同侧时,在直线上找一点,使最小.
做法:连接,作的垂直平分线交直线于点,点即为所求作的点.的最小值为0.
2、“定点两线”模型(4种情况)
1)点在的内部,在上找点,在上找点,使得周长最小.
做法:分别作点关于的对称点,连接,交于点,点即为所求周长最小为.
2)点在的内部,在上找点,在上找点,使得最小.
做法:作点关于的对称点,过点作交于点,点、即为所求.的最小值为.
3)点在的外部,在上找到点,使与点到直线的距离之和最小.
做法:过点作线段的垂线,分别交、于点、,点、即为所求.的最小值为线段的长.
4)点、在的内部,在上找点,在上找点,使得四边形周长最小.
做法:分别作点、关于、的对称点、,连接,交、于点、,点、即为所求.的最小值为,所以四边形的周长的最小值为.
3、其他模型(三点三线)
(三点三线求三角形周长最小值)点分别为边上的动点,求周长的最小值.
做法:先将点视为定点,利用“一点两线”模型作辅助线;当最小时,即时的交点为.周长的最小值为线段的长度.
【最值模型补充四】“将军遛马”与“将军过桥”模型
1、“将军遛马”模型
【问题描述】如图,将军在点处,现在将军要带马去河边喝水,并沿着河岸走一段路,再返回军营,问怎么走路程最短?
【模型转化】已知两点,长度为定值,求确定位置使得值最小?
做法:考虑为定值,故只要值最小即可.将平移使重合,,将转化为.构造点关于的对称点,连接,可依次确定位置,可得路线.
2、“将军过桥”模型(单桥/双桥)
【单桥模型】已知将军在图中点处,现要过河去往点的军营,桥必须垂直于河岸建造,问:桥建在何处能使路程最短?
考虑长度恒定,只要求最小值即可.问题在于彼此分离,所以首先通过平移,使与连在一起,将向下平移使得重合,此时点落在位置.问题化为求最小值,显然,当共线时,值最小,并得出桥应建的位置.
【双桥模型】已知将军在图中点A处,现要过两条河去往B点的军营,桥必须垂直于河岸建造,问:桥建在何处能使路程最短?
考虑PQ、MN均为定值,所以路程最短等价于AP+QM+NB最小,对于这彼此分离的三段,可以通过平移使其连接到一起.AP平移至A'Q,NB平移至MB',化AP+QM+NB为A'Q+QM+MB'.当A'、Q、M、B'共线时,A'Q+QM+MB'取到最小值,再依次确定P、N位置.
【最值模型补充五】胡不归模型
1、模型建立
一动点在直线外的运动速度为,在直线上运动的速度为,且,、为定点,点在直线上,确定点的位置使的值最小.(注意与阿氏圆模型的区分)
2、问题分析
,记,即求的最小值.
3、问题解决
构造射线使得,,将问题转化为求最小值.
过点作交于点,交于点,此时取到最小值,即最小.
4、模型总结
在求形如的式子的最值问题中,关键是构造与相等的线段,将型问题转化为型.(若,则提取系数,转化为小于1的形式解决即可).
二层必刷:巩固提升+能力培优
题型一、以平行四边形为背景的折叠(翻折)问题
1.如图,将沿对角线折叠,使点落在点处.若,,则的度数为( )
A. B. C. D.
2.如图,将平行四边形纸片沿折叠,使点C与点A重合,点D落在点G处,
(1)求证:;
(2)求证:.
3.综合实践课上,老师让同学们开展了的折纸活动,是边上的一动点,是边上的一动点,将沿直线折叠,使点落在边上的点处,点的对应点为点,连接.
(1)【观察发现】如图1,若,,,求的长;
(2)【操作探究】如图2,当点落在的延长线上时,求证:四边形为平行四边形.
题型二、以矩形为背景的折叠(翻折)问题
4.如图,在长方形纸片中,,,点在上,沿直线折叠长方形纸片,点B落在点F处,连接,当取最小值时,的长为 .
5.实践操作:第一步:如图1,将矩形纸片沿过D的直线折叠,使点C落在上的点处,得到折痕,然后再把纸片展平;第二步:如图2,将图1的矩形纸片沿过点E的直线折叠,点A恰好落在上的点处,得到折痕交于点M,再把纸片展平.问题解决:
(1)如图1,求证:四边形是正方形.
(2)如图2,若,求的面积.
6.实践操作
(1)在矩形纸片中,.
①将矩形纸片折叠,使点A落在点P处,折痕为.如图D,若点P恰好在边上,连接,求的长度;
②将矩形纸片沿折叠,使点A落在点E处如图①.设与相交于点F,求的长;
(2)若,.将矩形纸片折叠,使点B与D重合如图②,求折痕的长.
题型三、以菱形为背景的折叠(翻折)问题
7.如图,在菱形纸片中,,是边的中点,将菱形纸片沿过点的直线折叠,使点落在直线上的点处,折痕为,与交于点.有如下结论:①;②;③;④.上述结论中,所有正确结论的序号是 .
8.在菱形中,,,M为的中点,N为上一动点(不与点B重合),将沿直线折叠,使点B落在点E处,连接,,当为等腰三角形时,线段的长为 .
9.如图,在菱形中,分别是边上一点,将菱形沿折叠,当点落在的中点处时,连接.
(1)求证:是直角三角形;
(2)求的长.
题型四、以正方形为背景的折叠(翻折)问题
10.如图,正方形的对角线、相交于点O,折叠正方形纸片,使落在上,点D恰好与上的点F重合,展开后折痕分别交,于点E、G,连结、,则下列结论错误的是(  )
A. B.
C.四边形是菱形 D.
11.【模型呈现】在正方形学习过程中,我们发现下面的结论:如图1,正方形中,点P为线段上一个动点,若线段垂直于点E,交线段于点M,交线段于点N,则.
(1)如图②,将边长为40的正方形折叠,使得点B落在上的点处.若折痕,则______.
【继续探索】
(2)如图③,正方形中,点P为线段上一动点,若垂直平分线段,分别交,
于点M,E,F,N,求证:.
(3)如图④,在正方形中,E、F分别为上的点,作于M,在上截取,连接,G为中点,连接.请依题意补全图形,若,则______.
12.折纸,操作简单,富有数学趣味,常常能为证明一个命题提供思路和方法.
【动手操作】如图1,把正方形纸片对折后再展开,折痕为;将点B翻折到EF上点,折痕为;连接.
(1)判断的形状并说明理由;
【类比操作】如图2,点P为长方形纸片的边上一点,折叠纸片,使B与P两点重合,展平纸片,得到折痕;折叠纸片,使点B折叠后落在上的点B处,展平纸片,得到折痕、与交于点O;连接、.
(2)求证:点O在的垂直平分线上;
(3)试探究与之间的数量关系,并说明理由.
题型五、以特殊四边形为背景的旋转问题
13.【实践探究】数学实践课上,活动小组的同学将两个正方形纸片按照图1所示的方式放置.如图1,正方形的对角线相交于点,点又是正方形的一个顶点,且这两个正方形的边长相等,四边形为这两个正方形的重叠部分,正方形可绕点旋转.
【问题发现】
(1)①线段,之间的数量关系是________.
②在①的基础上,连接,则线段,,之间的数量关系是________.
【类比迁移】
(2)如图2,矩形的中心是矩形的一个顶点,与边相交点,与边相交于点,连接,延长交于点,连接,,矩形可绕点旋转.判断线段,,之间的数量关系并证明.
【拓展应用】
(3)如图3,在中,,,,直角的顶点在边的中点处,它的两条边和分别与直线,相交于点,,可绕点旋转.当时,请直接写出线段的长.
14.如图1,在中,,,的顶点与点A重合,两边分别与,重合.
(1)求的度数;
(2)如图2,将绕点A按逆时针方向旋转,两边分别与平行四边形的两边,相交于点E,F.
①试探究,的数量关系,并证明你的结论;
②连结,在旋转过程中,的周长是否发生改变?如果没有变化,请说明理由;如果有变化,请求出周长的最小值.
15.在综合与实践课上.老师让同学们以“图形的旋转”为主题开展数学探索活动.在矩形中,,,以点为旋转中心,逆时针旋转矩形,旋转角为,得到矩形,点、、的对应点分别为点、、.
(1)初步感知
如图①,当点落在边上时,线段的长度为______;
(2)迁移探究
如图②,当点落在线段上时,与相交于点,连接.求线段的长度.
(3)拓展应用
如图③,设点在边上,且,连接、、,在矩形旋转过程中,的面积存在最大值,请直接写出这个最大值为______.
题型六、以特殊四边形为背景的动态轨迹问题
16.如图,矩形中,.一动点P从A点出发沿对角线方向以每秒2个单位长度的速度向点C匀速运动,同时另一动点Q从C点出发沿方向以每秒1个单位长度的速度向点D匀速运动,当其中一个点到达终点时,另一个点也随之停止运动.设点P、Q运动的时间为t秒,过点P作于点E,连接.
(1)求证:;
(2)四边形能够成为菱形吗?如果能,求出相应的t值;如果不能,说明理由;
(3)当t为何值时,为直角三角形?请说明理由.
17.在矩形中,,,、是对角线上的两个动点,分别从、同时出发相向而行,速度均为每秒1个单位长度,运动时间为秒,其中.
(1)若,分别是,中点,则四边形一定是怎样的四边形(、相遇时除外)并说明理由;
(2)在(1)条件下,若四边形为矩形,求的值.
18.已知:如图,在矩形中,.在上取一点E,,点F是边上的一个动点,以为一边作菱形,使点N落在边上,点M落在矩形内或其边上.若,的面积为S.
(1)当四边形是正方形时,求x的值;
(2)当四边形是菱形时,求S与x的函数关系式;
(3)当 时, S最大;当 时, S最小.
题型七、以特殊平行四边形为背景的最值问题
19.如图,为正方形中边上的一点,且,,分别为边,上的动点,且始终保持,则的最小值为( )
A.4 B. C. D.
20.如图正方形的面积为,是等边三角形,点在正方形内,在对角线上有一动点,要使最小,则这个最小值为( )
A.6 B.3 C. D.
21.如图,菱形的边长是,,点为对角线的动点,点为边上的动点,则的最小值是 .
22.在正方形中,点、分别为边、上的动点,且
(1)如图①,求证:;
(2)如图②,当点为线段中点,连接,求证:;
(3)如图③,若正方形边长为9,连接,点是的中点,为上的点,且,则的最小值是_______________.
23.(1)如图1,正方形中,点、分别是、的中点,连接,交于点.请写出线段与之间的关系,并证明;
(2)如图2,在(1)的条件下,连接,试说明平分;
(3)如图3,若点、分别是、上的动点,且,,则的最小值为___________.
24.(1)如图1,正方形中,E、F分别是、上的动点,且,与交于点G,直接写出与的关系: (不要求证明)
(2)利用上述结论解决以下问题:
【问题1】
在(1)的条件下,在上截取的平分线交于点N,连接,如图2,求证:.
【问题2:延伸】
①如图3,已知正方形的边长为2,点E,F分别是边,上的两个动点,且满足,连接,,则的最小值为 .
②如图4,在正方形中,M为上一点,且,E、F分别为、上的动点,且,若,求的最小值.
25.如图,中,,,点P为上任意一点,连接,以、为邻边作平行四边形,连接,则的最小值是(  )
A. B. C. D.
26.如图,在平行四边形中,E为边上一点,将沿折叠至处,与交于点F,若,,则的大小为( )
A. B. C. D.
27.如图,在菱形中,,点M,N分别在和上,沿将折叠,点A恰好落在边上的点E处.若,则的长为( )
A. B. C. D.
28.如图,在矩形中,点,分别在边,上,且将矩形沿直线折叠,使点恰好落在边上的点处,连接交于点现有下列结论:;;;是等边三角形.其中正确的有( )
A. B. C. D.
29.如图,把一张长方形纸片折叠起来,使其顶点与重合,折痕为.若,,则长为 .
30.如图,在菱形中,,折叠该菱形,使点A落在边上的点M处,折痕分别与边交于点E、F,当点M与点B重合时,的长为 ;当点M的位置变化时,长的最大值为 .
31.如图1,已知矩形纸片,,,将纸片进行如下操作:将纸片沿折痕进行折叠,使点A落在边上的点E处,点F在上(如图2),则 ;然后将绕点F旋转到,当过点C时旋转停止,则 .

32.如图,点E为正方形内一点,,将绕点B按顺时针方向旋转,得到.延长交于点G,连接.
(1)试判断四边形的形状,并说明理由;
(2)若,,求.
33.已知,如图,.
(1)的对角线相交于点,直线过点,分别交于点.求证:;
(2)将(纸片)沿直线折叠,点落在点处,点落在点处,设交于点分别交于点.
①求证:;
②连接,求证:.
34.(1)如图,正方形,M是上的一点,连接.点N是上的动点,过点N作,分别交直线,于点E,F.求证:.
(2)如图,正方形的边,M是上的一点,连接.过点M作,分别交正方形的外角平分线于点Q.求证:.
(3)如图,正方形中,,M是上的一点,,且,连接.点N是上的动点,过点N作,分别交直线,于点E,F.连接、.求的最小值,并说明理由.
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
《暑假作业11 特殊四边形中的几何变换与最值模型(5大模型+7大题型+巩固强化)-【暑假分层作业】2025年八年级数学暑假培优练(苏科版)》参考答案:
1.C
【分析】本题主要考查了平行四边形的性质,平行线的性质,三角形内角和定理,折叠性质,根据已知条件求出是解题的关键.先根据平行四边形的性质,得出,根据平行线的性质,得出,根据折叠得出,根据三角形内角和得出的度数即可.
【详解】解:∵四边形为平行四边形,
∴,

根据折叠可知,,
∴,

∴,故C正确.
故选:C.
2.(1)见解析
(2)见解析
【分析】(1)根据折叠的性质可得,根据平行线的性质可得,根据等量关系可得,根据等角对等边即可求解;
(2)根据平行四边形的性质,可得,,根据折叠的性质,可得,,所以,,由等量代换得,得,,,得到,可证.
【详解】(1)证明:由折叠的性质可得,
∵四边形是平行四边形,
∴,
∴,
∴,
∴;
(2)证明:∵四边形是平行四边形,
∴,,
又根据题意得:,,
∴,,
∴,
又∵,,,
∴,
在与中,

∴.
【点睛】本题考查了平行四边形的性质、折叠的性质、等腰三角形的判定以及全等三角形的判定.解题的关键是熟练运用平行四边形和折叠的性质,找出角与边的等量关系,进而证明线段相等和三角形全等.
3.(1)
(2)见解析
【分析】(1)由折叠的性质可得,则,由三角形外角性质得,所以,再利用勾股定理得,然后由,求得,即可求解.
(2)根据折叠的性质先证,再证即可证明四边形为平行四边形.
【详解】(1)解:由折叠知,





由勾股定理得,,




(2)证明:由折叠知,,.





∵,
∴,,



,点在延长线上,





四边形是平行四边形.
【点睛】本题考查平行四边形判定与性质,折叠性质,直角三角形的判定,等腰三角形的性质,三角形外角的性质,勾股定理.熟练掌握平行四边形的性质与判定、折叠性质是解题的关键.
4.
【分析】此题重点考查矩形的性质、轴对称的性质、两点之间线段最短、根据面积等式求线段的长度等知识与方法,证明当点F在AC上,则AF+CF的值最小是解题的关键.由,证明当点F在上,则的值最小,由折叠得,,则,所以,求得,于得到问题的答案.
【详解】解:∵,
∴当点F在上,则,此时的值最小,
如图,点F在上,
∵四边形是矩形,
∴,
由折叠得,,
∴,,
∴,
∵,,
∴,
∴,
解得,
故答案为:.
5.(1)证明见解析;
(2)6.
【分析】(1)先证明四边形是矩形,再根据,即可得出结论;
(2)连接,,由矩形的性质得到,由折叠的性质,证明,得到,设,由勾股定理得,解得,即可求解.
【详解】(1)证明:∵四边形是矩形,
∴,
∵将矩形纸片沿过点D的直线折叠,使点C落在上的点处,得到折痕,
∴,
∴,
∴四边形是矩形,
又∵,
∴矩形是正方形;
(2)解:如图,连接,,
由(1)知,,
∵四边形是矩形,
∴,
由折叠知,,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
设,
∵,
∴,
∴,
在中,
由勾股定理,得,
即,
解得:,
即,
∴的面积 =.
【点睛】本题考查了矩形的判定与性质,正方形的判定,折叠的性质,全等三角形的判定与性质,勾股定理等知识,掌握相关知识是解题的关键.
6.(1)①;②
(2)
【分析】(1)①根据矩形的性质可得,,由折叠的性质得到,利用勾股定理求出,再求出,再利用勾股定理即可求解;②根据折叠的性质可得,再根据两直线平行,内错角相等可得,然后求出,根据等角对等边可得,设,表示出,在中,利用勾股定理列出方程求解即可;
(2)根据折叠的性质可得,设,表示出,然后在中,利用勾股定理列出方程求出,再连接、,根据翻折的性质可得,,根据两直线平行,内错角相等求出,然后求出,根据等角对等边可得,从而求出四边形是菱形,再利用勾股定理列式求出,然后根据菱形的面积列出方程求解即可.
【详解】(1)解:①∵在矩形纸片中,,
∴,,
由折叠的性质得到,
∴,
∴,
∴;
②解:由折叠得,,
矩形的对边,



设,则,
在中,,
即,
解得,

(2)解:由折叠得,,设,
则,
在中,,
即,
解得,

连接、,
由翻折的性质可得,,,
矩形的边,




四边形是菱形,
在中,,

即,
解得.
【点睛】本题考查了翻折变换的性质,矩形的性质,勾股定理的应用,菱形的判定与性质,熟记翻折的性质并利用勾股定理列出方程是解题的关键.
7.①②③④
【分析】由菱形的性质,,可得,是等边三角形,结合是边的中点,根据三线合一可得,根据含角直角三角形的性质,可证③正确,
由,结合折叠的性质,可证①正确,
由折叠的性质得到的度数,结合,得到,根据三角形内角和,可证②正确,
连接,与交于点,由,,得,结合,由,可证④正确,
本题考查了,菱形的性质,折叠的性质,含角直角三角形的性质,全等三角形的性质与判定,解题的关键是:连接辅助线,构造全等三角形.
【详解】解:∵菱形,
∴,
∵,
∴,是等边三角形,,
∵是边的中点,
∴,
∴,
∴,故③正确,
∴,
由折叠的性质可得,,,
∴,故①正确,
∴,
∵,
∴,故②正确,
连接,与交于点,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,故④正确,
故答案为:①②③④.
8.或
【分析】分两种情况①当时, 连接, 作于,由菱形的性质得出,求出,, 证明,得出, 证出、、三点共线, 设, 在中, 由勾股定理得出方程,解方程即可;②当时, , 得到 是等边三角形, 即可解题.
【详解】解:分两种情况:
①当时, 连接, 作于,如图所示:
∵四边形是菱形,
∴,,,∴,
∴,
∵,
∴,


∵为的中点,
∴,
由折叠的性质得: ,, ,
在和中,




∴、、三点共线,
设则,
在中, 由勾股定理得:,
解得: ,即;
②当时,,此时点与重合,与点重合,如图所示:
则是等边三角形,(含这种情况);
综上所述,当为等腰三角形时,线段的长为或,
故答案为:或.
【点睛】本题考查了翻折变换的性质、菱形的性质、全等三角形的判定与性质、三点共线、勾股定理、等腰三角形的性质等知识;本题综合性强,证明三角形全等是解题的关键,注意分类讨论.
9.(1)见解析
(2)
【分析】本题考查了菱形的性质、勾股定理、等腰三角形的性质等知识点,掌握相关结论即可.
(1)连接.可推出是等边三角形,根据是的中点,推出即可求证;
(2)由题意得.推出;设,则.根据,即可求解;
【详解】(1)证明:如答图,连接.
四边形是菱形,,
是等边三角形.
是的中点,
,即,

即是直角三角形.
(2)解:由(1)可知,是等边三角形,是的中点.

在中,由勾股定理可得
翻折至,

设,则.
在中,,
即,
解得,
即.
10.D
【分析】证明,可以判断选项A正确;证明是等腰直角三角形,推出,可以判断选项B正确;证明,可以判断选项C正确,如图,过作于,则,过作于,证明,可得结论.
【详解】解:∵四边形是正方形,
∴,,
∴,
由翻折变换的性质可知,,,,
∴,
∴,故选项A正确,不符合题意;
∵,,
∴,
∴,故选项B正确,不符合题意;
由翻折变换的性质可知,,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴四边形是菱形,故选项C正确,不符合题意.
如图,过作于,则,
过作于,而,

∴,
∵四边形是菱形,
∴,,
∴,,
∴,故D符合题意;
故选:D.
【点睛】本题考查翻折变换,正方形的性质,等腰直角三角形,菱形的判定和性质,正方形的性质,勾股定理的应用,解题的关键是掌握相关知识解决问题.
11.(1)9;(2)见解析;(3)补全图形见解析,
【分析】(1)利用证明,得,再利用勾股定理可得答案.
(2)根据垂直平分线的性质和正方形的性质求得,然后根据等边对等角和等量代换求得,根据直角三角形斜边中线的性质证出,由模型呈现知,,则可得出结论;
(3)连接并延长使得,利用可证,再结合全等三角形的性质和正方形的性质证明,进而可证明,是等腰直角三角形,即可得出答案.
【详解】解:(1)∵四边形是正方形,
,,
过点F作于P,连接,
则四边形是矩形,
,,
由翻折知,,则,
∴,
∵,

∴,
在中,由勾股定理得,
故答案为:9;
(2)证明:如图,连接,
正方形是轴对称图形,F为对角线上一点,
,,
又垂直平分,









由模型呈现知,,


(3)解:根据题意补全图形如图所示:
连接并延长使得,
∵点为的中点,
∴,
又∵,

,,,则,
∴,
∵四边形是正方形,
∴,,
∴,,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
由正方形的性质可知,,

,,,
则,
是等腰直角三角形,
∵,
∴,则也是等腰直角三角形,则,

故答案为:.
【点睛】本题属于几何变换综合题,考查了正方形的性质、全等三角形的判定与性质、等腰直角三角形的判定与性质、勾股定理等知识点,熟练掌握以上知识是解题的关键.
12.(1)是等边三角形,理由见解析
(2)见解析
(3),理由见解析
【分析】(1)根据正方形的性质和翻折的性质可得,进而可以进行判断;
(2)由题意得,是的垂直平分线,是的垂直平分线,,可得,进一步得出结论;
(3)同理(2)可得,,证明,从而,,根据得出,进一步得出结论.
【详解】(1)解:是等边三角形,理由如下:
由翻折可知:,,
∵四边形是正方形,


∴是等边三角形;
(2)证明:如图2,连接,,,
由题意得:是的垂直平分线,是的垂直平分线,,
,,


∴点O在的垂直平分线上;
(3)解:,理由如下:
如图3,连接,
与(2)同理得:,,








是的一条三等分线,

【点睛】本题是四边形的综合题,考查了轴对称的性质,矩形的性质,等边三角形的判定和性质,全等三角形的判定与性质等知识,解决问题的关键是熟练掌握轴对称的性质.
13.(1)①,②,理由见解析;(2),证明见解析;(3)或.
【分析】(1)①证明,由全等三角形的性质即可得到,从而可得;②由①的结论及勾股定理即可得到三线段间的数量关系;
(2)由矩形的性质可证明,则有;再由矩形的性质及线段垂直平分线的性质可得;在中,由勾股定理及等量代换可得

(3)分两种情况:点E在边上;点E在延长线上;由(2)的结论及勾股定理即可解决.
【详解】(1)解:①∵四边形、四边形均为正方形,
∴,,,
∴;
在与中,

∴,
∴;
②在中,,
而,,
∴;
(2)解:三线段间的数量关系为:;
证明如下:
∵四边形、四边形均为矩形,矩形的中心为O,
∴,,,
∴;
在与中,

∴,
∴;
∵,
∴;
在中,由勾股定理得:,
∴;
(3)解:①当点E在边上时;
由(2)的结论知:;
另一方面,在中,由勾股定理得:,
即;
设,则,而,
∴,
解得:,
即;
②当点E在延长线上时,如图;
把补成矩形,延长交延长线于点P,连接,
与(2)证法相同,同样有,
另一方面,在中,由勾股定理得:,
即;
设,则,而,
∴,
解得:,
即;
综上,的长为或.
【点睛】本题是四边形的综合,考查了矩形、正方形的性质,全等三角形的判定与性质,勾股定理,线段垂直平分线的性质,旋转的性质等知识,证明三角形全等是问题的关键.
14.(1)
(2)①,证明见解析;②
【分析】(1)由已知得四边形是菱形,得,根据,即得,故;
(2)①数量关系是:,理由是:由四边形是菱形,可得和是等边三角形,即得,,即可证明,从而,故;
②的周长发生改变,理由是:由,,可得,是等边三角形,即有,当最小时,周长的最小,即最小时,周长的最小,此时,在中,可得,即,周长的最小值为.
【详解】(1)∵中,,
∴四边形是菱形,
∴,,,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∴,
∵的顶点与点A重合,两边分别与,重合,
∴;
(2)①,证明如下:
∵四边形是菱形,
∴,
∵,
∴和是等边三角形,
∴,,
∵,,
∴,
在和中,

∴,
∴,
∵,
∴;
②的周长发生改变,理由如下:
如图,连接,
由①知:,,
∴,
∵,
∴是等边三角形,
∴,
∵的的周长,
∴的周长发生改变,
当最小时,周长最小,即最小时,的周长最小,
此时,
在中,,,
∴,,
∴,
∴周长的最小值为.
【点睛】本题考查菱形的性质及应用,涉及等边三角形性质及判定、全等三角形性质及判定、三角形周长最小值、勾股定理等知识,解题的关键是证明.
15.(1)
(2);
(3)24
【分析】本题考查矩形的性质,旋转的性质与勾股定理,全等三角形的性质和判定等知识,解题的关键是掌握以上知识点.
(1)根据旋转得到,根据矩形得到,结合勾股定理即可得到答案;
(2)首先证明出,得到,从而得到,即可得到,利用勾股定理求解即可得到答案;
(3)根据矩形的性质,勾股定理求出固定,即可得到高最大,面积最大,结合三角形三边关系得到最大高即可得到答案.
【详解】(1)解:∵四边形是矩形,,
∴,,
∵,逆时针旋转矩形得到矩形,
∴,
∴,
故答案为:;
(2)解:∵四边形是矩形,逆时针旋转矩形得到矩形,
∴,,
在与中,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
设,则,
在中,由勾股定理得
∴,
解得:,
∴;
(3)解:∵,
∴,
∴,
过A作于E,
∵点B到的距离小于,
∴当,,三点共线时高最大,的面积最大如图所示,
∵,
∴,
∴,
∴.
16.(1)见解析
(2)能,
(3)2.5或4,见解析
【分析】(1)根据得到,由,得到,由即可得到结论;
(2)先证明四边形是平行四边形,当时,四边形是菱形,得到,则,即可得到答案;
(3)分和两种情况进行求解即可.
【详解】(1)证明:∵,
∴,
∵,,
∴,
∵,
∴;
(2)解:能.理由:
∵,
∴四边形是平行四边形,
当时,四边形是菱形,
∵四边形是矩形,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴时,四边形是菱形;
(3)解:当时,满足条件,此时四边形是矩形,
∴,
∴,
∴.
当时,∵四边形是平行四边形,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴.
当时,舍去
综上所述,满足条件的t的值为2.5或4.
【点睛】本考查了平行四边形的判定和性质、菱形的判定和性质、矩形的判定和性质、含的直角三角形的性质、一元一次方程的应用等知识,分类讨论是解题的关键.
17.(1)四边形是平行四边形,理由见解析;
(2)或.
【分析】本题考查了平行四边形的判定,矩形的性质,勾股定理等知识,掌握相关知识是解题的关键.
(1)由矩形的性质得到,由,分别是,中点,得到,再得到,证明,得到,,,即可得出结论;
(2)分两种情况讨论,分别求解即可.
【详解】(1)解:四边形是平行四边形,理由如下:
∵四边形是矩形,
∴,,
∴,
∵,分别是,中点,
∴,,
∴,
∵点,的运动速度相同,
∴,
在和中,

∴,
∴,,
∴,即,
∴,
∴四边形是平行四边形;
(2)解:如图1,连接,
∵,分别是,中点,,,,

在矩形中,,,
∴四边形是矩形,

①如图1,当四边形是矩形时,,
,,




②如图2,当四边形是矩形时,
同理可得:,,


综上,四边形为矩形时,或.
18.(1)3
(2)
(3),
【分析】(1)只要证明即可解决问题;
(2)如图,连接,作于Q,想办法证明,可得,由此即可解决问题;
(3)①如图3中,当点N与D重合时,x的值最小,的面积最大,在中,,推出S的最大值.②如图4中,当点M在上时,x的值最大,的面积最小.
【详解】(1)解:如图1中,
∵四边形是正方形,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵四边形是矩形,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴.
(2)解:如图,连接,作于Q,则,
∵四边形是菱形,
∴,
∴,
∵矩形中,,
∴,
∴,即,
∴,
∴,
∵,
∴.
∴S与x的函数关系式;
(3)解:①如图3中,当点N与D重合时,x的值最小,的面积最大,
在中,,
∴S的最大值.
②如图4中,当点M在上时,x的值最大,的面积最小,
此时易得,
∵,
∴,
∴;
故答案为:;
【点睛】本题考查矩形的性质、全等三角形的判定和性质、勾股定理、三角形的面积、一次函数的应用等知识,解题的关键是正确寻找全等三角形解决问题,学会利用参数构建方程解决问题,学会利用一次函数的性质确定最值问题.
19.C
【分析】本题考查了正方形的性质、全等三角形的判定与性质、平行四边形的判定与性质、勾股定理,熟练掌握以上知识点并灵活运用,添加适当的辅助线是解此题的关键.
过点作交于,过点作,过点作,两直线交于点,连接,由勾股定理求出的长,证明,得出,证明四边形是平行四边形,得出,,从而推出,当点、、三点共线时,的值最小,为,再由勾股定理计算即可得解.
【详解】解:如图,过点作交于,过点作,过点作,两直线交于点,连接,
四边形是正方形,
,,



,,
四边形是平行四边形,

,,,
,,
,,

在和中,



,,
四边形是平行四边形,
,,

当点、、三点共线时,的值最小,为,

故选:C.
20.A
【分析】本题考查的是正方形的性质和轴对称最短路线问题,熟知“两点之间,线段最短”是解答此题的关键.由于点与关于对称,所以连接,与的交点即为点.此时最小,而是等边的边,,由正方形的面积为36,可求出的长,从而得出结果.
【详解】解:设与交于点,连接、.
点与关于对称,


∴当最小时,最小,
∵两点之间线段最短,
∴当点P在点时,,即最小,
∴的最小值为的长,
正方形的面积为36,

又是等边三角形,

故选:A.
21.
【分析】本题主要考查菱形是轴对称的性质,勾股定理,熟练掌握轴对称的性质是解本题的关键.
连接,,根据,可知当时,最短,即取最小值,再根据菱形的性质、勾股定理求得最小值.
【详解】解:连接、,
∵四边形是菱形,
,互相垂直平分,
∴点关于的对称点为,


当时,最短,
中,,,



故答案为:
22.(1)见解析
(2)见解析
(3)
【分析】(1)根据正方形的性质易得,证明推出,进而求出,得到,即可证明结论;
(2)取中点O,连接,设交于点M,由(1)知,利用直角三角形的性质可得,推出,证明,同理(1)得,进而证明为中点,垂直平分,推出,得到, 由,即可得出结论;
(3)作点关于的对称点,连接,由(1)知,利用直角三角形的性质可得,当三点共线时,有最小值,即有最小值,利用勾股定理即可求解.
【详解】(1)证明:在正方形中,,
∵,
∴,
∴,

∴,
∴,
∴;
(2)证明:取中点O,连接,设交于点M,
由(1)知,
∵点O是中点,
∴,
∵点为线段中点,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
同理(1)得,
∵,
∴为中点,即垂直平分,
∴,
∴,
∵,
∴;
(3)解:作点关于的对称点,连接,
则,
由(1)知,
∵点 M 是的中点,
∴,
当三点共线时,有最小值,即有最小值,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴的最小值是.
【点睛】本题考查了正方形的性质,全等三角形的判定与性质,勾股定理,对称的性质,直角三角形的性质.熟练掌握正方形的性质,全等三角形的判定与性质是解题的关键.
23.(1),见解析;(2)见解析;(3)
【分析】(1)证明,得到,,进而推出,得到即可;
(2)过点作,易得四边形为矩形,证明,得到,即可得出结论;
(3)在上截取,连接,证明,得到,连接,同法可得,得到,延长至点,使,连接,易得垂直平分,得到,进而推出,利用勾股定理求出的长即可得出结论.
【详解】解:(1),理由如下:
∵正方形,
∴,,
∵点E、F分别是、的中点,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∴;
(2)过点作,如图,

由(1)知:,
∴,
∵,
∴,
∴四边形为矩形,
∴,
∵,
∴,
∵点E、F分别是、的中点,,
∴,
∴,
∴,
又∵,
∴平分;
(3)在上截取,连接,
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
连接,同法可得:,
∴,
∴,
延长至点,使,连接,
则:垂直平分,
∴,
∴,
在中,

∴,
∴的最小值为:.
故答案为:.
【点睛】本题全等三角形的判定和性质,角平分线的判定,中垂线的判定和性质,勾股定理等知识点,熟练掌握相关知识点,添加辅助线构造特殊三角形和全等三角形是解题的关键.
24.(1),;(2)问题1:见解析;问题2:①;②
【分析】(1)根据正方形的性质证明即可得到答案;
(2)问题1:如图,过作,与交于点,由正方形的性质结合已知条件证明,是等腰直角三角形,从而可得结论;
问题2:①连接,由(1)可知,,延长至,使得,连接,则垂直平分,得,则,当在上时取等号,再根据勾股定理即可求解;
②设,则,,最小值可以看作在平面直角坐标系中,点到定点,距离之和最小,进而求得.
【详解】解:(1)在正方形中,,,
又∵,
∴,
∴,,
又∵,
∴,则,
∴,
故答案为:,;
(2)问题1:如图,过作,与交于点,
四边形是正方形,则

由(1)得:,


,则是的垂直平分线,
,则,
平分



,则,


问题2:①在正方形中,,
连接,由(1)可知,,
延长至,使得,连接,则垂直平分,
∴,

则,当在上时取等号,
∵,则,
∴,
∴的最小值为,
故答案为:;
②如图,

作于,
∵,,
∴,
设,则,
∴,
在中,,
在中,,


最小值可以看作在平面直角坐标系中,点到定点,的距离之和最小,
如图,

作J的对称点,连接,
则与x轴的交点是H点,此时最小,
作轴于T,

【点睛】本题考查了正方形的性质,三角形全等的判定和性质,轴对称的性质等知识,正确作图和掌握相关图形的判定与性质是解题的关键.
25.B
【分析】本题考查了平行四边形的性质,垂线段最短,等面积法,利用等面积法求的长是解题的关键.
设,交于点,由四边形是平行四边形,得出,即求的最小值,再乘以2即可.点D是的中点,为定点,由垂线段最短可知,当时,取得最小值,即最小,过点作于点,当重合时,最小,据此即可求得的最小值.
【详解】解:如图,设,交于点,过点作于点,连接
四边形是平行四边形,
,,
∵点D是的中点,为定点,
∴由垂线段最短可知:当时,取得最小值,则最小,
即当重合时,最小,
∴的最小值为,

∴,
∵,即


∴的最小值为
的最小值为
故选:B.
26.B
【分析】根据平行四边形的性质可求出,由三角形内角和求出,然后由折叠的性质即可求解.
【详解】解:∵四边形是平行四边形,
∴,
∵,
∴,
∵将沿折叠至处,
∴,
故选:B.
【点睛】本题主要考查了平行四边形的性质,翻折的性质,三角形内角和定理等知识,根据翻折前后对应角相等是解题的关键.
27.B
【分析】作,根据菱形的性质得,其中,然后设,可表示,根据勾股定理得,进而得出接下来根据勾股定理列出方程,求出解即可得出答案.
【详解】如图所示,过点M作,交的延长线于点F,
∵四边形是菱形,且,
∴,其中.
在中,,设,
∴,
根据勾股定理,得.
∴,
根据折叠得,
在中,,
即,
解得,
∴.
故选:B.
【点睛】本题主要考查了菱形的性质,折叠的性质,直角三角形的性质,勾股定理,解一元二次方程,作出辅助线构造直角三角形是解题的关键.
28.D
【分析】本题考查了翻折变换的性质,直角三角形角所对的直角边等于斜边的一半的性质,直角三角形两锐角互余的性质,等边三角形的判定等知识,熟记各性质并准确识图是解题的关键.求出,根据翻折的性质可得,再根据直角三角形角所对的直角边等于斜边的一半求出,然后求出,再根据翻折的性质求出,根据直角三角形两锐角互余求出,然后根据直角三角形角所对的直角边等于斜边的一半可得,判断①;进而根据判断②;求出 , ,然后求出 ,判断③;求出 ,然后得到 是等边三角形,故④正确.
【详解】解:,

由翻折的性质得,,




,故①正确;



,故②错误;
由翻折可知,

,,
,故③错误;
由翻折的性质,,



是等边三角形,故④正确;
综上所述,结论正确的是①④.
故选:D.
29.
【分析】本题考查矩形的折叠问题,勾股定理,掌握折叠前后对应边相等,对应角相等是解题的关键.
设,则,用勾股定理解求出;同理,设,则,用勾股定理解求出;作于点H,构造矩形,最后用勾股定理解可得答案.
【详解】解:四边形是矩形,
,,,
设,则,
由折叠知,,,
在中,由勾股定理得:,

解得,

同理,设,则,
由折叠知,
在中,由勾股定理得:,

解得,

如图,作于点H,

四边形是矩形,
,,

在中,,
故答案为:.
30. ##
【分析】如图1中,求出等边的高即可.如图2中,连接交于点,过点作于点,交于点,过点作交的延长线于点,取的中点,连接.证明,求出的最小值,可得结论.
【详解】解:如图1中,
四边形是菱形,
,,
∴,都是等边三角形,
当点与重合时,是等边的高,

∴.
如图2中,连接交于点,过点作于点,交于点,过点作交的延长线于点,取的中点,连接.
,,


四边形是矩形,




,,,




,,

的最小值为,
的最大值为.
故答案为:,.
【点睛】本题考查菱形的性质,矩形的判定和性质,勾股定理,全等三角形的判定与性质,垂线段最短等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造特殊四边形解决问题,属于中考填空题中的压轴题.
31. 3
【分析】连接,证四边形是正方形,得,进而得,,由勾股定理得,证明得,,从而垂直平分,,最后利用面积公式构造方程即可得解.
【详解】解:∵四边形是矩形,
∴,,,
∵将纸片沿折痕进行折叠,使点落在边上的点处,点在上,
∴,,
∴四边形是矩形,,
∵,
∴四边形是正方形,
∴,
∴,,
如图所示,连接,
∴,

∵将绕点旋转到,
∴,,
∵,
∴,
∴,,
∴点在的垂直平分线上,点在的垂直平分线上,
∴,
∴,即,
∴,
故答案为:3,.
【点睛】本题主要考查了全等三角形的判定及性质,矩形的性质,正方形的判定及性质,线段垂直平分线的判定以及勾股定理,熟练掌握全等三角形的判定及性质,矩形的性质,正方形的判定及性质是解题的关键.
32.(1)正方形,见解析
(2)
【分析】(1)由旋转的性质可得,,又由可得,由此得四边形是矩形,又由得四边形是正方形.
(2)过点D作于H,则可得,进而可得,,在中,根据勾股定理即可求出的长.
本题主要考查了旋转的性质、正方形的判定和性质、全等三角形的判定和性质以及勾股定理.熟练掌握以上知识,正确的作出辅助线是解题的关键.
【详解】(1)解:四边形是正方形,理由如下:

∵将点B按顺时针方向旋转,
,,




四边形是矩形,
又,
四边形是正方形;
(2)解:如图,过点D作于H,

∵四边形是正方形,
,,




又,,

,,



在中,.
33.(1)证明见解析
(2)①证明见解析;②证明见解析
【分析】(1)由平行四边形性质,结合三角形全等的判定与性质即可得证;
(2)①由(1)中结论,结合折叠性质,利用三角形全等的判定与性质即可得证;②过点作,交于点,如图所示,由等腰三角形的判定与性质、平行四边形的判定与性质即可得证.
【详解】(1)证明:∵在中,,
∴,
又∵,
在和中,
∴,
∴;
(2)解:①由(1)得,
由折叠得,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
②过点作,交于点,如图所示:
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴四边形是平行四边形,
∴.
【点睛】本题考查四边形综合,涉及平行四边形的判定与性质、三角形全等的判定与性质、折叠性质、等腰三角形的判定与性质等知识,熟练掌握平行四边形与三角形全等的判定与性质是解决问题的关键.
34.(1)见解析
(2)见解析
(3)
【分析】(1)过点B作交于G,交于H,先证明四边形是平行四边形,得,再证明,得,即可得出结论;
(2)在边上截取,使,连接,证明,即可得出结论;
(3)根据正方形的性质求得与,再由勾股定理求得;过作于
,证明得,再将沿方向平移至,连接,当三点共线时,的值最小,由勾股定理求出此时的的值便可.
【详解】(1)证明:过点B作交于G,交于H,如图,
∵正方形,
∴,,,
∴,
∵,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∵,,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴.
(2)证明:在边上截取,使,连接,如图,
∵正方形,
∴,,


∴,,即,

∵是正方形的外角平分线,









(3)解:过F作于G,则,,
∵正方形的边长为2,
∵,,
∵,
∴,
∵E,

∴,

∴,
将沿方向平移至,连接,则,
∴四边形为平行四边形,
∴,,
当、、三点共线时,的值最小.
此时,
∴的最小值为.
【点睛】本题考查正方形的性质,全等三角形的判定与性质,等腰直角三角形,利用轴对称求最短路径问题,两点之间线段最短,平行四边形的判定与性质.本题属正方形与全等三角形、平行四边形的综合题目,难度较大.熟练掌握相关知识的灵活应用是解题的关键.
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页

展开更多......

收起↑

资源预览