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