专题20 几何变换(精讲精练)(解析版).docx
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- 专题20 几何变换精讲精练解析版 专题 20 几何 变换 精练 解析
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1、第20讲 几何变换(精讲)1.了解轴对称的概念,理解轴对称的基本性质:成轴对称的两个图形中,对应点的连线被对称轴垂直平分。2.掌握画出简单平面图形(点、线段、直线、三角形等)关于给定对称轴的对称图形。3.了解轴对称图形的概念,理解等腰三角形、矩形、菱形、正多边形、圆的轴对称性质;了解自然界和现实生活中的轴对称图形。4.了解平面图形关于旋转中心的旋转的认识,理解平面图形关于旋转中心的旋转的基本性质:一个图形和它经过旋转所得到的图形中,对应点到旋转中心距离相等,两组对应点分别与旋转中心连线所成的角相等5.了解中心对称、中心对称图形等的概念;理解中心对称、中心对称图形的基本性质:成中心对称的两个图形
2、中,对应点的连线经过对称中心,且被对称中心平分6.理解平移的意义及其基本性质:一个图形和它经过平移所得的图形中,两组对应点的连线平行(或在同一条直线上)且相等7.了解图形的位似,利用位似可以将一个图形放大或缩小了解中心投影和平行投影等的概念;理解画直棱柱、圆柱、圆锥、球的主视图、左视图、俯视图;掌握简单物体视图的判断;理解根据视图描述简单的几何体;了解直棱柱、圆柱、圆锥的侧面展开图;掌握根据展开图想象实物模型第20讲 几何变换(精讲)1考点1:对称翻折3考点2:平移17考点3:旋转22考点4:位似32考点5:视图与投影39课堂总结:思维导图49分层训练:课堂知识巩固50考点1:对称翻折图形的轴
3、对称:(1)定义:轴对称:把一个图形沿某一条直线翻折过去,如果它能够与另一个图形重合,那么就称这两个图形关于这条直线对称轴对称图形:如果一个平面图形沿着一条直线折叠,直线两旁的部分能够重合,那么这个图形叫做轴对称图形,这条直线叫做对称轴.(2)性质:如果两个图形关于某直线对称,那么对称轴是任何一对对应点所连线段的垂直平分线;反过来,成轴对称的两个图形中,对应点的连线被对称轴垂直平分. 【例题精析1】 对称下列图案中,可以看成轴对称图形的是ABCD【分析】如果一个图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,这个图形叫做轴对称图形,这条直线叫做对称轴【解答】解:选项的图形能找到这样的一条直线,
4、使图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,所以是轴对称图形,选项、的图形均不能找到这样的一条直线,使图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,所以不是轴对称图形,故选:【点评】此题主要考查了轴对称图形的概念轴对称图形的关键是寻找对称轴,图形两部分折叠后可重合【例题精析2】 对称点与关于轴对称,则的值为ABC2D6【分析】根据关于轴对称的点的坐标特征判断即可【解答】解:点与关于轴对称,故选:【点评】本题考查了关于轴、轴对称的点的坐标,熟练掌握关于轴、轴对称的点的坐标特征是解题的关键【例题精析3】 翻折如图,中,点、分别是边、上的点,把沿折叠,点恰好落在上的点处,若点为的中点,则的值
5、是ABCD【分析】过点作于点,设,设,则,根据勾股定理求出,进而可以解决问题【解答】解:如图,过点作于点,中,设,点为的中点,设,则,在中,根据勾股定理,得,解得,则故选:【点评】本题考查翻折变换,等腰直角三角形,解决本题的关键是掌握翻折的性质【例题精析4】 翻折如图把一张长方形的纸按如图那样折叠后,、两点分别落在了,点处,若,则的度数为ABCD【分析】根据折叠的性质可得出,再根据,由平角的定义即可得出的度数【解答】解:、两点落在、点处,故选:【点评】本题考查了角的计算以及翻折变换,注意翻折前后不变的边和角,是解此题的关键【对点精练1】 翻折如图,在长方形中,在上找一点,沿直线把折叠,使点恰好
6、落在上,设这一点为,若的面积是54,则的面积6【分析】根据三角形的面积求出,利用勾股定理列式求出,再根据翻折变换的性质可得,然后求出,设,表示出、,然后在中,利用勾股定理列方程求解和三角形的面积公式解答即可【解答】解:因为的面积是54,即,所以因为,所以,因为,所以设,则,则,所以的长为5所以的长为4所以的面积故答案为:6【点评】本题考查了翻折变换的性质,矩形的性质,三角形的面积,勾股定理,熟记各性质并利用勾股定理列出方程是解题的关键【对点精练2】 翻折将一张长方形的纸按照如图所示折叠后,点、两点分别落在点、处,若平分,则【分析】由折叠的性质可得,再由角平分线的定义得,则有,利用平角的定义得,
7、从而可求解【解答】解:由题意得:,平分,解得:,故答案为:【点评】本题主要考查折叠的性质,解答的关键是熟记折叠的性质,找到相等的角【对点精练3】 翻折如图,将进行折叠,折叠后恰好经过点得到,则线段的长度为 24【分析】由平行四边形的性质可得,可得,由折叠的性质可得,由勾股定理可求的长,的长【解答】解:四边形是平行四边形,将平行四边形进行折叠,折叠后恰好经过点得到,故答案为:24【点评】本题考查了翻折变换(折叠问题),平行四边形的性质,求出的长是本题的关键【对点精练4】 翻折如图,在的同侧,点为的中点,若,则的最大值是 19【分析】如图,作点关于直线的对称点,作点关于直线的对称点,连接,证明是等
8、边三角形,再根据,当,共线时,的值最大【解答】解:如图,作点关于直线的对称点,作点关于直线的对称点,连接,点为的中点,是等边三角形,当,共线时,的值最大,最大值为19,故答案为:19【点评】本题考查轴对称的性质,两点之间线段最短,等边三角形的判定和性质等知识,解题的关键是学会利用轴对称解决问题,属于中考填空题中的压轴题【对点精练5】 翻折为等腰底边上的高,且,腰的垂直平分线交于,为线段上一动点,则的最小值为 8【分析】根据是线段的垂直平分线可知,点关于直线的对称点为点,故的长为的最小值,由此即可得出结论【解答】解:是线段的垂直平分线,点关于直线的对称点为点,的长为的最小值,最小值为8,故答案为
9、:8【点评】本题考查的是轴对称最短路线问题,熟知等腰三角形三线合一的性质是解答此题的关键【对点精练6】 翻折如图,等腰直角中,为中点,为上一个动点,当点运动时,的最小值为4【分析】根据勾股定理得到,作点关于对称点,则,连接,交于,连接,此时的值最小由对称性可知,于是得到,然后根据勾股定理即可得到结论【解答】解:设,为中点,(负值舍去),作点关于对称点,则,连接,交于,连接此时的值最小,由对称性可知,根据勾股定理可得故答案为:4【点评】此题考查了轴对称线路最短的问题,确定动点何位置时,使的值最小是解题的关键【对点精练7】 翻折如图,、和分别是关于,边所在直线对称的轴对称图形,若,则的度数为【分析
10、】根据三角形的内角和定理和折叠的性质计算即可【解答】解:延长交于点,设,由得:,解得,故,故答案为:【点评】本题考查图形的折叠变化及三角形的内角和定理关键是要理解折叠是一种对称变换,它属于轴对称,根据轴对称的性质,折叠前后图形的形状和大小不变,只是位置变化【对点精练8】 翻折如图,在边长为2的菱形中,是边中点,为边上的动点,将沿所在直线翻折到,连结,则的最小值为 【分析】易得点在以点为圆心,1为半径的圆上,再利用菱形的性质和锐角三角函数得,易得,由勾股定理得,从而求得的最小值【解答】解:点在以点为圆心,1为半径的圆上,连接交圆于点,过点向的延长线作垂线,垂足为点,如图:,在中,在中,即的最小值
11、为,故答案为:【点评】本题主要考查了菱形的性质,翻折的性质,最短距离问题,理解圆外一点与圆上各点之间的最短距离是这点到圆心的距离与半径的差是解答此题的关键【实战经典1】 (2021青岛)剪纸是我国古老的民间艺术下列四个剪纸图案为轴对称图形的是ABCD【分析】根据轴对称图形的概念求解即可【解答】解:、不是轴对称图形,本选项不符合题意;、不是轴对称图形,本选项不符合题意;、是轴对称图形,本选项符合题意;、不是轴对称图形,本选项不符合题意故选:【点评】本题考查了轴对称图形的概念轴对称图形的关键是寻找对称轴,图形两部分折叠后可重合,【实战经典2】 (2021阿坝州)平面直角坐标系中,点关于轴的对称点的
12、坐标是ABCD【分析】直接利用关于轴对称点的特点(纵坐标不变,横坐标互为相反数)得出答案【解答】解:点关于轴对称的点的坐标是故选:【点评】此题主要考查了关于轴对称点的特点,正确记忆横纵坐标的符号是解题关键【实战经典3】 (2021青岛)如图,在四边形纸片中,将纸片折叠,使点落在边上的点处,折痕为,若,则的长为A5BCD【分析】由折叠知:,得,过点作于,在中,求出的长度,再证四边形是矩形,从而得出,即可解决问题【解答】解:由折叠知:,过点作于,在中,四边形是矩形,故选:【点评】本题主要考查了翻折的性质,平行线的性质,矩形的判定与性质,特殊角的三角函数等知识,作辅助线构造直角三角形是解题的关键【实
13、战经典4】 (2021西藏)如图,在中,点是线段上一动点,点在线段上,当时,的最小值为ABCD【分析】作点关于的对称点,连接交于点,则的最小值为的长,过点作于点,在中,可求,在中,所以的最小值为【解答】解:作点关于的对称点,连接交于点,的最小值为的长,过点作于点,在中,在中,的最小值为,故选:【点评】本题考查轴对称求最短距离,熟练掌握轴对称求最短距离的方法,灵活应用勾股定理是解题的关键考点2:平移平移:(1)定义:在平面内,将某个图形沿某个方向移动一定的距离,这样的图形运动称为平移(2)性质:平移后,对应线段相等且平行,对应点所连的线段相等且平行;平移后,对应角相等且对应角的两边分别平行、方向
14、相同;平移不改变图形的形状和大小, 只改变图形的位置,平移后新旧两个图形全等【例题精析1】 平移将某图形的各点的横坐标加上2,纵坐标保持不变,可将该图形A横向向右平移2个单位B横向向左平移2个单位C纵向向上平移2个单位D纵向向下平移2个单位【分析】纵坐标不变,图形左右平移,横坐标加2,是向右平移2个单位【解答】解:某图形的各点的横坐标加上2,纵坐标保持不变,可将该图形向右平移2个单位,故选:【点评】本题考查了坐标与图形的变化平移,熟记平移中点的变化规律是:横坐标右移加,左移减;纵坐标上移加,下移减是解题的关键【例题精析2】 平移在平面直角坐标系中,将点先向右平移3个单位,再向上平移2个单位,得
15、到点若点位于第四象限,则、的取值范围分别是A,B,C,D,【分析】构建不等式解决问题【解答】解:由题意,故选:【点评】本题考查坐标与图形变化平移,解题的关键是构建不等式解决问题,属于中考常考题型【例题精析3】 平移如图,沿方向平移,使点移动到线段的中点,点的对应点是点,点的对应点是点,连接若的周长为,的长为,则四边形的周长为ABCD【分析】先根据平移的性质得到,再利用三角形和四边形的周长解答即可【解答】解:沿方向平移得到,的周长为,四边形的周长,故选:【点评】本题考查了平移的性质:把一个图形整体沿某一直线方向移动,会得到一个新的图形,新图形与原图形的形状和大小完全相同;新图形中的每一点,都是由
16、原图形中的某一点移动后得到的,这两个点是对应点连接各组对应点的线段平行(或共线)且相等【对点精练1】 平移在平面直角坐标系中,把点向左平移3个单位得到点,则的值为 15【分析】根据横坐标,右移加,左移减;纵坐标,上移加,下移减可得答案【解答】解:将点向左平移3个单位,得到点,点的坐标为,故答案为:15【点评】本题考查了坐标系中点的平移规律平移中点的变化规律是:横坐标右移加,左移减;纵坐标上移加,下移减【对点精练2】 平移如图,在一块长8米,宽6米的长方形草地上,有一条弯曲的小路,小路的左边线向右平移1米就是它的右边线,则这块草地的绿地面积为 35米【分析】根据平移可知,绿地部分拼成的图形长为米
17、,宽为6米,然后进行计算即可【解答】解:由题意得:(平方米),所以:这块草地的绿地面积为42平方米,故答案为:42【点评】本题考查了生活中的平移,根据平移求出绿地部分拼成的图形长和宽是解题的关键【实战经典1】 (2021绵阳)如图,在平面直角坐标系中,将四边形向左平移个单位后,点恰好和原点重合,则的值是A11.4B11.6C12.4D12.6【分析】如图,过点作交于,交于,连接想办法求出的长即可【解答】解:如图,过点作交于,交于,连接,设,解得,将四边形向左平移个单位后,点恰好和原点重合,故选:【点评】本题考查坐标与图形的性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理等知识,解题的关键是学会添加常用辅
18、助线,构造全等三角形解决问题,学会利用参数,构建方程解决问题【实战经典2】 (2021鞍山)如图,沿所在直线向右平移得到,已知,则平移的距离为3【分析】利用平移的性质解决问题即可【解答】解:由平移的性质可知,平移的距离为3,故答案为:3【点评】本题考查平移的性质,解题的关键是熟练掌握平移变换的性质,属于中考常考题型【实战经典3】 (2020柳州)点的坐标是,将点向上平移4个单位长度得到点,则点的坐标为【分析】将点的纵坐标加4,横坐标不变,即可得出点的坐标【解答】解:将点向上平移4个单位得到点,则点的坐标是,即故答案为【点评】此题考查了坐标与图形变化平移,掌握平移中点的变化规律:横坐标右移加,左
19、移减;纵坐标上移加,下移减是解题的关键考点3:旋转旋转概念:在平面内,将一个图形绕一个定点沿某个方向旋转一个角度,这样的图形运动称为旋转,这个定点称为旋转中心,转动的角度称为旋转角性质:在图形旋转过程中,图形上每一个点都绕旋转中心沿相同方向转动了相同角度;注意每一对对应点与旋转中心的连线所成的角度都叫旋转角,旋转角都相等;对应点到旋转中心的距离相等 【例题精析1】 旋转古典园林中的窗户是中国传统建筑装饰的重要组成部分,一窗一姿容,一窗一景致下列窗户图案中,是中心对称图形的是ABCD【分析】把一个图形绕某一点旋转,如果旋转后的图形能够与原来的图形重合,那么这个图形就叫做中心对称图形,根据中心对称
20、图形的概念求解【解答】解:选项能找到这样的一个点,使图形绕某一点旋转后与原来的图形重合,所以是中心对称图形,选项、均不能找到这样的一个点,使图形绕某一点旋转后与原来的图形重合,所以不是中心对称图形,故选:【点评】本题主要考查了中心对称图形,中心对称图形是要寻找对称中心,旋转180度后与原图重合【例题精析2】 旋转如图,“三等分角仪”由两根有槽的棒,组成,两根棒在点相连并可绕转动,点固定,点,可在槽中滑动,若,则ABCD【分析】根据,可得,根据三角形的外角性质可知,进一步根据三角形的外角性质可知,即可求出的度数,则可求出的度数【解答】解:,故选:【点评】本题考查旋转的性质,等腰三角形的性质以及三
21、角形的外角性质,理清各个角之间的关系是解答本题的关键【例题精析3】 旋转如图,将绕点顺时针旋转,得到,若点恰好在的延长线上,则等于ABCD【分析】证明,推出即可解决问题【解答】解:由旋转可知:,故选:【点评】本题考查旋转的性质,解题的关键是理解题意,灵活运用所学知识解决问题,属于中考常考题型【例题精析4】 旋转如图,在中,将绕点顺时针旋转后得到的(点的对应点是点,点的对应点是点,连接若,则的大小是ABCD【分析】由旋转的性质可得,由等腰直角三角形的性质可得,由外角的性质可求解【解答】解:将绕点顺时针旋转后得到的,故选:【点评】本题考查了旋转的性质,等腰三角形的性质,掌握旋转的性质是解题的关键【
22、例题精析5】 旋转如图,是等边三角形的边上的高,点是上的一个动点(点不与点重合),连接将线段绕点顺时针旋转得到,连接、,若,则线段长度的最小值是A3BC1.5D1【分析】由旋转的性质可得,可证是等边三角形,可得,由“”可证,可得,即点在射线上运动,当时,有最小值,由直角三角形的性质可求解【解答】解:如图,连接,是等边三角形的边上的高,将线段绕点顺时针旋转得到,是等边三角形,在和中,点在射线上运动,当时,有最小值,此时,线段长度的最小值是1.5,故选:【点评】本题考查了旋转的性质,等边三角形的性质,全等三角形的判定与性质,确定点的运动路径是解题的关键【对点精练1】 旋转如图,等腰和等腰的腰长分别
23、为4和2,其中,点为边的中点,若等腰绕点旋转,则点到点的距离最小值为 【分析】由题意可得点在以点为圆心,长为半径的圆上运动,则当在线段上时,点到点的距离有最小值,即可求解【解答】解:如图,连接,是等腰直角三角形,点为边的中点,等腰绕点旋转,点在以点为圆心,长为半径的圆上运动,则当在线段上时,点到点的距离有最小值,故答案为:【点评】本题考查了旋转的性质,等腰直角三角形的性质,确定点的轨迹是解题的关键【对点精练2】 旋转如图所示,是绕点顺时针方向旋转后所得的图形,点恰好在上,则的度数是【分析】由旋转的性质可得,即可求解【解答】解:是绕点顺时针方向旋转后所得的图形,且,故答案为【点评】本题考查了旋转
24、的性质,熟练运用旋转的性质是本题的关键【对点精练3】 旋转如图,在中,将绕点逆时针旋转,得到,连接,则的长是 【分析】首先考虑到所在的三角形并不是特殊三角形,所以猜想到要求,可能需要构造直角三角形由旋转的性质可知,故是等边三角形,可证明与全等,可得到,再证和是直角三角形,然后在根据勾股定理求解【解答】解:连接,设与相交于点,如下图所示,中,绕点逆时针旋转与重合,又旋转角为,是等边三角形在与中,在中,在中,由勾股定理得,又在中,可得故答案为【点评】此题是旋转性质题,解决此题,关键是思路要明确:“构造”直角三角形在熟练掌握旋转的性质的基础上,还要应用全等的判定及性质,直角三角形的判定及勾股定理的应
25、用【对点精练4】 旋转如图,点是等边内的一点,若点是外的一点,且,则的度数为 【分析】连接,由可知:,然后依据等式的性质可得到,从而可得到为等边三角形,得,在中,用勾股定理逆定理证出直角三角形,得出,可求的度数【解答】解:连接,由旋转可知,为等边三角形,;,为直角三角形,且,故答案为:【点评】本题主要考查的是全等三角形的性质、等边三角形的判定、勾股定理的逆定理的应用,证得为等边三角形、为直角三角形是解题的关键【对点精练5】 旋转如图,点为线段外一动点,分别以、为边作等边、等边,连接则线段长的最大值为 5【分析】连接,则,因为,所以当、在同一直线上时,最长,即可求出线段长的最大值为5【解答】解:
26、连接、为等边三角形,当、在同一直线上时,最长,线段长的最大值为5故答案为:5【点评】本题考查了线段最大值问题,正确运用两点之间线段距离最短是解题的关键【实战经典1】 (2021大连)如图,在中,将绕点顺时针旋转得到,点的对应点在边上(不与点,重合),则的度数为ABCD【分析】由旋转知,从而得出是等腰直角三角形,即可解决问题【解答】解:将绕点顺时针旋转得到,是等腰直角三角形,故选:【点评】本题主要考查了旋转的性质、等腰直角三角形的性质,明确旋转前后对应角相等、对应线段相等是解题的关键【实战经典2】 (2021徐州)下列图形,是轴对称图形但不是中心对称图形的是ABCD【分析】根据轴对称图形与中心对
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