中考数学几何专项练习:动点运动路径之瓜豆原理(解析版).docx
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- 中考 数学 几何 专项 练习 运动 路径 原理 解析
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1、中考数学几何专项练习:动点运动路径之瓜豆原理一、填空题1如图,等边三角形ABC中,AB=4,高线AH=2,D是线段AH上一动点,以BD为边向下作等边三角形BDE,当点D从点A运动到点H的过程中,点E所经过的路径为线段CM,则线段CM的长为,当点D运动到点H,此时线段BE的长为【答案】 【分析】由“SAS”可得ABDCBE,推出AD=EC,可得结论,再由勾股定理求解 当重合时, 从而可得答案.【详解】解:如图,连接EC ABC,BDE都是等边三角形, BA=BC,BD=BE,ABC=DBE=60, ABD=CBE, 在ABD和CBE中, ABDCBE(SAS), AD=EC, 点D从点A运动到点
2、H, 点E的运动路径的长为,当重合,而(即)为等边三角形,故答案为:【点睛】本题考查等边三角形的性质,全等三角形的判定和性质,动点的轨迹等知识,解题的关键是正确寻找全等三角形解决问题2如图,正方形的边长为4,为上一点,且,为边上的一个动点,连接,以为边向右侧作等边,连接,则的最小值为【答案】【分析】由题意分析可知,点为主动点,为从动点,所以以点为旋转中心构造全等关系,得到点的运动轨迹,之后通过垂线段最短构造直角三角形获得最小值【详解】由题意可知,点是主动点,点是从动点,点在线段上运动,点也一定在直线轨迹上运动将绕点旋转,使与重合,得到,从而可知为等边三角形,点在垂直于的直线上,作,则即为的最小
3、值,作,可知四边形为矩形,则.故答案为【点睛】本题考查了线段极值问题,分清主动点和从动点,通过旋转构造全等,从而判断出点的运动轨迹,是本题的关键3如图,等边中,O是上一点,且,点M为边上一动点,连接,将线段绕点O按逆时针方向旋转至,连接,则周长的最小值为【答案】/【分析】过点N作于点D,过点O作于点H,则,证明,可得,从而得到点N的运动轨迹是直线,且该直线与直线平行,在的左侧,与的距离是,作点C关于该直线的对称点E,连接交该直线于N, 即当点B,N,E三点共线时,的周长最小,连接交该直线于G,则,求出,即可求解【详解】解:如图,过点N作于点D,过点O作于点H,则,为等边三角形,根据题意得:,点
4、N的运动轨迹是直线,且该直线与直线平行,在的左侧,与的距离是,作点C关于该直线的对称点E,连接交该直线于N, 即当点B,N,E三点共线时,的周长最小,连接交该直线于G,则,ACN的周长的最小值为,故答案为:【点睛】本题考查旋转变换,全等三角形的判定和性质,轴对称,勾股定理等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造全等三角形解决问题,属于中考填空题中的压轴题4如图,正方形的边长为,点是边上的一动点,连接,将绕点顺时针方旋转后得到,连接,则点在整个运动过程中,线段所扫过的图形面积为【答案】【分析】根据题意画出点在上移动的过程,线段所扫过的面积就是的面积,根据正方形的性质,等边三角形的性质以及全等
5、三角形的判定和性质,得出线段所扫过的图形面积,再根据等边三角形,等腰直角三角形面积的计算方法进行计算即可【详解】解:如图,当点在点时,相应的点落在点,当点移动到点时,相应的点在点,扫过的面积就是的面积,由题意可知,、都是等边三角形,四边形是正方形,是等边三角形,即是等腰直角三角形,线段所扫过的图形面积,故答案为:【点睛】本题考查正方形、等边三角形,等腰直角三角形以及全等三角形的判定和性质,掌握正方形、等边三角形,等腰直角三角形以及全等三角形的判定和性质是正确解答的前提5如图,点D是等边边上的一动点(不与端点重合),点D绕点C引顺时针方向旋转得点E,所得的边与交于点F,则的最小值为 【答案】/【
6、分析】由旋转的性质得为等边三角形,由得到,即,从而得到当最小时,比值最小,再由“垂线段最短”得到当时,值最小,作出对应图形,利用“是含角的直角三角形”求出,从而得解【详解】解:由旋转的性质得:,为等边三角形,即为定值,当最小时,比值最小根据“垂线段最短”可知:当时,值最小,过点C作于D,并补全图形如下:是等边三角形,设,则,此时,即的最小值为故答案为:【点睛】此题考查图形的旋转变化与性质,等边三角形的判定和性质,相似三角形的判定与性质,含角的直角三角形的性质,垂线段最短,理解“垂线段最短”和利用相似三角形的性质将转化为是解题的关键6如图,在中,点D是边上的一动点,连接,将线段绕点A按逆时针方向
7、旋转得到线段,连接,则线段长度的最小值是【答案】/【分析】过点A作于点F,在上取点N,使,连接,过点N作点于点M,证明,求出,得出当最小时,最小,根据垂线段最短,得出当点D与点M重合时,最小,则最小,求出最小结果即可【详解】解:过点A作于点F,在上取点N,使,连接,过点N作点于点M,如图所示:根据旋转可知,即,当最小时,最小,垂线段最短,当点D与点M重合时,最小,则最小,解得:(负值舍去),的最小值为故答案为:【点睛】本题主要考查了全等三角形的判定和性质,勾股定理,等腰三角形的判断和性质,直角三角形的性质,垂线段最短,解题的关键是作出辅助线,构造全等三角形,证明7如图,点A的坐标为,点B是x轴
8、正半轴上的一点,将线段绕点A按逆时针方向旋转得到线段若点C的坐标为,则k的值为 【答案】【分析】连接,过A点作轴于F,C作轴于点D,于点E,则四边形是矩形,根据将线段绕点A按逆时针方向旋转得到线段,可得是等边三角形,由点A的坐标为,有,而,根据,可得,解方程可得答案【详解】解:连接,过A点作轴于F,C作轴于点D,于点E,则四边形是矩形,如图:将线段绕点A按逆时针方向旋转得到线段,是等边三角形,点A的坐标为,在中,在中,设,则,化简变形得:,解得(舍去)或,或(不符合题意,舍去),故答案为:【点睛】本题考查直角坐标系中的旋转变换,解题的关键是熟练应用勾股定理,用含k的代数式表示相关线段的长度8如
9、图,在边长为的等边中,直线,是上的一个动点连接,将线段绕点逆时针方向旋转得到,连接,则点运动过程中,的最小值是【答案】【分析】取线段的中点,连接,根据等边三角形的性质可得出以及,由旋转的性质可得出,由此即可利用全等三角形的判定定理证出,进而即可得出,再根据点为的中点,即可得出的最小值,此题得解【详解】解:取线段的中点,连接,如图所示为等边三角形,且为的对称轴,当时,最小,点为的中点,此时故答案为:【点睛】本题考查了等边三角形的性质以及全等三角形的判定与性质,解题的关键是通过全等三角形的性质找出9如图,在中,点在边上,点是边所在直线上的一动点,连接,将绕点顺时针方向旋转得到,连接,则的最小值为【
10、答案】【分析】当E与点C重合时,点F与等边三角形CDG的点G重合,当点F开始运动时,ECDFGD,故点F在线段GF上运动,根据垂线段最短原理,当BFGF时,BF有最小值,根据直角三角形的性质计算即可【详解】当E与点C重合时,点F与等边三角形CDG的点G重合,绕点顺时针方向旋转得到,DEF是等边三角形,GDC=FDE=60,ED=FD,GDC-GDE=FDE-GDE,EDC=FDG,DEF是等边三角形,CD=GD,ECDFGD,EC=GF,ECD=FGD=90,点F在线段GF上运动,根据垂线段最短原理,当BFGF时,BF有最小值,如图,当旋转到BFDG时,BFGF,垂足为F,过点D作DHBF,垂
11、足为H,FGD=90,四边形FGDH是矩形,GDH=90,GD=FH=2,GDC=60,BDH=30,BD=BC-CD=5-2=3,BH=,BF=FH+BH=2+=,故答案为:【点睛】本题考查了等边三角形的判定和性质,矩形的判定和性质,垂线段最短,直角三角形的性质,熟练掌握等边三角形的判定,灵活运用直角的判定和直角三角形的性质是解题的关键10如图,正方形的边长为4,E为上一点,且,F为边上的一个动点,连接,将烧点E顺时什旋转60得到,连接,则的最小值为【答案】【分析】由题意分析可知,点F为主动点,G为从动点,所以以点E为旋转中心构造全等关系,得到点G的运动轨迹,之后通过垂线段最短构造直角三角形
12、获得CG最小值【详解】解:由题意可知,点F是主动点,点G是从动点,点F在线段上运动,点G也一定在直线轨迹上运动,将EFB绕点E旋转60,使EF与EG重合,得到EBH为等边三角形,EBFEHG,EHG=ABC=90,HE=BE=1,BEH=60,点G在垂直于HE的直线HN上作CMHN,则CM即为CG的最小值,作EPCM,可知四边形HEPM为矩形,CEP=180-60-90=30,CP=CE=(4-1)=,则CM=MP+CP=,即的最小值为故答案为【点睛】本题考查了旋转的性质,线段最值问题,全等三角形的性质,正方形的性质,矩形的判定与性质,含30角的直角三角形的性质,以及垂线段最短等知识,分清主动
13、点和从动点,通过旋转构造全等,从而判断出点G的运动轨迹,是本题的关键,之后运用垂线段最短,构造图形计算,是极值问题中比较典型的类型11如图,ABC是边长为4的等边三角形,点D是AB上异于A,B的一动点,将ACD绕点C逆时针旋转60得BCE,则旋转过程中BDE周长的最小值【答案】2+4【分析】由旋转的性质得到BE=AD,于是得到CDBE=BE+DB+DE=AB+DE=4+DE,根据等边三角形的性质得到DE=CD,由垂线段最短得到当CDAB时,BDE的周长最小,于是得到结论【详解】将ACD绕点C逆时针方向旋转60得到BCE,DCE=60,DC=EC,CDE是等边三角形,由旋转的性质得,BE=AD,
14、CDBE=BE+DB+DE=AB+DE=4+DE,CDE是等边三角形,DE=CD,CDBE=CD+4,由垂线段最短可知,当CDAB时,BDE的周长最小,此时,CD=2,BDE的最小周长=CD+4=2+4,故答案为2+4【点睛】本题考查了旋转的性质,等边三角形的判定和性质,三角形周长的计算,熟练掌握旋转的性质是解题的关键12如图,在中,直线,E是AD上的一个动点,连接EC,将线段EC绕点C按逆时针方向旋转得到FC,连接DF,则点E运动过程中,DF的最小值是【答案】2【分析】根据题意取线段AC的中点G,连接EG,根据等边三角形的性质以及角的计算即可得出CD=CG以及FCD=ECG,由旋转的性质可得
15、出EC=FC,由此即可利用全等三角形的判定定理SAS证出FCDECG,进而即可得出DF=GE,再根据点G为AC的中点,即可得出EG的最小值【详解】取线段AC的中点G,连接EG,如图所示,为等边三角形,且AD为的对称轴,在和中,当时,EG最小,点G为AC的中点,此时故答案为2【点睛】本题考查了等边三角形的性质以及全等三角形的判定与性质,解题的关键是通过全等三角形的性质找出本题属于中档题,难度不大,解决该题型题目时,根据全等三角形的性质找出相等的边是关键13如图,等边AOB的边长为4,点P从点O出发,沿OA以每秒1个单位的速度向点A匀速运动,当点P到达点A时停止运动,设点P运动的时间是t秒将线段B
16、P的中点绕点P按顺时针方向旋转60得点C,点C随点P的运动而运动,连接CP、CA在点P从O向A运动的过程中,当PCA为直角三角形时t的值为.【答案】2或【详解】如图(1)过点P作PDOB于点D,过C作CEOA于E,PDO=PEC=90,O=60,OPD=30,OD=t,BD=4-t,PD=t,线段BP的中点绕点P按顺时针方向旋转60得点C,BPC=60,BP=2PC,OPD=30,BPD+CPE=90,DBP=CPE,PCEBPD, ,CE=t,PE=2-t,OE=2+t,如图(2)当PCA=90度时,作CFPA,PCFACF,PCFACF,CF2=PFAF,PF=2-t,AF=4-OF=2-
17、t, CF=t,(t)2=(2-t)(=2-t),t=2,这时P是OA的中点;如图(3)当CAP=90时,此时OA=OE,2+t=4,t=,故答案为2或.【点睛】本题考查了相似三角形的判定与性质,勾股定理的运用,等边三角形的性质,直角三角形的性质,旋转的性质等,正确地添加辅助线,求出OE的长是解题的关键.二、解答题14在平面直角坐标系中,A(a,0)、B(b,0),且a,b满足,C、D两点分别是y轴正半轴、x轴负半轴上的两个动点;(1)如图1,若C(0,4),求ABC的面积;(2)如图1,若C(0,4),BC=5,BD=AE,且CBA=CDE,求D点的坐标;(3)如图2,若CBA=60,以CD
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