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2021-2022学年八年级数学下册尖子生同步培优题典【北师大版】
专题3.2图形的旋转
姓名:__________________ 班级:______________ 得分:_________________
注意事项:
本试卷满分100分,试题共24题,选择10道、填空8道、解答6道.答卷前,考生务必用0.5毫米黑
色签字笔将自己的姓名、班级等信息填写在试卷规定的位置.
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分)在每小题所给出的四个选项中,只有一项是符合
题目要求的.
1.(2021•禹州市一模)如图,在△ABC中,∠BAC=138°,将△ABC绕点A按逆时针方向旋转得到
△AB'C'.若点B'刚好落在BC边上,且AB'=CB',则∠C的度数为( )
A.16° B.15° C.14° D.13°
【分析】由旋转的性质可得∠C=∠C',AB=AB',由等腰三角形的性质可得∠C=∠CAB',∠B=
∠AB'B,由三角形的外角性质和三角形内角和定理可求解.
【解析】∵AB'=CB',
∴∠C=∠CAB',
∴∠AB'B=∠C+∠CAB'=2∠C,
∵将△ABC绕点A按逆时针方向旋转得到△AB'C',
∴∠C=∠C',AB=AB',
∴∠B=∠AB'B=2∠C,
∵∠B+∠C+∠CAB=180°,
∴3∠C=180°﹣138°,
∴∠C=14°,
∴∠C'=∠C=14°,
故选:C.
2.(2021•兰州模拟)如图,△ABC中,∠CAB=72°,在同一平面内,将△ABC绕点A旋转到△AB'C'的位置,使得C'C∥AB,则∠BAB'的度数为( )
A.34° B.36° C.72° D.46°
【分析】由旋转的性质可得AC=AC',∠BAB'=∠CAC',由等腰三角形的性质可求∠ACC'=∠AC'C=
72°,即可求解.
【解析】∵C′C∥AB,
∴∠C'CA=∠CAB=72°,
∵将△ABC绕点A旋转到△AB′C′的位置,
∴AC=AC',∠BAB'=∠CAC',
∴∠ACC'=∠AC'C=72°,
∴∠BAB'=∠CAC'=180°﹣72°×2=36°,
故选:B.
3.(2021春•罗湖区校级期末)如图,△ODC是由△OAB绕点O顺时针旋转30°后得到的图形,若点D
恰好落在AB上,且∠ADO的度数为( )
A.30° B.60° C.75° D.80°
【分析】利用等腰三角形的性质解决问题即可.
【解析】由题意得∠AOD=30°,OA=OD,
∴ .
故选:C.
4.(2020秋•远安县期末)如图,将△AOB绕着点O顺时针旋转70°,得到△COD,若∠COD=40°,则
∠BOC的度数为( )A.10° B.20° C.30° D.40°
【分析】根据∠BOC=∠BOD﹣∠COD,求出∠BOD即可解决问题.
【解析】由题意,∠AOC=∠BOD=70°,
∵∠COD=40°,
∴∠BOC=∠BOD﹣∠COD=30°,
故选:C.
5.(2021秋•依安县期末)如图,在△ABC中,AC=BC=8,∠BCA=60°,直线AD⊥BC于点D,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60°得到FC,连接DF,则在点E的
运动过程中,DF的最小值是( )
A.1 B.1.5 C.2 D.4
【分析】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,由旋转的性质可得出 EC=FC,由此即可利用全等三角形的判定定理 SAS 证出
△FCD≌△ECG,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,此题得
解.
【解析】取线段AC的中点G,连接EG,如图所示.
∵AC=BC=8,∠BCA=60°,
∴△ABC为等边三角形,且AD为△ABC的对称轴,
∴CD=CG= AB=4,∠ACD=60°,
∵∠ECF=60°,
∴∠FCD=∠ECG.在△FCD和△ECG中,
,
∴△FCD≌△ECG(SAS),
∴DF=GE.
当EG∥BC时,EG最小,
∵点G为AC的中点,
∴此时EG=DF= CD= BC=2.
故选:C.
6.(2021•饶平县校级模拟)如图,Rt△ABC中,∠C=90°,BC=3,AC=4,将△ABC绕点B逆时针旋
转得△A′BC′,若点C′在AB上,则AA′的长为( )
A. B.4 C.2 D.5
【分析】根据旋转可得∠A′C′B=∠C=90°,A′C′=AC=4,由勾股定理求出AB=A′B=5,进而
可得AC′的值,再根据勾股定理可得AA′的长.
【解析】根据旋转可知:
∠A′C′B=∠C=90°,A′C′=AC=4,AB=A′B,
根据勾股定理,得AB= = =5,
∴A′B=AB=5,∴AC′=AB﹣BC′=2,
在Rt△AA′C′中,根据勾股定理,得
AA′= = =2 .
故选:C.
7.(2021春•东海县期末)如图,△ABC为钝角三角形,将△ABC绕点A按逆时针方向旋转100°得到
△ADE,连接AE.若AE∥BD,则∠CAD的度数为( )
A.45° B.60° C.70° D.90°
【分析】由旋转的性质求出AB=AD,AC=AE,∠BAD=∠CAE=100°,由等腰三角形的性质求出
∠ADB的度数,由平行线的性质可求出∠ADB=∠EAD=40°,则可求出答案.
【解析】∵将△ABC绕点A按逆时针方向旋转100°得到△ADE,
∴AB=AD,AC=AE,∠BAD=∠CAE=100°,
∴∠ADB= = =40°,
∵AE∥BD,
∴∠ADB=∠EAD=40°,
∴∠CAD=∠CAE﹣∠EAD=100°﹣40°=60°,
故选:B.
8.(2021春•工业园区期末)如图,在方格纸中,格点三角形甲经过旋转后得到格点三角形乙,则旋转中
心是( )
A.格点A B.格点B C.格点C D.格点D
【分析】根据图形旋转前后的对应点到旋转中心的距离相等判断即可.【解析】根据图形旋转前后的对应点到旋转中心的距离相等可以判断,
三角形甲绕点B旋转可得到三角形乙,
故选:B.
9.(2020春•江阴市校级期中)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,把△ABC绕AC边的中点M旋转后得
△DEF,若直角顶点F恰好落在AB边上,且DE边交AB边于点G,若AC=4,BC=3,则AG的长为
( )
A. B. C. D.1
【分析】根据勾股定理得到AB=5,得到CM=AM= AC=2,根据旋转的性质得到CM=FM=2,∠D
=∠A,∠C=∠DFE,AB=DE,求得AM=MF,求得FG= DE= ,根据勾股定理即可得到结论.
【解析】∵在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=4,BC=3,
∴AB=5,
∵点M是AC边的中点,
∴CM=AM= AC=2,
∵把△ABC绕AC边的中点M旋转后得△DEF,若直角顶点F恰好落在AB边上,
∴CM=FM=2,∠D=∠A,∠C=∠DFE,AB=DE,
∴AM=MF,
∴∠A=∠AFM,
∴∠D=∠AFD,
∴DG=FG,
∵∠D+∠E=∠DFG+∠GFE=90°,
∴∠E=∠EFG,
∴EG=FG,∴FG= DE= ,
∵AM=CM=FM= AC,
∴∠AFC=90°,
∴CF= = ,
∴AF= = ,
∴AG=AF﹣FG= ﹣ = ,
故选:A.
10.(2020秋•锡山区期末)如图,以线段 AB为边分别作直角三角形 ABC和等边三角形ABD,其中
∠ACB=90°.连接CD,当CD的长度最大时,此时∠CAD的大小是( )
A.105° B.90° C.135° D.120°
【分析】利用圆周角定理结合点到直线的距离确定出C点在半圆中点时CD长度最大,进而得到答案.
【解析】∵AB长固定,∠ACB=90°,
∴A、B、C三点共圆,AB的中点O为圆心,
则当D、O、C三点共线时,CD的长度最大,
即当C点在C'点时,CD长度最大,此时AC'=BC',
∴∠BAC'=45°,
又△ABD为等边三角形,∴∠BAD=60°,
∴∠CAD=∠C'AB+∠BAD=45°+60°=105°.
故选:A.
二.填空题(共8小题)
11.(2021秋•乐昌市期末)如图所示,△COD是△AOB绕点O顺时针方向旋转35°后所得的图形,点C
恰好在AB上,∠AOD=90°,则∠BOC的度数是 20 ° .
【分析】由旋转的性质可得∠AOC=∠BOD=35°,即可求解.
【解析】∵△COD是△AOB绕点O顺时针方向旋转35°后所得的图形,
∴∠AOC=∠BOD=35°,且∠AOD=90°,
∴∠BOC=20°,
故答案为20°
12.(2021春•铁岭月考)如图,将△ABC绕点A逆时针旋转60°得到△AB′C′,若AC=2,则CC′=
2 .
【分析】由旋转可以得旋转前后的两个三角形全等,并找到旋转角∠CAC'=60°;由等边三角形的判定,得△CAC'是等边三角形,从而求出CC'=AC.
【解析】∵△AB′C′是由△ABC绕点A逆时针旋转60°得到的,
∴∠CAC'=60°,△AB′C′≌△ABC,
又∵AC=2,
∴AC'=AC=2,
∵∠CAC'=60°,AC'=AC,
∴△CAC'是等边三角形,
∴CC'=AC=2.
故答案是2.
13.如图,半圆O的直径AB=10,将半圆O绕点B顺时针旋转45°得到半圆O',与AB交于点P,那么AP
的长为 1 0 ﹣ 5 .
【分析】先根据题意判断出△O′PB是等腰直角三角形,由锐角三角函数的定义求出 PB的长,进而可
得出AP的长.
【解析】如图,连接O'P,
∵∠OBA′=45°,O′P=O′B=5,
∴△O′PB是等腰直角三角形,
∴PB= BO′=5 ,
∴AP=AB﹣BP=10﹣5 ,故答案为:10﹣5 .
14.(2020春•锦江区校级期中)在△ABC中,AB=6,AC=BC=5.将△ABC绕点A按顺时针方向旋转,
得到△ADE,旋转角为 (0°< <180°),点B的对应点为点D,点C的对应点为点E,连接BD,
BE.如图,当 =60°时,α 延长BαE交AD于点F:①△ABD是等边三角形;②BF⊥AD;③AF=EF;
α
④BE=3 ﹣4.其中所有正确的序号是 ①②④ .
【分析】由旋转的性质可得AB=AD=6,∠BAD=60°,AE=AC=BC=DE,可得△ABD是等边三角形,
可判断①;由AB=DB,AE=DE,可证BF垂直平分AD,可判断②,由勾股定理可求EF的长,BF的
长,可判断③、④,即可求解.
【解析】∵将△ABC绕点A按顺时针方向旋转60°,得到△ADE,
∴AB=AD=6,∠BAD=60°,AE=AC=BC=DE,
∴△ABD是等边三角形,故①正确;
∴AB=DB,
又∵AE=DE,
∴BF垂直平分AD,
∴BF⊥AD,AF=FD=3,故②正确;
∵在Rt△AEF中,EF= = =4,
在Rt△ABF中,BF= = =3 ,
∴AF≠EF,BE=BF﹣EF=3 ﹣4,故③错误,④正确;
故答案为:①②④.
15.(2021秋•黄石期中)如图,在等边△ABC中,AC=12,点O在AC上,点P是AB上一点,连接
OP,且OP=5,将线段OP绕点O逆时针旋转60°得到线段OD.要使点D恰好落在BC上,则△OCD
的周长是 1 7 .【分析】由旋转的性质和平角的性质可得∠ APO=∠COD,OP=OD,由“AAS”可证
△AOP≌△CDO,解得AP=CO,CD=AO,即可求解.
【解析】在等边△ABC中,∠A=∠C=60°,
∵旋转角是60°,
∴∠AOP+∠COD=120°,
在△AOP中,∠AOP+∠APO=180°﹣∠A=180°﹣60°=120°,
∴∠APO=∠COD,
在△AOP和△CDO中,
,
∴△AOP≌△CDO(AAS),
∴AP=CO,CD=AO,
∴△OCD的周长=OC+CD+OD=OC+AO+OD=AC+OP=12+5=17,
故答案为:17.
16.(2020秋•高新区期中)如图,在等边△ABC中,AC=12,点O在AC上,且AO=4,点P是AB上
一动点,连接OP,将线段OP绕点O逆时针旋转60°得到线段OD.要使点D恰好落在BC上,则AP的
长是 8 .
【分析】根据AC=12,AO=4,求出OC=8,再根据等边三角形的性质得∠A=∠C=60°,再根据旋转
的性质得 OD=OP,∠POD=60°,根据三角形内角和和平角定义得∠AOP+∠APO+∠A=180°,
∠AOP+∠COD+∠POD=180°,利用等量代换可得∠APO=∠COD,然后证出△AOP≌△CDO,得出
AP=CO=8.
【解析】∵AC=12,AO=4,∴OC=8,
∵△ABC为等边三角形,
∴∠A=∠C=60°,
∵线段OP绕点D逆时针旋转60°得到线段OD,要使点D恰好落在BC上,如图所示,
∴OD=OP,∠POD=60°,
∵∠AOP+∠APO+∠A=180°,∠AOP+∠COD+∠POD=180°,
∴∠AOP+∠APO=120°,∠AOP+∠COD=120°,
∴∠APO=∠COD,
在△AOP和△CDO中,
,
∴△AOP≌△CDO(AAS),
∴AP=CO=8,
故答案为8.
17.(2020秋•新吴区期中)等边△EBC中,EC=BC=6cm,点O在BC上,且OC=4cm,动点P从点E
沿射线EC以2cm/s速度运动,连接OP,将线段OP绕点O逆时针旋转120°得到线段OF.则当点P运
动 4 s时,点F恰好落在射线EB上.
【分析】由“AAS”可证△BOF≌△PCO,即可求出CP=BO=2cm,即可得出结论.
【解析】如图,∵由旋转知,OP=OF,
∵△BCE是等边三角形,
∴∠CBE=∠BCE=60°,
∴∠OCP=∠FBO=120°,
∠CPO+∠COP=60°,
∵∠POF=120°,
∴∠COP+∠BOF=60°,
∴∠CPO=∠BOF,
在△BOF和△PCO中,
,
∴△BOF≌△PCO(AAS),
∴CP=OB,
∵EC=BC=6cm,OC=4cm,
∴OB=BC﹣OC=2(cm),
∴CP=2cm,
∴EP=CE+CP=8(cm),
∴点P运动的时间t=8÷2=4(s),
故答案为:4.
18.(2020秋•玄武区期中)如图,四边形ABCD中,AC、BD是对角线,△ABC是等边三角形,∠ADC
=30°,AD=4,BD=5,则CD的长为 3 .【分析】将△BCD绕点C顺时针旋转 60°得到△ACE,连接CE,DE,由旋转的性质知 DC=EC、
∠DCE=∠ACB=60°、BD=AE=6,即可得△DCE为等边三角形,根据∠ADC=30°得到∠ADE=
90°,根据勾股定理即可得到结论.
【解析】如图所示,将△BCD绕点C顺时针旋转60°得到△ACE,连接CE,DE,
由旋转的性质知DC=EC,∠DCE=∠ACB=60°,BD=AE=5,
则△DCE为等边三角形,
∵∠ADC=30°,
∴∠ADE=90°,
∴AD2+DE2=AE2,
∴42+DE2=52,
∴DE=CD=3.
故答案为3.
三.解答题(共6小题)
19.(2021秋•呼和浩特期末)已知△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC.BE、AD分别与过点C的直线垂直,
且垂足分别为D,E.
学习完第十二章后,张老师首先让同学们完成问题1:如图1,若AD=2.5cm,DE=1.7cm,求BE的长;
然后,张老师又提出问题2:将图1中的直线CE绕点C旋转到△ABC的外部,BE、AD与直线CE的垂
直关系不变,如图2,猜想AD、DE、BE三者的数量关系,并给予证明.【分析】如图1,由“AAS”可证△ACD≌△CBE,可得AD=CE=2.5cm,BE=CD,由线段的和差关系
可求解;
如图2,由“AAS”可证△ACD≌△CBE,可得AD=CE,BE=CD,即可求解.
【解析】如图1,∵∠ACB=∠BEC=∠ADC=90°,
∴∠ACD+∠BCE=90°=∠ACD+∠CAD,
∴∠BCE=∠CAD,
在△ACD和△CBE中,
,
∴△ACD≌△CBE(AAS),
∴AD=CE=2.5cm,BE=CD,
∵DE=1.7cm,
∴BE=CD=CE﹣DE=2.5﹣1.7=0.8cm,
∴BE的长为0.8cm;
如图2,DE=AD+BE,理由如下:
∵∠ACB=∠BEC=∠ADC=90°,
∴∠ACD+∠BCE=90°=∠ACD+∠CAD,
∴∠BCE=∠CAD,
在△ACD和△CBE中,
,
∴△ACD≌△CBE(AAS),
∴AD=CE,BE=CD,∴DE=AD+BE.
20.(2021秋•任城区期中)如图,两个等腰直角△ABC和△CDE中,∠ACB=∠DCE=90°.
(1)观察猜想如图 1,点 E在BC上,线段 AE与BD的数量关系是 AE = BD ,位置关系是
AE ⊥ BD .
(2)探究证明把△CDE绕直角顶点C旋转到图2的位置,(1)中的结论还成立吗?说明理由.
【分析】(1)延长AE交BD于H.证明△ACE≌△BCD即可;
(2)延长AE交BD于H,交BC于O,只要证明△ACE≌△BCD,即可证明(1)中的结论还成立.
【解析】(1)如图1中,延长AE交BD于H.
在△ACE与△BCD中,
,
∴△ACE≌△BCD(SAS),
∴AE=BD,∠EAC=∠CBD,
∵∠EAC+∠AEC=90°,∠AEC=∠BEH,
∴∠BEH+∠EBH=90°,
∴∠EHB=90°,即AE⊥BD,
故答案为:AE=BD,AE⊥BD;(2)(1)中的结论还成立,理由如下:
如图2中,延长AE交BD于H,交BC于O.
∵∠ACB=∠ECD=90°,
∴∠ACE=∠BCD,
在△ACE与△BCD中,
,
∴△ACE≌△BCD(SAS),
∴AE=BD,∠EAC=∠CBD,
∵∠EAC+∠AOC=90°,∠AOC=∠BOH,
∴∠BOH+∠OBH=90°,
∴∠OHB=90°,即AE⊥BD,
∴AE=BD,AE⊥BD,(1)中的结论还成立.
21.(2020秋•新吴区期中)如图,△ABC与△ADE中,∠BAC=∠DAE=90°,AB=AC,AD=AE.
(1)将△ADE旋转,使得D、E、B三点在一条直线上时,求证:BD=CE;
(2)在(1)的条件下,当BC=10,BE=6时,求DE的长.
【分析】(1)由“SAS”可证△DAB≌△EAC,可得BD=CE;
(2)由全等三角形的性质可得∠DBA=∠ECA,由余角的性质可证∠BEC=90°,由勾股定理可求EC=
8,即可求解.
【解答】证明:(1)∵∠BAC=∠DAE=90°,∴∠BAC+∠EAB=∠DAE+∠EAB,
即∠DAB=∠EAC,
在△ABD和△ACE中,
,
∴△DAB≌△EAC(SAS),
∴DB=EC;
(2)由(1)知△DAB≌△EAB,
∴∠DBA=∠ECA,
∵∠BAC=90°,
∴∠ABC+∠ACB=90°,
即∠ABC+(∠BCE+∠ACE)=90°,
∴∠ABC+∠DBA+∠BCE=90°,
即∠DBA+∠BCE=90°,
∴∠BEC=90°,
∵BC=10,BE=6,
∴EC2=BC2﹣BE2=102﹣62=64,
∴EC=8,
∴DE=DB﹣BE=DB﹣CE=8﹣6=2.
22.(2021秋•沭阳县月考)如图1,已知AD⊥AB于A,BE⊥AB于B,点C在线段AB上,DC⊥EC,且
DC=CE.
(1)求证:AD+BE=AB;
(2)将△BEC绕点C逆时针旋转,使点B落在AC上,如图(2),试问:AD,BE,AB有怎样的数量
关系?说明理由.【分析】(1)根据已知证明△ADC≌△BCE(AAS),可得AD=CB,AC=BE,从而可得AD+BE=
AB.
(2)同(1)可证明△ADC≌△BCE(AAS),由全等三角形的性质得出AD=CB,AC=BE,则可得出
结论.
【解答】(1)证明:∵AD⊥AB,BE⊥AB,∠DCE=90°,
∴∠A=∠B=∠DCE=90°,
∴∠ADC+∠DCA=90°,∠DCA+∠ECB=180°﹣90°=90°,
∴∠ADC=∠ECB,
在△ADC和△BCE中,
,
∴△ADC≌△BCE(AAS),
∴AD=CB,AC=BE,
∴AB=AC+CB=BE+AD,
即AD+BE=AB.
(2)解:AB=BE﹣AD.
理由如下:
∵∠ADC+∠DCA=90°,∠DCA+∠ECB=90°,
∴∠ADC=∠ECB,
在△ADC和△BCE中,
,
∴△ADC≌△BCE(AAS),
∴AD=CB,AC=BE,
∴AB=AC﹣BC=BE﹣AD.
23.(2021秋•南京期中)已知△ABC是等腰直角三角形,∠ACB=90°,点D是平面内任意一点,CD绕
着点C逆时针旋转90°到CE.
(1)如图①,若D为△ABC内一点,求证:AD=BE;
(2)如图②,若D为AB边上一点,AD=2,BD=7,求DE的长.【分析】(1)利用SAS证明△ACD≌△BCE即可得出结论;
(2)由(1)全等得∠CBE=∠A=45°,AD=BE,则∠ABE=90°,利用勾股定理计算即可.
【解答】(1)证明:∵△ABC是等腰直角三角形,
∴∠ACB=90°,AC=BC,
∵CD绕着点C逆时针旋转90°到CE,
∴∠DCE=90°,CD=CE.
∴∠ACB﹣∠DCB=∠DCE﹣∠DCB,
即∠ACD=∠BCE,
在△ACD和△BCE中,
,
∴△ACD≌△BCE(SAS),
∴AD=BE.
(2)解:∵△ABC是等腰直角三角形,
∴∠A=∠ABC=45°.
∵△ACD≌△BCE,
∴∠CBE=∠A=45°,AD=BE,
∴∠ABE=∠ABC+∠CBE=90°,
在Rt△BDE中,由勾股定理得:BD2+BE2=DE2,
∴DE2=BD2+BE2=BD2+AD2=72+22=53,
∴DE= .
24.(2020秋•海门市校级月考)如图1,等边三角形△ABC中,D为△ABC内一点,将△CAD绕点C按
逆时针方向旋转角60°得到△CBE,点A,D的对应点分别为点B、E,且A、D、E三点在同一直线上.
(1)填空:∠CDE= 60 ° ;(2)若过点C作CF⊥AE于点F,然后探究线段CF,AE,BE之间的数量关系,并证明你的结论.
【分析】(1)由旋转的性质可得CD=CE,∠DCE=60°,可得△CDE是等边三角形,即可求解;
(2)由旋转的性质可得BE=AD,由等边三角形的性质和直角三角形的性质可得DF= CF,即可求
解.
【解析】(1)∵如图,
∵将△CAD绕点C按逆时针方向旋转角60°得到△CBE,
∴△CAD≌△CBE,
∴CD=CE,∠DCE=60°,
∴△CDE是等边三角形,
∴∠CDE=60°,
故答案为:60°;
(2)AE=BE+ CF,
理由如下:
∵将△CAD绕点C按逆时针方向旋转角60°得到△CBE,
∴BE=AD,
∵△CDE是等边三角形,CF⊥AE,
∴DF=EF,∠DCF=30°,
∴CF= DF,∴DF= CF,
∵AE=AD+DE,
∴AE=BE+ CF.