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第37课时 平移与旋转
(80分)
一、选择题(每题6分,共30分)
1.如图37-1,将周长为8的△ABC沿BC方向平移1个单位得到△DEF,则四边形ABFD的周长为 ( C )
A.6 B.8
C.10 D.12
【解析】 根据题意,将周长为8的△ABC沿边BC向右平移1个单位得到△DEF,∴AD=1,BF=BC+CF=BC+1,DF=AC.∵AB+BC+AC=8,
∴四边形ABFD的周长为AD+AB+BF+DF=1+AB+BC+1+AC=10.
图37-1 图37-2
2.[2016·株洲]如图37-2,在△ABC中,∠ACB=90°,∠B=50°,将此三角形绕点C沿顺时针方向旋转后得到△A′B′C,若点B′恰好落在线段AB上,AC,A′B′交于点O,则∠COA′的度数是 ( B )
A.50° B.60°
C.70° D.80°
【解析】 ∵在△ABC中,∠ACB=90°,∠B=50°,∴∠A=180°-∠ACB-∠B=40°.由旋转的性质可知BC=B′C,∴∠B=∠BB′C=50°.∵∠BB′C=∠A+∠ACB′=40°+∠ACB′,∴∠ACB′=10°,∴∠COA′=∠AOB′=∠OB′C+∠ACB′=∠B+∠ACB′=60°.
图37-3
3.[2017·广州]如图37-3,将正方形ABCD中的阴影三角形绕点A顺时针旋转90°后,得到的图形为 ( A )
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A B C D
图37-4
4.[2017·泰安]如图37-4,在正方形网格中,线段A′B′是线段AB绕某点逆时针旋转角α得到的,点A′与A对应,则角α的大小为 ( C )
A.30° B.60°
C.90° D.120°
【解析】 AA′和BB′的垂直平分线的交点即为旋转中心O,根据网格的特征可知 ∠AOA′=90°,所以旋转角 α=90°.
5.[2016·无锡]如图37-5,在Rt△ABC中,∠C=90°,∠ABC=30°,AC=2,△ABC绕点C顺时针旋转得△A1B1C,当A1落在AB边上时,连结B1B,取BB1的中点D,连结A1D,则A1D的长度是 ( A )
图37-5
A. B.2
C.3 D.2
【解析】 ∵∠ACB=90°,∠ABC=30°,AC=2,∴∠A=90°-∠ABC=60°,AB=4,BC=2,∵CA=CA1,∴△ACA1是等边三角形,AA1=AC=BA1=2,∴∠BCB1=∠ACA1=60°,∵CB=CB1,∴△BCB1是等边三角形,∴BB1=2,BA1=2,∠A1BB1=90°,∵D为BB1中点,∴BD=DB1=,∴A1D==.
二、填空题(每题6分,共30分)
6.[2017·宜宾]如图37-6,将△AOB绕点O按逆时针方向旋转45°后得到
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△COD,若∠AOB=15°,则∠AOD的度数是__60°__.
图37-6
【解析】 由旋转可知∠BOD=45°,∵∠AOB=15°,∴∠AOD=60°.
7.[2016·邵阳]如图37-7,将等边三角形CBA绕点C顺时针旋转α得到△CB′A′,使得B,C,A′三点在同一直线上,则α的大小是__120°__.
图37-7
【解析】 ∵△ABC是等边三角形,∴∠ACB=60°,∵等边三角形CBA绕点C顺时针旋转α得到△CB′A′,使得B,C,A′三点在同一直线上,
∴∠BCA′=180°,∠B′CA′=60°,∴∠ACB′=60°,∴α=60°+60°=120°.
8.[2016·枣庄]如图37-8,在△ABC中,∠C=90°,AC=BC=,将△ABC绕点A顺时针方向旋转60°到△AB′C′的位置,连结C′B,则C′B=__-1__.
图37-8 第8题答图
【解析】 如答图,连结BB′,∵△ABC绕点A顺时针方向旋转60°得到△AB′C′,∴AB=AB′,∠BAB′=60°,∴△ABB′是等边三角形,∴AB=BB′,在△ABC′和△B′BC′中,∴△ABC′≌△B′BC′,
∴∠ABC′=∠B′BC′.
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延长BC′交AB′于点D,则BD⊥AB′,在Rt△ABC中,AB==2,∴BD=2×=,C′D=×2=1,∴BC′=BD-C′D=-1.
9.[2017·贵港]如图37-9,点P在等边三角形ABC的内部,且PC=6,PA=8,PB=10,将线段PC绕点C顺时针旋转60°得到P′C,连结AP′,则sin∠PAP′的值为____.
图37-9 第9题答图
【解析】 如答图,连结PP′,∵线段PC绕点C顺时针旋转60°得到P′C,∴CP=CP′=6,∠PCP′=60°,∴△CPP′为等边三角形,∴PP′=PC=6,∵△ABC为等边三角形,∴CB=CA,∠ACB=60°,∴∠PCB=∠P′CA,在△PCB和△P′CA中,
∴△PCB≌△P′CA,
∴PB=P′A=10,∵62+82=102,∴PP′2+AP2=P′A2,∴△APP′为直角三角形,∠APP′=90°,∴sin∠PAP′===.
10.[2017·南充]如图37-10,正方形ABCD和正方形CEFG边长分别为a和b,正方形CEFG绕点C旋转,给出下列结论:①BE=DG;②BE⊥DG;③DE2+BG2=2a2+2b2,其中正确的结论是__①②③__.(填所有正确结论的序号)
图37-10 第10题答图
【解析】 如答图,连结BD,EG,设BE,DG交于点O,
∵四边形ABCD和EFGC都为正方形,
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∴BC=CD,CE=CG,∠BCD=∠ECG=90°,
∴∠BCD+∠DCE=∠ECG+∠DCE=90°+∠DCE,即∠BCE=∠DCG,
∴△BCE≌△DCG(SAS),∴BE=DG,∠1=∠2,
∵∠1+∠4=∠3+∠1=90°,∴∠2+∠3=90°,
∴∠BOD=90°,∴BE⊥DG.故①②正确;
∴DO2+BO2=BD2=BC2+CD2=2a2,EO2+OG2=EG2=CG2+CE2=2b2,
则DE2+BG2=DO2+BO2+EO2+OG2=2a2+2b2,故③正确.综上,正确结论是①②③.
三、解答题(共20分)
11.(10分)如图37-11,正方形网格中的每个小正方形的边长都是1,每个小正方形的顶点叫做格点.△ABC的三个顶点A,B,C都在格点上,将△ABC绕点A按顺时针方向旋转90°得到△AB′C′.
(1)在正方形网格中,画出△AB′C′;
(2)计算线段AB在变换到AB′的过程中扫过的区域的面积.
图37-11 第11题答图
解:(1)如答图;
(2)由答图可知,线段AB在变换到AB′的过程中扫过区域的面积就是扇形B′AB的面积,其中∠B′AB=90°,AB==5,
∴线段AB在变换到AB′的过程中扫过的区域的面积为π×52=π.
图37-12
12.(10分)[2017·长春]如图37-12,在菱形ABCD中,∠A=110°,点E是菱形ABCD内一点,连结CE,将线段CE绕点C顺时针旋转110°得到线段CF,连结BE,DF,若∠E=86°,求∠F的度数.
解:∵四边形 ABCD是菱形,
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∴BC=CD,∠BCD=∠A=110°,
由旋转的性质知,CE=CF,∠ECF=∠BCD=110°,
∴∠BCE=∠DCF=110°-∠DCE,
在△BCE和△DCF中,
∴△BCE≌△DCF(SAS),∴∠F=∠E=86°.
(8分)
13.(8分)[2016·台州]如图37-13,把一个菱形绕着它的对角线的交点旋转90°,旋转前后的两个菱形构成一个“星形”(阴影部分),若菱形的一个内角为60°,边长为2,则该“星形”的面积是__6-6__.
图37-13 第13题答图
【解析】 如答图,令AB与A′D′的交点为点E,过点E作EF⊥AC于点F.
∵四边形ABCD为菱形,AB=2,∠BAD=60°,∴∠BAO=30°,∠AOB=90°,∴AO=AB·cos∠BAO=,
BO=AB·sin∠BAO=1.同理可知A′O=,D′O=1,∴AD′=AO-D′O=-1.∵∠A′D′O=90°-30°=60°,∠BAO=30°,∴∠AED′=30°=∠EAD′,∴D′E=AD′=-1.在Rt△ED′F中,ED′=-1,∠ED′F=60°,∴EF=ED′·sin∠ED′F=,∴S阴影=S菱形ABCD+4S△AD′E=×2AO×2BO+4×AD′·EF=6-6.
(12分)
14.(12分)[2017·河北]如图37-14,在▱ABCD中,AB=10,AD=15,tanA=,点P为AD边上任意点,连结PB,将PB绕点P逆时针旋转90°得到线段PQ.
(1)当∠DPQ=10°时,求∠APB的大小;
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(2)当tan∠ABP∶tanA=3∶2时,求点Q与点B之间的距离(结果保留根号).
图37-14 备用图
【解析】 (1)分两种情形:①当点Q在直线AD下方时,②当点Q在直线AD上方时,分别求解即可;
(2)连结BQ,作PE⊥AB于E.在Rt△APE中,tanA==,设PE=4k,则AE=3k,在Rt△PBE中,tan∠ABP==2,推出EB=2k,继而推出AB=5k=10,可得k=2,由此即可解决问题.
第14题答图① 第14题答图②
解:(1)如答图①,①当点Q在直线AD的下方时,∠AP′B=180°-∠Q′P′B-∠Q′P′D=180°-90°-10°=80°.
②当点Q在直线AD上方时,∠APB=180°-(∠QPB-∠QPD)=180°-(90°-10°)=100°.
综上所述,当∠DPQ=10°时,∠APB为80°或100°.
(2)如答图②,连结BQ,作PE⊥AB于E.
∵tan∠ABP∶tanA=3∶2,tanA=,
∴tan∠ABP=2,
在Rt△APE中,tanA==,设PE=4k,AE=3k,
在Rt△PBE中,tan∠ABP==2,∴EB=2k,
∴AB=5k=10,k=2,∴PE=8,EB=4,
∴PB==4 ,∵△BPQ是等腰直角三角形,
∴BQ= PB=4.
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