单元检测(七) 图形与变换
(考试用时:90分钟 满分:120分)
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分)
1.下列美丽的壮锦图案是中心对称图形的是( )
答案A
解析在平面内,如果把一个图形绕某个点旋转180°后,能与自身重合,那么这个图形就叫做中心对称图形.
2.一个几何体的三视图如图所示,则该几何体的表面积是( )
A.24+2π B.16+4π
C.16+8π D.16+12π
答案D
解析该几何体的表面积为2×12·π·22+4×4+12×2π·2×4=12π+16.
3.如图,已知△ABC∽△DEF,AB∶DE=1∶2,则下列等式一定成立的是( )
A.BCDF=12
B.∠A的度数∠D的度数=12
C.△ABC的面积△DEF的面积=12
D.△ABC的周长△DEF的周长=12
答案D
16
解析∵△ABC∽△DEF,∴BCEF=12,A不一定成立;∠A的度数∠D的度数=1,B不成立;△ABC的面积△DEF的面积=14,C不成立;△ABC的周长△DEF的周长=12,D成立.
4.一个几何体的主视图和俯视图如图所示,若这个几何体最多由a个小正方体组成,最少由b个小正方体组成,则a+b等于( )
A.10 B.11 C.12 D.13
答案C
解析结合主视图和俯视图可知,左边后排最多有3个,左边前排最多有3个,右边只有一层,且只有1个,所以图中的小正方体最多7块,结合主视图和俯视图可知,左边后排最少有1个,左边前排最多有3个,右边只有一层,且只有1个,所以图中的小正方体最少5块,a+b=12.
5.
(2018湖南永州)如图,在△ABC中,点D是边AB上的一点,∠ADC=∠ACB,AD=2,BD=6,则边AC的长为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
答案B
解析∵∠A=∠A,∠ADC=∠ACB,
∴△ADC∽△ACB,∴ACAB=ADAC,
∴AC2=AD·AB=2×8=16,
∵AC>0,∴AC=4.
6.
(2018湖南邵阳)如图所示,在平面直角坐标系中,已知点A(2,4),过点A作AB⊥x轴于点B.将△AOB以坐标原点O为位似中心缩小为原图形的12,得到△COD,则CD的长度是( )
A.2 B.1 C.4 D.25
答案A
16
解析∵点A(2,4),过点A作AB⊥x轴于点B.将△AOB以坐标原点O为位似中心缩小为原图形的12,得到△COD,∴C(1,2),则CD的长度是2.
7.
(2018山东济宁)如图,在平面直角坐标系中,点A,C在x轴上,点C的坐标为(-1,0),AC=2.将Rt△ABC先绕点C顺时针旋转90°,再向右平移3个单位长度,则变换后点A的对应点坐标是( )
A.(2,2) B.(1,2)
C.(-1,2) D.(2,-1)
答案A
解析∵点C的坐标为(-1,0),AC=2,
∴点A的坐标为(-3,0),
如图所示,将Rt△ABC先绕点C顺时针旋转90°,则点A'的坐标为(-1,2),
再向右平移3个单位长度,则变换后点A'的对应点坐标为(2,2),
8.
(2018新疆)如图,点P是边长为1的菱形ABCD对角线AC上的一个动点,点M,N分别是AB,BC边上的中点,则MP+PN的最小值是( )
A.12 B.1 C.2 D.2
答案B
解析如图,作点M关于AC的对称点M',连接M'N交AC于P,此时MP+NP有最小值,最小值为M'N的长.
∵菱形ABCD关于AC对称,M是AB边上的中点,
16
∴M'是AD的中点,
又∵N是BC边上的中点,
∴AM'∥BN,AM'=BN,
∴四边形ABNM'是平行四边形,
∴M'N=AB=1,
∴MP+NP=M'N=1,即MP+NP的最小值为1.
9.(2018贵州遵义)如图,直角三角形的直角顶点在坐标原点,∠OAB=30°,若点A在反比例函数y=6x(x>0)的图象上,则经过点B的反比例函数解析式为( )
A.y=-6x B.y=-4x
C.y=-2x D.y=2x
答案C
解析过点B作BC⊥x轴于点C,过点A作AD⊥x轴于点D,
∵∠BOA=90°,∴∠BOC+∠AOD=90°,
∵∠AOD+∠OAD=90°,
∴∠BOC=∠OAD,
又∵∠BCO=∠ADO=90°,
∴△BCO∽△ODA,
∴BOAO=tan30°=33,∴S△BCOS△AOD=13,
∵S△AOD=12×AD×DO=12xy=3,
∴S△BCO=12×BC×CO=13S△AOD=1,
∵经过点B的反比例函数图象在第二象限,
故反比例函数解析式为y=-2x.
16
10.
(2018浙江杭州)如图直角梯形ABCD中,AD∥BC,AB⊥BC,AD=2,BC=3,将腰CD以D为中心逆时针旋转90°至ED,连接AE,CE,则△ADE的面积是( )
A.1 B.2
C.3 D.不能确定
答案A
解析如图所示,作EF⊥AD交AD延长线于F,作DG⊥BC,
∵CD以D为中心逆时针旋转90°至ED,
∴∠EDF+∠CDF=90°,DE=CD,
又∵∠CDF+∠CDG=90°,
∴∠CDG=∠EDF,
在△DCG与△DEF中,
∠CDG=∠EDF,∠EFD=∠CGD=90°,DE=CD,
∴△DCG≌△DEF(AAS),
∴EF=CG,
∵AD=2,BC=3,
∴CG=BC-AD=3-2=1,
∴EF=1,∴△ADE的面积:12×AD×EF=12×2×1=1.
二、填空题(本大题共8小题,每小题4分,共32分)
11.如图,一块含有30°角的直角三角板ABC,在水平桌面上绕点C按顺时针方向旋转到A'B'C'的位置,若BC=12 cm,则顶点A从开始到结束所经过的路径长为 cm.
答案16π
解析∵∠BAC=30°,∠ABC=90°,且BC=12,
16
∴∠ACA'=∠BAC+∠ABC=120°,AC=2BC=24cm,
由题意知点A所经过的路径是以点C为圆心、CA为半径的圆中圆心角为120°所对弧长,
∴其路径长为120·π·24180=16π(cm).
12.(2018广西北海)如图,矩形纸片ABCD,AB=4,BC=3,点P在BC边上,将△CDP沿DP折叠,点C落在点E处,PE,DE分别交AB于点O,F,且OP=OF,则cos∠ADF的值为 .
答案1517
解析由题意得Rt△DCP≌Rt△DEP,
所以DC=DE=4,CP=EP,
在Rt△OEF和Rt△OBP中,∠EOF=∠BOP,∠B=∠E,OP=OF,
Rt△OEF≌Rt△OBP(AAS),
所以OE=OB,EF=BP,
设EF为x,则BP=x,DF=DE-EF=4-x,
又因为BF=OF+OB=OP+OE=PE=PC,PC=BC-BP=3-x,
所以,AF=AB-BF=4-(3-x)=1+x
在Rt△DAF中,AF2+AD2=DF2,也就是(1+x)2+32=(4-x)2,
解得x=35,所以EF=35,DF=4-35=175
所以在Rt△DAF中,cos∠ADF=ADDF=1517.
13.(2018山东淄博)在如图所示的平行四边形ABCD中,AB=2,AD=3,将△ACD沿对角线AC折叠,点D落在△ABC所在平面内的点E处,且AE过BC的中点O,则△ADE的周长等于 .
答案10
解析∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,CD=AB=2.
由折叠,∠DAC=∠EAC
∵∠DAC=∠ACB,∴∠ACB=∠EAC,
16
∴OA=OC
∵AE过BC的中点O,∴AO=12BC,
∴∠BAC=90°∴∠ACE=90°
由折叠得∠ACD=90°,∴E,C,D共线,则DE=4,∴△ADE的周长为3+3+2+2=10.
14.
如图,直线a,b垂直相交于点O,曲线C关于点O成中心对称,点A的对称点是点A',AB⊥a于点B,A'D⊥b于点D.若OB=3,OD=2,则阴影部分的面积之和为 .
答案6
解析∵直线a,b垂直相交于点O,曲线C关于点O成中心对称,点A的对称点是点A',AB⊥a于点B,A'D⊥b于点D,OB=3,OD=2,
∴AB=2,
∴阴影部分的面积之和为3×2=6.
15.
(2018北京)如图,在矩形ABCD中,E是边AB的中点,连接DE交对角线AC于点F,若AB=4,AD=3,则CF的长为 .
答案103
解析∵四边形ABCD是矩形,∴AB=CD=4,AB∥CD,∠ADC=90°,
在Rt△ADC中,∠ADC=90°,
∴AC=AD2+CD2=5,
∵E是AB中点,∴AE=12AB=12CD,
∵AB∥CD,∴AFCF=AECD=12,
∴CF=23AC=103.
16.
16
(2018湖北黄冈)如图,圆柱形玻璃杯高为14 cm,底面周长为32 cm,在杯内壁离杯底5 cm的点B处有一滴蜂蜜,此时一只蚂蚁正好在杯外壁,离杯上沿3 cm与蜂蜜相对的点A处,则蚂蚁从外壁A处到内壁B处的最短距离为 cm(杯壁厚度不计).
答案20
解析沿过A的圆柱的高剪开,得出矩形EFGH,过B作BQ⊥EF于Q,作A关于EH的对称点A',连接A'B交EH于P,连接AP,则AP+PB就是蚂蚁到达蜂蜜的最短距离,
∵AE=A'E,A'P=AP,
∴AP+PB=A'P+PB=A'B,
∵BQ=12×32cm=16cm,A'Q=14cm-5cm+3cm=12cm,
在Rt△A'QB中,由勾股定理得A'B=162+122=20cm.
17.(2018江苏南通)如图,在△ABC中,∠C=90°,AC=3,BC=4,点O是BC中点,将△ABC绕点O旋转得△A'B'C,则在旋转过程中点A,C'两点间的最大距离是 .
答案2+13
解析连接OA,AC',如图,∵点O是BC中点,
∴OC=12BC=2,
在Rt△AOC中,OA=22+32=13,
16
∵△ABC绕点O旋转得△A'B'C',
∴OC'=OC=2,
∵AC'≤OA+OC'(当且仅当点A,O,C'共线时,取等号),∴AC'的最大值为2+13,
即在旋转过程中点A、C'两点间的最大距离是2+13.
18.(2018山东潍坊)如图,点A1的坐标为(2,0),过点A1作x轴的垂线交直线l:y=3x于点B1,以原点O为圆心,OB1的长为半径画弧交x轴正半轴于点A2;再过点A2作x轴的垂线交直线l于点B2,以原点O为圆心,以OB2的长为半径画弧交x轴正半轴于点A3;…按此作法进行下去,则A2019B2018的长是 .
答案22019π3
解析直线y=3x,点A1坐标为(2,0),过点A1作x轴的垂线交直线于点B1可知B1点的坐标为(2,23),
以原点O为圆心,OB1长为半径画弧交x轴正半轴于点A2,OA2=OB1,
OA2=22+(23)2=4,点A2的坐标为(4,0),
这种方法可求得B2的坐标为(4,43),故点A3的坐标为(8,0),B3(8,83),
以此类推便可求出点A2019的坐标为(22019,0),
则A2019B2018的长是60×π×22019180=22019π3.
三、解答题(本大题共6小题,共58分)
19.(8分)如图,在平面直角坐标系中,△ABC的三个顶点分别为A(-1,-2),B(-2,-4),C(-4,-1).
(1)把△ABC向上平移3个单位后得到△A1B1C1,请画出△A1B1C1并写出点B1的坐标;
(2)已知点A与点A2(2,1)关于直线l成轴对称,请画出直线l及△ABC关于直线l对称的△A2B2C2,并直接写出直线l的函数解析式.
解(1)如图,△A1B1C1即为所求,B1(-2,-1);
16
(2)如图,△A2B2C2即为所求,直线l的函数解析式为y=-x.
20.(8分)如图,在▱ABCD中过点A作AE⊥DC,垂足为E,连接BE,F为BE上一点,且∠AFE=∠D.
(1)求证:△ABF∽△BEC;
(2)若AD=5,AB=8,sin D=45,求AF的长.
(1)证明∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB∥CD,AD∥BC,AD=BC,
∴∠D+∠C=180°,∠ABF=∠BEC,
∵∠AFB+∠AFE=180°,
∴∠C=∠AFB,∴△ABF∽△BEC;
(2)解∵AE⊥DC,AB∥DC,
∴∠AED=∠BAE=90°,
在Rt△ADE中,AE=AD·sinD=5×45=4,
在Rt△ABE中,根据勾股定理得BE=AE2+AB2=42+82=45,
∵BC=AD=5,由(1)得△ABF∽△BEC,
∴AFBC=ABBE,即AF5=845,解得AF=25.
21.(10分)如图,四边形ABCD是边长为1的正方形,点E在AD边上运动,且不与点A和点D重合,连接CE,过点C作CF⊥CE交AB的延长线于点F,EF交BC于点G.
(1)求证:△CDE≌△CBF;
(2)当DE=12时,求CG的长;
16
(3)连接AG,在点E运动过程中,四边形CEAG能否为平行四边形?若能,求出此时DE的长;若不能,说明理由.
(1)证明如图,在正方形ABCD中,DC=BC,∠D=∠ABC=∠DCB=90°,
∴∠CBF=180°-∠ABC=90°,∠1+∠2=∠DCB=90°,
∵CF⊥CE,∴∠ECF=90°,
∴∠3+∠2=∠ECF=90°,∴∠1=∠3,
在△CDE和△CBF中,∠D=∠CBF,DC=BC,∠1=∠3,
∴△CDE≌△CBF(ASA);
(2)解在正方形ABCD中,AD∥BC,
∴△GBF∽△EAF,∴BGAE=BFAF,由(1)知,△CDE≌△CBF,
∴BF=DE=12,∵正方形的边长为1,
∴AF=AB+BF=32,AE=AD-DE=12,
∴BG12=1232,
∴BG=16,∴CG=BC-BG=56;
(3)解不能;
理由:若四边形CEAG是平行四边形,则必须满足AE∥CG,AE=CG,
∴AD-AE=BC-CG,
∴DE=BG,由(1)知,△CDE≌△ECF,
∴DE=BF,CE=CF,∴△GBF和△ECF是等腰直角三角形,
∴∠GFB=45°,∠CFE=45°,
∴∠CFA=∠GFB+∠CFE=90°,
此时点F与点B重合,点D与点E重合,与题目条件不符,
∴点E在运动过程中,四边形CEAG不能是平行四边形.
22.(10分)(2018四川内江)如图,以Rt△ABC的直角边AB为直径作☉O交斜边AC于点D,过圆心O作OE∥AC,交BC于点E,连接DE.
16
(1)判断DE与☉O的位置关系并说明理由;
(2)求证:2DE2=CD·OE;
(3)若tan C=43,DE=52,求AD的长.
(1)解DE是☉O的切线,理由:如图,
连接OD,BD,
∵AB是☉O的直径,
∴∠ADB=∠BDC=90°,
∵OE∥AC,OA=OB,∴BE=CE,
∴DE=BE=CE,
∴∠DBE=∠BDE,
∵OB=OD,
∴∠OBD=∠ODB,
∴∠ODE=∠OBE=90°,
∵点D在☉O上,
∴DE是☉O的切线;
(2)证明∵∠BCD=∠ABC=90°,∠C=∠C,
∴△BCD∽△ACB,∴BCAC=CDBC,
∴BC2=CD·AC,
由(1)知DE=BE=CE=12BC,
∴4DE2=CD·AC,
由(1)知,OE是△ABC的中位线,
∴AC=2OE,∴4DE2=CD·2OE,
∴2DE2=CD·OE;
(3)解∵DE=52,∴BC=5,
在Rt△BCD中,tanC=43=BDCD,
16
设CD=3x,BD=4x,根据勾股定理得,(3x)2+(4x)2=25,
∴x=-1(舍去)或x=1,
∴BD=4,CD=3,
由(2)知,BC2=CD·AC,
∴AC=BC2CD=253,
∴AD=AC-CD=253-3=163.
23.(10分)(2018四川达州)矩形AOBC中,OB=4,OA=3.分别以OB,OA所在直线为x轴,y轴,建立如图1所示的平面直角坐标系.F是BC边上一个动点(不与B,C重合),过点F的反比例函数y=kx(k>0)的图象与边AC交于点E.
(1)当点F运动到边BC的中点时,求点E的坐标;
(2)连接EF,求∠EFC的正切值;
(3)如图2,将△CEF沿EF折叠,点C恰好落在边OB上的点G处,求此时反比例函数的解析式.
解(1)∵OA=3,OB=4,
∴B(4,0),C(4,3),
∵F是BC的中点,
∴F4,32,
∵F在反比例函数y=kx图象上,
∴k=4×32=6,
∴反比例函数的解析式为y=6x,
∵E点的纵坐标为3,
∴E(2,3);
(2)∵F点的横坐标为4,
∴F4,k4,
∴CF=BC-BF=3-k4=12-k4,
16
∵E的纵坐标为3,
∴Ek3,3,
∴CE=AC-AE=4-k3=12-k3,
在Rt△CEF中,tan∠EFC=CECF=43;
(3)如图,由(2)知,CF=12-k4,CE=12-k3,CECF=43,
过点E作EH⊥OB于点H,
∴EH=OA=3,∠EHG=∠GBF=90°,
∴∠EGH+∠HEG=90°,
由折叠知,EG=CE,FG=CF,∠EGF=∠C=90°,
∴∠EGH+∠BGF=90°,
∴∠HEG=∠BGF,
∵∠EHG=∠GBF=90°,
∴△EHG∽△GBF,
∴EHBG=EGFG=CECF,
∴3BG=43,
∴BG=94,
在Rt△FBG中,FG2-BF2=BG2,
∴12-k42-k42=8116,
∴k=218,
∴反比例函数解析式为y=218x.
24.(12分)(2018山东东营)如图,抛物线y=a(x-1)(x-3)(a>0)与x轴交于A,B两点,抛物线上另有一点C在x轴下方,且使△OCA∽△OBC.
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(1)求线段OC的长度;
(2)设直线BC与y轴交于点M,点C是BM的中点时,求直线BM和抛物线的解析式;
(3)在(2)的条件下,直线BC下方抛物线上是否存在一点P,使得四边形ABPC面积最大?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
解(1)由题可知当y=0时,a(x-1)(x-3)=0,解得x1=1,x2=3
则A(1,0),B(3,0)于是OA=1,OB=3
∵△OCA∽△OBC,
∴OC∶OB=OA∶OC
∴OC2=OA·OB=3即OC=3;
(2)∵点C是BM的中点,
∴OC=BC,从而点C的横坐标为32.
又OC=3,点C在x轴下方,
∴C32,-32
设直线BM的解析式为y=kx+b,
∵其过点B(3,0),C32,-32,
则有3k+b=0,32k+b=-32.
∴b=-3,k=33,
∴y=33x-3.
又点C32,-32在抛物线上,代入抛物线解析式,解得a=233.
∴抛物线解析式为y=233x2-833x+23;
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(3)点P存在.
设点P坐标为x,233x2-833x+23,过点P作PQ⊥x轴交直线BM于点Q,
则Qx,33x-3,PQ=-233x2+33x-33,
当△BCP面积最大时,四边形ABPC的面积最大,
S△BCP=12PQ(3-x)+12PQx-32=12PQ3-x+x-32=34PQ
=-32x2+934x-934,
当x=-b2a=94时,S△BCP有最大值,四边形ABPC的面积最大,
此时点P的坐标为94,-583.
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