1. 二十四节气是中国劳动人民独创的文化遗产,能表明气候变化和农事季节,在农业生产上有重要的意义.下面四幅图片分别代表“芒种”“白露”“立夏”“大雪”,其中是中心对称图形的是()

A
B
C D
A
B
C D
答案
D
解析
根据中心对称图形的定义:将一个图形绕某一点旋转180°,若旋转后的图形能够与原图形完全重合,则该图形为中心对称图形。逐一判断:选项A、B、C中的图形绕圆心旋转180°后,均无法与原图形重合,不属于中心对称图形;选项D中的图形绕圆心旋转180°后与原图形完全重合,是中心对称图形。
2. 在平面直角坐标系中,点A的坐标为$(a,b)$,点B的坐标为$(m,n)$,且点A与点B关于原点对称.若$a+b=-3$,则$m+n$的值为()
A.$-\dfrac{1}{3}$
B.$\dfrac{1}{3}$
C.$-3$
D.$3$
A.$-\dfrac{1}{3}$
B.$\dfrac{1}{3}$
C.$-3$
D.$3$
答案
D
解析
根据关于原点对称的点的坐标性质:两点关于原点对称时,横、纵坐标分别互为相反数。由点A(a,b)与点B(m,n)关于原点对称,可得$m=-a$,$n=-b$。因此$m+n=-a-b=-(a+b)$,将$a+b=-3$代入,得$m+n=-(-3)=3$。
3.如图,在$Rt△ ABC$中,$∠ ACB=90°$,$AC=BC$,将$△ ABC$绕点A逆时针旋转$60°$得到$△ ADE$.连接BE,则$∠ CBE$的度数为()

A.$50°$
B.$60°$
C.$75°$
D.$80°$
A.$50°$
B.$60°$
C.$75°$
D.$80°$
答案
C
解析
1. 在$Rt△ ABC$中,$∠ ACB=90°$,$AC=BC$,可得$∠ BAC=∠ ABC=45°$。
2. 由旋转的性质可知:$AC=AE$,旋转角$∠ CAE=60°$,因此$△ ACE$是等边三角形,得$CE=AC$,$∠ ACE=60°$。
3. 结合$AC=BC$,可得$CE=BC$,且$∠ BCE=∠ ACB-∠ ACE=90°-60°=30°$。
4. 在等腰$△ BCE$中,$∠ CBE=\frac{180°-∠ BCE}{2}=\frac{180°-30°}{2}=75°$。
2. 由旋转的性质可知:$AC=AE$,旋转角$∠ CAE=60°$,因此$△ ACE$是等边三角形,得$CE=AC$,$∠ ACE=60°$。
3. 结合$AC=BC$,可得$CE=BC$,且$∠ BCE=∠ ACB-∠ ACE=90°-60°=30°$。
4. 在等腰$△ BCE$中,$∠ CBE=\frac{180°-∠ BCE}{2}=\frac{180°-30°}{2}=75°$。
4.若点P(2,3)绕着原点按顺时针方向旋转$90°$与点$P'$重合,则点$P'$的坐标为。
答案
$\boldsymbol{(3,-2)}$
解析
解:
过点P作PA⊥x轴于点A,过点P'作P'B⊥y轴于点B。
由P(2,3)可得OA=2,PA=3。
∵点P绕原点按顺时针方向旋转90°得到点P',
∴OP=OP',∠POP'=90°,
∴∠AOP + ∠POB = 90°,
又∵∠P'OB + ∠POB = 90°,
∴∠AOP = ∠P'OB。
在△AOP和△BOP'中:
$\{\begin{array}{l}∠OAP = ∠P'BO = 90° \\∠AOP = ∠BOP' \\OP = P'O\end{array} $
∴△AOP ≌ △BOP'(AAS),
∴OB = PA = 3,P'B = OA = 2,
结合点P'所在象限可得点P'的坐标为$(3,-2)$。
最终
过点P作PA⊥x轴于点A,过点P'作P'B⊥y轴于点B。
由P(2,3)可得OA=2,PA=3。
∵点P绕原点按顺时针方向旋转90°得到点P',
∴OP=OP',∠POP'=90°,
∴∠AOP + ∠POB = 90°,
又∵∠P'OB + ∠POB = 90°,
∴∠AOP = ∠P'OB。
在△AOP和△BOP'中:
$\{\begin{array}{l}∠OAP = ∠P'BO = 90° \\∠AOP = ∠BOP' \\OP = P'O\end{array} $
∴△AOP ≌ △BOP'(AAS),
∴OB = PA = 3,P'B = OA = 2,
结合点P'所在象限可得点P'的坐标为$(3,-2)$。
最终
5.如图,将△ABC绕点A顺时针旋转90°得到△ADE,点C的对应点E落在CB的延长线上,连接BD。若CE=7,则AC=。
(第5题)(第6题)
答案
解:
由旋转的性质可得:$AC = AE$,$∠ CAE = 90°$,
$\therefore △ ACE$为等腰直角三角形,$∠ C = ∠ AEC = 45°$。
在$\mathrm{Rt}△ ACE$中,$∠ CAE = 90°$,$CE = 7$,
$AC = CE · \cos∠ C = 7 × \cos45° = 7 × \frac{\sqrt{2}}{2} = \frac{7\sqrt{2}}{2}$。
$\dfrac{7\sqrt{2}}{2}$
由旋转的性质可得:$AC = AE$,$∠ CAE = 90°$,
$\therefore △ ACE$为等腰直角三角形,$∠ C = ∠ AEC = 45°$。
在$\mathrm{Rt}△ ACE$中,$∠ CAE = 90°$,$CE = 7$,
$AC = CE · \cos∠ C = 7 × \cos45° = 7 × \frac{\sqrt{2}}{2} = \frac{7\sqrt{2}}{2}$。
$\dfrac{7\sqrt{2}}{2}$
6.一副三角尺如图放置,将三角尺ADE绕点A逆时针旋转α(0°<α<90°),使得三角尺ADE的一边所在的直线与BC垂直,则α的度数为.
答案
$\boldsymbol{15°}$或$\boldsymbol{60°}$
解析
解:
由三角尺的性质可知,$∠ B=60°$,$∠ C=30°$,$∠ DAE=45°$,$∠ BAC=90°$,分两种情况讨论:
1. 当$DE ⊥ BC$时,设$DE$与$BC$交于点$M$,
$\because DE ⊥ BC$,$∠ C=30°$,
$\therefore ∠ CEM=90°-30°=60°$,
$\therefore ∠ CAE=∠ CEM-∠ AED=60°-45°=15°$,
$\therefore α=∠ BAD=90°-∠ DAE-∠ CAE=90°-45°-30°=15°$。
2. 当$AE ⊥ BC$时,
$\because AE ⊥ BC$,$∠ C=30°$,
$\therefore ∠ CAE=90°-30°=60°$,
$\therefore α=∠ BAD=90°-∠ CAE=90°-30°=60°$。
综上,$α$的度数为$15°$或$60°$。
由三角尺的性质可知,$∠ B=60°$,$∠ C=30°$,$∠ DAE=45°$,$∠ BAC=90°$,分两种情况讨论:
1. 当$DE ⊥ BC$时,设$DE$与$BC$交于点$M$,
$\because DE ⊥ BC$,$∠ C=30°$,
$\therefore ∠ CEM=90°-30°=60°$,
$\therefore ∠ CAE=∠ CEM-∠ AED=60°-45°=15°$,
$\therefore α=∠ BAD=90°-∠ DAE-∠ CAE=90°-45°-30°=15°$。
2. 当$AE ⊥ BC$时,
$\because AE ⊥ BC$,$∠ C=30°$,
$\therefore ∠ CAE=90°-30°=60°$,
$\therefore α=∠ BAD=90°-∠ CAE=90°-30°=60°$。
综上,$α$的度数为$15°$或$60°$。
7. 提升题 如图,在$△ ABC$中,$AB=\sqrt{2}$,$AC=4$。若以点$C$为旋转中心,将线段$CB$顺时针旋转$90°$得到线段$CD$,连接$AD$,则$AD$的最小值为。

答案
$\boldsymbol{3\sqrt{2}}$
解析
解:
将线段$AC$绕点$C$顺时针旋转$90°$得到线段$CE$,连接$AE$、$DE$。
由旋转性质得:$CE=AC=4$,$∠ ACE=90°$,
$\therefore AE=\sqrt{AC^2+CE^2}=\sqrt{4^2+4^2}=4\sqrt{2}$。
由题意知:$CD=CB$,$∠ BCD=90°$,
$\therefore ∠ ACB+∠ ACD=∠ ECD+∠ ACD=90°$,即$∠ ACB=∠ ECD$。
在$△ ACB$和$△ ECD$中:
$\begin{cases}AC=EC \\∠ ACB=∠ ECD \\CB=CD\end{cases}$
$\therefore △ ACB ≌ △ ECD(\mathrm{SAS})$,
$\therefore DE=AB=\sqrt{2}$。
根据两点之间线段最短,可得$AD\ge AE-DE$,当且仅当$A$、$D$、$E$三点共线且$D$在$A$、$E$之间时取等号,
$\therefore AD$的最小值为$4\sqrt{2}-\sqrt{2}=3\sqrt{2}$。
将线段$AC$绕点$C$顺时针旋转$90°$得到线段$CE$,连接$AE$、$DE$。
由旋转性质得:$CE=AC=4$,$∠ ACE=90°$,
$\therefore AE=\sqrt{AC^2+CE^2}=\sqrt{4^2+4^2}=4\sqrt{2}$。
由题意知:$CD=CB$,$∠ BCD=90°$,
$\therefore ∠ ACB+∠ ACD=∠ ECD+∠ ACD=90°$,即$∠ ACB=∠ ECD$。
在$△ ACB$和$△ ECD$中:
$\begin{cases}AC=EC \\∠ ACB=∠ ECD \\CB=CD\end{cases}$
$\therefore △ ACB ≌ △ ECD(\mathrm{SAS})$,
$\therefore DE=AB=\sqrt{2}$。
根据两点之间线段最短,可得$AD\ge AE-DE$,当且仅当$A$、$D$、$E$三点共线且$D$在$A$、$E$之间时取等号,
$\therefore AD$的最小值为$4\sqrt{2}-\sqrt{2}=3\sqrt{2}$。
8.在由边长为1个单位长度的小正方形组成的网格中,有图示四边形ABCD(顶点都在格点上).请仅用无刻度的直尺按下列步骤完成作图(保留作图痕迹,不写作法).
(1)将线段BC绕点B逆时针旋转90°,画出对应线段BE;
(2)在线段CD上作点F,使∠CBF=45°;
(3)连接BD,作点F关于直线BD的对称点H.

(1)将线段BC绕点B逆时针旋转90°,画出对应线段BE;
(2)在线段CD上作点F,使∠CBF=45°;
(3)连接BD,作点F关于直线BD的对称点H.
答案
解:
按要求完成作图,保留全部作图痕迹:
(1) 找到格点E,满足BE=BC且BE⊥BC,连接BE,线段BE即为线段BC绕点B逆时针旋转90°的对应线段;
(2) 连接点B与CE的中点,该连线与CD的交点即为所求点F,此时∠CBF=45°;
(3) 利用网格平行特性连线,得到点F关于直线BD的对称点H,点H即为所求。
按要求完成作图,保留全部作图痕迹:
(1) 找到格点E,满足BE=BC且BE⊥BC,连接BE,线段BE即为线段BC绕点B逆时针旋转90°的对应线段;
(2) 连接点B与CE的中点,该连线与CD的交点即为所求点F,此时∠CBF=45°;
(3) 利用网格平行特性连线,得到点F关于直线BD的对称点H,点H即为所求。
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