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文档简介
初中专题13几何变换综合(旋转、折叠)内●容●导●航第一部分题型破译微观解剖,精细教学典例引领方法透视变式演练题型01三角形中的折叠问题题型02平行四边形中的折叠问题题型03菱形中的折叠问题题型04矩形中的折叠问题题型05正方形中的折叠问题题型06三角形中的旋转问题题型07特殊平行四边形中的旋转问题第二部分题型训练整合应用,模拟实战题●型●破●译题型01三角形中的折叠问题典例引领【典例01】(2025·广东潮州·模拟预测)如图,把等边沿着折叠,使点恰好落在边上的点处,且,则的度数是(
).A. B. C. D.【典例02】(2025·广东茂名·模拟预测)直角三角形纸片的两直角边的长分别为8和6,现将如图那样折叠,使点A与点B重合,折痕为,则的值是(
)A. B. C. D.方法透视考向解读基础必考题,全题型覆盖,多为三角形边/角的折叠(沿中线、角平分线、高),考查折叠的全等性质、边角等量转化,常结合等腰/直角三角形性质求边长、角度,侧重折叠前后的不变量分析。方法技能①核心:折叠前后对应边相等、对应角相等(折痕为对称轴,两部分全等);②标注折叠后的等量边/角,结合三角形内角和、勾股定理、等腰三角形“三线合一”列等式;③遇直角三角形折叠,优先用勾股定理设未知数列方程求解。变式演练【变式01】(2025·广东广州·二模)如图,等边三角形的顶点,点在第一象限内,点在边上且,点为边上一动点(不与点重合),连接,将沿折叠得到,当的面积最小时,点到的距离为()A. B.2 C. D.【变式02】(2025·广东韶关·模拟预测)如图,在中,,.将折叠,使点与边的中点重合,折痕为,则线段的长为(
)A. B. C.2 D.【变式03】(2025·广东江门·一模)如图,的三边的长度分别用表示,且满足,点在边上,将沿折叠,使点落在点,则的最小值为(
)A. B. C. D.题型02平行四边形中的折叠问题典例引领【典例01】(2025·广东广州·二模)如图,将平行四边形沿对角线折叠,使点落在处.若,,则的度数为(
)A. B. C. D.【典例02】(2025·广东茂名·模拟预测)如图,的边,点是边的中点,,连接,将沿着折叠,点落在.若,则点到边的距离是(
)A. B. C. D.方法透视考向解读中档综合题,选择/解答为主,沿边、对角线、折痕折叠平行四边形,考查折叠性质与平行四边形对边平行且相等、对角相等的结合,常求边长、角度、重叠部分面积,侧重折叠后平行线的内错角转化。方法技能①由折叠得全等+平行四边形得边/角等量,推导等腰三角形(折叠后平行线形成等角);②设未知量表示相关边长,结合勾股定理/平行四边形面积公式计算;③重叠部分面积用“整体减部分”或直接利用等腰三角形/三角形面积公式求解。变式演练【变式01】(2025·广东阳江·模拟预测)如图,将沿对角线折叠,使点A落在点处,若,则的度数为______.【变式02】(2025·广东深圳·三模)如图,将平行四边形沿折叠,点的对应点恰好为边上的三等分点(),若,,,则______.【变式03】(2025·广东江门·一模)如图,在平行四边形中,将沿折叠后,点恰好落在的延长线上的点处.若,则的周长为_________.题型03菱形中的折叠问题典例引领【典例01】(2025·广东广州·模拟预测)如图,将菱形纸片折叠,使点落在边的点处,折痕为,若,为的中点,,则图形的面积是(
)A. B. C. D.【典例02】(2025·广东揭阳·模拟预测)如图,在菱形中,,,是上一点,把四边形沿折叠后得到四边形,,则的长为(
)A. B.3 C. D.方法透视考向解读中档综合题,选择/解答为主,沿对角线、对称轴、边折叠菱形,考查折叠性质与菱形邻边相等、对角线垂直平分的特殊性质结合,常求边长、对角线长、角度、面积,侧重直角三角形的构造与计算。方法技能①折叠+菱形性质得全等三角形+直角三角形(对角线垂直);②利用菱形对角线平分内角、垂直平分的性质,结合折叠的等量关系,在直角三角形中用勾股定理/三角函数求解;③折叠后重叠部分多为等腰三角形/菱形,利用对称性简化计算。变式演练【变式01】(2025·广东深圳·模拟预测)如图,在菱形中,,,是上一点,将菱形沿折叠,使、的对应点分别是、,当时,则点到的距离是(
)A. B. C.6 D.【变式02】(2025·广东中山·模拟预测)已知:菱形中,,,与交于点,点为上一点,以为对称轴,折叠,使点的对应点恰好落在边上,则的长为(
)A. B. C. D.【变式03】(2025·广东珠海·模拟预测)如图,在菱形中,.为边中点.将菱形沿过点的直线折叠,使点落在直线上的点处,折痕为,与交于点.有如下结论:;;;,则正确结论有(
)A. B. C. D.
题型04矩形中的折叠问题典例引领【典例01】(2025·广东肇庆·模拟预测)如图,在矩形中,点E在上,将沿折叠,点D恰好落在边上点F处;点G在上,将沿折叠,点B恰好落在线段上点H处.若,则(
)A.4 B.5 C.6 D.8【典例02】(2025·广东广州·一模)如图,科技社团的同学们用矩形硬纸板制作立体模型,其中一个结构的制作需将纸板沿折叠得到,折叠后与交于点,已知,则的大小为(
)A. B. C. D.方法透视考向解读高频压轴题,全题型覆盖,沿边、对角线、任意折痕折叠矩形,中考核心考点,考查折叠性质与矩形直角、对边相等的结合,常求折痕长、边长、重叠部分面积,侧重勾股定理的方程思想应用。方法技能①折叠得对应边相等、对应角相等,标注等量,结合矩形直角构造直角三角形;②设未知量(如折叠后重合的边长),利用勾股定理列一元二次方程求解;③折痕长可通过“构造直角三角形求斜边”,重叠部分面积优先找底和高(多为等腰三角形)。变式演练【变式01】(2025·广东东莞·模拟预测)如图,矩形中,,,P是边中点,将顶点D折叠至线段上一点,折痕为,此时,点C折叠至点.下列说法中错误的是(
)A. B.当时,C.当时,是等腰三角形 D.【变式02】(2025·广东河源·模拟预测)如图,在矩形ABCD中,AD=2AB,将矩形ABCD对折,得到折痕MN;沿着CM折叠,点D的对应点为E,ME与BC的交点为F;再沿着MP折叠,使得AM与EM重合,折痕为MP,此时点B的对应点为G.下列结论:①△CMP是直角三角形;②PC=MP;③tan∠NMF=;④点F是△CMP外接圆的圆心;⑤S四边形PMCG=6S△PNM.其中正确的是()A.①④ B.②④⑤ C.②⑤ D.①②④【变式03】(2025·广东梅州·模拟预测)如图,把一张长方形纸片沿对角线折叠,点的对应点为,与相交于点,则下列结论不一定成立的是(
)A.是等腰三角形 B.C.平分 D.折叠后的图形是轴对称图形题型05正方形中的折叠问题典例引领【典例01】(2025·广东韶关·一模)如图,点是正方形的边的中点,连接,将沿折叠得到,延长交于点.若,则的长为(
)A.1.5 B.1 C. D.【典例02】(2025·广东肇庆·一模)如图,在正方形中,E为的中点,F为上一点(不与B,C重合),将沿所在的直线折叠,得到,连接.当时,的值是(
)A.1 B. C. D.方法透视考向解读压轴难题,选择/解答压轴为主,沿对角线、对称轴、任意折痕折叠正方形,融合折叠性质与正方形四边相等、四角直角、对角线垂直平分且相等的所有特殊性质,常结合旋转、全等考查,求边长、角度、面积、折痕长,侧重综合推理与方程思想。方法技能①折叠+正方形性质得等腰直角三角形、全等直角三角形,充分利用对角线与边长的2倍关系;②设未知量,用勾股定理/三角函数列方程,复杂图形用“割补法”求面积;③折痕问题结合对称性,作垂线构造直角三角形求解,重叠部分利用全等简化计算。变式演练【变式01】(2025·广东清远·模拟预测)如图,在正方形中,,点E,F分别在边上,,若将四边形沿折叠,点恰好落在边上,则的长度为()A.1 B. C.3 D.2【变式02】(2025·广东深圳·三模)如图,在正方形纸片中,E是边的中点,将正方形纸片沿折叠,点B落在点P处,延长交于点Q,连接并延长交于点F.则_______.【变式03】(2025·广东广州·二模)如图,在边长为的正方形中,对角线、交于点,折叠正方形纸片,使落在上,点恰好与上的点重合,展开后折痕分别交、于点、,连接,给出下列结论,①;②四边形是菱形;③;④,其中正确的是______.题型06三角形中的旋转问题典例引领【典例01】(2025·广东佛山·三模)如图1,在中,,将绕点顺时针旋转到,连接.(1)绕点旋转过程中,求证:;(2)绕点旋转过程中,延长交线段于点,当四边形为平行四边形时,求线段的长度;(3)在绕点旋转过程中,是否存在以、、为顶点,且为腰的等腰三角形,若存在,直接写出的长度,若不存在,说明理由.【典例02】(2025·广东珠海·三模)在,中,,,,连接、,取的中点(1)【观察猜想】如图1中,若O、C、A在一条直线上,线段与的数量关系是______,位置关系是______.(2)【探究证明】若将旋转到图2的位置,判定中(1)的结论是否仍然成立,并说明理由.(3)【拓展延伸】设交与G,若将由图1的位置绕O顺时针旋转,且,,是否存在角度使得?若存在,请直接写出此时的面积;若不存在,请说明理由.方法透视考向解读中档综合题,解答题为主,多为绕顶点旋转(含30°/60°/90°特殊角),考查旋转的性质、全等三角形构造,常求边长、角度、旋转角,侧重旋转前后的不变量与特殊角的应用。方法技能①核心:旋转前后对应边相等、对应角相等、旋转角相等;②绕顶点旋转则公共顶点为旋转中心,构造旋转型全等三角形,转移分散的边/角;③特殊角旋转(60°/90°)可构造等边三角形/等腰直角三角形,利用其性质直接推导边角关系。变式演练【变式01】(2025·广东广州·模拟预测)问题情境:“综合与实践”课上,老师提出如下问题:将图①中的矩形纸片沿对角线剪开,得到两个全等的三角形纸片,表示为和,其中,将和按图②所示方式摆放,其中点B与点F重合(标记为点B).当时,延长交于点G,则四边形的形状为.
深入探究:老师将图②中的绕点B逆时针方向旋转,使点E落在内部,并让同学们提出新的问题.(1)“巧思小组”提出问题:如图③,当时,过点A作交的延长线于点与交于点N.试猜想线段和的数量关系,并加以证明.(2)“聪慧小组”提出问题:如图④,当时,过点A作于点H,若,则.
【变式02】(2025·广东东莞·模拟预测)如图(1),在中,.点D是边上任意一点(不与B,C重合),连接,过点D作于点E,连接,点F为中点,连接.(1)当时,判断四边形的形状,并证明.(2)点D在线段上的什么位置时,的面积最大?请说明理由.(3)如图(1)中的绕点B旋转到如图(2)所示位置,得到,使得点A在直线上,连接,点为中点,与交于点G,其他条件不变.求证:.
【变式03】(2025·广东深圳·模拟预测)【问题初探】(1)如图1,等腰中,,点为边一点,以为腰向下作等腰,.连接,,点为的中点,连接.猜想并证明线段与的数量关系和位置关系.【深入探究】(2)在(1)的条件下,如图2,将等腰绕点旋转,上述结论是否仍然成立?若成立,请证明;若不成立,请说明理由.【拓展迁移】(3)如图3,等腰中,,.在中,,.连接,,点为的中点,连接.绕点旋转过程中,①线段与的数量关系为:__________;②若,,当点在等腰内部且的度数最大时,线段的长度为__________.
题型07特殊平行四边形中的旋转问题典例引领【典例01】(2025·广东惠州·模拟预测)综合与实践问题情境:在综合与实践课上,老师让同学们利用准备好的两个矩形纸片进行探究活动.智慧小组准备了两张矩形纸片和,其中,将它们按如图所示的方式放置,点落在上,点落在的延长线上,连接和.观察发现:(1)如图连接,则和的位置关系是__________,___________.操作探究:(2)如图,将矩形绕点按顺时针方向旋转(),试探究(1)中和的数量关系是否仍然成立,并说明理由.拓展延伸:(3)在矩形旋转的过程中,当三点共线时,直接写出线段的长.
【典例02】(2025·广东江门·二模)综合运用如图,在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,,,以,为邻边构造矩形,以点A为旋转中心,顺时针旋转矩形(旋转角为α,),得到矩形,点B,C,O的对应点分别为点D,E,F.连接,,.(1)当点F在线段上时,求的度数;(2)当点B在直线上时,求点F的坐标;(3)当与矩形的任意一条边垂直时,求的面积.方法透视考向解读压轴难题,解答题压轴为主,绕中心、顶点、对角线交点旋转矩形/菱形/正方形(多为90°/180°),考查旋转性质与特殊平行四边形性质的综合,常求动点轨迹、边长、面积、重叠部分形状,侧重分类讨论与数形结合。方法技能①绕中心/对角线交点旋转180°为中心对称,旋转后与原图形重合;绕顶点旋转90°优先构造全等直角三角形;②利用特殊平行四边形的边/角/对角线性质,结合旋转角标注等量,用勾股定理/三角函数/相似三角形求解;③重叠部分多为特殊图形(正方形、矩形、等腰三角形),根据旋转角度分类讨论其形状与面积变化。变式演练【变式01】(2025·广东湛江·模拟预测)综合与实践问题情境:如图1,正方形和正方形有公共顶点,,,现将正方形绕点按顺时针方向旋转,旋转角为,连接,.
(1)猜想证明:猜想图2中与的数量关系并证明;(2)探究发现:如图3,当时,连接,延长交于点,求证:垂直平分;(3)拓展延伸:在旋转过程中,当的面积最大时,直接写出此时旋转角的度数和的面积.【变式02】(2025·广东揭阳·模拟预测)阅读下面活动内容,完成探究1-3的问题:将一个矩形绕点A顺时针旋转α,得到矩形,连结.
[探究1]如图1,当时,点恰好在延长线上.若,求的长.[探究2]如图2,连结,过点作交于点M,线段与相等吗?请说明理由.[探究3]在探究2的条件下,射线分别交,于点P,N(如图3),发现线段存在一定的数量关系,请写出这个关系式,并加以证明.【变式03】(2025·广东云浮·模拟预测)如图,四边形ABCD和四边形GHIJ都是正方形,点E同时是边BC和HI的中点,点F是边AD的中点,点K是边GJ的中点,连接BH,FK.(1)如图1,当HI与BC在同一条直线上时,直接写出BH与FK的数量关系和位置关系;(2)正方形ABCD固定不动,将图1中的正方形GHIJ绕点E顺时针旋转角,如图2所示,判断(1)中的结论是否仍然成立,若成立,请加以证明:若不成立,说明理由;(3)正方形ABCD固定不动,将图1中的正方形GHIJ绕点E旋转角,作于点L.设,线段AB,BH,HG,GK,KF,FA所围成的图形面积为S.当,时,求S关于x的函数关系式,并写出相应的x的取值范围.
题●型●训●练1.(2025·广东中山·模拟预测)如图,把长方形纸片沿对角线折叠,设重叠部分为,那么,有下列说法:①是等腰三角形,;②折叠后和一定相等;③折叠后得到的图形是轴对称图形;④和一定是全等三角形.其中正确的是(
)
A.①②③ B.①③④ C.①②④ D.①②③④2.(2025·广东深圳·模拟预测)如图,菱形的对角线交于原点O,.将菱形绕原点O逆时针旋转,每次旋转,则第2023次旋转结束时,点C的坐标为()A. B. C. D.3.(2025·广东广州·模拟预测)如图,把正方形纸片沿对边中点所在的直线对折后展开,折痕为,再过点B折叠纸片,使点A落在上的点F处,折痕为.若,则()A.2 B. C. D.1
4.(2025·广东汕尾·模拟预测)如图,将四边形纸片沿过点A的直线折叠,使得点B落在上的点M处.折痕为;再将分别沿,折叠,此时点C,D落在上的同一点N处.下面结论中正确的个数为(
)①M是的中点;②;③;④当时,A.1 B.2 C.3 D.45.(2025·广东汕头·一模)如图,在三角形纸片中,,沿过点A的直线将纸片折叠,使点B落在边上的点D处;再折叠纸片,使点C与点D重合,若第二次的折痕与的交点为E,则的长是(
)A. B. C. D.6.(2025·广东汕头·模拟预测)在以“矩形的折叠”为主题的数学活动课上,某位同学进行了如下操作:第一步:将矩形纸片的一端,利用图①的方法折出一个正方形,然后把纸片展平;第二步:将图①中的矩形纸片折叠,使点C恰好落在点F处,得到折痕,如图②.根据以上的操作,若,,则线段的长是_____.
7.(2025·广东广州·三模)数学课上,老师让同学们以“矩形的折叠”为主题开展数学活动.如图,小明把矩形沿折叠,使点落在边的点处,其中,且,则矩形的面积为______.8.(2025·广东深圳·模拟预测)菱形中,,,点在边上,且.将线段绕点旋转,得到线段,连接,是线段的中点,连接,则旋转一周的过程中线段的最大值是_____.9.(2025·广东湛江·模拟预测)如图,在菱形中,,的长为6,点E是边上的动点,连接,将菱形沿着折叠,将菱形沿DE折叠,得到四边形,点A的对应点为点,点B的对应点为点.连接,延长交于点F,连接,若为直角三角形,且时,的长为________.10.(2025·广东肇庆·模拟预测)如图,在矩形中,,把沿对角线折叠,使点C落在处,交于点G,E、F分别是和上的点,线段交于点H,把沿折叠,使点D落在点A处,线段交于点M,则线段的长为_____.11.(2025·广东珠海·三模)综合与实践【发现问题】在进行综合与实践活动时,真智学习小组发现生活中常用的纸是一个长与宽的比为的矩形.【定义】若一个四边形为矩形,且相邻边的比为,则这个四边形为类矩形.【提出问题】如何用不同形状的纸折一个类矩形?【分析并解决问题】(1)真智学习小组利用一张纸对折一次,使与重合,折叠过程如图1所示,求证:四边形是类矩形;(2)真智学习小组利用一张正方形纸片折叠2次,展开后得折痕,,再将其沿折叠,使得点与点重合,折叠过程如图2所示.求证:四边形是类矩形;【拓展】(3)如图3,四边形纸片中,垂直平分,,,点,,,分别是边上的点,将四边形纸片沿折叠,使得点的对应点落在上,再沿折叠,使得点的对应点分别落在上,若四边形是类矩形,请直接写出的值.12.(2025·广东深圳·二模)综合与实践【发现问题】在进行综合与实践活动时,学习小组发现生活中常用的纸是一个长与宽的比为的矩形.【定义】若一个四边形为矩形,且长与宽的比为,则这个四边形为类矩形.【提出问题】如何用不同形状的纸折一个类矩形?【分析并解决问题】(1)学习小组利用一张纸对折一次,使与重合,折叠过程如图1所示,其中,,求证:四边形是类矩形;(2)学习小组利用一张正方形纸片折叠2次,展开后得折痕,,再将其沿折叠,使得点B与点E重合,折叠过程如图2所示.求证:四边形是类矩形;【拓展】(3)如图3,四边形纸片中,垂直平分,,,点E,F,G,H分别是边上的点,将四边形纸片沿折叠,使得点B的对应点落在上,再沿折叠,使得点C,D的对应点分别落在上,若四边形是类矩形,请直接写出的值.
13.(2026·广东佛山·一模)【问题情境】折纸是一种许多人熟悉的活动,在数学活动课上,老师让同学们以“图形的翻折”为主题开展数学活动.活动一:矩形可折叠矩形纸片中,在边上取一点沿翻折,使点落在矩形内部处;再次翻折矩形,使与所在直线重合,点落在直线上的点处,折痕为.翻折后的纸片如图1所示.活动二:折叠可得矩形如图2,将纸片沿中位线折叠,使点的对称点落在边上,再将纸片分别沿等腰和等腰的底边上的高线,折叠,折叠后的三个三角形拼合形成一个矩形.类似地,对多边形进行折叠,若翻折后的图形恰能拼合成一个无缝隙、无重叠的矩形,这样的矩形称为“叠合矩形”,如图3和图4.【提出问题】(1)如图1,的度数为;(2)如图1,若,,求的最大值;(3)纸片还可以按图4的方式折叠成一个叠合矩形,若,,直接写出的长;【解决问题】(4)如图5,一张矩形纸片通过活动一中的翻折方式得到四边形,其中的一边与矩形纸片的一边重合,,,,,求该矩形纸片较长边的长度.
14.(2025·广东茂名·模拟预测)数学活动课上,同学们将两个全等的三角形纸片完全重合放置,固定一个顶点,然后将其中一个纸片绕这个顶点旋转,来探究图形旋转的性质.已知等腰直角三角形纸片和中,,,.【初步感知】(1)如图1,纸片绕点逆时针旋转,连接,,证明:平分;【深入探究】(2)在(1)条件下,如图2,延长交于,求的长;【拓展延伸】(3)在纸片绕点旋转过程中,试探究,,三点能否构成直角三角形.若能,直接写出所有直角三角形的面积;若不能,请说明理由.15.(2025·广东深圳·一模)在平面内,先将一个多边形以点为位似中心放大或缩小,使所得多边形与原多边形对应线段的比为,并且原多边形上的任一点,它的对应点在线段或其延长线上;接着将所得多边形以点为旋转中心,逆时针旋转一个角度,记为,如果是顺时针旋转一个角度,则记为,这种经过位似和旋转的图形变换叫做旋转相似变换,其中点叫做旋转相似中心,叫做相似比,叫做旋转角.(1)填空:①如图1,将以点为旋转相似中心,放大为原来的2倍,再逆时针旋转,得到,这个旋转相似变换记为(___________,___________);②如图2,是边长为的等边三角形,将它作旋转相似变换,得到,则线段的长为___________;(2)如图3,经过得到,又将经过得到,连接,,求证:四边形是平行四边形.(3)如图4,在中,,,,若经过(2)中的变换得到的四边形恰好是正方形时,则的长为___________.
专题13几何变换综合(旋转、折叠)内●容●导●航第一部分题型破译微观解剖,精细教学典例引领方法透视变式演练题型01三角形中的折叠问题题型02平行四边形中的折叠问题题型03菱形中的折叠问题题型04矩形中的折叠问题题型05正方形中的折叠问题题型06三角形中的旋转问题题型07特殊平行四边形中的旋转问题第二部分题型训练整合应用,模拟实战题●型●破●译题型01三角形中的折叠问题典例引领【典例01】(2025·广东潮州·模拟预测)如图,把等边沿着折叠,使点恰好落在边上的点处,且,则的度数是(
).A. B. C. D.【答案】D【分析】本题考查等边三角形的性质,折叠的性质,三角形的内角和定理,熟练掌握相关知识是关键.由等边三角形的性质可得,由折叠的性质可得,因此.结合可计算出,最后利用三角形的内角和定理求出.【详解】解:由折叠的性质可得,∵是等边三角形,∴,∴,∵,∴,∴,∴.故选:D.【典例02】(2025·广东茂名·模拟预测)直角三角形纸片的两直角边的长分别为8和6,现将如图那样折叠,使点A与点B重合,折痕为,则的值是(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】本题考查折叠问题,勾股定理,三角函数,掌握相关知识点是解题的关键.由折叠,推导出,根据勾股定理,得到,求出,则,即可解答.【详解】解:由折叠,得,∵,∴,即,解得,∴.故选A.方法透视考向解读基础必考题,全题型覆盖,多为三角形边/角的折叠(沿中线、角平分线、高),考查折叠的全等性质、边角等量转化,常结合等腰/直角三角形性质求边长、角度,侧重折叠前后的不变量分析。方法技能①核心:折叠前后对应边相等、对应角相等(折痕为对称轴,两部分全等);②标注折叠后的等量边/角,结合三角形内角和、勾股定理、等腰三角形“三线合一”列等式;③遇直角三角形折叠,优先用勾股定理设未知数列方程求解。变式演练【变式01】(2025·广东广州·二模)如图,等边三角形的顶点,点在第一象限内,点在边上且,点为边上一动点(不与点重合),连接,将沿折叠得到,当的面积最小时,点到的距离为()A. B.2 C. D.【答案】D【分析】本题主要考查了等边三角形的性质、解直角三角形、折叠的性质,由等边三角形的性质可得,,求出,由折叠的性质可得,推出点在以为圆心,2为半径的圆上,作交于,交于,此时最小,得出的面积最小,解直角三角形得出,,即可得解.【详解】解:∵等边三角形的顶点,,∴,,∵,∴,∵点为边上一动点(不与点重合),连接,将沿折叠得到,∴,∴点在以为圆心,2为半径的圆上,作交于,交于,如图,,此时最小,∵,∴此时的面积最小,∵,∴,∴,∴当的面积最小时,点到的距离为.故选:D.【变式02】(2025·广东韶关·模拟预测)如图,在中,,.将折叠,使点与边的中点重合,折痕为,则线段的长为(
)A. B. C.2 D.【答案】B【分析】本题考查了勾股定理与折叠问题,根据题意得出,设,则,在中,,根据勾股定理建立方程,解方程,即可求解.【详解】解:∵是的中点,∴,设,∵将折叠,使点与边的中点重合,折痕为,∴,∵,在中,,即解得:即线段的长为故选:B.【变式03】(2025·广东江门·一模)如图,的三边的长度分别用表示,且满足,点在边上,将沿折叠,使点落在点,则的最小值为(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】本题考查了非负数的性质,勾股定理的逆定理,折叠的性质,点和圆的位置关系,三角形的三边关系,由非负数的性质可得,,进而由勾股定理的逆定理可得为直角三角形,又由折叠可得,,由此判断出点在以点为圆心,为半径的圆上,由三角形三边关系可得,即可求解,判断出点在以点为圆心,为半径的圆上是解题的关键.【详解】解:∵,∴,,,∴,,∴,,∵,∴为直角三角形,,由折叠可得,,,∴点在以点为圆心,为半径的圆上,如图,∵,∴,∴的最小值为,故选:.题型02平行四边形中的折叠问题典例引领【典例01】(2025·广东广州·二模)如图,将平行四边形沿对角线折叠,使点落在处.若,,则的度数为(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】本题考查了平行四边形的性质,折叠的性质,三角形的外角性质及三角形内角和定理等知识,由平行四边形的性质和折叠的性质得,再由三角形的外角性质得到,然后根据三角形内角和定理解答即可求解,熟练掌握平行四边形的性质和折叠的性质是解题的关键.【详解】解:∵四边形是平行四边形,,,由折叠的性质得,,,,,,故选:.【典例02】(2025·广东茂名·模拟预测)如图,的边,点是边的中点,,连接,将沿着折叠,点落在.若,则点到边的距离是(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】分别过点E、A作于点F,于点H,由题意易得,,进而可得∠FCE=∠AEH,则,设,点到边的距离是h,则,然后根据勾股定理可求解x,最后根据等积法可求解.【详解】解:分别过点E、A作于点F,于点H,如图所示:∵点是边的中点,,∴,∵,∴,∴,由折叠的性质可得,∵,∴,∴,设,点到边的距离是h,则,∵,∴在Rt△ABH中,,即,解得:(不符合题意,舍去),∴,∴根据△ABE的面积可得:,即,∴,即点到边的距离是;故选A.方法透视考向解读中档综合题,选择/解答为主,沿边、对角线、折痕折叠平行四边形,考查折叠性质与平行四边形对边平行且相等、对角相等的结合,常求边长、角度、重叠部分面积,侧重折叠后平行线的内错角转化。方法技能①由折叠得全等+平行四边形得边/角等量,推导等腰三角形(折叠后平行线形成等角);②设未知量表示相关边长,结合勾股定理/平行四边形面积公式计算;③重叠部分面积用“整体减部分”或直接利用等腰三角形/三角形面积公式求解。变式演练【变式01】(2025·广东阳江·模拟预测)如图,将沿对角线折叠,使点A落在点处,若,则的度数为______.【答案】108°/度【分析】此题考查平行四边形的性质和折叠问题,由平行四边形的性质和折叠的性质,得出,由三角形的外角性质求出,再由三角形内角和定理求出,即可得到结果.【详解】解:∵是平行四边形,∵,∴,由折叠可得,∴,又∵,∴,又∵,∴中,,∴,故答案为:.【变式02】(2025·广东深圳·三模)如图,将平行四边形沿折叠,点的对应点恰好为边上的三等分点(),若,,,则______.【答案】【分析】本题考查了翻折变换(折叠问题),平行四边形的性质,矩形的判定和性质,勾股定理,三角函数的定义,正确地作出辅助线是解题的关键.过作于,根据三角函数的定义得到,设,,根据勾股定理得到,求得,,根据平行四边形的性质得到,,求得,得到,得到,推出四边形是矩形,根据矩形的性质得到,根据折叠的性质得到,根据勾股定理即可得到结论.【详解】解:过作于,,,,设,,,,,,四边形是平行四边形,,,,点是边上的三等分点,,,,,四边形是矩形,,将平行四边形沿折叠,点的对应点恰好为边上的三等分点,,,,,故答案为:.【变式03】(2025·广东江门·一模)如图,在平行四边形中,将沿折叠后,点恰好落在的延长线上的点处.若,则的周长为_________.
【答案】24【分析】根据平行四边形性质得到,再由折叠性质,确定垂直平分,从而得到为等边三角形,即可得到答案.【详解】解:∵四边形是平行四边形,∴,∵将沿折叠后,点恰好落在的延长线上的点处,∴垂直平分,∴,∴,∴等腰为等边三角形,∴的周长为,故答案为:24.题型03菱形中的折叠问题典例引领【典例01】(2025·广东广州·模拟预测)如图,将菱形纸片折叠,使点落在边的点处,折痕为,若,为的中点,,则图形的面积是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】本题考查了菱形的性质,折叠的性质,勾股定理,等边三角形的性质与判定;连接,根据菱形的性质得出,则是等边三角形,根据等边三角形的性质,勾股定理求得的长,进而求得,根据折叠的性质可得,即可求解.【详解】解:如图所示,连接,∵四边形是菱形,,∴,则是等边三角形,∵,为的中点,∴,,∴,∴,∵折叠,∴,∴图形的面积是,(此时点重合)故选:B.【典例02】(2025·广东揭阳·模拟预测)如图,在菱形中,,,是上一点,把四边形沿折叠后得到四边形,,则的长为(
)
A. B.3 C. D.【答案】D【分析】本题考查折叠,菱形的性质,正方形的判定和性质,三角函数,熟练掌握数形结合的思想是解题的关键;根据题意,连接,延长到于点,延长到于点,证明为正方形,根据三角函数求出,的长度,即可求解;【详解】解:连接,延长到于点,延长到于点,
因为四边形沿折叠后得到四边形,,,为正方形,,,,,,,故选:D方法透视考向解读中档综合题,选择/解答为主,沿对角线、对称轴、边折叠菱形,考查折叠性质与菱形邻边相等、对角线垂直平分的特殊性质结合,常求边长、对角线长、角度、面积,侧重直角三角形的构造与计算。方法技能①折叠+菱形性质得全等三角形+直角三角形(对角线垂直);②利用菱形对角线平分内角、垂直平分的性质,结合折叠的等量关系,在直角三角形中用勾股定理/三角函数求解;③折叠后重叠部分多为等腰三角形/菱形,利用对称性简化计算。变式演练【变式01】(2025·广东深圳·模拟预测)如图,在菱形中,,,是上一点,将菱形沿折叠,使、的对应点分别是、,当时,则点到的距离是(
)
A. B. C.6 D.【答案】D【分析】过作于,过作于,由菱形性质和正切定义求出,,再由折叠证明,得到,从而得到,则,则问题可解.【详解】解:过作于,过作于,
由已知,,,∴,,∴设,则,∴在中,,,解得,∴,,由折叠可知,,,∵,∴,∵,∴,∴∴∵,∴,∵,∴,∴,∴,∴点到的距离是.故选:D.【变式02】(2025·广东中山·模拟预测)已知:菱形中,,,与交于点,点为上一点,以为对称轴,折叠,使点的对应点恰好落在边上,则的长为(
)
A. B. C. D.【答案】A【分析】欲求的长,需要找出与相关联的(或转化为求).经过观察发现.则,只需求出长即可进一步解出的长度.【详解】是菱形,,,,由拆叠可知,,,,,,,故选A.【变式03】(2025·广东珠海·模拟预测)如图,在菱形中,.为边中点.将菱形沿过点的直线折叠,使点落在直线上的点处,折痕为,与交于点.有如下结论:;;;,则正确结论有(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】本题考查了折叠问题,全等三角形的判定和性质,菱形的性质,直角三角形的性质,正确地作出辅助线是解题的关键.连接,根据菱形的性质得到,,推出和是等边三角形,根据等腰三角形的性质得到,根据旋转的性质得到,求得,根据三角形的内角和定理得到,从而判断;根据三角函数的定义得到,从而判断;易得,通过线段之间的数量关系,证明,再根据全等三角形的性质得到,从而判断;过作于,求得,易证得,根据全等三角形的性质得到,求得,得到,根据三角形的面积公式即可得到结论.【详解】解:如图所示,连接,交于点,四边形是菱形,,,和是等边三角形,是边的中点,,将菱形沿过点的直线折叠,使点落在直线上的点处,,,,,故正确;,,,故正确;,,,,,,,,,,,,故正确;过作于,,,,,,,,,,,,,,,,故错误.故正确结论有:.故选:B.题型04矩形中的折叠问题典例引领【典例01】(2025·广东肇庆·模拟预测)如图,在矩形中,点E在上,将沿折叠,点D恰好落在边上点F处;点G在上,将沿折叠,点B恰好落在线段上点H处.若,则(
)A.4 B.5 C.6 D.8【答案】C【分析】本题考查了矩形与折叠,勾股定理,相似三角形的判定与性质等知识点,解题的关键是证明出.先证明,则由可得,设,则,,然后对运用勾股定理建立方程求解.【详解】解:∵四边形是矩形,∴,,∵折叠,∴,∴,∴∵,∴,∵,∴,∴设,则,,∴在中,由勾股定理得,解得:或(舍),∴,故选:C.【典例02】(2025·广东广州·一模)如图,科技社团的同学们用矩形硬纸板制作立体模型,其中一个结构的制作需将纸板沿折叠得到,折叠后与交于点,已知,则的大小为(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】本题主要考查矩形的性质,平行线的性质,折叠的性质,由折叠得是解题的关键.根据矩形的性质可得,,由平行线的性质及直角三角形的性质求出,根据折叠的性质可得,进而可求解.【详解】解:在矩形中,,,,,由折叠可知:,,,.故选:B.方法透视考向解读高频压轴题,全题型覆盖,沿边、对角线、任意折痕折叠矩形,中考核心考点,考查折叠性质与矩形直角、对边相等的结合,常求折痕长、边长、重叠部分面积,侧重勾股定理的方程思想应用。方法技能①折叠得对应边相等、对应角相等,标注等量,结合矩形直角构造直角三角形;②设未知量(如折叠后重合的边长),利用勾股定理列一元二次方程求解;③折痕长可通过“构造直角三角形求斜边”,重叠部分面积优先找底和高(多为等腰三角形)。变式演练【变式01】(2025·广东东莞·模拟预测)如图,矩形中,,,P是边中点,将顶点D折叠至线段上一点,折痕为,此时,点C折叠至点.下列说法中错误的是(
)A. B.当时,C.当时,是等腰三角形 D.【答案】C【分析】根据矩形的性质,直角三角形的性质,三角函数,勾股定理,折叠的性质计算判断即可.【详解】∵矩形中,,,P是边中点,∴,,∴,∴,故A正确;∵矩形,∴,∴,∴,故D正确;设,根据题意,得,,∵,∴,解得,∴,故B正确;当时,设,根据题意,得,∴,解得;此时重合,三角形不存在,不符合题意;当时,过点作于点N,则;∵矩形,∴,∴,∴,设,根据题意,得,,∴,解得;∴,解得;∴;当时,过点作于点H,设,根据题意,得,∴,,∴,根据勾股定理,得,∴解得;∴;综上所述,或,故C错误,故选C.【变式02】(2025·广东河源·模拟预测)如图,在矩形ABCD中,AD=2AB,将矩形ABCD对折,得到折痕MN;沿着CM折叠,点D的对应点为E,ME与BC的交点为F;再沿着MP折叠,使得AM与EM重合,折痕为MP,此时点B的对应点为G.下列结论:①△CMP是直角三角形;②PC=MP;③tan∠NMF=;④点F是△CMP外接圆的圆心;⑤S四边形PMCG=6S△PNM.其中正确的是()A.①④ B.②④⑤ C.②⑤ D.①②④【答案】A【分析】根据折叠的性质得到∠DMC=∠EMC,∠AMP=∠EMP,于是得到∠PME+∠CME=180°=90°,求得△CMP是直角三角形,①正确,符合题意;由折叠可得∠DMC=∠MCP,易得△DMC∽△MCP,则,易得CP=MP,故②错误,不符合题意;由图形可知∠NMF=∠ECF,则tan∠NMF=tan∠PCG==,故③错误,不符合题意;由折叠易得∠EMC=∠MCP,∠EMP=∠MPC,所以PF=FM=FC,即点F是△CMP的外接圆的圆心,故④正确,符合题意;由图形可知,S四边形PMCG=S梯形PMEG+S△MCE=S梯形PMAB+S△MCD,可表示四边形PMCG的面积和△PNM的面积,可得S四边形PMCG=5S△PNM,故⑤错误,不符合题意.【详解】解:∵沿着CM折叠,点D的对应点为E,∴∠DMC=∠EMC,∵再沿着MP折叠,使得AM与EM重合,折痕为MP,∴∠AMP=∠EMP,∵∠AMD=180°,∴∠PME+∠CME=×180°=90°,∴△CMP是直角三角形;故①正确,符合题意;在矩形ABCD中,AD=2AB,设AB=a,则CD=a,AD=BC=2a将矩形ABCD对折,得到折痕MN,∴AM=DM=BN=CN=a,在Rt△CDM中,∠D=90°,CM=a,由①知,∠CMP=90°,∴∠CMP=∠D,∵AD∥BC,∴∠DMC=∠MCP,∴△DMC∽△MCP,∴,∴=,即CP=MP,故②错误,不符合题意;由上可知,△DMC∽△MCP,∴MC2=CP•DM,即(a)2=a•CP,∴CP=a,∴BP=a,由折叠可知,PG=BP=a,∠G=∠B=90°,∠MEG=∠A=90°,∠MEC=∠D=90°,GE=AB=a,CE=CD=a,∴点C,E,G三点共线,∴CG=2a,∴tan∠PCG===,又∠MNC=∠MEC=90°,∠MFN=∠EFC,∴∠NMF=∠ECF,∴tan∠NMF=tan∠PCG=,故③错误,不符合题意;由折叠可知,∠DMC=∠EMC,∠AMP=∠EMP,又∵AD∥BC,∴∠DMC=∠MCP,∠AMP=∠MPC,∴∠EMC=∠MCP,∠EMP=∠MPC,∴PF=FM=FC,即点F是△CMP的外接圆的圆心,故④正确,符合题意;如图,S四边形PMCG=S梯形PMEG+S△MCE=S梯形PMAB+S△MCD,∵S梯形PMAB=•(BP+AM)•AB=×(a+a)×a=a2,S△MCD=•MD•CD=×a•a=a2,∴S四边形PMCG=a2,又S△PNM=•MN•PN=a•a=a2,即S四边形PMCG=5S△PNM,故⑤错误,不符合题意.∴符合题意的有2个.故选:A.【变式03】(2025·广东梅州·模拟预测)如图,把一张长方形纸片沿对角线折叠,点的对应点为,与相交于点,则下列结论不一定成立的是(
)A.是等腰三角形 B.C.平分 D.折叠后的图形是轴对称图形【答案】C【分析】由折叠前后的两个图形全等可以得出∠FBD=∠DBC,由长方形的性质可以得出AD∥BC,所以∠FDB=∠FBD=∠DBC,故得出是等腰三角形,根据折叠的性质可证的,折叠前后的两个图形是轴对称图形.【详解】解:∵∴∠FBD=∠DBC∵AD∥BC∴∠FDB=∠FBD=∠DBC∴是等腰三角形∴A选项正确;∵∴AB=ED在△AFB和△FED中∴∴B选项正确;折叠前后的图形是轴对称图形,对称轴为BD∴D选项正确;故选:C.题型05正方形中的折叠问题典例引领【典例01】(2025·广东韶关·一模)如图,点是正方形的边的中点,连接,将沿折叠得到,延长交于点.若,则的长为(
)A.1.5 B.1 C. D.【答案】D【分析】本题主要考查了正方形的性质,折叠的性质,勾股定理,全等三角形的性质与判定,解题的关键在于能够熟练掌握相关知识进行求解.连接,根据折叠的性质和正方形的性质可得,,即可证明得到,设,则,,在中,由勾股定理进行求解即可.【详解】解:如图所示,连接,∵四边形是正方形,∴,由折叠的性质可得,,,∵,∴,又∵,∴,∴,设,则,在中,由勾股定理得,,∴,解得,即,故选:D.【典例02】(2025·广东肇庆·一模)如图,在正方形中,E为的中点,F为上一点(不与B,C重合),将沿所在的直线折叠,得到,连接.当时,的值是(
)A.1 B. C. D.【答案】B【分析】由正方形的性质得,由E为的中点,得,由折叠得,则,而,可证明是等边三角形,则,求得,,则,所以,于是得到问题的答案.【详解】解:∵四边形是正方形,∴,∵E为的中点,∴,由折叠得,∴,∵,∴,∴是等边三角形,∴,∴,∴,∴∴,∵,∴,故选:B.方法透视考向解读压轴难题,选择/解答压轴为主,沿对角线、对称轴、任意折痕折叠正方形,融合折叠性质与正方形四边相等、四角直角、对角线垂直平分且相等的所有特殊性质,常结合旋转、全等考查,求边长、角度、面积、折痕长,侧重综合推理与方程思想。方法技能①折叠+正方形性质得等腰直角三角形、全等直角三角形,充分利用对角线与边长的2倍关系;②设未知量,用勾股定理/三角函数列方程,复杂图形用“割补法”求面积;③折痕问题结合对称性,作垂线构造直角三角形求解,重叠部分利用全等简化计算。变式演练【变式01】(2025·广东清远·模拟预测)如图,在正方形中,,点E,F分别在边上,,若将四边形沿折叠,点恰好落在边上,则的长度为()A.1 B. C.3 D.2【答案】D【分析】本题考查正方形的性质,折叠的性质,含30度角的直角三角形的性质,根据可得,根据折叠前后对应角相等、对应边相等,可得,,进而可得,根据含30度角的直角三角形的性质可得,设,则,,列方程即可求解.【详解】解:∵四边形是正方形,∴,,∴,∵将四边形沿折叠,点恰好落在边上,∴,,∴,∴,∴,设,则,,∴,解得.故选D.【变式02】(2025·广东深圳·三模)如图,在正方形纸片中,E是边的中点,将正方形纸片沿折叠,点B落在点P处,延长交于点Q,连接并延长交于点F.则_______.【答案】【分析】本题考查了折叠的性质,正方形的性质,勾股定理,全等三角形的判定与性质,掌握以上知识并正确作出辅助线是解题关键.证明,从而可证明,设,正方形的边长设为,在中利用勾股定理建立方程,解得,进而可求出结论.【详解】解:如图,连接,∵在正方形纸片中,E是边的中点,.由折叠性质可得,,由折叠可得,.,设,正方形的边长设为,,∴由勾股定理可得:,解得:,∴,由折叠性质可得,∴,即故答案为:.【变式03】(2025·广东广州·二模)如图,在边长为的正方形中,对角线、交于点,折叠正方形纸片,使落在上,点恰好与上的点重合,展开后折痕分别交、于点、,连接,给出下列结论,①;②四边形是菱形;③;④,其中正确的是______.【答案】①②③④【分析】由正方形的性质得,,,,,则,所以,由折叠得,,,则,,可判断正确;所以,则,所以,则四边形是菱形,可判断正确;可证明,,则,求得,,则,可判断正确;再证明,则,所以,可判断正确,于是得到问题的答案.【详解】解:四边形是正方形,对角线、交于点,,,,,,,,,由折叠得,,,,,故正确;,,,四边形是菱形,故正确;,,,,,,,,,,,,故正确;,,,,,故正确,故答案为:.题型06三角形中的旋转问题典例引领【典例01】(2025·广东佛山·三模)如图1,在中,,将绕点顺时针旋转到,连接.(1)绕点旋转过程中,求证:;(2)绕点旋转过程中,延长交线段于点,当四边形为平行四边形时,求线段的长度;(3)在绕点旋转过程中,是否存在以、、为顶点,且为腰的等腰三角形,若存在,直接写出的长度,若不存在,说明理由.【答案】(1)见解析;(2);(3)存在,或.【分析】本题考查了相似三角形的判定和性质,等腰三角形的性质,确定圆的条件,解直角三角形等知识,掌握以上知识是解答本题的关键.(1)可得出,,进而得出,从而;(2)连接,根据,得出,,从而点、、、共圆,从而,从而得出,进而得出,进一步得出结果;(3)作于,作于,设,当时,可得出,,,从而得出,,,在中根据勾股定理得出的值,进而得出的值;同样方法求得当时的结果.【详解】(1)解:∵绕点顺时针旋转到,∴,,∴,,∴,∴;(2)解:连接,如图:,∵,,,∴,,由(1)知,,∴,,即,∴点、、、共圆,∵,∴,∵,∴,∵四边形是平行四边形,∴,∴,∵,∴,∴;(3)解:作于,作于,设,如图:,当时,∵,∴,由(2)知,,,点、、、共圆,∴,,∴,,∴,,∴,在中,由勾股定理得,,即,∴,;当时,如图:,∵,∴,∴,在中,,由勾股定理得,,∴,∴,∴,综上所述:或;【典例02】(2025·广东珠海·三模)在,中,,,,连接、,取的中点(1)【观察猜想】如图1中,若O、C、A在一条直线上,线段与的数量关系是______,位置关系是______.(2)【探究证明】若将旋转到图2的位置,判定中(1)的结论是否仍然成立,并说明理由.(3)【拓展延伸】设交与G,若将由图1的位置绕O顺时针旋转,且,,是否存在角度使得?若存在,请直接写出此时的面积;若不存在,请说明理由.【答案】(1),;(2)(1)的结仍然成立,理由见解析;(3)或.【分析】(1)先由证得,得到和,再结合是的中点得出,进而得,最后通过角的等量代换证明.(2)通过延长至使,先由证得且,进而推出,再由证,最后通过角的关系证明结论.(3)分两种情况,通过作于,利用解直角三角形和直角三角形中角的性质求出相关线段长度,再根据不同情况的面积和差关系计算的面积.【详解】(1)解:,,,,,,点是的中点,,,,,,.故答案为:,.(2)解:(1)的结论仍然成立,理由如下:如图2中,延长到,使得,设交于,交于,,,,,,,,,,,,,,,∵,,,,,∴.综上,(1)的结论,仍然成立.(3)解:①如图,当,作于,连接,,,,∴,∴,∴,∵,∴,∵,即,,;②如图,过点作的延长线于,连接,同①可知,,,∵,∴,∴,.综上所述,的面积为或.方法透视考向解读中档综合题,解答题为主,多为绕顶点旋转(含30°/60°/90°特殊角),考查旋转的性质、全等三角形构造,常求边长、角度、旋转角,侧重旋转前后的不变量与特殊角的应用。方法技能①核心:旋转前后对应边相等、对应角相等、旋转角相等;②绕顶点旋转则公共顶点为旋转中心,构造旋转型全等三角形,转移分散的边/角;③特殊角旋转(60°/90°)可构造等边三角形/等腰直角三角形,利用其性质直接推导边角关系。变式演练【变式01】(2025·广东广州·模拟预测)问题情境:“综合与实践”课上,老师提出如下问题:将图①中的矩形纸片沿对角线剪开,得到两个全等的三角形纸片,表示为和,其中,将和按图②所示方式摆放,其中点B与点F重合(标记为点B).当时,延长交于点G,则四边形的形状为.
深入探究:老师将图②中的绕点B逆时针方向旋转,使点E落在内部,并让同学们提出新的问题.(1)“巧思小组”提出问题:如图③,当时,过点A作交的延长线于点与交于点N.试猜想线段和的数量关系,并加以证明.(2)“聪慧小组”提出问题:如图④,当时,过点A作于点H,若,则.【答案】问题情境:正方形;深入探究:(1);见解析;(2)【分析】问题情境:先证明四边形是矩形,再由可得,从而得四边形是正方形;深入探究:(1)由已知可得,再由等积方法,推出,再结合已知即可证明结论:(2)设的交点为,过作于,则易得,点是的中点;利用三角函数知识可求得的长,进而求得的长,利用相似三角形的性质即可求得结果.【详解】解:问题情境:结论:四边形为正方形.理由如下:,,,,,,∴四边形为矩形.∵,,∴矩形为正方形.故答案为:正方形:深入探究:(1)结论:.理由:∵,,,,,即,,,,由(1)得,;(2)解:如图:设的交点为,过作于,
∵,,,,,,,∴点是的中点,由勾股定理得,,,,即,,,,,.【变式02】(2025·广东东莞·模拟预测)如图(1),在中,.点D是边上任意一点(不与B,C重合),连接,过点D作于点E,连接,点F为中点,连接.(1)当时,判断四边形的形状,并证明.(2)点D在线段上的什么位置时,的面积最大?请说明理由.(3)如图(1)中的绕点B旋转到如图(2)所示位置,得到,使得点A在直线上,连接,点为中点,与交于点G,其他条件不变.求证:.【答案】(1)四边形是菱形,理由见解析(2)当时,的面积最大,理由见解析(3)见解析【分析】(1)求得,则,证明是的平分线,利用含30度角的直角三角形的性质以及斜边中线的性质推出,即可证明结论;(2)设,,推出,利用二次函数的性质即可求解;(3)作点A关于的对称点,点关于的对称点H,证明都是等边三角形,推出,再根据三角形中位线定理即可证明结论.【详解】(1)解:四边形是菱形,理由如下:∵在中,,∴,则,∵,∴,∴是的平分线,则,∴,∵点F为中点,∴,∴,∴四边形是菱形;(2)解:当时,的面积最大,理由如下:设,,则,,,,,,∵点F为中点,∴,∵,∴当时,有最大值,此时,即,∴当时,的面积最大;(3)解:作点A关于的对称点,点关于的对称点H,连接,则,,∴,由题意得,∴都是等边三角形,∵,∴,∴,∵点为中点,∴是的中位线,
∴,∴.【变式03】(2025·广东深圳·模拟预测)【问题初探】(1)如图1,等腰中,,点为边一点,以为腰向下作等腰,.连接,,点为的中点,连接.猜想并证明线段与的数量关系和位置关系.【深入探究】(2)在(1)的条件下,如图2,将等腰绕点旋转,上述结论是否仍然成立?若成立,请证明;若不成立,请说明理由.【拓展迁移】(3)如图3,等腰中,,.在中,,.连接,,点为的中点,连接.绕点旋转过程中,①线段与的数量关系为:__________;②若,,当点在等腰内部且的度数最大时,线段的长度为__________.【答案】(1),,理由见解析;(2)结论,,仍然成立,理由见解析;(3)①;②【分析】(1)延长交于点,根据等腰直角三角形的性质先证明,可得,再由直角三角形的性质可得,从而得到,设,则,可得,再由,,,即可;(2)取的中点,连接,,延长分别交,于点,,根据等腰直角三角形的性质可得,可证明,从而得到,,即可;(3)①取的中点,连接,,延长分别交,于点,,根据等腰三角形的性质以及直角三角形的性质,可得,可证明,即可;②根据题意可得点D在以点B为圆心,长为半径的圆上运动,则可得当时,最大,过点E作,可得四边形为矩形,从而得到,再由勾股定理求出,从而得到,在中,再由勾股定理求出,即可求解.【详解】解:(1),,理由如下:如图,延长交于点,为等腰直角三角形,,,为等腰直角三角形,,,,又,,,在中,点为斜边的中点,,,设,则,,,在,点为斜边的中点,,,,,;(2)结论,,仍然成立,理由如下:如图,取的中点,连接,,延长分别交,于点,,点,分别是,的中点,,,,在等腰中,点是的中点,,,,点,分别是,的中点,,,,,,,,即,,,在和中,,,,即.综上:,;(3)①如图,取的中点,连接,,延长分别交,于点,∵,,∴,∵,∴,∴,∴,点,分别是,的中点,,,,在等腰中,点是的中点,,,,,∴,∴,即,,点,分别是,的中点,,,,,,,,∴;故答案为:②∵,,∴点D在以点B为圆心,长为半径的圆上运动,∴当时,最大,过点E作,∴,∴四边形为矩形,∴,在中,,在中,,,∴,∴,在中,,由①得:,.题型07特殊平行四边形中的旋转问题典例引领【典例01】(2025·广东惠州·模拟预测)综合与实践问题情境:在综合与实践课上,老师让同学们利用准备好的两个矩形纸片进行探究活动.智慧小组准备了两张矩形纸片和,其中,将它们按如图所示的方式放置,点落在上,点落在的延长线上,连接和.观察发现:(1)如图连接,则和的位置关系是__________,___________.操作探究:(2)如图,将矩形绕点按顺时针方向旋转(),试探究(1)中和的数量关系是否仍然成立,并说明理由.拓展延伸:(3)在矩形旋转的过程中,当三点共线时,直接写出线段的长.【答案】(1);;(2)成立,见解析;(3)或【分析】本题考查了矩形的性质,旋转的性质,相似三角形的判定及性质,计算较复杂,做出正确的辅助线是解题的关键.(1)由矩形性质得到的长度,求的长度,用勾股定理求解的长度,可得,用勾股定理逆定理可判定是直角三角形,故.(2)连接和,结合矩形性质和勾股定理可求的长度,求得,且,故,可得、,求得,故,得证;(3)有两种情况,若当点在的延长线上,在直角三角形中求,则,结合(2)中,可求;若点在线段上,在直角三角形中求,则,结合(2)中,可求.【详解】解:如下图,连接,延长相交于,∵四边形和四边形都是矩形,∴,,∴在中,,同理:,,∴∵,∴是直角三角形,∴,.故答案为:垂直,;(2)成立理由:如下图,连接和.四边形是矩形,,∴,,∴四边形是矩形,,∴,∴在和中,,,∴.,∴,∴,∴,∴∵,,∴,∴,∴(3)的长为或情况一:如下图,当点在的延长线上时,,∴为直角三角形,∴,即,∴,∴.由(2)得,∴.情况二:如图,当点在线段上时,,∴为直角三角形,∴,即,∴,∴.由(2)得,∴.综上所述,当三点共线时,线段的长为或.【典例02】(2025·广东江门·二模)综合运用如图,在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,,,以,为邻边构造矩形,以点A为旋转中心,顺时针旋转矩形(旋转角为α,),得到矩形,点B,C,O的对应点分别为点D,E,F.连接,,.(1)当点F在线段上时,求的度数;(2)当点B在直线上时,求点F的坐标;(3)当与矩形的任意一条边垂直时,求的面积.【答案】(1)(2)(3)15【分析】(1)由旋转的性质可得,根据矩形的性质可得,,在中,利用锐角三角函数求得,即可求解;(2)当点B在直线上时,如图,连接、,过点F作轴于点M,交于点H,由旋转的性质得,,,,证明,可得,,再根据等腰三角形的性质可得,设,则,在中,利用勾股定理列方程求得,,证明,得,求得,,从而求得,,即可求解;(3)当时,如图,连接、,过点B作于点N,由旋转的性质得,,,根据等腰三角形的性质可得,证明,得,,设,则,在中,利用勾股定理列方程求得,,证明,可得,从而求得,再利用三角形面积公式求解即可;当时,,即点C、E、D三点共线,故可得与不垂直.【详解】(1)解:如图,由旋转的性质得,,∵四边形是矩形,∴,,在中,,∴;(2)解:当点B在直线上时,如图,连接、,过点F作轴于点M,交于点H,由旋转的性质得,,,,∵,∴,∴,,∵,,∴,设,则,在中,,解得,∴,,∵轴,∴,∴,∴,即,∴,,∵,∴四边形是矩形,∴,∴,,∴;(3)解:当时,如图,连接、,过点B作于点N,由旋转的性质得,,,∵,∴,∵,,∴,∴,,设,则,在中,,解得,∴,,∵,,∴,∴,即,解得,∴;如图,当时,,∴点C、E、D三点共线,∵矩形绕点A顺时旋转得到,∴点C、E、D三点不共线,∴与不垂直,综上所述,的面积为15.方法透视考向解读压轴难题,解答题压轴为主,绕中心、顶点、对角线交点旋转矩形/菱形/正方形(多为90°/180°),考查旋转性质与特殊平行四边形性质的综合,常求动点轨迹、边长、面积、重叠部分形状,侧重分类讨论与数形结合。方法技能①绕中心/对角线交点旋转180°为中心对称,旋转后与原图形重合;绕顶点旋转90°优先构造全等直角三角形;②利用特殊平行四边形的边/角/对角线性质,结合旋转角标注等量,用勾股定理/三角函数/相似三角形求解;③重叠部分多为特殊图形(正方形、矩形、等腰三角形),根据旋转角度分类讨论其形状与面积变化。变式演练【变式01】(2025·广东湛江·模拟预测)综合与实践问题情境:如图1,正方形和正方形有公共顶点,,,现将正方形绕点按顺时针方向旋转,旋转角为,连接,.
(1)猜想证明:猜想图2中与的数量关系并证明;(2)探究发现:如图3,当时,连接,延长交于点,求证:垂直平分;(3)拓展延伸:在旋转过程中,当的面积最大时,直接写出此时旋转角的度数和的面积.【答案】(1)(2)证明见解析(3),的面积【分析】(1)利用“”证得即可得到结论;(2)由推出,,通过计算得出,即可得证;(3)当点在线段的垂直平分线上时,的面积有最大值,利用等腰直角三角形的性质结合面积公式即可求解.【详解】(1)解:,证明:在正方形中,,,在正方形中,,,,即,,;(2)证明:由(1)知,即,,,垂直平分(3)解:在中,边的长是定值,则边上的高取最大值时的面积有最大值,当点在线段的垂直平分线上时,的面积有最大值,作垂直平分于点,如下图:
,,垂直平分,,,,,,,,.【变式02】(2025·广东揭阳·模拟预测)阅读下面活动内容,完成探究1-3的问题:将一个矩形绕点A顺时针旋转α,得到矩形,连结.
[探究1]如图1,当时,点恰好在延长线上.若,求的长.[探究2]如图2,连结,过点作交于点M,线段与相等吗?请说明理由.[探究3]在探究2的条件下,射线分别交,于点P,N(如图3),发现线段存在一定的数量关系,请写出这个关系式,并加以证明.【答案】[探究1]:;[探究2]:相等,理由见解析;[探究3]:,证明见解析.【分析】[探究1]证,设,列出比例式并解出即可;[探究2]先证,得,由得;由前两个结论得,然后即可得出;[探究3]连接,证,然后得,证,列出比例式即可;【详解】解:(探究1)如图1,设,
∵矩形绕点A顺时针旋转得到矩形,∴点A,B,D在同一直线上,∴,,∴,∵,∴,又∵点在的延长线上,∴,∴,∴,解得,(不合题意,舍去),∴.(2).证明:如图2,连接,
∵,∴,∵,,,∴,∴,∴,∵,∴,∴,∴,(3)关系式为.证明:如图3,连接,
∵,,,∴,∴,∵,,∴,∴,在和中,,,∴,∴,∴,∴.【变式03】(2025·广东云浮·模拟预测)如图,四边形ABCD和四边形GHIJ都是正方形,点E同时是边BC和HI的中点,点F是边AD的中点,点K是边GJ的中点,连接BH,FK.(1)如图1,当HI与BC在同一条直线上时,直接写出BH与FK的数量关系和位置关系;(2)正方形ABCD固定不动,将图1中的正方形GHIJ绕点E顺时针旋转角,如图2所示,判断(1)中的结论是否仍然成立,若成立,请加以证明:若不成立,说明理由;(3)正方形ABCD固定不动,将图1中的正方形GHIJ绕点E旋转角,作于点L.设,线段AB,BH,HG,GK,KF,FA所围成的图形面积为S.当,时,求S关于x的函数关系式,并写出相应的x的取值范围.【答案】(1)BH与FK的数量关系为FK=2BH,位置关系为FK⊥BH(2)仍然成立,BH与FK的数量关系不变,FK=2BH,位置关系不变FK⊥BH,证明见解析(3),变量x的取值范围是【分析】(1),根据正方形的性质和中点定义,可知AB=BC,GH=HI,BE=EC,EH=EI,进而得出BH=IC,再根据FK=AB-GH,可得答案.(2),先连接FE,KE,再根据两边成比例且夹角相等的两个三角形形似,得,进而得出,即可得出数量关系.再延长FK,交BC于M,延长BH,交FM于N,由①可得∠HBE=∠KFE,进而得出∠BNM=90°,即可得出位置关系.(3),分两种情况:第一:当正方形GHIJ绕点E顺时针旋转α时,表示EL,再求出,,表示,再根据,得出,最后根据列出关系式,并求出取值范围.第二:当正方形GHIJ绕点E逆时针旋转α时,与第一类似,再根据列出关系式,并求出自变量取值范围,最后确定答案即可.【详解】(1)解:BH与FK的数量关系为FK=2BH,位置关系为FK⊥BH.根据题意可知AB=BC,GH=HI,BE=EC,EH=EI,∴BH=BE-HE,IC=EC-EI,即BH=IC.∴FK=AB-GH=BC-HI=BH+IC=2BH.(2)当正方形GHIJ绕点E旋转α()角时,其数量和位置关系不变先证FK=2BH连接FE,KE由题意可得到,∠FEB=∠KEH=90°可得∠HEB+∠FEH=∠KEF+∠FEH∴∠HEB=∠KEF∴∴即FK=2BH②再证FK⊥BH延长FK,交BC于M,延长BH,交FM于N由①可得∠HBE=∠KFE∴∠HBE+∠FMB=∠KFE+∠FMB=90°∴∠BNM=90°即FK⊥BH∴BH与FK的数量关系不变,FK=2BH,位置关系不变FK⊥BH(3)正方形GHIJ绕点E旋转α(0°≤α≤90°),有以下两种情况:当正方形GHIJ绕点E顺时针旋转α时,EL=x-3.如图,,∵,∴∴又∵因此自变量x的取值范围是当正方形GHIJ绕点E逆时针旋转α时,EL=3-x.如图,,∵,∴∴又∵因此自变量x的取值范围是.综上所述,.题●型●训●练1.(2025·广东中山·模拟预测)如图,把长方形纸片沿对角线折叠,设重叠部分为,那么,有下列说法:①是等腰三角形,;②折叠后和一定相等;③折叠后得到的图形是轴对称图形;④和一定是全等三角形.其中正确的是(
)
A.①②③ B.①③④ C.①②④ D.①②③④【答案】B【分析】根据矩形的性质得到,,再由对顶角相等可得,推出,根据等腰三角形的性质即可得到结论,依此可得①③④正确;无法判断和是否相等.【详解】解:四边形为长方形,,,在和中,,,,为等腰三角形,折叠后得到的图形是轴对称图形,无法判断和是否相等.故其中正确的是①③④.故选B.2.(2025·广东深圳·模拟预测)如图,菱形的对角线交于原点O,.将菱形绕原点O逆时针旋转,每次旋转,则第2023次旋转结束时,点C的坐标为()A. B. C. D.【答案】C【分析】首先根据菱形的性质及旋转的规律,可得第2023次旋转结束时,点在第三象限,过点作轴于点,延长到点,使,过点作轴于点,再根据菱形的性质及全等三角形的判定,即可求得点的坐标,据此即可求解.【详解】解:将菱形绕原点逆时针旋转,每次旋转,,旋转4次后回到原来的位置,,第2023次旋转结束时,点在第三象限,如图:过点作轴于点,延长到点,使,过点作轴于点,,,四边形是菱形,,,,,,,,,,,,,,故第2023次旋转结束时,点的坐标为,故选:C.3.(2025·广东广州·模拟预测)如图,把正方形纸片沿对边中点所在的直线对折后展开,折痕为,再过点B折叠纸片,使点A落在上的点F处,折痕为.若,则()A.2 B. C. D.1【答案】A【分析】本题考查正方形的性质、折叠的性质及勾股定理的应用,解题关键是设正方形边长为未知数,结合勾股定理列方程求解.设正方形边长,由折叠性质得;根据正方形对边中点折痕,得;在中,用勾股定理求出;再由且(),列出方程,解方程得,即.【详解】解:设,则,,∴中,,又∵,,∴,解得,∴,故选:A.4.(2025·广东汕尾·模拟预测)如图,将四边形纸片沿过点A的直线折叠,使得点B落在上的点M处.折痕为;再将分别沿,折叠,此时点C,D落在上的同一点N处.下面结论中正确的个数为(
)①M是的中点;②;③;④当时,A.1 B.2 C.3 D.4【答案】D【分析】根据折叠性质可知DM=MN=CM可判断①正确;由折叠性质得∠D=∠MNA,∠C=∠MNP,∠DAM=∠MAN=∠PAB,∠CPM=∠MPN,∠B=∠AMP,由平角定义和平行线的判定与性质可判断②和③正确;可证明∠AMP=∠B=∠DAB=90°,进而可证得∠PAB=30°,由平行四边形的判定与性质以及解直角三角形可判断④正确.【详解】解:由折叠性质得:DM=MN=CM,∠D=∠MNA,∠C=∠MNP,∠DAM=∠MAN=∠PAB,∠CPM=∠MPN,∠B=∠AMP,∴M为CD的中点,故①正确;∵∠MNA+∠MNP=180°,∴∠D+∠C=180°,∴,故②正确;∴∠DAN+∠CPN=180°,∠DAB+∠B=180°,∵∠DAM=∠MAN,∠CPM=∠MPN,,∴2∠DAM+2∠CPM=180°,∴∠DAM+∠CPM=90°,故③正确;∴∠MAN+∠MPN=90°,∴∠AMP=90°=∠B,∴∠DAB=90°,∵∠DAM=∠MAN=∠PAB,∴∠PAB=30°,∴AB=APsin30°=AP,∵AD∥CP,AD=CP,∴四边形DAPC是平行四边形,∴CD=AP,∴AB=CD,即,故④正确,综上,正确的个数有4个,故选:D.5.(2025·广东汕头·一模)如图,在三角形纸片中,,沿过点A的直线将纸片折叠,使点B落在边上的点D处;再折叠纸片,使点C与点D重合,若第二次的折痕与的交点为E,则的长是(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】先由折叠的性质得出,,,,推出,再由勾股定理求出,设,则,然后由勾股定理列出方程,解方程即可.【详解】解:由折叠的性质得:,,,,∵,∴,∴,∴,在中,由勾股定理得:,设,则,在中,由勾股定理得:,即,解得:,故选:D.6.(2025·广东汕头·模拟预测)在以“矩形的折叠”为主题的数学活动课上,某位
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