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- 2021-05-13 发布
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图形的变换(2)
班级 姓名 学号
一.选择题
1.在下列艺术字中既是轴对称图形又是中心对称图形的是( )
A. B. C. D.
2.如图,是由一个圆柱体和一个长方体组成的几何体.其主视图是( )
A. B. C. D.
3.下列剪纸图案中,既是轴对称图形,又是中心对称图形的是( )
A. B. C. D.
4.如图所示的几何体,其左视图是( )
A. B. C. D.
5.已知一块圆心角为300°的扇形铁皮,用它做一个圆锥形的烟囱帽(接缝忽略不计),圆锥的底面圆的直径是80cm,则这块扇形铁皮的半径是( )
A. 24cm B. 48cm C. 96cm D. 192cm
6.将图1围成图2的正方体,则图1中的红心“”标志所在的正方形是正方体中的( )
A. 面CDHE B. 面BCEF C.面ABFG D. 面ADHG
7.在平面直角坐标系中,把点向右平移8个单位得到点,再将点绕原点旋转得到点,则点的坐标是( )
A. B. C. D.或
8.如图.将正方形纸片ABCD折叠,使边AB、CB均落在对角线BD上,得折痕BE、BF,则∠EBF的大小为( )
A. 15° B. 30° C. 45° D. 60°
9.如图,在△ABC中,AB=AC,BC=24,tanC=2,如果将△ABC沿直线翻折后,点B落在边AC的中点E处,直线与边BC交于点D,那么BD的长为 ( ) A.13 B. C. D.12
10. 如图6,AB是⊙O的直径,AB=8,点M在⊙O上,∠MAB=20°,N是弧MB的中点,P是直径AB上的一动点,若MN=1,则△PMN周长的最小值为( ).
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
二.填空题
11.如图,有一个英语单词,四个字母都关于直线l对称,请在试卷上补全字母,在答题卡上写出这个单词所指的物品 .
12.如图所示的扇形是一个圆锥的侧面展开图, 若∠AOB=120° , 弧AB 的长为12πcm, 则该圆锥的侧面积为_______cm2.
13.如图,已知正方形ABCD的边长为3,E为CD边上一点,DE=1.以点A为中心,把△ADE顺时针旋转,得△ADE′,连接EE′,则EE′的长等于 .
14.如图,半径为5的半圆的初始状态是直径平行于桌面上的直线b,然后把半圆沿直线b进行无滑动滚动,使半圆的直径与直线b重合为止,则圆心O运动路径的长度等于 .
15.如图,矩形ABCD中,OA在x轴上,OC在y轴上,且OA=2,AB=5,把△ABC沿着AC对折得到△AB′C,AB′交y轴于D点,则B′点的坐标为 .
16.如图,已知A(,2)、B(,1),将△AOB绕着点O逆时针旋转,使点A旋转到点A′(﹣2,)的位置,则图中阴影部分的面积为 .
17.如图, 矩形中,AB=8,BC=6,P为AD上一点, 将△ABP 沿BP翻折至△EBP, PE与CD相交于点O,且OE=OD,则AP的长为__________.
18.现有多个全等直角三角形,先取三个拼成如图1所示的形状,R为DE的中点,BR分别交AC,CD于P,Q,易得BP:QR:QR=3:1:2.
(1)若取四个直角三角形拼成如图2所示的形状,S为EF的中点,BS分别交AC,CD,DE于P,Q,R,则BP:PQ:QR:RS=
(2)若取五个直角三角形拼成如图3所示的形状,T为FG的中点,BT分别交AC,CD,DE,EF于P,Q,R,S,则BP:PQ:QR:RS:ST= .
三.解答题
19.在平面直角坐标系中,点A的坐标是(0,3),点B在轴上,将△AOB绕点A逆时针旋转90°得到△AEF,点O,B对应点分别是E,F.
(1)若点B的坐标是,请在图中画出△AEF,并写出点E,F的坐标;
(2)当点F落在轴上方时,试写出一个符合条件的点B的坐标
20.小红将笔记本电脑水平放置在桌子上,显示屏OB与底板OA所在水平线的夹角为120°时,感觉最舒适(如图1),侧面示意图为图2;使用时为了散热,她在底板下面垫入散热架ACO'后,电脑转到AO'B'位置(如图3),侧面示意图为图4.已知OA=OB=24cm,O'C⊥OA于点C,O'C=12cm.
(1)求∠CAO'的度数.
(2)显示屏的顶部B'比原来升高了多少?
(3)如图4,垫入散热架后,要使显示屏O'B'与水平线的夹角仍保持120°,则显示屏O'B'应绕点O'按顺时针方向旋转多少度?
21.如图,已知点A(4,0),B(0,4),把一个直角三角尺DEF放在△OAB内,使其斜边FD在线段AB上,三角尺可沿着线段AB上下滑动.其中∠EFD=30°,ED=2,点G为边FD的中点.
(1)求直线AB的解析式;
(2)如图1,当点D与点A重合时,求经过点G的反比例函数y=(k≠0)的解析式;
(3)在三角尺滑动的过程中,经过点G的反比例函数的图象能否同时经过点F?如果能,求出此时反比例函数的解析式;如果不能,说明理由.
22.如图1,B(2m,0),C(3m,0)是平面直角坐标系中两点,其中m为常数,且m>0,E(0,n)为y轴上一动点,以BC为边在x轴上方作矩形ABCD,使AB=2BC,画射线OA,把△ADC绕点C逆时针旋转90°得△A′D′C′,连接ED′,抛物线y=ax2+bx+n(a≠0)过E,A′两点.
(1)填空:∠AOB= °,用m表示点A′的坐标:A′( , );
(2)当抛物线的顶点为A′,抛物线与线段AB交于点P,且=时,△D′OE与△ABC是否相似?说明理由;
(3)若E与原点O重合,抛物线与射线OA的另一个交点为点M,过M作MN⊥y轴,垂足为N:
①求a,b,m满足的关系式;
②当m为定值,抛物线与四边形ABCD有公共点,线段MN的最大值为10,请你探究a的取值范围.
23.矩形AOCD绕顶点A(0,5)逆时针方向旋转,当旋转到如图所示的位置时,边BE交边CD于M,且ME=2,CM=4.
(1)求AD的长;
(2)求阴影部分的面积和直线AM的解析式;
(3)求经过A、B、D三点的抛物线的解析式;
(4)在抛物线上是否存在点P,使S△PAM=?若存在,求出P点坐标;若不存在,请说明理由.
24.已知∠MAN=135°,正方形ABCD绕点A旋转.
(1)当正方形ABCD旋转到∠MAN的外部(顶点A除外)时,AM,AN分别与正方形ABCD的边CB,CD的延长线交于点M,N,连接MN.
①如图1,若BM=DN,则线段MN与BM+DN之间的数量关系是 ;
②如图2,若BM≠DN,请判断①中的数量关系是否仍成立?若成立,请给予证明;若不成立,请说明理由;
(2)如图3,当正方形ABCD旋转到∠MAN的内部(顶点A除外)时,AM,AN分别与直线BD交于点M,N,探究:以线段BM,MN,DN的长度为三边长的三角形是何种三角形,并说明理由.
答案详解
一.选择题
3.下列剪纸图案中,既是轴对称图形,又是中心对称图形的是( )
A. B. C. D.
解答: 解:A、是轴对称图形,也是中心对称图形,故此选项正确;
B、不是轴对称图形,因为找不到任何这样的一条直线,沿这条直线对折后它的两部分能够重合;即不满足轴对称图形的定义.是中心对称图形,故此选项错误;
C、是轴对称图形,不是中心对称图形,故此选项错误;
D、是轴对称图形,不是中心对称图形,因为找不到任何这样的一点,旋转180度后它的两部分能够重合;即不满足中心对称图形的定义,故此选项错误.
故选:A.
4.如图所示的几何体,其左视图是( )
解答:解:从左边看是一个矩形的左上角去掉了一个小矩形,
故选:C.
5.已知一块圆心角为300°的扇形铁皮,用它做一个圆锥形的烟囱帽(接缝忽略不计),圆锥的底面圆的直径是80cm,则这块扇形铁皮的半径是( )
A. 24cm B. 48cm C. 96cm D. 192cm
解答:解:设这个扇形铁皮的半径为rcm,由题意得=π×80,
解得r=48.
故这个扇形铁皮的半径为48cm,
故选B.
6.将图1围成图2的正方体,则图1中的红心“”标志所在的正方形是正方体中的( )
A. 面CDHE B. 面BCEF C. 面ABFG D. 面ADHG
解答: 解:由图1中的红心“”标志,
可知它与等边三角形相邻,折叠成正方体是正方体中的面CDHE.
故选A.
7.在平面直角坐标系中,把点向右平移8个单位得到点,再将点绕原点旋转得到点,则点的坐标是( )
A. B. C. D.或
解答:解:∵把点P(﹣5,3)向右平移8个单位得到点P1,
∴点P1的坐标为:(3,3),
如图所示:将点P1绕原点逆时针旋转90°得到点P2,则其坐标为:(﹣3,3),将点P1绕原点顺时针旋转90°得到点P3,则其坐标为:(3,﹣3),
故符合题意的点的坐标为:(3,﹣3)或(﹣3,3).
故选:D.
8.如图.将正方形纸片ABCD折叠,使边AB、CB均落在对角线BD上,得折痕BE、BF,则∠EBF的大小为( )
A. 15° B. 30° C. 45° D. 60°
解答:解:根据折叠后,轴对称的性质,∠ABE=∠EBD=∠DBF=∠FBC=22.50,∴∠EBF=450。故选C。
9.如图,在△ABC中,AB=AC,BC=24,tanC=2,如果将△ABC沿直线翻折后,点B落在边AC的中点E处,直线与边BC交于点D,那么BD的长为 ( ) A.13 B. C. D.12
解答:解:过点A作AG⊥BC于点G,
∵AB=AC,BC=24,tanC=2,
∴=2,GC=BG=12,
∴AG=24,
∵将△ABC沿直线l翻折后,点B落在边AC的中点处,
过E点作EF⊥BC于点F,
∴EF=AG=12,
∴=2,
∴FC=6,
设BD=x,则DE=x,
∴DF=24﹣x﹣6=18﹣x,
∴x2=(18﹣x)2+122,
解得:x=13,
则BD=13.
故选A.
10. 如图6,AB是⊙O的直径,AB=8,点M在⊙O上,∠MAB=20°,N是弧MB的中点,P是直径AB上的一动点,若MN=1,则△PMN周长的最小值为( ).
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
解答:解:作N关于AB的对称点N′,连接MN′,NN′,ON′,ON.
∵N关于AB的对称点N′,
∴MN′与AB的交点P′即为△PMN周长的最小时的点,
∵N是弧MB的中点,
∴∠A=∠NOB=∠MON=20°,
∴∠MON′=60°,
∴△MON′为等边三角形,
∴MN′=OM=4,
∴△PMN周长的最小值为4+1=5.
故选B.
二.填空题
11.如图,有一个英语单词,四个字母都关于直线l对称,请在试卷上补全字母,在答题卡上写出这个单词所指的物品 .
解答:解:如图,
这个单词所指的物品是书.
故答案为:书.
12.如图所示的扇形是一个圆锥的侧面展开图, 若∠AOB=120° , 弧AB 的长为12πcm, 则该圆锥的侧面积为_______cm2.
解答:解:设AO=B0=R ,
∵∠AOB=120°,弧AB 的长为12πcm ,
∴ =12π,
解得:R=18 ,
∴圆锥的侧面积为 lR= ×12π×18=108π,
故答案为:108π.
13.如图,已知正方形ABCD的边长为3,E为CD边上一点,DE=1.以点A为中心,把△ADE顺时针旋转,得△ADE′,连接EE′,则EE′的长等于 .
解答:解:在直角△EE′C中,利用勾股定理即可求解:
根据正方形的性质和旋转的性质得到:BE′=DE=1。
在直角△EE′C中:EC=DC-DE=2,CE′=BC+BE′=4。
根据勾股定理得到:。
14.如图,半径为5的半圆的初始状态是直径平行于桌面上的直线b,然后把半圆沿直线b进行无滑动滚动,使半圆的直径与直线b重合为止,则圆心O运动路径的长度等于 .
解答: 解:由图形可知,圆心先向前走OO1的长度即圆的周长,
然后沿着弧O1O2旋转圆的周长,
则圆心O运动路径的长度为:×2π×5+×2π×5=5π,
故答案为:5π.
15.如图,矩形ABCD中,OA在x轴上,OC在y轴上,且OA=2,AB=5,把△ABC沿着AC对折得到△AB′C,AB′交y轴于D点,则B′点的坐标为 .
解答:解:作B′E⊥x轴,
易证AD=CD,
设OD=x,AD=5﹣x,
在Rt△AOD中,根据勾股定理列方程得:22+x2=(5﹣x)2,
解得:x=2.1,
∴AD=2.9,
∵OD∥B′E,
∴△ADO∽△AB′E,
16.如图,已知A(,2)、B(,1),将△AOB绕着点O逆时针旋转,使点A旋转到点A′(﹣2,)的位置,则图中阴影部分的面积为 .
解答:解:∵A(,2)、B(,1),
∴OA=4,OB=,∵由A(,2)使点A旋转到点A′(﹣2,),∴∠A′OA=∠B′OB=90°,
根据旋转的性质可得,,
∴阴影部分的面积等于S扇形A'OA﹣S扇形C'OC==,
故答案为:.
17.如图, 矩形中,AB=8,BC=6,P为AD上一点, 将△ABP 沿BP翻折至△EBP, PE与CD相交于点O,且OE=OD,则AP的长为__________.
解答:解:如图所示:
∵四边形ABCD是矩形
∴∠D=∠A=∠C=90°,AD=BC=6,CD=AB=8
根据题意得:△ABP≌△EBP,
∴EP=AP,∠E=∠A=90°,BE=AB=8,
在△ODP和△OEG中
∴△ODP≌△OEG
∴OP=OG,PD=GE,
∴DG=EP
设AP=EP=x,则PD=GE=6-x,DG=x,
∴CG=8-x,BG=8-(6-x)=2+x
根据勾股定理得:BC2+CG2=BG2
即:62+(8-x)2=(x+2)2
解得:x=4.8
∴AP=4.8.
18.现有多个全等直角三角形,先取三个拼成如图1所示的形状,R为DE的中点,BR分别交AC,CD于P,Q,易得BP:QR:QR=3:1:2.
(1)若取四个直角三角形拼成如图2所示的形状,S为EF的中点,BS分别交AC,CD,DE于P,Q,R,则BP:PQ:QR:RS= 4:1:3:2
(2)若取五个直角三角形拼成如图3所示的形状,T为FG的中点,BT分别交AC,CD,DE,EF于P,Q,R,S,则BP:PQ:QR:RS:ST= 5:1:4:2:3 .
解答: 解:(1)∵四个直角三角形是全等三角形,
∴AB=EF=CD,AB∥EF∥CD,BC=CE,AC∥DE,
∴BP:PR=BC:CE=1,
∵CD∥EF,
∴△BCQ∽△BES.
又∵BC=CE
∵AB∥CD,
∴∠ABP=∠DQR.
又∵∠BAP=∠QDR,
∴△BAP∽△QDR.
∴BP:QR=4:3.
∴BP:PQ:QR=4:1:3,
∵DQ∥SE,
∴QR:RS=DQ:SE=3:2,
∴BP:PQ:QR:RS=4:1:3:2.
故答案为:4:1:3:2;
(2)∵五个直角三角形是全等直角三角形
∴AB=CD=EF,AB∥CD∥EF,AC=DE=GF,AC∥DE∥GF,
BC=CE=EG,
∴BP=PR=RT,
∵AC∥DE∥GF,
∴△BPC∽△BER∽BTG,
∴AP:DR:FT=5:4:3.
∵AC∥DE∥GF,
∴∠BPA=∠QRD=∠STF.
又∵∠BAP=∠QDR=∠SFT,
∴△BAP∽△QDR∽△SFT.
∴BP:QR:ST=AP:DR:FT=5:4:3.
又∵BP:QR:RT=1:1:1,
∴BP:PQ:QR:RS:ST=5:(5﹣4):4:(5﹣3):3=5:1:4:2:3.
故答案为:5:1:4:2:3.
19.在平面直角坐标系中,点A的坐标是(0,3),点B在轴上,将△AOB绕点A逆时针旋转90°得到△AEF,点O,B对应点分别是E,F.
(1)若点B的坐标是,请在图中画出△AEF,并写出点E,F的坐标;
(2)当点F落在轴上方时,试写出一个符合条件的点B的坐标
【答案】解:(1)如答图,△AEF就是所求作的三角形; 点E的坐标是(3,3),点F的坐标是.
(2)答案不唯一,如B.
20.小红将笔记本电脑水平放置在桌子上,显示屏OB与底板OA所在水平线的夹角为120°时,感觉最舒适(如图1),侧面示意图为图2;使用时为了散热,她在底板下面垫入散热架ACO'后,电脑转到AO'B'位置(如图3),侧面示意图为图4.已知OA=OB=24cm,O'C⊥OA于点C,O'C=12cm.
(1)求∠CAO'的度数.
(2)显示屏的顶部B'比原来升高了多少?
(3)如图4,垫入散热架后,要使显示屏O'B'与水平线的夹角仍保持120°,则显示屏O'B'应绕点O'按顺时针方向旋转多少度?
解答:解:(1)∵O′C⊥OA于C,OA=OB=24cm,
∴sin∠CAO′=,
∴∠CAO′=30°;
(2)过点B作BD⊥AO交AO的延长线于D,
∵sin∠BOD=,
∴BD=OB•sin∠BOD,
∵∠AOB=120°,
∴∠BOD=60°,
(3)显示屏O′B′应绕点O′按顺时针方向旋转30°,
理由;∵显示屏O′B与水平线的夹角仍保持120°, ∴∠EO′F=120°,
∴∠FO′A=∠CAO′=30°,
∵∠AO′B′=120°,
∴∠EO′B′=∠FO′A=30°,
∴显示屏O′B′应绕点O′按顺时针方向旋转30°.
21.如图,已知点A(4,0),B(0,4),把一个直角三角尺DEF放在△OAB内,使其斜边FD在线段AB上,三角尺可沿着线段AB上下滑动.其中∠EFD=30°,ED=2,点G为边FD的中点.
(1)求直线AB的解析式;
(2)如图1,当点D与点A重合时,求经过点G的反比例函数y=(k≠0)的解析式;
(3)在三角尺滑动的过程中,经过点G的反比例函数的图象能否同时经过点F?如果能,求出此时反比例函数的解析式;如果不能,说明理由.
解答: 解:(1)设直线AB的解析式为y=kx+b,
∵A(4,0),B(0,4),
∴,
解得:,
∴直线AB的解析式为:y=﹣x+4;
(2)∵在Rt△DEF中,∠EFD=30°,ED=2,
∴EF=2,DF=4,
∵点D与点A重合,
∴D(4,0),
∴F(2,2),
∴G(3,),
∵反比例函数y=经过点G,
∴k=3,
∴反比例函数的解析式为:y=;
(3)经过点G的反比例函数的图象能同时经过点F;理由如下:
∵点F在直线AB上,
∴设F(t,﹣t+4),
又∵ED=2,
∴D(t+2,﹣t+2),
∵点G为边FD的中点.
∴G(t+1,﹣t+3),
若过点G的反比例函数的图象也经过点F,
设解析式为y=,
则,
整理得:(﹣t+3)(t+1)=(﹣t+4)t,
解得:t=,
∴m=,
∴经过点G的反比例函数的图象能同时经过点F,这个反比例函数解析式为:y=.
22.如图1,B(2m,0),C(3m,0)是平面直角坐标系中两点,其中m为常数,且m>0,E(0,n)为y轴上一动点,以BC为边在x轴上方作矩形ABCD,使AB=2BC,画射线OA,把△ADC绕点C逆时针旋转90°得△A′D′C′,连接ED′,抛物线y=ax2+bx+n(a≠0)过E,A′两点.
(1)填空:∠AOB= 45 °,用m表示点A′的坐标:A′( m , ﹣m );
(2)当抛物线的顶点为A′,抛物线与线段AB交于点P,且=时,△D′OE与△ABC是否相似?说明理由;
(3)若E与原点O重合,抛物线与射线OA的另一个交点为点M,过M作MN⊥y轴,垂足为N:
①求a,b,m满足的关系式;
②当m为定值,抛物线与四边形ABCD有公共点,线段MN的最大值为10,请你探究a的取值范围.
解答: 解:(1)∵B(2m,0),C(3m,0),
∴OB=2m,OC=3m,即BC=m,
∵AB=2BC,
∴AB=2m=0B,
∵∠ABO=90°,
∴△ABO为等腰直角三角形,
∴∠AOB=45°,
由旋转的性质得:OD′=D′A′=m,即A′(m,﹣m);
故答案为:45;m,﹣m;
(2)△D′OE∽△ABC,理由如下:
由已知得:A(2m,2m),B(2m,0),
∵=,
∴P(2m,m),
∵A′为抛物线的顶点,
∴设抛物线解析式为y=a(x﹣m)2﹣m,
∵抛物线过点E(0,n),
∴n=a(0﹣m)2﹣m,即m=2n,
∴OE:OD′=BC:AB=1:2,
∵∠EOD′=∠ABC=90°,
∴△D′OE∽△ABC;
(3)①当点E与点O重合时,E(0,0),
∵抛物线y=ax2+bx+c过点E,A,
∴,
整理得:am+b=﹣1,即b=﹣1﹣am;
②∵抛物线与四边形ABCD有公共点,
∴抛物线过点C时的开口最大,过点A时的开口最小,
若抛物线过点C(3m,0),此时MN的最大值为10,
∴a(3m)2﹣(1+am)•3m=0,
整理得:am=,即抛物线解析式为y=x2﹣x,
由A(2m,2m),可得直线OA解析式为y=x,
联立抛物线与直线OA解析式得:,
解得:x=5m,y=5m,即M(5m,5m),
令5m=10,即m=2,
当m=2时,a=;
若抛物线过点A(2m,2m),则a(2m)2﹣(1+am)•2m=2m,
解得:am=2,
∵m=2,
∴a=1,
则抛物线与四边形ABCD有公共点时a的范围为≤a≤1.
23.矩形AOCD绕顶点A(0,5)逆时针方向旋转,当旋转到如图所示的位置时,边BE交边CD于M,且ME=2,CM=4.
(1)求AD的长;
(2)求阴影部分的面积和直线AM的解析式;
(3)求经过A、B、D三点的抛物线的解析式;
(4)在抛物线上是否存在点P,使S△PAM=?若存在,求出P点坐标;若不存在,请说明理由.
解答: 解:(1)作BP⊥AD于P,BQ⊥MC于Q,如图1,
∵矩形AOCD绕顶点A(0,5)逆时针方向旋转得到矩形ABEF,
∴AB=AO=5,BE=OC=AD,∠ABE=90°,
∴PB•MQ=xy,
∵PB﹣MQ=DQ﹣MQ=DM=1,
∴(PB﹣MQ)2=1,即PB2﹣2PB•MQ+MQ2=1,
∴52﹣y2﹣2xy+(x+y﹣2)2﹣x2=1,解得x+y=7,
∴BM=5,
∴BE=BM+ME=5+2=7,
∴AD=7;
(2)∵AB=BM,
∴Rt△ABP≌Rt△MBQ,
∴BQ=PD=7﹣AP,MQ=AP,
∵BQ2+MQ2=BM2,
∴(7﹣MQ)2+MQ2=52,解得MQ=4(舍去)或MQ=3,
∴BQ=7﹣3=4,
∴S阴影部分=S梯形ABQD﹣S△BQM
=×(4+7)×4﹣×4×3
=16;
设直线AM的解析式为y=kx+b,
把A(0,5),M(7,4)代入得,解得,
∴直线AM的解析式为y=﹣x+5;
(3)设经过A、B、D三点的抛物线的解析式为y=ax2+bx+c,
∵AP=MQ=3,BP=DQ=4,
∴B(3,1),
而A(0,5),D(7,5),
∴,解得,
∴经过A、B、D三点的抛物线的解析式为y=x2﹣x+5;
24.已知∠MAN=135°,正方形ABCD绕点A旋转.
(1)当正方形ABCD旋转到∠MAN的外部(顶点A除外)时,AM,AN分别与正方形ABCD的边CB,CD的延长线交于点M,N,连接MN.
①如图1,若BM=DN,则线段MN与BM+DN之间的数量关系是 MN=BM+DN ;
②如图2,若BM≠DN,请判断①中的数量关系是否仍成立?若成立,请给予证明;若不成立,请说明理由;
(2)如图3,当正方形ABCD旋转到∠MAN的内部(顶点A除外)时,AM,AN分别与直线BD交于点M,N,探究:以线段BM,MN,DN的长度为三边长的三角形是何种三角形,并说明理由.
解答:解:(1)①如图1,若BM=DN,则线段MN与BM+DN之间的数量关系是MN=BM+DN.
理由如下:
在△ADN与△ABM中,
,
∴△ADN≌△ABM(SAS),
∴AN=AM,∠NAD=∠MAB,
∵∠MAN=135°,∠BAD=90°,
∴∠NAD=∠MAB=(360°﹣135°﹣90°)=67.5°,
作AE⊥MN于E,则MN=2NE,∠NAE=∠MAN=67.5°.
在△ADN与△AEN中,
,
∴△ADN≌△AEN(AAS),
∴DN=EN,
∵BM=DN,MN=2EN,
∴MN=BM+DN.
故答案为MN=BM+DN;
②如图2,若BM≠DN,①中的数量关系仍成立.理由如下:
延长NC到点P,使DP=BM,连结AP.
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=AD,∠ABM=∠ADC=90°.
在△ABM与△ADP中,
,
∴△ABM≌△ADP(SAS),
∴AM=AP,∠1=∠2=∠3,
∵∠1+∠4=90°,
∴∠3+∠4=90°,
∵∠MAN=135°,
∴∠PAN=360°﹣∠MAN﹣(∠3+∠4)=360°﹣135°﹣90°=135°.
在△ANM与△ANP中,
,
∴△ANM≌△ANP(SAS),
∴MN=PN,
∵PN=DP+DN=BM+DN,
∴MN=BM+DN;
(2)如图3,以线段BM,MN,DN的长度为三边长的三角形是直角三角形.理由如下:
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠BDA=∠DBA=45°,
∴∠MDA=∠NBA=135°.
∵∠1+∠2=45°,∠2+∠3=45°,
∴∠1=∠3.
在△ANB与△MAD中,
∴BD2=2BN•MD,
∴MD2+2MD•BD+BD2+BD2+2BD•BN+BN2=MD2+BD2+BN2+2MD•BD+2BD•BN+2BN•MD,
∴(MD+BD)2+(BD+BN)2=(DM+BD+BN)2,
即MB2+DN2=MN2,
∴以线段BM,MN,DN的长度为三边长的三角形是直角三角形.