专题: 几何变换问题例1.如图,斜边长12cm,∠A=30°的直角三角尺ABC绕点C顺时针方向旋转90°至△A′B′C的位置,再沿CB向左平移使点B′落在原三角尺ABC的斜边AB上,则三角尺向左平移的距离为______________.(结果保留根号)同类题型1.1 把图中的一个三角形先横向平移x格,再纵向平移y格,就能与另一个三角形拼合成一个四边形,那么x+y()A.是一个确定的值B.有两个不同的值C.有三个不同的值D.有三个以上不同的值同类题型1.2 已知:如图△ABC的顶点坐标分别为A(-4,-3),B(0,-3),C(-2,1),如将B点向右平移2个单位后再向上平移4个单位到达B1点,若设△ABC的面积为S1,△AB1C的面积为S2,则S1,S2的大小关系为()A.S1>S2 B.S1=S2 C.S1<S2 D.不能确定例2.如图,P是等边△ABC外一点,把BP绕点B顺时针旋转60°到BP′,已知∠AP′B=150°,P′A:P′C=2:3,则PB:P′A是()A. 2 :1 B.2:1 C. 5 :2 D. 3 :1同类题型2.1 如图,△ABC为等边三角形,以AB为边向形外作△ABD,使∠ADB=120°,再以点C为旋转中心把△CBD旋转到△CAE,则下列结论:①D、A、E三点共线;②DC平分∠BDA;③∠E=∠BAC;④DC=DB+DA,其中正确的有()A.1个 B.2个 C.3个 D.4个同类题型2.2 如图,在正方形ABCD中,O是对角线AC与BD的交点,M是BC边上的动点(点M不与B,C 重合),CN⊥DM,CN与AB交于点N,连接OM,ON,MN.下列五个结论:①△CNB≌△DMC;②△CON≌△DOM;③△OMN∽△OAD;④AN 2+CM2=MN2;⑤若AB=2,则S△OMN的最小值是12,其中正确结论的个数是()A.2 B.3 C.4 D.5同类题型2.3 在平面直角坐标系中,已知点A(3,0),B(0,4),将△BOA绕点A按顺时针方向旋转得△CDA,使点B在直线CD上,连接OD交AB于点M,直线CD的解析式为__________.同类题型2.4 如图,在矩形ABCD中,AB=5,BC=3,将矩形ABCD绕点B按顺时针方向旋转得到矩形GBEF,点A落在矩形ABCD的边CD上,连结CE,CF,若∠CEF=α,∠CFE=β,则tanα﹒tanβ=___________.同类题型2.5 如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,将△ABC绕顶点C逆时针旋转得到△A′B′C,M是BC 的中点,P是A′B′的中点,连接PM,若BC=2,∠BAC=30°,则线段PM的最大值是_____.同类题型2.6 如图1,一副含30°和45°角的三角板ABC 和DEF 叠合在一起,边BC 与EF 重合,BC =EF =12,点G 为边EF 的中点,边FD 与AB 相交于点H ,如图2,将三角板DEF 绕点G 按顺时针方向旋转到60°的过程中,BH 的最大值是_________,点H 运动的路径长是_________.例3.如图,折叠菱形纸片ABCD ,使得AD 的对应边A 1D 1 过点C ,EF 为折痕,若∠B =60°,当A 1 E ⊥AB 时,BE AE 的值等于( )A .36B .3-16C .3+18D .3-12同类题型3.1 如图,正方形ABCD 中,AD =4,点E 是对角线AC 上一点,连接DE ,过点E 作EF ⊥ED ,交AB 于点F ,连接DF ,交AC 于点G ,将△EFG 沿EF 翻折,得到△EFM ,连接DM ,交EF 于点N ,若点F 是AB 边的中点,则△EMN 的周长是_____________.同类题型3.2 如图,∠MON =40°,点P 是∠MON 内的定点,点A 、B 分别在OM ,ON 上移动,当△PAB 周长最小时,则∠APB 的度数为( )A .20°B .40°C .100°D .140°同类题型3.3 如图,矩形纸片ABCD 中,G 、F 分别为AD 、BC 的中点,将纸片折叠,使D 点落在GF 上,得到△HAE ,再过H 点折叠纸片,使B 点落在直线AB 上,折痕为PQ .连接AF 、EF ,已知HE =HF ,下列结论:①△MEH 为等边三角形;②AE ⊥EF ;③△PHE ∽△HAE ;④AD AB = 2 35,其中正确的结论是( ) A .①②③ B .①②④ C .①③④ D .①②③④同类题型3.4 △ABC 中,∠BAC =90°,AB =3,AC =4,点D 是BC 的中点,将△ABD 沿AD 翻折得到△AE D .连CE ,则线段CE 的长等于_______.专题08 几何变换问题例1.如图,斜边长12cm ,∠A =30°的直角三角尺ABC 绕点C 顺时针方向旋转90°至△A ′B ′C 的位置,再沿CB 向左平移使点B ′落在原三角尺ABC 的斜边AB 上,则三角尺向左平移的距离为______________.(结果保留根号)解:如图:连接B ′B ″,∵在Rt △ABC 中,AB =12,∠A =30°,∴BC =12 AB =6,AC =6 3 , ∴B ′C =6,∴AB ′=AC -B ′C =6 3 -6,∵B ′C ∥B ″C ″,B ′C =B ″C ″,∴四边形B ″C ″CB ′是矩形,∴B ″B ′∥BC ,B ″B ′=C ″C ,∴△AB ″B ′∽△ABC ,∴AB ′AC =B ″B ′BC, 即:63-663=B ″B ′6 , 解得:B ″B ′=6-2 3 .∴C ″C =B ″B ′=6-2 3 .同类题型1.1 把图中的一个三角形先横向平移x 格,再纵向平移y 格,就能与另一个三角形拼合成一个四边形,那么x +y ( )A .是一个确定的值B .有两个不同的值C .有三个不同的值D .有三个以上不同的值解:(1)当两斜边重合的时候可组成一个矩形,此时x =2,y =3,x +y =5;(2)当两直角边重合时有两种情况,①短边重合,此时x =2,y =3,x +y =5;②长边重合,此时x =2,y =5,x +y =7.综上可得:x +y =5或7.选B .同类题型1.2 已知:如图△ABC 的顶点坐标分别为A (-4,-3),B (0,-3),C (-2,1),如将B 点向右平移2个单位后再向上平移4个单位到达B 1 点,若设△ABC 的面积为S 1 ,△AB 1 C 的面积为S 2 ,则S 1 ,S 2 的大小关系为( )A .S 1>S 2B .S 1=S 2C .S 1<S 2D .不能确定解:△ABC 的面积为S 1=12 ×4×4=8, 将B 点平移后得到B 1 点的坐标是(2,1),所以△AB 1 C 的面积为S 2=12×4×4=8, 所以S 1=S 2 .选B .同类题型1.3同类题型1.4例2. 如图,P 是等边△ABC 外一点,把BP 绕点B 顺时针旋转60°到BP ′,已知∠AP ′B =150°,P ′A :P ′C =2:3,则PB :P ′A 是( )A . 2 :1B .2:1C . 5 :2D . 3 :1解:如图,连接AP ,∵BP 绕点B 顺时针旋转60°到BP ′,∴BP =BP ′,∠ABP +∠ABP ′=60°,又∵△ABC 是等边三角形,∴AB =BC ,∠CBP ′+∠ABP ′=60°,∴∠ABP =∠CBP ′,在△ABP 和△CBP ′中,∵⎩⎪⎨⎪⎧BP =BP ′∠ABP =∠CBP ′AB =BC, ∴△ABP ≌△CBP ′(SAS ),∴AP =P ′C ,∵P ′A :P ′C =2:3,∴AP =32 P ′A ,连接PP ′,则△PBP ′是等边三角形,∴∠BP ′P =60°,PP ′=PB ,∵∠AP ′B =150°,∴∠AP ′P =150°-60°=90°,∴△APP ′是直角三角形,设P ′A =x ,则AP =32 x , 根据勾股定理,PP ′=AP 2-P ′A 2=94x 2-x 2=52 x , 则PB =52x , ∴PB :P ′A =52 x :x = 5 :2. 选C .同类题型2.1 如图,△ABC 为等边三角形,以AB 为边向形外作△ABD ,使∠ADB =120°,再以点C 为旋转中心把△CBD 旋转到△CAE ,则下列结论:①D 、A 、E 三点共线;②DC 平分∠BDA ;③∠E =∠BAC ;④DC =DB +DA ,其中正确的有( )A .1个B .2个C .3个D .4个解:①设∠1=x 度,则∠2=(60-x )度,∠DBC =(x +60)度,故∠4=(x +60)度,∴∠2+∠3+∠4=60-x +60+x +60=180度,∴D 、A 、E 三点共线;②∵△BCD 绕着点C 按顺时针方向旋转60°得到△ACE ,∴CD =CE ,∠DCE =60°,∴△CDE 为等边三角形,∴∠E =60°,∴∠BDC =∠E =60°,∴∠CDA =120°-60°=60°,∴DC 平分∠BDA ;③∵∠BAC =60°,∠E =60°,∴∠E =∠BA C .④由旋转可知AE =BD ,又∵∠DAE =180°,∴DE =AE +A D .∵△CDE 为等边三角形,∴DC =DB +B A .同类题型2.2 如图,在正方形ABCD 中,O 是对角线AC 与BD 的交点,M 是BC 边上的动点(点M 不与B ,C 重合),CN ⊥DM ,CN 与AB 交于点N ,连接OM ,ON ,MN .下列五个结论:①△CNB ≌△DMC ;②△CON ≌△DOM ;③△OMN ∽△OAD ;④AN 2+CM 2=MN 2 ;⑤若AB =2,则S △OMN 的最小值是12,其中正确结论的个数是( ) A .2 B .3 C .4 D .5解:∵正方形ABCD 中,CD =BC ,∠BCD =90°,∴∠BCN +∠DCN =90°,又∵CN ⊥DM ,∴∠CDM +∠DCN =90°,∴∠BCN =∠CDM ,又∵∠CBN =∠DCM =90°,∴△CNB ≌△DMC (ASA ),故①正确;根据△CNB ≌△DMC ,可得CM =BN ,又∵∠OCM =∠OBN =45°,OC =OB ,∴△OCM ≌△OBN (SAS ),∴OM =ON ,∠COM =∠BON ,∴∠DOC +∠COM =∠COB +∠BPN ,即∠DOM =∠CON ,又∵DO =CO ,∴△CON ≌△DOM (SAS ),故②正确;∵∠BON +∠BOM =∠COM +∠BOM =90°,∴∠MON =90°,即△MON 是等腰直角三角形,又∵△AOD 是等腰直角三角形,∴△OMN ∽△OAD ,故③正确;∵AB =BC ,CM =BN ,∴BM =AN ,又∵Rt △BMN 中,BM 2+BN 2=MN 2 ,∴AN 2+CM 2=MN 2 ,故④正确;∵△OCM ≌△OBN ,∴四边形BMON 的面积=△BOC 的面积=1,即四边形BMON 的面积是定值1,∴当△MNB 的面积最大时,△MNO 的面积最小,设BN =x =CM ,则BM =2-x ,∴△MNB 的面积=12x (2-x )=-12x 2 +x , ∴当x =1时,△MNB 的面积有最大值12,此时S △OMN 的最小值是1-12=12 ,故⑤正确; 综上所述,正确结论的个数是5个,选D .同类题型2.3 在平面直角坐标系中,已知点A (3,0),B (0,4),将△BOA 绕点A 按顺时针方向旋转得△CDA ,使点B 在直线CD 上,连接OD 交AB 于点M ,直线CD 的解析式为__________.解:∵△BOA 绕点A 按顺时针方向旋转得△CDA ,∴△BOA ≌△CDA ,∴AB =AC ,OA =AD ,∵B 、D 、C 共线,AD ⊥BC ,∴BD =CD =OB ,∵OA =AD ,BO =CD =BD ,∴OD ⊥AB ,设直线AB 解析式为y =kx +b ,把A 与B 坐标代入得:⎩⎨⎧3k +b =0b =4, 解得:⎩⎪⎨⎪⎧k =-43b =4 , ∴直线AB 解析式为y =-43x +4, ∴直线OD 解析式为y =34x , 联立得:⎩⎨⎧y =-43x +4y =34x , 解得:⎩⎨⎧x =4825y =3625,即M (4825 ,3625 ), ∵M 为线段OD 的中点,∴D (9625 ,7225), 设直线CD 解析式为y =mx +n ,把B 与D 坐标代入得:⎩⎪⎨⎪⎧9625m +n =7225n =4, 解得:m =-724,n =4, 则直线CD 解析式为y =-724x +4. 同类题型2.4 如图,在矩形ABCD 中,AB =5,BC =3,将矩形ABCD 绕点B 按顺时针方向旋转得到矩形GBEF ,点A 落在矩形ABCD 的边CD 上,连结CE ,CF ,若∠CEF =α,∠CFE =β,则tan α﹒tan β=___________.解:过C 点作MN ⊥BF ,交BG 于M ,交EF 于N ,由旋转变换的性质可知,∠ABG =∠CBE ,BA =BG =5,BC =BE =3,由勾股定理得,CG =BG 2+DG 2 =4,∴DG =DC -CG =1,则AG =AD 2+DG 2=10 ,∵BA BC =BG BE,∠ABG =∠CBE , ∴△ABG ∽△CBE ,∴CE AG =BC AB =35 , 解得,CE =3105, ∵∠MBC =∠CBG ,∠BMC =∠BCG =90°,∴△BCM ∽△BGC ,∴CM CG =BC BG ,即CM 4=35, ∴CM =125, ∴MN =BE =3,∴CN =3-125=35,∴EN=CE2-CN2=95,∴FN=EF-EN=5-95=165,∴tanα﹒tanβ=CNEN﹒CNFN=3595×35165=116.同类题型2.5 如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,将△ABC绕顶点C逆时针旋转得到△A′B′C,M是BC 的中点,P是A′B′的中点,连接PM,若BC=2,∠BAC=30°,则线段PM的最大值是_____.解:如图连接P C.在Rt△ABC中,∵∠A=30°,BC=2,∴AB=4,根据旋转不变性可知,A′B′=AB=4,∴A′P=PB′,∴PC=12A′B′=2,∵CM=BM=1,又∵PM≤PC+CM,即PM≤3,∴PM的最大值为3(此时P、C、M共线).同类题型2.6 如图1,一副含30°和45°角的三角板ABC和DEF叠合在一起,边BC与EF重合,BC=EF =12,点G为边EF的中点,边FD与AB相交于点H,如图2,将三角板DEF绕点G按顺时针方向旋转到60°的过程中,BH的最大值是_________,点H运动的路径长是_________.解:如图1中,作HM⊥BC于M,设HM=a,则CM=HM=a.在Rt △ABC 中,∠ABC =30°,BC =12, 在Rt △BHM 中,BH =2HM =2a ,BM = 3 a ,∵BM +FM =BC ,∴ 3 a +a =12,∴a =6 3 -6,∴BH =2a =12 3 -12.如图2中,当DG ⊥AB 时,易证GH 1 ⊥DF ,此时BH 1 的值最小,易知BH 1=BK +KH 1=3 3 +3,∴HH 1=BH -BH 1=9 3 -15,当旋转角为60°时,F 与H 2 重合,此时BH 的值最大,易知最大值BH 2=6 3 ,观察图象可知,在∠CGF 从0°到60°的变化过程中,点H 相应移动的路径长=2HH 1+HH 2=18 3-30+[6 3-(12 3-12)]=12 3 -18.例3.如图,折叠菱形纸片ABCD ,使得AD 的对应边A 1D 1 过点C ,EF 为折痕,若∠B =60°,当A 1 E ⊥AB 时,BE AE的值等于( )A .36B .3-16C .3+18D .3-12解:如图所示,延长AB ,D 1A 1 交于点G ,∵A 1 E ⊥AB ,∠EA 1 C =∠A =120°,∴∠G =120°-90°=30°,又∵∠ABC =60°,∴∠BCG =60°-30°=30°,∴∠G =∠BCG =30°,∴BC =BG =BA ,设BE =1,AE =x =A 1 E ,则AB =1+x =BC =BG ,A 1 G =2x ,∴GE =1+x +1=x +2,∵Rt △A 1 GE 中,A 1E 2+GE 2=A 1G 2 ,∴x 2+(x +2)2=(2x )2 ,解得x =1+ 3 ,(负值已舍去)∴AE =1+ 3 ,∴BE AE =11+3=3-12, 选D .同类题型3.1 如图,正方形ABCD 中,AD =4,点E 是对角线AC 上一点,连接DE ,过点E 作EF ⊥ED ,交AB 于点F ,连接DF ,交AC 于点G ,将△EFG 沿EF 翻折,得到△EFM ,连接DM ,交EF 于点N ,若点F 是AB 边的中点,则△EMN 的周长是_____________.解:解法一:如图1,过E 作PQ ⊥DC ,交DC 于P ,交AB 于Q ,连接BE ,∵DC ∥AB ,∴PQ ⊥AB ,∵四边形ABCD 是正方形,∴∠ACD =45°,∴△PEC 是等腰直角三角形,∴PE =PC ,设PC =x ,则PE =x ,PD =4-x ,EQ =4-x ,∴PD =EQ ,∵∠DPE =∠EQF =90°,∠PED =∠EFQ ,∴△DPE ≌△EQF ,∴DE =EF ,∵DE ⊥EF ,∴△DEF 是等腰直角三角形,易证明△DEC ≌△BEC ,∴DE =BE ,∴EF =BE ,∵EQ ⊥FB ,∴FQ =BQ =12BF , ∵AB =4,F 是AB 的中点,∴BF =2, ∴FQ =BQ =PE =1,∴CE = 2 ,PD =4-1=3,Rt △DAF 中,DF =42+22=2 5 ,DE =EF =10 ,如图2,∵DC ∥AB ,∴△DGC ∽△FGA ,∴CG AG =DC AF =DG FG =42 =2, ∴CG =2AG ,DG =2FG ,∴FG =13×25=253, ∵AC =42+42=4 2 ,∴CG =23×42=823, ∴EG =823-2=523, 连接GM 、GN ,交EF 于H ,∵∠GFE =45°,∴△GHF 是等腰直角三角形,∴GH =FH =2532=103 , ∴EH =EF -FH =10-103=2103 ,由折叠得:GM ⊥EF ,MH =GH =103 , ∴∠EHM =∠DEF =90°, ∴DE∥HM ,∴△DEN ∽△MNH , ∴DE MH =EN NH, ∴10103=EN NH =3, ∴EN =3NH ,∵EN +NH ═EH =2103 , ∴EN =102, ∴NH =EH -EN =2103-102=106, Rt △GNH 中,GN =GH 2+NH 2=(103)2+(106)2=526, 由折叠得:MN =GN ,EM =EG ,∴△EMN 的周长=EN +MN +EM =102+526+523=52+102; 解法二:如图3,过G 作GK ⊥AD 于K ,作GR ⊥AB 于R ,∵AC 平分∠DAB ,∴GK =GR ,∴S △ADG S △AGF =12AD ﹒KG 12AF ﹒GR =AD AF =42 =2, ∵S △ADG S △AGF =12DG ﹒h12GF ﹒h =2, ∴DG GF=2, 同理,S △DNF S △MNF =DF FM =DN MN =3, 其它解法同解法一,可得:∴△EMN 的周长=EN +MN +EM =102+526+523=52+102; 解法三:如图4,过E 作EP ⊥AP ,EQ ⊥AD ,∵AC 是对角线,∴EP =EQ ,易证△DQE 和△FPE 全等,∴DE =EF ,DQ =FP ,且AP =EP ,设EP =x ,则DQ =4-x =FP =x -2,解得x =3,所以PF =1,∴AE =32+32=3 2 ,∵DC ∥AB ,∴△DGC ∽△FGA ,∴同解法一得:CG =23×42=823, ∴EG =823-2=523, AG =13AC =423, 过G 作GH ⊥AB ,过M 作MK ⊥AB ,过M 作ML ⊥AD ,则易证△GHF ≌△FKM 全等,∴GH =FK =43 ,HF =MK =23, ∵ML =AK =AF +FK =2+43=103 ,DL =AD -MK =4-23=103, 即DL =LM ,∴∠LDM =45°∴DM 在正方形对角线DB 上,过N 作NI ⊥AB ,则NI =IB ,设NI =y ,∵NI ∥EP ∴NI EP =FI FP ∴y 3=2-y1, 解得y =1.5,所以FI =2-y =0.5,∴I 为FP 的中点,∴N 是EF 的中点,∴EN =0.5EF =102, ∵△BIN 是等腰直角三角形,且BI =NI =1.5,∴BN =32 2 ,BK =AB -AK =4-103=23 ,BM =23 2 ,MN =BN -BM =322-232=56 2 ,∴△EMN 的周长=EN +MN +EM =102+526+523=52+102.同类题型3.2 如图,∠MON =40°,点P 是∠MON 内的定点,点A 、B 分别在OM ,ON 上移动,当△PAB 周长最小时,则∠APB 的度数为( )A .20°B .40°C .100°D .140°解:如图所示:分别作点P 关于OM 、ON 的对称点P ′、P ″,连接OP ′、OP ″、P ′P ″,P ′P ″交OM 、ON 于点A 、B , 连接PA 、PB ,此时△PAB 周长的最小值等于P ′P ″.如图所示:由轴对称性质可得,OP ′=OP ″=OP ,∠P ′OA =∠POA ,∠P ″OB =∠POB ,所以∠P ′OP ″=2∠MON =2×40°=80°,所以∠OP ′P ″=∠OP ″P ′=(180°-80°)÷2=50°,又因为∠BPO =∠OP ″B =50°,∠APO =∠AP ′O =50°,所以∠APB =∠APO +∠BPO =100°.选C .同类题型3.3 如图,矩形纸片ABCD 中,G 、F 分别为AD 、BC 的中点,将纸片折叠,使D 点落在GF 上,得到△HAE ,再过H 点折叠纸片,使B 点落在直线AB 上,折痕为PQ .连接AF 、EF ,已知HE =HF ,下列结论:①△MEH 为等边三角形;②AE ⊥EF ;③△PHE ∽△HAE ;④AD AB = 2 35,其中正确的结论是( ) A .①②③ B .①②④ C .①③④ D .①②③④解:∵矩形纸片ABCD 中,G 、F 分别为AD 、BC 的中点,∴GF ⊥AD ,由折叠可得,AH =AD =2AG ,∠AHE =∠D =90°,∴∠AHG =30°,∠EHM =90°-30°=60°,∴∠HAG =60°=∠AED =∠MEH ,∴△EHM 中,∠EMH =60°=∠EHM =∠MEH ,∴△MEH 为等边三角形,故①正确;∵∠EHM =60°,HE =HF ,∴∠HEF =30°,∴∠FEM =60°+30°=90°,即AE ⊥EF ,故②正确;∵∠PEH =∠MHE =60°=∠HEA ,∠EPH =∠EHA =90°,∴△PHE ∽△HAE ,故③正确;设AD =2=AH ,则AG =1, ∴Rt △AGH 中,GH=3AG= 3 ,Rt △AEH 中,EH=AH 3=233 =HF , ∴GF=533 =AB , ∴AD AB =2533=235 ,故④正确, 综上所述,正确的结论是①②③④,选D .同类题型3.4 △ABC 中,∠BAC =90°,AB =3,AC =4,点D 是BC 的中点,将△ABD 沿AD 翻折得到△AE D .连CE ,则线段CE 的长等于_______.解:如图连接BE 交AD 于O ,作AH ⊥BC 于H .在Rt △ABC 中,∵AC =4,AB =3,∴BC =32+42 =5,∵CD =DB ,∴AD =DC =DB =52, ∵12﹒BC ﹒AH =12﹒AB ﹒AC , ∴AH =125, ∵AE =AB ,DE =DB =DC ,∴AD 垂直平分线段BE ,△BCE 是直角三角形,∵12﹒AD ﹒BO =12﹒BD ﹒AH , ∴OB =125, ∴BE =2OB =245, 在Rt △BCE 中,EC =BC 2-BE 2=75 .。