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备考2024年中考数学核心素养专题十 几何图形的探究型问题

更新时间:2024-03-10 浏览次数:31 类型:二轮复习
一、选择题
  • 1. (2019·广州模拟) 如图,用同样规格的黑、白两色正方形瓷砖铺设矩形地面,请观察下列图形,探究在第n个图中,黑、白瓷砖分别各有多少块( )

    A . B . C . D .
  • 2. (2023七下·遵义月考) 小红在“趣味数学”社团活动中探究了直线交点个数的问题.现有7条不同的直线ln(n=1,2,3,4,5,6,7),其中l1、l2互相平行,l3、l4、I5三条直线交于一点,则他探究这7条直线的交点个数最多是( )
    A . 17个 B . 18个 C . 19个 D . 21个
  • 3. (2023八上·杭州月考) 在图1所示的的网格内有一个八边形,其中每个小方格的边长均为1.经探究发现,此八边形可按图2的方式分割成四个全等的五边形和一个小正方形①.现将分割后的四个五边形重新拼接(即图2中的阴影部分),得到一个大正方形ABCD,发现该正方形中间的空白部分②也是个正方形,记正方形①得面积为S1 , 正方形②的面积为S2 , 且 , 则大正方形ABCD的边长为( )

    A . B . 2 C . D .
  • 4. (2016九上·新泰期中) 图1是用钢丝制作的一个几何探究工具,其中△ABC内接于⊙G,AB是⊙G的直径,AB=6,AC=2.现将制作的几何探究工具放在平面直角坐标系中(如图2),然后点A在射线OX上由点O开始向右滑动,点B在射线OY上也随之向点O滑动(如图3),当点B滑动至与点O重合时运动结束. 在整个运动过程中,点C运动的路程是(   )

    A . 4 B . 6 C . 4 ﹣2 D . 10﹣4
  • 5. (2021·南湖模拟) 将一张长宽分别为 的长方形纸片 按如图方式折叠,使点 分别落在长方形纸片内的点 处,折痕 分别交 于点 ,且满足 .喜欢探究的小明通过独立思考,得到两个结论:①当点 在一条直线上时, ;②当 时,四边形 是菱形.下列判断正确的是(   )

    A . ①正确,②错误 B . ①错误,②正确 C . ①,②都正确 D . ①,②都错误
二、填空题
  • 6. (2023九下·义乌月考) 何老师在一次“探析矩形折叠问题”的公开课上,与同学们一起对折纸进行了如下探究:已知正方形边长为1,G是边的中点,E是射线上的一个动点.

    1. (1) 如图① ,若点E在线段上且点E与点C不重合,连结 , 将沿着翻折,使点C落在上的点M处,连结延长交边于点F且 , 则的值为
    2. (2) 若点E与点C不重合,以点C为圆心,线段的长为半径作 , 当与线段只有一个公共点时,的取值范围是.
  • 7. (2022七下·海陵月考) 如图,把图(a)称为二环三角形,它的内角和∠A+∠B+∠C+∠A1+∠B1+∠C1;把图(b)称为二环四形边,它的内角和∠A+∠B+∠C+∠D+∠A1+∠B1+∠C1+∠D1⋯⋯;依此规律,请你探究:二环n边形的内角和为 度.(用含n的式子表示)

  • 8. (2023九下·慈溪月考) 活动探究:我们知道,已知两边和其中一边的对角对应相等的两个三角形不一定全等.如已知中,所对的边为 , 满足已知条件的三角形有两个(我们发现其中如图的是一个直角三角形),则满足已知条件的三角形的第三边长为

  • 9. (2020·硚口模拟) (问题探究)如图1, ,直线 ,垂足为 ,交 于点 ,点 到直线 的距离为2,点 的距离为1, ,则 的最小值是;(提示:将线段 沿 方向平移1个单位长度即可解决,如图2所示.)

    (关联运用)如图3,在等腰 和等腰 中, 在直线 上, ,连接 ,则 的最小值是.

       

  • 10. (2023八下·苏州期末) 数学兴趣小组的同学拿出如图所示的矩形纸片 , 其中 , 他们将纸片对折使重合,展开后得折痕 , 又沿折叠使点C落在处,展开后又得到折痕 , 再沿折叠使点A落在上的处,大家发现了很多有趣的结论.就这个图形,请你探究的值为

     

三、实践探究题
  • 11. (2023九上·长春月考) 实践与探究

    1. (1) 操作一:如图①.已知正方形纸片ABCD,将正方形纸片沿过点A的直线折叠,使点B落在正方形ABCD的内部,点B的对应点为点M,折痕为AE.再将纸片沿过点A的直线折叠,使AD与AM重合,折痕为AF.则∠EAF=度.
    2. (2) 操作二:如图②,将正方形纸片沿EF继续折叠,点C的对应点为点N.当点N恰好落在折痕AE上,则∠AEF=         度.
    3. (3) 在图②中,运用以上操作所得结论,解答下列问题:

      ①设AM与NF的交点为点P.求证:AP=EF:

      ②若AB= , 则线段EF的长为         

  • 12. (2023九上·平阴期中) 【问题呈现】

    CAB和△CDE都是直角三角形,∠ACB=∠DCE=90°,CBmCACEmCD , 连接ADBE , 探究ADBE的位置关系.

    【问题探究】

    1. (1) 如图1,当m=1时,直接写出ADBE的位置关系:
    2. (2) 如图2,当m≠1时,(1)中的结论是否成立?若成立,给出证明;若不成立,说明理由.
    3. (3) 【拓展应用】当DE=4时,将△CDE绕点C旋转,使ADE三点恰好在同一直线上,求BE的长.
  • 13. (2022·镇江) 操作探究题
    1. (1) 已知是半圆的直径,是正整数,且不是3的倍数)是半圆的一个圆心角.

      操作:如图1,分别将半圆的圆心角取1、4、5、10)所对的弧三等分(要求:仅用圆规作图,不写作法,保留作图痕迹);

      交流:当时,可以仅用圆规将半圆的圆心角所对的弧三等分吗?

      探究:你认为当满足什么条件时,就可以仅用圆规将半圆的圆心角所对的弧三等分?说说你的理由.

    2. (2) 如图2,的圆周角 . 为了将这个圆的圆周14等分,请作出它的一条14等分弧(要求:仅用圆规作图,不写作法,保留作图痕迹).

  • 14. (2023九上·咸宁期中) 数学活动课上,同学们以“等腰三角形的旋转”为主题,开展如下探究活动:

    1. (1) 【操作探究】如图1,为等边三角形,将绕点A旋转 , 得到 , 连接BEFBE的中点,则;连接AF , 则AFDE的数量关系是
    2. (2) 【迁移探究】如图2,将(1)中的绕点A逆时针旋转 , 得到 , 其他条件不变,求出此时的度数及AFDE的数量关系.
    3. (3) 【拓展应用】如图3,在中, , 将绕点A旋转,得到 , 连接BEFBE的中点,连接AF . 在旋转过程中,当时,线段AF的长为:
  • 15. (2021·永城模拟) 某班“数学兴趣小组”在学习“勾股定理”章节的内容后,遇到这样的问题:如图,在直角三角形ACB中, ,点D是边CB上的一个动点(不与B、C重合),连接AD.若 是等腰三角形,求线段CD的长.

    方法一:小敏利用刚学习的勾股定理进行解决,当 为等腰三角形时, ,设 ,则 ,所以 ,在直角三角形ACD中,利用勾股定理可得,

    解得 .故当 为等腰三角形时,CD的长为 .

    方法二:小聪提前预习了函数这一章节的内容,他尝试利用函数的方法探究并解决该问题.

    下面是他的探究讨程,请你补充完整.

    1. (1) 根据点D在PC上的不同付置,画出相应图形,测量出线段CD、AD的长度,得出下面的表格:

      CD

      0

      1

      2

      3

      4

      5

      6

      7

      8

      AD

      6

      6.1

      6.3

      6.7

      7.2

      7.8

      8.5

      9.2

      a

      ①表格中 的值为.

      ②小聪分析得知不用测量BD的值,因为CD与BD满足关系式:.

    2. (2) 将CD的长作为自变量x,AD的长为x的函数,记为y,在下面平面直角坐标系中画出函数y关于x的图象,并写出该函数的一条性质:  ▲  .
    3. (3) 继续在平面直角坐标系画出小聪所需的其他函数图象,并结合图形直接写出,当 为等腰三角形时,线段CD的长度的近似值(精确到0.1).

  • 16. (2023·江门模拟) 如图,半圆O中, , 点M为上一点, , 点P为半圆上一个动点,连接 , 过点A作 , 垂足为N.小明根据学习函数的经验,对线段的长度之间的关系进行了探究.

    下面是小明的探究过程,请补充完整:

    1. (1) 设的长度为的长度为的长度为 , 对于点P在半圆O上的不同位置,通过画图、测量,得到了线段的长度的几组值,如下表:

      /cm

      0

      1

      2

      3

      4

      5

      6

      7

      7.5

      7.64

      7.78

      7.90

      8

      /cm

      0

      0.99

      1.99

      2.97

      3.92

      4.82

      5.61

      5.90

      5.56

      5.18

      4.46

      3.30

      0

      /cm

      6

      5.91

      5.65

      5.21

      4.53

      3.56

      2.12

      0.24

      2.25

      3.01

      4.0

      5.00

      6

      请计算,当时,

    2. (2) 利用表格中的数据,在如平面直角坐标系中画出(1)中所确定的函数关于x的函数图象;
    3. (3) 观察函数图象分别写出函数的一条性质;
    4. (4) 当等腰三角形时:

      ①通过计算可知:

      ②通过进一步探究函数图象可知:长度的近似值为 . (保留一位小数)

  • 17. (2023·坪山模拟) 课本呈现:如图1,在射门游戏中,球员射中球门的难易程度与他所处的位置对球门的张角()有关.当球员在处射门时,则有张角 . 某数学小组由此得到启发,探究当球员在球门同侧的直线射门时的最大张角.

    问题探究:

    1. (1) 如图2,小明探究发现,若过两点的动圆与直线相交于点 , 当球员在处射门时,则有

      小明证明过程如下:

      设直线交圆于点 , 连接 , 则

                 

               

    2. (2) 如图3,小红继续探究发现,若过两点的动圆与直线相切于点 , 当球员在处射门时,则有 , 你同意吗?请你说明理由.

    3. (3) 问题应用:如图4,若米,是中点,球员在射线上的点射门时的最大张角为 , 则的长度为米.

       
    4. (4) 问题迁移:如图5,在射门游戏中球门是球场边线,是直角, . 若球员沿带球前进,记足球所在的位置为点 , 求的最大度数.(参考数据: . )
  • 18. (2020九上·邛崃期中) 几何探究题

    1. (1) 发现:在平面内,若 ,其中

      当点A在线段BC上时,线段AC的长取得最小值,最小值为

      当点A在线段CB延长线上时,线段AC的长取得最大值,最大值为

    2. (2) 应用:点A为线段BC外一动点,如图2,分别以ABAC为边,作等边△ABD和等边△ACE , 连接CDBE

      ①证明:

      ②若 ,则线段BE长度的最大值为

    3. (3) 拓展:如图3,在平面直角坐标系中,点A的坐标为 ,点B的坐标为 ,点P为线AB外一动点,且 .请直接写出线段AM长的最大值及此时点P的坐标.
  • 19. (2023·鄂州) 某数学兴趣小组运用《几何画板》软件探究y=ax2(a>0)型抛物线图象.发现:如图1所示,该类型图象上任意一点P到定点F(0,)的距离PF,始终等于它到定直线l:y=的距离PN (该结论不需要证明).他们称:定点F为图象的焦点,定直线l为图象的准线,y=叫做抛物线的准线方程.准线l与y轴的交点为H.其中原点O为FH的中点,FH=2OF= . 例如,抛物线y=2x2 , 其焦点坐标为F(0,),准线方程为l:y= , 其中PF=PN,FH=2OF=

    1. (1) 【基础训练】请分别直接写出抛物线y=的焦点坐标和准线l的方程:
    2. (2) 【技能训练】如图2,已知抛物线y=上一点P(x0 , y0)(x0>0)到焦点F的距离是它到x轴距离的3倍,求点P的坐标;
    3. (3) 【能力提升】如图3,已知抛物线y=的焦点为F,准线方程为l.直线m:y=交y轴于点C,抛物线上动点P到x轴的距离为d1 , 到直线m的距离为d2 , 请直接写出d1+d2的最小值;
    4. (4) 【拓展延伸】该兴趣小组继续探究还发现:若将抛物线y=ax2(a>0)平移至y=a(x-h)2+k(a>0).

      抛物线y=a(x-h)2+k(a>0)内有一定点F(h,),直线l过点M(h,)且与x轴平行.当动点P在该抛物线上运动时,点P到直线l的距离PP1始终等于点P到点F的距离(该结论不需要证明).例如:抛物线y=2(x-1)2+3上的动点P到点F(1,)的距离等于点P到直线l:y=的距离.

      请阅读上面的材料,探究下题:

      如图4,点D(-1,)是第二象限内一定点,点P是抛物线y=-1上一动点.当PO+PD取最小值时,请求出△POD的面积.

  • 20. (2023七下·梅江期末) 直线在同一平面内有平行和相交两种位置关系,线段首尾连接可以变换出很多不同的图形,这些不同的角又有很多不同关系,今天我们就来探究一下这些奇妙的图形吧!

    【问题探究】

    1. (1) ①如图1,若 , 点P在内部, , 则

      ②如图2,若 , 将点P在外部,求之间数量关系(不需证明);

      ③如图3,写出之间的数量关系:(不需证明).

    2. (2) 如图4,五角星 , 请直接写出
    3. (3) 如图5,将五角星去掉一个角后,是多少?请证明你的结论.
  • 21. (2023·淄博) 在数学综合与实践活动课上,小红以“矩形的旋转”为主题开展探究活动.
    1. (1) 操作判断

      小红将两个完全相同的矩形纸片拼成“L”形图案,如图①.

      试判断:的形状为

        

    2. (2) 深入探究

      小红在保持矩形不动的条件下,将矩形绕点旋转,若

      探究一:当点恰好落在的延长线上时,设相交于点 , 如图②.求的面积.

      探究二:连接 , 取的中点 , 连接 , 如图③.

      求线段长度的最大值和最小值.

        

  • 22. (2023九上·绥阳期中) 数学综合实践课上,同学们以“等腰三角形的旋转”为主题,开展如下探究活动:

    1. (1) 【操作探究】如图1,△ABC为等边三角形,将△ABC绕点A旋转180°,得到△ADE,连接BE,F是BE的中点,连接AF.

      ①写出图1中一个等于90°的角

      ②图1中AF与DE的数量关系是

    2. (2) 【迁移探究】如图2,将(1)中的等边△ABC绕点A逆时针旋转30°,得到△ADE,其他条件不变.探究AF与DE的数量关系,并说明理由.
    3. (3) 【拓展应用】如图3,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,BC=2 , 将△ABC绕点A旋转,得到△ADE,连接BE,F是BE的中点,连接AF.在旋转过程中,当∠EBC=15°时,直接写出线段AF的长.
  • 23. (2023·大连) 综合与实践

    问题情境:数学活动课上,王老师给同学们每人发了一张等腰三角形纸片探究折叠的性质.

    已知 , 点上一动点,将为对称轴翻折.同学们经过思考后进行如下探究:

    独立思考:小明:“当点落在上时, . ”

    小红:“若点中点,给出的长,就可求出的长.”

    实践探究:奋进小组的同学们经过探究后提出问题1,请你回答:

      

    问题1:在等腰中,翻折得到.

    1. (1) 如图1,当点落在上时,求证:
    2. (2) 如图2,若点中点, , 求的长.

      问题解决:小明经过探究发现:若将问题1中的等腰三角形换成的等腰三角形,可以将问题进一步拓展.

      问题2:如图3,在等腰中, . 若 , 则求的长.

  • 24. (2023·成都) 探究式学习是新课程倡导的重要学习方式,某兴趣小组拟做以下探究.

    中, , D是AB边上一点,且(n为正整数),E是AC边上的动点,过点D作DE的垂线交直线BC于点F.

    1. (1) 【初步感知】

      如图1,当时,兴趣小组探究得出结论: , 请写出证明过程.

    2. (2) 【深入探究】

      ①如图2,当 , 且点F在线段BC上时,试探究线段AE,BF,AB之间的数量关系,请写出结论并证明;

      ②请通过类比、归纳、猜想,探究出线段AE,BF,AB之间数量关系的一般结论(直接写出结论,不必证明).

    3. (3) 【拓展运用】

      如图3,连接EF,设EF的中点为M. 若 , 求点E从点A运动到点C的过程中,点M运动的路径长(用含n的代数式表示).

  • 25. (2022·崂山模拟) 实际问题:

    婚礼上有116名宾客,地面上水平放置了一个长方体蛋糕,要保证这116名宾客都能分得蛋糕(忽略大小,水平切割的方向只能与地面平行,垂直切割只能与地面垂直),小明说我10刀即可完成任务,你认为小明是怎样切这个蛋糕才能完成任务.

    问题探究:

    为解决这个问题我们从最简单的长方形分割开始研究.

    探究一:用一条直线分一个长方形,最多可以分成几部分?

    如图1所示,一条线来分多出1部分,最多分成1+1=2部分;

    探究二:用2条直线分一个长方形,最多可以分成几部分?

    如图2所示,第2条线与第一条线相交,多出2部分,最多分成1+1+2=4部分;

    探究三:用3条直线分一个长方形,最多可以分成几部分?

    如图3所示,第3条线与前2条线相交,多出3部分,最多分成1+1+2+3=7部分; 

    探究四:用4条直线分一个长方形,最多可以分成几部分?

    如图4所示,第4条线与原来3条线相交, 多出4部分,最多分1+1+2+3+4=11部分;

    1. (1) 探究五:用5条直线分一个长方形,第5条线与原来4条线相交,多出部分,即最多分成部分;
    2. (2) 探究六:用条直线分一个长方形,最多可以分成部分;(用含的代数式表示)
    3. (3) 探究七:我们可以将开始提出的问题转化为切割长方体,借助以上探究长方形切割的结论如何将长方体切割成14块?

      我们只需要在探究三的基础上,先在长方体中竖直切割3刀最多分成7块,平行于地面切一刀,此时4刀可切成7×2=14块.

      探究八:如何用最少的切割次数,将一个长方体蛋糕切割成44块,请说明切割过程,无需画图;

      问题解决:

    4. (4) 婚礼上有116名宾客,地面上放了一个长方体蛋糕,要保证这116名宾客都能分得蛋糕(忽略大小,水平切割的方向只能与地面平行,垂直切割只能与地面垂直),小明说我10刀即可完成任务,你认为小明是怎样切这个蛋糕?请说明切割的过程,无需画图.
  • 26. (2022·安庆模拟) (规律探究)如下图,是由若干个边长为1的小正三角形组成的图形,第(2)个图比第(1)个图多一层,第(3)个图比第(2)个图多一层,依次类推.

    1. (1) 第(9)个图中阴影三角形的个数为;非阴影三角形的个数为
    2. (2) 第个图形中,阴影部分的面积与非阴影部分的面积比是441∶43,求.
    3. (3) 能否将某一个图形中的所有小三角形重新拼接成一个菱形,如果能,请指出是第几个图形,如果不能说明理由.
  • 27. (2021九上·运城期中) 综合与探究

    数轴是一个非常重要的数学工具,它使数和数轴上的点建立起一一对应的关系,揭示了数与点之间的内在联系,它是“数形结合”的基础.小明在一条长方形纸带上画了一条数轴,进行如下操作探究:

    1. (1) 操作1:折叠纸带,使数轴上表示 的点与表示 的点重合,则表示数 的点与表示数的点重合.
    2. (2) 操作2:折叠纸带,使数轴上表示 的点与表示 的点重合,则表示 的点与表示数的点重合.
    3. (3) 操作3:如图,在数轴上剪下6个单位长度(从 到5)的一条线段,并把这条线段沿某点向左折叠,然后在重叠部分的某处剪一刀得到三条线段,发现这三条线段的长度之比为1:1:2,则折痕处对应的点表示的数可能是几?
  • 28. (2023·西安模拟) 【问题探究】

    1. (1) 如图1,直线a,点E在上,点C、D在直线a上,连接 , 请利用直尺在射线上找一点M,使得
    2. (2) 如图2,在菱形中, , E为线段延长线上一点,连接 , 点E到的距离为 , 求的长;
    3. (3) 【问题提出】
      如图3,有一个四边形板材 . 现李师傅要从这块板材中裁出一个部件,他先在四边形上画了一个正方形 , 点G在上,在上截取 , 连接即为所要裁的部件.测出C、G之间的距离为 , 请你帮助李师傅计算出所裁部件的面积.
  • 29. (2023·南关模拟) 实践与探究
    1. (1) 操作一:如图①,对折矩形纸片 , 使重合,折痕为 . 把纸片展平后,将矩形纸片沿过点D的直线折叠,使点A落在上,点A的对应点为点 , 折痕为 , 连结

      ①当矩形是正方形时,                  ▲                  三角形;

      ②当是等腰直角三角形时,求边与边之间的数量关系;

      ③若点P、、C共线,求证:

    2. (2) 操作二:如图②,在矩形中, . 先将矩形纸片沿过点D的直线折叠,使点A落在矩形的内部,点A的对应点为点 , 折痕为 . 然后沿过点D的直线折叠,使点C落在直线上,折痕为 , 点C的对应点为点 . 再将矩形沿过点G的直线继续折叠,折痕为 , 点B的对应点为点 . 我们发现,点H的位置不同,点B的位置也不同.当点恰好与点 . 重合时,线段的长为

  • 30. (2023·临渭模拟) 【结论理解】“善思”小组开展“探究四点共圆的条件”活动,得出结论:对角互补的四边形的四个顶点共圆.该小组继续利用上述结论进行探究.

    1. (1) 【问题探究】如图1,在矩形ABCD中,点E为CD上一点,将△BCE沿BE翻折,点C的对应点F恰好落在边AD上,做经过F、E、C三点的圆,请根据以上结论判断点B点(填“在”或“不在”)该圆上;
    2. (2) 如图2,四边形的内接四边形, , 求四边形的面积.
    3. (3) 【问题解决】如图3,四边形是某公园的一块空地,现计划在空地中修建两条小路,(小路宽度不计),将这块空地分成四部分,记两条小路的交点为P,其中空地中种植草坪,空地中分别种植郁金香和牡丹花.已知 , 且点C到的距离是 , 求种植牡丹花的地块的面积比种植郁金香的地块的面积多多少
  • 31. (2020九上·黄岛期末) (问题提出)

    在由 个小正方形(边长为1)组成的矩形网格中,该矩形的一条对角线所穿过的小正方形个数与m,n有何关系?

    (问题探究)

    为探究规律,我们采用一般问题特殊化的策略,通过分类讨论,先从最简单的情形入手,再逐次递进,从中找出解决问题的方法.

    1. (1) 探究一:

      当m,n互质(m,n除1外无其他公因数)时,观察图1并完成下表:

                

      图1

      矩形横长m

      2

      3

      3

      5

      4

      5

      公矩形纵长n

      1

      1

      2

      2

      3

      3

      矩形一条对角线所穿过的小正方形个数f

      2

      3

      4

      6

      6

      结论:当m,n互质时,在 的矩形网格中,该矩形一条对角线所穿过的小正方形的个数f与m,n之间的关系式是

    2. (2) 探究二:

      当m,n不互质时,不妨设 (a,b,k为正整数,且a,b互质),观察图2并完成下表:

      图2

      a

      2

      3

      3

      5

      2

      3

      b

      1

      1

      2

      2

      1

      1

      k

      2

      2

      2

      2

      3

      矩形一条对角线所穿过的小正方形个数f

      4

      6

      8

      6

      结论:当m,n不互质时,若 (a,b,k为正整数,且a,b互质).在 的矩形网格中,该矩形一条对角线所穿过的小正方形的个数f与a,b,k之间的关系式是

    3. (3) (模型应用)

      一个由边长为1的小正方形组成的长为630,宽为490的矩形网格中,该矩形的一条对角线所穿过的小正方形个数是个.

      图3

    4. (4) (模型拓展)

      如图3,在一个由48个棱长为1的小正方体组成的长方体中,经过顶点A,B的直线穿过的小正方体的个数是个.

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