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B
$24°$
$2\sqrt{5}$

解:
(1) 分别作出点$A,B,C$绕原点$O$旋转$180°$的对应点$A_1(0,-4),$$B_1(0,-2),$$C_1(-3,-2),$依次连接三点,$△ A_1B_1C_1$即为所求作的图形。
(2) 由$A(0,4)$平移到$A_2(2,2),$可知平移规则为向右平移2个单位,向下平移2个单位,可得$C_2(5,0)。$
用割补法计算面积:
$S_{△ A_1C_1C_2} = 4×8 - \frac{1}{2}×3×2 - \frac{1}{2}×2×8 - \frac{1}{2}×4×5 = 11。$
解:
(1) $\because$ 四边形$ABCD$是正方形,
$\therefore ∠ BAD = 90°,$$AB = AD。$
$\because$ 将线段$AB$按顺时针方向旋转$α(0°<α<90°)$得到线段$AE,$
$\therefore ∠ EAB = α,$$AB = AE,$
$\therefore AE = AD,$$∠ EAD = 90° + α。$
$\therefore ∠ AED = \frac{180° - (90° + α)}{2} = 45° - \frac{1}{2}α。$
$\because AE = AB,$$∠ EAB = α,$
$\therefore ∠ AEB = \frac{180° - α}{2} = 90° - \frac{1}{2}α。$
$\therefore ∠ DEB = ∠ AEB - ∠ AED = (90° - \frac{1}{2}α) - (45° - \frac{1}{2}α) = 45°。$
(2) 补全图形,线段$DE$与$CF$的数量关系为$DE = \sqrt{2}CF,$证明如下:
过点$C$作$CG ⊥ CF,$交$FD$的延长线于点$G。$
$\because BF ⊥ DE,$$\therefore ∠ EFB = ∠ BFD = 90°,$
$\therefore ∠ BFC + ∠ CFD = 90°。$
$\because CG ⊥ CF,$$\therefore ∠ FCG = 90°,$
$\therefore ∠ CFD + ∠ G = 90°,$
$\therefore ∠ BFC = ∠ G。$
在正方形$ABCD$中,$BC = DC,$$∠ BCD = 90°,$
$\because ∠ BCD = ∠ FCG = 90°,$
$\therefore ∠ BCF = ∠ DCG。$
$\because BC = DC,$
$\therefore △ BCF ≌ △ DCG,$
$\therefore BF = DG,$$CF = CG。$
$\therefore △ FCG$是等腰直角三角形,
$\therefore FG = \sqrt{2}CF。$

(1)知$∠ DEB = 45°,$
$\therefore △ BEF$是等腰直角三角形,
$\therefore EF = BF,$
$\therefore EF = DG,$
$\therefore EF + FD = DG + FD,$即$DE = FG,$
$\therefore DE = \sqrt{2}CF。$
【分析】
要解决该问题,需先利用等腰三角形性质和三角函数求出OA的长度,确定点A的坐标,再根据旋转的坐标变换规则,计算点A绕原点逆时针旋转120°后的对应点A'的坐标。具体步骤:1. 分析等腰△AOB的角度,结合三角函数求出OA长度,得到点A坐标;2. 运用坐标旋转公式计算旋转后点A'的坐标。
【解析】
1. 求OA长度,确定点A坐标:
在等腰△AOB中,OA=AB,∠OAB=120°,因此底角∠AOB=∠ABO=(180°-120°)÷2=30°。
过B作BD⊥x轴于D,在Rt△OBD中,OB=2√3,∠BOD=30°,则:
OD=OB·cos30°=2√3×(√3/2)=3,BD=OB·sin30°=2√3×(1/2)=√3,即B(3,√3)。
在△AOB中,由正弦定理:OA/sin∠ABO = OB/sin∠OAB,代入∠ABO=30°,∠OAB=120°,OB=2√3,得:
OA/(1/2)=2√3/(√3/2),解得OA=2。因OA在x轴上,故点A坐标为(2,0)。
2. 计算旋转后A'的坐标:
点(x,y)绕原点逆时针旋转θ角的坐标公式为:(xcosθ - ysinθ, xsinθ + ycosθ)。
将A(2,0)、θ=120°(cos120°=-1/2,sin120°=√3/2)代入公式:
横坐标=2×(-1/2) - 0×(√3/2)= -1,
纵坐标=2×(√3/2) + 0×(-1/2)=√3,
故A'坐标为(-1,√3)。
【答案】
B
【知识点】
等腰三角形性质、坐标旋转、三角函数应用
【点评】
本题结合几何性质与坐标变换,需先确定原点点坐标,再利用旋转公式计算,关键是掌握等腰三角形角度关系和坐标旋转规则,属于中等难度的几何坐标题。
【难度系数】
0.5
【分析】首先,根据旋转的性质得到对应边、对应角的关系;再结合AD=CD,利用等腰三角形等边对等角的性质,以及三角形外角性质建立角的数量关系;最后在△ABC中,根据三角形内角和定理求出∠C的度数,再由旋转对应角相等得到∠E的度数。
【解析】
解:
∵ 将△ABC绕点A按逆时针方向旋转得到△ADE,
∴ AD=AB,∠E=∠C,
∴ ∠B=∠ADB(等腰三角形等边对等角)。

∵ AD=CD,
∴ ∠CAD=∠C(等腰三角形等边对等角)。
∵ ∠ADB是△ADC的外角,
∴ ∠ADB=∠C + ∠CAD = ∠C + ∠C = 2∠C,
∴ ∠B=2∠C。
在△ABC中,∠BAC + ∠B + ∠C = 180°,已知∠BAC=108°,
∴ 108° + 2∠C + ∠C = 180°,
即3∠C = 72°,解得∠C=24°。

∵ ∠E=∠C,
∴ ∠E=24°。
【答案】
24°
【知识点】
旋转的性质、等腰三角形的性质、三角形内角和定理
【点评】
本题综合考查旋转、等腰三角形的性质及三角形内角和定理,关键是利用旋转得到的边相等关系,结合等腰三角形性质和外角性质推导角的关系,逐步求解。
【难度系数】
0.5
【分析】
本题是旋转类几何计算题,核心思路是通过构造旋转全等三角形转化线段关系。首先将AB绕点A逆时针旋转90°得到AE,构造等腰直角△ABE;再利用已知角度证明点E在BC上,计算BE长度;接着结合AC旋转90°得AD的条件,证明△ABC与△AED全等;最后得出△BDE为直角三角形,用勾股定理计算BD的长。
【解析】
解:如图,将线段AB绕点A逆时针旋转90°,得到线段AE,连接DE。
∵ ∠BAE=90°,AB=AE=√2,
∴ △ABE是等腰直角三角形,∠AEB=45°,
由勾股定理得:$BE=\sqrt{AB^2 + AE^2}=\sqrt{(\sqrt{2})^2 + (\sqrt{2})^2}=\sqrt{4}=2$。

∵ ∠ABC=45°,
∴ ∠ABC=∠AEB=45°,故点E落在线段BC上。
∵ 线段AC绕点A逆时针旋转90°得到线段AD,
∴ AC=AD,∠CAD=90°,
∴ ∠BAE + ∠EAC = ∠CAD + ∠EAC,即∠BAC=∠EAD。
在△ABC和△AED中:
$\begin{cases} AB=AE \\ ∠BAC=∠EAD \\ AC=AD \end{cases}$
∴ △ABC≌△AED(SAS),
∴ DE=BC=4,∠AED=∠ABC=45°,
∴ ∠BED=∠AEB + ∠AED=45°+45°=90°,即△BDE是直角三角形。
在Rt△BDE中,BE=2,DE=4,
由勾股定理得:$BD=\sqrt{BE^2 + DE^2}=\sqrt{2^2 + 4^2}=\sqrt{20}=2\sqrt{5}$。
【答案】16. $2\sqrt{5}$
【知识点】图形的旋转、全等三角形的判定与性质、勾股定理
【点评】本题通过构造旋转全等三角形,将分散的线段集中到直角三角形中,利用勾股定理求解,考查了旋转的性质、全等三角形的判定与勾股定理的应用,解题关键是合理构造辅助线转化线段关系,属于典型的几何综合题。
【难度系数】0.5
【分析】
要解决本题,需先掌握平面直角坐标系中图形旋转、平移的坐标变化规律:旋转180°时,点关于原点对称,横、纵坐标均变为原坐标的相反数;平移时,点的坐标遵循“右加左减,上加下减”的规律。求△A₁C₁C₂的面积时,采用割补法,即构造包含该三角形的矩形,用矩形面积减去周围三个直角三角形的面积,即可得到目标三角形的面积。
【解析】
(1) 根据旋转180°的坐标特征(关于原点对称),已知A(0,4)、B(0,2)、C(3,2),可得旋转后对应点坐标:A₁(0,-4)、B₁(0,-2)、C₁(-3,-2),连接三点得到△A₁B₁C₁,即为所求。
(2) 由点A(0,4)平移后对应A₂(2,2),可知平移规律为:向右平移2个单位,向下平移2个单位。因此点C(3,2)平移后对应C₂的坐标为(3+2,2-2)=(5,0)。
用割补法计算△A₁C₁C₂的面积:构造包含该三角形的矩形,矩形面积为4×8=32;减去周围三个直角三角形的面积,分别为$\frac{1}{2}×3×2=3$、$\frac{1}{2}×2×8=8$、$\frac{1}{2}×4×5=10$;因此△A₁C₁C₂的面积=32-3-8-10=11。
【答案】
17. (1) 如图,△A₁B₁C₁即为所求作;(2) △A₁C₁C₂的面积=11

【知识点】
图形的旋转、图形的平移、三角形面积计算
【点评】
本题综合考查平面直角坐标系中图形的旋转变换、平移变换,以及割补法求三角形面积,需熟练掌握坐标变换规律,割补法是求不规则图形面积的常用方法,题目难度适中。
【难度系数】
0.5
【分析】
本题为正方形与旋转结合的几何综合题,分为两小问。第(1)问求∠DEB,需利用正方形和旋转的性质得到等腰三角形,再通过等腰三角形内角和计算两个底角,相减得到目标角;第(2)问需先补全图形,再通过构造全等三角形,结合等腰直角三角形的性质推导线段关系,核心是利用旋转带来的边、角等量关系,结合正方形性质构造全等,转化线段以证明数量关系。
【解析】
(1)
∵ 四边形ABCD是正方形,
∴ ∠BAD=90°,AB=AD。
由旋转的性质,线段AB顺时针旋转α得到AE,
∴ AB=AE,∠EAB=α,
∴ AE=AD,∠EAD=∠BAD + ∠EAB=90°+α。
在△AED中,AE=AD,
∴ ∠AED = (180° - ∠EAD)/2 = (180° - 90° - α)/2 = 45° - (1/2)α。
在△AEB中,AE=AB,
∴ ∠AEB = (180° - ∠EAB)/2 = (180° - α)/2 = 90° - (1/2)α。
∴ ∠DEB = ∠AEB - ∠AED = (90° - (1/2)α) - (45° - (1/2)α) = 45°。
(2) 补全图形:过点B作BF⊥DE于点F,连接CF,如图所示。
证明DE=√2 CF:
过点C作CG⊥CF,交FD的延长线于点G。
∵ BF⊥DE,
∴ ∠EFB=∠BFD=90°,
∴ ∠BFC + ∠CFD = 90°。
∵ CG⊥CF,
∴ ∠FCG=90°,
∴ ∠CFD + ∠G = 90°,
∴ ∠BFC=∠G。
在正方形ABCD中,BC=DC,∠BCD=90°,
∵ ∠BCD=∠FCG=90°,
∴ ∠BCF=∠DCG。
在△BCF和△DCG中:
$\{\begin{array}{l}∠BFC=∠G \\∠BCF=∠DCG \\BC=DC\end{array} $
∴ △BCF≌△DCG(AAS),
∴ BF=DG,CF=CG。
∵ ∠FCG=90°,CF=CG,
∴ △FCG是等腰直角三角形,
∴ FG=√2 CF。
由(1)知∠DEB=45°,又BF⊥DE,
∴ △BEF是等腰直角三角形,
∴ EF=BF。
∵ BF=DG,
∴ EF=DG,
∴ EF + FD = DG + FD,即DE=FG。
∴ DE=√2 CF。
【答案】
(1) ∠DEB=45°;(2) 补全图形如图所示,DE=√2 CF

【知识点】
正方形的性质、旋转的性质、全等三角形的判定与性质
【点评】
本题融合正方形、旋转、全等三角形及等腰直角三角形知识点,解题关键是利用旋转的不变性得到边和角的等量关系,通过构造全等三角形转化线段,考查学生的几何逻辑推理能力,是初中几何典型综合题型。
【难度系数】
0.5