專題18 難點探究專題:幾何圖形中動角問題壓軸題三種模型全攻略(解析版)_第1頁
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專題18難點探究專題:幾何圖形中動角問題壓軸題三種模型全攻略【考點導(dǎo)航】目錄TOC\o"1-3"\h\u【典型例題】 1【考點一幾何圖形中動角定值問題】 1【考點二幾何圖形中動角數(shù)量關(guān)系問題】 6【考點三幾何圖形中動角求運動時間問題】 11【過關(guān)檢測】 19【典型例題】【考點一幾何圖形中動角定值問題】例題:(2023秋·湖南懷化·七年級統(tǒng)考期末)已知如圖是的平分線,是的平分線,,(1)求的度數(shù).(2)當(dāng)射線在的內(nèi)部線繞點轉(zhuǎn)動時,射線、的位置是否發(fā)生變化?說明理由.(3)在(2)的條件下,的大小是否發(fā)生變化?如果不變,求其度數(shù);如果變化,說出其變化范圍.【答案】(1)(2)發(fā)生變化,理由見解析(3)不變,【分析】(1)根據(jù)角平分線的定義得出,進而根據(jù)即可求解;(2)根據(jù),則轉(zhuǎn)動時同樣在動,同理也在動;(3)根據(jù)(1)的結(jié)論即可求解.【詳解】(1)解:∵是的平分線,是的平分線,,∴,∴(2)解:∵,∴轉(zhuǎn)動時同樣在動,同理同樣轉(zhuǎn)動;(3)不變同樣35°;解:當(dāng)射線在的內(nèi)部線繞點轉(zhuǎn)動時,∵是的平分線,是的平分線,,∴,∴.【點睛】本題考查了角平分線的定義,幾何圖形中角度的計算是解題的關(guān)鍵.【變式訓(xùn)練】1.(2023秋·江西撫州·七年級統(tǒng)考期末)將一副三角板中含有60°角的三角板的頂點和另一塊含有45°角的三角板的頂點重合于一點,繞著點轉(zhuǎn)動含有60°角的三角板,拼成如圖的情況,請回答問題:(1)如圖1,當(dāng)點在射線上時,直接寫出的度數(shù)是____________度;(2)①如圖2,當(dāng)為的角平分線時,求出此時的度數(shù);②如圖3,當(dāng)為的角平分線時,求出此時的度數(shù);(3)若只在內(nèi)部旋轉(zhuǎn),作平分線交于點,再作的平分線交于點,在轉(zhuǎn)動過程中的值是否發(fā)生變化?若不變,請求出這個值;若變化,請說明理由.【答案】(1)(2)①;②(3)的值不會發(fā)生變化,,理由見解析【分析】(1)根據(jù)三角板中角度的特點進行求解即可;(2)①根據(jù)角平分線的定義得到,再根據(jù)進行求解即可;②根據(jù)角平分線的定義得到,再根據(jù)進行求解即可;(3)分別用表示出.再根據(jù)角平分線的定義表示出,,再根據(jù)進行求解即可.【詳解】(1)解:由題意得,∴,故答案為:;(2)解:①由題意得,,∵為的角平分線,∴,∴;②由題意得,,∵為的角平分線,∴,∴;(3)解:的值不會發(fā)生變化,,理由如下:由題意得,,∵,∴,,∵平分,平分,∴,,∴.【點睛】本題主要考查了三角板中角度的計算,角平分線的定義,熟知三角板中角度的特點是解題的關(guān)鍵.2.(2023秋·重慶·七年級校考期末)如圖1,將一副三角板的兩個銳角頂點放到一塊,,,,分別是,的角平分線.(1)當(dāng)繞著點逆時針旋轉(zhuǎn)至射線與重合時(如圖2),則的大小為;(2)如圖3,在(1)的條件下,繼續(xù)繞著點逆時針旋轉(zhuǎn),當(dāng)時,則的大小為;(3)在繞點順時針旋轉(zhuǎn)到內(nèi)部時,請你畫出圖形,的度數(shù)是否發(fā)生變化,若變化請說明理由,若不變請求出的度數(shù).【答案】(1)(2)(3)的度數(shù)不變,為,圖形見解析【分析】(1)利用角平分線的定義得到即可求解;(2)通過角的轉(zhuǎn)化得到即可求解;(3)通過角的轉(zhuǎn)化得到即可求解.【詳解】(1)∵,,∴,∵,分別是,的角平分線,∴,∴(2)∵,分別是,的角平分線,∴,∴;(3)的度數(shù)不變,為,作圖見下圖.∵,分別是,的角平分線,∴,∴;∴的度數(shù)不變,為.【點睛】本題考查了角平分線的定義和角的和差轉(zhuǎn)化,解題關(guān)鍵是能利用角平分線的定義得到關(guān)于的表達式,再利用角的和差關(guān)系進行計算即可.【考點二幾何圖形中動角數(shù)量關(guān)系問題】例題:(2023秋·河北邢臺·七年級統(tǒng)考期末)已知為直線上一點,射線、、位于直線上方,在的左側(cè),,.

(1)如圖1,當(dāng)平分時,求的度數(shù);(2)點在射線上,若射線繞點逆時針旋轉(zhuǎn)(且),.當(dāng)在內(nèi)部(圖2)和的兩邊在射線的兩側(cè)(圖3)時,和的數(shù)量關(guān)系是否改變,若改變,說明理由,若不變,求出其關(guān)系.【答案】(1)(2)不改變,,理由見解析【分析】(1)由平分,則,由,得到,最后得到;(2)分兩種情況,在內(nèi)部時,令,則,,結(jié)論成立;的兩邊在射線的兩側(cè)時.令,則,,,進而結(jié)論得證.【詳解】(1)解:∵平分,∴,∵.∴,∴,∴;(2)①在內(nèi)部時.令,則,,∴,∴;②的兩邊在射線的兩側(cè)時.令,則,,,∴,∴.綜上可得,和的數(shù)量關(guān)系不改變,【點睛】此題主要考查了角平分線的性質(zhì)以及角的有關(guān)計算,解決問題的關(guān)鍵是根據(jù)角的和差關(guān)系進行計算.【變式訓(xùn)練】1.(2023秋·福建福州·七年級??计谀┤鐖D,點O在直線上,在直線上方,且,射線在內(nèi)部,.(1)如圖1,若是的平分線,求的度數(shù);(2)如圖2,探究發(fā)現(xiàn):當(dāng)?shù)拇笮“l(fā)生變化時,與的數(shù)量關(guān)系保持不變.請你用等式表示出與的數(shù)量關(guān)系,并說明理由.【答案】(1)(2),理由見解析【分析】(1)根據(jù)補角的定義可得,再根據(jù)角平分線的定義可得答案;(2)設(shè),則,再利用,然后整理可得結(jié)論.【詳解】(1)∵是的平分線,∴,∴.∵,∴,∴,∴.(2),設(shè),則,∵,∴,∴,∴.【點睛】此題主要考查了鄰補角、角平分線的定義,正確把握定義是解題關(guān)鍵.2.(2023秋·湖北武漢·七年級??计谀┤鐖D,,,射線平分,射線平分(本題中的角均為大于且小于的角).(1)如圖,當(dāng),重合時,求的度數(shù);(2)當(dāng)從圖中所示位置繞點O順時針旋轉(zhuǎn)n度時,的值是否為定值?若是定值,求出的值,若不是,請說明理由.(3)當(dāng)從圖中所示位置繞點O順時針旋轉(zhuǎn)n度時,與具有怎樣的數(shù)量關(guān)系?【答案】(1)(2)為定值,理由見解析(3)當(dāng)時,;當(dāng)時,;當(dāng)時,【分析】(1)根據(jù)角平分線的定義知、,再根據(jù)可得答案;(2)由題意知、,根據(jù)角平分線的定義得、,代入計算可得答案;(3)分情況計算,利用n表示出,,再根據(jù)角之間的關(guān)系即可求解.【詳解】(1)解:,,射線平分,射線平分,、,;(2)解:的值為定值,理由如下:如圖:從圖中所示位置繞點O順時針旋轉(zhuǎn)n度,,點C、D在直線的右側(cè),射線平分,射線平分,,,,的值為定值;(3)解:當(dāng)時,如圖2:由(2)知,;當(dāng)時,如圖3所示,,,射線平分,射線平分,,,;當(dāng)時,如圖4所示,,,射線平分,射線平分,,,;綜上,與具有的數(shù)量關(guān)系為:當(dāng)時,;當(dāng)時,;當(dāng)時,.【點睛】本題考查了角度的計算以及角平分線的定義,找準(zhǔn)各角之間的和差關(guān)系,采用分類討論的思想是解決本題的關(guān)鍵.【考點三幾何圖形中動角求運動時間問題】例題:(2023秋·湖北襄陽·七年級統(tǒng)考期末)如圖1,點依次在直線上,現(xiàn)將射線繞點沿順時針方向以每秒的速度旋轉(zhuǎn),同時射線繞點沿道時針方向以每秒的速度旋轉(zhuǎn),直線保持不動,如圖2,設(shè)旋轉(zhuǎn)時間為(的值在到之間,單位:秒).

(1)當(dāng)時,求的度數(shù);(2)在運動過程中,當(dāng)?shù)诙芜_到時,求的值;(3)在旋轉(zhuǎn)過程中是否存在這樣的,使得射線與射線的夾角為?如果存在,請直接寫出的值:如果不存在,請說明理由.【答案】(1)(2)秒(3)存在,秒或秒【分析】(1)當(dāng)時,,,根據(jù)平角減去,即可求解;(2)根據(jù)題意,當(dāng)?shù)诙芜_到時,則,解方程即可求解;(3)當(dāng)射線與射線第一次夾角為時,兩條射線共旋轉(zhuǎn),當(dāng)射線與射線第二次夾角為時,兩條射線共旋轉(zhuǎn),分別解方程即可求解.【詳解】(1)解:當(dāng)時,,,所以,答:的度數(shù)是;(2)根據(jù)題意,當(dāng)?shù)诙芜_到時,,解得,答:當(dāng)?shù)诙芜_到時,的值是秒;(3)存在這樣的,使得射線與射線的夾角為,理由如下:當(dāng)射線與射線第一次夾角為時,兩條射線共旋轉(zhuǎn),所以,解得;當(dāng)射線與射線第二次夾角為時,兩條射線共旋轉(zhuǎn),所以,解得,綜上所述,的值是秒或秒.【點睛】本題考查了結(jié)合圖形中的角度計算,一元一次方程的應(yīng)用,數(shù)形結(jié)合是解題的關(guān)鍵.【變式訓(xùn)練】1.(2023秋·甘肅蘭州·七年級??计谀┤鐖D,O為直線上一點,過點O作射線,,將一直角三角板()的直角頂點放在點O處,一邊在射線上,另一邊與都在直線的上方.

(1)將圖1中的三角板繞點O以每秒的速度沿順時針方向旋轉(zhuǎn)一周,如圖2,經(jīng)過t秒后,恰好平分.求t的值;并判斷此時是否平分?說明理由;(2)在(1)的基礎(chǔ)上,若三角板在轉(zhuǎn)動的同時,射線也繞O點以每秒的速度沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)一周,那么經(jīng)過多長時間平分?請說明理由.【答案】(1);平分,理由見解析(2)的值為或【分析】(1)根據(jù)的度數(shù)求出的度數(shù),根據(jù)互余得出的度數(shù),進而求出時間t即可;根據(jù)題意和圖形得出,,再根據(jù),即可得出平分;(2)根據(jù)題意和圖形得出,再根據(jù)旋轉(zhuǎn)求出結(jié)果即可.【詳解】(1)解:旋轉(zhuǎn)前,當(dāng)平分時,,則,解得:,結(jié)論:平分,理由:∵,又∵,∴,∴平分;(2)解:若平分,

則,∴,∴,當(dāng)停止時,平分,則有,

∴,綜上所述,滿足條件的的值為或.【點睛】本題考查角平分線的定義、角的和差定義等知識,解題的關(guān)鍵是理解題意,學(xué)會構(gòu)建方程解決問題.2.(2023秋·四川成都·七年級統(tǒng)考期末)已知,是內(nèi)部的一條射線,且.

(1)如圖1所示,若,平分,平分,求的度數(shù);(2)如圖2所示,是直角,從點O出發(fā)在內(nèi)引射線,滿足,若平分,求的度數(shù);(3)如圖3所示,,射線,射線分別從出發(fā),并分別以每秒和每秒的速度繞著點O逆時針旋轉(zhuǎn),和分別只在和內(nèi)部旋轉(zhuǎn),運動時間為t秒.①直接寫出和的數(shù)量關(guān)系;②若,當(dāng),求t的值.【答案】(1)(2)(3)①;②【分析】(1)先求出,再根據(jù)角平分線的定義得到,由此即可得到答案;(2)先求出,則,進一步求出,由角平分線的定義得到,進而可得;(3)①先求出,,根據(jù)題意可得,由此求出,,則;②求出,再由,,得到,把代入方程求出t的值即可.【詳解】(1)解:∵,∴,∵平分平分,∴,∴,∴;(2)解:∵,∴,∴,∵,∴,∵平分,∴,∴;(3)解:①∵,∴,∴由題意得:,∴,,∴;②由①知,∵,∴,∵,,∴,把代入得:解得,∴若,當(dāng)時,.【點睛】本題主要考查了幾何圖形中角度的計算,角平分線的定義,正確理解題意是解題的關(guān)鍵.3.(2023秋·廣東惠州·七年級??茧A段練習(xí))解答下列問題.

(1)【探索新知】如圖1,射線在的內(nèi)部,圖中共有個角:,和,若其中有一個角的度數(shù)是另一個角度數(shù)的兩倍,則稱射線是的“巧分線”.①一個角的平分線這個角的“巧分線”.(填“是”或“不是”)②如圖2,若,且射線是的“巧分線”,則.(用含的代數(shù)式表示出所有可能的結(jié)果)(2)【深入研究】如圖2,若,且射線繞點從位置開始,以每秒的速度逆時針旋轉(zhuǎn),當(dāng)與與成時停止旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)的時間為秒.①當(dāng)為何值時,射線是的“巧分線”.②若射線同時繞點以每秒的速度逆時針旋轉(zhuǎn),并與同時停止.請直接寫出當(dāng)射線是的“巧分線”時的值.【答案】(1)①是;②或或(2)①或或;②或或【分析】(1)①根據(jù)巧分線定義即可求解;②分3種情況,根據(jù)巧分線定義即可求解;(2)①分3種情況,根據(jù)巧分線定義得到方程求解即可;②分3種情況,根據(jù)巧分線定義得到方程求解即可.【詳解】(1)解:①一個角的平分線是這個角的“巧分線”;故答案為:是②∵,當(dāng)是的角平分線時,∴;當(dāng)是三等分線時,較小時,∴;當(dāng)是三等分線時,較大時,∴;故答案為:或或;(2)解:①∵是的“巧分線”,∴在內(nèi)部,所以轉(zhuǎn)至左側(cè),∵與成時停止旋轉(zhuǎn),且,旋轉(zhuǎn)速度為.∴.當(dāng)時,如圖所示:

,解得;當(dāng)時,如圖所示:

,解得;當(dāng)時,如圖所示:

,解得.∵或或均在的范圍內(nèi),∴綜上可得:當(dāng)為或或時,射線是的“巧分線”;②依題意有:在的內(nèi)部,∴,,當(dāng)時,如圖所示:

,解得;②當(dāng)時,如圖所示:

,解得;③當(dāng)時,如圖所示:

,解得.∴當(dāng)t為或或時,射線是的“巧分線”.【點睛】本題是一道閱讀理解型的題目,主要考查了角之間的數(shù)量關(guān)系,巧分線定義,學(xué)生的閱讀理解能力及知識的遷移能力,解題的關(guān)鍵是理解“巧分線”的定義.【過關(guān)檢測】一、填空題1.(2023秋·廣西百色·七年級統(tǒng)考期末)如圖,在的內(nèi)部,且,若將繞點O順時針旋轉(zhuǎn),當(dāng)旋轉(zhuǎn)的角度超過,不超過時,使在的外部,在運動過程中,平分,則與之間滿足的數(shù)量關(guān)系是.【答案】【分析】先根據(jù)題意畫出圖形,然后再根據(jù)幾何圖形中的角的計算即可解答.【詳解】解:如圖:當(dāng)旋轉(zhuǎn)的角度超過,不超過時,∴,,∵,平分,∴,,∴.【點睛】本題主要考查了角的和差、角平分線等知識點,根據(jù)題意正確畫出圖形是解答本題的關(guān)鍵.2.(2023春·廣東梅州·七年級校考開學(xué)考試)如圖1,為直線上一點,作射線,使,將一個直角三角尺如圖擺放,直角頂點在點處,一條直角邊在射線上.將圖1中的三角尺繞點以每秒10°的速度按逆時針方向旋轉(zhuǎn)(如圖2所示),在旋轉(zhuǎn)一周的過程中,第秒時,所在直線恰好平分,則的值為.【答案】12或30.【分析】根據(jù)角平分線定義列出方程可求解.【詳解】解:(1)∵∠AOC=120°,∵OP所在直線恰好平分∠AOC,∴∠AOP=180°-∠AOC=120°(此時OP在角平分線的反向延長線上),或∠AOP=180°+120°=300°(此時OP在角平分線上),∴10t=120或10t=300,∴t=12或30,故答案為:12或30.【點睛】本題考查了一元一次方程的應(yīng)用,考查了角平分線定義,平角的定義,列出正確的方程是本題的關(guān)鍵.二、解答題3.(2022秋·廣東珠海·七年級??计谀┤鐖D,O為直線上一點,以O(shè)為頂點作,射線平分.

(1)如圖①,與的數(shù)量關(guān)系為______;(2)如圖①,如果,求的度數(shù);(3)若將圖①中的繞點O旋轉(zhuǎn)至圖②的位置,依然平分,若,請猜想的度數(shù)(可用表示),并說明理由.【答案】(1)(2)(3),理由見解析【分析】(1)根據(jù)已知條件和圖形可知:,,從而可以得到與的數(shù)量關(guān)系;(2)先求出,根據(jù)射線平分,得到,再利用即可求解;(3)利用,表示出,再利用平分,得到,再寫出的度數(shù).【詳解】(1)解:∵,,∴,故答案為:;(2)理由如下:∵,,∴,∵平分,∴,∴;(3),理由如下:∵,∴,∵平分,∴,∴【點睛】本題考查了角平分線的定義以及角的計算,解題的關(guān)鍵是找出各個角之間的關(guān)系,利用數(shù)形結(jié)合的思想找出所求問題需要的條件.4.(2023秋·湖北武漢·七年級??计谀┤鐖D,,,射線平分,射線平分(本題中的角均為大于且小于的角).(1)如圖,當(dāng),重合時,求的度數(shù);(2)當(dāng)從圖中所示位置繞點O順時針旋轉(zhuǎn)n度時,的值是否為定值?若是定值,求出的值,若不是,請說明理由.(3)當(dāng)從圖中所示位置繞點O順時針旋轉(zhuǎn)n度時,與具有怎樣的數(shù)量關(guān)系?【答案】(1)(2)為定值,理由見解析(3)當(dāng)時,;當(dāng)時,;當(dāng)時,【分析】(1)根據(jù)角平分線的定義知、,再根據(jù)可得答案;(2)由題意知、,根據(jù)角平分線的定義得、,代入計算可得答案;(3)分情況計算,利用n表示出,,再根據(jù)角之間的關(guān)系即可求解.【詳解】(1)解:,,射線平分,射線平分,、,;(2)解:的值為定值,理由如下:如圖:從圖中所示位置繞點O順時針旋轉(zhuǎn)n度,,點C、D在直線的右側(cè),射線平分,射線平分,,,,的值為定值;(3)解:當(dāng)時,如圖2:由(2)知,;當(dāng)時,如圖3所示,,,射線平分,射線平分,,,;當(dāng)時,如圖4所示,,,射線平分,射線平分,,,;綜上,與具有的數(shù)量關(guān)系為:當(dāng)時,;當(dāng)時,;當(dāng)時,.【點睛】本題考查了角度的計算以及角平分線的定義,找準(zhǔn)各角之間的和差關(guān)系,采用分類討論的思想是解決本題的關(guān)鍵.5.(2022秋·福建福州·七年級統(tǒng)考期末)如圖,將一副直角三角板擺放在直線上(直角三角板和直角三角板),,,,保持三角板不動,將三角板MON繞點O以每秒的速度順時針旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)時間為秒.(1)若平分,求t的值;(2)求的數(shù)量關(guān)系;(3)若在三角板開始旋轉(zhuǎn)的同時,另一個三角板也繞點O以每秒的速度順時針旋轉(zhuǎn),當(dāng)三角板停止時,三角板也停止.求在旋轉(zhuǎn)過程中,的數(shù)量關(guān)系.【答案】(1)(2)時,;時,(3)【分析】(1)根據(jù)角平分線的定義得到,得于是得到t=2.25秒,(2)分兩種情況當(dāng)當(dāng)時,當(dāng)時分別求出再相加減即可得到結(jié)論;(3)根據(jù)題意得,求得,即可得到結(jié)論.【詳解】(1)∵∴∵平分∴∵∴∵三角板繞點O以每秒的速度順時針旋轉(zhuǎn)∴∴的值為;(2)當(dāng)時,如圖2根據(jù)題意,得∴∵∴∴當(dāng)時,如圖3根據(jù)題意,得∴

∵∴∴;(3)∵∴∴∵

∴∴.【點睛】此題考查了角的計算,關(guān)鍵是應(yīng)該認真審題并仔細觀察圖形,找到各個量之間的關(guān)系求出角的度數(shù)是解題的關(guān)鍵.6.(2023秋·四川成都·七年級統(tǒng)考期末)如圖1,,,三點在一條直線上,且,,射線,分別平分和.如圖2,將射線以每秒的速度繞點逆時針旋轉(zhuǎn)一周,同時將以每秒的速度繞點逆時針旋轉(zhuǎn),當(dāng)射線與射線重合時,停止運動.設(shè)射線的運動時間為秒.

(1)運動開始前,如圖1,______,______;(2)旋轉(zhuǎn)過程中,當(dāng)為何值時,射線平分?(3)旋轉(zhuǎn)過程中,是否存在某一時刻使得?若存在,請求出的值;若不存在,請說明理由.【答案】(1)39,51(2)(3)存在,符合條件的的值為12s或33s【分析】(1)根據(jù)平角的定義求得,再根據(jù)角平分線的定義直接計算即可;(2)根據(jù)列方程求解即可;(3)分情況根據(jù)列方程求解即可.【詳解】(1)解:,,三點在一條直線上,,,,,分別平分和,,,故答案為:39,51;(2)解:射線以每秒的速度繞點逆時針旋轉(zhuǎn)一周,同時將以每秒的速度繞點逆時針旋轉(zhuǎn),,射線平分,,,,;(3)解:存在某一時刻使得,分以下幾種情況:情況一:若在上方,此時,即,解得;情況二:若在下方,此時,即,解得(不符合題意,舍去);情況三:當(dāng)停止運動時,繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時,當(dāng)旋轉(zhuǎn)264°時,有,此時.綜上所述,符合條件的的值為12s或33s.

【點睛】本題主要考查一元一次方程的知識,角平分線的性質(zhì),根據(jù)角的關(guān)系列方程求解是解題的關(guān)鍵.7.(2023秋·山東濰坊·八年級統(tǒng)考階段練習(xí))將一副直角三角板按圖擺放在直線上(直角三角板和直角三角板在同一平面內(nèi),,,,),保持三角板不動,將三角板繞點以每秒的速度順時針轉(zhuǎn)動(即每一條邊都繞點以相同速度順時針轉(zhuǎn)動),轉(zhuǎn)動時間為秒.

(1)當(dāng)秒時,平分?如圖,此時;(直接寫答案)(2)繼續(xù)轉(zhuǎn)動三角板,如圖,使得、同時在直線的右側(cè),猜想與有怎樣的數(shù)量關(guān)系?并說明理由;(數(shù)量關(guān)系中不含)(3)若在三角板開始轉(zhuǎn)動的同時,另一個三角板也繞點以每秒的速度順時針轉(zhuǎn)動,當(dāng)旋轉(zhuǎn)至射線上時同時停止,(自行畫圖分析)當(dāng)為多少秒時,?在轉(zhuǎn)動過程中,請寫出與的數(shù)量關(guān)系,并說明理由.(數(shù)量關(guān)系中不含)【答案】(1),;(2),理由見解析;(3)秒或秒;,理由見解析.【分析】()根據(jù)角平分線的定義得到,于是得到,由于,,即可得到;()根據(jù)題意得,求得,即可得到結(jié)論;

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