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1[2023湖北黄石期末,中]如图,线段AB与线段CD关于点P成中心对称,若点A(a,b),B(5,1),D( - 3, - 1),则点C的坐标为( )

A. ( - a, - b)
B. ( - a + 2, - b)
C. ( - a - 1, - b + 1)
D. ( - a + 1, - b - 1)
A. ( - a, - b)
B. ( - a + 2, - b)
C. ( - a - 1, - b + 1)
D. ( - a + 1, - b - 1)
答案:
B【解析】设C(m,n).
∵线段AB与线段CD关于点P成中心对称,
∴点P为线段AC,BD的中点,
∴$\frac{a + m}{2}=\frac{5 - 3}{2}$,$\frac{b + n}{2}=\frac{1 - 1}{2}$,
∴m = -a + 2,n = -b,
∴C(-a + 2,-b),故选B.
∵线段AB与线段CD关于点P成中心对称,
∴点P为线段AC,BD的中点,
∴$\frac{a + m}{2}=\frac{5 - 3}{2}$,$\frac{b + n}{2}=\frac{1 - 1}{2}$,
∴m = -a + 2,n = -b,
∴C(-a + 2,-b),故选B.
2新情境[2024江苏连云港质检,中]如图,△AOD与△COB关于点O成中心对称,连接AB,CD,以下结论错误的是( )

A. OA=OB
B. △AOD≌△COB
C. AD=BC
D. S△ACD = S△BCD
A. OA=OB
B. △AOD≌△COB
C. AD=BC
D. S△ACD = S△BCD
答案:
A【解析】OA与OB不一定相等,故选项A错误;
∵△AOD与△COB关于点O成中心对称,
∴△AOD≌△COB,故选项B正确;
∵△AOD≌△COB,
∴AD = BC,故选项C正确;
∵△AOD≌△COB,
∴$S_{\triangle AOD}=S_{\triangle COB}$,
∴$S_{\triangle AOD}+S_{\triangle COD}=S_{\triangle COB}+S_{\triangle COD}$,即$S_{\triangle ACD}=S_{\triangle BCD}$,故选项D正确.
∵△AOD与△COB关于点O成中心对称,
∴△AOD≌△COB,故选项B正确;
∵△AOD≌△COB,
∴AD = BC,故选项C正确;
∵△AOD≌△COB,
∴$S_{\triangle AOD}=S_{\triangle COB}$,
∴$S_{\triangle AOD}+S_{\triangle COD}=S_{\triangle COB}+S_{\triangle COD}$,即$S_{\triangle ACD}=S_{\triangle BCD}$,故选项D正确.
3[2024山东济宁一模,较难]如图,平面直角坐标系中,△OA₁B₁是边长为2的等边三角形,作△B₁A₂B₂与△B₁A₁O关于点B₁成中心对称,再作△B₂A₃B₃与△B₂A₂B₁关于点B₂成中心对称,…,如此作下去,则△B₂ₙ₋₁A₂ₙB₂ₙ(n是正整数)的顶点A₂ₙ的坐标是( )

A. (4n - 1, - $\sqrt{3}$)
B. (4n - 1,$\sqrt{3}$)
C. (4n + 1, - $\sqrt{3}$)
D. (4n + 1,$\sqrt{3}$)
A. (4n - 1, - $\sqrt{3}$)
B. (4n - 1,$\sqrt{3}$)
C. (4n + 1, - $\sqrt{3}$)
D. (4n + 1,$\sqrt{3}$)
答案:
A【解析】
∵△OA₁B₁是边长为2的等边三角形,
∴A₁的坐标为(1,$\sqrt{3}$),B₁的坐标为(2,0).
∵△B₁A₂B₂与△B₁A₁O关于点B₁成中心对称,
∴点A₂与点A₁关于点B₁成中心对称,
∴点A₂的坐标是(3,-$\sqrt{3}$).
∵△B₂A₃B₃与△B₂A₂B₁关于点B₂成中心对称,
∴点A₃与点A₂关于点B₂成中心对称,
∴点A₃的坐标是(5,$\sqrt{3}$).
∵△B₃A₄B₄与△B₃A₃B₂关于点B₃成中心对称,
∴点A₄与点A₃关于点B₃成中心对称,
∴点A₄的坐标是(7,-$\sqrt{3}$),…,
∵1 = 2×1 - 1,3 = 2×2 - 1,5 = 2×3 - 1,7 = 2×4 - 1,…,
∴Aₙ的横坐标是2n - 1,
∴A₂ₙ的横坐标是2×2n - 1 = 4n - 1.
∵当n为奇数时,Aₙ的纵坐标是$\sqrt{3}$,当n为偶数时,Aₙ的纵坐标是-$\sqrt{3}$,
∴A₂ₙ的纵坐标是-$\sqrt{3}$,
∴顶点A₂ₙ的坐标是(4n - 1,-$\sqrt{3}$). 故选A.
∵△OA₁B₁是边长为2的等边三角形,
∴A₁的坐标为(1,$\sqrt{3}$),B₁的坐标为(2,0).
∵△B₁A₂B₂与△B₁A₁O关于点B₁成中心对称,
∴点A₂与点A₁关于点B₁成中心对称,
∴点A₂的坐标是(3,-$\sqrt{3}$).
∵△B₂A₃B₃与△B₂A₂B₁关于点B₂成中心对称,
∴点A₃与点A₂关于点B₂成中心对称,
∴点A₃的坐标是(5,$\sqrt{3}$).
∵△B₃A₄B₄与△B₃A₃B₂关于点B₃成中心对称,
∴点A₄与点A₃关于点B₃成中心对称,
∴点A₄的坐标是(7,-$\sqrt{3}$),…,
∵1 = 2×1 - 1,3 = 2×2 - 1,5 = 2×3 - 1,7 = 2×4 - 1,…,
∴Aₙ的横坐标是2n - 1,
∴A₂ₙ的横坐标是2×2n - 1 = 4n - 1.
∵当n为奇数时,Aₙ的纵坐标是$\sqrt{3}$,当n为偶数时,Aₙ的纵坐标是-$\sqrt{3}$,
∴A₂ₙ的纵坐标是-$\sqrt{3}$,
∴顶点A₂ₙ的坐标是(4n - 1,-$\sqrt{3}$). 故选A.
4[2023江苏盐城调研,中]如图,△ABM与△ACM关于直线AF成轴对称,△ABE与△DCE关于点E成中心对称,点E,D,M都在线段AF上,BM的延长线交CF于点P.
(1)求证:AC = CD;
(2)若∠BAC = 2∠MPC,请你判断∠F与∠MCD的数量关系,并说明理由.

(1)求证:AC = CD;
(2)若∠BAC = 2∠MPC,请你判断∠F与∠MCD的数量关系,并说明理由.
答案:
(1)【证明】
∵△ABM与△ACM关于直线AF成轴对称,
∴△ABM≌△ACM,
∴AB = AC. 又
∵△ABE与△DCE关于点E成中心对称,
∴△ABE≌△DCE,
∴AB = CD,
∴AC = CD.
(2)【解】∠F = ∠MCD. 理由:由
(1)可得∠BAE = ∠CAE = ∠CDE,∠CMA = ∠BMA. 又
∵∠BAC = 2∠MPC,∠BMA = ∠PMF,
∴设∠MPC = α,则∠BAE = ∠CAE = ∠CDE = α. 设∠BMA = β,则∠PMF = ∠CMA = β,
∴∠F = ∠CPM - ∠PMF = α - β,∠MCD = ∠CDE - ∠DMC = α - β,
∴∠F = ∠MCD.
(1)【证明】
∵△ABM与△ACM关于直线AF成轴对称,
∴△ABM≌△ACM,
∴AB = AC. 又
∵△ABE与△DCE关于点E成中心对称,
∴△ABE≌△DCE,
∴AB = CD,
∴AC = CD.
(2)【解】∠F = ∠MCD. 理由:由
(1)可得∠BAE = ∠CAE = ∠CDE,∠CMA = ∠BMA. 又
∵∠BAC = 2∠MPC,∠BMA = ∠PMF,
∴设∠MPC = α,则∠BAE = ∠CAE = ∠CDE = α. 设∠BMA = β,则∠PMF = ∠CMA = β,
∴∠F = ∠CPM - ∠PMF = α - β,∠MCD = ∠CDE - ∠DMC = α - β,
∴∠F = ∠MCD.
5核心素养·几何直观[难]课外兴趣小组活动时,老师提出了如下问题:
如图(1),在△ABC中,若AB = 5,AC = 3,求BC边上的中线AD的取值范围.
小明在组内经过讨论,最终得到了如下的解决方法:延长AD到E,使得DE = AD,再连接BE(或将△ACD绕点D逆时针旋转180°得到△EBD),把AB,AC,2AD集中在△ABE中,利用三角形的三边关系可得2<AE<8,即1<AD<4.
感悟:解题时,条件中若出现“中点”“中线”字样,可以考虑构造以中点为对称中心的中心对称图形,把分散的已知条件和所求证的结论集中到同一个三角形中.
解决问题:受到上述问题的启发,请你证明下列命题:(1)如图(2),在△ABC中,D是BC边的中点,DE⊥DF,DE交AB于点E,DF交AC于点F,连接EF. 求证:BE + CF>EF.
(2)在(1)的条件下,若∠A = 90°,探索线段BE,CF,EF之间的等量关系,并加以证明.

如图(1),在△ABC中,若AB = 5,AC = 3,求BC边上的中线AD的取值范围.
小明在组内经过讨论,最终得到了如下的解决方法:延长AD到E,使得DE = AD,再连接BE(或将△ACD绕点D逆时针旋转180°得到△EBD),把AB,AC,2AD集中在△ABE中,利用三角形的三边关系可得2<AE<8,即1<AD<4.
感悟:解题时,条件中若出现“中点”“中线”字样,可以考虑构造以中点为对称中心的中心对称图形,把分散的已知条件和所求证的结论集中到同一个三角形中.
解决问题:受到上述问题的启发,请你证明下列命题:(1)如图(2),在△ABC中,D是BC边的中点,DE⊥DF,DE交AB于点E,DF交AC于点F,连接EF. 求证:BE + CF>EF.
(2)在(1)的条件下,若∠A = 90°,探索线段BE,CF,EF之间的等量关系,并加以证明.
答案:
(1)【证明】如图,延长FD到G,使得DG = DF,连接BG,EG(或把△CFD绕点D逆时针旋转180°得到△BGD,连接EG),易证△CFD≌△BGD,
∴CF = BG.
∵DE⊥DF,DF = DG,
∴EF = EG.
在△BEG中,BE + BG > EG,即BE + CF > EF.
(2)【解】等量关系为$BE^{2}+CF^{2}=EF^{2}$.
证明:若∠A = 90°,则∠EBC + ∠C = 90°.
由
(1)得EF = EG. 由△CFD≌△BGD得∠C = ∠DBG,CF = BG,
∴∠EBC + ∠DBG = 90°,即∠EBG = 90°.
在Rt△EBG中,$BE^{2}+BG^{2}=EG^{2}$,
∴$BE^{2}+CF^{2}=EF^{2}$.
(1)【证明】如图,延长FD到G,使得DG = DF,连接BG,EG(或把△CFD绕点D逆时针旋转180°得到△BGD,连接EG),易证△CFD≌△BGD,
∴CF = BG.
∵DE⊥DF,DF = DG,
∴EF = EG.
在△BEG中,BE + BG > EG,即BE + CF > EF.
(2)【解】等量关系为$BE^{2}+CF^{2}=EF^{2}$.
证明:若∠A = 90°,则∠EBC + ∠C = 90°.
由
(1)得EF = EG. 由△CFD≌△BGD得∠C = ∠DBG,CF = BG,
∴∠EBC + ∠DBG = 90°,即∠EBG = 90°.
在Rt△EBG中,$BE^{2}+BG^{2}=EG^{2}$,
∴$BE^{2}+CF^{2}=EF^{2}$.
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