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沪科版九年级下册第24章 圆综合与测试课时训练
展开这是一份沪科版九年级下册第24章 圆综合与测试课时训练,共42页。试卷主要包含了如图,点A等内容,欢迎下载使用。
沪科版九年级数学下册第24章圆必考点解析
考试时间:90分钟;命题人:数学教研组
考生注意:
1、本卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间90分钟
2、答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置,如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用涂改液、胶带纸、修正带,不按以上要求作答的答案无效。
第I卷(选择题 30分)
一、单选题(10小题,每小题3分,共计30分)
1、如图,AB 为⊙O 的直径,弦 CD^AB,垂足为点 E,若 ⊙O的半径为5,CD=8,则AE的长为( )
A.3 B.2 C.1 D.
2、的边经过圆心,与圆相切于点,若,则的大小等于( )
A. B. C. D.
3、扇形的半径扩大为原来的3倍,圆心角缩小为原来的,那么扇形的面积( )
A.不变 B.面积扩大为原来的3倍
C.面积扩大为原来的9倍 D.面积缩小为原来的
4、如图,在中,,,将绕点C逆时针旋转90°得到,则的度数为( )
A.105° B.120° C.135° D.150°
5、如图,在Rt△ABC中,,,,以边上一点为圆心作,恰与边,分别相切于点,,则阴影部分的面积为( )
A. B. C. D.
6、如图,在Rt△ABC中,,,点D、E分别是AB、AC的中点.将△ADE绕点A顺时针旋转60°,射线BD与射线CE交于点P,在这个旋转过程中有下列结论:①△AEC≌△ADB;②CP存在最大值为;③BP存在最小值为;④点P运动的路径长为.其中,正确的( )
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
7、下列四个图案中,是中心对称图形但不是轴对称图形的是( )
A. B. C. D.
8、如图,ABC中,∠ACB=90°,∠ABC=40°.将ABC绕点B逆时针旋转得到,使点C的对应点恰好落在边AB上,则的度数是( )
A.50° B.70° C.110° D.120°
9、如图,点A、B、C在上,,则的度数是( )
A.100° B.50° C.40° D.25°
10、下列图案中既是轴对称图形,又是中心对称图形的是( )
A. B.
C. D.
第Ⅱ卷(非选择题 70分)
二、填空题(5小题,每小题4分,共计20分)
1、如图,PA,PB是的切线,切点分别为A,B.若,,则AB的长为______.
2、边长相等、各内角均为120°的六边形ABCDEF在直角坐标系内的位置如图所示,,点B在原点,把六边形ABCDEF沿x轴正半轴绕顶点按顺时针方向,从点B开始逐次连续旋转,每次旋转60°,经过2021次旋转之后,点B的坐标是_____________.
3、斛是中国古代的一种量器.据《汉书 .律历志》记载:“斛底,方而圜(huán)其外,旁有庣(tiāo)焉”.意思是说:“斛的底面为:正方形外接一个圆,此圆外是一个同心圆” . 如图所示,
问题:现有一斛,其底面的外圆直径为两尺五寸(即2.5尺),“庣旁”为两寸五分(即两同心圆的外圆与内圆的半径之差为0.25尺),则此斛底面的正方形的边长为________尺.
4、如图,已知扇形的圆心角为60°,半径为2,则图中弓形(阴影部分)的面积为______.
5、如图,在中,,,.绕点B顺时针方向旋转45°得到,点A经过的路径为弧,点C经过的路径为弧,则图中阴影部分的面积为______.(结果保留)
三、解答题(5小题,每小题10分,共计50分)
1、在等边中,是边上一动点,连接,将绕点顺时针旋转120°,得到,连接.
(1)如图1,当、、三点共线时,连接,若,求的长;
(2)如图2,取的中点,连接,猜想与存在的数量关系,并证明你的猜想;
(3)如图3,在(2)的条件下,连接、交于点.若,请直接写出的值.
2、如图1,在中,,,将边绕着点A逆时针旋转,得到线段,连接交边于点E,过点C作于点F,延长交于点G.
(1)求证:;
(2)如图2,当时,求证:;
(3)如图3,当时,请直接写出的值.
3、将锐角为45°的直角三角板MPN的一个锐角顶点P与正方形ABCD的顶点A重合,正方形ABCD固定不动,然后将三角板绕着点A旋转,∠MPN的两边分别与正方形的边BC、DC或其所在直线相交于点E、F,连接EF.
(1)在三角板旋转过程中,当∠MPN的两边分别与正方形的边CB、DC相交时,如图1所示,请直接写出线段BE、DF、EF满足的数量关系;
(2)在三角板旋转过程中,当∠MPN的两边分别与正方形的边CB、DC的延长线相交时,如图2所示,请直接写出线段BE、DF、EF满足的数量关系;
(3)若正方形的边长为4,在三角板旋转过程中,当∠MPN的一边恰好经过BC边的中点时,试求线段EF的长.
4、如图1,BC是⊙O的直径,点A,P在⊙O上,且分别位于BC的两侧(点A、P均不与点B、C重合),过点A 作AQ⊥AP,交PC 的延长线于点Q,AQ交⊙O于点D,已知AB=3,AC=4.
(1)求证:△APQ∽△ABC.
(2)如图2,当点C为的中点时,求AP的长.
(3)连结AO,OD,当∠PAC与△AOD的一个内角相等时,求所有满足条件的AP的长.
5、在平面直角坐标系中,的三个顶点坐标分别为.(每个方格的边长均为1个单位长度)
(1)画出关于原点对称的图形,并写出点的坐标;
(2)画出绕点O逆时针旋转后的图形,并写出点的坐标;
(3)写出经过怎样的旋转可直接得到.(请将20题(1)(2)小问的图都作在所给图中)
-参考答案-
一、单选题
1、B
【分析】
连接OC,由垂径定理,得到CE=4,再由勾股定理求出OE的长度,即可求出AE的长度.
【详解】
解:连接OC,如图
∵AB 为⊙O 的直径,CD^AB,垂足为点 E,CD=8,
∴,
∵,
∴,
∴;
故选:B.
【点睛】
本题考查了垂径定理,勾股定理,解题的关键是掌握所学的知识,正确的求出.
2、A
【分析】
连接,根据圆周角定理求出,根据切线的性质得到,根据直角三角形的性质计算,得到答案.
【详解】
解:连接,
,
,
与圆相切于点,
,
,
故选:A.
【点睛】
本题考查的是切线的性质、圆周角定理,掌握圆的切线垂直于经过切点的半径是解题的关键.
3、A
【分析】
设原来扇形的半径为r,圆心角为n,则变化后的扇形的半径为3r,圆心角为,利用扇形的面积公式即可计算得出它们的面积,从而进行比较即可得答案.
【详解】
设原来扇形的半径为r,圆心角为n,
∴原来扇形的面积为,
∵扇形的半径扩大为原来的3倍,圆心角缩小为原来的,
∴变化后的扇形的半径为3r,圆心角为,
∴变化后的扇形的面积为,
∴扇形的面积不变.
故选:A.
【点睛】
本题考查了扇形面积,熟练掌握并灵活运用扇形面积公式是解题关键.
4、B
【分析】
由题意易得,然后根据三角形外角的性质可求解.
【详解】
解:由旋转的性质可得:,
∴;
故选B.
【点睛】
本题主要考查旋转的性质及三角形外角的性质,熟练掌握旋转的性质及三角形外角的性质是解题的关键.
5、A
【分析】
连结OC,根据切线长性质DC=AC,OC平分∠ACD,求出∠OCD=∠OCA==30°,利用在Rt△ABC中,AC=ABtanB=3×,在Rt△AOC中,∠ACO=30°,AO=ACtan30°=,利用三角形面积公式求出,,再求出扇形面积,利用割补法求即可.
【详解】
解:连结OC,
∵以边上一点为圆心作,恰与边,分别相切于点A, ,
∴DC=AC,OC平分∠ACD,
∵,,
∴∠ACD=90°-∠B=60°,
∴∠OCD=∠OCA==30°,
在Rt△ABC中,AC=ABtanB=3×,
在Rt△AOC中,∠ACO=30°,AO=ACtan30°=,
∴OD=OA=1,DC=AC=,
∴,,
∵∠DOC=360°-∠OAC-∠ACD-∠ODC=360°-90°-90°-60°=120°,
∴,
S阴影=.
故选择A.
【点睛】
本题考查切线长性质,锐角三角形函数,扇形面积,三角形面积,角的和差计算,割补法求阴影面积,掌握切线长性质,锐角三角形函数,扇形面积,三角形面积,角的和差计算,割补法求阴影面积是解题关键.
6、B
【分析】
根据,,点D、E分别是AB、AC的中点.得出∠DAE=90°,AD=AE=,可证∠DAB=∠EAC,再证△DAB≌△EAC(SAS),可判断①△AEC≌△ADB正确;作以点A为圆心,AE为半径的圆,当CP为⊙A的切线时,CP最大,根据△AEC≌△ADB,得出∠DBA=∠ECA,可证∠P=∠BAC=90°,CP为⊙A的切线,证明四边形DAEP为正方形,得出PE=AE=3,在Rt△AEC中,CE=,可判断②CP存在最大值为正确;△AEC≌△ADB,得出BD=CE=,在Rt△BPC中,BP最小=可判断③BP存在最小值为不正确;取BC中点为O,连结AO,OP,AB=AC=6,∠BAC=90°,BP=CO=AO=,当AE⊥CP时,CP与以点A为圆心,AE为半径的圆相切,此时sin∠ACE=,可求∠ACE=30°,根据圆周角定理得出∠AOP=2∠ACE=60°,当AD⊥BP′时,BP′与以点A为圆心,AE为半径的圆相切,此时sin∠ABD=,可得∠ABD=30°根据圆周角定理得出∠AOP′=2∠ABD=60°,点P在以点O为圆心,OA长为半径,的圆上运动轨迹为,L可判断④点P运动的路径长为正确即可.
【详解】
解:∵,,点D、E分别是AB、AC的中点.
∴∠DAE=90°,AD=AE=,
∴∠DAB+∠BAE=90°,∠BAE+∠EAC=90°,
∴∠DAB=∠EAC,
在△DAB和△EAC中,
,
∴△DAB≌△EAC(SAS),
故①△AEC≌△ADB正确;
作以点A为圆心,AE为半径的圆,当CP为⊙A的切线时,CP最大,
∵△AEC≌△ADB,
∴∠DBA=∠ECA,
∴∠PBA+∠P=∠ECP+∠BAC,
∴∠P=∠BAC=90°,
∵CP为⊙A的切线,
∴AE⊥CP,
∴∠DPE=∠PEA=∠DAE=90°,
∴四边形DAEP为矩形,
∵AD=AE,
∴四边形DAEP为正方形,
∴PE=AE=3,
在Rt△AEC中,CE=,
∴CP最大=PE+EC=3+,
故②CP存在最大值为正确;
∵△AEC≌△ADB,
∴BD=CE=,
在Rt△BPC中,BP最小=,
BP最短=BD-PD=-3,
故③BP存在最小值为不正确;
取BC中点为O,连结AO,OP,
∵AB=AC=6,∠BAC=90°,
∴BP=CO=AO=,
当AE⊥CP时,CP与以点A为圆心,AE为半径的圆相切,此时sin∠ACE=,
∴∠ACE=30°,
∴∠AOP=2∠ACE=60°,
当AD⊥BP′时,BP′与以点A为圆心,AE为半径的圆相切,此时sin∠ABD=,
∴∠ABD=30°,
∴∠AOP′=2∠ABD=60°,
∴点P在以点O为圆心,OA长为半径,的圆上运动轨迹为,
∵∠POP=∠POA+∠AOP′=60°+60°=120°,
∴L.
故④点P运动的路径长为正确;
正确的是①②④.
故选B.
【点睛】
本题考查图形旋转性质,线段中点定义,三角形全等判定与性质,圆的切线,正方形判定与性质,勾股定理,锐角三角函数,弧长公式,本题难度大,利用辅助线最长准确图形是解题关键.
7、D
【分析】
根据轴对称图形与中心对称图形的概念求解.
【详解】
解:A、不是轴对称图形,不是中心对称图形,故此选项不符合题意;
B、是轴对称图形,不是中心对称图形,故此选项不符合题意;
C、是轴对称图形,是中心对称图形,故此选项不符合题意;
D、不是轴对称图形,是中心对称图形,故此选项符合题意;
故选:D.
【点睛】
此题主要考查了中心对称图形与轴对称图形的概念.轴对称图形的关键是寻找对称轴,图形两部分折叠后可重合,中心对称图形是要寻找对称中心,旋转180度后两部分重合.
8、B
【分析】
根据旋转可得,,得.
【详解】
解:,,
,
将绕点逆时针旋转得到△,使点的对应点恰好落在边上,
,,
.
故选:B.
【点睛】
本题考查了旋转的性质,等腰三角形的性质,三角形内角和定理,解决本题的关键是掌握旋转的性质.
9、C
【分析】
先根据圆周角定理求出∠AOB的度数,再由等腰三角形的性质即可得出结论.
【详解】
∵∠ACB=50°,
∴∠AOB=100°,
∵OA=OB,
∴∠OAB=∠OBA= 40°,
故选:C.
【点睛】
本题考查的是圆周角定理,即在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等,都等于这条弧所对的圆心角的一半.
10、B
【分析】
根据中心对称图形与轴对称图形的概念逐项分析
【详解】
解:A. 是轴对称图形,不是中心对称图形,故该选项不正确,不符合题意;
B. 既是轴对称图形,又是中心对称图形,故该选项正确,符合题意;
C. 不是轴对称图形,是中心对称图形,故该选项不正确,不符合题意;
D. 不是轴对称图形,是中心对称图形,故该选项不正确,不符合题意;
故选B
【点睛】
本题考查了中心对称图形与轴对称图形的概念:轴对称图形的关键是寻找对称轴,图形两部分折叠后可重合;中心对称图形是要寻找对称中心,旋转180度后两部分重合,掌握中心对称图形与轴对称图形的概念是解题的关键.
二、填空题
1、3
【分析】
由切线长定理和,可得为等边三角形,则.
【详解】
解:连接,如下图:
,分别为的切线,
,
为等腰三角形,
,
,
为等边三角形,
,
,
.
故答案为:3.
【点睛】
本题考查了等边三角形的判定和切线长定理,解题的关键是作出相应辅助线.
2、
【分析】
根据旋转找出规律后再确定坐标.
【详解】
∵正六边形ABCDEF沿x轴正半轴作无滑动的连续翻转,每次翻转60°,
∴每6次翻转为一个循环组循环,
∵,
∴经过2021次翻转为第337循环组的第5次翻转,点B在开始时点C的位置,
∵,
∴,
∴翻转前进的距离为:,
如图,过点B作BG⊥x于G,
则∠BAG=60°,
∴,
,
∴,
∴点B的坐标为.
故答案为:.
【点睛】
题考查旋转的性质与正多边形,由题意找出规律是解题的关键.
3、
【分析】
如图,根据四边形CDEF为正方形,可得∠D=90°,CD=DE,从而得到CE是直径,∠ECD=45°,然后利用勾股定理,即可求解.
【详解】
解:如图,
∵四边形CDEF为正方形,
∴∠D=90°,CD=DE,
∴CE是直径,∠ECD=45°,
根据题意得:AB=2.5, ,
∴ ,
∴ ,
即此斛底面的正方形的边长为 尺.
故答案为:
【点睛】
本题主要考查了圆内接四边形,勾股定理,熟练掌握圆内接四边形的性质,勾股定理是解题的关键.
4、
【分析】
根据弓形的面积=扇形的面积-三角形的面积求解即可.
【详解】
解:如图,AC⊥OB,
∵圆心角为60°,OA=OB,
∴△OAB是等边三角形,
∴OC=OB=1,
∴AC=,
∴S△OAB=OB×AC=×2×=,
∵S扇形OAB==,
∴弓形(阴影部分)的面积= S扇形OAB- S△OAB=,
故答案为:.
【点睛】
本题考查扇形面积、等边三角形的面积计算方法,掌握扇形面积、等边三角形的面积的计算方法以及直角三角形的边角关系是正确解答的关键.
5、##
【分析】
设与AC相交于点D,过点D作,垂足为点E,根据勾股定理逆定理可得为直角三角形,根据三边关系可得,根据题意及等角对等边得出,在中,利用正弦函数可得,结合图形,利用扇形面积公式及三角形面积公式求解即可得.
【详解】
解:设与AC相交于点D,过点D作,垂足为点E,
∵,,,
∴,
∴为直角三角形,
∴,
∵绕点B顺时针方向旋转45°得到,
∴,
∴,
∴,
在中,,
∴,
∴,
∴,
,
,
,
,
故答案为:.
【点睛】
题目主要考查勾股定理逆定理,旋转的性质,等角对等边的性质,正切函数,扇形面积等,理解题意,结合图形,综合运用这些知识点是解题关键.
三、解答题
1、(1);(2);证明见解析;(3)
【分析】
(1)过点作于点,根据等边三角形的性质与等腰的性质以及勾股定理求得,进而求得,在中,,,勾股定理即可求解;
(2)延长至,使得,连接,过点作,交于点,根据平行四边形的性质可得,,证明是等边三角形,进而证明,即可证明是等边三角形,进而根据三线合一以及含30度角的直角三角形的性质,可得;
(3)过点作于点,过点作,连接,交于点,过点作,交于点,过点作于点,先证明,结合中位线定理可得,进而可得,设,分别勾股定理求得,进而根据求得,即可求得的值
【详解】
(1)过点作于点,如图
将绕点顺时针旋转120°,得到,
是等边三角形
,
,
在中,,
(2)如图,延长至,使得,连接,过点作,交于点,
点是的中点
又
四边形是平行四边形
,
将绕点顺时针旋转120°,得到,
是等边三角形
,,
是等边三角形
设,则,
,
,
是等边三角形
,
即
(3) 如图,过点作于点,过点作,连接,交于点,过点作,交于点,过点作于点,
四点共圆
由(2)可知,
将绕点顺时针旋转120°,得到,
是的中点,
是的中位线
是等腰直角三角形
四边形是矩形
,
设
在中,
,
在中,
在中
【点睛】
本题考查了旋转的性质,等边三角形的性质与判定,含30度角的直角三角形的性质,勾股定理,同弧所对的圆周角相等,四点共圆,三角形全等的性质与判定,等腰三角形的性质与判定;掌握旋转的性质,等边三角形的性质与判定是解题的关键.
2、
(1)见解析
(2)见解析
(3)
【分析】
(1)由旋转的性质得AB=AD,所以,再根据三角形内角和定理可证明即可得到结论;
(2)连接,根据ASA证明≌得,是等边三角形,从而得出,再运用AAS证明≌得,由勾股定理可得出,从而 可得结论;
(3)证明平分,作于点,根据勾股定理得,代入求值即可.
(1)
∵边绕着点逆时针旋转得到线段,
∴.
∵,
∴.
∴.
∵,
∴
又,且∠AEB=∠CEF
∴.
∴.
(2)
连接.
在和中,
∵,
∴≌(ASA).
∴.
∴,即.
在和中,
∵,
∴≌(AAS).
∴.
∵,
∴在中,,
即.
∵,,
∴是等边三角形.
∴.
(3)
.
∵,,
∴
∵.
∵,
∴.
∴平分.
作于点,
∴.
∴在中,.
∵≌,≌,
∴,,.
∴在中,,
∵,
∴.
【点睛】
本题属于几何变换综合题,考查了旋转变换,等腰直角三角形的性质,等边三角形的判定和性质,解直角三角形等知识,解题的关键是正确寻找全等三角形.
3、(1)EF=DF+BE;(2)EF=DF-BE;(3)线段EF的长为或.
【分析】
(1)延长FD至G,使DG=BE,连接AG,先证△ABE≌△ADG,再证△GAF≌△EAF即可;
(2)在DC上截取DH=BE,连接AH,先证△ADH≌△ABE,再证△HAF≌EAF即可;
(3)分两种情形分别求解即可解决问题.
【详解】
解:(1)结论:EF=BE+DF.
理由:延长FD至G,使DG=BE,连接AG,如图①,
∵ABCD是正方形,
∴AB=AD,∠ABE=ADG=∠DAB=90°,
∴△ABE≌△ADG(AAS),
∴AE=AG,∠DAG=∠EAB,
∵∠EAF=45°,
∴∠DAF+∠EAB=45°,
∴∠DAF+∠DAG=45°,
∴∠GAF=∠EAF=45°,
∵AF=AF,
∴△GAF≌△EAF(AAS),
∴EF=GF,
∴GF=DF+DG=DF+BE,
即:EF=DF+BE;
(2)结论:EF=DF-BE.
理由:在DC上截取DH=BE,连接AH,如图②,
∵AD=AB,∠ADH=∠ABE=90°,
∴△ADH≌△ABE(SAS),
∴AH=AE,∠DAH=∠EAB,
∵∠EAF=∠EAB+∠BAF=45°,
∴∠DAH+∠BAF=45°,
∴∠HAF=45°=∠EAF,
∵AF=AF,
∴△HAF≌EAF(SAS),
∴HF=EF,
∵DF=DH+HF,
∴EF=DF-BE;
(3)①当MA经过BC的中点E时,同(1)作辅助线,如图:
设FD=x,由(1)的结论得FG=EF=2+x,FC=4-x.
在Rt△EFC中,(x+2)2=(4-x)2+22,
∴x=,
∴EF=x+2=.
②当NA经过BC的中点G时,同(2)作辅助线,
设BE=x,由(2)的结论得EC=4+x,EF=FH,
∵K为BC边的中点,
∴CK=BC=2,
同理可证△ABK≌FCK(SAS),
∴CF=AB=4,EF=FH=CF+CD-DH=8-x,
在Rt△EFC中,由勾股定理得到:(4+x)2+42=(8-x)2,
∴x=,
∴EF=8-=.
综上,线段EF的长为或.
【点睛】
本题属于四边形综合题,考查了正方形的性质,旋转变换,全等三角形的判定和性质,勾股定理等知识,解题的关键是学会利用旋转法添加辅助线,构造全等三角形解决问题,学会利用参数构建方程解决问题.
4、(1)见解析;(2)(3)当,时,;当时,.
【分析】
(1)通过证,,即可得;
(2)先证是等腰直角三角形,求,通过,得,求CQ长,即可求PQ得长,通过,即可得,即可求AP.
(3)分类讨论, ,,,三种情况讨论,再通过勾股定理和相似即可求解.
【详解】
证明:(1)∵AQ⊥AP
∴
∵BC是⊙O的直径
∴
∴
∵
∴
(2)如图,连接CD,PD
∵BC是⊙O的直径
∴
∵AB=3,AC=4
∴利用勾股定理得:,即直径为5
∵
∴
∴DP是⊙O的直径,且DP=BC=5
∵点C为的中点
∴CD=PC
∵
∴
∴是等腰直角三角形
∴利用勾股定理得:,则
∵,
∴
∵
∴
∴,即:
∴
∴
∵
∴,即:
∴
(3)连接AO,OD,OP,CD,OD交AC于点M
∵(已证)
∴OD,OP共线,为⊙O的直径
情况一:当时
∵,
∴
∴AP=PC
∵
∴
∴
∴即
∵AP=PC
∴
∴在中,
∴
∴在中,
情况二:当时,
∵
∴
∴
同情况一:
情况三:当时
∵,
∴
∴,
∵OA=OD
∴
∴
∴
综上所述,当,时,;当时,.
【点睛】
本题考查了圆周角定理,垂径定理,圆的内接四边形的性质,勾股定理,相似三角形的性质和判定等,是圆的综合题。解答此题的关键是,通过圆的性质,找到角与角、边与边之间的关系.
5、
(1)见解析,;
(2)见解析,
(3)绕点O顺时针时针旋转
【分析】
(1)根据题意得:关于原点的对称点为 ,再顺次连接,即可求解;
(2)根据题意得:绕点O逆时针旋转后的对称点为 ,再顺次连接;
(3)根据题意得:绕点O顺时针时针旋转后可直接得到,即可求解.
(1)
解:根据题意得:关于原点的对应点为 ,画出图形如下图所示:
(2)
解:根据题意得:绕点O逆时针旋转后的对应点为 ,画出图形如下图所示:
(3)
解:根据题意得:绕点O顺时针时针旋转后可直接得到.
【点睛】
本题主要考查了图形的变换——画关于原点对称,绕原点旋转后图形,得到图形关于原点对称,绕原点旋转后对应点的坐标是解题的关键.
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