中考数学几何猜想证明
2023年数学中考试题精选:几何综合证明(一)

1.(2023.营口24题)在平行四边形ABCD中,∠ADB=90°,点E在CD 上,点G在AB上,点F在BD的延长线上,连接EF,DG, ∠FED=∠ADG,ADBD =DG EF=k.(1)如图1,当k=1时,请用等式表示线段AG与线段DF的数量关系________;(2)如图2,当k=√(3)时,写出线段AD,DE和DF之间的数量关系,并说明理由;(3)在(2)的条件下,当点G是AB的中点时,连接BE,求tan∠EBF的值2.(2023.本溪铁岭辽阳25题)在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CA=CB,点O为AB的中点,点D在直线AB上(不与点A,B重合),连接CD,线段CD绕点C逆时针旋转90°,得到线段CE,过点B作直线l⊥BC,过点E作EF⊥l,垂足为点F,直线EF交直线OC于点G.(1)如图1,当点D与点O重合时,请直接写出线段AD与线段EF 的数量关系;(2)如图2,当点D在线段AB上时,求证:CG+BD=√2BC;(3)连接DE,△CDE的面积记为S1,△ABC的面积记为S2,当EF:BC=1:3时,请直接写出S1S2的值.3.(2023.大连25题)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AB=AC,∠A>90°,点E为AC上一动点,将△ABE以BE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D落在BC上时,∠EDC=2∠ACB.”小红:“若点E为AC中点,给出AC与DC的长,就可求出BE的长.”补足探究: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△ABC中,AB=AC,∠A>90°,△BDE由△ABE翻折得到.(1)如图1,当点D落在BC上时,求证:∠EDC=2∠ACB;(2)如图2,若点E为AC中点,AC=4,CD=3,求BE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∠A<90°的等腰三角形,可以问题进一步拓展.问题2:如图3,在等腰△ABC中,∠A<90°,AB=AC=BD=4,2∠D=∠ABD.若CD=1,则求BC的长.4.(2023.牡丹江26题)平行四边形ABCD中,AE⊥BC,垂足为E,连接DE,将ED绕点E逆时针旋转90°,得到EF,连接BF.(1)当点E在线段BC上,∠ABC=45°时,如图1,求证:AE+EC=BF;(2)当点E在线段BC延长线上,∠ABC=45°时,如图2,当点E在线段CB延长线上,∠ABC=135°时,如图3,请猜想并直接写出线段AE,EC,BF的数量关系;(3)在(1)、(2)的条件下,若BE=3,DE=5,则CE=______.5.(2023.贵州省25题)如图1,小红在学习了三角形相关知识后,对等腰直角三角形进行了探究,在等腰直角三角形ABC中,CA=CB,∠C=90°,过点B作射线BD⊥AB,垂足为B,点P在CB上.(1)【动手操作】如图2,若点P在线段CB上,画出射线PA,并将射线PA绕点P逆时针旋转90°与BD交于点E,根据题意在图中画出图形,图中∠PBE的度数为______度;(2)【问题探究】根据(1)所画图形,探究线段PA与PE的数量关系,并说明理由;(3)【拓展延伸】如图3,若点P在射线CB上移动,将射线PA绕点P逆时针旋转90°与BD将于点E,探究线段BA,BP,BE之间的数量关系,并说明理由.6.(2023.沈阳24题)如图1.在平行四边形纸片中,AB=10,AD=6,∠DAB=60°,点E为BC边上的一点(点E不与点C重合),连接AE,将平行四边形ABCD纸片沿AE所在直线折叠,点C,D的对应点分别为C`,D`,射线C`E与射线AD将于点F.(1)求证:AF=EF;(2)如图2,当EF⊥AF时,DF的长为______;(3)如图3,当CE=2时,过点F作FM⊥AE,垂足为点M,延长FM 交C`D`于点N,连接AN,EN,求△ANE的面积。
2020年中考数学冲刺专题:几何探究和证明(含答案)

2020中考数学冲刺专题:几何探究与证明(含答案)1.如图①,已知在正方形ABCD中,E为对角线BD上一点,过点E作EF⊥BD 交BC于点F,连接DF,G为DF中点,连接EG,CG.第1题图(1)求证:EG=CG;(2)将图①中△BEF绕点B逆时针旋转45°,则点F落在对角线BD上,如图②,取DF中点G,连接EG,CG.问EG和CG相等吗?若相等,请给出证明;若不相等,请说明理由;(3)将图①中△BEF绕B点旋转任意角度,如图③,再连接相应的线段,问线段EG和CG有何关系?(请直接写出答案)(1)证明:∵在正方形ABCD中,∴∠BCD=90°.∵EF⊥BD,∴∠FED=90°. ∵G为DF中点,∴EG=12DF,CG=12DF.∴EG=CG;(2)解:EG=CG.证明:如解图①,延长EF交CD于点H,连接GH,第1题解图①∵在正方形ABCD中,∴∠ABC=90°,BD平分∠ABC,∴∠EBF=12∠ABC=45°.∵EF⊥AB,∴∠FEB=90°,∴∠EFB=90°-∠EBF=45°,∴∠EBF=∠EFB,∴BE=FE.∵∠BCD=∠ABC=∠BEF=90°,∴四边形EBCH是矩形,∴HC=EB=EF,∠FHC=90°,∴∠FHD=180°-∠FHC=90°. ∵CD∥EB,∴∠HDF=∠EBF=45°,∴∠DFH=90°-∠HDF=45°,∴∠HDF=∠DFH,∴HD=FH.∵G为DF中点,∠DHF=45°,∴∠DHG=12∴∠GHC=180°-∠DHG=135°.∵∠EFG=180°-∠DFH=135°,∴∠GHC=∠EFG,∵在Rt△DHF中,G为DF中点,∴GH=12DF=GF,∴△EFG≌△CHG(SAS),∴EG=CG;(3)解:EG=CG,EG⊥CG.【解法提示】如解图③,理由如下:第1题解图②过点F作CD的平行线并延长CG交于点M,连接EM、EC,过点F作FN 垂直于AB于点N,∵G为FD中点,易证△CDG≌△MFG,得到CD=FM,又∵BE=EF,∴∠EBF=∠EFB,∴∠EFM=180°-45°-∠BFH=135°-∠BFH,∠EBC=∠EBF+∠FBH=45°+90°-∠BFH=135°-∠BFH,∴∠EFM=∠EBC,∴△EFM≌△EBC(SAS),∴∠FEM=∠BEC,EM=EC,∵∠FEC+∠BEC=90°,∴∠FEC+∠FEM=90°,即∠MEC=90°,∴△MEC是等腰直角三角形,∵G为CM中点,∴EG=CG,EG⊥CG.2. 如图,在△ABC中,∠ACB=90°,过点A作射线AP⊥AB,点D是线段AC上一动点(不与点A、C重合),连接BD,过点D作DE⊥BD,交射线AP于点E.(1)如图①,当∠BAC=45°时,则线段AE与线段CD之间的数量关系为________;(2)如图②,当∠BAC=30°时,猜想线段AE与线段CD之间的数量关系,并说明理由;(3)当∠BAC=α时,直接写出线段AE与线段CD的数量关系(用含α的三角函数表示).第2题图解:(1)AE=2CD;【解法提示】如解图①,在BC上取一点G,使AD=BG,连接DG,∵∠BAC=45°,∠ACB=90°,∴△ACB是等腰直角三角形,∴AC=BC,∴AC-CD=BC-BG,即CD=CG,∴△CDG是等腰直角三角形,∴DG=2CD,∠DGC=45°,∴∠DGB=135°,∵AP⊥AB,∴∠BAP=90°,∴∠DAE =90°+45°=135°,∴∠DAE =∠DGB ,∵DE ⊥DB ,∴∠EDB =90°,∴∠EDA +∠BDC =90°,∵∠BDC +∠DBC =90°,∴∠EDA =∠DBC ,∴△EAD ≌△DGB (ASA),∴AE =DG ,∴AE =2CD ;(2)猜想:AE =2CD ,理由是:如解图②,过点D 作DF ∥AB ,交BC 于点F ,则∠FDC =∠BAC =30°,AD CD =BF CF ,∴AD BF =CD CF ,∵AP ⊥AB ,DE ⊥BD ,∴∠BAP =∠BDE =90°,∵∠ADE +∠BDE +∠BDC =180°,∴∠ADE +∠BDC =90°,∵∠ACB =90°,∠FDC =30°,∴∠DBC +∠BDC =90°,CF =12DF ,∴∠ADE =∠DBC ,∵∠DAE =∠BAC +∠BAP ,∠BFD =∠FDC +∠ACB ,∴∠DAE =∠BFD ,∴△DAE ∽△BFD ,∴AD BF =AE FD ,∴CD CF =AE FD ,∴DF CF =AE CD ,∴AE CD =2,即AE =2CD ;(3)CD =AE ·sin α,【解法提示】如解图③,过点D 作DF ∥AB ,交BC 于点F ,则∠FDC =∠BAC=α,AD CD =BF CF ,∴AD BF =CD CF ,∵AP ⊥AB ,DE ⊥BD ,∴∠BAP =∠BDE =90°,∵∠ADE +∠BDE +∠BDC =180°,∴∠ADE +∠BDC =90°,∵∠ACB =90°,∠FDC =α,∴∠DBC +∠BDC =90°,sin ∠FDC =sin α=CF DF ,∴∠ADE =∠DBC ,∵∠DAE =∠BAC +∠BAP ,∠BFD =∠FDC +∠ACB ,∴∠DAE =∠BFD ,∴△DAE ∽△BFD ,∴AD BF =AE FD ,∴CD CF =AE FD ,∴CD AE =CF FD =sin α,∴CD =AE ·sin α.第2题解图3.已知在正方形ABCD 中,点E 在直线AB 上,点F 在直线BC 上,连接DE 、DF ,∠EDF =45°.(1)如图①,点E ,点F 分别在线段AB ,BC 上时,直接写出AE ,CF ,EF 的数量关系 ;(2)如图②,点E 在AB 的延长线上,点F 在BC 的延长线上,求AE ,CF ,EF 的数量关系;(3)如图③,在(2)的条件下,若AE=2AB=8,求EF的长.第3题图解:(1)EF=AE+CF.【解法提示】∵四边形ABCD是正方形,∴AB=BC=CD=AD,∠B=∠C=∠ADC=∠DAB=90°,如解图①:延长BA,使AM=CF,且AD=CD,∠C=∠MAD,∴△AMD≌△CFD(SAS),∴∠ADM=∠CDF,DM=DF,∵∠EDF=45°,∴∠ADE+∠FDC=45°,∴∠ADM+∠ADE=45°=∠MDE,∴∠MDE=∠FDE,且DM=DF,DE=DE,∴△EDF≌△EDM(SAS),∴EF=EM,∵EM=AM+AE=AE+CF,∴EF=AE+CF;第3题解图①第3题解图②(2)如解图②:在AB上截取AM=CF,∵AD=CD,AM=CF,∠A=∠DCF=90°,∴△ADM≌△CDF(SAS),∴DM=DF,∠ADM=∠CDF,∵∠ADM+∠MDC=90°,∴∠CDF+∠MDC=90°,即∠MDF=90°,∵∠EDF=45°,∴∠EDF=∠MDE=45°,且DM=DF,DE=DE,∴△MDE≌△FDE(SAS),∴EF=EM,∵AE=AM+ME,∴AE=CF+EF;(3)∵AE=2AB=8,∴AB=BC=BE=4,∵AE=CF+EF,∴CF=8-EF,在Rt△BEF中,EF2=BE2+BF2,∴EF2=16+(4+8-EF)2,∴EF=203.4. 在菱形ABCD中,P为直线AD上的点,Q为直线CD上的点,分别连接PC,PQ,且PC=PQ.(1)若∠B=60°,点P在线段DA上,点Q在线段CD的延长线上,如图①,证明:DQ+PD=AB;(2)若∠B=60°,点P在线段DA的延长线上,点Q在线段CD上,如图②,猜想线段DQ,PD和AB之间有怎样的数量关系,并给予证明;(3)若∠B=120°,点P在线段DA上,点Q在线段CD的延长线上,如图③,猜想线段DQ,PD和AB之间有怎样的数量关系?并给予证明.第4题图(1)证明:如解图①,在CD上取CH=DQ,连接PH,∵PC=PQ,∴∠PCQ=∠PQC,∵CH=DQ,∴△PCH≌△PQD(SAS),∴PH=PD,∵四边形ABCD是菱形,∴CD=AB,∠PDC=∠B=60°,∴△PHD是等边三角形,∴PD=HD,∴PD+DQ=DH+CH=CD=AB;(2)解:猜想PD-DQ=AB.证明:如解图②,延长CA到点M,使得AM=AP,连接PM. ∵四边形ABCD是菱形,∠B=60°,∴△ABC,△ACD都是等边三角形,∴∠CAD=∠P AM=60°,∴△P AM是等边三角形,∴AM=PM,∠M=∠ACD=60°,∴PM∥CD,∴∠PCD+∠CPM=180°,∵PC=PQ,∴∠PCQ=∠PQC,∵∠PQC+∠PQD=180°,∴∠CPM=∠PQD,∴△PCM≌△QPD(AAS),∴CM=PD,PM=DQ=AM,∵CM=AC+AM=AB+DQ,∴PD-DQ=AB;(3)解:猜想:DQ-PD=AB.证明:如解图③,在DQ上截取DM=DP,连接PM. ∵∠B=∠ADC=120°,∴∠PDM=60°,∴△PDM是等边三角形,∴PD=PM,∠PMC=∠PDQ=60°,∵PC=PQ,∴∠PCM=∠Q,∴△PCM≌△PQD(AAS),∴CM=DQ,∴CD+DM=DQ,∴AB+PD=DQ,即DQ-PD=AB.第4题解图5.在△ABC 中,已知AB >AC ,AD 平分∠BAC 交BC 于点D ,点E 在DC 的延长线上,且DE BD =k ,过点E 作EF ∥AB 交AC 的延长线于点F .(1)如图①,当k =1时,求证:AF +EF =AB ;(2)如图②,当k =2时,直接写出线段AF 、EF 、AB 之间满足的数量关系:________;(3)如图③,当DE BD =k 时,请猜想线段AF 、EF 、AB 之间满足的数量关系(含k ),并证明你的结论.第5题图(1)证明:如解图①,延长AD 、EF 交于点G ,当k =1时,DE =BD ,∵EF ∥AB ,∴∠BAD =∠EGD ,在△ABD 与△GED 中,⎩⎪⎨⎪⎧∠BAD =∠EGD ∠BDA =∠EDG BD =ED,∴△ABD ≌GED (AAS),∴AB =GE ,又∵AD 平分∠BAC ,∴∠BAD =∠DAC ,∴∠FGD =∠DAC ,∴AF =GF ,∵GF +EF =GE ,∴AF +EF =AB;(2)解:AF+EF=2AB.【解法提示】如解图②,延长AD、EF交于点G,当k=2时,∵EF∥AB,∴∠BAD=∠EGD,又∵∠BDA=∠EDG,∴△ABD∽△GED,∴GEAB =DEDB=2,即GE=2AB,又∵AD平分∠BAC,∴∠BAD=∠DAC,∵∠FGD=∠DAC,∴AF=GF,∵GF+EF=GE,∴AF+EF=2AB;(3)解:猜想:AF+EF=kAB.证明:如解图③,延长AD、EF交于点G,当DEBD=k时,∵EF∥AB,∴∠BAD=∠EGD,又∵∠BDA=∠EDG,∴△ABD∽△GED,∴GE AB =DEBD=k,即GE=kAB,又∵AD平分∠BAC,∴∠BAD=∠DAC,∴∠FGD=∠DAC,∴AF=GF,∵GF+EF=GE,∴AF+EF=kAB.第5题解图类型二两条线段之间的数量关系与位置关系证明6. 如图,已知△ACB和△ADE都是等腰直角三角形,∠ACB=∠ADE=90°,连接BE,点F为BE的中点,连接CF,DF.(1)如图①,点D在AC上,延长DF,交BC于点G,请判断线段CF,DF 有怎样的数量关系和位置关系?并说明理由;(2)将图①中的△ADE绕点A旋转到图②位置,延长DF至G使GF=DF,DG与AB交于点O,连接BG,CG,DC,请判断(1)中的结论是否仍然成立?若成立,请证明;若不成立,请说明理由.第6题图解:(1)DF=CF,DF⊥CF;理由:∵∠ADE=∠ACB=90°,∴DE∥BC,∴∠DEF=∠GBF,∠EDF=∠BGF.∵F为BE中点,∴EF=BF,∴△DEF≌△GBF(AAS),∴DE=GB,DF=GF.∵AD=DE,∴AD=GB,∵AC =BC ,∴AC -AD =BC -GB ,∴DC =GC .∵∠ACB =90°,∴△DCG 是等腰直角三角形,∵DF =GF ,∴DF =CF ,DF ⊥CF ;(2)(1)中的结论仍然成立,理由是:在△FDE 和△FGB 中,⎩⎪⎨⎪⎧DF =FG ∠DFE =∠GFB EF =FB,∴△FDE ≌△FGB (SAS),∴∠DEF =∠GBF ,DE =GB ,∴BG ∥DE ,如解图,延长DE 交BC 于点M ,∵DE ∥BG ,∴∠CBG =∠DMB ,∵∠ADE =∠ACB =90°,∴∠DAC +∠DMC =180°,∴∠DMB =∠DAC =∠CBG ,在△CAD 和△CBG 中,∵⎩⎪⎨⎪⎧AD =BG ∠DAC =∠GBC AC =BC,∴△CAD ≌△CBG (SAS),∴CD =CG ,∠DCA =∠GCB ,∴∠DCG =∠BCG +∠BCD =∠ACD +∠BCD =∠ACB =90°,∵DF =GF ,∴DF =CF ,DF ⊥CF .第6题解图7. 在正方形ABCD中,BD是一条对角线,点E在直线CD上(与点CD不重合),连接AE,平移△ADE使点D移动到点C得到△BCF,过点F作FG⊥BD 于点G,连接AG,EG.第7题图(1)如图①,若点E在线段CD上,试猜想AG与EG的数量关系和位置关系;(2)如图②,若点E在线段CD的延长线上其余条件不变时,猜想(1)中的结论是否仍然成立,请你给出证明;(3)若点E 在线段DC 的延长线上且∠AGF =120°,正方形ABCD 的边长为2,直接写出DE 的长度.(1)解:AG =EG ,AG ⊥EG ,理由如下:由平移得EF =CD =AD ,∵BD 是正方形ABCD 的对角线,∴∠ADB =∠CDB =45°,∵FG ⊥BD ,∴∠DGF =90°,∴∠GFD +∠CDB =90°,∴∠DFG =45°,∴GD =GF ,在△AGD 和△EGF 中,⎩⎪⎨⎪⎧AD =EF ∠ADG =∠EFG DG =FG,∴△AGD ≌△EGF (SAS),∴AG =EG ,∠AGD =∠EGF ,∴∠AGE =∠AGD +∠DGE =∠EGF +∠DGE =90°,∴AG ⊥EG ;(2)解:(1)中结论仍然成立.证明:由平移得EF =CD =AD ,∵BD 是正方形ABCD 的对角线,∴∠ADB =∠CDB =45°,∵FG ⊥BD ,∴∠DGF =90°,∴∠GFD +∠CDB =90°,∴∠DFG =45°,∴GD =GF ,在△AGD 和△EGF 中,⎩⎪⎨⎪⎧AD =EF ∠ADG =∠EFG DG =FG,∴△AGD ≌△EGF (SAS),∴AG =EG ,∠AGD =∠EGF ,∴∠AGE=∠AGD-∠DGE=∠EGF-∠DGE=90°,∴AG⊥EG;(3)DE=2 3.【解法提示】同(1)可得,AG=EG,AG⊥EG,∴∠GEA=45°,∵∠AGF=120°,∴∠AGB=∠EGF=30°,又∵∠GFD=45°,∴∠CEG=∠EFG+∠EGF=75°,∴∠AED=∠CEG-∠GEA=30°,在Rt△ADE中,AD=2,∴DE=2 3.第7题解图8.在矩形ABCD中,已知AD>AB.在边AD上取点E,使AE=AB,连接CE,过点E作EF⊥CE,与直线AB交于点F.猜想:如图①,当点F在边AB上时,线段AF与DE的大小关系为________;探究:如图②,当点F 在边AB 的延长线上时,EF 与边BC 交于点G .判断线段AF 与DE 的大小关系,并加以证明;应用:如图②,若AB =2,AD =5,利用探究得到的结论,求线段BG 的长.第8题图解:猜想:AF =DE ;【解法提示】∵∠CEF =90°,∴∠AEF +∠CED =90°,∵∠AFE +∠AEF =90°,∴∠AFE =∠CED ,∠AEF =∠DCE ,∵AE =AB ,AB =CD ,∴AE =CD ,∴在△AEF和△DCE 中,⎩⎪⎨⎪⎧∠AEF =∠DCE ∠AFE =∠EDC AE =CD,∴△AEF ≌△DCE ,∴AF =DE ;探究:AF =DE ,证明:∵∠A =∠FEC =∠D =90°,∴∠AEF =∠DCE ,在△AEF 和△DCE 中,⎩⎪⎨⎪⎧∠A =∠D AE =CD∠AEF =∠DCE, ∴△AEF ≌△DCE (ASA),∴AF =DE .应用:∵△AEF ≌△DCE ,∴AE =CD =AB =2,AF =DE =3,FB =F A -AB =1,∵BG ∥AD ,∴BG AE =FB F A ,∴BG 2=13,∴BG =23.9 已知△ABC 为等边三角形,点D 为直线BC 上的一动点(点D 不与点B 、C 重合),以AD 为边作等边△ADE (顶点A 、D 、E 按逆时针方向排列),连接CE .(1)如图①,当点D在边BC上时,求证:①BD=CE,②AC=CE+CD;第9题图(2)如图②,当点D在边BC的延长线上且其他条件不变时,结论AC=CE +CD是否成立?若不成立请写出AC、CE、CD之间存在的数量关系并说明理由;(3)如图③,当点D在边BC的反向延长线上且其他条件不变时,直接写出AC、CE、CD之间存在的数量关系.(1)证明:①∵△ABC和△ADE都是等边三角形,∴AB=AC=BC,AD=AE,∠BAC=∠DAE=60°,∴∠BAC-∠CAD=∠DAE-∠CAD,即∠BAD=∠CAE,在△ABD和△ACE中,⎩⎪⎨⎪⎧AB =AC ∠BAD =∠CAE AD =AE,∴△ABD ≌△ACE (SAS),∴BD =CE ;②∵BC =BD +CD ,AC =BC ,BD =CE , ∴AC =CE +CD ;(2)解:AC =CE +CD 不成立,AC 、CE 、CD 之间存在的数量关系是AC =CE -CD . 理由:∵△ABC 和△ADE 都是等边三角形,∴AB =AC =BC ,AD =AE ,∠BAC =∠DAE =60°, ∴∠BAC +∠CAD =∠DAE +∠CAD ,即∠BAD =∠CAE ,在△ABD 和△ACE 中,⎩⎪⎨⎪⎧AB =AC ∠BAD =∠CAE AD =AE,∴△ABD ≌△ACE (SAS),∴BD =CE ,∵BC =BD -CD ,∴BC =CE -CD ,∵AC =BC ,∴AC =CE -CD ;(3)解:AC 、CE 、CD 之间存在的数量关系是AC =CD -CE .【解法提示】∵△ABC 和△ADE 是等边三角形,∴AD =AE ,AB =AC ,∵∠DAE =∠BAC =60°,∴∠DAB =∠EAC ,∴在△ADB 和△AEC 中,⎩⎪⎨⎪⎧AD =AE ∠DAB =∠EAC AB =AC,∴△ADB ≌△AEC ,∵BD =CE ,∵CD =BD +BC ,∴BC =CD -CE ,∴AC =CD -CE .10. 已知△ABC 为等边三角形,点D 为直线BC 上的一动点(点D 不与B 、C 重合),以AD 为边作∠DAF =60°,在射线AF 上截取点F ,使AF =AD ,过点D 作DE ∥AF ,过点F 作EF ∥AD ,DE 、EF 交于点E ,连接CF ,(1)如图①,当点D在边BC上时,求证:①BD=CF;②AC=CF+CD;(2)如图②,当点D在边BC的延长线上且其他条件不变时,结论AC=CF+CD是否成立?若不成立,请写出AC、CF、CD之间存在的数量关系,并说明理由;(3)如图③,当点D在边CB的延长线上且其他条件不变时,并直接写出AC、CF、CD之间存在的数量关系.第10题图(1)证明:∵△ABC是等边三角形,∴AB=AC=BC,∠BAC=∠DAF=60°,∴∠BAC-∠DAC=∠DAF-∠DAC,∴∠BAD=∠CAF,∵在△BAD 和△CAF 中⎩⎪⎨⎪⎧AB =AC ∠BAD =∠CAF AD =AF,∴△BAD ≌△CAF (SAS),∴CF =BD ,∴CF +CD =BD +CD =BC =AC ,即①BD =CF ,②AC =CF +CD ;(2)解:AC =CF +CD 不成立,AC 、CF 、CD 之间存在的数量关系是AC =CF -CD ,理由是:由(1)知:AB =AC =BC ,AD =AF ,∠BAC =∠DAF =60°, ∴∠BAC +∠DAC =∠DAF +∠DAC ,即∠BAD =∠CAF ,∵在△BAD 和△CAF 中,⎩⎪⎨⎪⎧AB =AC ∠BAD =∠CAF AD =AF,∴△BAD ≌△CAF (SAS),∴BD =CF ,∴CF -CD =BD -CD =BC =AC ,即AC =CF -CD ;(3)解:AC =CD -CF .【解法提示】理由是:∵∠BAC =∠DAF =60°, ∴∠DAB =∠CAF ,∵在△BAD 和△CAF 中, ⎩⎪⎨⎪⎧AB =AC∠DAB =∠F AC AD =AF,∴△BAD ≌△CAF (SAS),∴CF =BD ,∴CD -CF =CD -BD =BC =AC ,即AC =CD -CF .。
几何证明:中考数学定理与证明方法

几何证明:中考数学定理与证明方法在中学数学中,几何证明是重要的一部分,其目的是通过推理和逻辑推导来证明一个几何定理是否正确。
在本文中,我们将探讨几何证明中的中考数学定理与证明方法。
一、证明几里呢中考数学基础定理1.等腰三角形的性质:等腰三角形的两条底边相等,并且它们所对的两个角也相等。
证明:如图所示,AB=AC,则∠ABC=∠ACB(底角相等)。
又因为三角形ABC是等腰三角形,所以BC=AB。
因此,根据三角形的等角定理,三角形ABC是等腰三角形。
2.直角三角形的性质:直角三角形的斜边平方等于两直角边的平方和。
证明:如图所示,以∠ABC为直角,AC为斜边,则根据勾股定理,有AB²+BC²=AC²。
因此,直角三角形的斜边平方等于两直角边的平方和。
二、证明方法1.反证法:反证法是一种证明方法,它利用假设这个命题不成立来推导出矛盾,从而证明这个命题是正确的。
例如,要证明一个三角形是等边三角形,可以反证法假设这个三角形不是等边三角形,然后推导出矛盾,从而证明这个三角形是等边三角形。
2.归纳法:归纳法是一种证明方法,它利用已知一个命题在某个条件下成立的情况,推导出当这个条件增加到其他情况时,这个命题仍然成立。
例如,可以利用归纳法证明等差数列求和公式,利用求前n项和加上第n+1项等于前n+1项和的性质,推导出该公式在所有情况下成立。
3.直接证明法:直接证明法是一种直接用已知命题推导而来的证明方法。
例如,要证明两条平行线之间的两个内角或两个外角之和等于180度,可以利用“两平行线之间的交线是一条被切割的平行线”的性质,推导出这个结论。
4.反证加归纳法:反证加归纳法是一种综合利用反证法和归纳法的证明方法,它结合了两种方法的优点。
例如,要证明两点之间的最短距离是直线距离,可以采用反证法假设存在比直线距离更短的距离,然后利用归纳法推广到所有情况下都成立。
总之,几何证明是中考数学的重要部分,正确运用证明方法可以帮助学生更好地理解和掌握数学知识,提高数学成绩。
中考数学专题复习八几何证明题

专题八:几何证明题问题解析几何证明题重在训练学生应用数学语言合情推理能力;几何证明题和计算题在中考中占有重要地位.根据新的课程标准;对几何证明题证明的方法技巧上要降低;繁琐性、难度方面要降低.但是注重考查学生的基础把握推理能力;所以几何证明题是目前常考的题型.热点探究类型一:关于三角形的综合证明题例题12016·四川南充已知△ABN和△ACM位置如图所示;AB=AC;AD=AE;∠1=∠2.1求证:BD=CE;2求证:∠M=∠N.分析1由SAS证明△ABD≌△ACE;得出对应边相等即可2证出∠BAN=∠CAM;由全等三角形的性质得出∠B=∠C;由AAS证明△ACM≌△ABN;得出对应角相等即可.解答1证明:在△ABD和△ACE中;;∴△ABD≌△ACESAS;∴BD=CE;2证明:∵∠1=∠2;∴∠1+∠DAE=∠2+∠DAE;即∠BAN=∠CAM;由1得:△ABD≌△ACE;∴∠B=∠C;在△ACM和△ABN中;;∴△ACM≌△ABNASA;∴∠M=∠N.点评本题考查了全等三角形的判定与性质;证明三角形全等是解决问题的关键.同步练2016·山东省菏泽市·3分如图;△ACB和△DCE均为等腰三角形;点A;D;E在同一直线上;连接BE.1如图1;若∠CAB=∠CBA=∠CDE=∠CED=50°①求证:AD=BE;②求∠AEB的度数.2如图2;若∠ACB=∠DCE=120°;CM为△DCE中DE边上的高;BN为△ABE中AE边上的高;试证明:AE=2CM+BN.类型二:关于四边形的综合证明题例题22016·山东省滨州市·10分如图;BD是△ABC的角平分线;它的垂直平分线分别交AB;BD;BC 于点E;F;G;连接ED;DG.1请判断四边形EBGD的形状;并说明理由;2若∠ABC=30°;∠C=45°;ED=2;点H是BD上的一个动点;求HG+HC的最小值.考点平行四边形的判定与性质;角平分线的性质.分析1结论四边形EBGD是菱形.只要证明BE=ED=DG=GB即可.2作EM⊥BC于M;DN⊥BC于N;连接EC交BD于点H;此时HG+HC最小;在RT△EMC中;求出EM、MC即可解决问题.解答解:1四边形EBGD是菱形.理由:∵EG垂直平分BD;∴EB=ED;GB=GD;∴∠EBD=∠EDB;∵∠EBD=∠DBC;∴∠EDF=∠GBF;在△EFD和△GFB中;;∴△EFD≌△GFB;∴ED=BG;∴BE=ED=DG=GB;∴四边形EBGD是菱形.2作EM⊥BC于M;DN⊥BC于N;连接EC交BD于点H;此时HG+HC最小;在RT△EBM中;∵∠EMB=90°;∠EBM=30°;EB=ED=2;∴EM=BE=;∵DE∥BC;EM⊥BC;DN⊥BC;∴EM∥DN;EM=DN=;MN=DE=2;在RT△DNC中;∵∠DNC=90°;∠DCN=45°;∴∠NDC=∠NCD=45°;∴DN=NC=;∴MC=3;在RT△EMC中;∵∠EMC=90°;EM=.MC=3;∴EC===10.∵HG+HC=EH+HC=EC;∴HG+HC的最小值为10.点评本题考查平行四边形的判定和性质、菱形的判定和性质、角平分线的性质、垂直平分线的性质、勾股定理等知识;解题的关键是利用对称找到点H的位置;属于中考常考题型.同步练2016·山东省济宁市·3分如图;正方形ABCD的对角线AC;BD相交于点O;延长CB至点F;使CF=CA;连接AF;∠ACF的平分线分别交AF;AB;BD于点E;N;M;连接EO.1已知BD=;求正方形ABCD的边长;2猜想线段EM与CN的数量关系并加以证明.类型三:关于圆的综合证明题例题32016·山东潍坊正方形ABCD内接于⊙O;如图所示;在劣弧上取一点E;连接DE、BE;过点D作DF∥BE交⊙O于点F;连接BF、AF;且AF与DE相交于点G;求证:1四边形EBFD是矩形;2DG=BE.考点正方形的性质;矩形的判定;圆周角定理.分析1直接利用正方形的性质、圆周角定理结合平行线的性质得出∠BED=∠BAD=90°;∠BFD=∠BCD=90°;∠EDF=90°;进而得出答案;2直接利用正方形的性质的度数是90°;进而得出BE=DF;则BE=DG.解答证明:1∵正方形ABCD内接于⊙O;∴∠BED=∠BAD=90°;∠BFD=∠BCD=90°;又∵DF∥BE;∴∠EDF+∠BED=180°;∴∠EDF=90°;∴四边形EBFD是矩形;2∵正方形ABCD内接于⊙O;∴的度数是90°;∴∠AFD=45°;又∵∠GDF=90°;∴∠DGF=∠DFC=45°;∴DG=DF;又∵在矩形EBFD中;BE=D同步练枣庄市 2015 中考 -24如图;在△ABC中;∠ABC=90°;以AB的中点O为圆心、OA为半径的圆交AC于点D;E是BC的中点;连接DE;OE.1判断DE与⊙O的位置关系;并说明理由;2求证:BC2=CD 2OE;3若cos∠BAD=35;BE=6;求OE的长.类型四:关于相似三角形的证明问题例题42016·黑龙江齐齐哈尔·8分如图;在△ABC中;AD⊥BC;BE⊥AC;垂足分别为D;E;AD与BE 相交于点F.1求证:△ACD∽△BFD;2当tan∠ABD=1;AC=3时;求BF的长.考点相似三角形的判定与性质.分析1由∠C+∠DBF=90°;∠C+∠DAC=90°;推出∠DBF=∠DAC;由此即可证明.2先证明AD=BD;由△ACD∽△BFD;得==1;即可解决问题.解答1证明:∵AD⊥BC;BE⊥AC;∴∠BDF=∠ADC=∠BEC=90°;∴∠C+∠DBF=90°;∠C+∠DAC=90°;∴∠DBF=∠DAC;∴△ACD∽△BFD.2∵tan∠ABD=1;∠ADB=90°∴=1;∴AD=BD;∵△ACD∽△BFD;∴==1;∴BF=AC=3.同步练2016·湖北武汉·10分在△ABC中;P为边AB上一点.1 如图1;若∠ACP=∠B;求证:AC2=AP·AB;2 若M为CP的中点;AC=2;① 如图2;若∠PBM=∠ACP;AB=3;求BP的长;② 如图3;若∠ABC=45°;∠A=∠BMP=60°;直接写出BP的长.达标检测1. 2016·黑龙江哈尔滨·8分已知:如图;在正方形ABCD 中;点E 在边CD 上;AQ⊥BE 于点Q;DP⊥AQ 于点P .1求证:AP=BQ ;2在不添加任何辅助线的情况下;请直接写出图中四对线段;使每对中较长线段与较短线段长度的差等于PQ 的长.2. 2016·四川内江9分如图6所示;△ABC 中;D 是BC 边上一点;E 是AD 的中点;过点A 作BC 的平行线交CE 的延长线于F;且AF =BD;连接BF .1求证:D 是BC 的中点;2若AB =AC;试判断四边形AFBD 的形状;并证明你的结论.3. 烟台市 2015 中考 -23如图;以△ABC 的一边AB 为直径的半圆与其它两边AC;BC 的交点分别为D 、E;且=.1试判断△ABC 的形状;并说明理由.2已知半圆的半径为5;BC=12;求sin∠ABD 的值.4. 2015 内蒙古呼伦贝尔兴安盟;第22题7分如图;在平行四边形ABCD 中;E 、F 分别为边AB 、CD 的中点;BD 是对角线.1求证:△ADE ≌△CBF ;2若∠ADB 是直角;则四边形BEDF 是什么四边形 证明你的结论.5. 烟台市 2014 中考 -24如图;AB 是⊙O 的直径;延长AB 至P;使BP=OB;BD 垂直于弦BC;垂足为点B;点D 在PC 上.设∠PCB=α;∠POC=β.求证:tanα tan=.DCEF B A 图66. 2015 梧州;第25题12分如图;在正方形ABCD中;点P在AD上;且不与A、D重合;BP的垂直平分线分别交CD、AB于E、F两点;垂足为Q;过E作EH⊥AB于H.1求证:HF=AP;2若正方形ABCD的边长为12;AP=4;求线段EQ的长.7. 2015 北海;第25题12分如图;AB、CD为⊙O的直径;弦AE∥CD;连接BE 交CD于点F;过点E作直线EP与CD的延长线交于点P;使∠PED=∠C.1求证:PE是⊙O的切线;2求证:ED平分∠BEP;3若⊙O的半径为5;CF=2EF;求PD的长.参考答案类型一:关于三角形的综合证明题同步练2016·山东省菏泽市·3分如图;△ACB和△DCE均为等腰三角形;点A;D;E在同一直线上;连接BE.1如图1;若∠CAB=∠CBA=∠CDE=∠CED=50°①求证:AD=BE;②求∠AEB的度数.2如图2;若∠ACB=∠DCE=120°;CM为△DCE中DE边上的高;BN为△ABE中AE边上的高;试证明:AE=2CM+BN.考点等腰三角形的性质.分析1①通过角的计算找出∠ACD=∠BCE;再结合△ACB和△DCE均为等腰三角形可得出“AC=BC;DC=EC”;利用全等三角形的判定SAS即可证出△ACD≌△BCE;由此即可得出结论AD=BE;②结合①中的△ACD≌△BCE可得出∠ADC=∠BEC;再通过角的计算即可算出∠AEB的度数;2根据等腰三角形的性质结合顶角的度数;即可得出底角的度数;利用1的结论;通过解直角三角形即可求出线段AD、DE的长度;二者相加即可证出结论.解答1①证明:∵∠CAB=∠CBA=∠CDE=∠CED=50°;∴∠ACB=∠DCE=180°﹣2×50°=80°.∵∠ACB=∠ACD+∠DCB;∠DCE=∠DCB+∠BCE;∴∠ACD=∠BCE.∵△AC B和△DCE均为等腰三角形;∴AC=BC;DC=EC.在△ACD和△BCE中;有;∴△ACD≌△BCESAS;∴AD=BE.②解:∵△ACD≌△BCE;∴∠ADC=∠BEC.∵点A;D;E在同一直线上;且∠CDE=50°;∴∠ADC=180°﹣∠CDE=130°;∴∠BEC=130°.∵∠BEC=∠CED+∠AEB;且∠CED=50°;∴∠AEB=∠BEC﹣∠CED=130°﹣50°=80°.2证明:∵△ACB和△DCE均为等腰三角形;且∠ACB=∠DCE=120°;∴∠CDM=∠CEM=×180°﹣120°=30°.∵CM⊥DE;∴∠CMD=90°;DM=EM.在Rt△CMD中;∠CMD=90°;∠CDM=30°;∴DE=2DM=2×=2CM.∵∠BEC=∠ADC=180°﹣30°=150°;∠BEC=∠CEM+∠AEB;∴∠AEB=∠BEC﹣∠CEM=150°﹣30°=120°;∴∠BEN=180°﹣120°=60°.在Rt△BNE中;∠BNE=90°;∠BEN=60°;∴BE==BN.∵AD=BE;AE=AD+DE;∴AE=BE+DE=BN+2CM.点评本题考查了等腰三角形的性质、全等三角形的判定及性质、解直角三角形以及角的计算;解题的关键是:1通过角的计算结合等腰三角形的性质证出△ACD≌△BCE;2找出线段AD、DE的长.本题属于中档题;难度不大;但稍显繁琐;解决该题型题目时;利用角的计算找出相等的角;再利用等腰三角形的性质找出相等的边或角;最后根据全等三角形的判定定理证出三角形全是关键.类型二:关于四边形的综合证明题同步练2016·山东省济宁市·3分如图;正方形ABCD的对角线AC;BD相交于点O;延长CB至点F;使CF=CA;连接AF;∠ACF的平分线分别交AF;AB;BD于点E;N;M;连接EO.1已知BD=;求正方形ABCD的边长;2猜想线段EM与CN的数量关系并加以证明.考点正方形的性质.分析1根据正方形的性质以及勾股定理即可求得;2根据等腰三角形三线合一的性质证得CE⊥AF;进一步得出∠BAF=∠BCN;然后通过证得△ABF≌△CBN得出AF=CN;进而证得△ABF∽△COM;根据相似三角形的性质和正方形的性质即可证得CN= CM.解答解:1∵四边形ABCD是正方形;∴△ABD是等腰直角三角形;∴2AB2=BD2;∵BD=;∴AB=1;∴正方形ABCD的边长为1;2CN=CM.证明:∵CF=CA;AF是∠ACF的平分线;∴CE⊥AF;∴∠AEN=∠CBN=90°;∵∠ANE=∠CNB;∴∠BAF=∠BCN;在△ABF和△CBN中;;∴△ABF≌△CBNAAS;∴AF=CN;∵∠BAF=∠BCN;∠ACN=∠BCN;∴∠BAF=∠OCM;∵四边形ABCD是正方形;∴AC⊥BD;∴∠ABF=∠COM=90°;∴△ABF∽△COM;∴=;∴==;即CN=CM.类型三:关于圆的综合证明题同步练枣庄市 2015 中考 -24如图;在△ABC中;∠ABC=90°;以AB的中点O为圆心、OA为半径的圆交AC于点D;E是BC的中点;连接DE;OE.1判断DE与⊙O的位置关系;并说明理由;2求证:BC2=CD 2OE;3若cos∠BAD=35;BE=6;求OE的长.思路分析:本题考查了切线的判定;垂径定理以及相似三角形的判定与性质等知识点.故对于题1可以连接OD;BD;由AB为圆O的直径;得到∠ADB为直角;从而得出三角形BCD为直角三角形;E为斜边BC 的中点;利用斜边上的中线等于斜边的一半;得到CE=DE;利用等边对等角得到一对角相等;再由OA=OD;利用等边对等角得到一对角相等;由直角三角形ABC中两锐角互余;利用等角的余角相等得到∠ADO与∠CDE互余;可得出∠ODE为直角;即DE垂直于半径OD;可得出DE为圆O的切线;对于题2首先可证明OE是△ABC的中位线;则AC=2OE;然后证明△ABC∽△BDC;根据相似三角形的对应边的比相等;即可证得;对于题3在直角△ABC中;利用勾股定理求得AC的长;之后根据三角形中位线定理OE的长即可求得.解题过程:1证明:连接OD;BD;∵AB为圆O的直径;∴∠ADB=90°;在Rt△BDC中;E为斜边BC的中点;∴CE=DE=BE=12 BC;∴∠C=∠CDE;∵OA=OD;∴∠A=∠ADO;∵∠ABC=90°;即∠C+∠A=90°;∴∠ADO+∠CDE=90°;即∠ODE=90°;∴DE⊥OD;又OD为圆的半径;∴DE为⊙O的切线;2证明:∵E是BC的中点;O点是AB的中点; ∴OE是△ABC的中位线;∴AC=2OE;∵∠C=∠C;∠ABC=∠BDC;∴△ABC∽△BDC;∴BC ACCD BC=;即BC2=AC CD.∴BC2=2CD OE;3解:∵cos∠BAD=35;∴sin∠BAC=45 BCAC=;又∵BE=6;E是BC的中点;即BC=12;∴AC=15.又∵AC=2OE;∴OE=12AC=152.规律总结:熟练把握切线的判定;垂径定理以及相似三角形的判定与性质等知识点是解决本题的关键.要证某线是圆的切线;已知此线过圆上某点;连接圆心与这点即为半径;再证垂直即可.类型四:关于相似三角形的证明问题同步练2016·湖北武汉·10分在△ABC中;P为边AB上一点.1 如图1;若∠ACP=∠B;求证:AC2=AP·AB;2 若M为CP的中点;AC=2;① 如图2;若∠PBM=∠ACP;AB=3;求BP的长;② 如图3;若∠ABC=45°;∠A=∠BMP=60°;直接写出BP的长.考点相似形综合;考查相似三角形的判定和性质;平行线的性质;三角形中位线性质;勾股定理..答案 1证△ACP∽△ABC即可;2①BP=5;②71解析1证明:∵∠ACP=∠B;∠BAC=∠CAP;∴△ACP∽△ABC;∴AC:AB=AP:AC;∴AC2=AP·AB;2①如图;作CQ∥BM交AB延长线于Q;设BP=x;则P Q=2x∵∠PBM=∠ACP;∠PAC=∠CAQ;∴△APC∽△ACQ;由AC2=AP·AQ得:22=3-x35即BP②如图:作CQ⊥AB 于点Q;作CP 0=CP 交AB 于点P 0;∵AC =2;∴AQ=1;CQ =BQ; 设P0Q =PQ =1-x;BP -1+x;∵∠BPM=∠CP 0A ;∠BMP=∠CAP 0;∴△AP 0C∽△MPB;∴00AP P C MP BP =;∴MP P0C =2012P C ==AP 0 BP =1+x;解得x ∴BP =-11-.达标检测1. 2016·黑龙江哈尔滨·8分已知:如图;在正方形ABCD 中;点E 在边CD 上;AQ⊥BE 于点Q;DP⊥AQ 于点P .1求证:AP=BQ ;2在不添加任何辅助线的情况下;请直接写出图中四对线段;使每对中较长线段与较短线段长度的差等于PQ 的长.考点正方形的性质;全等三角形的判定与性质.分析1根据正方形的性质得出AD=BA;∠BAQ=∠ADP;再根据已知条件得到∠AQB=∠DPA;判定△AQB≌△DPA 并得出结论;2根据AQ ﹣AP=PQ 和全等三角形的对应边相等进行判断分析.解答解:1∵正方形ABCD∴AD=BA;∠BAD=90°;即∠BAQ+∠DAP=90°∵DP⊥AQ∴∠ADP+∠DAP=90°∴∠BAQ=∠ADP∵AQ⊥BE 于点Q;DP⊥AQ 于点P∴∠AQB=∠DPA=90°∴△AQB≌△DPAAAS∴AP=BQ2①AQ﹣AP=PQ②AQ﹣BQ=PQ③DP﹣AP=PQ④DP﹣BQ=PQ2. 2016·四川内江9分如图6所示;△ABC 中;D 是BC 边上一点;E 是AD 的中点;过点A 作BC 的平行线交CE 的延长线于F;且AF =BD;连接BF .1求证:D 是BC 的中点;2若AB =AC;试判断四边形AFBD 的形状;并证明你的结论.考点三角形例行;特殊四边形的性质与判定..1证明:∵点E 是AD 的中点;∴AE =DE .∵AF ∥BC;∴∠AFE =∠DCE;∠FAE =∠CDE .∴△EAF ≌△EDC .∴AF =DC .∵AF =BD;∴BD =DC;即D 是BC 的中点.2四边形AFBD 是矩形.证明如下:∵AF ∥BD;AF =BD;∴四边形AFBD 是平行四边形.∵AB =AC;又由1可知D 是BC 的中点;∴AD ⊥BC .DC EF B A图6∴□AFBD是矩形.3. 烟台市 2015 中考 -23如图;以△ABC的一边AB为直径的半圆与其它两边AC;BC的交点分别为D、E;且=.1试判断△ABC的形状;并说明理由.2已知半圆的半径为5;BC=12;求sin∠ABD的值.思路分析:1连结AE;如图;根据圆周角定理;由=得∠DAE=∠BAE;由AB为直径得∠AEB=90°;根据等腰三角形的判定方法即可得△ABC为等腰三角形;2由等腰三角形的性质得BE=CE=BC=6;再在Rt△ABE中利用勾股定理计算出AE=8;接着由AB为直径得到∠ADB=90°;则可利用面积法计算出BD=;然后在Rt△ABD中利用勾股定理计算出AD=;再根据正弦的定义求解.解题过程:解:1△ABC为等腰三角形.理由如下:连结AE;如图;∵=;∴∠DAE=∠BAE;即AE平分∠BAC;∵AB为直径;∴∠AEB=90°;∴AE⊥BC;∴△ABC为等腰三角形;2∵△ABC为等腰三角形;AE⊥BC;∴BE=CE=BC=×12=6;在Rt△ABE中;∵AB=10;BE=6;∴AE==8;∵AB为直径;∴∠ADB=90°;∴AE BC=BD AC;∴BD==;在Rt△ABD中;∵AB=10;BD=;∴AD==;∴sin∠ABD===.规律总结:本题考查了圆周角定理: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.推论:半圆或直径所对的圆周角是直角;90°的圆周角所对的弦是直径.也考查了等腰三角形的判定与性质和勾股定理.4. 2015 内蒙古呼伦贝尔兴安盟;第22题7分如图;在平行四边形ABCD中;E、F分别为边AB、CD的中点;BD是对角线.1求证:△ADE≌△CBF;2若∠ADB是直角;则四边形BEDF是什么四边形证明你的结论.考点:平行四边形的性质;全等三角形的判定与性质;菱形的判定.分析:1由四边形ABCD是平行四边形;即可得AD=BC;AB=CD;∠A=∠C;又由E、F分别为边AB、CD的中点;可证得AE=CF;然后由SAS;即可判定△ADE≌△CBF;2先证明BE与DF平行且相等;然后根据一组对边平行且相等的四边形是平行四边形;再连接EF;可以证明四边形AEFD是平行四边形;所以AD∥EF;又AD⊥BD;所以BD⊥EF;根据菱形的判定可以得到四边形是菱形.解答:1证明:∵四边形ABCD是平行四边形;∴AD=BC;AB=CD;∠A=∠C;∵E、F分别为边AB、CD的中点;∴AE=AB;CF=CD;∴AE=CF;在△ADE和△CBF中;∵;∴△ADE≌△CBFSAS;2若∠ADB是直角;则四边形BEDF是菱形;理由如下:解:由1可得BE=DF;又∵AB∥C D;∴BE∥DF;BE=DF;∴四边形BEDF是平行四边形;连接EF;在 ABCD中;E、F分别为边AB、CD的中点;∴DF∥AE;DF=AE;∴四边形AEFD是平行四边形;∴EF∥AD;∵∠ADB是直角;∴AD⊥BD;∴EF⊥BD;又∵四边形BFDE是平行四边形;∴四边形BFDE是菱形.点评:本题主要考查了平行四边形的性质;全等三角形的判定以及菱形的判定;利用好E、F 是中点是解题的关键.5. 烟台市 2014 中考 -24如图;AB是⊙O的直径;延长AB至P;使BP=OB;BD垂直于弦BC;垂足为点B;点D在PC上.设∠PCB=α;∠POC=β.求证:tanα tan=.解析:连接AC先求出△PBD∽△PAC;再求出=;最后得到tanα tan=.解答:证明:连接AC;则∠A=∠POC=;∵AB是⊙O的直径;∴∠ACB=90°;∴tanα=;BD∥AC;∴∠PBD=∠A;∵∠P=∠P;∴△PBD∽△PAC;∴=;∵PB=0B=OA;∴=;∴tana tan===.点评:本题主要考查了相似三角形的判定与性质及圆周角的知识;本题解题的关键是求出△PBD∽△PAC;再求出tanα tan=.6. 2015 梧州;第25题12分如图;在正方形ABCD中;点P在AD上;且不与A、D重合;BP的垂直平分线分别交CD、AB于E、F两点;垂足为Q;过E作EH⊥AB于H.1求证:HF=AP;2若正方形ABCD的边长为12;AP=4;求线段EQ的长.考点:正方形的性质;全等三角形的判定与性质;勾股定理.所有分析: 1先根据EQ⊥BO;EH⊥AB得出∠EQN=∠BHM=90°.根据∠EMQ=∠BMH得出△EMQ∽△BMH;故∠QEM=∠HBM.由ASA定理得出△APB≌△HFE;故可得出结论;2由勾股定理求出BP的长;根据EF是BP的垂直平分线可知BQ=BP;再根据锐角三角函数的定义得出QF=BQ的长;由1知;△APB≌△HFE;故EF=BP=4;再根据EQ=EF﹣QF即可得出结论.解答: 1证明:∵EQ⊥BO;EH⊥AB;∴∠EQN=∠BHM=90°.∵∠EMQ=∠BMH;∴△EMQ∽△BMH;∴∠QEM=∠HBM.在Rt△APB与Rt△HFE中;;∴△APB≌△HFE;∴HF=AP;2解:由勾股定理得;BP===4.∵EF是BP的垂直平分线;∴BQ=BP=2;∴QF=BQ tan∠FBQ=BQ tan∠ABP=2×=.由1知;△APB≌△HFE;∴EF=BP=4;∴EQ=EF﹣QF=4﹣=.点评:本题考查的是正方形的性质;熟知正方形的性质及全等三角形的判定与性质是解答此题的关键.7.8. 2015 北海;第25题12分如图;AB、CD为⊙O的直径;弦AE∥CD;连接BE交CD于点F;过点E作直线EP与CD的延长线交于点P;使∠PED=∠C.1求证:PE是⊙O的切线;2求证:ED平分∠BEP;3若⊙O的半径为5;CF=2EF;求PD的长.考点:切线的判定.分析: 1如图;连接OE.欲证明PE是⊙O的切线;只需推知OE⊥PE即可;2由圆周角定理得到∠AEB=∠CED=90°;根据“同角的余角相等”推知∠3=∠4;结合已知条件证得结论;3设EF=x;则CF=2x;在RT△OEF中;根据勾股定理得出52=x2+2x﹣52;求得EF=4;进而求得BE=8;CF=8;在RT△AEB中;根据勾股定理求得AE=6;然后根据△AEB∽△EFP;得出=;求得PF=;即可求得PD的长.解答: 1证明:如图;连接OE.∵CD是圆O的直径;∴∠CED=90°.∵OC=OE;∴∠1=∠2.又∵∠PED=∠C;即∠PED=∠1;∴∠PED=∠2;∴∠PED+∠OED=∠2+∠OED=90°;即∠OEP=90°; ∴OE⊥EP;又∵点E在圆上;∴PE是⊙O的切线;2证明:∵AB、CD为⊙O的直径;∴∠AEB=∠CED=90°;∴∠3=∠4同角的余角相等.又∵∠PED=∠1;∴∠PED=∠4;即ED平分∠BEP;3解:设EF=x;则CF=2x;∵⊙O的半径为5;∴OF=2x﹣5;在RT△OEF中;OE2=OF2+EF2;即52=x2+2x﹣52;解得x=4;∴EF=4;∴BE=2EF=8;CF=2EF=8;∴DF=CD﹣CF=10﹣8=2;∵AB为⊙O的直径;∴∠AEB=90°;∵AB=10;BE=8;∴AE=6;∵∠BEP=∠A;∠EFP=∠AEB=90°;∴△AEB∽△EFP;∴=;即=;∴PF=;∴PD=PF﹣DF=﹣2=.点评:本题考查了切线的判定和性质;圆周角定理的应用;勾股定理的应用;三角形相似的判定和性质;熟练掌握性质定理是解题的关键.。
中考数学几何证明题答题技巧及解题思路

中考数学几何证明题答题技巧及解题思路1500字中考数学几何证明题是中考数学中的重点和难点部分,要想在考试中得到高分,需要具备一定的解题思路和答题技巧。
下面将介绍几种常见的数学几何证明题的解题思路和答题技巧。
1. 利用已知条件进行推理对于数学几何证明题,往往会给出一些已知条件,这些条件可以用来进行推理和证明。
在解题时,需要先理清题意,理解已知条件,然后运用相关的定理和性质进行推导。
2. 运用余角性质和对称性质在几何证明题中,角的余角和角的对称性质经常被使用。
如果已知两个角互为余角,可以根据余角定理进行推理;如果已知两个角互为对称角,可以根据对称性质进行推导。
3. 利用平行线性质几何证明题中经常会涉及到平行线的性质。
如果已知两条直线平行,可以根据平行线的性质来进行推理和证明。
比如,如果已知两个角的对边分别平行,可以推出这两个角相等。
4. 运用等腰三角形和相似三角形的性质在几何证明题中,等腰三角形和相似三角形的性质也经常会被使用。
如果已知两边等长,可以推导出两个角相等;如果已知两个角相等,可以推导出两边等长。
如果已知两个三角形相似,可以运用相似三角形的性质来进行推理。
5. 利用三角形的角平分线和垂直平分线的性质在几何证明题中,三角形的角平分线和垂直平分线的性质也经常会被使用。
如果已知一个角的平分线和垂直平分线重合,可以推导出这个角是直角。
6. 运用勾股定理和正弦定理勾股定理和正弦定理是解决几何证明题中常用的工具。
如果已知一个三角形是直角三角形,可以利用勾股定理进行推导;如果已知三角形的边长和角度,可以利用正弦定理进行推导。
总结起来,解决几何证明题的关键在于理清题意,抓住已知条件,灵活运用相关的定理和性质,进行推理和证明。
熟练掌握几何证明题的解题思路和答题技巧,对于提高解题效率和得到高分非常有帮助。
中考数学几何压轴题及答案及答案

中考数学几何压轴题及答案一、解答题(共30小题)1.观察猜想(1)如图①,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC=3,点D与点A重合,点E在边BC上,连接DE,将线段DE绕点D顺时针旋转90°得到线段DF,连接BF,BE与BF的位置关系是,BE+BF=;探究证明(2)在(1)中,如果将点D沿AB方向移动,使AD=1,其余条件不变,如图②,判断BE与BF的位置关系,并求BE+BF的值,请写出你的理由或计算过程;拓展延伸(3)如图③,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=α,点D在边BA的延长线上,BD=n,连接DE,将线段DE绕着点D顺时针旋转,旋转角∠EDF=α,连接BF,则BE+BF的值是多少?请用含有n,α的式子直接写出结论2.在△ABC的边BC上取B′、C′两点,使∠AB′B=∠AC′C=∠BAC(1)如图1中∠BAC为直角,∠BAC=∠AB′B=∠AC′C=90°(点B′与点C′重合),则△ABC∽△B'BA∽△C'AC,,,进而可得AB2+AC2=;(2)如图2中当∠BAC为锐角,图3中∠BAC为钝角时(1)中的结论还成立吗?若不成立,则AB2+AC2等于什么(用含用BC和B′C′的式子表示)?并说明理由(3)若在△ABC中,AB=5,AC=6,BC=9,请你先判断出△ABC的类型,再求出B′C′的长3.(1)问题发现如图1,在Rt△ABC和Rt△CDE中,∠ACB=∠DCE=90°,∠CAB=∠CDE=45°,点D是线段AB上一动点,连接BE填空:①的值为;②∠DBE的度数为.(2)类比探究如图2,在Rt△ABC和Rt△CDE中,∠ACB=∠DCE=90°,∠CAB=∠CDE=60°,点D是线段AB上一动点,连接BE.请判断的值及∠DBE的度数,并说明理由;(3)拓展延伸如图3,在(2)的条件下,将点D改为直线AB上一动点,其余条件不变,取线段DE 的中点M,连接BM、CM,若AC=2,则当△CBM是直角三角形时,线段BE的长是多少?请直接写出答案.4.(1)问题发现:如图①,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,点D是BC的中点,以点D为顶点作正方形DFGE,使点A、C分别在DE和DF上,连接BE、AF.则线段BE 和AF数量关系.(2)类比探究:如图②,保持△ABC固定不动,将正方形DFGE绕点D旋转α(0°<α≤360°),则(1)中的结论是否成立?如果成立,请证明;如果不成立,请说明理由.(3)解决问题:若BC=DF=2,在(2)的旋转过程中,连接AE,请直接写出AE的最大值.5.如图,在平行四边形ABCD中,AC与BD交于点O,以点O为顶点的∠EOF的两边分别与边AB、AD交于点E、F,且∠EOF与∠BAD互补.(1)若四边形ABCD是正方形,则线段OE与OF有何数量关系?请直接写出结论;(2)若四边形ABCD是菱形,那么(1)中的结论是否成立?若成立,请画出图形并给出证明;若不成立,请说明理由;(3)若AB:AD=m:n,探索线段OE与OF的数量关系,并证明你的结论.6.如图(1),已知点G在正方形ABCD的对角线AC上,GE⊥BC,垂足为点E,GF⊥CD,垂足为点F.(1)证明与推断:①求证:四边形CEGF是正方形;②推断:的值为:(2)探究与证明:将正方形CEGF绕点C顺时针方向旋转α角(0°<α<45°),如图(2)所示,试探究线段AG与BE之间的数量关系,并说明理由;(3)拓展与运用:正方形CEGF在旋转过程中,当B,E,F三点在一条直线上时,如图(3)所示,延长CG交AD于点H.若AG=6,GH=2,则BC=.7.如图1,在△ABC中,AB=AC=2,∠BAC=120°,点D、E分别是AC、BC的中点,连接DE.定理:在直角三角形中,如果一个锐角等于30°,那么它所对的直角边等于斜边的一半.探索发现:图1中,的值为;的值为.(2)拓展探完若将△CDE绕点C逆时针方向旋转一周,在旋转过程中的大小有无变化?请仅就图2的情形给出证明.(3)问题解决当△CDE旋转至A,D,E三点共线时,直接写出线段BE的长.8.已知△ABC是边长为4的等边三角形,边AB在射线OM上,且OA=6,点D是射线OM上的动点,当点D不与点A重合时,将△ACD绕点C逆时针方向旋转60°得到△BCE,连接DE,设OD=m.(1)问题发现如图1,△CDE的形状是三角形.(2)探究证明如图2,当6<m<10时,△BDE的周长是否存在最小值?若存在,求出△BDE周长的最小值;若不存在,请说明理由.(3)解决问题是否存在m的值,使△DEB是直角三角形?若存在,请直接写出m的值;若不存在,请说明理由.9.等腰直角三角形ABC和等腰直角三角形ADE中,∠BAC=∠DAE=90°,AB=4,AE=2,其中△ABC固定,△ADE绕点A作360°旋转,点F、M、N分别为线段BE、BC、CD 的中点,连接MN、NF.问题提出:(1)如图1,当AD在线段AC上时,则∠MNF的度数为,线段MN 和线段NF的数量关系为;深入讨论:(2)如图2,当AD不在线段AC上时,请求出∠MNF的度数及线段MN和线段NF的数量关系;拓展延伸:(3)如图3,△ADE持续旋转过程中,若CE与BD交点为P,则△BCP面积的最小值为.10.四边形是我们在学习和生活中常见的图形,而对角线互相垂直的四边形也比较常见,比如筝形、菱形、图1中的四边形ABCD等.它们给我们的学习和生活带来了很多的乐趣和美感.(1)如图2,在四边形ABCD中,AB=AD,CB=CD,则AC与BD的位置关系是,请说明理由.(2)试探究图1中四边形ABCD的两组对边AB,CD与BC,AD之间的数量关系,请写出证明过程.(3)问题解决:如图3,分别以Rt△ACB的直角边AC和斜边AB为边向外作正方形ACFG 和正方形ABDE,连接CE,BG,GE,已知AC=4,AB=5,求GE的长.11.问题发现:如图(1)在Rt△ABC和Rt△BDE中,∠A=∠DEB=30°,BC=BE=6,Rt△BDE绕点B逆时针旋转,H为CD的中点,当点C与点E重合时,BH与AE的位置关系为,BH与AE的数量关系为;问题证明:在Rt△BDE绕点B旋转的过程中,(1)中的结论是否仍然成立?若成立,请就图(2)的情形给出证明若不成立,请说明理由;拓展应用:在Rt△BDE绕点B旋转的过程中,当DE∥BC时,请直接写出BH2的长.12.如图1,菱形ABCD与菱形GECF的顶点C重合,点G在对角线AC上,且∠BCD=∠ECF=60°,(1)问题发现的值为;(2)探究与证明将菱形GECF绕点C按顺时针方向旋转α角(0°<α<60°),如图2所示,试探究线段AG与BE之间的数量关系,并说明理由;(3)拓展与运用:菱形GECF在旋转过程中,当点A,G,F三点在一条直线上时,如图3所示连接CG并延长,交AD于点H,若CE=2,GH=,则AH的长为.13.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,=,CD⊥AB于点D,点E是直线AC上一动点,连接DE,过点D作FD⊥ED,交直线BC于点F.(1)探究发现:如图1,若m=n,点E在线段AC上,则=;(2)数学思考:①如图2,若点E在线段AC上,则=(用含m,n的代数式表示);②当点E在直线AC上运动时,①中的结论是否仍然成立?请仅就图3的情形给出证明;(3)拓展应用:若AC=,BC=2,DF=4,请直接写出CE的长.14.如图,已知点E是射线BC上的一点,以BC、CE为边作正方形ABCD和正方形CEFG,连接AF,取AF的中点M,连接DM、MG(1)如图1,判断线段DM和GM的数量关系是,位置关系是;(2)如图2,在图中的正方形CEFG绕点C逆时针旋转的过程中,其他条件不变,(1)中的结论是否成立?说明理由;(3)已知BC=10,CE=2,正方形CEFG绕点C旋转的过程中,当A、F、E共线时,直接写出△DMG的面积.15.在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AB=,AC=2,过点B作直线m∥AC,将△ABC绕点C顺时针旋转得到△A′B′C(点A,B的对应点分别为A',B′),射线CA′,CB′分别交直线m于点P,Q.(1)如图1,当P与A′重合时,求∠ACA′的度数;(2)如图2,设A′B′与BC的交点为M,当M为A′B′的中点时,求线段PQ的长;(3)在旋转过程中,当点P,Q分别在CA′,CB′的延长线上时,试探究四边形P A'B′Q的面积是否存在最小值.若存在,求出四边形P A′B′Q的最小面积;若不存在,请说明理由.16.如图(1),在等边三角形ABC中,点D,E分别在边AB,AC上,AD=AE,连接BE,CD,点M,N,P分别是BE,CD,BC的中点,连接DE,PM,PN,MN.(1)观察猜想,图(1)中△PMN是(填特殊三角形的名称)(2)探究证明,如图(2),△ADE绕点A按逆时针方向旋转,则△PMN的形状是否发生改变?并就图(2)说明理由.(3)拓展延伸,若△ADE绕点A在平面内自由旋转,AD=2,AB=6,请直接写出△PMN 的周长的最大值.17.已知△ABC,AB=AC,D为直线BC上一点,E为直线AC上一点,AD=AE,设∠BAD=α,∠CDE=β,(1)如图1,若点D在线段BC上,点E在线段AC上.∠ABC=60°,∠ADE=70°,则α=°;β=°.(2)如图2,若点D在线段BC上,点E在线段AC上,则α,β之间有什么关系式?说明理由.(3)是否存在不同于(2)中的α,β之间的关系式?若存在,请写出这个关系式(写出一种即可),说明理由;若不存在,请说明理由.18.问题提出:(1)如图1,在四边形ABCD中,连接AC、BD,AB=AD,∠BAD=∠BCD=90°,将△ABC绕点A逆时针旋转90°,得到△ADE,点B的对应点落在点D,点C的对应点为点E,可知点C、D、E在一条直线上,则△ACE为三角形,BC、CD、AC的数量关系为;探究发现:(2)如图2,在⊙O中,AB为直径,点C为的中点,点D为圆上一个点,连接AD、CD、AC、BC、BD,且AD<BD,请求出CD、AD、BD间的数量关系.拓展延伸:(3)如图3,在等腰直角三角形ABC中,点P为AB的中点,若AC=13,平面内存在一点E,且AE=10,CE=13,当点Q为AE中点时,PQ=.19.已知△ABC中,CA=CB,0°<∠ACB≤90°,点M、N分别在边CA,CB上(不与端点重合),BN=AM,射线AG∥BC交BM延长线于点D,点E在直线AN上,EA=ED.(1)【观察猜想】如图1,点E在射线NA上,当∠ACB=45°时,①线段BM与AN的数量关系是;②∠BDE的度数是;(2)【探究证明】如图2点E在射线AN上,当∠ACB=30°时,判断并证明线段BM与AN的数量关系,求∠BDE的度数;(3)【拓展延伸】如图3,点E在直线AN上,当∠ACB=60°时,AB=3,点N是BC 边上的三等分点,直线ED与直线BC交于点F,请直接写出线段CF的长.20.如图①,在正方形ABCD和正方形AB'C'D'中,AB=2,AB'=,连接CC’(1)问题发现:.(2)拓展探究:将正方形AB'C'D'绕点A逆时针旋转,记旋转角为θ,连接BB',试判断:当0°≤θ<360°时,的值有无变化?请仅就图②中的情形给出你的证明;(3)问题解决:请直接写出在旋转过程中,当C,C′,D'三点共线时BB′的长.21.如图1,在正方形ABCD中,点O是对角线BD的中点.(1)观察猜想将图1中的△BCD绕点O逆时针旋转至图2中△ECF的位置,连接AC,DE,则线段AC与DE的数量关系是,直线AC与DE的位置关系是.(2)类比探究将图2中的△ECF绕点O逆时针旋转至图3的位置,(1)中的结论是否成立?并说明理由.(3)拓展延伸将图2中的△ECF在平面内旋转,设直线AC与DE的交点为M,若AB=4,请直接写出BM的最大值与最小值.22.如图1,点B在直线l上,过点B构建等腰直角三角形ABC,使∠BAC=90°,且AB=AC,过点C作CD⊥直线l于点D,连接AD.(1)小亮在研究这个图形时发现,∠BAC=∠BDC=90°,点A,D应该在以BC为直径的圆上,则∠ADB的度数为°,将射线AD顺时针旋转90°交直线l于点E,可求出线段AD,BD,CD的数量关系为;(2)小亮将等腰直角三角形ABC绕点B在平面内旋转,当旋转到图2位置时,线段AD,BD,CD的数量关系是否变化,请说明理由;(3)在旋转过程中,若CD长为1,当△ABD面积取得最大值时,请直接写AD的长.23.如图1,将三角板放在正方形ABCD上,使三角板的直角顶点E与正方形ABCD的顶点A重合,三角板的一边交CD于点F.另一边交CB的延长线于点G.(1)观察猜想:线段EF与线段EG的数量关系是;(2)探究证明:如图2,移动三角板,使顶点E始终在正方形ABCD的对角线AC上,其他条件不变,(1)中的结论是否仍然成立?若成立,请给予证明:若不成立.请说明理由:(3)拓展延伸:如图3,将(2)中的“正方形ABCD”改为“矩形ABCD”,且使三角板的一边经过点B,其他条件不变,若AB=a、BC=b,求的值.24.如图1,在Rt△ABC中,∠B=90°,AB=2,BC=1,点D,E分别是边BC,AC的中点,连接DE.将△EDC绕点C按顺时针方向旋转,记旋转角为α.(1)问题发现①当α=0°时,=;②当α=180°时,=.(2)拓展探究试判断:当0°≤α<360°时,的大小有无变化?请仅就图2的情况给出证明.(3)问题解决当△EDC旋转至A、B、E三点共线时,直接写出线段BD的长.25.在△ABC中,AD为BC边上的中线,E为AD上一动点,设DE=nEA,连接CE并延长,交AB于点F.(1)尝试探究如图(1),当∠BAC=90°,∠B=30°,DE=EA时,BF,BA之间的数量关系是;(2)类比延伸如图(2),当△ABC为锐角三角形,DE=EA时,(1)中的结论是否仍然成立?若成立,请给予证明;若不成立,请说明理由;(3)拓展迁移如图(3),当△ABC为锐角三角形,DE=nEA时,请直接写出BF,BA之间的数量关系.26.古希腊数学家毕达哥拉斯认为:“一切平面图形中最美的是圆”.请研究如下美丽的圆.如图,线段AB是⊙O的直径,延长AB至点C,使BC=OB,点E是线段OB的中点,DE ⊥AB交⊙O于点D,点P是⊙O上一动点(不与点A,B重合),连接CD,PE,PC.(1)求证:CD是⊙O的切线;(2)小明在研究的过程中发现是一个确定的值.回答这个确定的值是多少?并对小明发现的结论加以证明.27.定义:三角形一个内角的平分线和与另一个内角相邻的外角平分线相交所成的锐角称为该三角形第三个内角的遥望角.(1)如图1,∠E是△ABC中∠A的遥望角,若∠A=α,请用含α的代数式表示∠E.(2)如图2,四边形ABCD内接于⊙O,=,四边形ABCD的外角平分线DF交⊙O 于点F,连结BF并延长交CD的延长线于点E.求证:∠BEC是△ABC中∠BAC的遥望角.(3)如图3,在(2)的条件下,连结AE,AF,若AC是⊙O的直径.①求∠AED的度数;②若AB=8,CD=5,求△DEF的面积.28.【性质探究】如图,在矩形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,AE平分∠BAC,交BC于点E.作DF⊥AE于点H,分别交AB,AC于点F,G.(1)判断△AFG的形状并说明理由.(2)求证:BF=2OG.【迁移应用】(3)记△DGO的面积为S1,△DBF的面积为S2,当=时,求的值.【拓展延伸】(4)若DF交射线AB于点F,【性质探究】中的其余条件不变,连结EF,当△BEF的面积为矩形ABCD面积的时,请直接写出tan∠BAE的值.29.如图,已知AC为正方形ABCD的对角线,点P是平面内不与点A,B重合的任意一点,连接AP,将线段AP绕点P顺时针旋转90°得到线段PE,连接AE,BP,CE.(1)求证:△APE∽△ABC;(2)当线段BP与CE相交时,设交点为M,求的值以及∠BMC的度数;(3)若正方形ABCD的边长为3,AP=1,当点P,C,E在同一直线上时,求线段BP 的长.30.如图1和图2,在△ABC中,AB=AC,BC=8,tan C=.点K在AC边上,点M,N 分别在AB,BC上,且AM=CN=2.点P从点M出发沿折线MB﹣BN匀速移动,到达点N时停止;而点Q在AC边上随P移动,且始终保持∠APQ=∠B.(1)当点P在BC上时,求点P与点A的最短距离;(2)若点P在MB上,且PQ将△ABC的面积分成上下4:5两部分时,求MP的长;(3)设点P移动的路程为x,当0≤x≤3及3<x≤9时,分别求点P到直线AC的距离(用含x的式子表示);(4)在点P处设计并安装一扫描器,按定角∠APQ扫描△APQ区域(含边界),扫描器随点P从M到B再到N共用时36秒.若AK=,请直接写出点K被扫描到的总时长.参考答案与试题解析一.解答题(共30小题)1.【解答】解:(1)如图①中,∵∠EAF=∠BAC=90°,∴∠BAF=∠CAE,∵AF=AE,AB=AC,∴△BAF≌△CAE,∴∠ABF=∠C,BF=CE,∵AB=AC,∠BAC=90°,∴∠ABC=∠C=45°,∴∠FBE=∠ABF+∠ABC=90°,BC=BE+EC=BE+BF,故答案为:BF⊥BE,BC.(2)如图②中,作DH∥AC交BC于H.∵DH∥AC,∴∠BDH=∠A=90°,△DBH是等腰直角三角形,由(1)可知,BF⊥BE,BF+BE=BH,∵AB=AC=3,AD=1,∴BD=DH=2,∴BH=2,∴BF+BE=BH=2;(3)如图③中,作DH∥AC交BC的延长线于H,作DM⊥BC于M.∵AC∥DH,∴∠ACB=∠H,∠BDH=∠BAC=α,∵AB=AC,∴∠ABC=∠ACB∴∠DBH=∠H,∴DB=DH,∵∠EDF=∠BDH=α,∴∠BDF=∠HDE,∵DF=DE,DB=DH,∴△BDF≌△HDE,∴BF=EH,∴BF+BE=EH+BE=BH,∵DB=DH,DM⊥BH,∴BM=MH,∠BDM=∠HDM,∴BM=MH=BD•sin.∴BF+BE=BH=2n•sin.2.【解答】解:(1)如图1中,∵△ABC∽△B'BA∽△C'AC,∴=,=,∴AB2=BB′×BC,AC2=CC′×BC,∴AB2+AC2=BC(BB′+CC′)=BC×BC=BC2,故答案为BC2.(2)不成立.理由:如图2中当∠BAC为锐角时,BB′+CC′﹣B′C′=BC,且△ABC∽△B'BA∽△C'AC,∴∴=,=,∴AB2=BB′×BC,AC2=CC′×BC,∴AB2+AC2=BC(BB′+CC′)=BC2+BC•B′C′.图3中∠BAC为钝角时,BB′+CC′+B′C′=BC.AB2+AC2=BC(BB′+CC′)=BC2﹣BC•B′C′.(3)当AB=5,AC=6,BC=9时,则AB2+AC2<BC2,可知△ABC为钝角三角形,由图3可知:AB2+AC2=BC2﹣BC•B′C′,∴52+62=92﹣9B′C′,∴B′C′=.3.【解答】解:(1)∵∠ACB=∠DCE=90°,∠CAB=∠CDE=45°,∴∠ABC=∠CAB=45°=∠CDE=∠CED,∴AC=BC,CD=CE,∵∠ACB=∠DCE=90°,∴∠ACD=∠BCE,在△ACD和△BCE中,,∴△ACD≌△BCE(SAS),∴BE=AD,∠CAB=∠CBE=45°,∴∠DBE=∠ABC+∠CBE=90°,=1,故答案为:1,90°(2),∠DBE=90°理由如下:∵∠ACB=∠DCE=90°,∠CAB=∠CDE=60°,∴∠ACD=∠BCE,∠CED=∠ABC=30°∴tan∠ABC=tan30°==∵∠ACB=∠DCE=90°,∠CAB=∠CDE=60°,∴Rt△ACB∽Rt△DCE∴∴,且∠ACD=∠BCE∴△ACD∽△BCE∴=,∠CBE=∠CAD=60°∴∠DBE=∠ABC+∠CBE=90°(3)若点D在线段AB上,如图,由(2)知:=,∠ABE=90°∴BE=AD∵AC=2,∠ACB=90°,∠CAB=90°∴AB=4,BC=2∵∠ECD=∠ABE=90°,且点M是DE中点,∴CM=BM=DE,∵△CBM是直角三角形∴CM2+BM2=BC2=(2)2,∴BM=CM=∴DE=2∵DB2+BE2=DE2,∴(4﹣AD)2+(AD)2=24∴AD=+1∴BE=AD=3+若点D在线段BA延长线上,如图同理可得:DE=2,BE=AD∵BD2+BE2=DE2,∴(4+AD)2+(AD)2=24,∴AD=﹣1∴BE=AD=3﹣综上所述:BE的长为3+或3﹣4.【解答】解:(1)∵△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,点D是BC的中点,∴AD=BD=DC,∠BDA=90°,∵四边形DFGE是正方形,∴DE=DF,∠EDF=90°,∴∠BDE=∠ADF=90°,在△BDE和△ADF中,,∴△BDE≌△ADF(SAS),∴BE=AF故答案为:BE=AF;(2)成立;理由如下:当正方形DFGE在BC的上方时,如图②所示,连接AD,∵在Rt△ABC中,AB=AC,D为斜边BC的中点,∴AD=BD,AD⊥BC,∴∠ADE+∠EDB=90°,∵四边形DFGE为正方形,∴DE=DF,且∠EDF=90°,∴∠ADE+∠ADF=90°,∴∠BDE=∠ADF,在△BDE和△ADF中,,∴△BDE≌△ADF(SAS),∴BE=AF;当正方形DFGE在BC的下方时,连接AD,如图③所示:∵∠BDE=∠BDF+90°,∠ADF=∠BDF+90°,∴∠BDE=∠ADF,在△BDE和△ADF中,,∴△BDE≌△ADF(SAS),∴BE=AF;综上所述,(1)中的结论BE=AF成立;(3)在△ADE中,∵AE<AD+DE,∴当点A、D、E共线时,AE取得最大值,最大值为AD+DE.如图④所示:则AD=BC=1,DE=DF=2,∴AE=AD+DE=3,即AE的最大值为3.5.【解答】解:(1)如图1,过点O作OM⊥AB于M,ON⊥AD于N,∴∠OME=∠ONF=90°,∴∠BAD+∠MON=180°,∵∠BAD+∠EOF=180°,∴∠MON=∠EOF,∴∠EOM=∠FON,∵O是正方形ABCD的对角线的交点,∴∠BAO=∠DAO,∵OM⊥AB,ON⊥AD,∴OM=ON,∴△OME≌△ONF(AAS)∴OE=OF;(2)(1)的结论成立;理由:如图2,过点O作OM⊥AB于M,ON⊥AD于N,∴∠OME=∠ONF=90°,∴∠BAD+∠MON=180°,∵∠BAD+∠EOF=180°,∴∠MON=∠EOF,∴∠EOM=∠FON,∵O是菱形ABCD的对角线的交点,∴∠BAO=∠DAO,∵OM⊥AB,ON⊥AD,∴OM=ON,∴△OME≌△ONF(AAS)∴OE=OF;(3)如图3,过点O作OG⊥AB于G,OH⊥AD于H,∴∠OGE=∠OHF=90°,∴∠BAD+∠GOH=180°,∵∠BAD+∠EOF=180°,∴∠GOH=∠EOF,∴△EOG∽△FOH,∴,∵O是▱ABCD的对角线的交点,∴S△AOB=S△AOD,∵S△AOB=AB•OG,S△AOD=AD•OH,∴AB•OG=AD•OH,∴=,∴.6.【解答】解:(1)①∵四边形ABCD是正方形,∴∠BCD=90°,∠BCA=45°,∵GE⊥BC、GF⊥CD,∴∠CEG=∠CFG=∠ECF=90°,∴四边形CEGF是矩形,∠CGE=∠ECG=45°,∴EG=EC,∴四边形CEGF是正方形;②由①知四边形CEGF是正方形,∴∠CEG=∠B=90°,∠ECG=45°,∴=,GE∥AB,∴==,故答案为:;(2)连接CG,由旋转性质知∠BCE=∠ACG=α,在Rt△CEG和Rt△CBA中,=cos45°=、=cos45°=,∴==,∴△ACG∽△BCE,∴==,∴线段AG与BE之间的数量关系为AG=BE;(3)∵∠CEF=45°,点B、E、F三点共线,∴∠BEC=135°,∵△ACG∽△BCE,∴∠AGC=∠BEC=135°,∴∠AGH=∠CAH=45°,∵∠CHA=∠AHG,∴△AHG∽△CHA,∴==,设BC=CD=AD=a,则AC=a,则由=得=,∴AH=a,则DH=AD﹣AH=a,CH==a,∴=得=,解得:a=3,即BC=3,故答案为:3.7.【解答】解:(1)如图1,连接AE,∵AB=AC=2,点E分别是BC的中点,∴AE⊥BC,∴∠BEC=90°,∵AB=AC=2,∠BAC=120°,∴∠B=∠C=30°,在Rt△ABE中,AE=AB=1,根据勾股定理得,BE=∵点E是BC的中点,∴BC=2BE=2,∴==,∵点D是AC的中点,∴AD=CD=AC=1,∴==,故答案为:,;(2)无变化,理由:由(1)知,CD=1,CE=BE=,∴=,,∴=,由(1)知,∠ACB=∠DCE=30°,∴∠ACD=∠BCE,∴△ACD∽△BCE,∴,(3)当点D在线段AE上时,如图2,过点C作CF⊥AE于F,∠CDF=180°﹣∠CDE=60°,∴∠DCF=30°,∴DF=CD=,∴CF=DF=,在Rt△AFC中,AC=2,根据勾股定理得,AF==,∴AD=AF+DF=,由(2)知,,∴BE=AD=当点D在线段AE的延长线上时,如图3,过点C作CG⊥AD交AD的延长线于G,∵∠CDG=60°,∴∠DCG=30°,∴DG=CD=,∴CG=DG=,在Rt△ACG中,根据勾股定理得,AG=,∴AD=AG﹣DG=,由(2)知,,∴BE=AD=即:线段BE的长为或.8.【解答】解:(1)证明:∵将△ACD绕点C逆时针方向旋转60°得到△BCE,∴∠DCE=60°,DC=EC,∴△CDE是等边三角形;故答案为:等边;(2)存在,当6<t<10时,由旋转的性质得,BE=AD,∴C△DBE=BE+DB+DE=AB+DE=4+DE,由(1)知,△CDE是等边三角形,∴DE=CD,∴C△DBE=CD+4,由垂线段最短可知,当CD⊥AB时,△BDE的周长最小,此时,CD=2,∴△BDE的最小周长=CD+4=2+4;(3)存在,①∵当点D与点B重合时,D,B,E不能构成三角形,∴当点D与点B重合时,不符合题意,②当0≤m<6时,由旋转可知,∠ABE=60°,∠BDE<60°,∴∠BED=90°,由(1)可知,△CDE是等边三角形,∴∠DEB=60°,∴∠CEB=30°,∵∠CEB=∠CDA,∴∠CDA=30°,∵∠CAB=60°,∴∠ACD=∠ADC=30°,∴DA=CA=4,∴OD=OA﹣DA=6﹣4=2,∴m=2;③当6<m<10时,由∠DBE=120°>90°,∴此时不存在;④当m>10时,由旋转的性质可知,∠DBE=60°,又由(1)知∠CDE=60°,∴∠BDE=∠CDE+∠BDC=60°+∠BDC,而∠BDC>0°,∴∠BDE>60°,∴只能∠BDE=90°,从而∠BCD=30°,∴BD=BC=4,∴OD=14,∴m=14,综上所述:当m=2或14时,以D、E、B为顶点的三角形是直角三角形.9.【解答】解:(1)如图1中,连接DB,MF,CE,延长BD交EC于H.∵AC=AB,AE=AD,∠BAD=∠CAE=90°,∴△BAD≌△CAE(SAS),∴BD=EC,∠ACE=∠ABD,∵∠ABD+∠ADB=90°,∠ADB=∠CDH,∴∠ADH+∠DCH=90°,∴∠CHD=90°,∴EC⊥BH,∵BM=MC,BF=FE,∴MF∥EC,MF=EC,∵CM=MB,CN=ND,∴MN∥BD,MN=BD,∴MN=MF,MN⊥MF,∴∠NMF=90°,∴∠MNF=45°,NF=MN.故答案为:45°(2):如图2中,连接MF,EC,BD.设EC交AB于O,BD交EC于H.∵AC=AB,AE=AD,∠BAD=∠CAE=90°,∴∠BAD=∠CAE,∴△BAD≌△CAE(SAS),∴BD=EC,∠ACE=∠ABD,∵∠AOC+∠ACO=90°,∠AOC=∠BOH,∴∠OBH+∠BOH=90°,∴∠BHO=90°,∴EC⊥BD,∵BM=MC,BF=FE,∴MF∥EC,MF=EC,∵CM=MB,CN=ND,∴MN∥BD,MN=BD,∴MN=MF,MN⊥MF,∴∠NMF=90°,∴∠MNF=45°,NF=MN.(3):如图3中,如图以A为圆心AD为半径作⊙A.当直线PB与⊙A相切时,此时∠CBP的值最小,点P到BC的距离最小,即△BCP的面积最小,∵AD=AE,AB=AC,∠BAC=∠DAE=90°,∴∠BAD=∠CAE,∴△BAD≌△CAE(SAS),∴∠ACE=∠ABD,BD=EC,∵∠ABD+∠AOB=90°,∠AOB=∠CPO,∴∠CPB=90°,∵PB是⊙A的切线,∴∠ADP=90°,∵∠DPE=∠ADP=∠DAE=90°,∴四边形ADPE是矩形,∵AE=AD,∴四边形ADPE是正方形,∴AD=AE=PD=PE=2,BD=EC==2,∴PC=2﹣2,PB=2+2,∴S△BCP的最小值=×PC×PB=(2﹣2)(2+2)=4.10.【解答】(1)解:AC⊥BD,理由如下:连接AC、BD,如图2所示:∵AB=AD,∴点A在线段BD的垂直平分线上,∵CB=CD,∴点C在线段BD的垂直平分线上,∴直线AC是线段BD的垂直平分线,∴AC⊥BD,故答案为:AC⊥BD;(2)解:AD2+BC2=AB2+CD2;理由如下:如图1,已知四边形ABCD中,AC⊥BD,设BD、AC相交于E,∵AC⊥BD,∴∠AED=∠AEB=∠BEC=∠CED=90°,由勾股定理得,AD2+BC2=AE2+DE2+BE2+CE2,AB2+CD2=AE2+BE2+CE2+DE2,∴AD2+BC2=AB2+CD2;(3)解:如图3,连接CG、BE,∵四边形ACFG和四边形ABDE是正方形,∴AC=AG,AB=AE,∠CAG=∠BAE=90°,∴∠CAG+∠BAC=∠BAE+∠BAC,即∠GAB=∠CAE,在△GAB和△CAE中,,∴△GAB≌△CAE(SAS),∴∠ABG=∠AEC,又∠AEC+∠AME=90°,∴∠ABG+∠AME=90°,即CE⊥BG,由(2)得,CG2+BE2=CB2+GE2,在Rt△ABC中,AC=4,AB=5,根据勾股定理得,BC2=52﹣42=9,∵CG和BE分别是正方形ACFG和正方形ABDG的对角线,∴CG2=42+42=32,BE2=52+52=50,∴GE2=CG2+BE2﹣CB2=32+50﹣9=73,∴GE=.11.【解答】解:问题发现:如图1中,结论:AE=2BH,AE⊥BH.理由:在Rt△ABC中,∵BC=6,∠A=30°,∴AE=2BC=12,在Rt△CDB中,∵∠DCB=30°,∴CD==4,∵CH=DH,∴BH=CD=2,∴==2,∴AE=2BH.故答案为AE⊥BH,AE=2BH.问题证明:如图2中,(1)中结论成立.理由:延长BH到F使得HF=BH,连接CF.设AE交BF于O.∵CH=DH,BH=HF,∠CHF=∠BHD,∴△CHF≌△DHB(SAS),∴BD=CF,∠F=∠DBH,∴CF∥BD,∵AB=BC,BE=BD,∴BE=CF,∴==,∵CF∥BD,∴∠BCF+∠CBD=180°,∵∠ABC+∠DBE=∠ABD+∠CBD+∠CBD+∠CBE=∠CBD+∠ABE=180°,∴∠BCF=∠ABE,∴△ABE∽△BCF,∴∠CBF=∠BAE,==,∴AE=BF=2BH,∵∠CBF+∠ABF=90°,∴∠ABF+∠BAE=90°,∴∠AOB=90°,∴BH⊥AE.拓展应用:如图3﹣1中,当DE在BC的下方时,延长AB交DE于F.∵DE∥BC∴∠ABC=∠BFD=90°,由题意BC=BE=6,AB=6,BD=2,DE=4,∵•BD•BE=•DE•BF,∴BF==3,∴EF=BF=3,∴AF=6+3,∴AE2=AF2+EF2=(6+3)2+(3)2=144+36.∵AE=2BH,∴AE2=12BH2,∴BH2=12+3如图3﹣2中,当DE在BC的上方时,同法可得AF=6﹣3,EF=3,∴BH2==(=12﹣3.12.【解答】解:(1)如图1中,作EH⊥CG于H.∵四边形ECFG是菱形,∠ECF=60°,∴∠ECH=∠ECF=30°,EC=EG,∵EH⊥CG,∴GH=CG,∴=cos30°=,∴=2•=,∵EG∥CD,AB∥CD,∴GE∥AB,∴==.故答案为.(2)结论:AG=BE.理由:如图2中,连接CG.∵四边形ABCD,四边形ECFG都是菱形,∠ECF=∠DCB=60°,∴∠ECG=∠EGC=∠BCA=∠BAC=30°,∴△ECG∽△BCE,∴=,∵∠ECB=∠GCA,∴△ECB∽△GCA,∴==,∴AG=BE.(3)如图3中,∵∠AGH=∠CGF=30°.∠AGH=∠GAC+∠GCA,又∵∠DAC=∠HAG+∠GAC=30°,∴∠HAG=∠ACH,∵∠AHG=∠AHC,∴△HAG∽△HCA,∴HA:HC=GH:HA,∴AH2=HG•HC,∴FC=2,CG=CF,∴GC=2,∵HG=,∴AH2=HG•HC=•3=9,∵AH>0,∴AH=3.故答案为3.13.【解答】解:(1)当m=n时,即:BC=AC,∵∠ACB=90°,∴∠A+∠ABC=90°,∵CD⊥AB,∴∠DCB+∠ABC=90°,∴∠A=∠DCB,∵∠FDE=∠ADC=90°,∴∠FDE﹣∠CDE=∠ADC﹣∠CDE,即∠ADE=∠CDF,∴△ADE∽△CDF,∴,∵∠A=∠DCB,∠ADC=∠BDC=90°,∴△ADC∽△CDB,∴=1,∴=1(2)①∵∠ACB=90°,∴∠A+∠ABC=90°,∵CD⊥AB,∴∠DCB+∠ABC=90°,∴∠A=∠DCB,∵∠FDE=∠ADC=90°,∴∠FDE﹣∠CDE=∠ADC﹣∠CDE,即∠ADE=∠CDF,∴△ADE∽△CDF,∴,∵∠A=∠DCB,∠ADC=∠BDC=90°,∴△ADC∽△CDB,∴,∴②成立.如图,∵∠ACB=90°,∴∠A+∠ABC=90°,又∵CD⊥AB,∴∠DCB+∠ABC=90°,∴∠A=∠DCB,∵∠FDE=∠ADC=90°,∴∠FDE+∠CDE=∠ADC+∠CDE,即∠ADE=∠CDF,∴△ADE∽△CDF,∴,∵∠A=∠DCB,∠ADC=∠BDC=90°,∴△ADC∽△CDB,∴,∴.(3)由(2)有,△ADE∽△CDF,∵=,∴=,∴CF=2AE,在Rt△DEF中,DE=2,DF=4,∴EF=2,①当E在线段AC上时,在Rt△CEF中,CF=2AE=2(AC﹣CE)=2(﹣CE),EF=2,根据勾股定理得,CE2+CF2=EF2,∴CE2+[2(﹣CE)]2=40∴CE=2,或CE=﹣(舍)而AC=<CE,∴此种情况不存在,②当E在AC延长线上时,在Rt△CEF中,CF=2AE=2(AC+CE)=2(+CE),EF=2,根据勾股定理得,CE2+CF2=EF2,∴CE2+[2(+CE)]2=40,∴CE=,或CE=﹣2(舍),③如图1,当点E在CA延长线上时,CF=2AE=2(CE﹣AC)=2(CE﹣),EF=2,根据勾股定理得,CE2+CF2=EF2,∴CE2+[2(CE﹣)]2=40,∴CE=2,或CE=﹣(舍)即:CE=2或CE=.14.【解答】解:(1)如图1,延长GM交AD于H,∵AD∥GF,∴∠GFM=∠HAM,在△FMG和△AMH中,,∴△FMG≌△AMH(ASA),∴HM=GM,AH=FG,∵AD=CD,AH=FG=CG,∴DH=DG,∵∠HDG=90°,HM=GM,∴DM=MG,DM⊥MG,故答案为DM=MG,DM⊥MG.(2)结论成立:DM=MG,DM⊥MG,理由:如图2中,延长GM使得MH=GM,连接AH、DH、DG,延长AD交GF的延长线于N,交CD于O.∵AM=MF,∠AMH=∠FMG,MH=MG,∴△AMH≌△FMG(SAS),∴AH=GF=CG,∠AHM=∠FGM,∴AH∥GN,∴∠HAD=∠N,∵∠ODN=∠OGC=90°,∠DON=∠GOC,∴∠N=∠OCG,∴∠HAD=∠DCG,∵AH=CG,AD=CD,∴△HAD≌△GCD(SAS),∴DH=DG,∠HDA=∠CDG,∴∠HDG=∠ADC=90°,∴△HDG是等腰直角三角形,∵MH=MG,∴DM⊥GH,DM=MH=MG,(3)①如图3﹣1中,连接AC.在Rt△ABC中,AC==10,在Rt△ACE中,AE==14,∴AF=AE=EF=14﹣2=12,∴FM=AM=AF=6,在Rt△MGF中,MG==2,∴S△DMG=×2×2=20,②如图3﹣2中,连接AC.同法可得AE=14,AF=16,FM=8,MG==2,∴S△DMG=×2×2=34,综上所述,满足条件的△DMG的面积为20或34.15.【解答】解:(1)由旋转可得:AC=A'C=2,∵∠ACB=90°,AB=,AC=2,∴BC=,∵∠ACB=90°,m∥AC,∴∠A'BC=90°,∴cos∠A'CB==,∴∠A'CB=30°,∴∠ACA'=60°;(2)∵M为A'B'的中点,∴∠A'CM=∠MA'C,由旋转可得,∠MA'C=∠A,∴∠A=∠A'CM,∴tan∠PCB=tan∠A=,∴PB=BC=,∵∠PCQ=∠PBC=90°,∴∠BQC+∠BPC=∠BCP+∠BPC=90°,∴∠BQC=∠BCP=∠A,∴tan∠BQC=tan∠A=,∴BQ=BC×=2,∴PQ=PB+BQ=;(3)∵S四边形P A'B′Q=S△PCQ﹣S△A'CB'=S△PCQ﹣,∴S四边形P A'B′Q最小,即S△PCQ最小,∴S△PCQ=PQ×BC=PQ,法一:(几何法)取PQ的中点G,∵∠PCQ=90°,∴CG=PQ,即PQ=2CG,当CG最小时,PQ最小,∴CG⊥PQ,即CG与CB重合时,CG最小,∴CG min=,PQ min=2,∴S△PCQ的最小值=3,S四边形P A'B′Q=3﹣;法二(代数法)设PB=x,BQ=y,由射影定理得:xy=3,∴当PQ最小时,x+y最小,∴(x+y)2=x2+2xy+y2=x2+6+y2≥2xy+6=12,当x=y=时,“=”成立,∴PQ=+=2,∴S△PCQ的最小值=3,S四边形P A'B′Q=3﹣.16.【解答】解:(1)结论:△PMN是等边三角形.理由:如图1中,∵△ABC是等边三角形,∴AB=AC,∠ABC=∠ACB=60°,∵AD=AE,∴BD=EC,∵PB=PC,CN=ND,BM=EM,∴PN∥BD,PM∥EC,PN=BD,PM=EC,∴PM=PN,∠NPC=∠ABC=60°,∠MPB=∠ACB=60°,∴∠MPN=60°,∴△PMN是等边三角形,故答案为等边三角形.(2)△PMN的形状不发生改变,仍为等边三角形,理由如下:如图2中,连接BD,CE.由旋转可得∠BAD=∠CAE,∵△ABC是等边三角形,∴AB=AC,∠ACB=∠ABC=60°又∵AD=AE,∴△ABD≌△ACE(SAS),∴BD=CE,∠ABD=∠ACE,∵M是BE的中点,P是BC的中点,∴PM是△BCE的中位线,∴PM=,且PM∥CE.同理可证PN=BD且PN∥BD,∴PM=PN,∠MPB=∠ECB,∠NPC=∠DBC,∴∠MPB+∠NPC=∠ECB+∠DBC=(∠ACB+∠ACE)+(∠ABC﹣∠ABD)=∠ACB+∠ABC=120°,∴∠MPN=60°,∴△PMN是等边三角形.(3)∵PM=EC,∴当EC最大时,等边△PMN的周长最大,∵EC≤AE+AC,∴EC≤8,∴PM≤4,∴PM的最大值为4,∴△PMN的周长的最大值为12.17.【解答】解:(1)∵AB=AC,∠ABC=60°,∴∠BAC=60°,∵AD=AE,∠ADE=70°,∴∠DAE=180°﹣2∠ADE=40°,∴α=∠BAD=60°﹣40°=20°,∴∠ADC=∠BAD+∠ABD=60°+20°=80°,∴β=∠CDE=∠ADC﹣∠ADE=10°,故答案为:20,10;(2)设∠ABC=x,∠AED=y,∴∠ACB=x,∠AED=y,在△DEC中,y=β+x,在△ABD中,α+x=y+β=β+x+β,∴α=2β;(3)①当点E在CA的延长线上,点D在线段BC上,如图1设∠ABC=x,∠ADE=y,∴∠ACB=x,∠ACE=y,在△ABD中,x+α=β﹣y,在△DEC中,x+y+β=180°,∴α=2β﹣180°,②当点E在CA的延长线上,点D在CB的延长线上,如图2,同①的方法可得α=180°﹣2β.18.【解答】解:(1)由旋转变换的性质可知,∠CAE=90°,AC=AE,∴△ACE为等腰直角三角形,∴CE=AC,∵CE=CD+DE=CD+BC,∴BC+CD=AC,故答案为:等腰直角;BC+CD=AC;(2)延长CO交⊙O于E,连接AE、BE、DE,则∠CDE=90°,∵点C为的中点,∴点E为的中点,∴EA=EB,∵AB为⊙O的直径,∴∠ADB=90°,由(1)得,DE=(AD+BD),由勾股定理得,CD2=CE2﹣DE2=AD2+BD2﹣(AD+BD)2=(AD﹣BD)2,∴CD=(BD﹣AD);(3)如图3,当点E在直线AC的左侧时,连接CQ、PC,∵CA=CB,点P为AB的中点,∴CP⊥AB,∵CA=CE,点Q为AE中点,∴CQ⊥AE,AQ=QE=AE=5,∴由勾股定理得,CQ==12,由(1)得,AQ+CQ=PQ,。
2023年九年级数学中考专题:几何探究压轴题
2023年九年级数学中考专题:几何探究压轴题一、解答题1.如图,在ABC 中,4AC =,3BC =,90ACB ∠=︒,D 是边AC 上一动点(不与点A 、C 重合),CE BD ⊥,垂足为E ,交边AB 于点F .(1)当点D 是边AC 中点时,求DE ,EC 的值;(2)设CD x =,AF y =,求y 关于x 的函数关系式,并写出定义域;(3)当EFD △与EFB △相似时,求线段CD 的长.2.【温故知新】黄金分割是一种最能引起美感的分割比例,具有严格的比例性、艺术性、和谐性,蕴藏着丰富的美学价值.我们知道:如图1,点C 把线段AB 分成两部分,如果BC AC AC AB=,那么称点C 为线段AB 的黄金分割点.(1)【问题发现】如图1,点C 为线段AB 的黄金分割点,且AC BC >,若2AB =,请直接写出CB 的值是__________.(2)【问题探究】如图2,在Rt ABC △中,90C ∠=︒,2AC =,1BC =,在BA 上截取BD BC =,再在AC 上截取AE AD =,则AE AC的值为__________. (3)【问题解决】如图3,用边长为6的正方形纸片进行如下操作:对折正方形ABDE 得折痕MN ,连接EN ,将AE 折叠到EN 上,点A 对应点H ,得折痕CE ,试说明:C 是AB 的黄金分割点.3.定义:若连接三角形一个顶点和对边上一点的线段能把该三角形分成一个等腰三角形和一个直角三角形,我们称这条线段为该三角形的智慧线,这个三角形叫做智慧三角形.(1)如图1,在智慧三角形ABC 中,AD BC ⊥,AD 为该三角形的智慧线,1CD =,则BD 长为_____,B ∠的度数为_____.(2)如图2,ABC 为等腰直角三角形,90BAC ∠︒=,2AB =,F 是斜边BC 延长线上一点,连接AF ,以AF为直角边作等腰直角三角形AFE (点A ,F ,E 按顺时针排列),90EAF ∠=︒, CF =AE 交BC 于点D ,连接EC ,EB .当2BDE BCE ∠=∠时,求线段ED 的长;(3)如图3,ABC 中,5AB AC ==,BC =BCD △是智慧三角形,且AC 为智慧线,求BCD △的面积.4.【问题提出】如图1,在等边三角形ABC 内部有一点P ,3PA=,4PB =,5PC =,求APB ∠的度数.(1)【尝试解决】将APC △绕点A 逆时针旋转60︒,得到AP B '△,连接PP ',则APP '为等边三角形. ∵3P P PA '==,4PB =,5P B PC '==,∴222=P P PB P B ''+∴BPP '为三角形∴APB ∠的度数为.(2)【类比探究】如图2,在等边三角形ABC 外部有一点P ,若∠BP A =30°,求证222PA PB PC +=.(3)【联想拓展】如图3,在ABC 中,90BAC ∠︒=,AB AC =.点P 在直线BC 上方且45APB ∠︒=,PC BC ==求PA 的长.5.已知正方形 ABCD 和正方形 CEFG ,连接 AF 交 BC 于点 O ,点 P 是 AF 的中点,过点 P 作 PH DG ⊥ 于 H ,2CD =,1CG =.(1)如图1,点 D ,C ,G 在同一直线上,点 E 在 BC 边上,求 PH 的长;(2)把正方形 CEFG 绕着点C 逆时针旋转 ()0180αα<<.①如图2,当点E 落在AF 上时,求CO 的长;②如图3,当DG =PH 的长.6.在ABC ∆中,点E 为AC 边上一动点,以CE 为边在CE 上方作等边CEN .(1)如图1,EN 与AB 交于点P ,连接PC ,若tan A =,1AE =,5CN =,求PC 的长: (2)如图2.当N 与B 重合时,在BC 上取一点D ,过点D 作DF AC ∥,连接BF ,EF ,过C 作CH EF ⊥交EF 于点H ,若30FBC DFE ︒∠-∠=,求证:CH BF +=;(3)如图3,若BC AB ⊥,且4AB BC ==,过点B 作BQ AC ∥,I 为射线.BQ 上一动点,取AC 中点M ,连接MI ,过点B 作BK MI ⊥交M 于点K ,连接NK ,直接写出NK 的最小值.7.问题情境:如图1,在Rt △ABC 和Rt △BEF 中,∠ACB =∠EFB =90°,AC =3,BC =4,且M ,N 分别为AE ,CF 的中点.(1)猜想证明:如图2,将Rt △BEF 绕点B 按逆时针方向旋转90°,其他条件不变.试判断54AM CN =是否成立?若成立,请写出证明过程;若不成立,请说明理由.(2)解决问题:如图3,将图2中的Rt △BEF 沿BF 所在直线折叠得到Rt BE F ',连接AE ',CF ,并分别取它们的中点P ,H ,连接CP ,FP ,PH .①试判断CP 与FP 之间的数量关系,并说明理由.②若AB =2BE ',BC =2BF ,请直接写出PH 的长.8.【方法尝试】(1)如图1,矩形ABFC 是矩形ADGE 以点A 为旋转中心,按逆时针方向旋转90︒所得的图形,CB ED 、分别是它们的对角线.则CB 与ED 数量关系________,位置关系________.【类比迁移】(2)如图2,在Rt ABC 和Rt ADE △中,90,9,6,3,2BAC DAE AC AB AE AD ∠=∠=︒====.将DAE 绕点A 在平面内逆时针旋转,设旋转角BAE ∠为()0360αα︒<︒,连接,CE BD .请判断线段CE 和BD 的数量关系和位置关系,并说明理由;【拓展延伸】(3)如图3,在Rt ABC 中,90,6ACB AB ∠=︒=,过点A 作AP BC ∥,在射线AP 上取一点D ,连结CD,使得3tan4ACD∠=,请求写出线段BD的最大值.9.如图①,在正方形ABCD中,点N、M分别在边BC、CD上,连接AM、AN、MN.∠MAN=45°,将△AMD 绕点A顺时针旋转90°,点D与点B重合,得到△ABE.易证:△ANM≌△ANE,从而得DM+BN=MN.【实践探究】(1)在图①条件下,若CN=6,CM=8,则正方形ABCD的边长是______.(2)如图②,点M、N分别在边CD、AB上,且BN=DM.点E、F分别在BM、DN上,∠EAF=45°,连接EF,猜想三条线段EF、BE、DF之间满足的数量关系,并说明理由.(3)【拓展应用】如图③,在矩形ABCD中,AB=6,AD=8,点M、N分别在边DC、BC上,连接AM,AN,已知∠MAN=45°,BN=2,求DM的长.10.小圆同学对图形旋转前后的线段之间、角之间的关系进行了拓展探究.(1)猜测探究:在△ABC中,AB=AC,M是平面内任意一点,将线段AM绕点A按顺时针方向旋转与∠BAC 相等的角度,得到线段AN,连接NB.①如图1,若M是线段BC上的任意一点,请直接写出∠NAB与∠MAC的数量关系是,NB与MC的数量关系是;②如图2,点E是AB延长线上点,若M是∠CBE内部射线BD上任意一点,连接MC,(1)中结论是否仍然成立?若成立,请给予证明,若不成立,请说明理由.(2)拓展应用:如图3,在△A 1B 1C 1中,A 1B 1=8,∠A 1B 1C 1=60°,∠B 1A 1C 1=75°,P 是B 1C 1上的任意点,连接A 1P ,将A 1P 绕点A 1按顺时针方向旋转75°,得到线段A 1Q ,连接B 1Q .求线段B 1Q 长度的最小值. 11.如图,在Rt ABC △中,90BAC ∠=︒,AB AC =,D 为AC 边上一点,连接BD ,作AP BD ⊥于点P ,过点C 作CE AC ⊥交AP 延长线于点E .(1)如图1,求证:AD CE =;(2)如图2,以AD ,BD 为邻边作ADBF ,连接EF 交BC 于点G ,连接AG ,①求证:AG EF ⊥;②若点D 为AC 中点,EF 、AB 交于点H ,求BH AB的值. 12.如图1,在ABC 中,90ACB ∠=︒,D 为AC 边上的一点,过点D 作DE AB ⊥,垂足为E ,连接BD ,P 为BD 中点,连接PC ,PE .(1)求证:PC PE =;(2)将图1中ADE 绕着点A 顺时针旋转如图2的位置,其他条件不变,(1)中的结论是否成立?若成立,请证明:若不成立,请说明理由;(3)若10AB =,6AD =,30BAC DAE ∠=∠=︒,在平面内,将Rt ADE △绕点A 旋转一周,当A ,C ,E 三点共线时,请直接写出PCE 的面积.13.如图1,在直角坐标系中,点()2,0A ,点()0,2C ,点D ,点E 分别为OA ,OC 的中点,ODE 绕原点O 顺时针旋转α角(090α︒<<︒)得11OD E ,射线1CD ,1AE 相交于点F .(1)求证:11OCD OAE △≌△;(2)如图2,在ODE 旋转过程中,当点1D 恰好落在线段CE 上时,求AF 的长;(3)如图3,在旋转α角从090α︒≤≤︒逐渐增大ODE 旋转过程中,求点F 的运动路线长.14.已知ABC 为等边三角形,边长为4,点D 、E 分别是BC 、AC 边上一点,连接AD 、BE .AE CD =.(1)如图1,若2AE =,求BE 的长度;(2)如图2,点F 为AD 延长线上一点,连接BF 、CF ,AD 、BE 相交于点G ,连接CG ,已知60,∠=︒=EBF CE CG ,求证:2+=BF GE CF ;(3)如图3,点P 是ABC 内部一动点,顺次连接PA PB PC 、、++的最小值.15.【问题提出】(1)如图1,在ABC 中,90C ∠=︒,BD 平分ABC ∠交AC 于点D ,设CD 的长为m ,点D 到边AB 的距离为n ,则m _______n ;(填“>”“<”或“=”)【问题探究】(2)如图2,在梯形ABCD 中,90A ∠=︒,AD BC ∥,(201AB =,BD 为对角线,且45BDC ∠=︒,求BCD △面积的最小值;【问题解决】(3)某景点有一个形状为菱形ABCD 的草坪,如图3,AB ==60B ∠︒,现欲将该草坪扩建为BEF △,使得点E 、F 分别在BA 、BC 的延长线上,且边EF 经过点D ,为了节省成本,要求扩建后的草坪面积(BEF △的面积)尽可能小,问BEF △的面积是否存在最小值?若存在,求出其最小值;若不存在,请说明理由.16.综合与实践:数学课外小组研究了两个问题,请你帮助解答.问题一:如图1,在矩形ABCD 中,6AB =,8AD =,E ,F 分别为AB ,AD 边的中点,四边形AEGF 为矩形,连接CG .问题二:数学小组对图形的旋转进行了拓展研究,如图4,在平行四边形ABCD 中,=60B ∠︒,6AB =,8AD =,E ,F 分别为AB ,AD 边的中点,四边形AEGF 为平行四边形,连接CG .数学小组发现DF 与CG 仍然存在着特定的数量关系.(1)请直接写出CG 的长是______.如图2,当矩形AEGF 绕点A 旋转(如顺时针旋转)至点G 落在边AB 上时,DF =______,CG =______,DF 与CG 之间的数量关系是______.(2)当矩形AEGF 绕点A 旋转至如图3的位置时,(1)中DF 与CG 之间的数量关系是否还成立?并说明理由.(3)如图5,当平行四边形ABCD 绕点A 旋转(如顺时针旋转),其它条件不变时,数学小组发现DF 与CG 仍然存在着这一特定的数量关系.请你直接写出这个特定的数量关系是______.17.如图,在四边形ABCD 中,AD ∥BC ,∠ABC =90°,AD =CD ,O 是对角线AC 的中点,连接BO 并延长交边AD 或边CD 于点E .(1)如图1,当点E 在AD 上时,连接CE ,求证:四边形ABCE 是矩形.(2)如图2,当点E 在CD 上时,当AC =4,BC =3时,求DAC S △与OBC S的比值.(3)若DE =2,OE =3,直接写出CD 的长.18.已知在正方形ABCD 中,E 是BC 边上一动点,作点B 关于AE 的对称点F ,BF 交AE 于点G ,连结DF .(1)如图1,求DFB ∠的度数;(2)如图2,过点D 作DM BF ⊥交BF 的延长线于点M ,连结,CM CF .若DF CM =,试探究四边形DFCM 的形状,并说明理由;(3)如图3,连结BD ,在AG 上截取=GT GB ,点P ,Q 分别是,AD BD 上的动点.若正方形ABCD 的面积为32,直接写出PTQ 周长的最小值.。
中考数学题型八 几何图形探究题
例2 (2020·东营)如图①,在等腰三角形ABC中,∠A=120°,AB=AC,
点D,E分别在边AB,AC上,AD=AE,连接BE,点M,N,P分别为DE,
BE,BC的中点.
(1)观察猜想 图①中,线段NM,NP的数量关系是___N__M_=__N__P____,∠MNP的大小为 ____6_0_°___;
2. (2020·泰安)小明将两个直角三角形纸片如图①那样拼放在同一平面上, 抽象出如图②的平面图形,∠ACB与∠ECD恰好为对顶角,∠ABC= ∠CDE=90°,连接BD,AB=BD,点F是线段CE上一点.
探究发现: (1)当点F为线段CE的中点时,连接DF(如图②),小明经过探究,得到结 论:BD⊥DF.你认为此结论是否成立?_是___.(填“是”或“否” )
又∵AB=BC,∴∠ACB=∠CAB=∠FAE, ∵EF∥BC,∴∠F=∠FCB, ∴EF=AE,∴AE=FE=FM+ME=CF+BC;
(3)解:CF=18或CF=6, 当DE=2AE=6时,题图①中,由(1)得:AE=3,BC=AB=BD+DE +AE=15, ∴CF=AE+BC=3+15=18; 题图②中,由(2)得:AE=AD=3,BC=AB=BD+AD=9,∴CF= BC-AE=9-3=6; 题图③中,DE小于AE,故不存在.故答案为18或6.
拓展创新:解:AD 的长为 5 .[解法提示]如解图②,过点 A 作 AB 的垂线, 过点 D 作 AD 的垂线,两垂线交于点 M,连接 BM,∵∠BAD=30°,∴∠DAM =60°,∴∠AMD=30°,
∴∠AMD=∠DBC,又∵∠ADM=∠BDC=90°,∴△BDC∽△MDA,∴MBDD
=DDCA ,又∠BDC=∠ADM,∴∠BDC+∠CDM=∠ADM+∠CDM,即∠BDM
2023年九年级中考数学复习:几何探究压轴题(角度问题)(附答案)
2023年九年级中考数学复习:几何探究压轴题(角度问题)1.已知:正方形ABCD ,以A 为旋转中心,旋转AD 至AP ,连接BP DP 、.(1)若将AD 顺时针旋转30︒至AP ,如图1所示,求BPD ∠的度数? (2)若将AD 顺时针旋转α度()090α︒<<︒至AP ,求BPD ∠的度数?(3)若将AD 逆时针旋转α度()0180α︒<<︒至AP ,请分别求出090α︒<<︒、90α=︒、90180α︒<<︒三种情况下的BPD ∠的度数(图2、图3、图4).2.如图1所示,将一个长为6宽为4的长方形ABEF ,裁成一个边长为4的正方形ABCD 和一个长为4、宽为2的长方形CEFD 如图2.现将小长方形CEFD 绕点C 顺时针旋转至CE F D ''',旋转角为a .(1)当点D 恰好落在EF 边上时,求旋转角a 的值;(2)如图3,G 为BC 中点,且0°<a <90°,求证:GD E D ''=;(3)小军是一个爱动手研究数学问题的孩子,他发现在小长方形CEFD 绕点C 顺时针旋转一周的过程中,DCD '与CBD '△存在两次全等,请你帮助小军直接写出当DCD '与CBD '△全等时,旋转角a 的值.3.图1是边长分别为a 和()b a b >的两个等边三角形纸片ABC 和CDE 叠放在一起(C 与C '重合)的图形.(1)操作:固定ABC ,将CDE 绕点C 按顺时针方向旋转20°,连结AD ,BE ,如图2,则ECA ∠=___ ___度,并直接写出线段BE 与AD 的数量关系____ .(2)操作:若将图1中的CDE ,绕点C 按顺时针方向旋转120°,使点B 、C 、D 在同一条直线上,连结AD 、BE ,如图3.①线段BE 与AD 之间是否仍存在(1)中的结论?若是,请证明;若不是,请直接写出BE 与AD 之间的数量关系;②求APB ∠的度数.(3)若将图1中的CDE ,绕点C 按逆时针方向旋转一个角()0360αα<<︒,当α等于多少度时,BCD △的面积最大?请直接写出答案.4.我们定义:如图1,在△ABC 中,把AB 绕点A 顺时针旋转α(0°<α<180°)得到AB ',把AC 绕点A 逆时针旋转β得到AC ′,连接B 'C ',当a +β=180°时,我们称△AB 'C '是△ABC 的“旋补三角形”,△AB 'C 边B 'C '上的中线AD 叫做△ABC 的“旋补中线”.(1)[特例感知]在图2,图3中,△AB 'C ′是△ABC 的“旋补三角形”,AD 是△ABC 的“旋补中线”. ①如图2,当△ABC 为等边三角形,且BC =6时,则AD 长为 . ②如图3,当∠BAC =90°,且BC =7时,则AD 长为 .(2)[猜想论证]在图1中,当△ABC 为任意三角形时,猜想AD 与BC 的数量关系,并给予证明.(如果你没有找到证明思路,可以考虑延长AD 或延长B 'A ,…)(3)[拓展应用]如图4,在四边形ABCD 中,∠BCD =150°,AB =12,CD =6,以CD 为边在四边形ABCD 内部作等边△PCD ,连接AP ,BP .若△P AD 是△PBC 的“旋补三角形”,请直接写出△PBC 的“旋补中线”长及四边形ABCD 的边AD 长.5.如图,已知正方形ABCD ,点E 为AB 上的一点,EF AB ⊥,交BD 于点F .(1)如图1,直按写出DFAE的值____ ___; (2)将△EBF 绕点B 顺时针旋转到如图2所示的位置,连接AE 、DF ,猜想DF 与AE 的数量关系,并证明你的结论;(3)如图3,当BE =BA 时,其他条件不变,△EBF 绕点B 顺时针旋转,设旋转角为(0360)αα︒<<︒,当α为何值时EA =ED ?请在图3或备用图中画出图形并求出α的值.6.如图,已知正方形ABCD ,将AD 绕点A 逆时针方向旋转(090)n n ︒<<到AP 的位置,分别过点C D 、作,CE BP DF BP ⊥⊥,垂足分别为点E 、F .(1)求证:CE EF =;(2)联结CF ,如果13DP CF =,求ABP ∠的正切值;(3)联结AF ,如果AF AB =,求n 的值.7.把两个等腰直角△ABC 和△ADE 按如图1所示的位置摆放,将△ADE 绕点A 按逆时针方向旋转,如图2,连接BD ,EC ,设旋转角α(0°<α<360°).(Ⅰ)当DE ⊥AC 时,旋转角α= 度,AD 与BC 的位置关系是 ,AE 与BC 的位置关系是 ;(Ⅱ)当点D 在线段BE 上时,求∠BEC 的度数; (Ⅲ)当旋转角α= 时,△ABD 的面积最大.8.已知:在Rt ABC 中,90ABC ∠=︒,30BAC ∠=︒,将ABC 绕点A 顺时针旋转一定的角度α得到AED △,点B 、C 的对应点分别是E 、D .(1)如图1,若60α=︒时,连接BE ,求证:AB BE =; (2)如图2,当点E 恰好在AC 上时,求CDE ∠的度数;(3)如图3,点B 、C 的坐标分别是()0,0,()0,2,点Q 是线段AC 上的一个动点,点M 是线段AO 上的一个动点,是否存在这样的点Q 、M 使得CQM 为等腰三角形且AQM 为直角三角形?若存在,请求出满足条件的点M 的坐标;若不存在,请说明理由.9.把边长分别为4和6的矩形ABCO 如图放在平面直角坐标系中,将它绕点C 顺时针旋转a 角,旋转后的矩形记为矩形EDCF .在旋转过程中,(1)如图①,当点E 在射线CB 上时,E 点坐标为;(2)当△CBD 是等边三角形时,旋转角a 的度数是(a 为锐角时); (3)如图②,设EF 与BC 交于点G ,当EG=CG 时,求点G 的坐标;(4)如图③,当旋转角a=90°时,请判断矩形EDCF 的对称中心H 是否在以C 为顶点,且经过点A 的抛物线上.10.如图,ABC 是等边三角形,点D 是BC 边的中点,以D 为顶点作一个120︒的角,角的两边分别交直线AB AC 、于M 、N 两点,以点D 为中心旋转MDN ∠(MDN ∠的度数不变)(1)如图①,若DM AB ⊥,求证:BM CN BD +=;(2)如图②,若DM 与AB 不垂直,且点M 在边AB 上,点N 在边AC 上时,(1)中的结论是否成立?并说明理由;(3)如图③,若DM 与AB 不垂直,且点M 在边AB 上,点N 在边AC 的延长线上时,(1)中的结论是否成立?若不成立,写出BM CN BD 、、之间的数量关系,并说明理由.11.如图1,在Rt ABC △中,90,ACB AC BC ∠==,点D 为AB 边上的一点,将BCD △绕点C 逆时针旋转90得到ACE △,易得BCD ACE ≌,连接BE .(1)求BCE ACD ∠∠+的度数.(2)当5,BC BD ==BE CE 、的长.(3)如图2,在(2)的条件下,取AD 中点F ,连接CF 交BE 于H ,试探究线段BE CF 、的数量关系和位置关系,并说明理由.12.如图①,ABC 和ADE 是有公共顶点的等腰直角三角形,90BAC DAE ∠=∠=︒,点P 为射线,BD CE 的交点.(1)如图②,将ADE 绕点A 旋转,当C 、D 、E 在同一条直线上时,连接BD 、BE ,求证:BD CE =且BD CE ⊥.(2)若8,4AB AD ==,把ADE 绕点A 旋转, ①当90EAC ∠=︒时,求PB 的长;②旋转过程中线段BP 长的最小值是_____ __.13.如图1,ABC 中,90,30,ACB B AD ∠=︒∠=︒是角平分线,点E 、F 分别在边AC 、BC 上,45,CEF CF CD ∠=︒<、将CEF △绕点C 按逆时针方向旋转,使得EF 所在直线交线段AD 于点M ,交线段AB 于点N .(1)当旋转75°时,如图2,直线EF 与AD 的位置关系是____ __,ANM ∠=__ ____°; (2)在旋转一周过程中,试探究:当CE 旋转多少度时,AMN 中有两个角相等.14.菱形ABCD 的对角线AC ,BD 交于点O .(1)如图1,过菱形ABCD 的顶点A 作AE BC ⊥于点E ,交OB 于点H ,若6AB AC ==,求OH 的长; (2)如图2,过菱形ABCD 的顶点A 作AF AD ⊥,且AF AD =,线段AF 交OB 于点H ,交BC 于点E .当D ,C ,F 三点在同一直线上时,求证:2OH OA +=; (3)如图3,菱形ABCD 中,=45ABC ∠︒,点P 为直线AD 上的动点,连接BP ,将线段BP 绕点B 逆时针旋转60°得到线段BQ ,连接AQ ,当线段AQ 的长度最小时,直接写出BAQ ∠的度数.15.(1)阅读理解利用旋转变换解决数学问题是一种常用的方法.如图1,点P 是等边三角形ABC 内一点,P A =1,PB PC =2.求∠BPC 的度数.为利用已知条件,不妨把△BPC 绕点C 顺时针旋转60°得AP C '△,连接PP '.利用这种变换可以求∠BPC 的度数,请写出推理过程; (2)类比迁移如图2,点P 是等腰Rt △ABC 内一点,∠ACB =90°,P A =2,PB PC =1.求∠APC 的度数.16.ABC 为等边三角形,AB =8,AD ⊥BC 于点D ,E 为线段AD 上一点,AE =AE 为边在直线AD 右侧构造等边三角形AEF ,连接CE ,N 为CE 的中点.(1)如图1,EF 与AC 交于点G ,连接NG ,BE ,直接写出NG 与BE 的数量关系;(2)如图2,将AEF △绕点A 逆时针旋转,旋转角为α,M 为线段EF 的中点,连接DN ,MN .当30120α︒<<︒时,猜想∠DNM 的大小是否为定值,如果是定值,请写出∠DNM 的度数并证明,如果不是,请说明理由;(3)连接BN,在AEF△绕点A逆时针旋转过程中,请直接写出线段BN的最大值.17.如图1,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AB=10,BC=6.D、E分别是AB、AC边的中点,连接DE.现将△ADE绕A点逆时针旋转,连接BD,CE并延长交于点F.(1)如图2,点E正好落在AB边上,CF与AD交于点P.①求证:AE•AB=AD•AC;②求BF的长;(2)如图3,若AF恰好平分∠DAE,直接写出CE的长.18.如图①,在ABC中,∠ACB=90°,∠ABC=30°,AC=1,D为ABC内部的一动点(不在边上),连接BD,将线段BD绕点D逆时针旋转60°,使点B到达点F的位置;将线段AB绕点B顺时针旋转60°,使点A到达点E的位置,连接AD,CD,AE,AF,BF,EF.(1)求证:BDA≌BFE;(2)当CD+DF+FE取得最小值时,求证:AD∥BF.(3)如图②,M,N,P分别是DF,AF,AE的中点,连接MP,NP,在点D运动的过程中,请判断∠MPN 的大小是否为定值.若是,求出其度数;若不是,请说明理由.参考答案:1.(1)135︒(2)135︒(3)45︒,45︒,45︒2.(1)30°(3)135°,315°3.(1)40,BE =AD(2)①存在,②60°(3)当α=150°或330°时,BCD △的面积最大4.(1)①3;②3.5(2)AD =12BC ,(3)339=AD5.2(2)2DF AE =,(3)α的值为30°或150°,6.(2)23;(3)307.(Ⅰ)45;垂直;平行;(Ⅱ)90BEC ∠=︒;(Ⅲ)90︒或270︒8.(2)15°;(3)存在,23,03M ⎫⎪⎭或()423,0- 9.(1)E (4,13;(2)60°;(3)13(4,)3G ; (4)点H 不在此抛物线上.10.(2)成立,(3)不成立,BM CN BD -=,11.(1)180BCE ACD ∠+∠=︒(2)BE =CE =(3)2BE CF =;BE CF ⊥,12.(2)①PB =;②413.(1)垂直,60(2)当CE 旋转45°,90°,270°,315°时,△AMN 中有两个角相等14.(3)75︒15.(2)90°16.(1)2BE NG =(2)∠DNM 的大小是定值,为120°(3)17.(1)②18.(3)∠MPN 的值为定值,30°.。
2023年中考数学常见几何模型全归纳之模型 全等模型-倍长中线与截长补短(原卷版)
专题01 全等模型--倍长中线与截长补短全等三角形在中考数学几何模块中占据着重要地位,也是学生必须掌握的一块内容,本专题就全等三角形中的重要模型(倍长中线模型、截长补短模型)进行梳理及对应试题分析,方便掌握。
模型1.倍长中线模型【模型解读】中线是三角形中的重要线段之一,在利用中线解决几何问题时,常常采用“倍长中线法”添加辅助线.所谓倍长中线法,就是将三角形的中线延长一倍,以便构造出全等三角形,从而运用全等三角形的有关知识来解决问题的方法.(注:一般都是原题已经有中线时用,不太会有自己画中线的时候)。
【常见模型及证法】1、基本型:如图1,在三角形ABC 中,AD 为BC 边上的中线.证明思路:延长AD 至点E ,使得AD =DE . 若连结BE ,则BDE CDA ∆≅∆;若连结EC ,则ABD ECD ∆≅∆;2、中点型:如图2,C 为AB 的中点.证明思路:若延长EC 至点F ,使得CF EC =,连结AF ,则BCE ACF ∆≅∆;若延长DC 至点G ,使得CG DC =,连结BG ,则ACD BCG ∆≅∆.3、中点+平行线型:如图3, //AB CD ,点E 为线段AD 的中点.证明思路:延长CE 交AB 于点F (或交BA 延长线于点F ),则EDC EAF ∆≅∆.1.(2022·山东烟台·一模)(1)方法呈现:如图①:在ABC 中,若6AB =,4AC =,点D 为BC 边的中点,求BC 边上的中线AD 的取值范围. 解决此问题可以用如下方法:延长AD 到点E 使DE AD =,再连接BE ,可证ACD EBD △≌△,从而把AB 、AC ,2AD 集中在ABE △中,利用三角形三边的关系即可判断中线AD 的取值范围是_______________,这种解决问题的方法我们称为倍长中线法;(2)探究应用:如图②,在ABC 中,点D 是BC 的中点,DE DF ⊥于点D ,DE 交AB 于点E ,DF 交AC于点F ,连接EF ,判断BE CF +与EF 的大小关系并证明;(3)问题拓展:如图③,在四边形ABCD 中,//AB CD ,AF 与DC 的延长线交于点F 、点E 是BC 的中点,若AE 是BAF ∠的角平分线.试探究线段AB ,AF ,CF 之间的数量关系,并加以证明.2.(2022·河南南阳·中考模拟)【教材呈现】如图是华师版八年级上册数学教材第69页的部分内容:如图,在ABC 中,D 是边BC 的中点,过点C 画直线CE ,使//CE AB ,交AD 的延长线于点E ,求证:AD ED =证明∵//CE AB (已知)∵ABD ECD ∠=∠,BAD CED ∠=∠(两直线平行,内错角相等).在ABD △与ECD 中,∵ABD ECD ∠=∠,BAD CED ∠=∠(已证),BD CD =(已知),∵()A.A.S ABD ECD △△≌,∵AD ED =(全等三角形的对应边相等).(1)【方法应用】如图①,在ABC 中,6AB =,4AC =,则BC 边上的中线AD 长度的取值范围是______. (2)【猜想证明】如图②,在四边形ABCD 中,//AB CD ,点E 是BC 的中点,若AE 是BAD ∠的平分线,试猜想线段AB 、AD 、DC 之间的数量关系,并证明你的猜想;(3)【拓展延伸】如图③,已知//AB CF ,点E 是BC 的中点,点D 在线段AE 上,EDF BAE ∠=∠,若5AB =,2CF =,求出线段DF 的长.3.(2022·河北·中考模拟)倍长中线的思想在丁倍长某条线段(被延长的线段a 要满足两个条件:①线段a 一个端点是图中一条线段b 的中点;②线段a 与这条线段b 不共线),然后进行连接,构造三角形全等,再进一步将某些线段进行等量代换,再证明全等或其他的结论,从而解决问题.【应用举例】如图(1),已知:AD 为ABC ∆的中线,求证:2AB AC AD +>.简证:如图(2),延长AD 到E ,使得DE AD =,连接CE ,易证ABD ECD ∆≅∆,得AB = ,在ACE ∆中,AC CE +> ,2AB AC AD +>.【问题解决】(1)如图(3),在ABC ∆中,AD 是BC 边上的中线,E 是AD 上一点,且BE AC =,延长BE 交AC 于F ,求证:AF EF =.(2)如图(4),在ABC ∆中,90,A D ∠=︒是BC 边的中点,E F 、分别在边AB AC 、上,DE DF ⊥,若3,4BE CF ==,求EF 的长.(3)如图(5),AD 是ABC ∆的中线,,AB AE AC AF ==,且90BAE FAC ∠=∠=︒,请直接写出AD 与EF 的数量关系_ 及位置关系_ .模型2.截长补短模型【模型解读】截长补短的方法适用于求证线段的和差倍分关系。
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几何猜想证明及答案1如图1,在四边形ABCD 中,AB CD =,E F 、分别是BC AD 、的中点,连结EF 并延长,分别与BA CD 、的延长线交于点M N 、,则BME CNE ∠=∠(不需证明).(温馨提示:在图1中,连结BD ,取BD 的中点H ,连结HE HF 、,根据三角形中位线定理,证明HE HF =,从而12∠=∠,再利用平行线性质,可证得BME CNE ∠=∠.) 问题一:如图2,在四边形ADBC 中,AB 与CD 相交于点O ,AB CD =,E F 、分别是BC AD 、的中点,连结EF ,分别交DC AB 、于点M N 、,判断OMN △的形状,请直接写出结论.问题二:如图3,在ABC △中,AC AB >,D 点在AC 上,AB CD =,E F 、分别是BC AD 、的中点,连结EF 并延长,与BA 的延长线交于点G ,若60EFC ∠=°,连结GD ,判断AGD △的形状并证明.2已知Rt ABC △中,90AC BC C D ==︒,∠,为AB 边的中点,90EDF ∠=°,EDF ∠绕D 点旋转,它的两边分别交AC 、CB (或它们的延长线)于E 、F .当EDF ∠绕D 点旋转到DE AC ⊥于E 时(如图1),易证12DEF CEF ABC S S S +=△△△. 当EDF ∠绕D 点旋转到DE AC 和不垂直时,在图2和图3这两种情况下,上述结论是否成立?若成立,请给予证明;若不成立,DEF S △、CEF S △、ABC S △又有怎样的数量关系?请写出你的猜想,不需证明.3已知:ABC △的高AD 所在直线与高BE 所在直线相交于点F .(1)如图l ,若ABC △为锐角三角形,且45ABC ∠=°,过点F 作FG BC ∥,交直线AB 于点G ,求证:FG DC AD +=;(2)如图 2,若135ABC ∠=°,过点F 作FG BC ∥,交直线AB 于点G ,则FG 、AC D FE N M O B C D H AF N M 1 2图1图2 图3 A B D F G E A EC FB D 图1图3ADFECBADBCE 图2FDC 、AD 之间又有怎样的数量关系?请写出你的猜想,不需证明.4已知:正方形ABCD 中,45MAN ∠=,MAN ∠绕点A 顺时针旋转,它的两边分别交CB DC ,(或它们的延长线)于点M N ,. 当MAN ∠绕点A 旋转到BM DN =时(如图1),易证BM DN MN +=. (1)当M A N ∠绕点A 旋转到BM DN ≠时(如图2),线段BM DN ,和MN 之间有怎样的数量关系?写出猜想,并加以证明.(2)当MAN ∠绕点A 旋转到如图3的位置时,线段BM DN ,和MN 之间又有怎样的数量关系?请直接写出你的猜想.5已知:如图,BD 、CE 分别是△ABC 的外角平分线,过点A 作AF ⊥BD ,AG ⊥CE ,B B M BC N CNC N M 图1 图2 图3 A A AD D D AEC D GB F(图1) AE CB D FG(图2)垂足分别为F 、G ,连结FG ,延长AF 、AG 与直线BC 相交,易证:)(21AC BC AB FG ++=,若:(1)BD 、CE 分别是△ABC 的内角平分线(如图2);(2)BD 为△ABC 的内角平分线,CE 为△ABC 的外角平分线(如图3),则在图2、图3两种情况下,线段FG 与△ABC 三边又有怎样的数量关系?请写出你的猜测,并对其中的一种情况进行证明。
第26题图1G FEDCBA第26题图2GFEDC BA第26题图3GFED CBA6已知四边形ABCD 中,AB AD ⊥,BC CD ⊥,AB BC =,120ABC =∠,60MBN = ∠,MBN ∠绕B 点旋转,它的两边分别交AD DC ,(或它们的延长线)于E F ,.当MBN ∠绕B 点旋转到AE CF =时(如题图1),易证AE CF EF +=.当MBN ∠绕B 点旋转到AE CF ≠时,在图2和图3这两种情况下,上述结论是否成立?若成立,请给予证明;若不成立,线段AE CF ,,EF 又有怎样的数量关系?请写出你的猜想,不需证明.7已知∠AOB=900,在∠AOB 的平分线OM 上有一点C ,将一个三角板的直角顶点与C 重合,它的两条直角边分别与OA 、OB(或它们的反向延长线)相交于点D 、E .当三角板绕点C 旋转到CD 与OA 垂直时(如图1),易证:OD+OE=2OC .当三角板绕点C 旋转到CD 与OA 不垂直时,在图2、图3这两种情况下,上述结论是否还成立?若成立,请给予证明;若不成立,线段OD 、OE 、OC 之间又有怎样的数量关系?请写出你的猜想,不需证明.图1 A B C D E F M N 图2 A B CD E F M N 图3AB C D E F M N图1 图2 图38已知矩形ABCD 和点P ,当点P 在图1中的位置时,则有结论:S △PBC =S △PAC +S △PCD 理由:过点P 作EF 垂直BC ,分别交AD 、BC 于E 、F 两点.图l∵ S △PBC +S △PAD =12BC ·PF+12AD ·PE=12BC (PF+PE )=12BC ·EF=12S 矩形ABCD又∵ S △PAC +S △PCD +S △PAD =12S 矩形ABCD∴ S △PBC +S △PAD = S △PAC +S △PCD +S △PAD . ∴ S △PB C =S △PA C +S △P CD .请你参考上述信息,当点P 分别在图2、图3中的位置时,S △PB C 、S △PAC 、S PCD 又有怎样的数量关系?请写出你对上述两种情况的猜想,并选择其中一种情况的猜想给予证明.图2 图39已知:点 C 是∠MAN 平分线上一点∠BCD 两边 CB 、CD 分别与射线 AM 、AN 相交于 B 、D 两点,且∠BCD +∠MAN = 180° .(1)当∠MAN = 90°(如图l )时,求证:AB + AD=2AC ;(2)若∠MAN = 60°(如图2 ) ,则AB 、AD 、AC之间又有怎样的数量关系?请写出你的猜想,不需证明.10..在ABC△中,AB AC=,点D是直线BC上一点(不与B C、重合),以AD为一边在AD的右侧..作ADE△,使AD AE DAE BAC=∠=∠,,连接CE.(1)如图1,当点D在线段BC上,如果90BAC∠=°,则BCE∠=度;(2)设BACα∠=,BCEβ∠=.①如图2,当点D在线段BC上移动,则αβ,之间有怎样的数量关系?请说明理由;②当点D在直线BC上移动,则αβ,之间有怎样的数量关系?请直接写出你的结论.11ABC△是等边三角形,点D是射线BC上的一个动点(点D不与点B C、重合),ADE△是以AD为边的等边三角形,过点E作BC的平行线,分别交射线AB AC、于点F G、,连接BE.(1)如图(a)所示,当点D在线段BC上时.①求证:AEB ADC△≌△;②探究四边形BCGE是怎样特殊的四边形?并说明理由;(2)如图(b)所示,当点D在BC的延长线上时,直接写出(1)中的两个结论是否成立?(3)在(2)的情况下,当点D运动到什么位置时,四边形BCGE是菱形?并说明理由.AEEAC CDDB B图1 图2A A备用图B C B C备用图AGCDBFE图1ADCBF E G图12已知:如图所示,直线MA NB MAB ∠∥,与NBA ∠的平分线交于点C ,过点C 作一条直线l 与两条直线MA NB 、分别相交于点D E 、.(1)如图1所示,当直线l 与直线MA 垂直时,猜想线段AD BE AB 、、之间的数量关系,请直接写出结论,不用证明;(2)如图2所示,当直线l 与直线MA 不垂直且交点D E 、都在AB 的同侧时,(1)中的结论是否成立?如果成立,请证明:如果不成立,请说明理由; (3)当直线l 与直线MA 不垂直且交点D E 、在AB 的异侧时,(1)中的结论是否仍然成立?如果成立,请说明理由;如果不成立,那么线段AD BE AB 、、之间还存在某种数量关系吗?如果存在,请直接写出它们之间的数量关系.13.图中是一副三角板,45°的三角板Rt △DEF 的直角顶点D 恰好在30°的三角板Rt △ABC 斜边AB 的中点处,∠A =30o,∠E = 45o,∠EDF=∠ACB=90 o,DE 交AC 于点G ,GM ⊥AB 于M .(1)如图①,当DF 经过点C 时,作CN ⊥AB 于N ,求证:AM=DN .(2)如图②,当D F ∥AC 时,DF 交BC 于H ,作HN ⊥AB 于N ,(1)的结论仍然成立,请你说明理由.14D A BE DC M N l A B ED C M N l A B C M N A B C M N 图1图2 备用图 备用图 E B①B ②图1A HC (M )D EB F G (N ) G图2AHCDBFNM 图3是线段CE的中点.四边形BCGF和CDHN都是正方形.AE的中点是M.(1)如图1,点E在AC的延长线上,点N与点G重合时,点M与点C重合,求证:FM = MH,FM⊥MH;(2)将图1中的CE绕点C顺时针旋转一个锐角,得到图2,求证:△FMH是等腰直角三角形;(3)将图-2中的CE缩短到图-3的情况,△FMH还是等腰直角三角形吗?(不必说明理由)15.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°, ∠B =60°,BC=2.点0是AC的中点,过点0的直线l从与AC重合的位置开始,绕点0作逆时针旋转,交AB边于点D.过点C作CE∥AB交直线l于点E,设直线l的旋转角为α.(1)①当α=________度时,四边形EDBC是等腰梯形,此时AD的长为_________;②当α=________度时,四边形EDBC是直角梯形,此时AD的长为_________;(2)当α=90°时,判断四边形EDBC是否为菱形,并说明理由.16如图①,四边形ABCD是正方形, 点G是BC上任意一点,DE⊥AG于点E,BF⊥AG于点F.(1) 求证:DE-BF = EF.(2) 当点G为BC边中点时, 试探究线段EF与GF之间的数量关系,并说明理由.(3) 若点G为CB延长线上一点,其余条件不变.请你在图②中画出图形,写出此时DE、BF、EF之间的数量关系(不需要证明).17. .如图1,若△ABC和△ADE为等边三角形,M,N分别EB,CD的中点,易证:CD=BE,△AMN是等边三角形.(1)当把△ADE绕A点旋转到图2的位置时,CD=BE是否仍然成立?若成立请证明,若不成立请说明理由;1(2)当△ADE绕A点旋转到图3的位置时,△AMN是否还是等边三角形?若是,请给出证明,图1 图2 图318 将两个全等的直角三角形ABC 和DBE 按图①方式摆放,其中∠ACB =∠DEB =90º,∠A =∠D =30º,点E 落在AB 上,DE 所在直线交AC 所在直线于点F . (1)求证:AF +EF =DE ;(2)若将图①中的△DBE 绕点B 按顺时针方向旋转角α,且0º<α<60º,其他条件不变,请在图②中画出变换后的图形,并直接写出(1)中的结论是否仍然成立; (3)若将图①中的△DBE 绕点B 按顺时针方向旋转角β,且60º<β<180º,其他条件不变,如图③.你认为(1)中的结论还成立吗?若成立,写出证明过程;若不成立,请写出此时AF 、EF 与DE 之间的关系,并说明理由.19. 如图,在△ABC 中,D 是BC 边上的中点,DE ⊥DF,DE 交AB 于点E ,DF 交AC 于点F ,连结EF 。