中考数学几何证明经典难题

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2023年数学中考试题精选:几何综合证明(一)

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。

中考数学压轴题重难点突破十 几何图形综合题 类型五利用三角函数解决与√2 ,√3,二分之一有关的问题

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(3)Ⅰ)如图②,由(2)知△ADG∽△ACE, ∴DCGE=AADC= 22,∴DG= 22CE, ∵四边形 ABCD 是正方形, ∴AD=BC=8 2,AC= AB2+BC2=16, ∵AG= 22AD,∴AG= 22AD=8,
∵四边形 AFEG 是正方形, ∴∠AGE=90°,GE=AG=8, ∵C,G,E 三点共线, ∴CG= AC2-AG2= 162-82=8 3, ∴CE=CG-EG=8 3-8,
(1)解:如图①中,设 AC=CD=x. 在 Rt△ACB 中,AB=10,AC=x,BC=CD+BD=x+2, ∵AB2=AC2+BC2,∴102=x2+(x+2)2, 解得 x=6 或-8(舍弃), ∵12AC·BC=12AB·CE,
∴CE=61×08=254.
(2)证明:如图②中,作 DH⊥CF 于点 H. ∵∠ACD=∠AEC=∠DHC=90°, ∴∠ACE+∠CAE=90°,∵∠ACE+∠BCE=90°, ∴∠CAE=∠DCH,∴△ACE≌△CDH,∴AE=CH, 在 Rt△DHF 中,∵∠DHF=90°,∠F=30°, ∴HF=DF·cos 30°= 23DF, ∴CF=CH+FH=AE+ 23DF.
(3)AB=8 2,AG= 22AD,将正方形 AFEG 绕 A 逆时针方向旋转α(0°<α <360°),当 C,G,E 三点共线时,请直接写出 DG 的长度.
解:(1)∵四边形 ABCD 是正方形,四边形 AFEG 是正方形, ∴∠AGE=∠D=90°,∠DAC=45°, ∴AAEG= 2,EG∥CD,
若题中已知一条边,常以这条边为直角边或斜边构造等腰直角三角形, 就会出现 2倍数量关系.
方法二:构造含 30°角的直角三角形( 3,12倍数量关系)

中考数学专题复习八几何证明题

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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.。

2023年中考数学 几何培优专题:线段等量关系的证明(含答案)

2023年中考数学 几何培优专题:线段等量关系的证明(含答案)

2023中考数学 几何培优专题:线段等量关系的证明(含答案)1. 已知:在ABC △中AB AC =,点D 为BC 边的中点,点F 是AB 边上一点,点E 在线段DF 的延长线上,BAE BDF ∠=∠,点M 在线段DF 上,ABE DBM ∠=∠. (1)如图1-1,当45ABC ∠=︒时,求证:2AE MD =;(2)如图1-2,当60ABC ∠=︒时,则线段AE 、MD 之间的数量关系为____________;(3)在(2)的条件下延长BM 到P ,使MP BM =,连接CP ,若7AB =,27AE =,求tan PCB ∠和tan ACP ∠的值.图1-1 图1-2(1)证明:如图1,连接AD .∵AB AC =,BD CD =,∴AD BC ⊥.又∵45ABC ∠=︒,∴cos BD AB ABC =⋅∠,即2AB BD =. ∵BAE BDM ∠=∠,ABE DBM ∠=∠,∴ABE DBM ∽△△.∴2AE AB DM DB ==,∴2AE MD =.(2)∵1cos cos602ABC ∠=︒=,∴1cos 2MD AE ABC AE =⋅∠=⋅,∴2AE MD =.(3)如图2,连接AD ,EP . ∵AB AC =,60ABC ∠=︒, ∴ABC △是等边三角形. 又∵D 为BC 的中点,∴AD BC ⊥,30DAC ∠=︒,12BD DC AB ==.∵BAE BDM ∠=∠,ABE DBM ∠=∠, ∴ABE DBM ∽△△.∴2BE ABBM DB ==,AEB DMB ∠=∠. ∴2EB BM =. 又∵BM MP =, ∴EB BP =.∵60EBM ABC ∠=∠=︒, ∴BEP △为等边三角形, ∴EM BP ⊥, ∴90BMD ∠=︒, ∴90AEB ∠=︒,在Rt AEB △中,AE =7AB =,∴BE∴tan EAB ∠. ∵D 为BC 中点,M 为BP 中点,∴DM//PC .∴MDB PCB ∠=∠,∴EAB PCB ∠=∠.∴tan PCB ∠=.在Rt ABD △中,sin AD AB ABD =⋅∠在Rt NDC △中,tan ND DC NCD =⋅∠,∴NA AD ND =-.过N 作NH AC ⊥,垂足为H .在Rt ANH △中,12NH AN ==,21cos 8AH AN NAH =⋅∠=,∴358CH AC AH =-=,∴tan ACP ∠=.2.如图,在Rt ABC△中,90ACB∠=︒,1AC=,7BC=,点D是边CA延长线的一点,AE BD⊥,垂足为点E,AE的延长线交CA的平行线BF于点F,连结CE交AB于点G.(1)当点E是BD的中点时,求tan AFB∠的值;(2)CE AF⋅的值是否随线段AD长度的改变而变化?如果不变,求出CE AF⋅的值;如果变化,请说明理由;(3)当BGE△和BAF△相似时,求线段AF的长.(1)过点E作EH CD⊥于H,如图1,则有90EHA EHD∠=∠=︒.∵90BCD∠=︒,BE DE=,∴CE DE=.∴CH DH=,∴1722 EH BC==.设AH x=,则1DH CH x==+.∵AE BD⊥,∴90 AEH DEH AED∠+∠=∠=︒.∵90AEH EAH∠+∠=︒,∴EAH DEH∠=∠,∴AHE EHD∽△△,∴AH EH EH DH=,∴2EH AH DH=⋅,∴27(1)2x x⎛⎫=+⎪⎝⎭,解得5212x-=(舍负),∴75212tan75212EHEAHAH+∠===-.∵BF//CD,∴AFB EAH∠=∠,∴521tan 7AFB +∠=; (2)CE AF ⋅的值不变.取AB 的中点O ,连接OC 、OE ,如图2, ∵90BCA BEA ∠=∠=︒, ∴OC OA OB OE ===, ∴点A 、C 、B 、E 共圆,∴BCE BAF ∠=∠,180CBE CAE ∠+∠=︒. ∵BF//CD ,∴180BFA CAE ∠+∠=︒, ∴CBE BFA ∠=∠,∴BCE FAB ∽△△, ∴BC CE FA AB=,∴CE FA BC AB ⋅=⋅. ∵90BCA ∠=︒,7BC =,1AC =,∴52AB =,∴752=352CE FA ⋅=⨯;(3)过点E 作EH CD ⊥于H ,作EM BC ⊥于M ,如图3, ∴90EMC MCH CHE ∠=∠=∠=︒, ∴四边形EMCH 是矩形.∵BCE FAB ∽△△,BGE △与FAB △相似, ∴BGE △与BCE △相似, ∴EBG ECB ∠=∠.∵点A 、C 、B 、E 共圆, ∴ECA EBG ∠=∠,∴ECB ECA ∠=∠,∴EM EH =, ∴矩形EMCH 是正方形, ∴CM CH =.∵1452ECB ECA BCA ∠=∠=∠=︒,∴45EBA EAB ∠=∠=︒, ∴EB EA =,∴Rt Rt (HL)BME AHE ≌△△,∴BM AH =.设AH x =,则BM x =,7CM x =-,1CH x =+, ∴71x x -=+,∴3x =,∴4CH =.在Rt CHE △中,42cos 2CH ECH CE CE ∠===, ∴42CE =.由(2)可得352CE FA ⋅=,∴35235=442AF =.3. 已知:ACB △与DCE △为两个有公共顶点C 的等腰直角三角形,且90ACB DCE ∠=∠=︒,AC BC =,DC EC =.把DCE △绕点C 旋转,在整个旋转过程中,设BD 的中点为N ,连接CN .(1)如图3-1,当点D 在BA 的延长线上时,连接AE ,求证:2AE CN =;(2)如图3-2,当DE 经过点A 时,过点C 作CH BD ⊥,垂足为H ,设AC 、BD 相交于F ,若4NH =,16BH =,求CF 的长.(1)证明:延长CN 至点K ,使NK CN =,连接DK , ∵90DCA ACE ∠+∠=︒,90BCE ACE ∠+∠=︒, ∴180DCB ACE ∠+∠=︒,∴KDN CBN ∠=∠,∴DK//BC ,∵DN NB =,CN NK =,DNK BNC ∠=∠, ∴DNK BNC ≌△△,∴DK BC AC ==,∴180KDC DCB ∠+∠=︒,∵KDC ACE ∠=∠, 又∵DK AC =,CD CE =,∵KDC ACE ≌△△, ∴AE CK =,∴2AE CN =;(2)延长CN 交DE 于点P ,延长CH 交DE 于点M ,图3-1D A NB EC图① 图② 备用图D A N BE DF A N H C C B ED B EF A N H KP M C备用图BF AN H CE图3-2A F N H DC B E4. 已知:在ABC △中,90ACB ∠=︒,点P 是线段AC 上一点,过点A 作AB 的垂线,交BP的延长线于点M ,MN AC ⊥于点N ,PQ AB ⊥于点Q ,AQ MN =.(1)如图4-1,求证:PC AN =;(2)如图4-2,点E 是MN 上一点,连接EP 并延长交BC 于点K ,点D 是AB 上一点,连接DK ,DKE ABC ∠=∠,EF PM ⊥于点H ,交BC 延长线于点F ,若2NP =,3PC =,:2:3CK CF =,求DQ 的长.图4-1 图4-2AQNPMAMQDNEPHAQ NPM B CAMQDNEPHB KC F GT图①图②5. 在ABC △中,90ACB ∠=︒.经过点B 的直线l (l 不与直线AB 重合)与直线BC 的夹角等于ABC ∠,分别过点C 、点A 作直线l 的垂线,垂足分别为点D 、点E .(1)若45ABC ∠=︒,1CD =(如图),则AE 的长为_______; (2)写出线段AE 、CD 之间的数量关系,并加以证明; (3)若直线CE 、AB 交于点F ,56CF EF =,4CD =,求BD 的长.(1)2AE =.(2)线段AE 、CD 之间的数量关系为2AE CD =. 证明:如图1,延长AC 与直线l 交于点G . 依题意,可得12∠=∠. ∵90ACB ∠=︒,∴34∠=∠. ∴BA BG =,∴CA CG =.∵AE l ⊥,CD l ⊥,∴CD //AE . ∵C 为AG 的中点,∴2AE CD =.(3)解:当点F 在线段AB 上时,如图2, 过点C 作CG //l 交AB 于点H ,交AE 于点G . ∴2HCB ∠=∠.∵12∠=∠,∴1HCB ∠=∠. ∴CH BH =.∵90ACB ∠=︒,∴34901HCB ∠+∠∠+∠=︒=. ∴34∠∠=.∴CH AH BH ==. ∵CG //l ,∴FCH △∽FEB △. ∴56CF CH EF EB ==. 设5CH x =,6BE x =,则10AB x =. ∴在AEB △中,90AEB ∠=︒,8AE x =. 由(2)得,2AE CD =.∵4CD =,∴8AE =.∴1x =. ∴10AB =,6BE =,5CH =. ∵CG //l ,∴AGH AEB △△∽. ∴12HG AH BE AB ==.∴3HG =. ∴8CG CH HG =+=. ∵CG //l ,CD //AE ,A C()D B E l图1A C3124G D B E l图2AC124D B El3GHF∴四边形CDEG 为平行四边形. ∴8DE CG ==.∴2BD DE BE =-=.当点F 在线段BA 的延长线上时,如图3, 同理可得5CH =,3GH =,6BE =. ∴2DE CG CH HG ==-=. ∴8BD DE BE =+=. ∴2BD =或8.6. 如图,在平面直角坐标系中,直线l 平行x 轴,交y 轴于点A ,第一象限内的点B 在l 上,连结OB ,动点P 满足90APQ ∠=︒,PQ 交x 轴于点C .(1)当动点P 与点B 重合时,若点B 的坐标是(2,1),求P A 的长.(2)当动点P 在线段OB 的延长线上时,若点A 的纵坐标与点B 的横坐标相等,求:PA PC 的值.(3)当动点P 在直线OB 上时,点D 是直线OB 与直线CA 的交点,点E 是直线CP 与y 轴的交点,若ACE AEC ∠=∠,2PD OD =,求:PA PC 的值.(1)∵点P 与点B 重合,点B 的坐标是(2,1), ∴点P 的坐标是(2,1).∴P A 的长为2.(2)过点P 作PM x ⊥轴,垂足为M ,过点P 作PN y ⊥轴,垂足为N ,如图1所示.∵点A 的纵坐标与点B 的横坐标相等, ∴OA AB =.∵90OAB ∠=︒,∴45AOB ABO ∠=∠=︒. ∵90AOC ∠=︒,∴45POC ∠=︒. ∵PM x ⊥轴,PN y ⊥轴,∴PM PN =,90ANP CMP ∠=∠=︒. ∴90NPM ∠=︒.∵90APC ∠=︒. ∵APN CPM ∠=∠,PN PM =,ANP CMP ∠=∠, ∴ANP CMP ≌△△.∴PA PC =. ∴:PA PC 的值为1:1.(3)①若点P 在线段OB 的延长线上,过点P 作PM x ⊥轴,垂足为M ,过点P 作PN y ⊥轴,垂足为N ,PM 与直线AC 的交点为F ,如图2所示. ∵APN CPM ∠=∠,ANP CMP ∠=∠,∴ANP CMP ∽△△.∴PA PNPC PM=. ∵ACE AEC ∠=∠,∴AC AE =. ∵AP PC ⊥,∴EP CP =.∵PM//y 轴,∴AF CF =,OM CM =.∴12FM OA =.设OA x =,∵PF//OA ,∴PDF ODA ∽△△.∴PF PDOA OD=∵2PD OD =,∴22PF OA x ==,12FM x =.∴52PM x =.∵90APC ∠=︒,AF CF =, ∴24AC PF x ==. ∵90AOC ∠=︒,∴OC =.∵90PNO NOM OMP ∠=∠=∠=︒, ∴四边形PMON 是矩形.∴PN OM =.∴5:::2PA PC PN PM x ===. ②点P 在BO 延长线上时,同理可得:32PM x =,24CA PF x ==,OC =.∴12PN OM OC ==.∴3:::PA PC PN PM x ===. 综上所述::PA PC.7. 正方形ABCD 和等腰直角DEF △有公共点D ,点E 在AD 边上,点F 在CD 的延长线上,连接CE ,AF .(1)试判断线段CE 和AF 的数量关系和位置关系,并证明你的结论;(2)将DEF △绕点D 按顺时针方向旋转,当点E 落在AC 上时,设EF 与AD 交于点M . ①求证:AEM CDE ∽△△;②当34AE EC =时,求AM MD的值.(1)CE AF ⊥,CE AF =.证明略 (2)①∵AC 为正方形ABCD 的对角线 ∴45DAC ACD ∠=∠=︒,∵45FED ∠=︒,180FED AEM CED ∠+∠+∠=︒,180MAE AME AEM ∠+∠+∠=︒, ∴CED AME ∠=∠,∴AEM CDE ∽△△,②∵AEM CDE ∽△△,∴AE AMDC=, ∴设3AE a =,4EC a =,则DC =,4AMa=,∴AM ,∴MD =, ∴2425AM MD =. A B C E A BF D CEM8. 已知:在菱形ABCD 中,O 是对角线BD 上的一动点.(1)如图2-1,P 为线段BC 上一点,连接PO 并延长交AD 于点Q ,当O 是BD 的中点时,求证:OP OQ =;(2)如图2-2,连接AO 并延长,与DC 交于点R ,与BC 的延长线交于点S .若4AD =,60DCB ∠=︒,10BS =,求AS 和OR 的长.图2-1 图2-2(1)证明:∵ABCD 为菱形,∴AD//BC ,∴OBP ODQ ∠=∠,∵O 是是BD 的中点,∴OB OD =,在BOP △和DOQ △中,∵OBP ODQ ∠=∠,OB OD =,BOP DOQ ∠=∠,∴(ASA)BOP DOQ ≌△△,∴OP OQ =. (2)解:如图,过A 作AT BC ⊥,与CB 的延长线交于T .∵ABCD 是菱形,60DCB ∠=︒,∴4AB AD ==,60ABT ∠=︒,∴sin 60AT AB =︒=,cos602TB AB =︒=, ∵10BS =,∴12TS TB BS =+=,∴AS = ∵AD//BS ,∴AOD SOB △△∽. ∴42105AO AD OS SB ===, 则25AS OS OS -=,∴75AS OS =,∵AS =75OS AS ==. 同理可得ARD SRC △△∽,∴4263AR AD RS SC ===,则23AS SR RS -=,∴5AS =,∴3RS AS ==∴OR OS RS =-=-=.A DB C S O R TA QDOBP CA DB C SOR9. 在矩形ABCD 中,点P 在AD 上,2AB =,1AP =.将直角尺的顶点放在P 处,直角尺的两边分别交AB ,BC 于点E ,F ,连接EF (如图3-1). (1)当点E 与点B 重合时,点F 恰好与点C 重合(如图3-2),求PC 的长; (2)探究:将直尺从图3-2中的位置开始,绕点P 顺时针旋转,当点E 和点A 重合时停止.在这个过程中,请你观察、猜想,并解答:①tan ∠PEF 的值是否发生变化?请说明理由;②直接写出从开始到停止,线段EF 的中点经过的路线长.图3-1 图3-2(1)在矩形ABCD 中,90A D ∠=∠=︒,1AP =,2CD AB ==,则PB =, ∴90ABP APB ∠+∠=︒,又∵90BPC ∠=︒,∴90APB DPC ∠+∠=︒,∴ABP DPC ∠=∠,∴APB DCP ∽△△,∴AP PBCD PC=,即12=PC =故答案为:(2)①PF PE的值不变,理由为:证明:过F 作FG AD ⊥,垂足为G ,则四边形ABFG 是矩形,∴90A PGF ∠=∠=︒,2GF AB ==, ∴90AEP APE ∠+∠=︒,又∵90EPF ∠=︒, ∴90APE GPF ∠+∠=︒,∴AEP GPF ∠=∠,∴APE GFP ∽△△,∴2PF GFPE AP==,∴Rt EPF △中,tan 2PFPEF PE∠==,∴PF PE的值不变. ②线段EF.A P DEB F CGA P DE BF C A P D ()()B E C F10. 已知:ABC △中,2ACB ABC ∠=∠,AD 为BAC ∠的平分线,E 为线段AC 上一点,过E作AD 的垂线交直线AB 于F . (1)当E 点与C 点重合时(如图4-1),求证:BF DE =;(2)连接BE 交AD 于点N ,M 是BF 的中点,连接DM (如图4-2),若DM BF ⊥,4DC =,:3:2ABD ACD S S =△△,求DN 的长.图4-1 图4-2(1)连接DF ,设AD 与EF 交于点K ,∵AD 是BAC ∠的平分线,∴BAD CAD ∠=∠, ∵EF AD ⊥,∴90AKF AKE ∠=∠=︒,∴AFK AEK ∠=∠,∴AF AE =,∴AFD AED ≌△△, ∴DF DE =,AFD AED ∠=∠,又∵2ACB ABC ∠=∠,∴FBD FDB ∠=∠,∴BF DF =,∴DE BF =; (2)过A 作AP ⊥BC 于点P ,过D 作DQ ⊥AC 于点Q .连接DF ,∵:3:2ABD ACD S S =△△,即132122BD APDC AP ⋅=⋅, ∴32BD DC =,∵4DC =,∴6BD =, AF()BD CE BD CFAMEN图1 图2 A F ()B D C E B D C F A M E N K Q P∵AD 是BAC ∠的平分线,DM AB ⊥,DQ AC ⊥,∴DM DQ =,∴132122AB DMAC DQ ⋅=⋅,∴32AB AC =由(1)可得:AQ AM =,DC BM =,∴AB AC DC =+, ∴32AC DC AC +=,∴8AC =,12AB =,设PC x =,则10BP x =-,又勾股定理得:22222AB BP AC PC AP -=-=, 即22122(10)82x x --=-,解得:1x =,∴3DP =, 又22222AD DP AC PC AP -=-=, ∴272AD =,AD =EF AD ⊥, ∴90AKF AKE ∠=∠=︒. ∵DA 平分BAC ∠, ∴FAD EAD ∠=∠,∴AFE AEF ∠=∠,∴AF AE =, ∴AFD AED ≌△△,∴AFD AED ∠=∠,DF DE =, 又∵DB DF =, ∴6DB DE ==,∴BFD DEC DBF ∠=∠=∠,∴180180C DEC C DBF ︒-∠-∠=︒-∠-∠, ∴2EDC BAC DAE ∠=∠=∠, 又∵2EDC NED ∠=∠, ∴DAE NED ∠=∠, ∵ADE EDN ∠=∠, ∴DAE DEN ∽△△, ∴DA DE DE DN=, ∴2DE DN DA =⋅,即36DN =⋅,∴DN =。

中考复习初中数学几何证明 试题(含答案)

中考复习初中数学几何证明 试题(含答案)

初中几何证明题经典题(一)1、已知:如图,O 是半圆的圆心,C 、E 是圆上的两点,CD ⊥AB ,EF ⊥AB ,EG ⊥CO . 求证:CD =GF .(初二).如下图做GH ⊥AB,连接EO 。

由于GOFE 四点共圆,所以∠GFH =∠OEG , 即△GHF ∽△OGE,可得EO GF =GO GH =COCD,又CO=EO ,所以CD=GF 得证。

2、已知:如图,P 是正方形ABCD 内点,∠PAD =∠PDA =150. 求证:△PBC 是正三角形.(初二).3、如图,已知四边形ABCD 、A 1B 1C 1D 1都是正方形,A 2、B 2、C 2、D 2分别是AA 1、BB 1、CC 1、DD 1的中点.求证:四边形A 2B 2C 2D 2是正方形.(初二)APCDB D 2C 2 B 2 A 2D 1C 1B 1C B DA A 1 AFGCEBOD4、已知:如图,在四边形ABCD 中,AD =BC ,M 、N 分别是AB 、CD 的中点,AD 、BC的延长线交MN 于E 、F .求证:∠DEN =∠F .经典题(二)1、已知:△ABC 中,H 为垂心(各边高线的交点),O(1)求证:AH =2OM ; (2)若∠BAC =600,求证:AH =AO .(初二)2、设MN 是圆O 外一直线,过O 作OA ⊥MN 于A ,自A 及D 、E ,直线EB及CD 分别交MN 于P 、Q . 求证:AP =AQ .(初二)3、如果上题把直线MN 由圆外平移至圆内,则由此可得以下命题:设MN 是圆O 的弦,过MN 的中点A 任作两弦BC 、DE ,设CD 、EB 分别交MN 于P 、Q . 求证:AP =AQ .(初二)4、如图,分别以△ABC 的AC 和BC 为一边,在△ABC 的外侧作正方形ACDE 和正方形CBFG ,点P 是EF 的中点.BF求证:点P 到边AB 的距离等于AB 的一半.经典题(三)1、如图,四边形ABCD 为正方形,DE ∥AC ,AE =AC ,AE 与CD 相交于F .求证:CE =CF .(初二)2、如图,四边形ABCD 为正方形,DE ∥AC ,且CE =CA ,直线EC 交DA 延长线于F .求证:AE =AF .(初二)3、设P 是正方形ABCD 一边求证:PA =PF .(初二)4、如图,PC 切圆O 于C ,AC 为圆的直径,PEFB 、D .求证:AB =DC ,BC =AD .(初三)经典题(四)1、已知:△ABC 是正三角形,P 是三角形内一点,PA =3,PB =4,PC =5. 求:∠APB 的度数.(初二)2、设P 是平行四边形ABCD 内部的一点,且∠PBA =∠PDA . 求证:∠PAB =∠PCB .(初二)3、设ABCD 为圆内接凸四边形,求证:AB ·CD +AD ·BC =AC ·BD .(初三)4、平行四边形ABCD 中,设E 、F 分别是BC 、AB 上的一点,AE 与CF 相交于P ,且 AE =CF .求证:∠DPA =∠DPC .(初二)经典难题(五)1、 设P 是边长为1的正△ABC 内任一点,L =PA +PB +PC ,求证:≤L <2.2、已知:P 是边长为1的正方形ABCD 内的一点,求PA +PB +PC 的最小值. A P CB P A D CB C B D A F PD E CB A APCB3、P为正方形ABCD内的一点,并且PA=a,PB=2a,PC=3a,求正方形的边长.4、如图,△ABC中,∠ABC=∠ACB=800,D、E分别是AB、AC上的点,∠DCA=300,∠EBA=200,求∠BED的度数.经典题(一)1.如下图做GH⊥AB,连接EO。

中考数学解答题压轴题突破 重难点突破十 几何综合题

中考数学解答题压轴题突破 重难点突破十 几何综合题

(1)证明:∵四边形 ABCD 是矩形,
∴AB∥CD,AB=CD,∠A=90°.
∵点 E,F 分别是 AB,CD 的中点,
1
1
∴AE=2AB,DF=2CD,∴AE=DF.
∵AE∥DF,∴四边形 AEFD 是平行四边形,
∵∠A=90°,∴四边形 AEFD 是矩形.
(2)解:如解图①,连接 OA,AM, ∵点 A 关于 BP 的对称点为点 M, ∴BP 垂直平分 AM, ∴OA=OM. ∵四边形 AEFD 是矩形, ∴EF⊥AB. ∵点 E 是 AB 的中点, ∴EF 垂直平分 AB, ∴OA=OB,∴OB=OM.
(3)证明:如解图,连接 AC,过点 B 作 BP∥AC 交 AF 的延长线于点 P, ∴△BFP∽△CFA, ∴BCFF=BCPA, ∵四边形 ABCD 是平行四边形,AB=AD, ∴四边形 ABCD 是菱形, ∵∠ABC=60°, ∴∠PBC=∠ACB=60°. ∴∠ABP=120°,∴∠DAE=∠ABP,
在△ADE 与△BAP 中, ∠DAE=∠ABP, AD=AB, ∠ADE=∠BAF, ∴△ADE≌△BAP(ASA),
∴AE=BP,
又∵AC=AD, BF AE
∴CF=AD.
类型二:动点问题
(省卷:2017T23;昆明:2020T23)
(2020·岳阳)如图 1,在矩形 ABCD 中,AB=6,BC=8,动点 P,Q 分別从 C 点,A 点同时以每秒 1 个单位长度的速度出发,且分别在边 CA, AB 上沿 C→A,A→B 的方向运动,当点 Q 运动到点 B 时,P,Q 两点同时 停止运动.设点 P 运动的时间为 t(s),连接 PQ,过点 P 作 PE⊥PQ,PE 与边 BC 相交于点 E,连接 QE.

中考数学总复习必做几何经典难题及答案

中考数学总复习必做几何经典难题及答案

经典难题(一)1、已知:如图,O 是半圆的圆心,C 、E 是圆上的两点,CD ⊥AB ,EF ⊥AB ,EG ⊥CO . 求证:CD =GF .(初二)2、已知:如图,P 是正方形ABCD 内点,∠PAD =∠PDA =150.求证:△PBC 是正三角形.(初二)3、如图,已知四边形ABCD 、A 1B 1C 1D 1都是正方形,A 2、B 2、C 2、D 2分别是AA 1、BB 1、CC 1、DD 1的中点.求证:四边形A 2B 2C 2D 2是正方形.(初二)4、已知:如图,在四边形ABCD 中,AD =BC ,M 、N 分别是AB 、CD 的中点,AD 、BC的延长线交MN 于E 、F .求证:∠DEN =∠F .A P C DB A FG CEBO D D 2 C 2B 2 A 2D 1 C 1 B 1 C B DA A 1 AN FE CDBP CG FB QA DE1、已知:△ABC 中,H 为垂心(各边高线的交点),O 为外心,且OM ⊥BC 于M .(1)求证:AH =2OM ;(2)若∠BAC =600,求证:AH =AO .(初二)2、设MN 是圆O 外一直线,过O 作OA ⊥MN 于A ,自A 引圆的两条直线,交圆于B 、C 及D 、E ,直线EB 及CD 分别交MN 于P 、Q . 求证:AP =AQ .(初二)3、如果上题把直线MN 由圆外平移至圆内,则由此可得以下命题:设MN 是圆O 的弦,过MN 的中点A 任作两弦BC 、DE ,设CD 、EB 分别交MN于P 、Q .求证:AP =AQ .(初二)4、如图,分别以△ABC 的AC 和BC 为一边,在△ABC 的外侧作正方形ACDE 和正方形CBFG ,点P 是EF 的中点.求证:点P 到边AB 的距离等于AB 的一半.(初二)· A D HE M C B O · GAO D B EC Q P NM · O Q PB DE C N M · A1、如图,四边形ABCD 为正方形,DE ∥AC ,AE =AC ,AE 与CD 相交于F .求证:CE =CF .(初二)2、如图,四边形ABCD 为正方形,DE ∥AC ,且CE =CA ,直线EC 交DA 延长线于F .求证:AE =AF .(初二)3、设P 是正方形ABCD 一边BC 上的任一点,PF ⊥AP ,CF 平分∠DCE .求证:PA =PF .(初二)4、如图,PC 切圆O 于C ,AC 为圆的直径,PEF 为圆的割线,AE 、AF 与直线PO 相交于B 、D .求证:AB =DC ,BC =AD .(初三)D AF D E C B E DA CB F F EP C B A O D BFAECP1、已知:△ABC 是正三角形,P 是三角形内一点,PA =3,PB =4,PC =5.求:∠APB 的度数.(初二)2、设P 是平行四边形ABCD 内部的一点,且∠PBA =∠PDA . 求证:∠PAB =∠PCB .(初二)3、设ABCD 为圆内接凸四边形,求证:AB ·CD +AD ·BC =AC ·BD .(初三)4、平行四边形ABCD 中,设E 、F 分别是BC 、AB 上的一点,AE 与CF 相交于P ,且 AE =CF .求证:∠DPA =∠DPC .(初二)AP C B P A D CB C B DAF PD E C B A1、设P 是边长为1的正△ABC 内任一点,L =PA +PB +PC ,求证:≤L <2.2、已知:P 是边长为1的正方形ABCD 内的一点,求PA +PB +PC 的最小值.3、P 为正方形ABCD 内的一点,并且PA =a ,PB =2a ,PC =3a ,求正方形的边长.4、如图,△ABC 中,∠ABC =∠ACB =800,D 、E 分别是AB 、AC 上的点,∠DCA =300,∠EBA =200,求∠BED 的度数.APCBACBPDEDA A CBPD1.如下图做GH⊥AB,连接EO。

中考数学重难点题型:12道几何探究题解析

中考数学重难点题型:12道几何探究题解析

中考数学重难点题型---12道几何探究题解析考点1 三角形几何探究1.如果三角形的两个内角α与β满足2α+β=90°,那么我们称这样的三角形为“准互余三角形”.(1)若△ABC 是“准互余三角形”,∠C >90°,∠A =60°,则∠B =15°;(2)如图1,在Rt △ABC 中,∠ACB =90°,AC =4,BC =5.若AD 是∠BAC 的平分线,不难证明△ABD 是“准互余三角形”.试问在边BC 上是否存在点E(异于点D),使得△ABE 也是“准互余三角形”?若存在,请求出BE 的长;若不存在,请说明理由.(3)如图2,在四边形ABCD 中,AB =7,CD =12,BD ⊥CD ,∠ABD =2∠BCD ,且△ABC 是“准互余三角形”,求对角线AC 的长.解:(1)∵△ABC 是“准互余三角形”,∠C >90°,∠A =60°,∴2∠B +∠A =90°,解得∠B =15°. (2)如答图1,在Rt △ABC 中,∵∠B +∠BAC =90°,∠BAC =2∠BAD ,∴∠B +2∠BAD =90°, ∴△ABD 是“准互余三角形”. ∵△ABE 也是“准互余三角形”, ∴只有2∠B +∠BAE =90°.∵∠B +∠BAE +∠EAC =90°,∴∠CAE =∠B. ∵∠C =∠C =90°,∴△CAE ∽△CBA ,∴CA 2=CE·CB, ∴CE =165,∴BE =5-165=95.(3)如答图2,将△BCD沿BC翻折得到△BCF,∴CF=CD=12,∠BCF=∠BCD,∠CBF=∠CBD.∵∠ABD=2∠BCD,∠BCD+∠CBD=90°,∴∠ABD+∠DBC+∠CBF=180°,∴点A,B,F共线,∴∠A+∠ACF=90°,∴2∠ACB+∠CAB≠90°,∴只有2∠BAC+∠ACB=90°,∴∠FCB=∠FAC.∵∠F=∠F,∴△FCB∽△FAC,∴CF2=FB·FA,设FB=x,则有x(x+7)=122,∴x=9或x=-16(舍去),∴AF=7+9=16,在Rt△ACF中,AC=AF2+CF2=162+122=20.2.将一副三角尺按图1摆放,等腰直角三角尺的直角边DF恰好垂直平分AB,与AC相交于点G,BC=2 3 cm.(1)求GC的长;(2)如图2,将△DEF绕点D顺时针旋转,使直角边DF经过点C,另一直角边DE与AC相交于点H,分别过H,C作AB的垂线,垂足分别为M,N,通过观察,猜想MD与ND的数量关系,并验证你的猜想.(3)在(2)的条件下,将△DEF沿DB方向平移得到△D′E′F′,当D′E′恰好经过(1)中的点G时,请直接写出DD′的长度.解:(1)在Rt△ABC中,∵BC=23,∠B=60°,∴AC=BC·tan60°=6,AB=2BC=43,在Rt△ADG中,AG=ADcos30°=4,∴CG=AC-AG=6-4=2.(2)结论:DM+DN=2 3.理由:∵HM⊥AB,CN⊥AB,∴∠AMH=∠DMH=∠CNB=∠CND=90°.∵∠A+∠B=90°,∠B+∠BCN=90°,∴∠A=∠BCN,∴△AHM∽△CBN,∴AMCN=HMBN①,同理可证:△DHM∽△CDN,∴DNMH=CNDM②由①②可得AM·BN=DN·DM,∴DMAM=BNDN,∴DM+AMAM=BN+DNDN,∴ADAM=BDDN.∵AD=BD,∴AM=DN,∴DM+DN=AM+DM=AD=2 3.第2题答图(3)如答图,作GK∥DE交AB于K.在△AGK中,AG=GK=4,∠A=∠GKD=30°,作GH⊥AB于H.则AH=AG·cos30°=23,可得AK=2AH=43,此时K与B重合.∴DD′=DB=2 3.考点2四边形几何探究3.我们定义:有一组邻角相等且对角线相等的凸四边形叫做邻对等四边形.概念理解(1)我们所学过的特殊四边形中的邻对等四边形是矩形或正方形; 性质探究(2)如图1,在邻对等四边形ABCD 中,∠ABC =∠DCB ,AC =DB ,AB>CD ,求证:∠BAC 与∠CDB 互补;拓展应用(3)如图2,在四边形ABCD 中,∠BCD =2∠B ,AC =BC =5,AB =6,CD =4.在BC 的延长线上是否存在一点E ,使得四边形ABED 为邻对等四边形?如果存在,求出DE 的长;如果不存在,说明理由.(1)解:矩形或正方形.(2)证明:如答图1,延长CD 至E ,使CE =BA ,连接BE.在△ABC 和△ECB 中,⎩⎨⎧AB =EC ,∠ABC =∠ECB ,BC =CB ,∴△ABC ≌△ECB(SAS), ∴BE =CA ,∠BAC =∠E.∵AC =DB ,∴BD =BE ,∴∠BDE =∠E ,∴∠CDB +∠BDE =∠CDB +∠E =∠BAC +∠CDB =180°,即∠BAC 与∠CDB 互补.(3)解:存在这样一点E ,使得四边形ABED 为邻对等四边形,如答图2,在BC 的延长线上取一点E ,使得CE =CD =4,连接DE ,AE ,BD ,则四边形ABED 为邻对等四边形.理由如下:∵CE =CD ,∴∠CDE =∠CED. ∵∠BCD =2∠ABC ,∴∠ABC =∠DEB ,∴∠ACE =∠BCD.在△ACE 和△BCD 中,⎩⎨⎧AC =BC ,∠ACE =∠BCD ,CE =CD ,∴△ACE ≌△BCD(SAS),∴BD =AE ,四边形ABED 为邻对等四边形. ∵∠CBA =∠CAB =∠CDE =∠CED , ∴△ABC ∽△DEC , ∴AB BC =65=DE CE =DE 4,∴DE =245.4.将矩形ABCD 绕点A 顺时针旋转α(0°<α<360°),得到矩形AEFG.(1)如图,当点E 在BD 上时.求证:FD =CD ;(2)当α为何值时,GC =GB ?画出图形,并说明理由.解:(1)由旋转可得,AE =AB ,∠AEF =∠ABC =∠DAB =90°,EF =BC =AD ,∴∠AEB =∠ABE. ∵∠ABE +∠EDA =90°=∠AEB +∠DEF , ∴∠EDA =∠DEF.∵DE =ED ,∴△AED ≌△FDE(SAS), ∴DF =AE ,∵AE =AB =CD ,∴CD =DF.(2)当GB =GC 时,点G 在BC 的垂直平分线上,分两种情况讨论: ①当点G 在AD 右侧时,如答图1,取BC 的中点H ,连接GH 交AD 于M , ∵GC =GB ,∴GH ⊥BC ,∴四边形ABHM 是矩形, ∴AM =BH =12AD =12AG ,∴GM 垂直平分AD ,∴GD =GA =DA , ∴△ADG 是等边三角形,∴∠DAG =60°, ∴旋转角α=60°;②当点G 在AD 左侧时,如答图2,同理可得△ADG 是等边三角形,∴∠DAG =60°, ∴旋转角α=360°-60°=300°. 综上,α为60°或300°时,GC =GB.5.如图1,边长为4的正方形ABCD 中,点E 在AB 边上(不与点A ,B 重合),点F 在BC 边上(不与点B ,C 重合).第一次操作:将线段EF 绕点F 顺时针旋转,当点E 落在正方形上时,记为点G ; 第二次操作:将线段FG 绕点G 顺时针旋转,当点F 落在正方形上时,记为点H ; 依此操作下去…(1)图2中的△EFD 是经过两次操作后得到的,其形状为等边三角形,求此时线段EF 的长; (2)若经过三次操作可得到四边形EFGH.①请判断四边形EFGH 的形状为正方形,此时AE 与BF 的数量关系是AE =BF ;②以①中的结论为前提,设AE 的长为x ,四边形EFGH 的面积为y ,求y 与x 的函数关系式及面积y 的取值范围.解:(1)如题图2,由旋转性质可知EF =DF =DE ,则△DEF 为等边三角形. 在Rt △ADE 和Rt △CDF 中,⎩⎨⎧AD =CD ,DE =DF ,∴Rt △ADE ≌Rt △CDF(HL).∴AE =CF. 设AE =CF =x ,则BE =BF =4-x ∴△BEF 为等腰直角三角形.∴DE =DF =EF =2(4-x).在Rt △ADE 中,由勾股定理得AE 2+AD 2=DE 2,即x 2+42=[2(4-x)]2, 解得x 1=8-43,x 2=8+43(舍去). ∴EF =2(4-x)=46-4 2.△DEF 的形状为等边三角形,EF 的长为46-4 2.第5题答图(2)①四边形EFGH 的形状为正方形,此时AE =BF.理由如下:依题意画出图形,如答图所示,连接EG ,FH ,作HN ⊥BC 于N ,GM ⊥AB 于M. 由旋转性质可知,EF =FG =GH =HE , ∴四边形EFGH 是菱形, 由△EGM ≌△FHN ,可知EG =FH ,∴四边形EFGH 的形状为正方形,∴∠HEF =90°. ∵∠1+∠2=90°,∠2+∠3=90°,∴∠1=∠3. ∵∠3+∠4=90°,∠2+∠3=90°,∴∠2=∠4.在△AEH 和△BFE 中,⎩⎨⎧∠1=∠3,EH =EF ,∠2=∠4,∴△AEH ≌△BFE(ASA),∴AE =BF.②利用①中结论,易证△AEH ,△BFE ,△CGF ,△DHG 均为全等三角形, ∴BF =CG =DH =AE =x ,AH =BE =CF =DG =4-x.∴y =S 正方形ABCD -4S △AEH =4×4-4×12·x·(4-x)=2x 2-8x +16,∴y =2x 2-8x +16(0<x <4).∵y =2x 2-8x +16=2(x -2)2+8,∴当x =2时,y 取得最小值8;当x =0或4时,y =16.∴y的取值范围为8≤y<16.6.提出问题如图,已知在矩形ABCD中,AB=2,BC=3,点P是线段AD边上的一动点(不与端点A,D重合),连接PC,过点P作PE⊥PC交AB于点E,在点P的运动过程中,图中各角和线段之间是否存在某种关系和规律?特殊求解当点E为AB的中点,且AP>AE时,求证:PE=PC.深入探究当点P在AD上运动时,对应的点E也随之在AB上运动,求整个运动过程中BE的取值范围.解:特殊求解∵PE⊥PC,∴∠APE+∠DPC=90°.∵∠D=90°,∴∠DPC+∠DCP=90°.∴∠APE=∠DCP.∵∠A=∠D=90°,∴△APE∽△DCP,∴APDC=AEDP.设AP=x,则有DP=3-x.而AE=BE=1,∴x(3-x)=2×1,解得x1=2,x2=1.∵AP>AE,∴AP=2,AE=PD=1,∴△APE≌△DCP,∴PE=PC.深入探究设AP=x,AE=y,由AP·DP=AE·DC,可得x(3-x)=2y.∴y=12x(3-x)=-12x2+32x=-12(x-32)2+98.∴在0<x<3范围内,当x =32时,y 最大=98.∵当AE =y 取得最大值时,BE 取得最小值为2-98=78,∴BE 的取值范围为78≤BE<2.7.已知Rt △OAB ,∠OAB =90°,∠ABO =30°,斜边OB =4,将Rt △OAB 绕点O 顺时针旋转60°,如图1,连接BC.(1)填空:∠OBC =60°;(2)如图1,连接AC ,作OP ⊥AC ,垂足为P ,求OP 的长度;(3)如图2,点M ,N 同时从点O 出发,在△OCB 边上运动,M 沿O→C→B 路径匀速运动,N 沿O→B→C 路径匀速运动,当两点相遇时运动停止,已知点M 的运动速度为1.5单位/秒,点N 的运动速度为1单位/秒,设运动时间为x 秒,△OMN 的面积为y ,求当x 为何值时y 取得最大值.最大值为多少?解:(1)由旋转性质可知OB =OC ,∠BOC =60°, ∴△OBC 是等边三角形,∴∠OBC =60°.第7题答图1(2)如答图1中, ∵OB =4,∠ABO =30°, ∴OA =12OB =2,AB =3OA =23,∴S △AOC =12·OA·AB=12×2×23=2 3.∵△BOC 是等边三角形,∴∠OBC =60°,∠ABC =∠ABO +∠OBC =90°, ∴AC =AB 2+BC 2=2r(32+42)=27,∴OP =2S △AOC AC =4327=2217.第7题答图2(3)①当0<x≤83时,M 在OC 上运动,N 在OB 上运动,此时过点N 作NE ⊥OC 且交OC 于点E.如答图2,则NE =ON·sin60°=32x ,∴S △OMN =12·OM·NE=12×1.5x×32x ,∴y =338x 2,∴当x =83时,y 有最大值,最大值为833.第7题答图3②当83<x≤4时,M 在BC 上运动,N 在OB 上运动.如答图3,作MH ⊥OB 于H.则BM =8-1.5x ,MH =BM·sin60°=32(8-1.5x),∴y =12×ON×MH=-338x 2+23x.当x =83时,y 取得最大值,最大值为833.第7题答图4③当4<x≤4.8时,M,N都在BC上运动,作OG⊥BC于G.如答图4,MN=12-2.5x,OG=AB=23,∴y=12·MN·OG=123-532x,当x=4时,y有最大值,最大值为2 3.综上所述,y有最大值,最大值为83 3.8.在菱形ABCD中,∠ABC=60°,点P是射线BD上一动点,以AP为边向右侧作等边△APE,点E 的位置随着点P的位置变化而变化.(1)如图1,当点E在菱形ABCD内部或边上时,连接CE,BP与CE的数量关系是PB=EC,CE与AD 的位置关系是CE⊥AD;(2)当点E在菱形ABCD外部时,(1)中的结论是否还成立?若成立,请予以证明;若不成立,请说明理由(选择图2,图3中的一种情况予以证明或说理);(3)如图4,当点P在线段BD的延长线上时,连接BE.若AB=23,BE=219,求四边形ADPE的面积.解:(1)结论:PB=EC,CE⊥AD.理由:如答图1中,连接AC.∵四边形ABCD是菱形,∠ABC=60°,∴△ABC,△ACD都是等边三角形,∠ABD=∠CBD=30°.∵△APE是等边三角形,∴AB=AC,AP=AE,∠BAC=∠PAE=60°,∴△BAP≌△CAE,∴BP=CE,∠ABP=∠ACE=30°,延长CE交AD于H,∵∠CAH=60°,∴∠CAH+∠ACH=90°,∴∠AHC=90°,即CE⊥AD.第8题答图2(2)结论仍然成立.理由:如答图2,连接AC交BD于O,设CE交AD于H.∵四边形ABCD是菱形,∠ABC=60°,∴△ABC,△ACD都是等边三角形,∠ABD=∠CBD=30°.∵△APE是等边三角形,∴AB=AC,AP=AE,∠BAC=∠PAE=60°,∴△BAP≌△CAE,∴BP=CE,∠ABP=∠ACE=30°,∵∠CAH=60°,∴∠CAH+∠ACH=90°,∴∠AHC=90°,即CE⊥AD.(3)如答图3,连接AC 交BD 于点O ,连接CE 交AD 于点H , 由(2)可知EC ⊥AD ,CE =BP , 在菱形ABCD 中,AD ∥BC , ∴EC ⊥BC.∵BC =AB =23,BE =219, ∴在Rt △BCE 中,EC =2r(192-2r(3)2)=8,∴BP =CE =8.∵AC 与BD 是菱形的对角线, ∴∠ABD =12∠ABC =30°,AC ⊥BD ,∴BD =2BO =2AB·cos30°=6,∴OA =12AB =3,DP =BP -BD =8-6=2,∴OP =OD +DP =5,在Rt △AOP 中,AP =AO 2+OP 2=27, ∴S 四边形ADPE =S △ADP +S △AEP =12DP·AO+34·AP 2=12×2×3+34×(27)2=8 3.考点3 三角形、四边形混合几何探究9.我们把两条中线互相垂直的三角形称为“中垂三角形”,例如图1,图2,图3中,AF ,BE 是△ABC 的中线,AF ⊥BE ,垂足为P ,像△ABC 这样的三角形均称为“中垂三角形”,设BC =a ,AC =b ,AB =c.特例探索(1)如图1,当∠ABE =45°,c =22时,a =____25____,b =____25____. 如图2,当∠ABE =30°,c =4时,a =____213____,b =____27____. 归纳证明(2)请你观察(1)中的计算结果,猜想a 2,b 2,c 2三者之间的关系,用等式表示出来,并利用图3证明你发现的关系式.拓展应用(3)如图4,在□ABCD中,点E,F,G分别是AD,BC,CD的中点,BE⊥EG,AD=25,AB=3,求AF的长.解:(1)∵AF⊥BE,∠ABE=45°,∴AP=BP=22AB=2.∵AF,BE是△ABC的中线,∴EF∥AB,EF=12AB=2,∴∠PFE=∠PEF=45°,∴PE=PF=1.在Rt△FPB和Rt△PEA中,AE=BF=12+22=5,∴AC=BC=25,∴a=b=2 5.如答图1,连接EF.同理可得EF=12×4=2.∵EF∥AB,∴△PEF∽△PBA,∴PFAP=PEPB=EFAB=12.在Rt△ABP中,AB=4,∠ABP=30°,∴AP=2,PB=23,∴PF=1,PE= 3.在Rt△APE和Rt△BPF中,AE=7,BF=13,∴a=213,b=27.(2)猜想:a2+b2=5c2,证明如下:如答图2,连接EF.设∠ABP=α,∴AP=csinα,PB=ccosα,由(1)同理可得PF=12PA=csinα2,PE=12PB=ccosα2, ∴AE 2=AP 2+PE 2=c 2sin 2α+c 2cos 2α4,BF 2=PB 2+PF 2=c 2cos 2α+c 2sin 2α4,∴(b 2)2=c 2sin 2α+c 2cos 2α4,(a 2)2=c 2sin 2α4+c 2cos 2α,∴a 24+b 24=c 2sin 2α4+c 2cos 2α+c 2sin 2α+c 2cos 2α4, ∴a 2+b 2=5c 2.(3)如答图3,连接AC ,EF 交于点H ,AC 与BE 交于点Q ,设BE 与AF 的交点为P. ∵点E ,G 分别是AD ,CD 的中点,∴EG ∥AC. ∵BE ⊥EG ,∴BE ⊥AC.∵四边形ABCD 是平行四边形,∴AD ∥BC ,AD =BC =25,∴∠EAH =∠FCH. ∵E ,F 分别是AD ,BC 的中点, ∴AE =12AD ,BF =12BC ,∴AE =BF =CF =12AD = 5.∵AE ∥BF ,∴四边形ABFE 是平行四边形, ∴EF =AB =3,AP =PF.在△AEH 和△CFH 中,⎩⎨⎧∠EAH =∠FCH ,∠AHE =∠FHC ,AE =CF ,∴△AEH ≌△CFH ,∴EH =FH ,∴EP ,AH 分别是△AFE 的中线,由(2)的结论得AF 2+EF 2=5AE 2,或连接F 与AB 的中点M ,证MF 垂直BP ,构造出“中垂三角形”,由AB =3,BC =12AD =5及(2)中的结论,直接可求AF.10.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α+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”,点A 叫做“旋补中心”.特例感知(1)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 为等边三角形时,AD 与BC 的数量关系为AD =12BC ;②如图3,当∠BAC =90°,BC =8时,则AD 长为4. 猜想论证(2)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. 拓展应用(3)如图4,在四边形ABCD ,∠C =90°,∠D =150°,BC =12,CD =23,DA =6.在四边形内部是否存在点P ,使△PDC 是△PAB 的“旋补三角形”?若存在,给予证明,并求△PAB 的“旋补中线”长;若不存在,说明理由.图1 图2 图3 图4解:(1)①∵△ABC 是等边三角形,∴AB =BC =AC =AB′=AC′.∵DB′=DC′, ∴AD ⊥B′C′.∵∠BAC =60°,∠BAC +∠B′AC′=180°, ∴∠B′AC′=120°,∴∠B′=∠C′=30°, ∴AD =12AB′=12BC.②∵∠BAC =90°,∠BAC +∠B′AC′=180°,∴∠B′AC′=∠BAC=90°.∵AB=AB′,AC=AC′,∴△BAC≌△B′AC′,∴BC=B′C′.∵B′D=DC′,∴AD=12B′C′=12BC=4.(2)结论:AD=12 BC.证明如下:如答图1,延长AD到M,使得AD=DM,连接B′M,C′M.∵B′D=DC′,AD=DM,∴四边形AC′MB′是平行四边形,∴AC′=B′M=AC.第10题答图1∵∠BAC+∠B′AC′=180°,∠B′AC′+∠AB′M=180°,∴∠BAC=∠MB′A.∵AB=AB′,∴△BAC≌△AB′M,∴BC=AM,∴AD=12 BC.(3)存在.理由:如答图2,延长AD交BC的延长线于M,作BE⊥AD于E,作线段BC的垂直平分线交BE于P,交BC于F,连接PA,PD,PC,作△PCD的中线PN,第10题答图2连接DF交PC于O.∵∠ADC=150°,∴∠MDC=30°.在Rt△DCM中,CD=23,∠DCM=90°,∠MDC=30°,∴CM=2,DM=4,∠M=60°.在Rt△BEM中,∠BEM=90°,BM=14,∠MBE=30°,∴EM=12BM=7,∴DE=EM-DM=3.∵AD=6,∴AE=DE.∵BE⊥AD,∴PA=PD,PB=PC.在Rt△CDF中,CD=23,CF=6,∴tan∠CDF=3,∴∠CDF=60°=∠CPF,易证△FCP≌△CFD,∴CD=PF.∵CD∥PF.∴四边形CDPF是矩形,∴∠CDP=90°,∴∠ADP=∠ADC-∠CDP=60°,∴△ADP是等边三角形,∴∠ADP=60°.∵∠BPF=∠CPF=60°,∴∠BPC=120°,∴∠APD+∠BPC=180°,∴△PDC是△PAB的“旋补三角形”.在Rt△PDN中,∠PDN=90°,PD=AD=6,DN=3,∴PN=DN2+PD2=r(32+62)=39.考点4 多边形几何探究11.【图形定义】如图,将正n边形绕点A顺时针旋转60°后,发现旋转前后两图形有另一交点O,连接AO,我们称AO为“叠弦”;再将“叠弦”AO所在的直线绕点A逆时针旋转60°后,交旋转前的图形于点P,连接PO,我们称∠OAB为“叠弦角”,△AOP为“叠弦三角形”;【探究证明】(1)请在图1和图2中选择其中一个证明:“叠弦三角形”(△AOP)是等边三角形.(2)如图2,求证:∠OAB=∠OAE′;【归纳猜想】(3)图1、图2中的“叠弦角”的度数分别为15°,24°;(4)图n中,“叠弦三角形”是等边三角形(填“是”或“不是”);(5)图n中,“叠弦角”的度数为60°-180°n.(用含n的式子表示)解:(1)∵四边形ABCD是正方形,由旋转知,AD=AD′,∠D=∠D′=90°,∠DAD′=∠OAP=60°,∴∠DAP=∠D′AO,∴△APD≌△AOD′(ASA),∴AP=AO.∵∠OAP=60°,∴△AOP是等边三角形;第11题答图(2)如答图,作AM⊥DE于M,作AN⊥CB于N.∵五边形ABCDE是正五边形,由旋转知,AE=AE′,∠E=∠E′=108°,∠EAE′=∠OAP=60°,∴∠EAP=∠E′AO.在Rt△AEM和Rt△ABN中,∠AEM=∠ABN=72°,AE=AB,∴Rt△AEM≌Rt△ABN (AAS),∴∠EAM =∠BAN ,AM =AN.在Rt △APM 和Rt △AON 中,AP =AO ,AM =AN , ∴Rt △APM ≌Rt △AON (HL), ∴∠PAM =∠OAN ,∴∠PAE =∠OAB, ∴∠OAE′=∠OAB.(3)由(1)知,△APD ≌△AOD′, ∴∠DAP =∠D′AO.在Rt △AD′O 和Rt △ABO 中,⎩⎨⎧AD′=AB ,AO =AO ,∴Rt △AD′O≌Rt △ABO(HL), ∴∠D′AO=∠BAO.由旋转得,∠DAD′=60°.∵∠DAB =90°, ∴∠D′AB=∠DAB -∠DAD′=30°, ∴∠D′AO=12∠D′AB=15°,∵题图2的多边形是正五边形, ∴∠EAB =5-2×180°5=108°,∴∠E′AB=∠EAB -∠EAE′=108°-60°=48°, ∴同理可得,∠E′AO=12∠E′AB=24°.(4)是(5)同(3)的方法得,∠OAB =[(n -2)×180°÷n-60°]÷2=60°-180°n.考点5 圆形几何探究12.如图,在半径为3 cm 的⊙O 中,A ,B ,C 三点在圆上,∠BAC =75°.点P 从点B 开始以π5cm/s 的速度在劣弧BC 上运动,且运动时间为t s ,∠AOB =90°,∠BOP =n°.(1)求n与t之间的函数关系式,并求t的取值范围;(2)试探究:当点P运动多少秒时,①在BP,PC,CA,AB四条线段中有两条相互平行?②以P,B,A,C四点中的三点为顶点的三角形是等腰三角形?解:(1)∵∠BOP=n°,∴π5t=3πn180,n=12t.当n=150时,150=12t,t=12.5.∴t的取值范围为0≤t≤12.5.(2)①∠BOP=n°,n=12t.如答图1,当BP∥AC时,t=5.理由:∵∠PBA=180°-75°=105°,∠OBA=45°,∴∠OBP=60°.∵OB=OP,∴∠BOP=60°,∴60=12t,t=5.如答图2,当PC∥AB时,t=10.理由:易得∠PBA=∠BAC=75°,∴∠PBO=∠BPO=30°,∴∠BOP=120°,∴120=12t,t=10.综上所述,当点P的运动时间为5 s时,BP∥AC.当点P的运动时间为10 s时,PC∥AB.②在△ABP中,以AB为腰时(如答图3),∠BPA=∠BAP=45°,∠BOP=90°,∴t=7.5. 以AB为底边时(如答图4),∠BPA=45°,∠BAP=67.5°,∠BOP=2×67.5°=135°,∴t=11.25.如答图5,在△APC中,易得∠AOC=120°,∴∠APC=60°,△APC是等边三角形.∴∠AOP=120°,∴∠BOP=30°,t=2.5.如答图6,在△BPC中,∠BPC=105°,只有BP=PC这种情况.此时点P是弧BC的中心,∴∠BOP=75°,t=6.25.综上所述,当点P的运动时间为7.5 s或11.25 s时,△ABP为等腰三角形;当点P的运动时间为2.5 s时,△APC为等边三角形;当点P的运动时间为6.25 s时,△BPC为等腰三角形.。

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1、已知:如图,O 是半圆的圆心,C 、E 是圆上的两点,CD ⊥AB ,EF ⊥AB ,EG ⊥CO . 求证:CD =GF .(初二)
2、已知:如图,P 是正方形ABCD 内点,∠PAD =∠PDA =150.
求证:△PBC 是正三角形.(初二)
3、如图,已知四边形ABCD 、A 1B 1C 1D 1都是正方形,A 2、B 2、C 2、D 2分别是AA 1、BB 1、
CC 1、DD 1的中点.
求证:四边形A 2B 2C 2D 2是正方形.(初二)
4、已知:如图,在四边形ABCD 中,AD =BC ,M 、N 分别是AB 、CD 的中点,AD 、BC
的延长线交MN 于E 、F .
求证:∠DEN =∠F .
A P C D
B A F G
C E
B
O D D 2 C 2
B 2 A 2
D 1 C 1 B 1
C B D
A A 1 B
F
1、已知:△ABC 中,H 为垂心(各边高线的交点),O
(1)求证:AH =2OM ;
(2)若∠BAC =600,求证:AH =AO .(初二)
2、设MN 是圆O 外一直线,过O 作OA ⊥MN 于A ,自A 及D 、E ,直线EB
及CD 分别交MN 于P 、Q . 求证:AP =AQ .(初二)
3、如果上题把直线MN 由圆外平移至圆内,则由此可得以下命题:
设MN 是圆O 的弦,过MN 的中点A 任作两弦BC 、DE ,设CD 、EB 分别交MN
于P 、Q .
求证:AP =AQ .(初二)
4、如图,分别以△ABC 的AC 和BC 为一边,在△ABC 的外侧作正方形ACDE 和正方形
CBFG ,点P 是EF 的中点.
求证:点P 到边AB 的距离等于AB 的一半.
1、如图,四边形ABCD 为正方形,DE ∥AC ,AE =AC ,AE 与CD 相交于F .
求证:CE =CF .(初二)
2、如图,四边形ABCD 为正方形,DE ∥AC ,且CE =CA ,直线EC 交DA 延长线于F .
求证:AE =AF .(初二)
3、设P 是正方形ABCD 一边BC 上的任一点,PF ⊥AP ,CF 平分∠DCE .
求证:PA =PF .(初二)
4、如图,PC 切圆O 于C ,AC 为圆的直径,PEF 为圆的割线,AE 、AF 与直线PO 相交于
B 、D .求证:AB =D
C ,BC =A
D .(初三)
1、已知:△ABC 是正三角形,P 是三角形内一点,PA =3,PB =4,PC =5.
求:∠APB 的度数.(初二)
2、设P 是平行四边形ABCD 内部的一点,且∠PBA =∠PDA . 求证:∠PAB =∠PCB .(初二)
3、Ptolemy (托勒密)定理:设ABCD 为圆内接凸四边形,求证:AB ·CD +AD ·BC =AC ·BD . (初三)
4、平行四边形ABCD 中,设E 、F 分别是BC 、AB 上的一点,AE 与CF 相交于P ,且 AE =CF .求证:∠DPA =∠DPC .(初二)
经典难题(五)
1、设P 是边长为1的正△ABC 内任一点,l =PA +PB +PC ,求证:
≤l <2.
2、已知:P 是边长为1的正方形ABCD 内的一点,求PA +PB +PC
3、P 为正方形ABCD 内的一点,并且PA =a ,PB =2a ,PC =3a ,求正方形的边长.
4、如图,△ABC 中,∠ABC =∠ACB =800,D 、E 分别是AB 、AC 上的点,∠DCA =300,∠EBA =200,求∠BED 的度数.。

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