人教版最新高中数学高考总复习几何证明选讲习题及详解Word版
高考数学 试题汇编 第一节 几何证明选讲(选修41) 理(含解析)

高考数学试题汇编第一节几何证明选讲(选修41)理(含解析)第一节几何证明选讲(选修41)相似三角形的判定与性质考向聚焦该考点主要考查相似三角形的判定与性质、直角三角形射影定理及平行线分线段成比例定理,一般不单独考查,常结合圆的有关知识,解决比例线段的计算与证明问题,难度不大,以填空题、解答题为主,分值5~10分备考指津(1)判定三角形相似的思路:①条件中若有一对角相等,可找另一对角相等或找夹这对角的两边成比例;②条件中若有两边的比相等,可找夹角相等或证另一组对应边的比等于已知两边的比;③条件中若有等腰三角形,可找顶角相等或找一对底角相等或两三角形的底和腰的比对应相等;(2)解题中要注意观察图形特点,巧添辅助线,构造平行或相似三角形,可起到事半功倍的效果1.(2012年北京卷,理5,5分)如图,∠ACB=90°,CD⊥AB于点D,以BD为直径的圆与BC交于点E,则( )(A)CE·CB=AD·DB (B)CE·CB=AD·AB(C)AD·AB=CD2(D)CE·EB=CD2解析:∵∠ACB=90°,CD⊥AB,∴△ADC∽△CDB,∴=,∴CD2=AD·DB①又∵E为以BD为直径的圆上一点,∴DE⊥EB.又CD⊥AB,∴△CDB∽△CED,∴=,∴CD2=CB·CE,②由①②得,CB·CE=AD·DB.答案:A.2.(2012年陕西卷,理15B,5分)如图,在圆O中,直径AB与弦CD垂直,垂足为E,EF⊥DB,垂足为F,若AB=6,AE=1,则DF·DB= .解析:由圆内相交弦定理,知:CE·DE=AE·EB且CE=DEDE2=1×5=5.Rt△BDE中,由三角形相似知DE2=DF·DB∴DF·DB=5.答案:53.(2012年天津卷,理13,5分)如图,已知AB和AC是圆的两条弦,过点B作圆的切线与AC的延长线相交于点D.过点C作BD的平行线与圆相交于点E,与AB相交于点F,AF=3,FB=1,EF=,则线段CD的长为.解析:连接BC,由相交弦定理得AF·BF=EF·CF,∴3×1=×CF,∴CF=2.∵BD是圆的切线,∴∠1=∠2.∵CF∥BD,∴∠3=∠4且=.∴=,∴BD=.∵∠1=∠2,∠3=∠4,∴△ACF∽△BDC,∴=.∴=,∴CD·AC=,又∵==3,∴AC=3CD.∴3CD2=,∴CD2=,∴CD=.答案:4.(2011年陕西卷,理15)如图,∠B=∠D,AE⊥BC,∠ACD=90°,且AB=6,AC=4,AD=12,则BE= .解析:∵AC=4,AD=12,∠ACD=90°,∴CD2=AD2-AC2=128,∴CD=8,即DC=8,又∵AE⊥BC,∠B=∠D,∴△ABE∽△ADC,∴=,∴BE===4.答案:45.(2010年天津卷,理14)如图,四边形ABCD是圆O的内接四边形,延长AB和DC相交于点P.若=,=,则的值为.解析:如图,令PB=t,PA=2t,PC=x,PD=3x,由割线定理得:PB·PA=PC·PD,即2t2=3x2,∴=,=.又易知△PBC∽△PDA,∴===.答案:6.(2012年新课标全国卷,理22,10分)如图,D,E分别为△ABC边AB,AC的中点,直线DE交△ABC 的外接圆于F,G两点.若CF∥AB,证明:(1)CD=BC;(2)△BCD∽△GBD.证明:(1)∵D、E分别为AB、AC的中点,∴DE∥BC又∵CF∥AB,∴四边形BCFD为平行四边形,∴CF=BD=AD,而CF∥AD,连结AF,则ADCF为平行四边形,∴CD=AF又∵CF∥AB∴BC=AF,故CD=BC.(2)∵FG∥BC,∴GB=BD,∴∠DGB=∠BDG,而∠DGB=∠EFC=∠DBC=∠GDB,故△BCD∽△GBD.本题涉及平面几何中圆的简单性质应用,来证线段相等及三角形相似,难度不大.7.(2012年辽宁卷,理22,10分)如图,☉O和☉O'相交于A,B两点,过A作两圆的切线分别交两圆于C,D两点,连结DB并延长交☉O于点E.证明:(1)AC·BD=AD·AB;(2)AC=AE.证明:(1)由AC与☉O'相切于A,得∠CAB=∠ADB,同理∠ACB=∠DAB,所以△ACB∽△DAB.从而=.即AC·BD=AD·AB.(2)由AD与☉O相切于A,得∠AED=∠BAD,又∠ADE=∠BDA,得△EAD∽△ABD,从而=.即AE·BD=AD·AB.结合(1)的结论得AC=AE.8.(2010年辽宁卷,理22)如图,△ABC的角平分线AD的延长线交它的外接圆于点E.(1)证明:△ABE∽△ADC;(2)若△ABC的面积S=AD·AE,求∠BAC的大小.(1)证明:由已知条件,可得∠BAE=∠DAC.因为∠AEB与∠ACD是同弧所对的圆周角,所以∠AEB=∠ACD,故△ABE∽△ADC.(2)解:因为△ABE∽△ADC,所以=,即AB·AC=AD·AE.又S=AB·ACsin ∠BAC,且S=AD·AE,故AB·ACsin ∠BAC=AD·AE,则sin ∠BAC=1.又∠BAC为三角形内角,所以∠BAC=90°.直线与圆的位置关系考向聚焦主要以填空题或解答题的形式考查应用圆的切线的性质与判定定理、相交弦定理、切割线定理、切线长定理、弦切角定理、圆周角定理及圆内接四边形的判定与性质定理等进行的有关计算或证明(求线段长度,线段成比例、线段相等、角相等、四点共圆等),难度中等,5~10分备考指津(1)解决与圆有关的成比例线段问题的一般思路是:①直线应用相交弦定理、切割线定理等;②当比例式(等积式)中的线段分别在两个三角形中时,可转化为证三角形相似(2)圆周角定理、弦切角定理在解决圆内有关等角问题时普遍应用(3)与圆有关辅助线的作法:①有弦,作弦心距;②有直径,作直径所对的圆周角;③有切点,作过切点的半径;④两圆相交,作公共弦;⑤两圆相切,作公切线9.(2012年广东卷,理15,5分)如图,圆O的半径为1,A、B、C是圆周上的三点,满足∠ABC=30°,过点A作圆O的切线与OC的延长线交于点P,则PA= .解析:如图,连OA,∠AOC=2∠ABC=60°,Rt△AOP中,PA=OA=×1=.答案:10.(2012年湖北卷,理15,5分)如图,点D在☉O的弦AB上移动,AB=4,连接OD,过点D作OD 的垂线交☉O于点C,则CD的最大值为.解析:因为CD=,且OC为☉O的半径,是定值,所以当OD取最小值时,CD取最大值.显然当OD⊥AB时,OD取最小值,故此时CD=AB=2,即为所求的最大值.答案:2本题将求解CD的最大值转化为求OD的最小值,进而转化为点到直线的距离,体现了转化与化归的数学思想.11.(2012年湖南卷,理11,5分)如图,过点P的直线与☉O相交于A,B两点.若PA=1,AB=2,PO=3,则☉O的半径等于.解析:如图,设PO与圆O相交于E,并延长PO交圆O于F,由割线定理PE·PF=PA·PB,得(3-r)(3+r)=1×(1+2),r=.答案:12.(2011年广东卷,理15)如图所示,过圆O外一点P分别作圆的切线和割线交圆于A,B,且PB=7,C是圆上一点使得BC=5,∠BAC=∠APB,则AB= .解析:∵PA为圆O的切线,∴∠PAB=∠ACB,又∠APB=∠CAB,∴△APB∽△CAB,∴=,∴AB2=PB·CB=35.∴AB=.答案:13.(2011年天津卷,理12)如图,已知圆中两条弦AB与CD相交于点F,E是AB延长线上一点,且DF=CF=,AF∶FB∶BE=4∶2∶1.若CE与圆相切,则线段CE的长为.解析:设AF,FB,BE分别为4x,2x,x.由相交弦定理得AF·FB=DF·FC,即4x·2x=×,∴x=,∴AF=2,FB=1,BE=.又由切割线定理得EC2=BE·EA=×=,∴EC=.答案:14.(2011年湖南卷,理11)如图,A,E是半圆周上的两个三等分点,直径BC=4,AD⊥BC,垂足为D,BE与AD相交于点F,则AF的长为.解析:连接AO,AB,CE.∵A、E为半圆周上的三等分点,∴∠AOB=∠ECB=60°,∴∠EBO=30°,∴△AOB为正三角形,边长为2.又∵AD⊥BO,BE为∠ABO的角平分,∴F为△AOB的中心,∴AF=AD=×2×=.答案:15.(2010年广东卷,理14)如图,AB,CD是半径为a的圆O的两条弦,它们相交于AB的中点P,PD=,∠OAP=30°,则CP= .解析:由题意知OP⊥AB,∠OAP=30°,∴OP=a,且AP=a,根据相交弦定理得AP2=CP·PD,∴a2=CP·a,解得CP= a.答案: a16.(2012年江苏数学,21A,10分)如图,AB是圆O的直径,D,E为圆O上位于AB异侧的两点,连结BD并延长至点C,使BD=DC,连结AC,AE,DE.求证:∠E=∠C.证明:连接OD,因为BD=DC,O为AB的中点,所以OD∥AC,于是∠ODB=∠C.因为OB=OD,所以∠ODB=∠B.于是∠B=∠C.因为点A,E,B,D都在圆O上,且D,E为圆O上位于AB异侧的两点,所以∠E=∠B为同弧所对的圆周角,故∠E=∠B,所以∠E=∠C.17.(2011年全国新课标卷,理22)如图,D,E分别为△ABC的边AB,AC上的点,且不与△ABC的顶点重合.已知AE的长为m,AC的长为n,AD,AB的长是关于x的方程x2-14x+mn=0的两个根.(1)证明:C,B,D,E四点共圆;(2)若∠A=90°,且m=4,n=6,求C,B,D,E所在圆的半径.(1)证明:连接DE,根据题意在△ADE和△ACB中,AD·AB=mn=AE·AC,即=.又∠DAE=∠CAB,从而△ADE∽△ACB,因此∠ADE=∠ACB,∴∠ACB+∠EDB=180°,∴C、B、D、E四点共圆.(2)解:m=4,n=6时,方程x2-14x+mn=0的两根为x1=2,x2=12,故AD=2,AB=12.取CE的中点G,DB的中点F,分别过G、F作AC、AB的垂线,两垂线相交于H点,连接DH.因为C、B、D、E四点共圆,∴C、B、D、E四点所在圆的圆心为H,半径为DH.由于∠A=90°,故GH∥AB,HF∥AC,从而HF=AG=5,DF=×(12-2)=5,故C、B、D、E四点所在圆的半径为5.18.(2011年辽宁卷,理22)如图,A,B,C,D四点在同一圆上,AD的延长线与BC的延长线交于E 点,且EC=ED.(1)证明:CD∥AB;(2)延长CD到F,延长DC到G,使得EF=EG,证明:A,B,G,F四点共圆.证明:(1)因为EC=ED,所以∠EDC=∠ECD.因为A,B,C,D四点在同一圆上,所以∠EDC=∠EBA.故∠ECD=∠EBA.所以CD∥AB.(2)由(1)知,AE=BE.因为EF=EG,故∠EFD=∠EGC,从而∠FED=∠GEC.连接AF,BG,则△EFA≌△EGB,故∠FAE=∠GBE.又CD∥AB,∠EDC=∠ECD,所以∠FAB=∠GBA.所以∠AFG+∠GBA=180°.故A,B,G,F四点共圆.19.(2010年全国新课标卷,理22)如图,已知圆上的弧=,过C点的圆的切线与BA的延长线交于E点,证明:(1)∠ACE=∠BCD;(2)BC2=BE×CD.证明:(1)因为=,所以∠BCD=∠ABC.又因为EC与圆相切于点C,故∠ACE=∠ABC.所以∠ACE=∠BCD.(2)因为∠ECB=∠BDC,∠EBC=∠BCD,所以△BDC∽△ECB,故=,即BC2=EB×CD.即BC2=BE×CD.11。
高中数学-几何证明选讲知识点汇总与练习(内含答案)

高中数学-《几何证明选讲》知识点归纳与练习(含答案)一、相似三角形的判定及有关性质平行线等分线段定理平行线等分线段定理:如果一组平行线在一条直线上截得的线段相等,那么在其他直线上截得的线段也相等。
推理1:经过三角形一边的中点与另一边平行的直线必平分第三边。
推理2 :经过梯形一腰的中点,且与底边平行的直线平分另一腰。
平分线分线段成比例定理平分线分线段成比例定理:三条平行线截两条直线,所得的对应线段成比例。
推论:平行于三角形一边的直线截其他两边(或两边的延长线)所得的对应线段成比例。
相似三角形的判定及性质相似三角形的判定:定义:对应角相等,对应边成比例的两个三角形叫做相似三角形。
相似三角形对应边的比值叫做相似比(或相似系数)。
由于从定义岀发判断两个三角形是否相似,需考虑6个元素,即三组对应角是否分别相等,三组对应边是否分别成比例,显然比较麻烦。
所以我们曾经给岀过如下几个判定两个三角形相似的简单方法:(1 )两角对应相等,两三角形相似;(2 )两边对应成比例且夹角相等,两三角形相似;(3 )三边对应成比例,两三角形相似。
预备定理:平行于三角形一边的直线和其他两边(或两边的延长线)相交,所构成的三角形与三角形相似。
判定定理1 :对于任意两个三角形,如果一个三角形的两个角与另一个三角形的两个角对应相等,那么这两个三角形相似。
简述为:两角对应相等,两三角形相似。
判定定理2 :对于任意两个三角形,如果一个三角形的两边和另一个三角形的两边对应成比例,并且夹角相等,那么这两个三角形相似。
简述为:两边对应成比例且夹角相等,两三角形相似。
判定定理3 :对于任意两个三角形,如果一个三角形的三条边和另一个三角形的三条边对应成比例,那么这两个三角形相似。
简述为:三边对应成比例,两三角形相似。
引理:如果一条直线截三角形的两边(或两边的延长线)所得的对应线段成比例,那么这条直线平行于三角形的第三边定理:(1)如果两个直角三角形有一个锐角对应相等,那么它们相似;(2 )如果两个直角三角形的两条直角边对应成比例,那么它们相似。
人教版高中数学选修4-1《几何证明选讲》基础训练及答案

高中数学选修 4-1《几何证明选讲》练习题(三)一、选择题:本大题共 12 小题,每题 5 分,共 60 分,在每个小题给出的四个选项中,只有一项为哪一项切合题目要求的 .1.已知三角形的3 条中位线分别为 3cm 、4cm 、 6cm ,则这个三角形的周长是().A . 3cmB . 26cmC . 24cmD . 65cm2.要做甲、乙两个形状同样 (相像 )的三角形框架 ,已知三角形框架甲的三边分别为50cm 、 60cm 、80cm ,三角形框架乙的一边长为 20cm ,那么切合条件的三角形框架乙共有 ().A .1种B .2 种C .3 种D .4 种3.在 RtABC 中, CD 是斜边上的高线, AC ∶BC=3 ∶ 1,则 SABC ∶ S ACD 为( ).A .4∶3B .9∶1C . 10∶ 1D .10∶94.如图,在正方形ABCD 中, E 为 AB 中点, BF ⊥ CE 于 F ,那么 S △BFC :S 正方形ABCD =( ).A .1:3B . 1:4C . 1:5D .1:65.在 △ ABC 中,∠ A ∶∠ B ∶∠ C = 1∶2∶ 3,CD ⊥ AB 于 D , AB = a ,则 DB =()aaC .a D .3aA .B .24436.若梯形的中位线被它的两条对角线三均分,则梯形的上底 a 与下底 b(a<b)的比是().1122A .2B . 3C . 3D . 57.如图,在正方形ABCD 中, E 是 BC 的中点, F 是 CD 上一点,且 CF1CD ,4以下结论: ① BAE 30AD,② △ABE ∽△ AEF , ③ AEEF ,④ △ADF ∽△ECF .此中正确的个数为( )FA . 1B . 2C . 3D . 4BEC8.直角梯形的一条对角线把梯形分红两个三角形,此中一个是边长为30 的等边三角形,则这个梯形的中位线长是( ).A .15B .22.5C .45D .909.以下图,在 △ABC 中, AC=5 ,中线 AD=4 ,则 AB 边的取值范围是().A .1 AB 9B . 3 AB 13C . 5AB 13D . 9AB13D CFAEB10 ABCD中, AE : EB m : n,若AEF的面积等于 a ,则CDF.如图,平行四边形的面积等于().m 2 n 2(m n)2D .( m n)2A . 2 aB . 2 aC .2a 2anmmn11.如图,在梯形 ABCD 中, AD //BC ,对角线 AC ⊥BD ,AD且 AC=12 ,BD=9 ,则此梯形的中位线长是().A . 10B .2115D . 12BCC .2212.如图,设 P 为ABC 内一点,且 2 1CAPAB AC,55则ABP 的面积与ABC 的面积之比等于( ). P1B .2 31A .5 C .D .552AB二、填空题:本大题共 4 小题,每题 5 分,共 20 分,把答案填在题中横线上.13.若两个相像三角形的周长比为3: 4 ,则它们的三角形面积比是 ____________ .14.如图,在梯形 ABCD 中, AD //BC , AC ⊥ BA , AD=DC=5 ,则 BC 的长是 __________ .15.已知: △ ABC 中, AD 是 BC 边上的中线,E 是 AD 的中点, BE 的延伸线交AC 于点 F ,则AF____________ .AC16.在 △ABC 中, AB9,AC 6 ,点 M 在 AB 上且 AM 3 ,点 N 在 AC 上,联络 MN ,使△ AMN 与原三角形相像,则 AN = ___________三、解答题:本大题共 6小题,共 70分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤 .17.如图,在ABC 中, AD 为 BC 边上的中线, F 为 AB 上随意一点, CF 交 AD 于点 E ,求证: AE BF 2DE AF .( 10 分)CDEA F B18.如图,正方形DEMF内接于△ ABC,若S ADE1, S正方形DEFM 4 ,求 S ABC(12分)AD P EB M Q F C例 2 图19.已知:如图,△ABC中,AD均分∠BAC,AD的垂直均分线交AB于点E,交AD于点H,交AC于点G,交BC的延伸线于点F,求证:DF2=CF ?BF.( 12分)20.如图,CD是 Rt△ ABC的斜边AB上的高, E 是BC上随意一点,EF⊥AB于 F.求证:AC 2AD AF CD EF .(12 分)21.如图,在Rt△ABC中,∠ACB90 ,CD AB ,垂足为 D ,设 BC a , AC b ,111AB c . CD b ,试说明:2b 2h2.( 12分)aCb h aA c D B22. 如图,在△ ABC 中,BAC90 , AD 是BC 边上的高,E 是 BC 边上的一个动点(不与B ,C 重合), EFAB ,EGAC ,垂足分别为F ,G .( 1)求证:EGCG;AD CD( 2) FD 与 DG 能否垂直?若垂直,请给出证明;若不垂直,请说明原因;( 3)当 AB AC 时, △ FDG 为等腰直角三角形吗?并说明原因. ( 12 分)AFGBD EC答案与分析:1-5 BCCCA 6-10AABBC 11-12 CA13. 9:1614. 101915.16. 2,或3 217.证明:过 D 作 DG // AB ,交 CF 于 G ,∴AEF DEG , CDG CBF ,AEDE DG CD ∴,BF,AFDGCB ∵ D 为BC 的中点, CD1 CB ,2DG 1 , DG 1BF ,BF 2 2AE 2DEAE BF 2DE AF .AF,即 BF18.解:∵正方形的面积为 4,∴ DE = MF = 2,过 A 点作 AQ ⊥BC 于 Q ,交 DE 于 P ,∵SADE1,∴ AP =1,∵DE ∥ BC ,∴△ ADE ∽△ ABC ,∴ APDE ,即 1 2 AQBC 3 BC∴BC =6,故 S ABC =919.证明:连AF,∵FH垂直均分AD,∴FA=FD,∠FAD=∠FDA,∵AD均分∠BAC,∴∠CAD=∠BAD,∴∠FAD-∠CAD=∠FDA-∠BAD,∵∠B=∠FDA-∠BAD,∴∠FAC=∠B,又∠AF∴△AFC∽△BFA,∴AF=C F,BF AF∴AF 2=CF ?BF,∴DF 2=CF ?BF.20.证明: AC 2 AD AB ,AC 2 AD AFAD (AB AF) AD BF由于 Rt ADCRt EFB ,因此 ADEF ,CDBF则ADBFCD EF ,AC 2 AD AFCD EF ,即 AC 2 AD AF CD EF .11121.解:等式 a 2b 2 h 2 建立.原因以下:∵ ACB 90 ,CD AB ,C 公共,∴1ab1AB h , AB 2a 2b 2 ,2 2 ∴ ab c h ,∴ a 2 b 2 c 2 h 2 ,∴ a 2 b 2(a 2 b 2 )h 2 ,∴a 2b 2 (a 2b 2 )h 2,a 2b 2h2a 2b 2 h 2∴1 a 2b 2,h2a 2b2∴11 1.h 2a 2b 222.证明:在四边形AFEG 中,∵ FAG AFEAGE 90 ,∴ 四边形 AFEG 为矩形, ∴ AFEG ,( 1)易证∴AFAD EG CG ,而 AFEG ,AD CD CG;CD( 2) △ ABC 为直角三角形, ADBC ,∴ FADC , 即 △ AFD ∽△CGD ,∴ ADFCDG ,又CDG ADG 90∴ADFADG90,,即FDG 90 ,∴ FD DG ; ( 3)当 ABAC 时, △ FDG 为等腰直角三角形,原因以下:AB AC ,BAC 90 ,∴ AD DC又由于 △ AFD ∽△ CGD∴FD AD1, FD DGGD DC又 FDG 90∴ △FDG ,△ FDG 为等腰直角三角形.。
高考数学(文)人教A版(全国)一轮复习 练习 选修4-1 几何证明选讲 Word版含解析

(建议用时:分钟).如图,在梯形中,∥,=,=,分别为,上的点,且=,∥,求梯形与梯形的面积比.解如图,延长,交于一点,作⊥于点.∴=,得=,=,得=.∴梯形=×(+)×=,=×(+)×=,梯形∴梯形∶梯形=∶..如图所示,、是△的两条高,⊥,垂足为,直线交于点,交的延长线于点,求证:=·.证明∵∠+∠=°,∠+∠=°,∴∠=∠.∵∠=∠=°,∴△∽△.∴=,∴·=·.因为在△中,⊥,∴=·,所以=·..如图,,分别为△边,的中点,直线交△的外接圆于,两点.若∥.证明:()=;()△∽△.证明()因为,分别为,的中点,所以∥.又已知∥,故四边形是平行四边形,所以==.而∥,连接,所以四边形是平行四边形,故=.因为∥,所以=,所以=,故=.()因为∥,所以=,故=.由()可知=,所以=.所以∠=∠,因为=,所以∠=∠.因为∠=∠=∠,故△∽△..(·全国Ⅰ卷)如图,是⊙的直径,是⊙的切线,交⊙于点.()若为的中点,证明:是⊙的切线;()若=,求∠的大小.()证明连接,由已知得⊥,⊥.在△中,由已知得=,故∠=∠.连接,则∠=∠.又∠+∠=°,所以∠+∠=°,故∠=°,是⊙的切线.()解设=,=,由已知得=,=.由射影定理可得=·,所以=,即+-=.可得=,所以∠=°..如图,已知是⊙的直径,直线与⊙相切于点,平分∠.()求证:∥;()若=,=,求的长.()证明∵=,∴∠=∠,∵平分∠,∴∠=∠,∴∠=∠,∴∥.()解∵直线与⊙相切于点,∴⊥,由()知∥,∴⊥,即∠=°,连接,∵是⊙的直径,∴∠=°,∴∠=∠,又∵∠=∠,∴△∽△,∴=,∵=,=,∴=..如图,已知是△的外角∠的平分线,交的延长线于点,延长交△的外接圆于点,连接,.()求证:=;()求证:=·;()若是△外接圆的直径,∠=°,=,求的长.()证明因为平分∠,所以∠=∠.因为四边形内接于圆,所以∠=∠.因为∠=∠=∠,。
高三数学人教版a版数学(理)高考一轮复习教案:选修4-1 几何证明选讲 word版含答案

选修4-1几何证明选讲1.平行线截割定理与相似三角形了解平行线截割定理,理解相似三角形的判定和性质定理,了解直角三角形射影定理.2.圆的初步(1)理解圆周角定理,理解圆的切线的判定和性质定理及弦切角定理.(2)理解相交弦定理、割线定理、切割线定理.(3)理解圆内接四边形的判定与性质定理.知识点一平行线截割定理与相似三角形1.平行线的截割定理(1)平行线等分线段定理定理:如果一组平行线在一条直线上截得的线段相等,那么在其他直线上截得的线段也相等.推论1:经过三角形一边的中点与另一边平行的直线必平分第三边.推论2:经过梯形一腰的中点,且与底边平行的直线平分另一腰.(2)平行线分线段成比例定理定理:三条平行线截两条直线,所得的对应线段成比例.推论:平行于三角形一边的直线截其他两边(或两边的延长线)所得的对应线段成比例.2.相似三角形的判定定理(1)判定定理1:两角对应相等,两三角形相似.(2)判定定理2:两边对应成比例且夹角相等,两三角形相似.(3)判定定理3:三边对应成比例,两三角形相似.3.相似三角形的性质定理(1)性质定理:相似三角形对应高的比、对应中线的比和对应角平分线的比都等于相似比;相似三角形周长的比等于相似比;相似三角形面积的比等于相似比的平方.(2)推论:相似三角形外接圆的直径比、周长比等于相似比,外接圆的面积比等于相似比的平方.4.直角三角形相似的判定定理(1)判定定理1:如果两个直角三角形有一个锐角对应相等,那么它们相似. (2)判定定理2:如果两个直角三角形的两条直角边对应成比例,那么它们相似. (3)判定定理3:如果一个直角三角形的斜边和一条直角边与另一个三角形的斜边和一条直角边对应成比例,那么这两个直角三角形相似.5.直角三角形射影定理直角三角形斜边上的高是两直角边在斜边上射影的比例中项;两直角边分别是它们在斜边上射影与斜边的比例中项.易误提醒1.在使用平行线截割定理时易出现对应边的对应顺序混乱,导致错误. 2.在解决相似三角形的判定或应用时易出现对应边和对应角的对应失误.3.射影定理是直角三角形中的一个重要结论,其实质就是三角形的相似.但要注意满足直角三角形射影定理结论的三角形不一定是直角三角形,所以要搞清楚定理中的条件和结论之间的关系,不能乱用.[自测练习]1.(2016·鞍山模拟)如图,在▱ABCD 中,E 是BC 上一点,BE ∶EC =2∶3,AE 交BD 于点F ,则BF ∶FD 的值为________.解析:因为AD =BC ,BE ∶EC =2∶3,所以BE ∶AD =2∶5,因为AD ∥BC ,所以BF ∶FD =BE ∶AD =2∶5,即BF ∶FD =25.答案:252.如图,D ,E 分别是△ABC 的边AB ,AC 上的点,DE ∥BC 且ADDB =2,那么△ADE 与四边形DBCE 的面积比是________.解析:∵DE ∥BC ,∴△ADE ∽△ABC , ∴S △ADE S △ABC =AD 2AB 2. ∵AD DB =2,∴AD AB =23, ∴S △ADE S △ABC =49,故S △ADE S 四边形DBCE =45.答案:453.在Rt △ACB 中,∠C =90°,CD ⊥AB 于D ,若BD ∶AD =1∶9,则tan ∠BCD 的值为________.解:由射影定理得CD 2=AD ·BD , 又BD ∶AD =1∶9, 令BD =x ,则AD =9x (x >0). ∴CD 2=9x 2,CD =3x . Rt △CDB 中 ,tan ∠BCD =BD CD =x 3x =13. 答案:13知识点二 圆的初步 1.圆周角(1)定理:圆上一条弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半. (2)推论1:①同弧或等弧所对的圆周角相等; ②同圆或等圆中,相等的圆周角所对的弧也相等. (3)推论2:①半圆(或直径)所对的圆周角是直角; ②90°的圆周角所对的弦是直径. 2.圆的切线(1)判定定理:经过半径的外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线. (2)性质定理:圆的切线垂直于经过切点的半径.(3)切线长定理:从圆外一点引圆的两条切线,切线长相等,圆心和这一点的连线平分两条切线的夹角.3.弦切角定理及其推论(1)定理:弦切角的度数等于它所夹的弧的度数的一半. (2)推论:弦切角等于它所夹的弧所对的圆周角. 4.圆中的比例线段(1)相交弦定理:圆内的两条相交弦,每条弦被交点分成的两条线段长的积相等. (2)割线定理:从圆外一点引圆的两条割线,该点到每条割线与圆的交点的两条线段长的积相等.(3)切割线定理:从圆外一点引圆的切线和割线,切线长是这点到割线与圆交点的两条线段长的比例中项.易误提醒1.解决圆周角、圆心角及弦切角问题时,要注意角之间关系,易于混淆导致错误.2.使用相交弦定理与切割线定理时,注意对应线段成比例及相似三角形知识的应用.[自测练习]4.如图所示,CD 是圆O 的切线,切点为C ,点B 在圆O 上,BC =2,∠BCD =30°,则圆O 的面积为________.解析:过B 作⊙O 的直径BA ,连接AC (图略),则∠ACB =90°.又由弦切角定理得∠CAB =∠BCD =30°,∴AB =2BC =4.∴半径OA =2,∴S =πr 2=4π.答案:4π5.如图所示,已知⊙O 的割线P AB 交⊙O 于A ,B 两点,割线PCD 经过圆心,若P A =3,AB =4,PO =5,则⊙O 的半径为________.解析:设⊙O 的半径为r .由割线定理得P A ·PB =PC ·PD,3×7=(PO -r )(PO +r ),即21=25-r 2,∴r 2=4,∴r =2.答案:2考点一 平行线分线段成比例定理的应用|1.如图,等边三角形DEF 内接于△ABC ,且DE ∥BC ,已知AH ⊥BC 于点H ,BC =4,AH =3,求△DEF 的边长.解:设DE =x ,AH 交DE 于点M ,显然MH 的长度与等边三角形DEF 的高相等,又DE ∥BC ,则DE BC =AM AH =AH -MH AH ,所以x 4=3-32x 3=2-x 2,解得x =43.2.如图,在△ABC 中,点D 是AC 的中点,点E 是BD 的中点,AE 交BC 于点F ,求BFFC的值.解:如图,过点D 作DM ∥AF 交BC 于点M . ∵点E 是BD 的中点,∴在△BDM 中,BF =FM . 又点D 是AC 的中点, ∴在△CAF 中,CM =MF ,∴BF FC =BF FM +MC =12.平行线分线段成比例定理及推论的应用(1)利用平行线分线段成比例定理来计算或证明,首先要观察平行线组,再确定所截直线,进而确定比例线段及比例式,同时注意合比性质、等比性质的运用.(2)解决此类问题往往需要作辅助的平行线,要结合条件构造平行线组,再应用平行线分线段成比例定理及其推论转化比例式解题.考点二 相似三角形的判定及性质|1.如图,AD ,BE 是△ABC 的两条高,DF ⊥AB ,垂足为F ,交BE 于点G ,交AC 的延长线于H ,求证:DF 2=GF ·HF .证明:在△AFH 与△GFB 中,因为∠H +∠BAC =90°,∠GBF +∠BAC =90°,所以∠H =∠GBF . 因为∠AFH =∠BFG =90°,所以△AFH ∽△GFB ,所以HF BF =AFGF ,所以AF ·BF =GF ·HF .因为在Rt △ABD 中,FD ⊥AB ,所以DF 2=AF ·BF .所以DF 2=GF ·HF . 2.如图,M 是平行四边形ABCD 的边AB 的中点,直线l 过点M 分别交AD ,AC 于点E ,F ,交CB 的延长线于点N .若AE =2,AD =6,求AFAC的值. 解:∵AD ∥BC ,∴△AEF ∽△CNF , ∴AF CF =AE CN ,∴AF AF +CF =AE AE +CN. ∵M 为AB 的中点,∴AE BN =AMBM =1,∴AE =BN ,∴AF AC =AF AF +CF =AE AE +BN +BC =AE 2AE +BC.∵AE =2,BC =AD =6,∴AF AC =22×2+6=15. 3.如图所示,CD 垂直平分AB ,点E 在CD 上,DF ⊥AC ,DG ⊥BE ,F ,G 分别为垂足.求证:AF ·AC =BG ·BE . 证明:因为CD 垂直平分AB , 所以∠ADC =∠BDC =90°,AD =DB .在Rt △ADC 中,因为DF ⊥AC ,所以AD 2=AF ·AC .同理BD 2=BG ·BE .所以AF ·AC =BG ·BE .1.证明相似三角形的一般思路 (1)先找两对内角对应相等;(2)若只有一个角对应相等,再判定这个角的两邻边是否对应成比例; (3)若无角对应相等,就要证明三边对应成比例. 2.注意射影定理的其他变式.考点三 圆中有关定理及推论的应用|(1)(2015·高考湖北卷)如图,P A 是圆的切线,A 为切点,PBC是圆的割线,且BC =3PB ,则ABAC=________.[解析] 因为P A 是圆的切线,A 为切点,PBC 是圆的割线,由切割线定理,知P A 2=PB ·PC =PB (PB +BC ).因为BC =3PB ,所以P A 2=4PB 2,即P A =2PB .由△P AB ∽△PCA ,所以AB AC =PB P A =12.[答案] 12(2)(2015·高考全国卷Ⅰ)如图,AB 是⊙O 的直径,AC 是⊙O 的切线,BC 交⊙O 于点E .①若D 为AC 的中点,证明:DE 是⊙O 的切线; ②若OA =3CE ,求∠ACB 的大小.[解] ①证明:如图,连接AE ,由已知得,AE ⊥BC ,AC ⊥AB . 在Rt △AEC 中,由已知得,DE =DC ,故∠DEC =∠DCE . 连接OE ,则∠OBE =∠OEB .又∠ACB +∠ABC =90°,所以∠DEC +∠OEB =90°,故∠OED=90°,DE是⊙O的切线.②设CE=1,AE=x,由已知得AB=23,BE=12-x2.由射影定理可得,AE2=CE·BE,所以x2=12-x2,即x4+x2-12=0.可得x=3,所以∠ACB=60°.(1)涉及圆的切线问题时要注意弦切角的转化;关于圆周上的点,常作直径(或半径)或向弦(弧)两端作圆周角或弦切角.(2)与圆有关的比例线段解题思路:①见到圆的两条相交弦就要想到相交弦定理.②见到圆的两条割线就要想到割线定理.③见到圆的切线和割线就要想到切割线定理.1.(2015·高考重庆卷)如图,圆O的弦AB,CD相交于点E,过点A作圆O的切线与DC的延长线交于点P,若P A=6,AE=9,PC=3,CE∶ED=2∶1,则BE=________.解析:由切割线定理,知P A2=PC·PD,即62=3PD,解得PD=12,所以CD=PD-PC=9,所以CE=6,ED=3.由相交弦定理,知AE·BE=CE·ED,即9BE=6×3,解得BE =2.答案:22.如图所示,已知D为△ABC的BC边上一点,⊙O1经过点B,D,交AB于另一点E,⊙O2经过点C,D,交AC于另一点F,⊙O1与⊙O2的另一交点为G.(1)求证:A、E、G、F四点共圆;(2)若AG切⊙O2于G,求证:∠AEF=∠ACG.证明:(1)如图,连接GD ,四边形BDGE ,CDGF 分别内接于⊙O 1,⊙O 2, ∴∠AEG =∠BDG ,∠AFG =∠CDG , 又∠BDG +∠CDG =180°, ∴∠AEG +∠AFG =180°, ∴A 、E 、G 、F 四点共圆.(2)∵A 、E 、G 、F 四点共圆,∴∠AEF =AGF ,∵AG 与⊙O 2相切于点G ,∴∠AGF =∠ACG ,∴∠AEF =∠ACG .32.四点共圆的证明方法【典例】 如图,AB 是⊙O 的直径,弦BD ,CA 的延长线相交于点E ,EF 垂直BA 的延长线于点F .(1)求证:BE ·DE +AC ·CE =CE 2;(2)若D 是BE 的中点,证明E ,F ,C ,B 四点共圆.[思路点拨] (1)利用割线定理易证;(2)本题已知AB 是⊙O 的直径,可得到线段相等,利用四个点到一定点的距离相等证明四点共圆.[解] (1)证明:由割线定理得EA ·EC =DE ·BE , 所以BE ·DE +AC ·CE =EA ·CE +AC ·CE =CE 2, 所以BE ·DE +AC ·CE =CE 2. (2)连接CB ,CD ,FD . 因为AB 是⊙O 的直径, 所以∠ECB =90°, 所以CD =12EB .因为EF ⊥BF , 所以FD =12BE .所以E ,F ,C ,B 四点到点D 的距离相等. 所以E ,F ,C ,B 四点共圆. [方法点评] 四点共圆的证明方法:(1)若四个点到一定点的距离相等,则这四个点共圆.(2)若一个四边形的一组对角的和等于180°,则这个四边形的四个顶点共圆. (3)若一个四边形的一个外角等于它的内对角,则这个四边形的四个顶点共圆. (4)若两个点在一条线段的同旁,并且和这条线段的两端连线所夹的角相等,那么这两个点和这条线段的两个端点共圆.(5)若AB ,CD 两线段相交于点P ,且P A ·PB =PC ·PD ,则A ,B ,C ,D 四点共圆. (6)若AB ,CD 两线段延长后相交于点P ,且P A ·PB =PC ·PD ,则A ,B ,C ,D 四点共圆.(7)若四边形两组对边乘积的和等于对角线的乘积,则四边形的四个顶点共圆. [跟踪练习] 如图,点F 是△ABC 外接圆上BC 的中点,点D ,E 在边AC 上,使得AD =AB ,BE =EC .证明:B ,E ,D ,F 四点共圆.证明:如图,连接FC ,FB ,则FC =FB .连接EF ,则△CEF ≌△BEF ,所以∠BFE =∠CFE .因为A ,B ,F ,C 共圆,所以∠CAB +∠CFB =180°,所以∠CAB +2∠BFE =180°.连接BD ,因为AB =AD ,所以∠ABD =∠ADB ,所以∠CAB +2∠ADB =180°.所以∠ADB =∠BFE .所以B ,E ,D ,F 四点共圆.A 组 考点能力演练1.(2016·大连模拟)如图,已知D 为△ABC 中AC 边的中点,AE ∥BC ,ED 交AB 于G ,交BC 延长线于F ,若BG ∶GA =3∶1,BC =8,求AE 的长.解:因为AE ∥BC ,D 为AC 的中点, 所以AE =CF ,AE BF =AG BG =13.设AE =x ,又BC =8,所以x x +8=13,3x =x +8,所以x =4.所以AE =4.2.(2016·洛阳模拟)如图,AB 为圆O 的直径,CD 为垂直于AB 的一条弦,垂足为E ,弦BM 与CD 交于点F .(1)证明:A ,E ,F ,M 四点共圆; (2)证明:AC 2+BF ·BM =AB 2.证明:(1)连接AM (图略),则∠AMB =90°. ∵AB ⊥CD ,∴∠AEF =90°.∴∠AMB +∠AEF =180°,即A ,E ,F ,M 四点共圆. (2)连接AC ,CB (图略).由A ,E ,F ,M 四点共圆, 得BF ·BM =BE ·BA .在Rt △ACB 中,BC 2=BE ·BA ,AC 2+CB 2=AB 2,∴AC 2+BF ·BM =AB 2.3.已知:如图,在△ABC 中,AB =AC ,∠BAC =90°,D ,E ,F 分别在AB ,AC ,BC 上,AE =13AC ,BD =13AB ,且CF =13BC .求证:(1)EF ⊥BC ; (2)∠ADE =∠EBC . 证明:设AB =AC =3a , 则AE =BD =a ,CF =2a . (1)CE CB =2a 32a =23,CF CA =2a 3a =23. 又∠C 为公共角,故△BAC ∽△EFC , 由∠BAC =90°得∠EFC =90°,故EF ⊥BC . (2)由(1)得EF =FC AC ·AB =2a ,故AE EF =a 2a =22,AD BF =2a 22a =22, ∴AE EF =AD BF, ∴△ADE ∽△FBE , 所以∠ADE =∠EBC .4.(2016·兰州双基)如图,在正△ABC 中,点D ,E 分别在BC ,AC 上,且BD =13BC ,CE =13CA ,AD ,BE 相交于点P .求证:(1)四点P ,D ,C ,E 共圆; (2)AP ⊥CP .证明:(1)在正△ABC 中,由BD =13BC ,CE =13CA ,知:△ABD ≌△BCE ,∴∠ADB =∠BEC ,即∠ADC +∠BEC =π, ∴四点P ,D ,C ,E 共圆.(2)连接DE (图略),在△CDE 中,CD =2CE ,∠ACD =60°,由正弦定理知∠CED =90°, 由四点P ,D ,C ,E 共圆知,∠DPC =∠DEC ,∴AP ⊥CP .5.如图,设AB 为⊙O 的任一条不与直线l 垂直的直径,P 是⊙O与l 的公共点,AC ⊥l ,BD ⊥l ,垂足分别为C ,D ,且PC =PD .(1)求证:l 是⊙O 的切线;(2)若⊙O 的半径OA =5,AC =4,求CD 的长.解:(1)证明:连接OP ,∵AC ⊥l ,BD ⊥l ,∴AC ∥BD .又OA =OB ,PC =PD ,∴OP ∥BD ,从而OP ⊥l .∵点P 在⊙O 上,∴l 是⊙O 的切线.(2)由(1)可知OP =12(AC +BD ), ∴BD =2OP -AC =10-4=6.过点A 作AE ⊥BD ,垂足为E ,则BE =BD -AC =6-4=2.∴在Rt △ABE 中,AE =AB 2-BE 2=102-22=4 6.∴CD =4 6.B 组 高考题型专练1.(2014·高考新课标全国卷Ⅰ)如图,四边形ABCD 是⊙O 的内接四边形,AB 的延长线与DC 的延长线交于点E ,且CB =CE .(1)证明:∠D =∠E ;(2)设AD 不是⊙O 的直径,AD 的中点为M ,且MB =MC ,证明:△ADE 为等边三角形.证明:(1)由题设知A ,B ,C ,D 四点共圆,所以∠D =∠CBE .由已知得∠CBE =∠E ,故∠D =∠E .(2)如图,设BC 的中点为N ,连接MN ,则由MB =MC 知MN ⊥BC ,故O 在直线MN 上.又AD 不是⊙O 的直径,M 为AD 的中点,故OM ⊥AD ,即MN ⊥AD .所以AD ∥BC ,故∠A =∠CBE .又∠CBE =∠E ,故∠A =∠E .由(1)知,∠D =∠E ,所以△ADE 为等边三角形.2.(2015·高考湖南卷)如图,在⊙O 中,相交于点E 的两弦AB ,CD 的中点分别是M ,N ,直线MO 与直线CD 相交于点F .证明:(1)∠MEN +∠NOM =180°;(2)FE ·FN =FM ·FO .证明:(1)如图所示.因为M ,N 分别是弦AB ,CD 的中点,所以OM ⊥AB ,ON ⊥CD ,即∠OME =90°,∠ENO =90°,因此∠OME +∠ENO =180°.又四边形的内角和等于360°,故∠MEN +∠NOM =180°.(2)由(1)知,O ,M ,E ,N 四点共圆,故由割线定理即得FE ·FN =FM ·FO .3.(2015·高考陕西卷)如图,AB 切⊙O 于点B ,直线AO 交⊙O 于D ,E 两点,BC ⊥DE ,垂足为C .(1)证明:∠CBD =∠DBA ;(2)若AD =3DC ,BC =2,求⊙O 的直径.解:(1)证明:因为DE 为⊙O 的直径,则∠BED +∠EDB =90°,又BC ⊥DE ,所以∠CBD +∠EDB =90°,从而∠CBD =∠BED .又AB 切⊙O 于点B ,得∠DBA =∠BED ,所以∠CBD =∠DBA .(2)由(1)知BD 平分∠CBA ,则BA BC =AD CD=3,又BC =2,从而AB =3 2. 所以AC =AB 2-BC 2=4,所以AD =3.由切割线定理得AB 2=AD ·AE ,即AE =AB 2AD=6,故DE =AE -AD =3,即⊙O 的直径为3.4.(2015·高考全国卷Ⅱ)如图,O 为等腰三角形ABC 内一点,⊙O 与△ABC 的底边BC 交于M ,N 两点,与底边上的高AD 交于点G ,且与AB ,AC 分别相切于E ,F 两点.(1)证明:EF ∥BC ;(2)若AG 等于⊙O 的半径,且AE =MN =23,求四边形EBCF的面积.解:(1)证明:由于△ABC 是等腰三角形,AD ⊥BC ,所以AD 是∠CAB 的平分线. 又因为⊙O 分别与AB ,AC 相切于点E ,F ,所以AE =AF ,故AD ⊥EF .从而EF ∥BC .(2)由(1)知,AE =AF ,AD ⊥EF ,故AD 是EF 的垂直平分线. 又EF 为⊙O 的弦,所以O 在AD 上.连接OE ,OM ,则OE ⊥AE .由AG 等于⊙O 的半径得AO =2OE ,所以∠OAE =30°.因此△ABC 和△AEF 都是等边三角形.因为AE =23,所以AO =4,OE =2.因为OM =OE =2,DM =12MN =3,所以OD =1. 于是AD =5,AB =1033. 所以四边形EBCF 的面积为12×⎝⎛⎭⎫10332×32-12×(23)2×32=1633.。
高考数学一轮总复习 几何证明选讲精品课件(含高考真题)新人教版选修41

个三角形的三条边对应 成比例 ,那么这两个三角形相似.简述为:三边 对应 成比例 ,两三角形相似.
7
梳理自测
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(2)两个直角三角形相似的判定定理
①如果两个直角三角形有一个锐角对应 相等 ,那么它们相似. ②如果两个直角三角形的两条直角边对应 成比例 ,那么它们相
选修4系列
选修4—1 几何证明选讲
考纲要求
-3-
1.了解平行线截割定理,会证明并应用直角三角形射影定理. 2.会证明并应用圆周角定理、圆的切线的判定定理及性质定理. 3.会证明并应用相交弦定理、圆内接四边形的判定定理与性质定理、切割 线定理.
梳理自测
-4-
1.平行线等分线段定理
定理 如果一组平行线在一条直线上截得的线段 相等 ,那么在其 他直线上截得的线段也 相等 .
与圆交点的两条线段长的 比例中项 .
(4)切线长定理 从圆外一点引圆的两条切线,它们的切线长相等,圆心
和这一点的连线平分两条切线的 夹角 .
12
梳理自测
-13-
基础自测
1.在△ABC 中,D,E 分别为 AB,AC 上的点,且 DE∥BC,△ADE 的面积是 2cm2, 梯形 DBCE 的面积为 6cm2,求 DE∶BC 的值.
梳理自测
-7-
判定定理 2 对于任意两个三角形,如果一个三角形的两边和另一个
三角形的两边对应 成比例 ,并且夹角相等,那么这两个三角形相似.简 述为:两边对应 成比例 且夹角相等,两三角形相似.
引理 如果一条直线截三角形的两边(或两边的延长线)所得的对应线
段 成比例 ,那么这条直线平行于三角形的第三边.
高考数学(人教版文)一轮复习课时作业63选修4-1 几何证明选讲1 Word版含答案
图2
(1)求证:△ABF∽△COE;
(2)当O为AC边中点, =2时,如图2,求 的值;
(3)当O为AC边中点, =n时,请直接写出 的值。
解析:(1)证明:∵AD⊥BC,∴∠DAC+∠C=90°,
∵∠BAC=90°,∴∠BAF=∠C。
∵OE⊥OB,∴∠BOA+∠COE=90°,
∵∠BOA+∠ABF=90°,∴∠ABF=∠COE。
∴ = 。
由(1)知BF=OE,设OE=BF=x,
∴ = ,∴x= DF。
在△DFB中x2= + x2,∴x= 。
∴OF=OB-BF= - = ,
∴ = =2。
(3) =n。
12.已知在△ABC中,点D在BC边上,过点C任作一直线与AB、AD分别交于点F、E。
(1)如图①,DG∥CF交AB于点G,当D是BC的中点时,求证: = 。
又∵AE=2,EC=1,BC=4,∴ = ,∴BF= 。
答案:
4.如图,在△ABC中,D为AC边上一点,∠DBC=∠A,BC= ,AC=3,则CD=__________。
解析:∵∠DBC=∠A,∠C=∠C,
∴△CDB∽△CBA。
∴ = ,即 = 。
∴CD=2。
答案:2
5.(2016·揭阳一模)如图,BE、CF分别为钝角△ABC的两条高,已知AE=1,AB=3,CF=4 ,则BC边的长为________。
解析:由圆内接四边形对角互补的特征可得到∠AEF=∠ACB,∴△AEF∽△ACB,∴ = = = ,
∴EF=3。
答案:3
3.(2016·汕头模拟)如图,在△ABC中,DE∥BC,DF∥AC,AE=2,EC=1,BC=4,则BF=________。
高考数学总复习:选修4 1《几何证明选讲》1
逻辑不严密:在证明过 程中逻辑链条可能不严 密导致结论不成立或出 现漏洞。
忽视隐含条件:在几何 问题中有时会存在一些 隐含条件如果忽视这些 条件可能会导致证明过 程出错。
图形绘制错误:在解题 过程中如果图形绘制不 准确可能会导致证明过 程出现偏差或错误。
几何证明的拓展和提高
第五章
几何证明的进阶内容
掌握多种几何证明方法如反证法、归纳法等。 理解并运用各种几何定理和性质如相似三角形、余弦定理等。 提高逻辑推理能力能够根据已知条件进行合理的推断和证明。 培养空间想象能力能够理解并解决立体几何问题。
几何证明的数学思想
演绎推理:从 已知条件出发 按照严格的逻 辑规则推出结 论的思维方式。
归纳推理:从 大量具体事例 中概括出一般 原理的思维方
综合法:从已知条件出发经过推理逐步推导出结论的方法。 归纳法:从一些个别情况出发经过归纳总结出一般结论的方法。 反证法:通过否定结论来证明结论的方法。 演绎法:从一般到特殊的推理方法即从一般原理推导出特殊情况的结论。
几何证明的实践应用
第三章
几何证明在日常生活中的应用
建筑学:证明几何原理在建筑设计中的应用 物理学:解释物理现象和原理如力的合成与分解 计算机科学:算法设计和数据结构的基础 经济学:在决策分析和资源优化中的应用
常见题型:求 证题、证明题、
作图题等
几何证明的基本步骤
理解题意:明确题目给出的条件和 需要证明的结论
推导过程:按照证明方法逐步推导 得出结论
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确定思路:根据题意和已知条件选 择合适的证明方法
检查结果:检查推导过程方案。
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几何证明在经济学中 的应用:在金融、统 计学、市场分析等领 域中几何证明可以用 来证明经济理论和模 型的正确性以及解释
2021-2022年高考数学总复习选做01几何证明选讲试题含解析
2021年高考数学总复习选做01几何证明选讲试题含解析【三年高考全收录】1. 【xx高考江苏】如图,AB为半圆O的直径,直线PC切半圆O于点C,AP⊥PC,P为垂足.求证:(1);(2).【答案】(1)见解析;(2)见解析.【考点】圆的性质、相似三角形【名师点睛】(1)解决与圆有关的成比例线段问题的两种思路:①直接应用相交弦、切割线定理及其推论;②当比例式(等积式)中的线段分别在两个三角形中时,可转化为证明三角形相似,一般思路为“相似三角形→比例式→等积式”.在证明中有时还要借助中间比来代换,解题时应灵活把握.(2)应用相交弦定理、切割线定理要抓住几个关键内容:如线段成比例与相似三角形、圆的切线及其性质、与圆有关的相似三角形等.2. 【xx 高考江苏】如图,在ABC 中,∠ABC =90°,BD ⊥AC ,D 为垂足,E 是BC 的中点. 求证:∠EDC =∠ABD .【答案】详见解析【解析】试题分析:先由直角三角形斜边上中线性质, 再由,与互余,与互余,得,从而得证. 试题解析:证明:在和中,因为90,,ABC BD AC A ∠=⊥∠为公共角,所以∽,于是.在中,因为是的中点,所以,从而.所以.【考点】相似三角形【名师点睛】1.相似三角形的证明方法:(1)找两对内角对应相等;(2)若只有一个角对应相等,再判定这个角的两邻边是否对应成比例;(3)若无角对应相等,就要证明三边对应成比例.2.利用相似三角形的性质进行对应边的比、对应角的度数的相关运算时,要善于联想变换比例式,通过添加辅助线构造相似三角形,同时注意面积法的应用.3.【xx 江苏高考,21】如图,在中,,的外接圆圆O 的弦交于点D求证:∽【答案】详见解析【考点定位】相似三角形4.【xx 高考天津理数】如图,AB 是圆的直径,弦CD 与AB 相交于点E ,BE =2AE =2,BD =ED ,则线段CE 的长为__________.【答案】【解析】AB CE DO(第21——A 题)试题分析:设,则由相交弦定理得,,又,所以,因为是直径,则,,在圆中,则,1x =,解得考点:相交弦定理【名师点睛】1.解决与圆有关的成比例线段问题的两种思路(1)直接应用相交弦、切割线定理及其推论;(2)当比例式(等积式)中的线段分别在两个三角形中时,可转化为证明三角形相似,一般思路为“相似三角形→比例式→等积式”.在证明中有时还要借助中间比来代换,解题时应灵活把握.2.应用相交弦定理、切割线定理要抓住几个关键内容:如线段成比例与相似三角形、圆的切线及其性质、与圆有关的相似三角形等.5.【xx高考新课标1卷】(本小题满分10分)选修4-1:几何证明选讲如图,△OAB是等腰三角形,∠AOB=120°.以O为圆心,OA为半径作圆.(I)证明:直线AB与O相切;(II)点C,D在⊙O上,且A,B,C,D四点共圆,证明:AB∥CD.OD CBA【答案】(I)见解析(II)见解析【解析】试题分析:(I)设是的中点,先证明,进一步可得,即到直线的距离等于圆的半径,所以直线与⊙相切.(II) 设是四点所在圆的圆心,作直线,证明,.由此可证明.试题解析:(Ⅰ)设是的中点,连结,因为,所以,.在中,,即到直线的距离等于圆的半径,所以直线与⊙相切.EO'D COBA(Ⅱ)因为,所以不是四点所在圆的圆心,设是四点所在圆的圆心,作直线.由已知得在线段的垂直平分线上,又在线段的垂直平分线上,所以.同理可证,.所以.考点:四点共圆、直线与圆的位置关系及证明【名师点睛】近几年几何证明题多以圆为载体命制,在证明时要抓好“长度关系”与“角度关系的转化”,熟悉相关定理与性质.该部分内容命题点有:平行线分线段成比例定理;三角形的相似与性质;四点共圆;圆内接四边形的性质与判定;切割线定理.6.【xx高考新课标2理数】选修4-1:几何证明选讲如图,在正方形中,分别在边上(不与端点重合),且,过点作,垂足为.(Ⅰ) 证明:四点共圆;(Ⅱ)若,为的中点,求四边形的面积.【答案】(Ⅰ)详见解析;(Ⅱ).【解析】试题分析:(Ⅰ)证再证可得即得四点共圆;(Ⅱ)由由四点共圆,可得,再证明根据四边形的面积是面积的2倍求得结论.(II )由四点共圆,知,连结,由为斜边的中点,知,故因此四边形的面积是面积的2倍,即 111221.222GCB S S ∆==⨯⨯⨯=考点: 三角形相似、全等,四点共圆【名师点睛】判定两个三角形相似要注意结合图形性质灵活选择判定定理,特别要注意对应角和对应边.证明线段乘积相等的问题一般转化为有关线段成比例问题.相似三角形的性质可用来证明线段成比例、角相等;可间接证明线段相等.7.【xx 高考新课标3理数】(本小题满分10分)选修4-1:几何证明选讲如图,中的中点为,弦分别交于两点.(I )若,求的大小;(II )若的垂直平分线与的垂直平分线交于点,证明.【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)见解析.【解析】试题分析:(Ⅰ)根据条件可证明与是互补的,然后结合与三角形内角和定理,不难求得的大小;(Ⅱ)由(Ⅰ)的证明可知四点共圆,然后根据用线段的垂直平分线知为四边形的外接圆圆心,则可知在线段的垂直平分线上,由此可证明结果.试题解析:(Ⅰ)连结,则BCD PCB PCD BPD PBA BFD ∠+∠=∠∠+∠=∠,. 因为,所以,又,所以.又180,2PFD BFD PFB PCD ∠+∠=︒∠=∠,所以, 因此.(Ⅱ)因为,所以,由此知四点共圆,其圆心既在的垂直平分线上,又在的垂直平分线上,故就是过四点的圆的圆心,所以在的垂直平分线上,又也在的垂直平分线上,因此.考点:1、圆周角定理;2、三角形内角和定理;3、垂直平分线定理;4、四点共圆.【方法点拨】(1)求角的大小通常要用到三角形相似、直角三角形两锐角互余、圆周角与圆心角定理、三角形内角和定理等知识,经过不断的代换可求得结果;(2)证明两条直线的夂垂直关系,常常要用到判断垂直的相关定理,如等腰三角形三线合一、矩形性质、圆的直径、平行的性质等.8.【xx 高考湖北,理15】如图,是圆的切线,为切点,是圆的割线,且,则 .【答案】 【解析】因为是圆的切线,为切点,是圆的割线,由切割线定理知,)(2BC PB PB PC PB PA +=⋅=,因为,所以,即,由∽,所以.9.【xx 高考新课标2,理22】如图,为等腰三角形内一点,圆与的底边交于、两点与底边上的高交于点,与、分别相切于、两点.AP B C(Ⅰ)证明:;(Ⅱ)若等于的半径,且,求四边形的面积.【解析】(Ⅰ)由于是等腰三角形,,所以是的平分线.又因为分别与、相切于、两点,所以,故.从而.(Ⅱ)由(Ⅰ)知,,,故是的垂直平分线,又是的弦,所以在上.连接,,则.由等于的半径得,所以.所以和都是等边三角形.因为,所以,.因为,,所以.于是,.所以四边形的面积221103313163 ()(23)232223⨯⨯-⨯⨯=.10.【xx高考陕西,理22】如图,切于点,直线交于,两点,,垂足为.(I)证明:;(II)若,,求的直径.GAE FONDB CM【xx年高考命题预测】纵观近几年高考试题,高考对几何证明的考查,主要考查有关三角形相似、全等、面积、线段长度及角相等的求解及证明,以平行线等分线段定理,平行线截割定理,相似三角形的判定与性质定理,直角三角形射影定理,圆心角、圆周角定理,圆内接四边形的性质定理及判定定理,圆的割线定理,切割线定理,弦切角定理,相交弦定理等为主要考查内容,题目难度一般为中、低档,备考中应严格控制训练题的难度.高考对这部分要求不是太高,要求会以圆为几何背景,利用直角三角形射影定理,圆周角定理、圆的切线的判定定理及性质定理,相交弦定理、圆内接四边形的性质定理与判定定理、切割线定理证明三角形相似,全等,求线段长等,预测xx年高考可能以圆为几何背景,考查相交线定理,切割线定理,以及圆内接四边形的性质定理与判定定理,考查学生的数形结合的能力.“几何证明选讲”是选修系列4的一个专题,该专题在高考中只考查“相似三角形”和“圆”这两部分平面几何内容,且与另三个选修4的专题一起命题,供考生选择作答.其核心内容为:线段成比例与相似三角形,圆的切线及其性质,与圆有关的相似三角形等.对同学们来说, “几何证明选讲”是初中所学知识的深化,因而倍感亲切.试题题型为解答题,且难度不大.题型以比例问题为主,平行线分线段成比例定理、相似形、角平分线定理、直角三角形中的射影定理、圆中的割线定理、切割线定理和相交弦定理等,都涉及线段成比例,因此比例问题是本专题中所占比重最大的题型.解决这类问题,主要方法就是设法利用上述定理,并灵活变形.复习建议:圆内接四边形的重要结论:内接于圆的平行四边形是矩形;内接于圆的菱形是正方形;内接于圆的梯形是等腰梯形.应用这些性质可以大大简化证明有关几何题的推证过程.与圆有关的比例线段的证明要诀:相交弦、切割线定理是法宝,相似三角形中找诀窍,联想射影定理分角线,辅助线来搭桥,第三比作介绍,代数方法不可少,分析综合要记牢,十有八九能见效.【xx年高考考点定位】几何证明选讲的内容涉及的考点可归纳为:①相似三角形的定义与性质;②平行线截割定理;③直角三角形射影定理;④圆周角与圆心角定理;⑤圆的切线的判定定理及性质定理;⑥弦切角的性质;⑦相交弦定理;⑧圆内接四边形的性质定理和判定定理;⑨切割线定理.【考点1】相似三角形的判定与性质【备考知识梳理】1.平行线等分线段定理如果一组平行线在一条直线上截得的线段相等,那么在其他直线上截得的线段也相等.推论1:经过三角形一边的中点与另一边平行的直线必平分第三边.推论2:经过梯形一腰的中点,且与底边平行的直线平分另一腰.2.平行线分线段成比例定理三条平行线截两条直线,所得的对应线段成比例.推论:平行于三角形一边的直线截其他两边(或两边的延长线)所得的对应线段成比例.3.相似三角形的判定与性质(1)判定定理:【规律方法技巧】1.判定两个三角形相似的常规思路(1)先找两对对应角相等;(2)若只能找到一对对应角相等,则判断相等的角的两夹边是否对应成比例;(3)若找不到角相等,就判断三边是否对应成比例,否则考虑平行线分线段成比例定理及相似三角形的“传递性”.2.借助图形判断三角形相似的方法 (1)有平行线的可围绕平行线找相似;(2)有公共角或相等角的可围绕角做文章,再找其他相等的角或对应边成比例; (3)有公共边的可将图形旋转,观察其特征,找出相等的角或成比例的对应边.3.比例线段常用平行线产生,利用平行线转移比例是常用的证题技巧,当题中没有平行线条件而有必要转移比例时,也常添加辅助平行线,从而达到转移比例的目的.4.判定两个三角形相似要注意结合图形特征灵活选择判定定理,特别要注意对应角和对应边.在一个题目中,相似三角形的判定定理和性质定理可能多次用到.相似三角形的性质可用来证明线段成比例、角相等;也可间接证明线段相等.5..在使用直角三角形射影定理时,要学会将“乘积式”转化为相似三角形中的“比例式”.证题时,要注意作垂线构造直角三角形是解直角三角形时常用的方法.6.相似关系的证明中,经常要应用比例的性质: 若,则①;②;③;④;⑤;⑥.7.辅助线作法:几何证明题的一个重要问题就是作出恰当的辅助线,相似关系的基础就是平行截割定理,故作辅助线的主要方法就是作平行线,见中点取中点连线利用中位线定理,见比例点取等比的分点构造平行关系,截取等长线段构造全等关系,立体几何中通过作平行线或连结异面直线上的点化异为共等等都是常用的作辅助线方法. 【考点针对训练】1. 如图,在△ABC 中,D 是AC 的中点,E 是BC 延长线上一点,过A 作AH ∥BE .连接ED 并延长交AB 于F ,交AH 于H .如果AB =4AF ,EH =8,求DF 的长.【解析】∵AH ∥BE ,∴HF HE =AFAB.∵AB =4AF ,∴HF HE =14,∵HE =8,∴HF =2.∵AH ∥BE ,∴HD DE =ADDC.∵D 是AC 的中点,∴HDDE=1.∵HE =HD +DE =8,∴HD =4,∴DF =HD -HF =4-2=2. 2. 如图,在Rt△ABC 中,∠BAC =90°,AD ⊥BC 于D ,DF ⊥AC 于F ,DE ⊥AB 于E ,求证: (1)AB ·AC =BC ·AD ; (2)AD 3=BC ·CF ·BE .【解析】(1)在Rt△ABC 中,AD ⊥BC ,∴S △ABC =12AB ·AC =12BC ·AD .∴AB ·AC =BC ·AD .(2)Rt△ADB 中,DE ⊥AB ,由射影定理可得, BD 2=BE ·AB , 同理CD 2=CF ·AC ,∴BD 2·CD 2=BE ·AB ·CF ·AC .又在Rt△BAC 中,AD ⊥BC ,∴AD 2=BD ·DC ,∴AD 4=BE ·AB ·CF ·AC ,又AB ·AC =BC ·AD . 即AD 3=BC ·CF ·BE . 【考点2】圆的有关问题 【备考知识梳理】 1.圆周角定理(1)圆周角:顶点在圆周上且两边都与圆相交的角.(2)圆周角定理:圆上一条弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半. (3)圆心角定理:圆心角的度数等于它所对弧的度数.推论1:同弧或等弧所对的圆周角相等;同圆或等圆中,相等的圆周角所对的弧也相等. 推论2: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. 2.圆内接四边形的性质与判定定理 (1)性质:定理1:圆内接四边形的对角互补.定理2:圆内接四边形的外角等于它的内角的对角. (2)判定:判定定理:如果一个四边形的对角互补,那么这个四边形的四个顶点共圆.推论:如果四边形的一个外角等于它的内角的对角,那么这个四边形的四个顶点共圆. 另外:若两点在一条线段同侧且对该线段张角相等,则此两点与线段两个端点共圆,特别的,对定线段张角为直角的点共圆. 3.圆的切线(1)直线与圆的位置关系直线与圆交点的个数 直线到圆心的距离d 与圆的半径r 的关系相交 两个 d <r 相切一个d =r相离无d >r(2) 圆的切线性质及判定定理性质定理:圆的切线垂直于经过切点的半径.推论1:经过圆心且垂直于切线的直线必经过切点.推论2:经过切点且垂直于切线的直线必经过圆心.判定定理:经过半径的外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线.(3)切线长定理:从圆外一点引圆的两条切线长相等.3.弦切角(1)弦切角:顶点在圆上,一边与圆相切,另一边与圆相交的角.(2)弦切角定理及推论①定理:弦切角的度数等于所夹弧的度数的一半.②推论:同弧(或等弧)上的弦切角相等,同弧(或等弧)上的弦切角等于它所夹的弧所对的圆周角.4.与圆有关的比例线段定理名称基本图形条件结论应用相交弦定理弦AB、CD相交于圆内点P(1)PA·PB=PC·PD;(2)△ACP∽△DBP(1)在PA、PB、PC、PD四线段中知三求一;(2)求弦长及角切割线定理PA切⊙O于A,PBC是⊙O的割线(1)PA2=PB·PC;(2)△PAB∽△PCA(1)已知PA、PB、PC知二可求一;(2)求解AB、AC割线定理PAB、PCD是⊙O的割线(1)PA·PB=PC·PD;(2)△PAC∽△PDB(1)求线段PA、PB、PC、PD及AB、CD;(2)应用相似求AC、BD(2)割线定理:从圆外一点引圆的两条割线,这一点到每条割线与圆的交点的两条线段长的积相等.(3)切割线定理:从圆外一点引圆的切线和割线,切线长是这点到割线与圆交点的两条线段长的比例中项.(4)切线长定理:从圆外一点引圆的两条切线,它们的切线长相等,圆心和这一点的连线平分两条切线的夹角.【规律方法技巧】1. 与圆有关的比例线段: (1)应用相交弦定理、切割线定理要抓住几个关键内容:如线段成比例与相似三角形、圆的切线及其性质、与圆有关的相似三角形等.(2)相交弦定理、切割线定理主要是用于与圆有关的比例线段的计算与证明.解决问题时要注意相似三角形知识及圆周角、弦切角、圆的切线等相关知识的综合应用.(3)相交弦定理、切割线定理、割线定理、切线长定理统称为圆幂定理:圆的两条弦或其延长线若相交,各弦被交点分成的两条线段长的积相等.当两交点在圆内时为相交弦定理,当两交点在圆外时为割线定理,两交点重合时为切线,一条上两点重合时为切割线定理,两条都重合时为切线长定理,应用此定理一定要分清两条线段是指哪两条.2. 弦切角定理及推论的应用(1)圆周角定理及其推论与弦切角定理及其推论多用于推出角的关系,从而证明三角形全等或相似,可求线段或角的大小.(2)涉及圆的切线问题时要注意弦切角的转化;关于圆周上的点,常作直线(或半径)或向弦(弧)两端画圆周角或作弦切角.3. 证明多点共圆,当两点在一条线段同侧时,可证它们对此线段张角相等,也可以证明它们与某一定点距离相等;如两点在一条线段异侧,则证明它们与线段两端点连成的凸四边形对角互补.4.涉及圆的切线问题时要注意弦切角的转化;关于圆周上的点,常作直径(或半径)或向弦(弧)两端画圆周角或作弦切角.5.一般地,涉及圆内两条相交弦时首先要考虑相交弦定理,涉及两条割线时要想到割线定理,涉及切线和割线时要注意应用切割线定理,要注意相交弦定理中线段之间的关系与切割线定理线段关系之间的区别.6.在平面几何的有关计算中往往要使用比例线段,产生比例线段的一个主要根据是两三角形相似.在涉及两圆的公共弦时,通常是作出两圆的公共弦.如果有过公共点的切线就可以使用弦切角定理.在两个圆内实现角的等量代换,这是解决两个圆相交且在交点处有圆的切线问题的基本思考方向.【考点针对训练】1. 如图,⊙为四边形的外接圆,且,是延长线上一点,直线与圆相切.求证:.【解析】连结.是圆的切线,∴. ,∴. ∴.圆是四边形的外接圆,∴. ∴.2. 如图,点C 是⊙O 直径BE 的延长线上一点,AC 是⊙O 的切线,A 为切点,∠ ACB 的平分线CD 与AB 相交于点D ,与AE 相交于点F . (I )求的值;(11)若AB=AC ,求的值.【解析】(Ⅰ)∵AC 是⊙O 的切线,∴,又∵是的角平分线,, ∴+DCB B ACD EAC ∠∠=∠+∠,∴, 又∵是的直径,∴,∴ (Ⅱ) ∵,∴,由(I )得,,∴ ,∴, ∵,,∴∽,∴03tan 30AC AE BC AB ===.【两年模拟详解析】1. 【苏北三市(连云港、徐州、宿迁)xx届高三年级第三次调研考试】选修4-1:几何证明选讲如图,圆的弦,交于点,且为弧的中点,点在弧上,若,求的度数.【答案】45°【解析】连结,.因为为弧的中点,所以.而,所以,即.又因为,所以,故.2. 【xx学年度苏锡常镇四市高三教学情况调研(二)】选修4-1:几何证明选讲如图,直线切圆于点,直线交圆于,两点,于点,且,求证:.【答案】见解析【解析】解:连结,设圆的半径为,,则,.在中,,,即,①又直线切圆于点,则,即,②,代入①,,,,.3. 【南京市、盐城市xx届高三年级第一次模拟】(选修4-1:几何证明选讲)如图,是半圆的直径,点为半圆外一点,分别交半圆于点.若,,,求的长.【答案】4. 【xx年第二次全国大联考江苏卷】【选修4—1几何证明选讲】(本小题满分10分)如图,过点作圆的割线与切线,为切点,连接,的平分线与分别交于,其中.求的大小.【解析】由为的平分线得,由弦切角定理得,因为,CDE PED EPD DCE PAC APC ∠=∠+∠∠=∠+∠ ,所以,因此1803075.2PCE -∠== …………10分 5. 【xx 年第三次全国大联考江苏卷】如图,⊙O 的直径的延长线与弦的延长线相交于点,为⊙O 上一点,,求证:.PE B ODAC【解析】,为直径,,POC OAC OCA OAC OAC EAC ∴∠=∠+∠=∠+∠=∠,又,.6. 【xx 年第一次全国大联考江苏卷】如图,四边形是圆的内接四边形,的延长线交的延长线于点求证:平分.【解析】因为四边形是圆的内接四边形,所以,DAE BCD FAE BAC BDC ∠=∠∠=∠=∠ 因为,所以,所以, 所以平分.……………10分7. 【xx 年高考原创押题预测卷03(江苏卷)】如图, 是圆的直径,为圆上一点,过点作圆的切线交的延长线于点.若,求证:.【解析】连接因为是圆的直径,所以--------(3分)因为是圆的切线,所以,-----------------------(6分)又因为,所以,于是,从而,即,得.-----------------------------------(10分)8. 【xx年高考原创押题预测卷01(江苏卷)】如图,是⊙O上的点,过E点的⊙O的切线与直线交于点,的平分线和分别交于点.求证:(1) ;(2) .【答案】证明见解析.9.【江苏省苏中三市xx届高三第二次调研测试】如图,AB是圆的直径,C为圆外一点,且,BC交圆于点D,过D作圆切线交AC于点E.求证:【答案】详见解析【解析】证明:连结,因为,所以.由圆知,所以.从而,所以.又因为为圆的切线,所以,又因为,所以.10.【南京市、盐城市xx届高三年级第二次模拟考试】如图,在Rt△ABC中,AB=BC.以AB为直径的⊙O交AC于点D,过D作DE BC,垂足为E,连接AE交⊙O于点F.求证:BE⋅CE=EF⋅EA.【答案】详见解析11.【江苏省南京市xx届高三年级第三次学情调研适应性测试数学】如图,△ABC内接于圆O,D为弦BC上一点,过D作直线DP // AC,交AB于点E,交圆O在A点处的切线于点P.求证:△PAE∽△BDE.【答案】详见解析【解析】证明:因为PA是圆O在点A处的切线,所以∠PAB=∠ACB.因为PD∥AC,所以∠EDB=∠ACB,所以∠PAE=∠PAB=∠ACB=∠BDE.又∠PEA=∠BED,故△PAE∽△BDE.12.【南京市xx届高三年级第三次模拟考试】如图,已知半圆O的半径为2,P是直径BC延长线上的一点,PA与半圆O相切于点A,H是OC的中点,AH⊥BC.(1)求证:AC是∠PAH的平分线;(2)求PC的长.【答案】(1)详见解析(2)2(2)因为H是OC中点,半圆O的半径为2,所以BH=3,CH=1.又因为AH⊥BC,所以AH2=BH·HC=3,所以AH=.在Rt△AHC中,AH=,CH=1,所以∠CAH=30°.由(1)可得∠PAH=2∠CAH=60°,所以PA=2.由PA是半圆O的切线,所以PA2=PC·PB,所以PC·(PC+BC)=(2)2=12,所以PC=2.13.【苏锡常镇四市xx届高三教学情况调研(二)数学试题】已知△内接于,是的直径,是边上的高.求证:.【答案】详见解析【解析】证明:连结.∵是的直径,∴.∴.又∵,∴△∽△.∴,∴.14.【江苏省苏北三市xx 届高三最后一次模拟考试】如图,是圆的直径,弦的延长线相交于点,过作的延长线的垂线,垂足为,求证:2AB BE BD AE AC =•-•.【答案】详见解析【解析】试题分析:证明:连接,因为为圆的直径,所以,又,则四点共圆,所以.…………………………………………………………………5分又△∽△,所以,即,所以2()BE BD AE AC BA BF AB AF AB BF AF AB ⋅-⋅=⋅-⋅=⋅-=.15.【南通市xx届高三下学期第三次调研考试数学试题】在中,的平分线交于点,的平分线交于点.求证:.【答案】详见解析16.【盐城市xx 届高三年级第三次模拟考试】如图,是圆的直径,弦的延长线相交于点,垂直的延长线于点,连结.求证:.【答案】详见解析【解析】证明:连结,是圆的直径,,,又,,所以四点共圆,.【一年原创真预测】1. 如图,是的一条切线,切点为,直线,,都是的割线,已知.(Ⅰ)求证:;(II)若,求的值. A BO · FCDE 第21题(A )图【入选理由】本题考查圆的切割线定理、三角形相似,四点共圆的性质等基础知识,意在考查逻辑思维能力和推理论证能力. 切割线定理、三角形相似、四点共圆的性质,是高考重点考查知识点,本题由切割线定理入手,得出三角形相似,结合四点共圆的性质,得出角相等,本题构思巧妙,难度不大,故选此题.2. 如图所示, 为圆的切线, 为切点,交圆与两点,,的角平分线与和圆分别交于点和.(1)求证(2)求的值.【解析】(1)∵为圆的切线, 又为公共角,,,所以.【入选理由】本题考查弦切角定理,三角形相似,切割线定理,勾股定理等基础知识,意在考察学生推理证明和逻辑思维能力.本题第一问由弦切角入手,得三角形相似,从而得结论,第二问由切割线定理入手,结合勾股定理,像这种题型考查知识基础,综合性强,是高考出题方向,故选此题.3. 如图,已知⊙O 和⊙M 相交于A 、B 两点,AD 为⊙M 的直径,直线BD 交⊙O 于点C ,点G 为弧的中点,连结AG 分别交⊙O 、BD 于点E 、F ,连结CE .(Ⅰ)求证:为⊙O 的直径.(Ⅱ)求证:.;【解析】(Ⅰ)连结,∵为⊙M 的直径∴在⊙中,︒=∠=∠=∠90ABD AEC ABC∴为⊙O 的直径.(Ⅱ) ∵ ∴∵点G 为弧的中点∴在⊙中, ∴∽∴【入选理由】本题考查圆周角定理、三角形相似等基础知识,意在考察学生推理证明和逻辑· ·AB C D G E F O M · ·AB C D G E F O M思维能力. 圆周角定理是圆内判断三角形相似的重要方法,也是高考考查的热点,故选此题.。
高考数学总复习 121几何证明选讲课件 新人教A版
4.用参数配方法讨论柯西不等式的一般情况:
nn
n
a2i ·b2i ≥c2i .
i=1 i=1
i=1
5.用向量递归方法讨论排序不等式. 6.了解数学归纳法的原理及其使用范围,会用数学归纳 法证明一些简单问题. 7.会用数学归纳法证明贝努利不等式: (1+x)n>1+nx(x>-1,n 为正整数). 了解当 n 为实数时贝努利不等式也成立.
2.参数方程 (1)通过分析抛物运动中时间与运动物体位置的关系,写出 抛物线运动轨迹的参数方程,体会参数的意义. (2)分析直线、圆和圆锥曲线的几何性质,选择恰当的参数 写出它们的参数方程. (3)举例说明某些曲线用参数方程表示比用普通方程表示更 方便,感受参数方程的优越性.
(4)借助教具或计算机软件,观察圆在直线上滚动时圆上定 点的轨迹(平摆线)、直线在圆上滚动时直线上定点的轨迹(渐开 线),了解平摆线和渐开线的生成过程,并能推导出它们的参数 方程.
●命题趋势 这是新课标的选修系列 4 的内容.由各省自主确定命题 的部分,命题方式可参照各省高考命题说明.目前主要有两 类命题方式:一类用客观形式考查,3 选 1(或 2 选 1)式填空; 一类是用解答题形式考查,3 选 1 解答(新课标全国卷考区). 1.几何证明选讲 命题方式主要是将圆的几何性质与相似三角形知识结 合,考查对基本定理的理解与掌握.
6.利用 Dandelin 双球(这两个球位于圆锥的内部,一个位 于平面 π 的上方,一个位于平面 π 的下方,并且与平面 π 及圆 锥面均相切)证明上述定理(1)情况.
7.试证明以下结果:①在 6 中,一个 Dandelin 球与圆锥面 的交线为一个圆,并与圆锥的底面平行,记这个圆所在平面为 π′;②如果平面 π 与平面 π′的交线为 m,在 5(1)中椭圆上任 取一点 A,该 Dandelin 球与平面 π 的切点为 F,则点 A 到点 F 的距离与点 A 到直线 m 的距离比是小于 1 的常数 e.(称点 F 为 个 椭圆的焦点,直线 m 为椭圆的准线,常数 e 为离心率.)
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人教版最新高中数学高考总复习几何证明选讲习题及详解
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一、选择题
1.已知矩形ABCD,R、P分别在边CD、BC上,E、F分别为AP、PR的中点,当P在BC上由B向C运动时,点R在CD上固定不变,设BP=x,EF=y,那么下列结论中正确的是( )
A.y是x的增函数
B.y是x的减函数
C.y随x的增大先增大再减小
D.无论x怎样变化,y为常数
[答案] D
[解析] ∵E、F分别为AP、PR中点,∴EF是△PAR的中位线,∴EF=AR,∵R固定,∴AR是常数,即y为常数.
2.(2010·湖南考试院)如图,四边形ABCD中,DF⊥AB,垂足为F,DF=3,AF=2FB=2,延长FB到E,使BE=FB,连结BD,EC.若BD∥EC,则四边形ABCD的面积为( )
A.4
B.5
C.6
D.7
[答案] C
[解析] 由条件知AF=2,BF=BE=1,
∴S△ADE=AE×DF=×4×3=6,
∵CE∥DB,∴S△DBC=S△DBE,∴S四边形ABCD=S△ADE=6.
3.(2010·广东中山)如图,⊙O与⊙O′相交于A和B,PQ切⊙O 于P,交⊙O′于Q和M,交AB的延长线于N,MN=3,NQ=15,则PN =( )
A.3
B.
C.3
D.35
[答案] D
[解析] 由切割线定理知:
PN2=NB·NA=MN·NQ=3×15=45,
∴PN=3.
4.如图,Rt△ABC中,CD为斜边AB上的高,CD=6,且ADBD=32,则斜边AB上的中线CE的长为( )
A.5
B.56
2
C.
D.310
2
[答案] B
[解析] 设AD=3x,则DB=2x,由射影定理得CD2=A D·BD,∴36=6x2,∴x=,∴AB=5,
∴CE=AB=.
5.已知f(x)=(x-2010)(x+2009)的图象与x轴、y轴有三个不同的交点,有一个圆恰好经过这三个点,则此圆与坐标轴的另一个交点的坐标是( )
A.(0,1)
B.(0,2)
C.(0,)
D.(0,)
[答案] A
[解析] 由题意知圆与x轴交点为A(2010,0),
B(-2009,0),与y轴交点为C(0,-2010×2009),D(0,y2).设圆的方程为:x2+y2+Dx+Ey+F=0
令y=0得x2+Dx+F=0,此方程两根为2010和-2009,∴F=-2010×2009
令x=0得y2+Ey-2010×2009=0
∴-2010×2009×y2=-2010×2009
∴y2=1,故选A.
[点评] 圆与x轴交点A(2010,0),B(-2009,0)与y轴交点C(0,-2010×2009),D(0,y2),
∵A、C、B、D四点共圆,∴AO·OB=OC·OD,
∴OD=1,∴y2=1.
6.设平面π与圆柱的轴的夹角为β(0°<β<90°),现放入
Dandelin双球使之与圆柱面和平面π都相切,若已知Dandelin双球与平面π的两切点的距离恰好等于圆柱的底面直径,则截线椭圆的离心率为( )
A.
B.
C.
D.3
2
[答案] B
[解析] ∵Dandelin双球与平面π的两切点是椭圆的焦点,圆柱的底面直径恰好等于椭圆的短轴长,
∴2b=2c,∴e====.
二、填空题
7.如图,PT切⊙O于点T,PA交⊙O于A、B两点,且与直径CT 交于点D,CD=2,AD=3,BD=6,则PB=________.
[答案] 15
[解析] 由相交弦定理得DC·DT=DA·DB,则DT=9.
由切割线定理得PT2=PB·PA,即(PB+BD)2-DT2=PB(PB+AB).又BD=6,AB=AD+BD=9,∴(PB+6)2-92=PB(PB+9),得PB =15.
8.(09·天津)如图,AA1与BB1相交于点O,AB∥A1B1且AB=A1B1.若△AOB的外接圆的直径为1,则△A1OB1的外接圆的直径为______________.
[答案] 2
[解析] ∵AB∥A1B1且AB=A1B1,∴△AOB∽△A1OB1,∴两三角形外接圆的直径之比等于相似比,
∴△A1OB1的外接圆直径为2.
9.如图,EB、EC是⊙O的两条切线,B、C是切点,A、D是⊙O上两点,如果∠E=46°,∠DCF=32°,则∠A的度数是________.[答案] 99°
[解析] 连接OB、OC、AC,根据弦切角定理得,
∠EBC=∠BAC,∠CAD=∠DCF,
可得∠A=∠BAC+∠CAD=(180°-∠E)+∠DCF=67°+32°=99°.
[点评] 可由EB=EC及∠E求得∠ECB,由∠ECB和∠DCF求得∠BCD,由圆内接四边形对角互补求得∠A.
10.PC是⊙O的切线,C为切点,PAB为割线,PC=4,PB=8,∠B=30°,则BC=________.
[答案] 43
[解析] (1)由切割线定理PC2=PA·PB,
∴PA=2,∠ACP=∠B=30°,
在△PAC中,由正弦定理=,
∴sin∠PAC=1,
∴∠PAC=90°,从而∠P=60°,∠PCB=90°,
∴BC===4.
11.(2010·重庆文)如图中实线是由三段圆弧连接而成的一条封闭曲线C,各段弧所在的圆经过同一点P(点P不在C上)且半径相等,设第i段弧所对的圆心角为αi(i=1,2,3),则coscos-sinsin=
____________.
[答案] -1
2
[解析] 如图,O1、O2、O3为三个圆的圆心,A1、A2、A3分别是每两个圆的交点,则∠A1PA2+∠A2PA3+∠A3PA1=(α1+α2+α3)=2π,∴α1+α2+α3=4π,
∴coscos-sinsin
α2+α3
3
=cos =cos =cos ⎝ ⎛⎭
⎪⎫π+π
3
=-cos =-.
12.(2010·广东××市四校联考)如图,PA 切圆O 于点A ,割线PBC 经过圆心O ,OB =PB =1,OA 绕点O 逆时针旋转60°到OD ,则PD 的长为________.
[答案]
7
[解析] 由图可知,PA2=PB·PC=PB·(PB+BC)=3,∴PA=,∴∠AOP=60°,
又∠AOD=60°,∴∠POD=120°,∵PO=2,OD =1, ∴cos∠POD==-,∴PD=. 三、解答题
13.(2010·××市调研)如图,AB 是⊙O 的直径,点P 在AB 的延长线上,PC 与⊙O 相切于点C ,PC =AC =1,求⊙O 的半径.
[解析] 连接OC.
设∠PAC=θ.因为PC =AC ,所以∠CPA=θ,∠COP=2θ.
又因为PC与⊙O相切于点C,所以OC⊥PC.
所以3θ=90°.所以θ=30°.
设⊙O的半径为r,在Rt△POC中,
r=CP·tan30°=1×=.
14.(2010·江苏盐城调研)如图,圆O的直径AB=8,C为圆周上一点,BC=4,过C作圆的切线l,过A作直线l的垂线AD,D为垂足,AD与圆O交于点E,求线段AE的长.
[解析] 连结OC、BE、AC,则BE⊥AE.
∵BC=4,∴OB=OC=BC=4,即△OBC为正三角形,
∴∠CB O=∠COB=60°,
又直线l切⊙O于C,
∴∠DCA=∠CBO=60°,
∵AD⊥l,∴∠DAC=90°-60°=30°,
而∠OAC=∠ACO=∠COB=30°,∴∠EAB=60°,
在Rt△BAE中,∠EBA=30°,∴AE=AB=4.
15.(2010·辽宁实验中学)如图,⊙O的直径AB的延长线与弦CD 的延长线相交于点P,E为⊙O上一点,AE=AC,DE交AB于点F,且AB=2BP=4,
(1)求PF的长度.
(2)若圆F与圆O内切,直线PT与圆F切于点T,求线段PT的长度.
[解析] (1)连结OC,OD,OE,由同弧对应的圆周角与圆心角之间的关系,
结合题中条件弧长AE等于弧长AC可得
∠CDE=∠AOC,
又∠CDE=∠P+∠PFD,∠AOC=∠P+
∠OCP,
从而∠PFD=∠OCP,故△PFD∽△PCO,
∴=,
由割线定理知PC·PD=PA·PB=12,
故PF===3.
(2)若圆F与圆O内切,设圆F的半径为r,
因为OF=2-r=1,即r=1,
所以OB是圆F的直径,且过P点的圆F的切线为PT,
则PT2=PB·PO=2×4=8,即PT=2.。