习题1.设梯形两底之和等于一腰,则此腰两邻角的平分线必通过另一腰的中点。 已知:如图,梯形ABCD 中,A D ∥BC,AB=AD+BC,E 是
DC 中点
求证:∠DAB 与∠ABC 的平分线必经过E 点。 证明(同一法):
设∠DAB 与∠ABC 的角平分线交于E ′点,只需证E ′点与E 点重合。 ∵A D ∥BC
∴∠DAB+∠ABC=180° ∵∠1=∠2, ∠3=∠4, ∴∠2+∠3=90° ∴∠A E ′B =90°
作Rt △ABE ′的斜边AB 上的中线 FE ′,则 FE ′=2
1AB=AF=BF
∴∠2=∠A E ′F , ∠3=∠B E ′F ∴∠1=∠2=∠A E ′F , ∴E ′F ∥A D ∥BC
连结EF,则EF 为梯形 ABCD 的中位线, E F ∥A D ∥BC ∴E ′F 与 E F 共线 ∵FE ′=2
1AB=2
1(AD+BC), FE =2
1(AD+BC)
∴E ′F = E F ∴E ′与 E 重合。 证 毕 。
习题2.A 是等腰三角形ABC 的顶点,将其腰AB 延长至D ,使BD=AB 。知CD=10厘米,求AB 边上中线的长。
解:过B 作BF ∥AC 交CD 于F , 则BF 是△DAC 的中位线。
∴BF 2
1
AC
∴∠FBC=∠ACB
又∠ACB=∠ABC ,AB=AC
∴∠FBC=∠ABC ,BF=2
1
AB=BE
∴△EBC ≌△FBC (SAS )
∴CE=CF=21CD=2
1
×10=5cm
即△ABC 中边上的中线CE 的长为5厘米。
习题3.证明:等腰三角形底边延长线上任一点到两腰距离之差为常量。
已知:如图,等腰三角形ABC 中,AB=AC 。D 为BC 延长线上一点,过D 作DE ⊥ AB 于E ,作D F ⊥ AC 延长线于F 。
求证:D E -DF 为常量。
2
1
证明:作△ABC 的边AB 上的高CH ,再作CG ⊥DE 于G ,则四边形CHEG 为矩形。 ∵∠3+∠B=90°,∠4+∠2=90°,∠B=∠ACB=∠2 ∴∠3=∠4
又CD 为公共边。 ∴Rt △DGC ≌Rt △DFC ∴DF=DG 。
∴D E -DF=DE -DG=EG=CH 。(常量)证毕
习题4.在△ABC 中,∠B=2∠C ,A D ⊥BC 于D 。M 是BC 的中点。
求证:DM=2
1
AB 。
证明:(Ⅰ)当∠B 为锐角时,作M E ∥AC 交AB 于E ,连结DE 。则E 为AB 的中点 ∴∠DME=∠C ,∠BEM=∠BAC
在Rt △ABD 中,有DE=2
1
AB=BE=AE
∴∠B=∠EDB=∠DEM+∠DME=2∠C
∠DME=∠C
∠DEM=2∠C -∠C=∠C ∠DEM=∠DME DE=DM DE=2
1AB
(Ⅱ)当∠B 为钝角时,作ME ∥AC 交AB 于E 。连结DE ,则E 为AB 的中点 在Rt △ADB 中
DE=2
1
AB=BE=AE ,E 和M 分别是AB 和BC 的中点
∴ME 是△ABC 的中位线 ∴∠C=∠BME ,∠BAC=∠BEM ∵∠BAC=180°-(∠B+∠C ) ∴∠BEM=180°-(∠B+∠C ) 又∵BE=DE
在△BDE 中∠ABD=∠EDB=180°-∠B ∴∠BED=180°-∠ABD-∠EDB =2∠B-180°
∴∠DEM=∠B-∠C ,又∠B=2∠C ∴∠DEM=∠BME
∴DM=2
1AB
(Ⅲ)当∠B 为直角时,易证DM=21
AB
(Ⅳ)当∠A 为直角时,易证DM=2
1
AB
习题5.AB 是圆的直径,引弦AC 使∠BAC=30°,过点C 引切线交AB 的延长线于D ,
求证:AC=CD
证明:如图,连结CB ∵AB 是⊙的直径 ∴∠ACB=90°
∵CD 为⊙O 的切线,∠BAC=30° ∴∠BCD=∠BAC=30°
又∵∠CBD=∠BAC+∠ACB=30°+90°=120° ∴在△BCD 中
∴∠D=180°-(∠CBD+∠BCD )=30° ∴∠BAC=∠BDC 即AC=CD
习题6.两圆相交于两点A 和B ,在每一个圆中各作弦AC 和AD ,使切于另一圆。
求证:∠ABC=∠ABD
证明:如图,AC 和AD 分别是⊙ ,⊙ 的切线,交⊙ ,⊙ 于C 和D
∴∠CAB=∠ADB ,∠DAB=∠ACB 在△ABC 和△ABD 中
∠ABC=180°-(∠CAB+∠ACB ) =180°-(∠ADB+∠DAB ) =∠ABD 即∠ABC=∠ABD
习题7.四边形ABCD 中,设AD=BC ,且M 和N 是对角线AC 和BD 的中点。 证明:直线AD 和BD 与MN 成等角 证明:如图,四边形ABCD 中AD=BC
M 和N 点分别为对角线AC 和BD 的中点,MN 交AD 、BC 分别于G 和F. 下证:∠AGF=∠BFG
连结BM 并延长至E , BM=ME 。连结AE 和CE 显然:ABCD 为平行四边形。连结DE ∴∠BFG=∠AHG ∵AD=BC ,AD=AE
而M 和N 分别是BD 和BE 的中点,∴MN ∥DE ∴AG=AH
∴∠AGF=∠AHG=∠BFG
习题8.设延长△ABC 的边BA 至D ,使AD=AC ,则∠BCD=90°+2
1
(∠C-∠B )
证明:∵2∠BCD=2∠BCA+2∠1 ①
AD=AC ,∠1=∠D
∴∠BAC = ∠1+∠D=2∠1 ∠B+∠BCA+2∠1=180°
即:2∠1=180°-∠B-∠BCA ② 将②代入①得:
2∠BCD=2∠BCA+180°-∠B-∠BCA
∴∠BCD=90°+2
1
(∠C-∠B )
习题9.设O 为△ABC 内部任一点,则OA+OB <CA+CB
证明:连AO 延长交BC 于D
△ADC 中AC+CD >AD ① △OBD 中,OD+DB >OB ②
由①②有:CB+AC=AC+CD+DB >AD+DB=AO+OD+DB >AO+BO
习题10.三角形的一中线小于夹此中线两边的半和,而大于这半和与第三边一半的差
已知:△ABC 中,AD 是BC 边上的中线
求证:21(AB+AC )-21BC <AD <2
1
(AB+AC )
证明:作DE 平行于AB 交AC 于E
则DE=21AB ,AE=2
1AC
在△ADE 中,则AD <AE+DE=2
1
(AB+AC )
延长AD 至F ,使DF=AD ,则有AD+BD >AB ,AD+DC >AC ∴AF+BC >AB+AC
∴2AD >AB+AC-BC 即AD >21(AB+AC )-2
1
BC
综上得:21(AB+AC )-21BC <AD <2
1
(AB+AC )
习题11.证明:梯形两条对角线中点的连线平行于底边
已知:如图所示,梯形ABCD 中,AD//BC,E,F 分别是BD,AC 中点。 求证:EF//AD 证明:过点A 做AG//BD ,并与CB 延长线相交于点G.
又因为AD//BC
所以四边形AGBD 是平行四边形 取AG 的中点H ,连结EH 由于E 是BD 的中点
所以EH//AD
又连结HF
所以HF//BC//AD
从而 H ,E ,F 三点共线 于是EF//AD
习题12.二圆外切于点P. AB 是一条外公切线(A ,B 为切点). 则PA ⊥PB
证明:如图ΘO 1 ΘO 2外切于点P ,过点P 作ΘO 1 ΘO 2 的内公切线交AB 于C.
CP CA =
∴ CPA CAP ∠=∠
又 CP CB =
∴
CPB CBP ∠=∠
∴APB CPB CPA CBP CAP ∠=∠+∠=∠+∠
而0
180=∠+∠=∠APB CBP CPA
∴0
90=∠APB ∴AB PC ⊥
习题13.证明:三角形的三条外角平分线和对边相交所得三点共线。
已知:如图,AD ,BE ,CF 分别是?ABC 三个外角的平分线且分别交CB ,CA ,BA 于D ,
E ,
F 三点.
求证:D ,E ,F 三点共线.
证明: AD 是∠BAE 的角平分线 ∴AC
AB DC BD =
同理:
BA BC EA CE =,CB
CA
FB AF =
从而:
=FB AF EA CE DC BD ..1..-=CB
CA
BA BC AC AB ∴D ,E ,F 三点共线.
习题14.两圆有两条内公切线,证明这两线与连心线共点.
已知:如图所示ΘO 1与ΘO 2 外离,AB ,CD 是ΘO 1与ΘO 2 的两条内公切线且A ,B ,C ,D 分别为切点,O 1O 2 为连心线. 求证:AB ,CD ,O 1O 2 三点共线.
证明: AB ,CD 是ΘO 1与ΘO 2 两条内公切线,
则AB ,CD 必有交点.设AB ,CD 的交点为P. 下证 点P 在O 1O 2 上即可.
连结O 1 P ,O 2P. 此时PA ,PC 即为从ΘO 1外一点引ΘO 1
的两条切线.
则有P O 1平分APC ∠.即APC APO ∠=∠2
1
1 同理可得 D P B D P O ∠=
∠2
1
2 从而 =∠21PO O 21DPO APD APO ∠+∠+∠ =
DPB APD APC ∠+∠+∠2
1
21
=
APC APD APC ∠+∠+∠2
1
=APD APC ∠+∠
=1800
所以P ,O 1 ,O 2 三点共线 即P 在O 1O 2 所以AB ,CD ,O 1O 2三点共线.
习题15.利用锡瓦定理证明三角形下列三线共点 (1.) 三中线
已知:如图.AD ,BE ,CF 分别?ABC 边BC ,CA ,AB 上的中线.
求证:AD ,BE ,CF 三线共点
证明: D ,E ,F 分别是中点
∴1===FB
AF EA CE DC BD
从而
1..=FB
AF
EA CE DC BD 所以AD ,BE ,CF 三点共线.
(2.)三内角平分线.
已知:如图,AD ,BE ,CF 分别是?ABC 三内角
平分线.
求证:AD ,BE ,CF 三点共线.
证明:由AD ,BE ,CF 分别是?ABC 三内角平分线.
∴AC AB DC BD = ,BA BC EA CE = ,CB CA FB AF =
. ∴
1....==CB CA
BA BC AC AB FB AF EA CE DC BD 故:AD ,BE ,CF 三点共线.
习题16.已知: C 是Rt ?ABC 的直角顶点,以AB 为边
作正方形ABCD ,以AC 边作正方形ACFG ,它们都包含?ABC 求证:CE ⊥BG
证明: 四边形ABDE ,ACFG 为正方形.
∴0
90=∠=∠BAE GAC
以A 为旋转中心,有:G C A R ???→?)
90,(0,
B E A R ???→?)
90,(0
则:CE=BG ,GE ⊥BG .
习题17.已知:圆内接四边形中BC=CD.
求证:AB ?AD+ 2
BC =2
AC
证明:连接BD 交AC 于E
由于BC=CD ,则 21∠=∠ 在?ABC 和?AED 中
??→???→
?∠=∠∠=∠4321??ABC ~~?AED
AC AE AD AB AD
AC
AE AB ?=??=?
……..①
15∠=∠ , 21∠=∠
∴ 25∠=∠.
在?CDE 和?CAD 中
????→???→
?∠=∠∠=∠DCA
ECD 21
??CDE ~~?CAD
?
CD CE
AC CD = ?CD
BC CE
AC CD =?=2CE AC BC ?=?2 ………②
∴由①和②有CE AC AC AE BC AD AB ?+?=+?2
2
)(AC CE AE AC =+?=
∴ AB ?AD+ 2
BC
=2
AC
习题18.平行四边形ABCD 的底边BC 固定,另一边AB 长为a ,则其对角线交E 的轨迹为一
圆,圆心是BC 中点,半径是
2
a
. ( 假设: 平行四边形ABCD 底边BC 的中点O ,AB 边长为a ,P 为对角线AB,BD 的交
点,BC 为固定.)
求证:点P 的轨迹是ΘO(
2
a ) 证明: 10 若P 是平行四边形ABCD 对角线AC,BD 的交点,连接OP,由P,O 分别是BD,BC 的中点,故
OP=
CD 21=2
a . 故P ∈ΘO(2
a
), (完备性得证)
20.社P 为ΘO(
2
a
)上任意一点,连接OP,分别过B,C 作OP 的平行线21,l l .连接CP 并延长交1l 于A,连接BP 并延长交2l 于D,连接AD
则OP 是?CAB 和?BCD 的中位线,于是AB=a ,OD=a .且AD//CD, 从而P 点是平行四边形ABCD 对角线AC,BD 的交点 (纯粹性得证)
∴点P 的轨迹是ΘO(2
a ).
习题19.设定圆中互相垂直的两弦的平方和是常数,则此两弦所在直线交点的轨迹是圆。
假设AB 与CD 是⊙O (r )中两条互相垂直的弦,且AB ⊥CD 于P,22a CD AB +=(常数),求点P 的轨迹.
证明:点P 关于O 的对称点也满足条件,故该轨迹为以O 为圆心,以OP 为半径的圆。 如图所示:连AO 延长交⊙O 于E,连AC 、DB 、CE , 则∠1+∠2=90°∴∠2+∠3=90°, 从而∠1=∠
3? ,DE
CB DE EB CB EB =+=+ DB
CE ?= BD CE ?=?222222
(2)4r AC CE AC BD r +=?+=过
点P 作MN ⊥OP 有MP=NP
?2
2
22
()()
AP BP CP PD CD AB
+=+++
222222AP BP CP PD CP AP PB PD =++?+++?
=22222()()4CP AP PB PD MP ++++222
4AC BD MP =
++
2222444
a
a r MP MP r =+=?+
-? 2
222
24a OP r MP r =-=-
OP ∴=所求轨迹可能是以O 为圆心
1
2
习题20.将已知点到定圆上各点连线,求连线的中点E 的轨迹。
假设点C 为定点P 到定圆⊙O(r)上各成连线的中点,求C 点的轨迹. 探求:连接PO 交⊙O 于B 易见轨迹关于直线PO 对称 设PA 、PB 中点分别为C 、D ,作切线PT 、1
PT ,
中点分别为E 、F 则C 、D 、E 、F 不共线, 估计
轨迹为圆弧
B
P
E
A
设CD 中点为1
O ,连1
EO ,设PA=a 则
22a BC r =+
, 1(2)22a BD r a r =+=+ ? 2()22
a a CD BC BD r r r
=-=+-+= 故
112r DO CO ==
1
11
()2222
r a r a OP po =+=+= ?1
112
2
OT r EO ==
所以,轨迹是以CD 中点1
O 为圆心,
1
2
r 为半径的圆。 习题21.设两动圆各切同一直线于一定点,且保持互相切,求它们切点的轨迹。 假设动圆1O 切线l 于点A ,动圆2O 切直线l 于点B ,且⊙
1
O 与⊙2O 相切于点P ,求点P 的轨迹。 探求:⊙1O 与⊙2O 的圆心1O 、2O 分别在直线AO 、BO 上,故轨迹关于直线l 对称 当1O →A 、P →A 、2O →B 、P →B ,
过P 作⊙1O 与⊙2O 的公切线交AB 于点O , 易见OP=OA=OB=
1
2
AB 故:所求轨迹应为以AB 为直径的圆。
习题22.给定直线l 及两圆w 及1
w ,在l 上求一点,
使从点向w 所引切线的夹角等于1
w 所引二切线的夹角。
分析:设所求点为P ,则P 要求满足:○
1∠CPA=∠DPB ○
2P 在直线l 上。 由○1有112
CPA
∠=
∠
1
22
DPB ∠=∠ 则∠1=∠2,
∠3=∠4=90°
?
1wAP PB w ??
1
1
1
Pw Aw
r Pw Bw r ?
=
=
l
P
P 点的轨迹应在一个阿氏圆上,使
1
1
1
Pw Aw r Pw Bw r =
=
即P 点在以EF 为直径的圆上。
作法:如分析过程作出E 、F 两点,以E 、F 为直径作圆W0、W2与l 交于点P ,P 为所求点。
证明:由○
1阿氏圆的性质,1
1
Pw r Pw r =
,∠3=∠4 , 1wAP PB w ?? 12∴∠=∠ 双111,22
2
CPA DPB ∠=∠∠=∠ CPA DPB ∠=∠
P 在直线上,故P 为所求点。
讨论:当W0与直线相离时无解,当W0与直线相切时有一解,当W0与直线相交时,有两解。
习题23.定直线上有按A 、B 、C 、D 顺序排列的四定点,求一P 使 APB BPC CPD ∠=∠=∠
分析:假设P 点已求出,由于 APB BPC CPD ∠=∠=∠
所以BP 是∠APC 的角平分线,CP 是∠BPD 的角平分线,根据角平分线的性质有:
,AP AB a BP BC b CP BC b DP CD c
====,可见,P
点到A 、C 两定点的距离之比为常量a
b
P 到B 、
D 两定点的距离之比为常量b
c
,因此,P 点是
AP ﹕CP=a ﹕b 的阿氏圆与BP ﹕DP=b ﹕c 的阿氏圆的交点。
作法:○1在已知直线上取4点A 、B 、C 、D ,使得DAC EAC BAC ∴∠=∠=∠; ○
2作出到A 、C 两点距离之比等于a ﹕b 的点的轨迹,即阿氏圆1w
○3作出到B 、D 两点距离之比等于b ﹕c 的点的轨迹,即阿氏圆2w
1w 、2w 交于点P ,P 为所求。连结PA 、PB 、PC 、PD
证明:由作法知:AB ﹕BC=a ﹕b ,P 是阿氏圆
1
w 上的点,故有AP ﹕CP=a ﹕b ,所以AP ﹕CP= AB
﹕BC ,所以PB 是∠APC 的角平分线,即有APB BPC ∠=∠
同理可证:BPC CPD ∠=∠,所以APB BPC CPD ∠=∠=∠,所求点P 符合条件所求。
讨论:本题是否有解关键在于1
w 、2
w 是否有交点,相交或相切时有一角,否则无解。
习题24.求作△ABC ,已知顶角A ,高
a
h
,角平分线a t
。
D
C
B
分析:设△ABC 已作成,高AH=a h ,角平分线AT=a t
,顶角∠BAC=∠α,则AT 是∠BAC 的平分线。Rt △AHT 中,有两边AT 、AH 均已知,∠AHT=90°。故点H 在以AT 为直径的圆上,又AH=
a
h
,故H 又在圆A (
a
h
)上,故可确定点H ,延长TH 分别交∠BAC 两边于
B 、
C ,则△ABC 即为所求三角形。
作法:
○
1先求作∠BAC=∠α,作∠BAC 的平分线AT,在射线AT 上作点T,使AT=
a
t
。
○
2作AT 的中点O ,以O 为圆心,OA 为半径作⊙O ,再以A 为中心,a h 为半径作一弧,交⊙O 于H ,则
AH ⊥HT 。
○
3连结TH 并两边延长,分别交AB 、AC 于B 、C 两点。∴△ABC 为所求. 证明:由作法及三角形全等的判定(SAS)知, △ABC 符合条件. 讨论:本题有无解,取决于⊙O(
2
a
t
)与OA(
a
h
)有无公共点H,两圆有公共点H 的条件是AT ≥
HA 即a t ≥a
h ,当a
t >a
h 时,有两解且合同,;a
t =a
h 时有一解,;a
t <a
h 时无解.
习题25.求作△ABC ,已知∠A ,
a
h
, a m
分析:设△ABC 已作出,中线AM=a m ,高AH=
a
h
,顶角∠BAC=α,在Rt △AHM 中,有
两边AH 、AM 为已知长,故可作出,顶点A 的位置就决定了,又B 、C 关于点M 对称,只要C 确定,则B 也确定,显然C 点不在直线HM 上,又M 为BC 中点,延长AM 到D ,使AM=MD ,则可得AB ∥CD ,故180180A C D B A C α∠=?-∠=?-,故C 点还在以AD 为弦,内接角为180°-α的弧上,故此C 可作出。
作法:若a m ≥a
h
任作直线l ,在l 上取一点H ,过H 作AH ⊥l ,在AH 上作一点A ,
使得AH=
a
h
,以A 为圆心,a m 为半径画弧,交直线l 于点M ,延长AM 至D ,使AM=MD ,再
以AD 为弦,定角为180°-α为内接角作弧,交射线MH 于点C ,以M 为心,MC 为半径作弧,交射线MH 于点B ,直线AB 、AC ,则△ABC 为所求。 证明:由作法知,M 为BC 中点,AM 为中线,又由AH ⊥BC ,知AH=
a
h
为高。
又∵BM=CM ,AM=DM ,∠AMB=∠CMD AMB DMC ???
1D AB CD ∠=∠?
180BAC ACD α∠=?-∠=
B
故△ABC 即为所要求的图。
讨论:有无解,取决于点M 是否存在,点M 为⊙A (a m )与直线l 的交点,故:当a
m ﹥a h 时两解且合同,当a m =
a
h
时,有唯一解;当a m ﹤
a
h
时无解。
习题26.求作△ABC ,已知a,a m 、b m
分析:假设△ABC 已作出,底边BC=a ,中线BE=b m ,CF=a m ,则H 为△ABC 的重心,
故BH=
23b m ,CH=2
3a
m 在△BCH 中,三边均已知,故可作出,现只需点A 的位置即可,又由BE ,CF 为中线,得E 在AC 上,F 在AB 上取一点A 即在BF 上,又在直线CE 上,A 可确定。
作法:
(1)作△BCH ,使BC=a ,BH=23
b m ,CH=
2
3a
m ,延长BH 至E ,使BE=23BH=b m 延长
CH 交BA 于F ,使CF=a m ;
(2)连接BF 、CE 并延长交于A ,则△ABC 为所求。
证明:
由作法知,,2,,3b b a BC a BH BE CF m m m ====
则
21
33
b b b HE BE BH m m m =-=-=21,33a a a
HF CF CH m m m =-=-= ∴HE ﹕BH=HF ﹕CH=1﹕2 ,BHC EHF BHC EHF ∠=∠∴?? EF ∥BC 且EF ﹕BC= HE ﹕BH=1﹕2 ∴AF=BF AE=EC
即E 、F 分别为AC 、AB 的中点,故BE 、CF 是△ABC 的中线。 所以△ABC 为所求。
讨论:本题有无解,决定于△BCH 是否存在,所以三角形的条件是:
,222222,333333
b a b a a b a a a m m m m m m +=+>+> 所以,当a 、2
3
a m 、23
b m 满足上述条件时本题有解,否则无解。
习题27.求作一四边形,已知四边形长度,且角被对角线平分。 已知:线段a 、b 、c 、d 为定长
求作:四边形ABCD ,使得AB=a ,BC= b ,CD= c ,DA=d 是AC 平分∠BAD
分析:设四边形ABCD 已作出。先作AB= a ,由BC= b ,C 点的轨迹是圆B (b ),又由AC 平分∠DAB ,则DA 沿AC 对折后,与直线AB 重合,且D 点的对应点
可作出,及在AB 上作点后,使AE=AD ,则E 点固定,
C
d
c
b a
B
∴CE=CD= c ,故C 点的另一轨迹为圆E (c ),C 点也就确定,又CD= c ,DA= d ,故D 即在⊙A (d )上,又在⊙C (c )上,且与B 点位于AC 异侧,故四边形可作出。
作法:作线段AB=a,以A 为心,d 为半径画弧,交AB 或AB 延长线于点E ,分别以点E ,点B 为心,线段c 和b 为半径画弧,两弧相交于点C ,再分别以A 、C 为心,定长d 和c 为半径画弧。两弧相交于点D ,连结BC 、CD 、DA ,则四边形ABCD 即为所求。
证明:由作法知: ,,,AB a BC b CD c DA d ====
,,AC AC AE AD CD CD === ,ADC AEC ???
DAC EAC BAC ∴∠=∠=∠ 即AC 平分∠BAD
故四边形ABCD 合符条件。 讨论:
本题有无解决定于C 是否存在,即圆B (b )与⊙E (C )有无公共点,故:
当∣a-b ∣+b ﹥c, ∣a-b ∣+c ﹥b 且∣a-b ∣﹤ b +c 时,C 点唯一存在,两解且合同,关于AB 对称。
当∣a-b ∣+b ﹤c 或∣a-b ∣+c ﹤b 或∣a-b ∣﹥b +c 时无解。
当a=b 且 b=c 时,⊙B (b )与⊙E ( c )重合,此时有无穷多解。
习题28.给定直线XY 及异侧两点AB ,于XY 上求一点C ,使ACX ∠=BCX ∠
分析:假定C 点已作出,满足ACX ∠=BCX ∠,作A 点关于XY 的对称点A ',则ACX ∠=A CX '∠于是ACX ∠=BCX ∠,即A '、B 、C 三点共线,即点C 为直线XY 与直线A B '的交点
作法:作A 关于直线XY 的对称点A ',连接A B '并延长交直线XY 于点C ,则C 点即为所求 证明:由作法知ACX ∠=A CX '∠=BCX ∠即C 符合
讨论:本题有无解决定于直线XY 与直线A B '有无交点,故当A B '不平行与XY 即A 、B 两点到直线XY 距离不等时有唯一解当AB XY 即AB 到XY 距离相等时无解
X
Y
A
C A
B
习题29.求作四边形,已知一双对边及两对角线长度及两对角线的交角 已知:线段a.b.c.d 角α
求作:四边形ABCD 使得AD=a 、BC=b 、CA=c 、BD=d 对角线AC 与BD 的交角为α即 BEC ∠=α
分析:设四边形ABCD 已作出.过D 点作DF AC ,DF 可作出.故BD 可确定。而C 点分别B 、F 为圆心。b 、a 为半径的圆弧交点。当C 点确定后。点A
可确定。即A 分别在C (c ),D (a )的交弧上。 作法:1 作BDF 使BD=d ,BDF ∠=α,DF=c 2 分别以B 、F 为圆心,b 、a 为半弧交于C
3 分别以点C 、D 为圆心,c 、a 为半径画弧交于A
4 连接AB 、BC 、DC 、DA 。则ABCD 为所求
证明:由作法可知:AD=a ,BC=b ,CA=c ,DB=d AD=CF=a ,CA=FD=a
∴四边形ACFD 是平行四边形
∴CF FD ,∴BDF ∠=BEF ∠=α
故四边形ABCD 符合条件。
讨论:1 若B (b )和F (a )相离,无解
2 若1O 与2O 相切,而分别以C 、D 为圆心,c 、a 为半径的3O 和4O 相离时也无解
3 当1O 与2O 相切,且3O 与4O 也相切时才有解:交点个数可能为1,2,4但是合同的
习题30.求作直角等腰三角形使其直角定点为定点A 余二定点分别在一定直线及一圆上 分析:假设Rt BAC 已作出,作(.90)
R A l l '???→,B 在l 上,(.90)
R A B C ???→,故C 在l '上:又由于C 必须在O 上。故C 点为直线l 与O 的交点,确定C 后相应得也确定B 点
作法:过A 作AH l ⊥于H ,作HAH '∠=90
且AH '=AH 过H '作直线l AH ''⊥。l '与O
交于C 。作CAB ∠=90
。且交l 于B ,则ABC 为所求。 证明:由作法知B 在l 上,C 在O 上在CAB ∠=90
在Rt AH C ' 中与Rt AHB 中
AH=AH ',90H AC CAH HAB '∠=-∠=∠
∴AH C ' ?AHB ∴AB=AC
A
D
B
F
C
即ABC 符合条件。
讨论:1.在A 到直线l 的距离AH 2.若A 到直线l 的距离AH=AB ,即l '与O 相切有一解 3.若AH >AB 时l '与O 相交有两解 习题31.在已知ABC 内作内接DEF ,使EF 与直线L 平行EDF ∠=定角α。且顶点D 是BC 边上的定点。 分析:设DEF 已作出作E F EF L '' ,E '、F 分别在AB 、AC 上分别过E '作DE 、DF 的平行线D E '',D F ''则有D E F ''' DEF 而在E D F ''' 中E D F '''∠可 确定从而作出 DEF 作法:E F L '' 作,E '、F 分别在AB 、AC 上以E F ''为弦,连AD 交w 于D '连D E '',D F ''的平行线DE ,DF '与AB 、AC 交于E 、F ,连接EF DEF 为所求作内接三角形 证明:由作法知:DE D E '' ,DF D F '' ∴EDF ∠=E D F '''∠=α∠ ∴D E F ''' DEF DEF ∠=D E F '''∠ ∴FEA ∠=F E A ''∠ ∴E F EF L '' 所以DEF 为符合条件的内接三角形 B 习题32.已知:弓形 ACB 求作:弓形 ACB 内接正方形EFGH 分析:设四边形EFGH 已作出E 、F 在AB 上G 、H 在 ACB 上ABCD 为正方形。先以AB 为边在 ACB 所在一侧正方形ABMN 。则ABMN 为正方形EFGH 以EF 的中点D 为心的放大图形则H 既 在 ACB 上又在DN 上,点G 既是 ACB 上的点又在DM 上,方可作出G 、H 当G 、H 分别作AB 的垂线垂足分别为F 、E 则正方形EFGH 可作出 作法:(1)当时 ACB ≤270 时 先作弦AB 中点D 以AB 为边在弓形 ACB 所在侧作正方形ABMN ,连接DM 、DN 分别交 ACB 于G 、H ,分别过点G 、H 作AB 垂线垂足分别为F 、E 则四边形EFGH 既为所求 (2)当时 ACB > 270 时 先作 ACB 的圆心O ,延长AO 交 ACB 于点G ,过O 作AG 的垂线分别交 AG 于点H 交 BG 于点F 。则四边形AFGH 既为所求,这是O 的内接四边形。显然 BF >0 的正方形AFGH ,可绕O 顺时针旋转使F 在 EF 上移动也满足条件 证明:(1)当 ACB ≤270 时,由作法知 MA ⊥ AB ,HE ⊥AB , ∴HE NA ∴DA DE NA HE =,又D 为AB 的中点。 ∴DA=DB=12 AB 又AB=NA , ∴DA DE NA HE ==1 2 ,∴ HE ⊥AB ∴四边形EFGH 为矩形,且EF=DF+DE=HE ∴四边形EFGH 为正方形 又由作法知:E 、F 在AB 上。GH 在 ACB 上, 故,正方形EFGH 符合条件。 (2)当 ACB >270 时, 的直径,且AG⊥HF AG与HF为O ∴AG与HF互相垂直平分,且AG=HF。 ∴四边形AFGH为正方形,合乎条件。 讨论:1 当 ACB≤270 时,有唯一解。 2 当 ACB>270 时,有无穷多解。 习题33.设ABCD是平面上的平行四边形O为其中心M为平面π外一点若MA=MC,MB=MD证明:MO⊥π 中 证明:如图,在AMC MA=MC,OA=OC, ∴MO⊥AC 中,MD=MO,BD=DO 同理在BMD ∴ MO⊥BD 又 AC?π,BD?π,AC?BD={}O, ∴ MO⊥π 习题34.一点到平面上两点的连线长是51CM和30CM这两线在平面上射影比为5:2求这点到平面的距离 已知:设M为平面α外一点,A、B为α内两点. MA=51CM ,MB=30CM ,MO ⊥平面α, 垂足为O.且AO=BO=5:2,求MO 解: MO ⊥ α,∴ MO ⊥ AO ,MO ⊥ BO 由AO :BO=5:2,可设AO=5k ,BO=2k ,设MO=h 。 在Rt MAO 与Rt MBO 中,由勾股定理,得 222222MA MO AO MB MO BO ?=+??=+??,即222 222 51(5) 30(2) h k h k ?=+??=+?? ∴k=3, h= MO= 习题35.A 为平面α上一点.B 为α外一点.设 H 为B 在α通过直线AB 有一平面β与平面α成30 角.求平面α、β的交线和AB 的交角. 解:如图设αβ =AC 。在α内且过H 作HC ⊥AC 。 垂足为C 。 BH ⊥ α。由三垂线定理得 BC ⊥AC 。故∠BCH 即为平面α与β的交角的平面角 ∴∠BCH=30 ∴BC=2BH 在Rt ABC 中,BC ⊥AC 。BC=2BH ,∴sin ∠ BCH= BC AB = 2BH BH =2 ∴∠BAC=60 即所求平面α、β的交线和AB 所成角为60 习题36.证明:空间四边形(假设每一内角小于二直角)四角之和小于四直角. 已知:在空间四边形ABCD 中. 求证:A ∠+B ∠+C ∠+D ∠<4d 证明:在ABD 所在平面内作BC D ' ?BCD ,如图 设AC '与BD 交于点M ,连结MC ,则MC '=MC 在AMC ,有MA+MC >AC ,即AC '>AC 在ABC 与ABC ' 中,由AB=AB ,BC=BC ',AC '>AC ABC '∠>ABC ∠ 又CBD ∠=C BD '∠ 即ABD ∠+C BD '∠=ADB ∠+CDB ∠>ABC ∠ ① 同理可证ADC ∠ A ∠+ABD ∠+AD B ∠=180 ,BCD ∠+ C ∠+BC D ∠=180 ∴A ∠+ABD ∠+CBD ∠+C ∠+ADB ∠+CDB ∠=360 ③ 由①②③得A ∠+B ∠+C ∠+D ∠<360 习题37.证明:多面体中,发出奇数条棱的定点数必为偶数. 证:设在多面体中.有E 条边(棱).V 个顶点.其中发出奇数条棱的顶点有m 个.不妨设为前m 个.设第1.2 .m 个顶点分别发出1u .2u m u 条棱.则有 1 m i i u =∑+1v i i m u =-∑=2E 即 1 m i i u =∑=2E-1 v i i m u =-∑ 上式右端两项均为偶数,即右边为偶数,故左端也是偶数 ∴m 为偶数 若不然,若m 为奇数,则 1 m i i u =∑是奇数个奇数之和,必为奇数,矛盾。 习题38.一凸多面体的棱数为30,面数为12,求它的各面角之和。 解:由欧拉公式V+F-E=2,得V=2+E-F=2+30-12=20 所以它的各面角之和为 4(V-2)d=4(20-2)d=76d 中学教学核心期刊名录数学中学数学月刊 数学中学数学教与学 数学中学数学教学参考 数学中等数学 数学通讯 数学教学 数学中学理科(数学) 数学数理天地(数学) E-mail : 《中学数学教学参考》(月刊)主办: 陕西师范大学 地址: 陕西师范大学《中学数学教学参考》编辑部 邮编:710062 电话: 主编: 石生民 网址: http: E-mail: 《数学教学》(双月刊)主办: 华东师范大学 地址: 上海中山北路3663号华东师范大学《数学教学》编辑部 邮编:200062 主编: 张奠宙 E-mail: 《中等数学》(月刊)主办: 天津师范大学 地址: 天津市和平区天津师范大学甘肃路校区《中等数学》杂志编辑部邮篇:300020 主编: 庞宗显 数学竞赛核心期刊 《数学通讯》主办: 华中师范大学等 地址: 武汉华中师范大学《数学通讯》编辑部 邮编:430079 电话: 主编: 邓引斌 《中学数学》(月刊)主办: 湖北大学等 地址: 湖北大学《中学数学》编辑部 邮编:430062 主编: 汪江松 E-mail: 《中学教研》,主办: 浙江师范大学 地址: 浙江师范大学《中学教研》杂志社邮编:321004 主编: 张维忠 《中学数学月刊》主办: 苏州大学等 地址: 苏州大学《中学数学月刊》编辑部 邮编:215006 主编: 唐忠明 《中学数学研究》,主办: 华南师范大学 地址: 广州华南师范大学数学系《中学数学研究》编辑部邮编:510631 主编: 曹汝成 《数学教学通讯》主办: 西南师范大学 地址: 西南师范大学《数学教学通讯》编辑部 邮编:400715 电话: 主编: 陈贵云 《中学数学教学》,安徽教育学院等 地址: 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 . 经典难题(二) 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 A N F E C D B P C G F B Q A D E 1、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) 经典难题(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) · A D H E M C B O · G A O D B E C Q P N M · O Q P B D E C N M · A A F D E C B 初中数学几何基本图形初中数学图形与几何导读:就爱阅读网友为您分享以下“初中数学图形与几何”资讯,希望对您有所帮助,感谢您对https://www.doczj.com/doc/7d10227223.html,的支持! 课程简介 初中数学图形与几何 【课程简介】 本模块主要研讨数学课程标准修订稿中“初中数学空间与图形”部分的内容要求,目的是通过研讨,使教师们明确本模块内容的具体要求,并提出教学实施过程中的一些建议。总体分为六个部分: 1. 图形与几何内容结构分析——主要探讨图形与几何部分的整体结构框架和三条主要线索; 2. 图形的性质内容与教学分析——主要探讨图形的性质部分的内容要求、与实验稿的变化以及教学实施中注意的问 1 题; 3. 图形的变化内容与教学分析——主要探讨图形的变化部分的内容要求、与实验稿的变化以及教学实施中注意的问题; 4. 图形与坐标内容与教学分析——主要探讨图形与坐标部分的内容要求、与实验稿的变化以及教学实施中注意的问题; 5. 空间观念与几何直观——主要探讨核心概念空间观念与几何直观的含义,以及在图形与几何的教学中如何培养学生的空间观念与几何直观能力; 6. 推理能力——主要探讨核心概念推理能力的含义,以及在图形与几何的教学中如何培养学生的推理能力。 课程既有理论指导,又有大量的教学实例,同时还有主讲教师间的相互交流,给教师们提供了较为广阔的思考空间。 【学习要求】 1(对“初中数学空间与图形”模块的内容结构和主线有清楚 2 的认识,能够说出这些线索之间的区别与联系; 2(了解图形的性质部分的研究的图形有哪些,认识图形的哪些方面,以及在这部分中是如何认识这些图形的; 3(体会图形的变化是研究图形的又一个途径和角度,明确它的学习意义,了解其内容组成; 4(体会图形与坐标是研究图形的又一个途径和角度,明确它的学习意义,了解其内容组成; 5(能够结合自己的教学实践,举出相应的实例,说明图形的性质、图形的变化和图形与坐标的教学经验和方法; 6(理解核心概念——空间观念、几何直观和推理能力的具体含义,体会它们与知识技能的区别和联系,能够借助具体实例说出培养学生上述能力的途径和方法。 专题讲座 初中数学图形与几何 刘晓玫(首师大数学,教授) 史炳星(北京教育学院,副教授 ) 章巍(河北保定三中分校,高级教师 ) 3 一、图形与几何内容结构分析 第8章 第1节 一、选择题 1.(2010·崇文区)“m =-2”是“直线(m +1)x +y -2=0与直线mx +(2m +2)y +1=0相互垂直”的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件 D .既不充分也不必要条件 [答案] A [解析] m =-2时,两直线-x +y -2=0、-2x -2y +1=0相互垂直;两直线相互垂直时,m(m +1)+2m +2=0,∴m =-1或-2,故选A. 2.(文)(2010·安徽文)过点(1,0)且与直线x -2y -2=0平行的直线方程是( ) A .x -2y -1=0 B .x -2y +1=0 C .2x +y -2=0 D .x +2y -1=0 [答案] A [解析] 解法1:所求直线斜率为12,过点(1,0),由点斜式得,y =12(x -1),即x -2y -1=0. 解法2:设所求直线方程为x -2y +b =0, ∵过点(1,0),∴b =-1,故选A. (理)设曲线y =ax2在点(1,a)处的切线与直线2x -y -6=0平行,则a =( ) A .1 B.12 C .-12 D .-1 [答案] A [解析] y′=2ax ,在(1,a)处切线的斜率为k =2a , 因为与直线2x -y -6=0平行,所以2a =2,解得a =1. 3.点(-1,1)关于直线x -y -1=0的对称点是( ) A .(-1,1) B .(1,-1) C .(-2,2) D .(2,-2) [答案] D [解析] 一般解法:设对称点为(x ,y),则中学数学核心期刊名录
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