2018年安徽中考数学专题复习几何探究题
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2018年中考数学-----几何综合题汇总31.如图1,在Rt△ABC中,∠B=90°,BC=2AB=8,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的情形给出证明.(3)问题解决:当△EDC旋转至A,D,E三点共线时,直接写出线段BD的长.2.在△ABC中,AB=AC,∠A=60°,点D是线段BC的中点,∠EDF=120°,DE与线段AB相交于点E.DF 与线段AC(或AC的延长线)相交于点F.(1)如图1,若DF⊥AC,垂足为F,AB=4,求BE的长;(2)如图2,将(1)中的∠EDF绕点D顺时针旋转一定的角度,DF仍与线段AC相交于点F.求证:BE+CF=AB;(3)如图3,将(2)中的∠EDF继续绕点D顺时针旋转一定的角度,使DF与线段AC 的延长线相交于点F,作DN⊥AC于点N,若DN⊥AC于点N,若DN=FN,求证:BE+CF=(BE﹣CF).3.如图1,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,∠EAC=90°,点M为射线AE上任意一点(不与A重合),连接CM,将线段CM绕点C按顺时针方向旋转90°得到线段CN,直线NB分别交直线CM、射线AE于点F、D.(1)直接写出∠NDE的度数;(2)如图2、图3,当∠EAC为锐角或钝角时,其他条件不变,(1)中的结论是否发生变化?如果不变,选取其中一种情况加以证明;如果变化,请说明理由;(3)如图4,若∠EAC=15°,∠ACM=60°,直线CM与AB交于G,BD=,其他条件不变,求线段AM的长.4.已知直线m∥n,点C是直线m上一点,点D是直线n上一点,CD与直线m、n不垂直,点P为线段CD的中点.(1)操作发现:直线l⊥m,l⊥n,垂足分别为A、B,当点A与点C重合时(如图①所示),连接PB,请直接写出线段PA与PB的数量关系:.(2)猜想证明:在图①的情况下,把直线l向上平移到如图②的位置,试问(1)中的PA与PB的关系式是否仍然成立?若成立,请证明;若不成立,请说明理由.(3)延伸探究:在图②的情况下,把直线l绕点A旋转,使得∠APB=90°(如图③所示),若两平行线m、n之间的距离为2k.求证:PA•PB=k•AB.5.【问题提出】如图①,已知△ABC是等腰三角形,点E在线段AB上,点D在直线BC上,且ED=EC,将△BCE绕点C顺时针旋转60°至△ACF连接EF;试证明:AB=DB+AF。
2018年安徽省初中毕业学业考试数学本试卷共8大题,计23小题,满分150分,考试时间120分钟题号一二三四五六七八总分得分一、选择题<本题共10小题,每小题4分,满分40分)每小题都给出代号为A、B、C、D的四个选项同,其中只有一个正确的,请把正确选项的代号写在题后的括号内.每一小题,选对得4分,不选、选错或选出的代号超过一个的<不论是否写在括号内)一律得0分.8pPgeoDkvT1.-2,0,2,-3这四个数中最大的是………………………………………………………【】A.-1B.0C.1D.22.安徽省2010年末森林面积为3804.2千公顷,用科学记数法表示3804.2千正确的是…………【】8pPgeoDkvTA.3804.2×103B.380.42×104C.3.842×106D.3.842×1058pPgeoDkvT3.下图是五个相同的小正方体搭成的几体体,其左视图是…………………………………【】第3题图和2D= , 【 】 4. 设 ,a 在两个相邻整数之间,则这两个整数是………………………………【 】 A.1和2B.2和3C.3和4D.4 和55. 从下五边形的五个顶点中,任取四个顶点连成四边形,对于事件M ,“这个四边形是等腰梯形”.下列推断正确的是……………………………………………… ……【 】8pPgeoDkvT A.事件M 是不可能事件B. 事件M 是必然事件C.事件M 发生的概率为D. 事件M 发生的概率为6如图,D 是△ABC内一点,BD⊥CD,AD=6,BD=4,CD=3,E 、F 、G 、H分别是AB 、AC 、CD 、BD 的中点,则四边形EFGH 的周长是……………【 】 8pPgeoDkvTA.7B.9C.10D. 117.如图,⊙半径是1,A 、B 、C 是圆周上的三点,∠BAC=36°,则劣弧 的长是…【 】A. B. C. D.8. 一元二次方程的根是………………【】A.-1B. 2C. 1和2D. -19. 如图,四边形ABCD 中,∠BAD=∠ADC=90°,AB=AD=,C点P 在四边形ABCD 上,若P 到BD 的距离为 ,则点P 的个数为…………A.1B.2C.3D.4第7题图第6题图:共4小题,每小题5分,满分20分) =_________.二、填空题<本 11.因式分解:第13题图题 10. 如图所示,P 是菱形ABCD 的对角线AC 上一动点,过P 垂直于AC 的直线交菱形ABCD 的边于M 、N 两点,设AC=2,BD=1,AP=x ,则△AMN的面积为y ,则y 关于x 的函数图象的大致形状是………………………………………………【 】8pPgeoDkvT12. 根据里氏震级的定义,地震所释放的相对能量E 与地震级数n 的关系为:,那么9级地震所释放的相对能量是7级地震所释放的相对能量的倍数是.8pPgeoDkvT13. 如图,⊙O的两条弦AB 、CD 互相垂直,垂足为E ,且AB=CD ,已知CE=1,ED=3,则⊙O 的半径是.8pPgeoDkvT14. 定义运算,下列给出了关于这种运算的几点结论①②③若,则④若,则a=0.其中正确结论序号是.<把在横线上填上你认为所有正确结论的序号)三、<本题共2小题,每小题8分,满分16分15. 先化简,再求值:,其中x=-2【解】第10题图中,一蚂蚁从原点O 出发次移动1个单位.其行走路标:A1<____, ____ ), 第17题图 的坐 A3<____ vT 16. 江南生态食品加工厂收购了一批质量为10000千克的某种山货,根据市场需求对其进行粗加工和精加工处理,已知精加工的该种山货质量比粗加工的质量3倍还多2000千克.求粗加工的该种山货质量.8pPgeoDkvT 【解】四、<本题共2小题,每小题8分,满分16分)17. 17.如图,在边长为1个单位长度的小正方形组成的网格中,按要求画出△A1B1C1和△A2B2C2;<1)把△ABC先向右平移4个单位,再向上平移1个单位,得到△A1B1C1;(2>以图中的O 为位似中心,将△A1B1C1作位似变换且放大到原来的两倍,得到△A2B2C2. 【解】18、在平面直角坐标系 ,按向上、向右、向下、向右的方向依次不断移动,每 线如下图所示.8pPgeoDkvT(1>填写下列各点 , ),A12<,);8pPgeoD k第18题图<2>写出点An 的坐标(n 是正整数>;【解】(3>指出蚂蚁从点A100到A101的移动方向.【解】五、<本题共2小题,每小题10分,满分20分)满分10分,成绩达到6乙两组学生成绩分布的 19.如图,某高速公路建设中需要确定隧道AB 的长度.已知在离地面1500m ,高度C 处的飞机,测量人员测得正前方A 、B 两点处的俯角分别为60°和45°,求隧道AB 的长.8pPgeoDkvT 【解】20、一次学科测验,学生得分均为整数, 分以上(包括6分>为合格.成绩达到9分为优秀.这次测验中甲 条形统计图如下8pPgeoDkvT第19题图<1)请补充完成下面的成绩统计分析表:<2)甲组学生说他们的合格率、优秀率均高于乙组,所以他们的成绩好于乙组.但乙组学生不同意甲组学生的说法,认为他们组的成绩要高于甲组.请你给出三条支持乙组学生观点的理由.8pPgeoDkvT 【解】六、<本题满分12分)21. 如图函数的图象与函数 <x >0)的图象交于A 、B 两点,与y 轴交于C点.已知A 点的坐标为(2,1>,C 点坐标为(0,3>.8pPgeoDkvT<1)求函数 的表达式和B 点坐标;【解】面积分别为;第22题图(1>长度最大,最大值为___ 第22题图(,EP h1>0,h2>0,h3>0 <2)观察图象,比较当x >0时, 和 的大小.【解】七、<本题满分12分)22. 在△ABC中,∠ACB=90°,∠ABC=30°,将△ABC绕顶点C 顺时针旋转,旋转角为θ<0°<θ<180°),得到△A/B/C.8pPgeoDkvT(1>如图(1>,当AB∥CB/时,设AB 与CB/相交于D.证明:△A/ CD是等边三角形; 【解】<2)如图(2>,连接A/A 、B/B ,设△ACA/和△BCB/的S△ACA/和S△BCB/. 求证:S△ACA/∶S△BCB/=1∶3 【证】 <3)如图(3>,设AC 中点为E ,A/B/中点为P ,AC=a ,连接EP ,当θ=°时_.8pPgeoDkvT 【解】八、<本题满分14分)2> 第22题图(3>23. 如图,正方形ABCD 的四个顶点分别在四条平行线l1、l2、l3、l4上,这四条直线中相邻两条之间的距离依次为h1、h2、h3< ).8pPgeoDkvT (1>求证h1=h3; 【解】(2> 设正方形ABCD 的面积为S.求证S=<h2+h3)2+h12; 【解】 (3>若 ,当h1变化时,说明正方形ABCD 的面积为S 随h1的变化情况.【解】第23题图2018年安徽省初中毕业学业考试数学参考答案1~5ACACB 6~10DBDBC11. ; 12. 100; 13. 14. ①③.15. 原式=.16. 设粗加工的该种山货质量为x 千克,根据题意,得 x+(3x+2000>=10000.解得 x=2000.答:粗加工的该种山货质量为2000千克.17. 如下图18.⑴A1(0,1>A3(1,0> A12(6,0>⑵An(2n,0> ⑶向上19. 简答:∵OA, OB=OC=1500,∴AB=(m>.答:隧道AB 的长约为635m.20. <1)甲组:中位数 7; 乙组:平均数7, 中位数7<2)<答案不唯一)①因为乙组学生的平均成绩高于甲组学生的平均成绩,所以乙组学生的成绩好于甲组;C 2C 1B 2CA 2B 1BA 1 A·O②因为甲乙两组学生成绩的平均分相差不大,而乙组学生的方差低于甲组学生的方差,说明乙组学生成绩的波动性比甲组小,所以乙组学生的成绩好于甲组;8pPgeoDkvT③因为乙组学生成绩的最低分高于甲组学生的最低分,所以乙组学生的成绩好于甲组.21.(1>由题意,得解得∴又A点在函数上,所以,解得所以解方程组得所以点B的坐标为<1, 2)<2)当0<x<1或x>2时,y1<y2;当1<x<2时,y1>y2;当x=1或x=2时,y1=y2.22.<1)易求得 , , 因此得证.(2>易证得∽,且相似比为,得证.<3)120°,23.<1)过A点作AF⊥l3分别交l2、l3于点E、F,过C点作CH⊥l2分别交l2、l3于点H、G,8pPgeoDkvT证△ABE≌△CDG即可.<2)易证△ABE≌△BCH≌△CDG≌△DAF,且两直角边长分别为h1、h1+h2,四边形E FGH是边长为h2的正方形,8pPgeoDkvT所以.(3>由题意,得所以又解得0<h1<∴当0<h1<时,S随h1的增大而减小;当h1= 时,S取得最小值;当<h1<时,S随h1的增大而增大.申明:所有资料为本人收集整理,仅限个人学习使用,勿做商业用途。
中考数学总复习经典题(几何)(二)几何试题1、 如图,正方形ABCD 的边长为2,点E 在AB 边上.四边形EFGB 也为正方形,设△AFC 的面积为S ,则 ( )A .S=2B .S=2.4C .S=4D .S 与BE 长度有关2、正方形ABCD 、正方形BEFG 和正方形RKPF 的位置如图4所示,点G 在线段DK 上,正方形BEFG 的边长为4,则DEK △的面积为: (A)10 (B)12 (C)14 (D)163、如图,矩形ABCD 中,3AB =cm ,6AD =cm ,点E 为AB 边上的任意一点,四边形EFGB 也是矩形,2EF BE =,则AFC S =△ 2cm .4、 如图,在△ABC 中, ο70=∠CAB . 在同一平面内, 将△ABC 绕点A 旋转到△//C AB 的位置, 使得AB CC ///, 则=∠/BAB ( )A. ο30 B. ο35 C. ο40 D. ο50 5、如图,1P 是一块半径为1的半圆形纸板,在1P 的左下端剪去一个半径为12的半圆后得到图形2P ,然后依次剪去一个更小的半圆(其直径为前一个被剪掉半圆1的半径)得图形34,,,,n P P P L L ,记纸板n P 的面积为n S , 试计算求出2S = ;3S = ;并猜想得到1n n S S --= ()2n ≥。
6、如图,在四边形ABCD 中,P 是对角线BD 的中点,E F ,分别是AB CD ,的中点,18AD BC PEF =∠=o ,,则PFE ∠的度数是 .(第16题)CFD BE A P (第6题)ADCEF GB 3题图 D ABRP F CGK图4E8题10题 12题7、如图,点G 是ABC △的重心,CG 的延长线交AB 于D ,5cm GA =,4cm GC =,3cm GB =,将ADG △绕点D 旋转180o得到BDE △,则DE = cm ,ABC △的面积= cm 2.8、如图,已知梯形ABCD ,AD BC ∥,4AD DC ==,8BC =,点N 在BC 上,2CN =,E 是AB 中点,在AC 上找一点M 使EM MN +的值最小,此时其最小值一定等于( ) A .6B .8C .4D .439、将一副直角三角板按图示方法放置(直角顶点重合),则AOB DOC ∠+∠= o.10、已知:如图,在正方形ABCD 外取一点E ,连接AE 、BE 、DE .过点A 作AE 的垂线交DE 于点P .若AE=AP =1,PB = 5 .下列结论:①△APD ≌△AEB ;②点B 到直线AE 的距离为 2 ;③EB ⊥ED ;④S △APD +S △APB =1+ 6 ;⑤S 正方形ABCD =4+ 6 .其中正确结论的序号是()A .①③④B .①②⑤C .③④⑤D .①③⑤11、如图,直角梯形ABCD 中,∠BCD =90°,AD ∥BC ,BC =CD ,E 为梯形内一点,且∠BEC =90°,将△BEC 绕C 点旋转90°使BC 与DC 重合,得到△DCF ,连EF 交CD 于M .已知BC =5,CF =3,则DM:MC 的值为 ( ) A.5:3 B.3:5 C.4:3 D.3:412、如图,直角梯形ABCD 中,AD ∥BC ,AB ⊥BC ,AD=2,将腰CD 以D 为中心逆时针旋转90°至ED ,AE 、DE ,△ADE 的面积为3,则BC 的长为 . 13、如图,四边形OABC 为菱形,点B 、C 在以点O 为为圆心的上,若OA = 3,∠1 = ∠2,则扇形OEF 的面积为_________.14、 如图,点P 是∠AOB 的角平分线上一点,过点P 作PC ∥OA 交OB 于点C.若∠AOB = 60o,OC = 4,则点P 到OA 的距离PD 等于__________. 15、如图,在Rt ABC △中,90ACB ∠=°,3BC =,4AC =,AB 的垂直平分线DE 交BC 的延长线于点E ,则CE 的长为( )A .32 B .76 C .256D .2B AC D O P (第14题) AD B EC (第15题) ABE G CD(第7题)C D AO B30°45°A D EM(第11题(第13题)O A B C F 1 2 E E D(第20题)16、如图,⊙P 内含于⊙O ,⊙O 的弦AB 切⊙P 于点C ,且OP AB //.若阴影部分的面积为π9,则弦AB 的长为( )A .3B .4C .6D .917、如图,等腰△ABC 中,底边a BC =,︒=∠36A ,ABC ∠的平分线交AC 于D ,BCD ∠的平分线交BD 于E ,设215-=k ,则=DE ( )A .a k 2B .a k 3C .2k aD .3ka18、如图,在四边形ABCD 中,E 、F 、G 、H 分别是AB 、BD 、CD 、AC 的中点,要使四边形EFGH 是菱形,四边形ABCD 还应满足的一个条件是19、如图,把矩形纸条ABCD 沿EF 、GH 同时折叠,B 、C 两点恰好落在AD 边的P 点处,若∠FPH=90°,PF=8,PH=6,则矩形ABCD 的边BC 长为 . 20、.梯形ABCD 中AB ∥CD ,∠ADC +∠BCD =90°,以AD 、AB 、BC 为斜边向形外作等腰直角三角形,其面积分别是S 1、S 2、S 3 ,且S 1 +S 3 =4S 2,则CD =( )A. 2.5ABB. 3ABC. 3.5ABD. 4AB21、如图,在□ABCD 中,AB =3,AD =4,∠ABC =60°,过BC 的中点E 作EF ⊥AB ,垂足为点F ,与DC 的延长线相交于点H ,则△DEF 的面积是 .22、如图,已知a ∥b ,∠1=70°,∠2=40°,则∠3= __________。
中考数学专题复习几何探究练习(三)学校:___________姓名:___________班级:___________考生__________评卷人得分一、解答题1.【感知】如图①,点C是AB中点,CD⊥AB,P是CD上任意一点,由三角形全等的判定方法“SAS”易证△P AC≌△PBC,得到线段垂直平分线的一条性质“线段垂直平分线上的点到线段两端的距离相等”【探究】如图①,在平面直角坐标系中,直线y=-13x+1分别交x轴、y轴于点A和点B,点C是AB中点,CD⊥AB交OA于点D,连结BD,求BD的长【应用】如图①(1)将线段AB绕点A顺时针旋转90°得到线段AB′,请在图①网格中画出线段AB;(2)若存在一点P,使得P A=PB′,且∠APB′≠90°,当点P的横、纵坐标均为整数时,则AP长度的最小值为______.2.如图,在正方形ABCD中,点E是边BC上任意一点(点E不与点B、C重合),连结DE,点C关于DE的对称点为C1,连结AC1并延长交DE的延长线于点M,F是AC1的中点,连结DF.【猜想】如图①,①FDM的大小为度.【探究】如图①,过点A作AM1①DF交MD的延长线于点M1,连结BM.求证:△ABM①①ADM1.【拓展】如图①,连结AC,若正方形ABCD的边长为2,则△ACC1面积的最大值为.3.问题呈现:下图是小明复习全等三角形时遇到的一个问题并引发的思考,请帮助小明完成以下学习任务.请根据小明的思路,结合图①,写出完整的证明过程.结论应用:(1)如图①,在四边形ABCD中,AB AD BC=+,DAB∠的平分线和ABC∠的平分线交于CD边上点P.求证:PC PD=;(2)在(1)的条件下,如图①,若10AB=,1tan2PAB∠=.当PBC有一个内角是45︒时,PAD△的面积是.4.【教材呈现】如图是华师版八年级下册数学教材第117页的部分内容.结合图①,补全证明过程.【应用】如图①,直线EF分别交矩形ABCD的边AD、BC于点E、F,将矩形ABCD 沿EF翻折,使点C的对称点与点A重合,点D的对称点为D′,若AB=3,BC=4,则四边形ABFE的周长为.【拓展】如图①,直线EF分别交▱ABCD的边AD、BC于点E、F,将▱ABCD沿EF翻折,使点C的对称点与点A重合,点D的对称点为D′,若AB=22,BC=4,①C=45°,则EF的长为.5.在等腰直角三角形纸片ABC中,点D是斜边AB的中点,10,AB=点E为BC上一点,将纸片沿DE折叠,点B的对应点为点B'.()1如图①,连接,CD则CD的长为;()2如图①,'B E与AC交于点,//F DB BC'.①求证:四边形'BDB E为菱形;①连接',B C则'B FC的形状为;()3如图①,则CEF∆的周长为;6.【教材呈现】数学课上,赵老师用无刻度的直尺和圆规按照华师版教材八年级上册87页完成角平分线的作法,方法如下:【问题1】赵老师用尺规作角平分线时,用到的三角形全等的判定方法是.【问题2】小明发现只利用直角三角板也可以作①AOB的角平分线,方法如下:步骤:①利用三角板上的刻度,在OA、OB上分别截取OM、ON,使OM=ON.①分别过点M、N作OM、ON的垂线,交于点P.①作射线OP,则OP为①AOB的平分线.(1)请写出小明作法的完整证明过程.(2)当tan①AOB=43时,量得MN=4cm,直接写出MON△的面积.7.教材呈现:如图是华师版九年级上册数学教材第77页的部分内容.定理证明:请根据教材内容,结合图①,写出证明过程.定理应用:在矩形ABCD中,AB=2AD,AC为矩形ABCD的对角线,点E在边AB上,且AE=3BE.(1)如图①,点F在边CB上,连结EF.若13BFCF,则EF与AC的关系为.(2)如图①,将线段AE绕点A旋转一定的角度α(0°<α<360°),得到线段AE',连结CE′,点H为CE'的中点,连结BH.设BH的长度为m,若AB=4,则m的取值范围为.8.在等腰直角三角形纸片ABC中,点D是斜边AB的中点,AB=10,点E为BC上一点,将纸片沿DE折叠,点B的对应点为点B'.(1)如图①,连接CD,则CD的长为;(2)如图①,B'E与AC交于点F,DB'①BC.①求证:四边形BDB'E为菱形;①连接B'C,则①B'FC的形状为;(3)如图①,则①CEF的周长为.9.如图,在ABC中,中线BD,CE相交于点O,F,G分别是OB,OC的中点.(1)求证:四边形DEFG是平行四边形;(2)当四边形DEFG的形状为矩形时,ABC为______三角形;(3)连接OA,当OA BC时,四边形DEFG的形状为______.10.如图1,正方形ABCD的边长为8cm,点F从点B出发,沿射线AB方向以1cm/秒的速度移动,点E从点D出发,向点A以1cm/秒的速度移动(不与点A重合).设点E,F同时出发移动t秒.(1)基础探究:如图1,在点E、F移动过程中,连接CE、CF、EF,判断CE与CF的数量与位置关系,并说明理由.(2)应用拓展:如图2,点G、H分别在边AD、BC上,且217cmGH=,连接EF,当EF与GH交于点P,且45GPE∠=︒,若点P为EF的中点,则CF的长度为________,AP的长度为________.参考答案:1.探究:BD 的长为53;应用:(1)见解析;(2)5.【解析】 【分析】探究:根据直线解析式,求出点A 、B 坐标,得到BO 、AO 的长,设BD 的长为a ,根据勾股定理列方程可求出BD ;应用:(1)根据旋转的性质作图即可;(2)根据题意可知P 点坐标在AB’线段垂直平分线上,如图所示,点P’是垂直平分线上最近的格点,但是此时'’90AP B ∠=︒,不符合题意,根据网格特点可知垂直平分线上下一个格点位置,由网格特点和勾股定理可得符合题意的AP=5. 【详解】 解:探究: 由题意得:当x 0=时,y 1=;当y 0=时,x 3=;()A 3,0∴,()B 0,1. AO 3∴=,BO 1=.设BD 的长为a .①点C 是AB 中点,CD AB ⊥交OA 于点D ,DA DB a ∴==,OD 3a =-.在Rt BOD 中,BOD 90∠=︒,222BD BO DO ∴=+,()22213a a +-=,5a 3∴=,5BD 3=. BD ∴的长为53.应用:(1)如图,线段'AB 即为所求.(2)根据题意可知P点坐标在AB’线段垂直平分线上,如图所示,点P’是垂直平分线上最近的格点,但是此时'’90AP B∠=︒,不符合题意,根据网格特点可知垂直平分线上下一个格点位置,由网格特点和勾股定理可得符合题意的AP=5.【点睛】本题主要考查了线段垂直平分线的性质,熟知线段垂直平分线上的点到线段两端点的距离相等是解题关键.2.(1)45°;(2)证明见解析;(3)22﹣2.【解析】【分析】(1)证明①CDE=①C1DE和①ADF=①C1DF,可得①FDM=12①ADC=45°;(2)先判断出①DAM1=①BAM,由(1)可知:①FDM=45°,进而判断出①AMD=45°,得出AM=AM1,即可得出结论;(3)先作高线C1G,确定①ACC1的面积中底边AC为定值2,根据高的大小确定面积的大小,当C1在BD上时,C1G最大,其①AC1C的面积最大,并求此时的面积.【详解】(1)由对称得:CD=C1D,①CDE=①C1DE,在正方形ABCD中,AD=CD,①ADC=90°,①AD=C1D,①F是AC1的中点,①DF①AC1,①ADF=①C1DF,①①FDM=①FDC1+①EDC1=12①ADC=45°;故答案为:45;(2)①DF①AC1,①①DFM=90°,①①MAM'=90°,在正方形ABCD中,DA=BA,①BAD=90°,①①DAM1=①BAM,由(1)可知:①FDM=45°①①DFM=90°①①AMD=45°,①①M1=45°,①AM=AM1,在:△ABM和△ADM1中,①11BA DABAM DAMAH AM=⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,①①ABM①①ADM1(SAS);(3)如图,过C1作C1G①AC于G,则1AC CS=12AC•C1G,在Rt△ABC中,AB=BC=2,①AC=2222+=22,即AC为定值,当C1G最大值,△AC1C的面积最大,连接BD交AC于O,当C1在BD上时,C1G最大,此时G与O重合,①CD=C1D=2,OD=12AC=2,①C1G=C1D﹣OD=2﹣2,①1AC CS=12AC•C1G=12×22(2﹣2)=22﹣2,故答案为:22﹣2.此题是四边形综合题,主要考查了正方形的性质、等腰直角三角形的判定和性质、全等三角形的判定和性质等知识,解题的关键是①AMD=45°.3.问题呈现:见解析;结论应用:(1)见解析;(2)403或8 【解析】【分析】问题呈现:由“SAS ”可证△MOP ≌△NOP ,可得PM =PN ;结论应用:(1)在AB 上截取AE =AD ,连接PE ,由“SAS ”可证△ADP ≌△AEP ,△BPC ≌△BPE ,可得PD =PE =PC ;(2)延长AP ,BC 交于点H ,由“ASA ”可证△ADP ≌△HCP ,可得CP =DP ,AD =CH ,S △ADP =S △CPH ,分三种情况讨论,由角平分线的性质和锐角三角函数可求解.【详解】问题呈现:证明:①OC 平分AOB ∠,①AOC BOC ∠=∠.在POM 和PON △中,OP OP POM PON OM ON =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩.①POM PON △≌△.结论应用:在AB 上截取AE AD =,①AP 平分DAB ∠,①DAP BAP ∠=∠,①AP AP =,①ADP AEP △≌△.①PE PD=.①AB AD BC=+,①BE BC=,①BP平分ABC∠,①ABP CBP ∠=∠.①BP BP=.①PBE PBC△≌△.①PE PC=.①PC PD=.(2)由(1)可证∠D=∠AEP,∠PCB=∠PEB,∵∠AEP+∠PEB=180°,∴∠PCB+∠D=180°,∴AD∥BC,∵AB=10,tan∠P AB=PBPA=12,∴P A=2PB,∵P A2+PB2=AB2,∴PB=25,P A=45,如图③,延长AP,BC交于点H,∵AD∥BC,∴∠DAP=∠H,∴∠H=∠BAP,∴AB=BH=10,又∵PB平分∠ABC,∴BP⊥AP,AP=PH=45,∵∠DAP=∠H,AP=PH,∠DP A=∠CPH,∴△ADP≌△HCP(ASA),∴CP=DP,AD=CH,S△ADP=S△CPH,若∠PBC=45°时,则∠PBC=∠H=45°,∴PB=PH(不合题意舍去),若∠BPC=45°时,则∠HPC=∠BPC=45°,如图④,过点C作CN⊥BP于N,CM⊥PH于M,∴CM=CN,∵S△PBH=12×BP×PH=12×BP×CN+12×PH×CM,∴CM=CN=453,∴S△PCH=12×45×453=403=S△ADP;若∠PCB=45°时,如图⑤,过点P作PF⊥BC于F,∵∠P AB=∠H,∴tan H=tan∠P AB=12,∴12 PFFH,∴FH=2PF,∵PF2+FH2=PH2=80,∴PF=4,FH=8,∵PF⊥BC,∠BCP=45°,∴∠PCB=∠FPC=45°,∴CF=PF=4,∴CH=4,∴S△ADP=S△CPH=12×4×4=8,故答案为:8或403.【点睛】本题是三角形综合题,考查了全等三角形的判定和性质,角平分线的性质,勾股定理,锐角三角函数等知识,添加恰当辅助线构造全等三角形是本题的关键.4.【教材呈现】证明见解析;【应用】434;【拓展】2103;【解析】【分析】教材呈现:由“ASA”可证①AOE①①COF,可得OE=OF,由对角线互相平分的四边形是平行四边形可证四边形AFCE是平行四边形,即可证平行四边形AFCE是菱形;应用:过点F作FH①AD于H,由折叠的性质可得AF=CF,①AFE=①EFC,由勾股定理可求BF的长,EF的长,拓展:过点A作AN①BC,交CB的延长线于N,过点F作FM①AD于M,由等腰直角三角形的性质可求AN=BN=2,由勾股定理可求AE=AF=103,再利用勾股定理可求EF的长.【详解】解:【教材呈现】①四边形ABCD是矩形,①AE①CF,①①EAO=①FCO,①EF垂直平分AC,①AO=CO,①AOE=①COF=90°,①①AOE①①COF(ASA)①OE=OF,又①AO=CO,①四边形AFCE是平行四边形,①EF①AC,①平行四边形AFCE是菱形;【应用】如图,过点F作FH①AD于H,①将矩形ABCD沿EF翻折,使点C的对称点与点A重合,①AF=CF,①AFE=①EFC,①AF2=BF2+AB2,①(4﹣BF)2=BF2+9,①BF=78,①AF=CF=258,①AD①BC,①①AEF=①EFC=①AFE,①AE=AF=258,①①B=①BAD=①AHF=90°,①四边形ABFH是矩形,①AB=FH=3,AH=BF=78,①EH=94,①EF=22EH FH+=81916+=154,①四边形ABFE的周长=AB+BF+AE+EF=3+78+258+154=434,故答案为:434.【拓展】如图,过点A作AN①BC,交CB的延长线于N,过点F作FM①AD于M,①四边形ABCD是平行四边形,①C=45°,①①ABC=135°,①①ABN=45°,①AN①BC,①①ABN=①BAN=45°,①AN=BN=22AB=2,①将▱ABCD沿EF翻折,使点C的对称点与点A重合,①AF=CF,①AFE=①EFC,①AD①BC,①①AEF=①EFC=①AFE,①AE=AF,①AF2=AN2+NF2,①AF2=4+(6﹣AF)2,①AF=103,①AE=AF=103,①AN①MF,AD①BC,①四边形ANFM是平行四边形,①AN①BC,①四边形ANFM是矩形,①AN =MF =2,①AM =22AF MF -=10049-=83, ①ME =AE ﹣AM =23,①EF =22MF ME +=449+=2103, 故答案为:2103. 【点睛】本题是四边形综合题,考查了平行四边形的性质,菱形的性质,折叠的性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理等知识,添加恰当辅助线构造直角三角形是本题的关键. 5.(1)5;(2)①见解析;①等腰三角形;(3)52【解析】【分析】(1)利用直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半即可求解;(2)①由翻折可知','45DB DB B B =∠=∠=︒,进而证得'//,B E AB 则有∴四边形'BDB E 为平行四边形,由',BD B D =即可得证;①连接CD,易证得','45DB DC DB E DCA =∠=∠=︒进而证得''FB C FCB ∠=∠,则有'FB FC =,即可得出结论;(3)由'FB FC =和'B E BE =得CEF ∆的周长=''CE FC EF CE B F EF CE B E CE BE BC ++=++=+=+=,由等腰直角三角形的性质可求得BC ,即可求得CEF ∆的周长.【详解】解:(1)①①ABC 是等腰直角三角形,D 为斜边AB 的中点,AB=10,①152CD AB ==, 故答案为:5;()2①证明:由翻折可知','45DB DB B B =∠=∠=︒'DB ①BC''45,B EC B ∴∠=∠=︒①'45,B EC B ∠=∠=︒①'EB ①BD∴四边形'BDB E 为平行四边形.又',BD B D =∴四边形'BDB E 为菱形;②如图2,连接CD ,则有CD=BD=AD,由翻折可知','45DB DB DB E B =∠=∠=︒①','45DB DC DB E DCA A =∠=∠=∠=︒,①''DB C DCB ∠=∠①DB E CB F DCA FCB ∠+∠=∠+∠'''①''CB F FCB ∠=∠①'FB FC =,①'B FC 的形状为等腰三角形;故答案为:等腰三角形;(3)如图3,由(2)知'FB FC =,'B E BE =,①CEF ∆的周长=''CE FC EF CE B F EF CE B E CE BE BC ++=++=+=+=,①①ABC 是等腰直角三角形,AB=10,①222100BC AB ==,解得:52BC =,①CEF ∆的周长为52,故答案为:52.【点睛】本题考查等腰直角三角形的性质、直角三角形斜边中线性质、折叠性质、菱形的判定与性质、等腰三角形的判定,解得的关键是认真审题,从图形中分析相关联信息,借助辅助线,利用基本图形的性质进行推理、计算.6.【问题1】SSS ;【问题2】(1)见解析;(2)8.【解析】【分析】问题1:根据SSS证明三角形全等即可.问题2:(1)根据HL证明三角形全等即可解决问题.(2)作MH①OB于H,连接MN.想办法求出ON,MH即可解决问题.【详解】解:问题1:由作图可知:OE=OD,EC=DC,OC=OC,①EOC DOC≌△△(SSS),故答案为SSS.问题2:(1)证明:由作图可知:OM=ON,①①ONP=①OMP=90°,OP=OP,①Rt ONP≌Rt OMP△(HL),①①PON=①POM,即OP平分①AOB.(2)解:作MH①OB于H,连接MN.①tan①AOB=4,3MHOH=①可以假设MH=4k,OH=3k,则OM=ON=5k,①HN=2k,在Rt MNH△中,①222,MN HN MH=+①()()222442,k k=+①255k=(负根已经舍弃),①ON=5k=25,MH=4k=855,①1185258.225MNO S ON MH ==⨯⨯= 【点睛】本题考查的是角平分线的作图与作图原理,三角形全等的判定与性质,锐角三角函数的应用,勾股定理的应用,掌握以上知识是解题的关键.7.定理证明:见解析;定理应用:(1)EF ∥AC ,EF =14AC ;(2)5﹣32≤BH ≤5+32 【解析】【分析】定理证明:延长DE 到F ,使FE =DE ,连接CF ,易证①ADE ①①CFE ,再根据全等三角形的性质,进一步可得出CF ①AB ,从而可证明四边形BCFD 是平行四边形,最后根据平行四边形的性质即可得证;定理应用:(1)取AB ,BC 的中点M ,N ,连接MN .再根据题目中的线段关系,可得出AM =BM ,CN =BN ,ME =EB ,FN =FB ,根据三角形的中位线定理即可得出答案; (2)如图①中,延长CB 到T ,连接AT ,TE ′.根据题意得出BH =12TE ′,再根据矩形的性质可求得AT 的值,结合题意求得AE 的值,最后根据三角形三边关系即可得出答案.【详解】 解:定理证明:如图①中,延长DE 到F ,使FE =DE ,连接CF ,在△ADE 和△CFE 中,AE EC AED CEF DE EF =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩∴△ADE ≌△CFE (SAS ),∴∠A =∠ECF ,AD =CF ,∴CF ∥AB ,又∵AD =BD ,∴CF=BD,∴四边形BCFD是平行四边形,∴DF∥BC,DF=BC,∴DE∥BC,DE=12BC.定理应用:(1)如图①中,取AB,BC的中点M,N,连接MN.∵AE=3BE,BF:CF=1:3,∴AM=BM,CN=BN,ME=EB,FN=FB,∴MN∥AC,MN=12AC,EF∥MN,EF=12MN,∴EF∥AC,EF=14AC.故答案为:EF∥AC,EF=14AC.(2)如图①中,延长CB到T,连接AT,TE′.∵CH=HE′,CB=BT,∴BH=12TE′,∵四边形ABCD是矩形,∴∠ABC=∠ABT=90°,∵AB=4,BC=AD=BT=2,∴AT=22224225AB BT+=+=,∵AE=3BE,AB=4,∴AE=AE′=3,∴25﹣3≤TE′≤25+3,∴5﹣32≤BH≤5+32.故答案为:5﹣32≤BH≤5+32.【点睛】本题考查了矩形的性质、三角形三边关系、平行四边形的判定及性质、三角形中位线性质、旋转的性质、全等三角形的判定及性质,综合性比较强,添加合适的辅助线,是解题的关键.8.(1)5;(2)①见解析;①等腰三角形;(3)52.【解析】【分析】(1)由直角三角形斜边上的中线性质即可得出答案;(2)①由折叠的性质得B'D=BD,B'E=BE,①B'DE=①BDE,证出B'D=BE,得四边形BDB'E是平行四边形,进而得出结论;①证出CD=B'D,得①DCB'=①DB'C,证出DB'①AC,则①ACB'=90°-①DB'C,证出CD①B'E,则①EB'C=90°-①DCB',得①ACB'=①EB'C,即可得出结论;(3)连接B'C,由等腰直角三角形的性质得BC=22AB=52,①B=45°,CD=12AB=BD,①ACD=12①ACB=45°,证出CF=B'F,进而得出答案.【详解】(1)解:①①ABC是等腰直角三角形,点D是斜边AB的中点,AB=10,①CD=12AB=5,故答案为:5;(2)①证明:由折叠的性质得:B'D=BD,B'E=BE,①B'DE=①BDE,①DB'①BC,①①B'DE=①BED,①①BDE=①BED,①BD=BE,①B'D=BE,①四边形BDB'E是平行四边形,又①B'D=BD,①四边形BDB'E为菱形;①解:①①ABC是等腰直角三角形,点D是斜边AB的中点,AB=BD,①CD=12由折叠的性质得:B'D=BD,①CD=B'D,①①DCB'=①DB'C,①①ACB=90°,①AC①BC,①DB'①BC,①DB'①AC,①①ACB'=90°﹣①DB'C,由①得:四边形BDB'E为菱形,①AB①B'E,①CD①AB,①CD①B'E,①①EB'C=90°﹣①DCB',①①ACB'=①EB'C,①FB'=FC,即①B'FC为等腰三角形;故答案为:等腰三角形;(3)解:连接B'C,如图①所示:①①ABC 是等腰直角三角形,点D 是斜边AB 的中点,AB =10,①BC =22AB =52,①B =45°,CD =12AB =BD ,①ACD =12①ACB =45°, 由折叠的性质得:B 'D =BD ,①B '=①B =45°,①CD =B 'D ,①①DCB '=①DB 'C ,①①FCB '=①FB 'C ,①CF =B 'F ,①①CEF 的周长=EF +CF +CE =EF +B 'F +CE =B 'E +CE =BE +CE =BC =52;故答案为:52.【点睛】 本题是四边形综合题目,考查了菱形的判定与性质、平行四边形的判定与性质、等腰直角三角形的性质、折叠的性质、等腰三角形的判定与性质、直角三角形斜边上的中线性质等知识;本题综合性强,熟练掌握菱形的判定与性质和等腰三角形的判定与性质是解题的关键.9.(1)见解析;(2)等腰;(3)菱形.【解析】【分析】(1)由中线BD ,CE 相交于点O ,可得DE 是ABC 的中位线,可得//DE BC ,12DE BC =,由F 、G 分别是OB ,OC 的中点,可得FG 是OBC 的中位线,可得//FG BC ,12FG BC =,可推出//DE FG ,DE FG =即可; (2)由四边形DEFG 的形状为矩形,可得FD=EG ,OE=OF=OG=OD ,EF①ED ,①EOF=①DOG ,由F 、G 分别是OB ,OC 的中点,可得BO=CO ,,由中线CE ,E 为中点,F 是OB 的中点,可得EF①OA ,可推出OA①ED ,由等腰三角形性质可得OA 平分①EOD ,可证△AOB①①AOC (SAS ),可得AB=AC 即可;(3)连接OA ,由(1)知四边EFGD 为平行四边形,由中位线性质可得AO=2EF ,2BC FG =,由OA BC =,可得EF=FG 即可.【详解】证明:(1)①中线BD ,CE 相交于点O ,①E 、D 分别为AB 、AC 中点,①DE 是ABC 的中位线,①//DE BC ,12DE BC =, 又①F 、G 分别是OB ,OC 的中点,①FG 是OBC 的中位线,①//FG BC ,12FG BC =, ①//DE FG ,DE FG =,①四边形DEFG 是平行四边形;(2)连接OA ,如图①四边形DEFG 的形状为矩形,①FD=EG ,OE=OF=OG=OD ,EF①ED ,①EOF=①DOG , ①F 、G 分别是OB ,OC 的中点,①BO=CO ,①中线CE ,E 为中点,F 是OB 的中点,①EF①OA ,①OA①ED ,①OA 平分①EOD ,①①EOA=①DOA ,①①BOA=①EOF+①EOA=①DOG+①DOA=①COA ,①AO=AO ,①①AOB①①AOC (SAS ),①AB=AC ,①①ABC 为等腰三角形,故答案为:等腰;(3)当OA BC =时,四边形DEFG 的形状为菱形.由(1)知四边EFGD 为平行四边形,①中线CE ,E 为中点,F 是OB 的中点,①EF 为①ABO 的中位线,①AO=2EF ,又①F 、G 分别是OB ,OC 的中点,①FG 是OBC 的中位线,①2BC FG =,①OA BC =,①2EF=2FG ,①EF=FG ,①四边形DEFG 是菱形,故答案为:菱形.【点睛】本题考查平行四边形的判定与性质,等腰三角形的判定,菱形的判定,掌握平行四边形的判定方法与性质,等腰三角形的判定,菱形的判定定理,细心观察图形,利用数形结合从图形中分析线段之间和角之间关系是解题关键.10.(1)CE CF =,CE CF ⊥,理由见解析;(2)217,34;【解析】【分析】 (1)根据正方形的性质和运动的距离可证明()EDC FBC SAS ≌△△,可得CE CF =,再利用角之间的关系可证CE CF ⊥;(2)连接EC ,证明四边形GECH 是平行四边形,即可求出CF ,再利用直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半即可求出AP .(1)解:①四边形ABCD为正方形,①CD CB=,90EDC ABC BCD∠=∠=∠=︒,①90FBC EDC∠=∠=︒,①ED FB t==,在EDC△和FBC中,90CD CBFBC EDCED FB=⎧⎪∠=∠=︒⎨⎪=⎩①()EDC FBC SAS≌△△,①CE CF=,ECD BCF=∠∠,①90ECD BCE∠+∠=︒,①90BCF BCE∠+∠=︒,即:90ECF∠=︒,①CE CF=,CE CF⊥,(2)解:连接CE,如图①CE CF=,CE CF⊥,①45CEF∠=︒,①45GPE∠=︒,①CEF GPE∠=∠,①CE GH∥,①GE CH∥,①四边形GECH是平行四边形,①217CE GH==,①CE CF =,①217CF =,①2234EF CF ==,①P 是EF 的中点,AFE △是直角三角形,①1342AP EF ==. 【点睛】本题考查正方形的性质,全等三角形的判定以及性质,平行四边形的判定及性质,直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半.(1)的关键是证明()EDC FBC SAS ≌△△,(2)的关键是证明四边形GECH 是平行四边形.。
2018年安徽中考数学专题复习几何探究题类型一 与全等三角形有关的探究★1. 如图①,P 是△ABC 的边BC 上的任意一点,M 、N 分别在AB 和AC 边上,且PM =PB ,PN =PC ,则△PBM 和△PCN 叫做“孪生等腰三角形”.(1)如图②,若△ABC 是等边三角形,△PBM 和△PCN 是“孪生等腰三角形”,证明△PMC ≌△PBN ;(2)如图③,若△ABC 为等腰三角形,AB =AC ,△PBM 和△PCN 是“孪生等腰三角形”,证明:BN =CM ;(3)如图④,若(2)中P 点在CB 的延长线上,其他条件不变,是否依然有BN =CM ,若是,请证明,若不是,请说明理由.第1题图(1)证明:∵△ABC 是等边三角形, ∴∠ABC =∠ACB =60°,∵△PBM 和△PCN 是“孪生等腰三角形”, ∴PM =PB ,PN =PC ,∴△PBM 和△PCN 是等边三角形, ∴∠BPM =∠NPC =60°,∴∠BPM +∠MPN =∠NPC +∠MPN ,即∠BPN =∠MPC . 在△PMC 和△PBN 中, ⎩⎪⎨⎪⎧PM =PB ∠MPC =∠BPN ,PC =PN∴△PMC ≌△PBN (SAS);(2)证明:如题图③,∵△ABC 为等腰三角形,AB =AC , ∴∠ABC =∠ACB ,∵△PBM 和△PCN 是“孪生等腰三角形”, ∴PM =PB ,PN =PC ,∴∠PBM =∠PMB ,∠PCN =∠PNC , ∴∠BPM =∠CPN ,∴∠BPM +∠MPN =∠CPN +∠MPN , ∴∠BPN =∠MPC , 在△PMC 和△PBN 中, ⎩⎪⎨⎪⎧PM =PB ∠MPC =∠BPN ,PC =PN∴△PMC ≌△PBN (SAS), ∴BN =CM ; (3)解:是.证明:如题图④,由(2)易知∠ACB =∠PNC =∠ABC =∠PBM =∠PMB , ∴∠MPB =∠NPC , 在△PMC 和△PBN 中, ⎩⎪⎨⎪⎧PM =PB ∠MPC = ∠BPN , PC =PN∴△PMC ≌△PBN (SAS), ∴BN =CM .★2. 已知∠ABC =90°,点P 为射线BC 上任意一点(点P 与点B 不重合),分别以AB 、AP 为边在∠ABC 的内部作等边△ABE 和△APQ ,连接QE 并延长交BP 于点F .(1)如图①,若AB =23,点A 、E 、P 恰好在一条直线上时,求此时EF 的长;(2)如图②,当点A 、E 、P 不在一条直线上时,猜想EF 与图中的哪条线段相等(不能添加辅助线产生新的线段),并加以证明;(3)若AB =23,设BP =x ,以QF 为边的等边三角形的面积y ,说明等边三角形的面积y 随x 的变化情况.第2题图解:(1)∵△ABE 是等边三角形, ∴AE =AB ,∠BAE =∠ABE =60°. ∵∠ABC =90°,∴∠EBP =∠EPB =30°,∴BE =EP =AE =23, ∴点E 为AP 的中点, ∴∠FEP =90°,∴在Rt △FEP 中,EF =EP ·tan30°=2, ∴EF =2; (2)EF =BF ,理由如下:∵∠BAP =∠BAE -∠EAP =60°-∠EAP , ∠EAQ =∠QAP -∠EAP =60°-∠EAP , ∴∠BAP =∠EAQ , 在△ABP 和△AEQ 中,AB =AE ,∠BAP =∠EAQ ,AP =AQ , ∴△ABP ≌△AEQ (SAS). ∴∠AEQ =∠ABP =90°. ∴∠BEF =180°-∠AEQ -∠AEB =180°-90°-60°=30°.又∵∠EBF =90°-60°=30°, ∴∠BEF =∠EBF , ∴EF =BF ;(3)如解图,过点F 作FD ⊥BE 于点D . ∵△ABE 是等边三角形, ∴BE =AB =2 3. 由(2)得∠EBF =30°, 在Rt △BDF 中,BD = 3.∴BF =BDcos30°=2.∴EF =BF =2.∵△ABP ≌△AEQ , ∴QE =BP =x .∴QF =QE +EF =x +2.∴以QF 为边的等边三角形的面积 y =12(x +2)·32(x +2) =34(x +2)2 =34x 2+3x + 3. ∵BP =x ,x >0,∴y 随x 的增大而增大.第2题解图★3. 在△ABC 中,∠BAC 为锐角,AB >AC ,AD 平分∠BAC 交BC 于点D .(1)如图①,若△ABC 是等腰直角三角形,直接写出线段AC ,CD ,AB 之间的数量关系; (2)如图②,BC 的垂直平分线交AD 的延长线于点E ,交BC 于点F ,连接CE ,BE ,若∠ABE =60°,判断AC ,CE ,AB 之间有怎样的数量关系,并加以证明; (3)如图③,BC 的垂直平分线交AD 的延长线于点E ,交BC 于点F .若AC +AB =3AE ,求∠BAC 的度数.第3题图解:(1)AB =AC +CD .【解法提示】过D 作DE ⊥AB 交AB 于点E ,如解图①所示, ∵AD 平分∠BAC ,DC ⊥AC , ∴CD =DE ,∴Rt △ACD ≌Rt △AED (HL), ∴AC =AE ,∵△ABC 为等腰直角三角形,∴∠B =45°,即△BDE 为等腰直角三角形, ∴CD =DE =EB ,则AB =AE +EB =AC +CD ;第3题解图①(2)AB =AC +CE ;证明:在线段AB 上截取AH =AC ,连接EH ,如解图②所示, ∵AD 平分∠BAC , ∴∠CAE =∠BAE , 在△ACE 和△AHE 中, ⎩⎪⎨⎪⎧AC =AH ∠CAE =∠BAE AE =AE, ∴△ACE ≌△AHE (SAS), ∴CE =HE ,∵EF 垂直平分BC ,∴CE =BE ,∴BE =HE , 又∵∠ABE =60°,∴△EHB 是等边三角形, ∴BE =HE =HB ,∴AB =AH +HB =AC +CE ;第3题解图②(3)在线段AB 上截取AH =AC ,连接EH ,作EM ⊥AB 于点M ,如解图③所示, 同理可得△ACE ≌△AHE (SAS), ∴CE =HE ,∵EF 垂直平分BC , ∴CE =BE , ∴HE =BE ,∴△EHB 是等腰三角形, ∴HM =BM ,∴AC +AB =AH +AB =AM -HM +AM +MB =2AM , ∵AC +AB =3AE , ∴AM =32AE , 在Rt △AEM 中,cos ∠EAM =AM AE =32,∴∠EAB =30°,∴∠BAC =2∠EAB =60°.第3题解图③★4. 在△ABC 中,∠ABC =2∠ACB ,延长AB 至点D ,使BD =BC ,E 是直线BC 上一点,F 是直线AC 上一点,连接DE 、EF ,且∠DEF =∠DBC .(1)如图①,若∠D =∠EFC =15°,AB =3,求AC 的长; (2)如图②,当∠BAC =45°,点E 在线段BC 的延长线上,点F 在线段AC 的延长线上时,求证:EF =DE ;(3)如图③,当∠BAC =90°,点E 在线段CB 的延长线上,点F 在线段CA 的延长线上时,求CFBE的值. 第4题图(1)解:在△BDE 中,∠D +∠DBE +∠BED =180°, ∵∠BED +∠DEF +∠FEC =180°,∠DEF =∠DBC ,∠D =∠F =15°, ∴∠D =∠FEC =∠F =15°, ∴∠ACB =∠F +∠CEF =30°, ∴∠ABC =2∠ACB =60°,∴∠BAC =90°, 在Rt △ABC 中,AB =3,∠ACB =30°, ∴BC =2AB =23,∴AC =BC 2-AB 2=(23)2-(3)2=3;(2)证明:如解图①,连接CD ,作EM ⊥EB 交AF 于点M ,记AF 交DE 于点O . ∵∠BAC =45°,∠ABC =2∠ACB , ∴∠ABC =90°,∠ACB =∠MCE =∠EMC =45°, ∴EM =EC , ∵BD =BC ,∴∠BDC =∠BCD =45°, ∴∠DCE =∠EMF =135°, ∵∠DEF =∠DBC =90°,∠FCD =∠DCA =90°, ∴∠OEF =∠OCD , ∵∠EOF =∠COD ,∴∠OFE =∠ODC ,即∠EFM =∠EDC , 在△EMF 和△ECD 中, ⎩⎪⎨⎪⎧∠EFM =∠EDC ∠EMF =∠DCE ,EM =EC∴△EMF ≌△ECD (AAS), ∴EF =DE ;第4题解图①(3)解:如解图②中,连接CD 、DF ,作NE ⊥CE 交AD 的延长线于点N ,在线段CE 上取一点M ,使得FM =FE .∵∠BAC =90°,∠ABC =2∠ACB , ∴∠ABC =60°,∠ACB =30°, ∵DB =BC , ∴∠DBC =120°,∠BDC =∠BCD =30°, ∴∠DBC =∠DEF =120°,∠DCA =∠DCB +∠ACB =60°,∴∠DEF +∠DCF =180°, ∴E 、F 、C 、D 四点共圆, ∵∠DCE =∠ECF , ∴DE ︵=EF ︵,∴DE =EF =FM , ∵∠NEB =90°,∠NBE =∠ABC =60°, ∴∠N =∠ACM =30°,∵∠DBC =∠BDE +∠DEB =120°,∠DEF =∠DEB +∠FEM =∠DEB +∠FME =120°, ∴∠BDE =∠FME , ∴∠NDE =∠FMC , 在△EDN 和△FMC 中, ⎩⎪⎨⎪⎧∠N =∠FCM ∠NDE =∠FMC DE =FM, ∴△EDN ≌△FMC (AAS), ∴NE =CF ,在Rt △NEB 中, ∵∠NEB =90°,∠N =30°, ∴NE =3BE , ∴CF =3BE . ∴CFBE= 3. 第4题解图②★5. 在正方形ABCD 中,BD 是一条对角线,点P 在直线CD 上(不与点C 、D 重合),连接AP ,平移△ADP ,使点D 移动到点C ,得到△BCQ ,过点Q 作QH ⊥BD 于H ,连接AH ,PH .(1)如图①,若点P 在线段CD 上,求证:AH =PH ;(2)如图②,若点P 在线段CD 的延长线上,其他条件不变,(1)中的结论是否仍然成立?若成立,请给出证明,否则说明理由;(3)若点P 在线段DC 的延长线上,且∠AHQ =120°,正方形ABCD 的边长为2,求线段DP 的长.第5题图(1)证明:如解图①,连接HC , ∵四边形ABCD 是正方形, ∴∠BDC =45°, 又∵QH ⊥BD ,∴△DHQ 是等腰直角三角形,∴HD =HQ ,∠HDP =∠HQC =45°, 由平移的性质可知DP =CQ ,在△HDP 和△HQC 中,⎩⎪⎨⎪⎧HD =HQ ∠HDP =∠HQC DP =QC ,∴△HDP ≌△HQC (SAS),∴HP =HC ,根据正方形是轴对称图形得到HA =HC , ∴AH =PH ;第5题解图①(2)解:(1)中的结论仍然成立; 证明:如解图②,连接HC , ∵四边形ABCD 是正方形, ∴∠BDC =45°, 又∵QH ⊥BD ,∴△DHQ 是等腰直角三角形,∴HD =HQ ,∠HDC =∠HQD =45°, ∴∠HDP =∠HQC =135°, 由平移的性质可知DP =CQ , 在△HDP 和△HQC 中, ⎩⎪⎨⎪⎧HD =HQ ∠HDP =∠HQC ,PD =CQ∴△HDP ≌△HQC (SAS), ∴HP =HC ,根据正方形是轴对称图形得到HA =HC , ∴AH =PH ;第5题解图②(3)解:如解图③,由(1)知,AH=PH,∵∠AHD=∠CHD,第5题解图③∴∠AHP=∠AHD+∠DHP=∠CHD+∠QHC=90°.∴∠HP A=45°,∵∠AHQ=120°,∴∠AHD=∠CHD=30°,∴∠QHP=∠CHD=∠CHP=30°,∵∠HCP=∠HDC+∠CHD=45°+30°=75°,∴∠CPH=180°-∠HCP-∠CHP=180°-75°-30°=75°,∴∠APD=30°,在Rt△ADP中,AD=2,∴DP=2 3.类型二与相似三角形有关的探究★1. 如图,已知四边形ABCD是平行四边形,P为DC延长线上一点,AP分别交BD,BC于点M,N.(1)图中相似三角形共有________对;(2)证明:AM2=MN·MP;(3)若AD=6,DC∶CP=2∶1.求BN的长.第1题图(1)解:6.【解法提示】有△AMB ∽△PMD ,△ADM ∽△NBM ,△ABN ∽△PCN ∽△PDA ,△ABD ∽△CDB ,∴共6对相似三角形.(2)证明:∵AD ∥BC ,∴∠ADM =∠NBM ,∠DAM =∠BNM , ∴△ADM ∽△NBM , ∴AM MN =DM BM; ∵AB ∥DC ,∴∠P =∠BAM ,∠MDP =∠ABM , ∴△PDM ∽△ABM , ∴PM AM =DM BM , ∴AM MN =PM AM, ∴AM 2=MN ·MP ; (3)解:∵AD ∥BC ,∴∠PCN =∠PDA ,又∵∠P =∠P , ∴△PCN ∽△PDA , ∴PC PD =NC AD , ∵DC ∶CP =2∶1, ∴PC PD =NC AD =13. 又∵AD =6, ∴NC =2,∴BN =BC -CN =6-2=4.★2. 如图,在△ABC 中,∠ABC =90°,F 是AC 的中点,过AC 上一点D 作DE ∥AB ,交BF 的延长线于点E ,AG ⊥BE ,垂足为点G ,连接BD 、AE .(1)求证:△ABC ∽△BGA;(2)若AF =5,AB =8,求FG 的长;(3)当AB =BC ,∠DBC =30°时,求DEBD的值.第2题图(1)证明:∵∠ABC =90°,F 是AC 的中点,∴BF =12AC =AF ,∴∠F AB =∠FBA,∵AG ⊥BE, ∴∠AGB =90°, ∴∠ABC =∠AGB , ∴△ABC ∽△BGA ; (2)解:∵AF =5,∴AC =2AF =10,BF =5, ∵△ABC ∽△BGA , ∴AB AC =BG AB, ∴BG =AB 2AC =8210=325,∴FG =BG -BF =325-5=75;(3)解:如解图,延长ED 交BC 于点H ,则DH ⊥BC, ∴∠DHC =90°,∵AB =BC ,F 为AC 的中点, ∴∠C =45°,∠CBF =45°,∴△DHC 、△BEH 是等腰直角三角形, ∴DH =HC ,EH =BH , 设DH =HC =a , ∵∠DBC =30°, ∴BD =2a ,BH =3a , ∴EH =3a , ∴DE =(3-1)a, ∴DE BD =3-12. 第2题解图★3. 如图①,在四边形ABCD 的边AB 上任取一点E (点E 不与A 、B 重合),分别连接ED ,EC ,可以把四边形ABCD 分成三个三角形,如果其中有两个三角形相似,我们就把E 叫做四边形ABCD 边AB 上的“相似点”;如果这三个三角形都相似,我们就把E 叫做四边形ABCD 边AB 上的“强相似点”.(1)如图①,若∠A =∠B =∠DEC =40°,试判断点E 是否是四边形ABCD 的边AB 上的相似点,并说明理由;(2)如图②,在△ABC 中,∠ACB =90°,直角顶点C 在直线DE 上,分别过点A ,B 作AD ⊥DE 于点D ,BE ⊥DE 于点E . 求证:△ADC ∽△CEB .(3)如图③,AD ∥BC ,DP 平分∠ADC ,CP 平分∠BCD 交DP 于点P ,过点P 作AB ⊥AD 于点A ,交BC 于点B . 求证:点P 是四边形ABCD 边AB 上的一个强相似点.第3题图(1)解:点E 是四边形ABCD 边AB 上的相似点. 理由如下: ∵∠DEC =40°,∴∠DEA +∠CEB =140°, ∵∠A =∠B =40°,∴∠ADE +∠AED =140°, ∴∠ADE =∠CEB ,∴△ADE ∽△BEC ,∴E 点是四边形ABCD 的边AB 上的相似点; (2)证明:∵∠ACB =90°,∴∠ACD +∠BCE =90°, ∵AD ⊥DE ,∴∠ACD +∠CAD =90°, ∴∠BCE =∠CAD , ∵∠ADC =∠CEB =90°,∴△ADC ∽△CEB ; (3)证明:∵AD ∥BC , ∴∠ADC +∠BCD =180°,∵DP 平分∠ADC ,CP 平分∠BCD ,∴∠CDP +∠DCP =12(∠ADC +∠BCD )=90°,∵DA ⊥AB ,∴CB ⊥AB ,∴∠DPC =∠A =∠B =90°,∵∠ADP =∠CDP ,∴△ADP ∽△PDC ,同理△BPC ∽△PDC ,∴△ADP ∽△PDC ∽△BPC ,即点P 是四边形ABCD 边AB 上的一个强相似点. ★4. 在△ABC 中,AB =a ,AC =b ,点D 、E 分别在AB 、AC 上. (1)如图①,若AD =c ,△ADE 与△ABC 相似,求AE 的长;(2)如图②,若DE ∥BC ,将△ADE 绕点A 旋转α,得到△AMN ,连接BM 、CN ,求证:△ABM ∽△ACN ;(3)在(2)的图形中,若△ABC 是直角三角形,且∠BAC =30°,∠ACB =90°,AB =2,DE 是△ABC 的中位线,如图③,请直接写出BMCN的值.第4题图(1)解:∵∠DAE =∠BAC ,∴分两种情况: ①若∠ADE =∠ABC ,则△ADE ∽△ABC , ∴AD AB =AE AC, ∴ AE =AC ·AD AB =bca;②若∠ADE =∠ACB ,则△ADE ∽△ACB , ∴AD AC =AE AB, ∴AE =AB ·AD AC =acb;(2)证明:∵DE ∥BC ,∴∠ADE =∠ABC ,∠AED =∠ACB , ∴△ADE ∽△ABC ,∴AD AB =AEAC ,∵△AMN 是由△ADE 旋转得到的, ∴AM =AD ,AN =AE , ∴AM AB =AN AC, ∵∠BAM =∠CAN =α, ∴△ABM ∽△ACN ; (3)解:BM CN =233.【解法提示】在Rt △ABC 中,AB =2,∠BAC =30°,∠ACB =90°, ∴BC =1,AC =3, 由(2)知△ABM ∽△ACN , ∴BM CN =AB AC =23=233. ★5. 如图①,在等腰△ABC 中,AB =AC ,∠ABC =α,过点A 作BC 的平行线与∠ABC 的平分线交于点D ,连接CD .(1)求证:AC =AD ;(2)点G 为线段CD 延长线上一点,将GC 绕着点G 逆时针旋转β,与射线BD 交于点E . ①如图②,若α=β,AH ⊥BC 于点H ,求证:△DEG ∽△AHB ;②如图③,若β=2α,DG =kAD ,求S △DEGS △BCD的值.(用含k 的代数式表示)第5题图(1)证明:如解图①,∵BD 平分∠ABC , ∴∠1=∠2.∵AD ∥BC ,∴∠2=∠3, ∴∠1=∠3,∴AB =AD . ∵AB =AC ,∴AC =AD .第5题解图①(2)①证明:由题意可得:∠AHB =90°.∵AB =AC ,∠ABC =α, ∴∠ACB =∠ABC =α.∴∠BAC =180°-2α. 由(1)得AB =AC =AD .∴点B 、C 、D 在以A 为圆心,AB 为半径的圆上. ∴∠BDC =12∠BAC =90°-α,∴∠GDE =∠BDC =90°-α, ∵∠G =β=α=∠ABH , ∴∠G +∠GDE =90°. ∴∠DEG =∠AHB =90°, ∴△DEG ∽△AHB ;②解:如解图②,过A 作AH ⊥BC 于点H ,作∠DGE 的平分线GF ,交DE 于F , 由①知∠GDE =90°-α, ∵∠DGE =β=2α, ∴∠DGF =α,∴∠ABC =∠DGF =α,∠DFG =180°-∠GDF -∠DGF =90°, ∴△DFG ∽△AHB .又∵GF 为∠DGE 的平分线, ∴GF 为DE 的中垂线, ∵AB =AD ,GD =kAD , ∴S △DFG S △AHB =GD 2AB 2=GD 2AD 2=k 2, 又∵S △ABC =S △BCD ,S △ABC =2S △AHB ,S △DEG =2S △DFG , ∴S △DEG S △BCD=k 2. 第5题解图②类型三 与全等和相似三角形有关的探究★1. 如图,设E 、F 分别为正方形ABCD 边BC 、CD 上的点,且∠EAF =45°,过E 、F 分别作AC 的垂线,垂足分别为P 、Q .(1)试找出图中相似三角形(至少3对,全等除外); (2)求证:AB 2=AP ·AQ ;(3) 设正方形的边长为4,当P 、Q 重合时,求BE 的长.第1题图(1)解:图中相似三角形有:△ABC ∽△CQF ,△EPC ∽△ADC ,△CPE ∽△CQF ,△CQF ∽△ADC ,△ABE ∽△AQF ,△APE ∽△ADF 等(写出任意3对,即可得分).(2)证明:∵∠BAE +∠EAP =∠EAP +∠QAF =45°, ∴∠BAE =∠QAF . 在△ABE 与△AQF 中,⎩⎪⎨⎪⎧∠BAE =∠QAF ∠B =∠AQF =90°, ∴△ABE ∽△AQF , ∴AB AQ =AEAF. 同理,在△AEP 与△AFD 中,⎩⎪⎨⎪⎧∠EAP =∠F AD ∠EP A =∠D =90°, ∴△AEP ∽△AFD . ∴AP AD =AEAF , ∴AB AQ =AP AD, ∵AB =AD , ∴AB 2=AP ·AQ .(3)解:如解图,当P 、Q 重合时, ∵∠EPC =∠FQC =90°, ∴E 、P 、F 在同一直线上. ∴∠ECP =∠FCQ =45°, ∴EP =FQ ,在△AEP 和△AFP 中,⎩⎪⎨⎪⎧AP =AQ ∠APE =∠AQF EP =FQ, ∴△AEP ≌△AFP (SAS), ∴∠EAP =12×45°=22.5°,∴∠BAE =45°-∠EAP =22.5°, ∴△AEB ≌△AEP (AAS), ∴EB =EP ,AB =AP =4, ∵四边形ABCD 为正方形, ∴∠ACB =45°,AC =42, 又∵EP =PC ,∴BE =PC =AC -AP =42-4.第1题解图★2. 已知:在△ABC 中,∠ABC =∠ACB =α,点D 是AB 边上任意一点,将射线DC 绕点D 逆时针旋转α与过点A 且平行于BC 边的直线交于点E .(1)如图①,当α=60°时,请直接写出线段BD 与AE 之间的数量关系; (2)如图②,当α=45°时,判断线段BD 与AE 之间的数量关系,并进行证明;(3)如图③,当α为任意锐角时,依题意补全图形,判断线段BD 与AE 之间的数量关系,并进行证明.(用含α的式子表示,其中0°<α<90°)第2题图解: (1)BD =AE ;【解法提示】如解图①,连接EC ,当α=60°时,△ABC 、△DCE 均为等边三角形, ∴EC =DC ,AC =BC ,∠ACB =∠DCE =60°, ∴∠ACB -∠ACD =∠DCE -∠ACD ,即∠BCD =∠ACE , 在△BCD 和△ACE 中, ⎩⎪⎨⎪⎧CD =EC ∠BCD =∠ACE BC =AC, ∴△BCD ≌△ACE (SAS), ∴BD =AE ;第2题解图①(2)BD =2AE ;证明:如解图②,过点D 作DF ∥AC ,交BC 于点F .第2题解图②∵DF ∥AC ,∴∠ACB =∠DFB ,∵∠ABC =∠ACB =α,α=45°, ∴∠ABC =∠ACB =∠DFB =45°. ∴△DFB 是等腰直角三角形, ∴BD =DF =22BF . ∵AE ∥BC ,∴∠ABC +∠BAE =180°, ∵∠DFB +∠DFC =180°, ∴∠BAE =∠DFC ,∵∠ABC +∠BCD =∠ADC ,∠CDE +∠ADE =∠ADC ,∠ABC =∠CDE =α, ∴∠ADE =∠BCD , ∴△ADE ∽△FCD ,∴AE DF =AD CF . ∵DF ∥AC , ∴BD BF =AD CF , ∴AE DF =BD BF =22, ∴BD =DF =2AE ;(3)补全图形如解图③,BD =2cos α·AE .第2题解图③证明:连接EC ,设AC 与DE 交于点O , ∴AE ∥BC ,∠EAC =∠ACB =α, 又∵∠EDC =α,∴∠EAC =∠EDC =α, ∵∠AOE =∠DOC , ∴△AOE ∽△DOC , ∴AO DO =OE OC, ∵∠AOD =∠EOC , ∴△AOD ∽△EOC , ∴∠1=∠2, 又∵∠1=180°-α-∠3(A 、D 、B 三点共线), ∠4=180°-α-∠3(三角形内角和为180°), ∴∠1=∠4, ∴∠2=∠1=∠4.又∵∠EAC =∠ABC =α, ∴△BDC ∽△AEC , ∴BD AE =BC AC, 又∵BCAC=2cos α,∴BD =2 cos α·AE .★3. 在△ABC 中,点D 在直线AB 上,在直线BC 上取一点E ,连接AE ,DE ,使得 AE =DE ,DE 交AC 于点G ,过点D 作DF ∥AC ,交直线BC 于点F ,∠EAC =∠DEF .(1)如图①,当点E 在BC 的延长线上,求证:∠EGC =∠AEC ;(2)如图①,当点E 在BC 的延长线上,D 为AB 的中点,若DF =3,求BE 的长度; (3)当点E 在BC 上,点D 在AB 的延长线上时,如图②所示,若CE =10,5EG =2DE ,求AG 的长度.第3题图(1)证明:∵DF ∥AC , ∴∠DFE =∠ACE .在△ACE 和△EFD 中, ⎩⎪⎨⎪⎧∠EAC =∠DEF ∠ACE =∠EFD AE =ED, ∴△ACE ≌△EFD (AAS), ∴∠AEC =∠EDF . ∵DF ∥AC ,∴∠EGC =∠EDF , ∴∠EGC =∠AEC ; (2)解:∵DF ∥AC , ∴△BDF ∽△BAC , ∴BF BC =DF AC =BD BA. ∵D 为AB 的中点, ∴BD BA =12,∴BF =12BC ,DF =12AC . ∴BF =CF ,AC =2DF =6, 由(1)可知△ACE ≌△EFD , ∴AC =EF =6,CE =FD =3. ∴BF =FC =EF -CE =3, ∴BE =BF +FE =9; (3)解:∵DF ∥AC , ∴∠ACE =∠EFD .在△ACE 和△EFD 中, ⎩⎪⎨⎪⎧∠EAC =∠DEF ∠ACE =∠EFD AE =ED, ∴△ACE ≌△EFD (AAS), ∴CE =FD =10,AC =EF . ∵DF ∥AC ,∴△DEF ∽△GEC ,∴EF EC =DF GC =DE GE. ∵5EG =2DE ,CE =FD =10, ∴EF =25,GC =4,∴AG =AC -GC =EF -GC =25-4=21. ★4. (1)如图①,在△ABC 中,∠A =90°,∠B =30°,点D ,E 分别在AB ,BC 上,且∠CDE =90°,EF ⊥AB 于点F ,BE =2AD ,求证:DE =CD ;(2)如图②,在△ABC 中,∠BAC =90°,AB =AC ,点D 在BC 上,连接AD ,E 为AD 上一点,过点E 作BC 的平行线分别交AB ,AC 于点F ,G ,连接BE ,CE ,若∠BEC =135°,求证:△BFE ∽△EGC ;(3)在(2)的条件下,若BD =2DC ,求BECE的值.第4题图(1)证明:由题意可得,∠BFE =∠DFE =90°=∠A =∠CDE , ∵∠ADC +∠EDF =∠FED +∠EDF =180°-90°=90°, ∴∠ADC =∠FED . ∵∠BFE =90°,∠B =30°, ∴BE =2FE . ∵BE =2AD , ∴FE =AD ,在△FED 和△ADC 中, ⎩⎪⎨⎪⎧∠FED =∠ADC FE =AD ∠DFE =∠CAD, ∴△FED ≌△ADC (ASA), ∴DE =CD ;(2)证明:∵AB =AC ,∠BAC =90°, ∴∠ABC =∠ACB =45°, ∵FG ∥BC ,∴∠AFG =∠ABC =∠ACB =∠AGF =45°, ∴∠BFE =∠EGC =135°=∠BEC , ∴AF =AG ,BF =GC ,∵∠GEC +∠BEC =∠GEB =∠BFE +∠FBE , ∴∠FBE =∠GEC , ∴△BFE ∽△EGC ;(3)解:由(2)知,△BFE ∽△EGC ,∴BE CE =BF EG =FE GC, ∵FG ∥BC ,∴△AFE ∽△ABD ,△AEG ∽△ADC , ∴FE BD =AE AD ,AE AD =EG DC , ∴FE BD =EG DC, ∵BD =2DC , ∴FE =2EG ,又∵BF EG =FEGC ,BF =GC ,∴BF EG =2EG BF , ∴BFEG=2, ∴BE CE =BFEG= 2. ★5. 在矩形ABCD 中,AD =4,M 是AD 的中点,点E 是线段AB 上一动点,连接EM 并延长交线段CD 的延长线于点F .(1)如图①,求证:△AEM ≌△DFM ;(2)如图②,若AB =2,过点M 作MG ⊥EF 交线段BC 于点G ,求证:△GEF 是等腰直角三角形;(3)如图③,若AB =23,过点M 作MG ⊥EF 交线段BC 的延长线于点G ,求MGME的值.第5题图(1)证明∵ABCD 是矩形, ∴∠EAM =∠FDM =90°,∵M 是AD 的中点,∴AM =DM ,在△AME 和△DMF 中,⎩⎪⎨⎪⎧∠A =∠FDB AM =DM ∠AME =∠DMF ,∴△AME ≌△DMF (ASA);(2)证明:过点G 作GH ⊥AD 于H ,如解图①, ∵∠A =∠B =∠AHG =90°,∴四边形ABGH 是矩形. ∴GH =AB =2, ∵M 是AD 的中点,∴AM =12AD =2,∴AM =GH ,∵MG ⊥EF ,∴∠GME =90° ∴∠AME +∠GMH =90°. ∵∠AME +∠AEM =90°, ∴∠AEM =∠GMH ,在△AEM 和△HMG 中,⎩⎪⎨⎪⎧AM =GH ∠AEM =∠GMH ∠A =∠AHG,∴△AEM ≌△HMG ,∴ME =MG ,∴∠EGM =45°,由(1)得△AEM ≌△DFM ,∴ME =MF ,∵MG ⊥EF ,∴GE =GF ,∴∠EGF =2∠EGM =90°,∴△GEF 是等腰直角三角形.第5题解图①(3)解:过点G 作GH ⊥AD 交AD 延长线于点H ,如解图②, ∵∠A =∠B =∠AHG =90°, ∴四边形ABGH 是矩形, ∴GH =AB =23,∵MG ⊥EF ,∴∠GME =90°, ∴∠AME +∠GMH =90°, ∵∠AME +∠AEM =90°, ∴∠AEM =∠GMH , 又∵∠A =∠GHM =90°, ∴△AEM ∽△HMG , ∴EM MG =AMGH,在Rt △GME 中, ∴tan ∠MEG =MGEM= 3.第5题解图②★6. 已知D 是△ABC 的BC 边上的中点,DE ⊥AB 于点E 、DF ⊥AC 于点F ,且BE =CF ,点M 、N 分别是AE 、DE 上的点,AN ⊥FM 于点G .(1)如图①,当∠BAC =90°时; ①求证:四边形AEDF 是正方形;②试问AN 与FM 之间的数量关系与四边形AEDF 的两对角线的数量关系相同吗?请证明你的结论;(2)如图②,当AF ∶DF =2∶1时,求AN ∶FM 的值.第6题图(1)①证明:∵∠BAC =90°,∠AED =∠AFD =90°, ∴四边形AEDF 是矩形,∵BD =DC ,∠DEB =∠DFC =90°,BE =CF , ∴Rt △BED ≌Rt △CFD (HL), ∴DE =DF ,∴矩形AEDF 是正方形;②解:AN 与FM 之间的数量关系与四边形AEDF 的两条对角线的数量关系相同; 理由:在正方形AEDF 中,AF =AE , 又∵AN ⊥FM 于G ,∠AMF =∠ANE , ∠AEN =∠MAF =90°,∴Rt △AEN ≌△Rt △F AM (AAS), ∴AN =FM ,又∵正方形AEDF 的对角线相等,∴AN 与FM 之间的数量关系与四边形AEDF 的两对角线的数量关系相同; (2)解:如解图,连接AD 、EF ,且AD 与EF 相交于点O , 设AF =2k ,DF =k ,在Rt △ADF 中,AD =(2k )2+k 2=5k , ∵Rt △BED ≌Rt △CFD (HL), ∴∠B =∠C ,DE =DF , ∴AB =AC ,AE =AF ,∴AD 垂直平分EF ,则OF =12EF ,DF ⊥AC 于点F ,12×5k ·OF =2k ·k ·12,∴OF =255k , ∴EF =455k ,又∵∠NEM =∠MGN =90°,∠GME +∠ENG =∠DNG +∠ENG =180°,∠AEO +∠EAO =∠ADE +∠EAD =180°, ∴∠EMF =∠DNA ,∠AEO =∠NDA , ∴△FME ∽△AND , ∴AN FM =AD EF =54. 第6题解图★7. 已知正方形ABCD 中,点E 在BC 上,连接AE ,过点B 作BF ⊥AE 于点G ,交CD 于点F .第7题图(1)如图①,连接AF ,若AB =4,BE =1,求AF 的长;(2)如图②,连接BD ,交AE 于点N ,连接AC ,分别交BD 、BF 于点O 、M ,连接GO ,求证:GO 平分∠AGF ;(3)如图③,在第(2)问的条件下,连接CG ,若CG ⊥GO ,求证:AG =2CG . (1)解:∵四边形ABCD 是正方形,∴BC =CD =AD =AB =4,∠ABE =∠C =∠D =90°, ∴∠ABG +∠CBF =90°,∵BF ⊥AE ,∴∠ABG +∠BAE =90°,∴∠BAE =∠CBF , 在△BCF 和△ABE 中,⎩⎪⎨⎪⎧∠C =∠ABE BC =AB ∠CBF =∠BAE ,∴△BCF ≌△ABE (ASA),∴CF =BE =1,∴DF =CD -CF =3, ∴AF =AD 2+DF 2=42+32=5; (2)证明:∵AC ⊥BD ,BF ⊥AE , ∴∠AOB =∠AGB =∠AGF =90°, ∴A 、B 、G 、O 四点共圆, ∴∠AGO =∠ABO =45°, ∴∠FGO =90°-45°=45°=∠AGO ,∴GO 平分∠AGF ;(3)证明:连接EF ,如解图所示: ∵CG ⊥GO ,∴∠OGC =90°,∵∠EGF =∠BCD =90°, ∴∠EGF +∠BCD =180°, ∴C 、E 、G 、F 四点共圆, ∴∠EFC =∠EGC =180°-90°-45°=45°, ∴△CEF 是等腰直角三角形,∴CE =CF ,同(1)得:△BCF ≌△ABE , ∴CF =BE ,∴CE =BE =12 BC ,∴OA =12 AC = 22BC = 2CE ,由(1)得:A 、B 、G 、O 四点共圆,∴∠BOG =∠BAE , ∵∠GEC =90°+∠BAE ,∠GOA =90°+∠BOG , ∴∠GOA =∠GEC ,又∵∠EGC =∠AGO =45°, ∴△AOG ∽△CEG , ∴AG CG =OACE= 2, ∴AG = 2 CG .第7题解图★8. 已知点E 在△ABC 内,∠ABC =∠EBD =α,∠ACB =∠EDB =60°,∠AEB =150°,∠BEC =90°.(1)如图①,当α=60°,求证:△ABE ≌△CBD ;(2)在(1)的条件下,连接CD ,若AE =1,试求BD 的长;(3)如图②,当α=90°时,请写出BDAE的值.第8题图(1)证明:如解图①,连接DC , ∵∠ABC =∠ACB =60°,∴△ABC 是等边三角形.同理△EBD 也是等边三角形,∴AB =BC ,BE =BD ,∠ABE =60°-∠EBC =∠CBD , 在△ABE 与△CBD 中,⎩⎪⎨⎪⎧AB =BC ∠ABE =∠CBD ,BE =BD∴△ABE ≌△CBD ;第8题解图①(2)证明:∵△ABE ≌△CBD ,∴AE =CD ,∠AEB =∠CDB =150°, ∴∠EDC =150°-∠BDE =90°, ∠CED =∠BEC -∠BED =90°-60°=30°. 在Rt △EDC 中,CD ED =tan30°=33,∴AE BD =33,∴BD =3AE =3;(3)解:如解图②,连接DC , ∵∠ABC =∠EBD =90°,∠ACB =∠EDB =60°, ∴△ABC ∽△EBD , ∴AB EB =BC BD ,即AB BC =EB BD, 又∵∠ABE =90°-∠EBC =∠CBD ,∴△ABE ∽△CBD ,∠AEB =∠CDB =150°, ∴AE CD =BEBD, ∴∠EDC =150°-∠BDE =90°,∠CED =∠BEC -∠BED =90°-(90°-∠BDE )=60°, 设BD =x ,则在Rt △EBD 中,DE =2x ,BE =3x , 在Rt △EDC 中,CD =DE ·tan60°=23x , ∴AE =CD ·BE BD =23x ·3x x =6x =6BD ,即BD AE =16. 第8题解图②★9. 在锐角△ABC 中,AB =6,BC =11,∠ACB =30°,将△ABC 绕点B 逆时针旋转,得到△A 1BC 1.(1)如图①,当点C 1在线段CA 的延长线上时,∠CC 1A 1=________°; (2)如图②,连接AA 1,CC 1. 若△ABA 1的面积为24,求△CBC 1的面积;(3)如图③,点E 为线段AB 中点,点P 是线段AC 上的动点,在△ABC 绕点B 逆时针旋转过程中,点P 的对应点是P 1,求在旋转过程中,线段EP 1长度的最大值与最小值的差.第9题图(1)解:60;【解法提示】由旋转得:∠A 1C 1B =∠C =30°,BC =BC 1, ∴∠C =∠BC 1C =30°, ∴∠CC 1A 1=60°.(2)解:∵△ABC ≌△A 1BC 1,∴BA =BA 1,BC =BC 1,∠ABC =∠A 1BC 1, ∴BA BC =BA 1BC 1, ∵∠ABA 1=∠CBC 1, ∴△ABA 1∽△CBC 1, ∴S △ABA 1S △CBC 1=(AB BC)2=(611)2=36121,∵S △ABA 1=24, ∴S △CBC 1=2423;(3)解:如解图,过点B 作BD ⊥AC ,D 为垂足, ∵△ABC 为锐角三角形, ∴点D 在线段AC 上, 在Rt △BCD 中,BD =BC ·sin30°=5.5,以B 为圆心,BD 长为半径画圆交AB 于点P 1′,BP 1有最小值BP 1′. ∴EP 1的最小值为5.5-3=2.5,以B 为圆心,BC 长为半径画圆交AB 的延长线于点P 1″,BP 1有最大值BP 1″. 此时EP 1的最大值为11+3=14,∴线段EP 1的最大值与最小值的差为14-2.5=11.5.第9题解图★10. 如图,在△ABC 中,∠ABC =45°,AD ⊥BC 于点D ,BE ⊥AC 于点E ,BE 与AD 相交于F .过F 作FG ⊥BE ,过A 作AG ⊥AB ,AG 与FG 相交于G .(1)如图①,若AC =5,DF =3,求AB 的长; (2)证明:△BFG 是等腰直角三角形;(3)如图②,当BD =2CD 时,连接CF 并延长,分别交AB ,BG 于点H ,I ,求AHHI的值. 第10题图(1)解:在△ABD 中,∠ABD =45°,AD ⊥BC , ∴∠BAD =∠ABD =45°, ∴BD =AD , ∵BE ⊥AC 于E ,∴∠AEB =∠BDA =90°, ∵∠AFE =∠BFD , ∴∠F AE =∠FBD , 在△BFD 和△ACD 中, ⎩⎪⎨⎪⎧∠FBD =∠CAD ∠FDB =∠CDA BD =AD, ∴△BFD ≌△ACD , ∴BF =AC =5,在Rt △BDF 中,由勾股定理得BD =BF 2-DF 2=52-32=4,在Rt △ABD 中,AB =BD cos ∠ABD =4cos45°=42;第10题解图(2)如解图,过F 作FP ∥BC 交AB 于点P , 则∠AFP =∠ADB =90°, ∠APF =∠ABD =45°, ∴∠BAD =45°, ∴∠FP A =∠F AP , ∴PF =AF . ∵∠BFG =90°, ∴∠AFP =∠BFG ,∴∠AFG +∠GFP =∠GFP +∠PFB , ∴∠AFG =∠PFB , 设FG 交AB 于Q , ∵∠GAB =∠GFB =90°,∠AQG =∠FQB , ∴∠AGQ =∠FBQ , 在△AFG 和△PFB 中, ⎩⎪⎨⎪⎧∠AFG =∠PFB ∠AGF =∠PBF AF =PF, ∴△AFG ≌△PFB (AAS), ∴GF =BF , ∵BF ⊥GF ,∴△BFG 是等腰直角三角形;(3)解:∵三角形的三条高交于一点,AD ⊥BC ,BE ⊥AC , ∴CH ⊥AB , ∵∠ABD =45°, ∴BH =CH . ∵BD =2CD ,设CD =m ,则BC =3m , ∴BH =CH =322m ,在Rt △ABD 中,BD =AD =2m ,∴AB =22m , ∴AH =AB -BH =22m -322m =22m .由(2)知△BFG 是等腰直角三角形,∴∠GBF =45°=∠ABD , ∴∠IBH =∠EBC ,。
2018年安徽省初中学业水平考试数学一、选择题(本大题共10小题,每小题4分,满分40分)1. 的绝对值是()A. B. 8 C. D.【答案】B【分析】根据绝对值的定义“一个数的绝对值是数轴上表示这个数的点到原点的距离”进行解答即可.【详解】数轴上表示数-8的点到原点的距离是8,所以-8的绝对值是8,故选B.【点睛】本题考查了绝对值的概念,熟记绝对值的概念是解题的关键.2. 2017年我省粮食总产量为635.2亿斤,其中635.2亿科学记数法表示()A. B. C. D.【答案】C【分析】科学记数法的表示形式为a×10n的形式,其中1≤|a|<10,n为整数.确定n的值时,要看把原数变成a时,小数点移动了多少位,n的绝对值与小数点移动的位数相同.当原数绝对值>1时,n是正数;当原数的绝对值<1时,n是负数.【详解】635.2亿=63520000000,63520000000小数点向左移10位得到6.352,所以635.2亿用科学记数法表示为:6.352×1010,故选C.【点睛】本题考查科学记数法的表示方法.科学记数法的表示形式为a×10n的形式,其中1≤|a|<10,n 为整数,表示时关键要正确确定a的值以及n的值.3. 下列运算正确的是()A. B. C. D.【答案】D【分析】根据幂的乘方、同底数幂乘法、同底数幂除法、积的乘方的运算法则逐项进行计算即可得.【详解】A. ,故A选项错误;B. ,故B选项错误;C. ,故C选项错误;D. ,正确,故选D.【点睛】本题考查了有关幂的运算,熟练掌握幂的乘方,同底数幂的乘法、除法,积的乘方的运算法则是解题的关键.4. 一个由圆柱和圆锥组成的几何体如图水平放置,其主(正)视图为()【答案】A【分析】根据主视图是从几何体正面看得到的图形,认真观察实物,可得这个几何体的主视图为长方形上面一个三角形,据此即可得.【详解】观察实物,可知这个几何体的主视图为长方体上面一个三角形,只有A选项符合题意,故选A.【名师点睛】本题考查了几何体的主视图,明确几何体的主视图是从几何体的正面看得到的图形是解题的关键.5. 下列分解因式正确的是()A. B.C. D.【答案】C【分析】根据因式分解的步骤:先提公因式,再用公式法分解即可求得答案.注意分解要彻底.【详解】A. ,故A选项错误;B. ,故B选项错误;C. ,故C选项正确;D. =(x-2)2,故D选项错误,故选C.【点睛】本题考查了提公因式法,公式法分解因式.注意因式分解的步骤:先提公因式,再用公式法分解.注意分解要彻底.6. 据省统计局发布,2017年我省有效发明专利数比2016年增长22.1%假定2018年的平均增长率保持不变,2016年和2018年我省有效发明专利分别为a万件和b万件,则()A. B.C. D.【答案】B【详解】由题意得:2017年我省有效发明专利数为(1+22.1%)a万件,2018年我省有效发明专利数为(1+22.1%)•(1+22.1%)a万件,即b=(1+22.1%)2a万件,故选B.【点睛】本题考查了增长率问题,弄清题意,找到各量之间的数量关系是解题的关键.7. 若关于的一元二次方程x(x+1)+ax=0有两个相等的实数根,则实数a的值为()A. B. 1 C. D.【答案】A【分析】整理成一般式后,根据方程有两个相等的实数根,可得△=0,得到关于a的方程,解方程即可得. 【详解】x(x+1)+ax=0,x2+(a+1)x=0,由方程有两个相等的实数根,可得△=(a+1)2-4×1×0=0,解得:a1=a2=-1,故选A.【点睛】本题考查一元二次方程根的情况与判别式△的关系:(1)△>0⇔方程有两个不相等的实数根;(2)△=0⇔方程有两个相等的实数根;(3)△<0⇔方程没有实数根.8. 为考察两名实习工人的工作情况,质检部将他们工作第一周每天生产合格产品的个数整理成甲,乙两组数据,如下表:关于以上数据,说法正确的是()A. 甲、乙的众数相同B. 甲、乙的中位数相同C. 甲的平均数小于乙的平均数D. 甲的方差小于乙的方差【答案】D【分析】分别根据众数、中位数、平均数、方差的定义进行求解后进行判断即可得.【详解】甲:数据7出现了2次,次数最多,所以众数为7,排序后最中间的数是7,所以中位数是7,,=4.4,乙:数据8出现了2次,次数最多,所以众数为8,排序后最中间的数是4,所以中位数是4,,=6.4,所以只有D选项正确,故选D.9. □ABCD中,E、F是对角线BD上不同的两点,下列条件中,不能得出四边形AECF一定为平行四边形的是()A. BE=DFB. AE=CFC. AF//CED. ∠BAE=∠DCF【答案】B【分析】根据平行线的判定方法结合已知条件逐项进行分析即可得.【详解】A、如图,∵四边形ABCD是平行四边形,∴OA=OC,OB=OD,∵BE=DF,∴OE=OF,∴四边形AECF是平行四边形,故不符合题意;B、如图所示,AE=CF,不能得到四边形AECF是平行四边形,故符合题意;C、如图,∵四边形ABCD是平行四边形,∴OA=OC,∵AF//CE,∴∠FAO=∠ECO,又∵∠AOF=∠COE,∴△AOF≌△COE,∴AF=CE,∴AF CE,∴四边形AECF是平行四边形,故不符合题意;D、如图,∵四边形ABCD是平行四边形,∴AB=CD,AB//CD,∴∠ABE=∠CDF,又∵∠BAE=∠DCF,∴△ABE≌△CDF,∴AE=CF,∠AEB=∠CFD,∴∠AEO=∠CFO,∴AE//CF,∴AE CF,∴四边形AECF是平行四边形,故不符合题意,故选B.【点睛】本题考查了平行四边形的性质与判定,熟练掌握平行四边形的判定定理与性质定理是解题的关键.10. 如图,直线都与直线l垂直,垂足分别为M,N,MN=1,正方形ABCD的边长为,对角线AC 在直线l上,且点C位于点M处,将正方形ABCD沿l向右平移,直到点A与点N重合为止,记点C平移的距离为x,正方形ABCD的边位于之间部分的长度和为y,则y关于x的函数图象大致为()A. B. C. D.【答案】A【分析】由已知易得AC=2,∠ACD=45°,分0≤x≤1、1<x≤2、2<x≤3三种情况结合等腰直角三角形的性质即可得到相应的函数解析式,由此即可判断.【详解】由正方形的性质,已知正方形ABCD的边长为,易得正方形的对角线AC=2,∠ACD=45°,如图,当0≤x≤1时,y=2,如图,当1<x≤2时,y=2m+2n=2(m+n)= 2,如图,当2<x≤3时,y=2,综上,只有选项A符合,故选A.【点睛】本题考查了动点问题的函数图象,涉及到正方形的性质,等腰直角三角形的性质,勾股定理等,结合图形正确分类是解题的关键.二、填空题(本大共4小题,每小题5分,满分30分)11. 不等式的解集是___________.【答案】x>10【分析】按去分母、移项、合并同类项的步骤进行求解即可得.【详解】去分母,得x-8>2,移项,得x>2+8,合并同类项,得x>10,故答案为:x>10.【点睛】本题考查了解一元一次不等式,熟练掌握解一元一次不等式的基本步骤及注意事项是解题的关键.12. 如图,菱形ABOC的AB,AC分别与⊙O相切于点D、E,若点D是AB的中点,则∠DOE=__________.【答案】60°【分析】由AB,AC分别与⊙O相切于点D、E,可得∠BDO=∠ADO=∠AEO=90°,根据已知条件可得到BD=OB,在Rt△OBD中,求得∠B=60°,继而可得∠A=120°,再利用四边形的内角和即可求得∠DOE的度数.【详解】∵AB,AC分别与⊙O相切于点D、E,∴∠BDO=∠ADO=∠AEO=90°,∵四边形ABOC是菱形,∴AB=BO,∠A+∠B=180°,∵BD=AB,∴BD=OB,在Rt△OBD中,∠ODB=90°,BD=OB,∴cos∠B=,∴∠B=60°,∴∠A=120°,∴∠DOE=360°-120°-90°-90°=60°,故答案为:60°.【点睛】本题考查了切线的性质,菱形的性质,解直角三角形的应用等,熟练掌握相关的性质是解题的关键.13. 如图,正比例函数y=kx与反比例函数y=的图象有一个交点A(2,m),AB⊥x轴于点B,平移直线y=kx使其经过点B,得到直线l,则直线l对应的函数表达式是_________ .【答案】y=x-3【分析】由已知先求出点A、点B的坐标,继而求出y=kx的解析式,再根据直线y=kx平移后经过点B,可设平移后的解析式为y=kx+b,将B点坐标代入求解即可得.【详解】当x=2时,y==3,∴A(2,3),B(2,0),∵y=kx过点A(2,3),∴3=2k,∴k=,∴y=x,∵直线y=x平移后经过点B,∴设平移后的解析式为y=x+b,则有0=3+b,解得:b=-3,∴平移后的解析式为:y=x-3,故答案为:y=x-3.【点睛】本题考查了一次函数与反比例函数的综合应用,涉及到待定系数法,一次函数图象的平移等,求出k的值是解题的关键.14. 矩形ABCD中,AB=6,BC=8.点P在矩形ABCD的内部,点E在边BC上,满足△PBE∽△DBC,若△APD是等腰三角形,则PE的长为数___________.【答案】3或1.2【分析】由△PBE∽△DBC,可得∠PBE=∠DBC,继而可确定点P在BD上,然后再根据△APD是等腰三角形,分DP=DA、AP=DP两种情况进行讨论即可得.【详解】∵四边形ABCD是矩形,∴∠BAD=∠C=90°,CD=AB=6,∴BD=10,∵△PBE∽△DBC,∴∠PBE=∠DBC,∴点P在BD上,如图1,当DP=DA=8时,BP=2,∵△PBE∽△DBC,∴PE:CD=PB:DB=2:10,∴PE:6=2:10,∴PE=1.2;如图2,当AP=DP时,此时P为BD中点,∵△PBE∽△DBC,∴PE:CD=PB:DB=1:2,∴PE:6=1:2,∴PE=3;综上,PE的长为1.2或3,故答案为:1.2或3.【点睛】本题考查了相似三角形的性质,等腰三角形的性质,矩形的性质等,确定出点P在线段BD上是解题的关键.三、解答题15. 计算:【答案】7【分析】先分别进行0次幂的计算、二次根式的乘法运算,然后再按运算顺序进行计算即可.【详解】=1+2+=1+2+4=7.【点睛】本题考查了实数的运算,熟练掌握实数的运算法则、0次幂的运算法则是解题的关键.16. 《孙子算经》中有过样一道题,原文如下: “今有百鹿入城,家取一鹿不尽,又三家共一鹿适尽,问城中家几何?” 大意为:今有100头鹿进城,每家取一头鹿,没有取完,剩下的鹿每3家共取一头,恰好取完,问城中有多少户人家?请解答上述问题.【答案】城中有75户人家.【分析】设城中有x户人家,根据今有100头鹿进城,每家取一头鹿,没有取完,剩下的鹿每3家共取一头,恰好取完,可得方程x+x=100,解方程即可得.【详解】设城中有x户人家,由题意得x+x=100,解得x=75,答:城中有75户人家.【点睛】本题考查了一元一次方程的应用,弄清题意,找出等量关系列方程进行求解是关键. 17. 如图,在由边长为1个单位长度的小正方形组成的10×10网格中,已知点O,A,B均为网格线的交点. (1)在给定的网格中,以点O为位似中心,将线段AB放大为原来的2倍,得到线段(点A,B的对应点分别为).画出线段;(2)将线段绕点逆时针旋转90°得到线段.画出线段;(3)以为顶点的四边形的面积是个平方单位.【答案】(1)画图见解析;(2)画图见解析;(3)20【分析】(1)结合网格特点,连接OA并延长至A1,使OA1=2OA,同样的方法得到B1,连接A1B1即可得;(2)结合网格特点根据旋转作图的方法找到A2点,连接A2B1即可得;(3)根据网格特点可知四边形AA1 B1 A2是正方形,求出边长即可求得面积.【详解】(1)如图所示;(2)如图所示;(3)结合网格特点易得四边形AA1 B1 A2是正方形,AA1=,所以四边形AA1 B1 A2的面积为:=20,故答案为:20.【点睛】本题考查了作图-位似变换,旋转变换,能根据位似比、旋转方向和旋转角得到关键点的对应点是作图的关键.18. 观察以下等式:第1个等式:,第2个等式:,第3个等式:,第4个等式:,第5个等式:,……按照以上规律,解决下列问题:(1)写出第6个等式:;(2)写出你猜想的第n个等式:(用含n的等式表示),并证明.【答案】(1);(2),证明见解析.【分析】(1)根据观察到的规律写出第6个等式即可;(2)根据观察到的规律写出第n个等式,然后根据分式的运算对等式的左边进行化简即可得证. 【详解】(1)观察可知第6个等式为:,故答案为:;(2)猜想:,证明:左边====1,右边=1,∴左边=右边,∴原等式成立,∴第n个等式为:,故答案为:.【点睛】本题考查了规律题,通过观察、归纳、抽象出等式的规律与序号的关系是解题的关键.19. 为了测量竖直旗杆AB的高度,某综合实践小组在地面D处竖直放置标杆CD,并在地面上水平放置个平面镜E,使得B,E,D在同一水平线上,如图所示.该小组在标杆的F处通过平面镜E恰好观测到旗杆顶A(此时∠AEB=∠FED).在F处测得旗杆顶A的仰角为39.3°,平面镜E的俯角为45°,FD=1.8米,问旗杆AB的高度约为多少米? (结果保留整数)(参考数据:tan39.3°≈0.82,tan84.3°≈10.02)【答案】旗杆AB高约18米.【分析】如图先证明△FDE∽△ABE,从而得,在Rt△FEA中,由tan∠AFE=,通过运算求得AB的值即可.【详解】如图,∵FM//BD,∴∠FED=∠MFE=45°,∵∠DEF=∠BEA,∴∠AEB=45°,∴∠FEA=90°,∵∠FDE=∠ABE=90°,∴△FDE∽△ABE,∴,在Rt△FEA中,∠AFE=∠MFE+∠MFA=45°+39.3°=84.3°,tan84.3°=,∴,∴AB=1.8×10.02≈18,答:旗杆AB高约18米.【点睛】本题考查了解直角三角形的应用,相似三角形的判定与性质,得到是解题的关键.20. 如图,⊙O为锐角△ABC的外接圆,半径为5.(1)用尺规作图作出∠BAC的平分线,并标出它与劣弧BC的交点E(保留作图痕迹,不写作法);(2)若(1)中的点E到弦BC的距离为3,求弦CE的长.【答案】(1)画图见解析;(2)CE=【分析】(1)以点A为圆心,以任意长为半径画弧,分别与AB、AC有交点,再分别以这两个交点为圆心,以大于这两点距离的一半为半径画弧,两弧交于一点,过点A与这点作射线,与圆交于点E ,据此作图即可;(2)连接OE交BC于点F,连接OC、CE,由AE平分∠BAC,可推导得出OE⊥BC,然后在Rt△OFC中,由勾股定理可求得FC的长,在Rt△EFC中,由勾股定理即可求得CE的长.【详解】(1)如图所示,射线AE就是所求作的角平分线;(2)连接OE交BC于点F,连接OC、CE,∵AE平分∠BAC,∴,∴OE⊥BC,EF=3,∴OF=5-3=2,在Rt△OFC中,由勾股定理可得FC==,在Rt△EFC中,由勾股定理可得CE==.【点睛】本题考查了尺规作图——作角平分线,垂径定理等,熟练掌握角平分线的作图方法、推导得出OE⊥BC是解题的关键.21. “校园诗歌大赛”结束后,张老师和李老师将所有参赛选手的比赛成绩(得分均为整数)进行整理,并分别绘制成扇形统计图和频数直方图部分信息如下:(1)本次比赛参赛选手共有人,扇形统计图中“69.5~79.5”这一组人数占总参赛人数的百分比为;(2)赛前规定,成绩由高到低前60%的参赛选手获奖.某参赛选手的比赛成绩为78分,试判断他能否获奖,并说明理由;(3)成绩前四名是2名男生和2名女生,若从他们中任选2人作为获奖代表发言,试求恰好选中1男1女的概率.【答案】(1)50,30%;(2)不能,理由见解析;(3)P=【分析】(1)由直方图可知59.5~69.5分数段有5人,由扇形统计图可知这一分数段人占10%,据此可得选手总数,然后求出89.5~99.5这一分数段所占的百分比,用1减去其他分数段的百分比即可得到分数段69.5~79.5所占的百分比;(2)观察可知79.5~99.5这一分数段的人数占了60%,据此即可判断出该选手是否获奖;(3)画树状图得到所有可能的情况,再找出符合条件的情况后,用概率公式进行求解即可.【详解】(1)本次比赛选手共有(2+3)÷10%=50(人),“89.5~99.5”这一组人数占百分比为:(8+4)÷50×100%=24%,所以“69.5~79.5”这一组人数占总人数的百分比为:1-10%-24%-36%=30%,故答案为:50,30%;(2)不能;由统计图知,79.5~89.5和89.5~99.5两组占参赛选手60%,而78<79.5,所以他不能获奖;(3)由题意得树状图如下由树状图知,共有12种等可能结果,其中恰好选中1男1女的共有8种结果,故P==.【点睛】本题考查了直方图、扇形图、概率,结合统计图找到必要信息进行解题是关键.22. 小明大学毕业回家乡创业,第一期培植盆景与花卉各50盆售后统计,盆景的平均每盆利润是160元,花卉的平均每盆利润是19元,调研发现:①盆景每增加1盆,盆景的平均每盆利润减少2元;每减少1盆,盆景的平均每盆利润增加2元;②花卉的平均每盆利润始终不变.小明计划第二期培植盆景与花卉共100盆,设培植的盆景比第一期增加x盆,第二期盆景与花卉售完后的利润分别为W1,W2(单位:元)(1)用含x的代数式分别表示W1,W2;(2)当x取何值时,第二期培植的盆景与花卉售完后获得的总利润W最大,最大总利润是多少?【答案】(1)W1=-2x²+60x+8000,W2=-19x+950;(2)当x=10时,W总最大为9160元.【分析】(1)第二期培植的盆景比第一期增加x盆,则第二期培植盆景(50+x)盆,花卉(50-x)盆,根据盆景每增加1盆,盆景的平均每盆利润减少2元;每减少1盆,盆景的平均每盆利润增加2元,②花卉的平均每盆利润始终不变,即可得到利润W1,W2与x的关系式;(2)由W总=W1+W2可得关于x的二次函数,利用二次函数的性质即可得.【详解】(1)第二期培植的盆景比第一期增加x盆,则第二期培植盆景(50+x)盆,花卉[100-(50+x)]=(50-x)盆,由题意得W1=(50+x)(160-2x)=-2x²+60x+8000,W2=19(50-x)=-19x+950;(2)W总=W1+W2=-2x²+60x+8000+(-19x+950)=-2x²+41x+8950,∵-2<0,=10.25,故当x=10时,W总最大,W总最大=-2×10²+41×10+8950=9160.【点睛】本题考查了二次函数的应用,弄清题意,找准数量关系列出函数解析式是解题的关键.23. 如图1,Rt△ABC中,∠ACB=90°,点D为边AC上一点,DE⊥AB于点E,点M为BD中点,CM的延长线交AB于点F.(1)求证:CM=EM;(2)若∠BAC=50°,求∠EMF的大小;(3)如图2,若△DAE≌△CEM,点N为CM的中点,求证:AN∥EM.【答案】(1)证明见解析;(2)∠EMF=100°;(3)证明见解析.【分析】(1)在Rt△DCB和Rt△DEB中,利用直角三角形斜边中线等于斜边一半进行证明即可得;(2)根据直角三角形两锐角互余可得∠ABC=40°,根据CM=MB,可得∠MCB=∠CBM,从而可得∠CMD=2∠CBM,继而可得∠CME=2∠CBA=80°,根据邻补角的定义即可求得∠EMF的度数;(3)由△DAE≌△CEM,CM=EM,∠DEA=90°,结合CM=DM以及已知条件可得△DEM是等边三角形,从而可得∠EDM=60°,∠MBE=30°,继而可得∠ACM=75°,连接AM,结合AE=EM=MB,可推导得出AC=AM,根据N为CM中点,可得AN⊥CM,再根据CM⊥EM,即可得出AN∥EM.【详解】(1)∵M为BD中点,Rt△DCB中,MC=BD,Rt△DEB中,EM=BD,∴MC=ME;(2)∵∠BAC=50°,∠ACB=90°,∴∠ABC=90°-50°=40°,∵CM=MB,∴∠MCB=∠CBM,∴∠CMD=∠MCB+∠CBM=2∠CBM,同理,∠DME=2∠EBM,∴∠CME=2∠CBA=80°,∴∠EMF=180°-80°=100°;(3)∵△DAE≌△CEM,CM=EM,∴AE=EM,DE=CM,∠CME=∠DEA=90°,∠ECM=∠ADE,∵CM=EM,∴AE=ED,∴∠DAE=∠ADE=45°,∴∠ABC=45°,∠ECM=45°,又∵CM=ME=BD=DM,∴DE=EM=DM,∴△DEM是等边三角形,∴∠EDM=60°,∴∠MBE=30°,∵CM=BM,∴∠BCM=∠CBM,∵∠MCB+∠ACE=45°,∠CBM+∠MBE=45°,∴∠ACE=∠MBE=30°,∴∠ACM=∠ACE+∠ECM=75°,连接AM,∵AE=EM=MB,∴∠MEB=∠EBM=30°,∠AME=∠MEB=15°,∵∠CME=90°,∴∠CMA=90°-15°=75°=∠ACM,∴AC=AM,∵N为CM中点,∴AN⊥CM,∵CM⊥EM,∴AN∥CM.【点睛】本题考查了三角形全等的性质、直角三角形斜边中线的性质、等腰三角形的判定与性质、三角形外角的性质等,综合性较强,正确添加辅助线、灵活应用相关知识是解题的关键.。
2018年安徽中考数学专题复习几何探究题类型一 与全等三角形有关的探究★1. 如图①,P 是△ABC 的边BC 上的任意一点,M 、N 分别在AB 和AC 边上,且PM =PB ,PN =PC ,则△PBM 和△PCN 叫做“孪生等腰三角形”.(1)如图②,若△ABC 是等边三角形,△PBM 和△PCN 是“孪生等腰三角形”,证明△PMC ≌△PBN ;(2)如图③,若△ABC 为等腰三角形,AB =AC ,△PBM 和△PCN 是“孪生等腰三角形”,证明:BN =CM ;(3)如图④,若(2)中P 点在CB 的延长线上,其他条件不变,是否依然有BN =CM ,若是,请证明,若不是,请说明理由.第1题图(1)证明:∵△ABC 是等边三角形, ∴∠ABC =∠ACB =60°,∵△PBM 和△PCN 是“孪生等腰三角形”, ∴PM =PB ,PN =PC ,∴△PBM 和△PCN 是等边三角形, ∴∠BPM =∠NPC =60°,∴∠BPM +∠MPN =∠NPC +∠MPN ,即∠BPN =∠MPC . 在△PMC 和△PBN 中, ⎩⎪⎨⎪⎧PM =PB ∠MPC =∠BPN ,PC =PN∴△PMC ≌△PBN (SAS);(2)证明:如题图③,∵△ABC 为等腰三角形,AB =AC , ∴∠ABC =∠ACB ,∵△PBM 和△PCN 是“孪生等腰三角形”, ∴PM =PB ,PN =PC ,∴∠PBM =∠PMB ,∠PCN =∠PNC , ∴∠BPM =∠CPN ,∴∠BPM +∠MPN =∠CPN +∠MPN , ∴∠BPN =∠MPC , 在△PMC 和△PBN 中, ⎩⎪⎨⎪⎧PM =PB ∠MPC =∠BPN ,PC =PN∴△PMC ≌△PBN (SAS), ∴BN =CM ; (3)解:是.证明:如题图④,由(2)易知∠ACB =∠PNC =∠ABC =∠PBM =∠PMB , ∴∠MPB =∠NPC , 在△PMC 和△PBN 中, ⎩⎪⎨⎪⎧PM =PB ∠MPC = ∠BPN , PC =PN∴△PMC ≌△PBN (SAS), ∴BN =CM .★2. 已知∠ABC =90°,点P 为射线BC 上任意一点(点P 与点B 不重合),分别以AB 、AP 为边在∠ABC 的内部作等边△ABE 和△APQ ,连接QE 并延长交BP 于点F .(1)如图①,若AB =23,点A 、E 、P 恰好在一条直线上时,求此时EF 的长;(2)如图②,当点A 、E 、P 不在一条直线上时,猜想EF 与图中的哪条线段相等(不能添加辅助线产生新的线段),并加以证明;(3)若AB =23,设BP =x ,以QF 为边的等边三角形的面积y ,说明等边三角形的面积y 随x 的变化情况.第2题图解:(1)∵△ABE 是等边三角形, ∴AE =AB ,∠BAE =∠ABE =60°. ∵∠ABC =90°,∴∠EBP =∠EPB =30°,∴BE =EP =AE =23, ∴点E 为AP 的中点, ∴∠FEP =90°,∴在Rt △FEP 中,EF =EP ·tan30°=2, ∴EF =2; (2)EF =BF ,理由如下:∵∠BAP =∠BAE -∠EAP =60°-∠EAP , ∠EAQ =∠QAP -∠EAP =60°-∠EAP , ∴∠BAP =∠EAQ , 在△ABP 和△AEQ 中,AB =AE ,∠BAP =∠EAQ ,AP =AQ , ∴△ABP ≌△AEQ (SAS). ∴∠AEQ =∠ABP =90°. ∴∠BEF =180°-∠AEQ -∠AEB =180°-90°-60°=30°.又∵∠EBF =90°-60°=30°, ∴∠BEF =∠EBF , ∴EF =BF ;(3)如解图,过点F 作FD ⊥BE 于点D . ∵△ABE 是等边三角形, ∴BE =AB =2 3. 由(2)得∠EBF =30°, 在Rt △BDF 中,BD = 3.∴BF =BDcos30°=2.∴EF =BF =2.∵△ABP ≌△AEQ , ∴QE =BP =x .∴QF =QE +EF =x +2.∴以QF 为边的等边三角形的面积 y =12(x +2)·32(x +2) =34(x +2)2 =34x 2+3x + 3. ∵BP =x ,x >0,∴y 随x 的增大而增大.第2题解图★3. 在△ABC 中,∠BAC 为锐角,AB >AC ,AD 平分∠BAC 交BC 于点D .(1)如图①,若△ABC 是等腰直角三角形,直接写出线段AC ,CD ,AB 之间的数量关系; (2)如图②,BC 的垂直平分线交AD 的延长线于点E ,交BC 于点F ,连接CE ,BE ,若∠ABE =60°,判断AC ,CE ,AB 之间有怎样的数量关系,并加以证明; (3)如图③,BC 的垂直平分线交AD 的延长线于点E ,交BC 于点F .若AC +AB =3AE ,求∠BAC 的度数.第3题图解:(1)AB =AC +CD .【解法提示】过D 作DE ⊥AB 交AB 于点E ,如解图①所示, ∵AD 平分∠BAC ,DC ⊥AC , ∴CD =DE ,∴Rt △ACD ≌Rt △AED (HL), ∴AC =AE ,∵△ABC 为等腰直角三角形,∴∠B =45°,即△BDE 为等腰直角三角形, ∴CD =DE =EB ,则AB =AE +EB =AC +CD ;第3题解图①(2)AB =AC +CE ;证明:在线段AB 上截取AH =AC ,连接EH ,如解图②所示, ∵AD 平分∠BAC , ∴∠CAE =∠BAE , 在△ACE 和△AHE 中, ⎩⎪⎨⎪⎧AC =AH ∠CAE =∠BAE AE =AE, ∴△ACE ≌△AHE (SAS), ∴CE =HE ,∵EF 垂直平分BC ,∴CE =BE ,∴BE =HE , 又∵∠ABE =60°,∴△EHB 是等边三角形, ∴BE =HE =HB ,∴AB =AH +HB =AC +CE ;第3题解图②(3)在线段AB 上截取AH =AC ,连接EH ,作EM ⊥AB 于点M ,如解图③所示, 同理可得△ACE ≌△AHE (SAS), ∴CE =HE ,∵EF 垂直平分BC , ∴CE =BE , ∴HE =BE ,∴△EHB 是等腰三角形, ∴HM =BM ,∴AC +AB =AH +AB =AM -HM +AM +MB =2AM , ∵AC +AB =3AE , ∴AM =32AE , 在Rt △AEM 中,cos ∠EAM =AM AE =32,∴∠EAB =30°,∴∠BAC =2∠EAB =60°.第3题解图③★4. 在△ABC 中,∠ABC =2∠ACB ,延长AB 至点D ,使BD =BC ,E 是直线BC 上一点,F 是直线AC 上一点,连接DE 、EF ,且∠DEF =∠DBC .(1)如图①,若∠D =∠EFC =15°,AB =3,求AC 的长; (2)如图②,当∠BAC =45°,点E 在线段BC 的延长线上,点F 在线段AC 的延长线上时,求证:EF =DE ;(3)如图③,当∠BAC =90°,点E 在线段CB 的延长线上,点F 在线段CA 的延长线上时,求CFBE的值.第4题图(1)解:在△BDE 中,∠D +∠DBE +∠BED =180°, ∵∠BED +∠DEF +∠FEC =180°,∠DEF =∠DBC ,∠D =∠F =15°, ∴∠D =∠FEC =∠F =15°, ∴∠ACB =∠F +∠CEF =30°, ∴∠ABC =2∠ACB =60°,∴∠BAC =90°, 在Rt △ABC 中,AB =3,∠ACB =30°, ∴BC =2AB =23,∴AC =BC 2-AB 2=(23)2-(3)2=3;(2)证明:如解图①,连接CD ,作EM ⊥EB 交AF 于点M ,记AF 交DE 于点O . ∵∠BAC =45°,∠ABC =2∠ACB , ∴∠ABC =90°,∠ACB =∠MCE =∠EMC =45°, ∴EM =EC , ∵BD =BC ,∴∠BDC =∠BCD =45°, ∴∠DCE =∠EMF =135°, ∵∠DEF =∠DBC =90°,∠FCD =∠DCA =90°, ∴∠OEF =∠OCD , ∵∠EOF =∠COD ,∴∠OFE =∠ODC ,即∠EFM =∠EDC , 在△EMF 和△ECD 中, ⎩⎪⎨⎪⎧∠EFM =∠EDC ∠EMF =∠DCE ,EM =EC∴△EMF ≌△ECD (AAS), ∴EF =DE ;第4题解图①(3)解:如解图②中,连接CD 、DF ,作NE ⊥CE 交AD 的延长线于点N ,在线段CE 上取一点M ,使得FM =FE .∵∠BAC =90°,∠ABC =2∠ACB , ∴∠ABC =60°,∠ACB =30°, ∵DB =BC , ∴∠DBC =120°,∠BDC =∠BCD =30°, ∴∠DBC =∠DEF =120°,∠DCA =∠DCB +∠ACB =60°,∴∠DEF +∠DCF =180°, ∴E 、F 、C 、D 四点共圆, ∵∠DCE =∠ECF , ∴DE ︵=EF ︵,∴DE =EF =FM , ∵∠NEB =90°,∠NBE =∠ABC =60°, ∴∠N =∠ACM =30°,∵∠DBC =∠BDE +∠DEB =120°,∠DEF =∠DEB +∠FEM =∠DEB +∠FME =120°, ∴∠BDE =∠FME , ∴∠NDE =∠FMC , 在△EDN 和△FMC 中, ⎩⎪⎨⎪⎧∠N =∠FCM ∠NDE =∠FMC DE =FM, ∴△EDN ≌△FMC (AAS), ∴NE =CF ,在Rt △NEB 中, ∵∠NEB =90°,∠N =30°, ∴NE =3BE , ∴CF =3BE . ∴CFBE= 3.第4题解图②★5. 在正方形ABCD 中,BD 是一条对角线,点P 在直线CD 上(不与点C 、D 重合),连接AP ,平移△ADP ,使点D 移动到点C ,得到△BCQ ,过点Q 作QH ⊥BD 于H ,连接AH ,PH .(1)如图①,若点P 在线段CD 上,求证:AH =PH ;(2)如图②,若点P 在线段CD 的延长线上,其他条件不变,(1)中的结论是否仍然成立?若成立,请给出证明,否则说明理由;(3)若点P 在线段DC 的延长线上,且∠AHQ =120°,正方形ABCD 的边长为2,求线段DP 的长.第5题图(1)证明:如解图①,连接HC , ∵四边形ABCD 是正方形, ∴∠BDC =45°, 又∵QH ⊥BD ,∴△DHQ 是等腰直角三角形,∴HD =HQ ,∠HDP =∠HQC =45°, 由平移的性质可知DP =CQ ,在△HDP 和△HQC 中,⎩⎪⎨⎪⎧HD =HQ ∠HDP =∠HQC DP =QC ,∴△HDP ≌△HQC (SAS),∴HP =HC ,根据正方形是轴对称图形得到HA =HC , ∴AH =PH ;第5题解图①(2)解:(1)中的结论仍然成立; 证明:如解图②,连接HC , ∵四边形ABCD 是正方形, ∴∠BDC =45°, 又∵QH ⊥BD ,∴△DHQ 是等腰直角三角形,∴HD =HQ ,∠HDC =∠HQD =45°, ∴∠HDP =∠HQC =135°, 由平移的性质可知DP =CQ , 在△HDP 和△HQC 中, ⎩⎪⎨⎪⎧HD =HQ ∠HDP =∠HQC ,PD =CQ∴△HDP ≌△HQC (SAS), ∴HP =HC ,根据正方形是轴对称图形得到HA =HC , ∴AH =PH ;第5题解图②(3)解:如解图③,由(1)知,AH=PH,∵∠AHD=∠CHD,第5题解图③∴∠AHP=∠AHD+∠DHP=∠CHD+∠QHC=90°.∴∠HP A=45°,∵∠AHQ=120°,∴∠AHD=∠CHD=30°,∴∠QHP=∠CHD=∠CHP=30°,∵∠HCP=∠HDC+∠CHD=45°+30°=75°,∴∠CPH=180°-∠HCP-∠CHP=180°-75°-30°=75°,∴∠APD=30°,在Rt△ADP中,AD=2,∴DP=2 3.类型二与相似三角形有关的探究★1. 如图,已知四边形ABCD是平行四边形,P为DC延长线上一点,AP分别交BD,BC于点M,N.(1)图中相似三角形共有________对;(2)证明:AM2=MN·MP;(3)若AD=6,DC∶CP=2∶1.求BN的长.第1题图(1)解:6.【解法提示】有△AMB ∽△PMD ,△ADM ∽△NBM ,△ABN ∽△PCN ∽△PDA ,△ABD ∽△CDB ,∴共6对相似三角形.(2)证明:∵AD ∥BC ,∴∠ADM =∠NBM ,∠DAM =∠BNM , ∴△ADM ∽△NBM , ∴AM MN =DM BM; ∵AB ∥DC ,∴∠P =∠BAM ,∠MDP =∠ABM , ∴△PDM ∽△ABM , ∴PM AM =DM BM , ∴AM MN =PM AM, ∴AM 2=MN ·MP ; (3)解:∵AD ∥BC ,∴∠PCN =∠PDA ,又∵∠P =∠P , ∴△PCN ∽△PDA , ∴PC PD =NC AD , ∵DC ∶CP =2∶1, ∴PC PD =NC AD =13. 又∵AD =6, ∴NC =2,∴BN =BC -CN =6-2=4.★2. 如图,在△ABC 中,∠ABC =90°,F 是AC 的中点,过AC 上一点D 作DE ∥AB ,交BF 的延长线于点E ,AG ⊥BE ,垂足为点G ,连接BD 、AE .(1)求证:△ABC ∽△BGA;(2)若AF =5,AB =8,求FG 的长;(3)当AB =BC ,∠DBC =30°时,求DEBD的值.第2题图(1)证明:∵∠ABC =90°,F 是AC 的中点,∴BF =12AC =AF ,∴∠F AB =∠FBA,∵AG ⊥BE, ∴∠AGB =90°, ∴∠ABC =∠AGB , ∴△ABC ∽△BGA ; (2)解:∵AF =5,∴AC =2AF =10,BF =5, ∵△ABC ∽△BGA , ∴AB AC =BG AB, ∴BG =AB 2AC =8210=325,∴FG =BG -BF =325-5=75;(3)解:如解图,延长ED 交BC 于点H ,则DH ⊥BC, ∴∠DHC =90°,∵AB =BC ,F 为AC 的中点, ∴∠C =45°,∠CBF =45°,∴△DHC 、△BEH 是等腰直角三角形, ∴DH =HC ,EH =BH , 设DH =HC =a , ∵∠DBC =30°, ∴BD =2a ,BH =3a , ∴EH =3a , ∴DE =(3-1)a, ∴DE BD =3-12.第2题解图★3. 如图①,在四边形ABCD 的边AB 上任取一点E (点E 不与A 、B 重合),分别连接ED ,EC ,可以把四边形ABCD 分成三个三角形,如果其中有两个三角形相似,我们就把E 叫做四边形ABCD 边AB 上的“相似点”;如果这三个三角形都相似,我们就把E 叫做四边形ABCD 边AB 上的“强相似点”.(1)如图①,若∠A =∠B =∠DEC =40°,试判断点E 是否是四边形ABCD 的边AB 上的相似点,并说明理由;(2)如图②,在△ABC 中,∠ACB =90°,直角顶点C 在直线DE 上,分别过点A ,B 作AD ⊥DE 于点D ,BE ⊥DE 于点E . 求证:△ADC ∽△CEB .(3)如图③,AD ∥BC ,DP 平分∠ADC ,CP 平分∠BCD 交DP 于点P ,过点P 作AB ⊥AD 于点A ,交BC 于点B . 求证:点P 是四边形ABCD 边AB 上的一个强相似点.第3题图(1)解:点E 是四边形ABCD 边AB 上的相似点. 理由如下: ∵∠DEC =40°,∴∠DEA +∠CEB =140°, ∵∠A =∠B =40°,∴∠ADE +∠AED =140°, ∴∠ADE =∠CEB ,∴△ADE ∽△BEC ,∴E 点是四边形ABCD 的边AB 上的相似点; (2)证明:∵∠ACB =90°,∴∠ACD +∠BCE =90°, ∵AD ⊥DE ,∴∠ACD +∠CAD =90°, ∴∠BCE =∠CAD , ∵∠ADC =∠CEB =90°,∴△ADC ∽△CEB ; (3)证明:∵AD ∥BC , ∴∠ADC +∠BCD =180°,∵DP 平分∠ADC ,CP 平分∠BCD ,∴∠CDP +∠DCP =12(∠ADC +∠BCD )=90°,∵DA ⊥AB ,∴CB ⊥AB ,∴∠DPC =∠A =∠B =90°,∵∠ADP =∠CDP ,∴△ADP ∽△PDC ,同理△BPC ∽△PDC ,∴△ADP ∽△PDC ∽△BPC ,即点P 是四边形ABCD 边AB 上的一个强相似点. ★4. 在△ABC 中,AB =a ,AC =b ,点D 、E 分别在AB 、AC 上. (1)如图①,若AD =c ,△ADE 与△ABC 相似,求AE 的长;(2)如图②,若DE ∥BC ,将△ADE 绕点A 旋转α,得到△AMN ,连接BM 、CN ,求证:△ABM ∽△ACN ;(3)在(2)的图形中,若△ABC 是直角三角形,且∠BAC =30°,∠ACB =90°,AB =2,DE 是△ABC 的中位线,如图③,请直接写出BMCN的值.第4题图(1)解:∵∠DAE =∠BAC ,∴分两种情况: ①若∠ADE =∠ABC ,则△ADE ∽△ABC , ∴AD AB =AE AC, ∴ AE =AC ·AD AB =bca;②若∠ADE =∠ACB ,则△ADE ∽△ACB , ∴AD AC =AE AB, ∴AE =AB ·AD AC =acb;(2)证明:∵DE ∥BC ,∴∠ADE =∠ABC ,∠AED =∠ACB , ∴△ADE ∽△ABC ,∴AD AB =AEAC ,∵△AMN 是由△ADE 旋转得到的, ∴AM =AD ,AN =AE , ∴AM AB =AN AC, ∵∠BAM =∠CAN =α, ∴△ABM ∽△ACN ; (3)解:BM CN =233.【解法提示】在Rt △ABC 中,AB =2,∠BAC =30°,∠ACB =90°, ∴BC =1,AC =3, 由(2)知△ABM ∽△ACN , ∴BM CN =AB AC =23=233. ★5. 如图①,在等腰△ABC 中,AB =AC ,∠ABC =α,过点A 作BC 的平行线与∠ABC 的平分线交于点D ,连接CD .(1)求证:AC =AD ;(2)点G 为线段CD 延长线上一点,将GC 绕着点G 逆时针旋转β,与射线BD 交于点E . ①如图②,若α=β,AH ⊥BC 于点H ,求证:△DEG ∽△AHB ;②如图③,若β=2α,DG =kAD ,求S △DEGS △BCD的值.(用含k 的代数式表示)第5题图(1)证明:如解图①,∵BD 平分∠ABC , ∴∠1=∠2.∵AD ∥BC ,∴∠2=∠3, ∴∠1=∠3,∴AB =AD . ∵AB =AC ,∴AC =AD .第5题解图①(2)①证明:由题意可得:∠AHB =90°.∵AB =AC ,∠ABC =α, ∴∠ACB =∠ABC =α.∴∠BAC =180°-2α. 由(1)得AB =AC =AD .∴点B 、C 、D 在以A 为圆心,AB 为半径的圆上. ∴∠BDC =12∠BAC =90°-α,∴∠GDE =∠BDC =90°-α, ∵∠G =β=α=∠ABH , ∴∠G +∠GDE =90°. ∴∠DEG =∠AHB =90°, ∴△DEG ∽△AHB ;②解:如解图②,过A 作AH ⊥BC 于点H ,作∠DGE 的平分线GF ,交DE 于F , 由①知∠GDE =90°-α, ∵∠DGE =β=2α, ∴∠DGF =α,∴∠ABC =∠DGF =α,∠DFG =180°-∠GDF -∠DGF =90°, ∴△DFG ∽△AHB .又∵GF 为∠DGE 的平分线, ∴GF 为DE 的中垂线, ∵AB =AD ,GD =kAD , ∴S △DFG S △AHB =GD 2AB2=GD 2AD 2=k 2,又∵S △ABC =S △BCD ,S △ABC =2S △AHB ,S △DEG =2S △DFG , ∴S △DEG S △BCD=k 2.第5题解图②类型三 与全等和相似三角形有关的探究★1. 如图,设E 、F 分别为正方形ABCD 边BC 、CD 上的点,且∠EAF =45°,过E 、F 分别作AC 的垂线,垂足分别为P 、Q .(1)试找出图中相似三角形(至少3对,全等除外); (2)求证:AB 2=AP ·AQ ;(3) 设正方形的边长为4,当P 、Q 重合时,求BE 的长.第1题图(1)解:图中相似三角形有:△ABC ∽△CQF ,△EPC ∽△ADC ,△CPE ∽△CQF ,△CQF ∽△ADC ,△ABE ∽△AQF ,△APE ∽△ADF 等(写出任意3对,即可得分).(2)证明:∵∠BAE +∠EAP =∠EAP +∠QAF =45°, ∴∠BAE =∠QAF . 在△ABE 与△AQF 中,⎩⎪⎨⎪⎧∠BAE =∠QAF ∠B =∠AQF =90°, ∴△ABE ∽△AQF , ∴AB AQ =AEAF. 同理,在△AEP 与△AFD 中,⎩⎪⎨⎪⎧∠EAP =∠F AD ∠EP A =∠D =90°, ∴△AEP ∽△AFD . ∴AP AD =AEAF , ∴AB AQ =AP AD, ∵AB =AD , ∴AB 2=AP ·AQ .(3)解:如解图,当P 、Q 重合时, ∵∠EPC =∠FQC =90°, ∴E 、P 、F 在同一直线上. ∴∠ECP =∠FCQ =45°, ∴EP =FQ ,在△AEP 和△AFP 中,⎩⎪⎨⎪⎧AP =AQ ∠APE =∠AQF EP =FQ, ∴△AEP ≌△AFP (SAS), ∴∠EAP =12×45°=22.5°,∴∠BAE =45°-∠EAP =22.5°, ∴△AEB ≌△AEP (AAS), ∴EB =EP ,AB =AP =4, ∵四边形ABCD 为正方形, ∴∠ACB =45°,AC =42, 又∵EP =PC ,∴BE =PC =AC -AP =42-4.第1题解图★2. 已知:在△ABC 中,∠ABC =∠ACB =α,点D 是AB 边上任意一点,将射线DC 绕点D 逆时针旋转α与过点A 且平行于BC 边的直线交于点E .(1)如图①,当α=60°时,请直接写出线段BD 与AE 之间的数量关系; (2)如图②,当α=45°时,判断线段BD 与AE 之间的数量关系,并进行证明;(3)如图③,当α为任意锐角时,依题意补全图形,判断线段BD 与AE 之间的数量关系,并进行证明.(用含α的式子表示,其中0°<α<90°)第2题图解: (1)BD =AE ;【解法提示】如解图①,连接EC ,当α=60°时,△ABC 、△DCE 均为等边三角形, ∴EC =DC ,AC =BC ,∠ACB =∠DCE =60°, ∴∠ACB -∠ACD =∠DCE -∠ACD ,即∠BCD =∠ACE , 在△BCD 和△ACE 中, ⎩⎪⎨⎪⎧CD =EC ∠BCD =∠ACE BC =AC, ∴△BCD ≌△ACE (SAS), ∴BD =AE ;第2题解图①(2)BD =2AE ;证明:如解图②,过点D 作DF ∥AC ,交BC 于点F .第2题解图②∵DF ∥AC ,∴∠ACB =∠DFB ,∵∠ABC =∠ACB =α,α=45°, ∴∠ABC =∠ACB =∠DFB =45°. ∴△DFB 是等腰直角三角形, ∴BD =DF =22BF . ∵AE ∥BC ,∴∠ABC +∠BAE =180°, ∵∠DFB +∠DFC =180°, ∴∠BAE =∠DFC ,∵∠ABC +∠BCD =∠ADC ,∠CDE +∠ADE =∠ADC ,∠ABC =∠CDE =α, ∴∠ADE =∠BCD , ∴△ADE ∽△FCD ,∴AE DF =AD CF . ∵DF ∥AC , ∴BD BF =AD CF , ∴AE DF =BD BF =22, ∴BD =DF =2AE ;(3)补全图形如解图③,BD =2cos α·AE .第2题解图③证明:连接EC ,设AC 与DE 交于点O , ∴AE ∥BC ,∠EAC =∠ACB =α, 又∵∠EDC =α,∴∠EAC =∠EDC =α, ∵∠AOE =∠DOC , ∴△AOE ∽△DOC , ∴AO DO =OE OC, ∵∠AOD =∠EOC , ∴△AOD ∽△EOC , ∴∠1=∠2, 又∵∠1=180°-α-∠3(A 、D 、B 三点共线), ∠4=180°-α-∠3(三角形内角和为180°), ∴∠1=∠4, ∴∠2=∠1=∠4.又∵∠EAC =∠ABC =α, ∴△BDC ∽△AEC , ∴BD AE =BC AC, 又∵BCAC=2cos α,∴BD =2 cos α·AE .★3. 在△ABC 中,点D 在直线AB 上,在直线BC 上取一点E ,连接AE ,DE ,使得 AE =DE ,DE 交AC 于点G ,过点D 作DF ∥AC ,交直线BC 于点F ,∠EAC =∠DEF .(1)如图①,当点E 在BC 的延长线上,求证:∠EGC =∠AEC ;(2)如图①,当点E 在BC 的延长线上,D 为AB 的中点,若DF =3,求BE 的长度; (3)当点E 在BC 上,点D 在AB 的延长线上时,如图②所示,若CE =10,5EG =2DE ,求AG 的长度.第3题图(1)证明:∵DF ∥AC , ∴∠DFE =∠ACE .在△ACE 和△EFD 中, ⎩⎪⎨⎪⎧∠EAC =∠DEF ∠ACE =∠EFD AE =ED, ∴△ACE ≌△EFD (AAS), ∴∠AEC =∠EDF . ∵DF ∥AC ,∴∠EGC =∠EDF , ∴∠EGC =∠AEC ; (2)解:∵DF ∥AC , ∴△BDF ∽△BAC , ∴BF BC =DF AC =BD BA. ∵D 为AB 的中点, ∴BD BA =12,∴BF =12BC ,DF =12AC . ∴BF =CF ,AC =2DF =6, 由(1)可知△ACE ≌△EFD , ∴AC =EF =6,CE =FD =3. ∴BF =FC =EF -CE =3, ∴BE =BF +FE =9; (3)解:∵DF ∥AC , ∴∠ACE =∠EFD .在△ACE 和△EFD 中, ⎩⎪⎨⎪⎧∠EAC =∠DEF ∠ACE =∠EFD AE =ED, ∴△ACE ≌△EFD (AAS), ∴CE =FD =10,AC =EF . ∵DF ∥AC ,∴△DEF ∽△GEC ,∴EF EC =DF GC =DE GE. ∵5EG =2DE ,CE =FD =10, ∴EF =25,GC =4,∴AG =AC -GC =EF -GC =25-4=21. ★4. (1)如图①,在△ABC 中,∠A =90°,∠B =30°,点D ,E 分别在AB ,BC 上,且∠CDE =90°,EF ⊥AB 于点F ,BE =2AD ,求证:DE =CD ;(2)如图②,在△ABC 中,∠BAC =90°,AB =AC ,点D 在BC 上,连接AD ,E 为AD 上一点,过点E 作BC 的平行线分别交AB ,AC 于点F ,G ,连接BE ,CE ,若∠BEC =135°,求证:△BFE ∽△EGC ;(3)在(2)的条件下,若BD =2DC ,求BECE的值.第4题图(1)证明:由题意可得,∠BFE =∠DFE =90°=∠A =∠CDE , ∵∠ADC +∠EDF =∠FED +∠EDF =180°-90°=90°, ∴∠ADC =∠FED . ∵∠BFE =90°,∠B =30°, ∴BE =2FE . ∵BE =2AD , ∴FE =AD ,在△FED 和△ADC 中, ⎩⎪⎨⎪⎧∠FED =∠ADC FE =AD ∠DFE =∠CAD, ∴△FED ≌△ADC (ASA), ∴DE =CD ;(2)证明:∵AB =AC ,∠BAC =90°, ∴∠ABC =∠ACB =45°, ∵FG ∥BC ,∴∠AFG =∠ABC =∠ACB =∠AGF =45°, ∴∠BFE =∠EGC =135°=∠BEC , ∴AF =AG ,BF =GC ,∵∠GEC +∠BEC =∠GEB =∠BFE +∠FBE , ∴∠FBE =∠GEC , ∴△BFE ∽△EGC ;(3)解:由(2)知,△BFE ∽△EGC ,∴BE CE =BF EG =FE GC, ∵FG ∥BC ,∴△AFE ∽△ABD ,△AEG ∽△ADC , ∴FE BD =AE AD ,AE AD =EG DC , ∴FE BD =EG DC, ∵BD =2DC , ∴FE =2EG ,又∵BF EG =FEGC ,BF =GC ,∴BF EG =2EG BF , ∴BFEG=2, ∴BE CE =BFEG= 2. ★5. 在矩形ABCD 中,AD =4,M 是AD 的中点,点E 是线段AB 上一动点,连接EM 并延长交线段CD 的延长线于点F .(1)如图①,求证:△AEM ≌△DFM ;(2)如图②,若AB =2,过点M 作MG ⊥EF 交线段BC 于点G ,求证:△GEF 是等腰直角三角形;(3)如图③,若AB =23,过点M 作MG ⊥EF 交线段BC 的延长线于点G ,求MGME的值.第5题图(1)证明∵ABCD 是矩形, ∴∠EAM =∠FDM =90°,∵M 是AD 的中点,∴AM =DM ,在△AME 和△DMF 中,⎩⎪⎨⎪⎧∠A =∠FDB AM =DM ∠AME =∠DMF ,∴△AME ≌△DMF (ASA);(2)证明:过点G 作GH ⊥AD 于H ,如解图①, ∵∠A =∠B =∠AHG =90°,∴四边形ABGH 是矩形. ∴GH =AB =2, ∵M 是AD 的中点,∴AM =12AD =2,∴AM =GH ,∵MG ⊥EF ,∴∠GME =90° ∴∠AME +∠GMH =90°. ∵∠AME +∠AEM =90°, ∴∠AEM =∠GMH ,在△AEM 和△HMG 中,⎩⎪⎨⎪⎧AM =GH ∠AEM =∠GMH ∠A =∠AHG,∴△AEM ≌△HMG ,∴ME =MG ,∴∠EGM =45°,由(1)得△AEM ≌△DFM ,∴ME =MF ,∵MG ⊥EF ,∴GE =GF ,∴∠EGF =2∠EGM =90°,∴△GEF 是等腰直角三角形.第5题解图①(3)解:过点G 作GH ⊥AD 交AD 延长线于点H ,如解图②, ∵∠A =∠B =∠AHG =90°, ∴四边形ABGH 是矩形, ∴GH =AB =23,∵MG ⊥EF ,∴∠GME =90°, ∴∠AME +∠GMH =90°, ∵∠AME +∠AEM =90°, ∴∠AEM =∠GMH , 又∵∠A =∠GHM =90°, ∴△AEM ∽△HMG , ∴EM MG =AMGH,在Rt △GME 中, ∴tan ∠MEG =MGEM= 3.第5题解图②★6. 已知D 是△ABC 的BC 边上的中点,DE ⊥AB 于点E 、DF ⊥AC 于点F ,且BE =CF ,点M 、N 分别是AE 、DE 上的点,AN ⊥FM 于点G .(1)如图①,当∠BAC =90°时; ①求证:四边形AEDF 是正方形;②试问AN 与FM 之间的数量关系与四边形AEDF 的两对角线的数量关系相同吗?请证明你的结论;(2)如图②,当AF ∶DF =2∶1时,求AN ∶FM 的值.第6题图(1)①证明:∵∠BAC =90°,∠AED =∠AFD =90°, ∴四边形AEDF 是矩形,∵BD =DC ,∠DEB =∠DFC =90°,BE =CF , ∴Rt △BED ≌Rt △CFD (HL), ∴DE =DF ,∴矩形AEDF 是正方形;②解:AN 与FM 之间的数量关系与四边形AEDF 的两条对角线的数量关系相同; 理由:在正方形AEDF 中,AF =AE , 又∵AN ⊥FM 于G ,∠AMF =∠ANE , ∠AEN =∠MAF =90°,∴Rt △AEN ≌△Rt △F AM (AAS), ∴AN =FM ,又∵正方形AEDF 的对角线相等,∴AN 与FM 之间的数量关系与四边形AEDF 的两对角线的数量关系相同; (2)解:如解图,连接AD 、EF ,且AD 与EF 相交于点O , 设AF =2k ,DF =k ,在Rt △ADF 中,AD =(2k )2+k 2=5k , ∵Rt △BED ≌Rt △CFD (HL), ∴∠B =∠C ,DE =DF , ∴AB =AC ,AE =AF ,∴AD 垂直平分EF ,则OF =12EF ,DF ⊥AC 于点F ,12×5k ·OF =2k ·k ·12,∴OF =255k , ∴EF =455k ,又∵∠NEM =∠MGN =90°,∠GME +∠ENG =∠DNG +∠ENG =180°,∠AEO +∠EAO =∠ADE +∠EAD =180°, ∴∠EMF =∠DNA ,∠AEO =∠NDA , ∴△FME ∽△AND , ∴AN FM =AD EF =54.第6题解图★7. 已知正方形ABCD 中,点E 在BC 上,连接AE ,过点B 作BF ⊥AE 于点G ,交CD 于点F .第7题图(1)如图①,连接AF ,若AB =4,BE =1,求AF 的长;(2)如图②,连接BD ,交AE 于点N ,连接AC ,分别交BD 、BF 于点O 、M ,连接GO ,求证:GO 平分∠AGF ;(3)如图③,在第(2)问的条件下,连接CG ,若CG ⊥GO ,求证:AG =2CG . (1)解:∵四边形ABCD 是正方形,∴BC =CD =AD =AB =4,∠ABE =∠C =∠D =90°, ∴∠ABG +∠CBF =90°,∵BF ⊥AE ,∴∠ABG +∠BAE =90°,∴∠BAE =∠CBF , 在△BCF 和△ABE 中,⎩⎪⎨⎪⎧∠C =∠ABE BC =AB ∠CBF =∠BAE ,∴△BCF ≌△ABE (ASA),∴CF =BE =1,∴DF =CD -CF =3, ∴AF =AD 2+DF 2=42+32=5; (2)证明:∵AC ⊥BD ,BF ⊥AE , ∴∠AOB =∠AGB =∠AGF =90°, ∴A 、B 、G 、O 四点共圆, ∴∠AGO =∠ABO =45°, ∴∠FGO =90°-45°=45°=∠AGO ,∴GO 平分∠AGF ;(3)证明:连接EF ,如解图所示: ∵CG ⊥GO ,∴∠OGC =90°,∵∠EGF =∠BCD =90°, ∴∠EGF +∠BCD =180°, ∴C 、E 、G 、F 四点共圆, ∴∠EFC =∠EGC =180°-90°-45°=45°, ∴△CEF 是等腰直角三角形,∴CE =CF ,同(1)得:△BCF ≌△ABE , ∴CF =BE ,∴CE =BE =12 BC ,∴OA =12 AC = 22BC = 2CE ,由(1)得:A 、B 、G 、O 四点共圆,∴∠BOG =∠BAE , ∵∠GEC =90°+∠BAE ,∠GOA =90°+∠BOG , ∴∠GOA =∠GEC ,又∵∠EGC =∠AGO =45°, ∴△AOG ∽△CEG , ∴AG CG =OACE= 2, ∴AG = 2 CG .第7题解图★8. 已知点E 在△ABC 内,∠ABC =∠EBD =α,∠ACB =∠EDB =60°,∠AEB =150°,∠BEC =90°.(1)如图①,当α=60°,求证:△ABE ≌△CBD ;(2)在(1)的条件下,连接CD ,若AE =1,试求BD 的长;(3)如图②,当α=90°时,请写出BDAE的值.第8题图(1)证明:如解图①,连接DC , ∵∠ABC =∠ACB =60°,∴△ABC 是等边三角形.同理△EBD 也是等边三角形,∴AB =BC ,BE =BD ,∠ABE =60°-∠EBC =∠CBD , 在△ABE 与△CBD 中,⎩⎪⎨⎪⎧AB =BC ∠ABE =∠CBD ,BE =BD∴△ABE ≌△CBD ;第8题解图①(2)证明:∵△ABE ≌△CBD ,∴AE =CD ,∠AEB =∠CDB =150°, ∴∠EDC =150°-∠BDE =90°, ∠CED =∠BEC -∠BED =90°-60°=30°. 在Rt △EDC 中,CD ED =tan30°=33,∴AE BD =33,∴BD =3AE =3;(3)解:如解图②,连接DC , ∵∠ABC =∠EBD =90°,∠ACB =∠EDB =60°, ∴△ABC ∽△EBD , ∴AB EB =BC BD ,即AB BC =EB BD, 又∵∠ABE =90°-∠EBC =∠CBD ,∴△ABE ∽△CBD ,∠AEB =∠CDB =150°, ∴AE CD =BEBD, ∴∠EDC =150°-∠BDE =90°,∠CED =∠BEC -∠BED =90°-(90°-∠BDE )=60°, 设BD =x ,则在Rt △EBD 中,DE =2x ,BE =3x , 在Rt △EDC 中,CD =DE ·tan60°=23x , ∴AE =CD ·BE BD =23x ·3x x =6x =6BD ,即BD AE =16.第8题解图②★9. 在锐角△ABC 中,AB =6,BC =11,∠ACB =30°,将△ABC 绕点B 逆时针旋转,得到△A 1BC 1.(1)如图①,当点C 1在线段CA 的延长线上时,∠CC 1A 1=________°; (2)如图②,连接AA 1,CC 1. 若△ABA 1的面积为24,求△CBC 1的面积;(3)如图③,点E 为线段AB 中点,点P 是线段AC 上的动点,在△ABC 绕点B 逆时针旋转过程中,点P 的对应点是P 1,求在旋转过程中,线段EP 1长度的最大值与最小值的差.第9题图(1)解:60;【解法提示】由旋转得:∠A 1C 1B =∠C =30°,BC =BC 1, ∴∠C =∠BC 1C =30°, ∴∠CC 1A 1=60°.(2)解:∵△ABC ≌△A 1BC 1,∴BA =BA 1,BC =BC 1,∠ABC =∠A 1BC 1, ∴BA BC =BA 1BC 1, ∵∠ABA 1=∠CBC 1, ∴△ABA 1∽△CBC 1, ∴S △ABA 1S △CBC 1=(AB BC)2=(611)2=36121,∵S △ABA 1=24, ∴S △CBC 1=2423;(3)解:如解图,过点B 作BD ⊥AC ,D 为垂足, ∵△ABC 为锐角三角形, ∴点D 在线段AC 上, 在Rt △BCD 中,BD =BC ·sin30°=5.5,以B 为圆心,BD 长为半径画圆交AB 于点P 1′,BP 1有最小值BP 1′. ∴EP 1的最小值为5.5-3=2.5,以B 为圆心,BC 长为半径画圆交AB 的延长线于点P 1″,BP 1有最大值BP 1″. 此时EP 1的最大值为11+3=14,∴线段EP 1的最大值与最小值的差为14-2.5=11.5.第9题解图★10. 如图,在△ABC 中,∠ABC =45°,AD ⊥BC 于点D ,BE ⊥AC 于点E ,BE 与AD 相交于F .过F 作FG ⊥BE ,过A 作AG ⊥AB ,AG 与FG 相交于G .(1)如图①,若AC =5,DF =3,求AB 的长; (2)证明:△BFG 是等腰直角三角形;(3)如图②,当BD =2CD 时,连接CF 并延长,分别交AB ,BG 于点H ,I ,求AHHI的值.第10题图(1)解:在△ABD 中,∠ABD =45°,AD ⊥BC , ∴∠BAD =∠ABD =45°, ∴BD =AD , ∵BE ⊥AC 于E ,∴∠AEB =∠BDA =90°, ∵∠AFE =∠BFD , ∴∠F AE =∠FBD , 在△BFD 和△ACD 中, ⎩⎪⎨⎪⎧∠FBD =∠CAD ∠FDB =∠CDA BD =AD, ∴△BFD ≌△ACD , ∴BF =AC =5,在Rt △BDF 中,由勾股定理得BD =BF 2-DF 2=52-32=4,在Rt △ABD 中,AB =BD cos ∠ABD =4cos45°=42;第10题解图(2)如解图,过F 作FP ∥BC 交AB 于点P , 则∠AFP =∠ADB =90°, ∠APF =∠ABD =45°, ∴∠BAD =45°, ∴∠FP A =∠F AP , ∴PF =AF . ∵∠BFG =90°, ∴∠AFP =∠BFG ,∴∠AFG +∠GFP =∠GFP +∠PFB , ∴∠AFG =∠PFB , 设FG 交AB 于Q , ∵∠GAB =∠GFB =90°,∠AQG =∠FQB , ∴∠AGQ =∠FBQ , 在△AFG 和△PFB 中, ⎩⎪⎨⎪⎧∠AFG =∠PFB ∠AGF =∠PBF AF =PF, ∴△AFG ≌△PFB (AAS), ∴GF =BF , ∵BF ⊥GF ,∴△BFG 是等腰直角三角形;(3)解:∵三角形的三条高交于一点,AD ⊥BC ,BE ⊥AC , ∴CH ⊥AB , ∵∠ABD =45°, ∴BH =CH . ∵BD =2CD ,设CD =m ,则BC =3m , ∴BH =CH =322m ,在Rt △ABD 中,BD =AD =2m ,∴AB =22m , ∴AH =AB -BH =22m -322m =22m .由(2)知△BFG 是等腰直角三角形,∴∠GBF =45°=∠ABD , ∴∠IBH =∠EBC ,∵∠BHI=∠BDF=90°,∴△BIH∽△BFD,∴BHBD=IHFD,即322m2m=IHm,解得HI=324m,∴AHHI=22m324m=23.。