中考数学压轴题常见辅助线
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初中几何常见辅助线作法歌诀大全人说几何很困难,难点就在辅助线。
辅助线,如何添?把握定理和概念。
还要刻苦加钻研,找出规律凭经验。
三角形图中有角平分线,可向两边作垂线。
也可将图对折看,对称以后关系现。
角平分线平行线,等腰三角形来添。
角平分线加垂线,三线合一试试看。
线段垂直平分线,常向两端把线连。
要证线段倍与半,延长缩短可试验。
三角形中两中点,连接则成中位线。
三角形中有中线,延长中线等中线。
四边形平行四边形出现,对称中心等分点。
梯形里面作高线,平移一腰试试看。
平行移动对角线,补成三角形常见。
证相似,比线段,添线平行成习惯。
等积式子比例换,寻找线段很关键。
直接证明有困难,等量代换少麻烦。
斜边上面作高线,比例中项一大片。
圆半径与弦长计算,弦心距来中间站。
圆上若有一切线,切点圆心半径连。
切线长度的计算,勾股定理最方便。
要想证明是切线,半径垂线仔细辨。
是直径,成半圆,想成直角径连弦。
弧有中点圆心连,垂径定理要记全。
圆周角边两条弦,直径和弦端点连。
弦切角边切线弦,同弧对角等找完。
要想作个外接圆,各边作出中垂线。
还要作个内接圆,内角平分线梦圆如果遇到相交圆,不要忘作公共弦。
内外相切的两圆,经过切点公切线。
若是添上连心线,切点肯定在上面。
要作等角添个圆,证明题目少困难。
辅助线,是虚线,画图注意勿改变。
假如图形较分散,对称旋转去实验。
基本作图很关键,平时掌握要熟练。
解题还要多心眼,经常总结方法显。
切勿盲目乱添线,方法灵活应多变。
分析综合方法选,困难再多也会减。
虚心勤学加苦练,成绩上升成直线。
2013中考数学复习39个知识点常记忆知识点1:一元二次方程的基本概念1.一元二次方程3x2+5x-2=0的常数项是-2.2.一元二次方程3x2+4x-2=0的一次项系数为4,常数项是-2.3.一元二次方程3x2-5x-7=0的二次项系数为3,常数项是-7.4.把方程3x(x-1)-2=-4x化为一般式为3x2-x-2=0.知识点2:直角坐标系与点的位置1.直角坐标系中,点A(3,0)在y轴上。
中考压轴题(典型辅助线用法)一、三角形中常见辅助线的添加1. 与角平分线有关的(1)可向两边作垂线,得到一对全等直角三角形。
(2)可作平行线,构造等腰三角形(3)在角的两边截取相等的线段,构造全等三角形2. 与线段长度相关的(1)截长:证明某两条线段的和或差等于第三条线段时,经常在较长的线段上截取一段,使得它和其中的一条相等,再利用全等或相似证明余下的等于另一条线段即可。
(2)补短:证明某两条线段的和或差等于第三条线段时,也可以在较短的线段上延长一段,使得延长的部分等于另外一条较短的线段,再利用全等或相似证明延长后的线段等于那一条长线段即可。
(3)倍长中线:题目中如果出现了三角形的中线,方法是将中线延长一倍,再将端点连结,便可得到全等三角形。
(4)遇到中点,考虑中位线或等腰等边中的三线合一。
3. 与等腰等边三角形相关的(1)考虑三线合一。
(2)旋转一定的度数,构造全都三角形,等腰一般旋转顶角的度数,等边旋转60°。
二、四边形中常见辅助线的添加(特殊四边形主要包括平行四边形、矩形、菱形、正方形和梯形)1.和平行四边形有关的辅助线作法(1)利用一组对边平行且相等构造平行四边形。
(2)利用两组对边平行构造平行四边形。
(3)利用对角线互相平分构造平行四边形。
2.与矩形有辅助线作法(1)计算型题,一般通过作辅助线构造直角三角形借助勾股定理解决问题。
(2)证明或探索题,一般连结矩形的对角线借助对角线相等这一性质解决问题.和矩形有关的试题的辅助线的作法较少。
3.和菱形有关的辅助线的作法(连接菱形的对角线,借助菱形的判定定理或性质定理解决问题)(1)作菱形的高。
(2)连结菱形的对角线。
4.与正方形有关辅助线的作法正方形既是轴对称图形,又是中心对称图形,作正方形对角线是解决正方形问题的常用辅助线。
5. 与梯形有关的辅助线的作法(1)作一腰的平行线构造平行四边形和特殊三角形。
(2)作梯形的高,构造矩形和直角三角形。
初中数学压轴题常见解题模型及套路(自有定理)A . 代数篇:1.循环小数化分数:设元—扩大——相减(无限变有限)相消法。
例.把0.108108108⋅⋅⋅化为分数。
设S=0.108108108⋅⋅⋅ (1) 两边同乘1000得:1000S=108.108108⋅⋅⋅(2) (2)-(1)得:999S=108 从而:S=108999余例仿此—— 2.对称式计算技巧:“平方差公式—完全平方公式”—整体思想之结合:x+y ;x-y ;xy ;22x y + 中,知二求二。
222222()2()2x y x y xy x y x y xy +=++⇒+=+- 2222()2()4x y x y xy x y xy -=+-=+- 加减配合,灵活变型。
3.特殊公式22112x x x x ±=+±2()的变型几应用。
4.立方差公式:3322a b a b a ab b ±=±+()()5.等差数列求和的三种方法:首尾相加法;梯形大法;倒序相加法。
例.求:1+2+3+···+2017的和。
三种方法举例:略6.等比数列求和法:方法+公式:设元—乘等比—相减—求解。
例.求1+2+4+8+16+32+···2n 令S=1+2+4+8+16+32+···+2n (1)两边同乘2得: 2S=2+4+8+32+64+···+2n +12n + (2) (2)-(1)得:2S-S=12n +- 1 从而求得S 。
7.11n m m n --=mn 的灵活应用:如:111162323==-⨯等。
8.用二次函数的待定系数法求数列(图列)的通项公式f (n )。
9.韦达定理求关于两根的代数式值的套路:⑴.对称式:变和积。
22221111x y x y x y+++22;;;xy +x y 等(x 、y 为一元二次方程方程的两根)⑵.非对称式:根的定义—降次—变和积(一代二韦)。
【坐标系压轴专题】坐标系中的问题,一般出在压轴题,不是压轴题也会有很大的难度,针对此便有了这个专题【1】坐标系问题的基本运算实用度:★★★★如果想要熟练地解坐标系中的问题,先掌握下列的几个重要点(看不清放大看)前三点、最后一点稍难,有口诀:两点间距离公式:横坐标相减的平方加纵坐标相减的平方开根号斜率k:竖直高度比水平宽度中点坐标公式:横坐标的平均数,纵坐标的平均数平移函数图像:左增右减,上加下减【例题1】(原创)难度:★★★★答案:【2】等腰三角形、直角三角形存在性基础做起,实用性:★★★关键词:等腰两圆一线,直角两线一圆这两点放在一起是为了对比,它们都需要分类讨论。
什么叫做两圆一线、两线一圆呢?举个例子,如图,AB线段一条,在下面那根直线上找P和Q,使得(1.)△ABP是等腰三角形(2.)△ABQ是直角三角形首先(1.),有三种可能(AB=AP,AB=BP,AP=BP),两圆:以A为圆心,AB为半径画圆,与直线交于P1,还有一个圆是以B为圆心,AB为半径画圆与直线交于P2和P3。
最后一线:AB的垂直平分线与直线交于P4,P5(有时不一定5个,视情况而定)(2.),同样三种,两线:分别以A、B作AB的垂线分别交直线于Q1,Q2,一圆:以AB为直径作圆,由于直径所对圆周角是直角,所以与直线交点为Q3 Q4(个数视情况而定)已经找到了,怎么求呢?等腰的话最暴力的算法就是设出未知点坐标,把三角形三段长都用两点间距离公式表达出来,最后一个一个等起来解方程即可。
当然这是无可奈何、形状实在不好找的时候的迫不得已办法,一般他会给你已知两点,在抛物线对称轴上或x轴上或y轴上找,这样就有一些几何特征可以利用。
当然暴力算法某些时候也是必须要用的。
直角,两线的好找(k1k2乘积为-1可以,做垂直相似也可以),最后一圆略麻烦,这就要用到模型:一线三等角,做垂直,如图。
左右两个三角形相似,然后设线段长,表达,相似比,解方程即可。
全等三角形(4种模型2种添加辅助线方法)1.题型一:一线三等角模型2.题型二:手拉手模型3.题型三:半角模型4.题型四:旋转模型5.题型五:倍长中线法6.题型六:截长补短法题型一一线三等角模型过等腰直角三角形的直角顶点或者正方形直角顶点的一条直线。
过等腰直角三角形的另外两个顶点作该直线的垂线段,会有两个三角形全等(AAS)常见的两种图形:题型二手拉手模型【基本模型】一、等边三角形手拉手-出全等二、等腰直角三角形手拉手-出全等两个共直角顶点的等腰直角三角形,绕点C旋转过程中(B、C、D不共线)始终有①△BCD≌△ACE;②BD⊥AE(位置关系)且BD=AE(数量关系);③FC平分∠BFE;12题型三半角模型过等腰三角形顶点两条射线,使两条射线的夹角为等腰三角形顶角的一半这样的模型称为半角模型。
常见的图形为正方形,正三角形,等腰直角三角形等,解题思路一般是将半角两边的三角形通过旋转到一边合并成新的三角形,从而进行等量代换,然后证明与半角形成的三角形全等,再通过全等的性质得到线段之间的数量关系。
解题技巧:在图1中,△AEB 由△AND 旋转所得,可得△AEM ≌△AMN ,∴BM +DN =MN∠AMB =∠AMNAB =AH△CMN 的周长等于正方形周长的一半在图2中将△ABC 旋转至△BEF ,易得△BED ≌△BCD 同理得到边角之间的关系;总之:半角模型(题中出现角度之间的半角关系)利用旋转--证全等--得到相关结论.题型四旋转模型31一、奔驰模型旋转是中考必考题型,奔驰模型是非常经典的一类题型,且近几年中考中经常出现。
我们不仅要掌握这类题型,提升利用旋转解决问题的能力,更重要的是要明白一点:旋转的本质是把分散的条件集中化,从而解决问题2二、费马点模型费马点就是到三角形的三个顶点距离之和最小的点.最值问题是中考常考题型,费马点属于几何中的经典题型,目前全国范围内的中考题都是从经典题改编而来,所以掌握费马点等此类最值经典题是必不可少的.题型五倍长中线法三角形一边的中线(与中点有关的线段),或中点,通常考虑倍长中线或类中线,构造全等三角形.把该中线延长一倍,证明三角形全等,从而运用全等三角形的有关知识来解决问题的方法.主要思路:倍长中线(线段)造全等4在△ABC 中AD 是BC边中线延长AD 到E ,使DE =AD ,连接BE作CF ⊥AD 于F ,作BE ⊥AD 的延长线于E 连接BE延长MD 到N ,使DN =MD ,连接CD截长补短法截长补短法在初中几何教学中有着十分重要的作用,它主要是用来证线段的和差问题,而且这种方法一直贯穿着整个几何教学的始终.那么什么是截长补短法呢?所谓截长补短其实包含两层意思,即截长和补短.截长就是在较长的线段上截取一段等于要证的两段较短的线段中的一段,证剩下的那一段等于另外一段较短的线段.当条件或结论中出现a +b =c 时,用截长补短.1.补短法:通过添加辅助线“构造”一条线段使其为求证中的两条线段之和,在证所构造的线段和求证中那一条线段相等;2.截长法:通过添加辅助线先在求证中长线段上截取与线段中的某一段相等的线段,在证明截剩部分与线段中的另一段相等。
今天,数姐为大家整理了初中数学辅助线的添加方法,赶快来看看~~一、添辅助线有二种情况1、按定义添辅助线:如证明二直线垂直可延长使它们,相交后证交角为90°;证线段倍半关系可倍线段取中点或半线段加倍;证角的倍半关系也可类似添辅助线。
2、按基本图形添辅助线:每个几何定理都有与它相对应的几何图形,我们把它叫做基本图形,添辅助线往往是具有基本图形的性质而基本图形不完整时补完整基本图形,因此“添线”应该叫做“补图”!这样可防止乱添线,添辅助线也有规律可循。
举例如下:(1)平行线是个基本图形:当几何中出现平行线时添辅助线的关键是添与二条平行线都相交的等第三条直线(2)等腰三角形是个简单的基本图形:当几何问题中出现一点发出的二条相等线段时往往要补完整等腰三角形。
出现角平分线与平行线组合时可延长平行线与角的二边相交得等腰三角形。
(3)等腰三角形中的重要线段是个重要的基本图形:出现等腰三角形底边上的中点添底边上的中线;出现角平分线与垂线组合时可延长垂线与角的二边相交得等腰三角形中的重要线段的基本图形。
(4)直角三角形斜边上中线基本图形:出现直角三角形斜边上的中点往往添斜边上的中线。
出现线段倍半关系且倍线段是直角三角形的斜边则要添直角三角形斜边上的中线得直角三角形斜边上中线基本图形。
(5)三角形中位线基本图形:几何问题中出现多个中点时往往添加三角形中位线基本图形进行证明当有中点没有中位线时则添中位线,当有中位线三角形不完整时则需补完整三角形;当出现线段倍半关系且与倍线段有公共端点的线段带一个中点则可过这中点添倍线段的平行线得三角形中位线基本图形;当出现线段倍半关系且与半线段的端点是某线段的中点,则可过带中点线段的端点添半线段的平行线得三角形中位线基本图形。
(6)全等三角形:全等三角形有轴对称形,中心对称形,旋转形与平移形等;如果出现两条相等线段或两个档相等角关于某一直线成轴对称就可以添加轴对称形全等三角形:或添对称轴,或将三角形沿对称轴翻转。
2017中考数学几何压轴题(辅助线专题复习)(总13页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--中考压轴题专题几何(辅助线)精选1.如图,Rt △ABC 中,∠ABC =90°,DE 垂直平分AC ,垂足为O ,AD ∥BC ,且AB =3,BC =4,则AD 的长为 .精选2.如图,△ABC 中,∠C =60°,∠CAB 与∠CBA 的平分线AE ,BF 相交于点D , 求证:DE =DF .精选3.已知:如图,⊙O 的直径AB=8cm ,P 是AB 延长线上的一点,过点P 作⊙O 的切线,切点为C ,连接AC .(1) 若∠ACP=120°,求阴影部分的面积;(2)若点P 在AB 的延长线上运动,∠CPA 的平分线交AC 于点M ,∠CMP 的大小是否发生变化?若变化,请说明理由;若不变,求出∠CMP 的度数。
精选4、如图1,Rt△ABC 中,∠ACB=90°,AC=3,BC=4,点O 是斜边AB 上一动点,以OA 为半径作⊙O 与AC 边交于点P ,(1)当OA=时,求点O 到BC 的距离; (2)如图1,当OA=时,求证:直线BC 与⊙O 相切;此时线段AP 的长是多少?(3)若BC 边与⊙O 有公共点,直接写出OA 的取值范围; (4)若CO 平分∠ACB,则线段AP 的长是多少?DEF.精选5.如图,已知△ABC 为等边三角形,∠BDC =120°,AD 平分∠BDC ,求证:BD +DC =AD .精选6、已知矩形ABCD 的一条边AD =8,将矩形ABCD 折叠,使得顶点B 落在CD 边上的P 点处.(第6题图)(1)如图1,已知折痕与边BC 交于点O ,连结AP 、OP 、O A . ①求证:△OCP ∽△PDA ;②若△OCP 与△PDA 的面积比为1:4,求边AB 的长; (2)若图1中的点P 恰好是CD 边的中点,求∠OAB 的度数; (3)如图2,,擦去折痕AO 、线段OP ,连结BP .动点M 在线段AP 上(点M 与点P 、A 不重合),动点N 在线段AB 的延长线上,且BN =PM ,连结MN 交PB 于点F ,作ME ⊥BP 于点E .试问当点M 、N 在移动过程中,线段EF 的长度是否发生变化?若变化,说明理由;若不变,求出线段EF 的长度.精选7、如图,四边形ABCD 是边长为2,一个锐角等于60°的菱形纸片,小芳同学将一个三角形纸片的一个顶点与该菱形顶点D 重合,按顺时针方向旋转三角形纸片,使它的两边分别交CB 、BA (或它们的延长线)于点E 、F ,∠EDF=60°,当CE=AF 时,如图1小芳同学得出的结论是DE=DF .(1)继续旋转三角形纸片,当CE≠AF 时,如图2小芳的结论是否成立?若成立,加以证明;若不成立,请说明理由;EB(2)再次旋转三角形纸片,当点E、F分别在CB、BA的延长线上时,如图3请直接写出DE与DF的数量关系;(3)连EF,若△DEF的面积为y,CE=x,求y与x的关系式,并指出当x为何值时,y有最小值,最小值是多少?精选8、等腰Rt△ABC 中,∠BAC=90°,点A 、点B 分别是x 轴、y 轴两个动点,直角边AC 交x 轴于点D ,斜边BC 交y 轴于点E ;(1)如图(1),若A (0,1),B (2,0),求C 点的坐标;(2)如图(2),当等腰Rt△ABC 运动到使点D 恰为AC 中点时,连接DE ,求证:∠ADB=∠CDE(3)如图(3),在等腰Rt△ABC 不断运动的过程中,若满足BD 始终是∠ABC 的平分线,试探究:线段OA 、OD 、BD 三者之间是否存在某一固定的数量关系,并说明理由.精选9.如图,正方形ABCD 的四个顶点分别在四条平行线1l 、2l 、3l 、4l 上,这四条直线中相邻两条之间的距离依次为1h 、2h 、3h 123(000)h h h >>>,,.(1)求证:31h h =;(2)设正方形ABCD 的面积为S ,求证:22121()S h h h =++; (3)若12312h h +=,当1h 变化时,说明正方形ABCD 的面积S 随1h 的变化情况.l 1l 2l 3l 4h 3h 2 h 1 AD B第题图参考答案精选1解:∵Rt△ABC中,∠ABC=90°,AB=3,BC=4,∴AC ===5,∵DE垂直平分AC,垂足为O,∴OA =AC =,∠AOD=∠B=90°,∵AD∥BC,∴∠A=∠C,∴△AOD∽△CBA,∴=,即=,解得AD =.故答案为:.精选2证明:在AB上截取AG,使AG=AF,易证△ADF≌△ADG(SAS).∴DF=DG.∵∠C=60°,AD,BD是角平分线,易证∠ADB=120°.∴∠ADF=∠ADG=∠BDG=∠BDE=60°.易证△BDE≌△BDG(ASA).∴DE=DG=DF.精选3、解:(1)连接OC.∵PC为⊙O的切线,∴PC⊥OC.∴∠PCO=90度.∵∠ACP=120°∴∠ACO=30°∵OC=OA,∴∠A=∠ACO=30度.∴∠BOC=60°∵OC=4∴∴S阴影=S△OPC﹣S扇形BOC =;(2)∠CMP的大小不变,∠CMP=45°由(1)知∠BOC+∠OPC=90°∵PM平分∠APC∴∠APM=∠APCDE F∵∠A=∠BOC∴∠PMC=∠A+∠APM=(∠BOC+∠OPC)=45°.精选4、解:(1)在Rt△ABE中,.(1分)过点O作OD⊥BC于点D,则OD∥AC,∴△ODB∽△ACB,∴,∴,∴,∴点O到BC的距离为.(3分)(2)证明:过点O作OE⊥BC于点E,OF⊥AC于点F,∵△OEB∽△ACB,∴∴,∴.∴直线BC与⊙O相切.(5分)此时,四边形OECF为矩形,∴AF=AC﹣FC=3﹣=,∵OF⊥AC,∴AP=2AF=.(7分)(3);(9分)(4)过点O作OG⊥AC于点G,OH⊥BC于点H,则四边形OGCH是矩形,且AP=2AG,又∵CO平分∠ACB,∴OG=OH,∴矩形OGCH是正方形.(10分)设正方形OGCH的边长为x,则AG=3﹣x,∵OG∥BC,∵△AOG∽△ABC,∴,∴,∴,∴,∴AP=2AG=.(12分)精选5、证法1:(截长)如图,截DF=DB,易证△DBF为等边三角,然后证△BDC≌△BFA即可;证法2:(截长)如图,截DF=DC,易证△DCF为等边三角,然后证△BDC≌△AFC即可;证法3:(补短)如图,延长BD至F,使DF=DC,此时BD+DC=BD+DF=BF,易证△DCF为等边△,再证△BCF≌△ACD即可.证法4:(四点共圆)两组对角分别互补的四边形四个顶点共圆.设AB=AC=BC=a,根据(圆内接四边形)托勒密定理:CD·a+BD·a=AD·a,得证.FFF精选6、解:(1)如图1,①∵四边形ABCD是矩形,∴AD=BC,DC=AB,∠DAB=∠B=∠C=∠D=90°.由折叠可得:AP=AB,PO=BO,∠PAO=∠BAO.∠APO=∠B.∴∠APO=90°.∴∠APD=90°﹣∠CPO=∠PO C.∵∠D=∠C,∠APD=∠PO C.∴△OCP∽△PD A.②∵△OCP与△PDA的面积比为1:4,∴====.∴PD=2OC,PA=2OP,DA=2CP.∵AD=8,∴CP=4,BC=8.设OP=x,则OB=x,CO=8﹣x.在Rt△PCO中,∵∠C=90°,CP=4,OP=x,CO=8﹣x,∴x2=(8﹣x)2+42.解得:x=5.∴AB=AP=2OP=10.∴边AB的长为10.(2)如图1,∵P是CD边的中点,∴DP=D C.∵DC=AB,AB=AP,∴DP=AP.∵∠D=90°,∴sin∠DAP==.∴∠DAP=30°.∵∠DAB=90°,∠PAO=∠BAO,∠DAP=30°,∴∠OAB=30°.∴∠OAB的度数为30°.(3)作MQ∥AN,交PB于点Q,如图2.∵AP=AB,MQ∥AN,∴∠APB=∠ABP,∠ABP=∠MQP.∴∠APB=∠MQP.∴MP=MQ.∵MP=MQ,ME⊥PQ,∴PE=EQ=PQ.∵BN=PM,MP=MQ,∴BN=QM.∵MQ∥AN,∴∠QMF=∠BNF.在△MFQ和△NFB中,.∴△MFQ≌△NF B.∴QF=BF.∴QF=Q B.∴EF=EQ+QF=PQ+QB=P B.由(1)中的结论可得:PC=4,BC=8,∠C=90°.∴PB==4.∴EF=PB=2.∴在(1)的条件下,当点M、N在移动过程中,线段EF的长度不变,长度为2.精选7、解:(1)DF=DE.理由如下:如答图1,连接BD.∵四边形ABCD是菱形,∴AD=AB.又∵∠A=60°,∴△ABD是等边三角形,∴AD=BD,∠ADB=60°,∴∠DBE=∠A=60°∵∠EDF=60°,∴∠ADF=∠BDE.∵在△ADF与△BDE中,,∴△ADF≌△BDE(ASA),∴DF=DE;(2)DF=DE.理由如下:如答图2,连接BD.∵四边形ABCD是菱形,∴AD=AB.又∵∠A=60°,∴△ABD是等边三角形,∴AD=BD,∠ADB=60°,∴∠DBE=∠A=60°∵∠EDF=60°,∴∠ADF=∠BDE.∵在△ADF与△BDE中,,∴△ADF≌△BDE(ASA),∴DF=DE;(3)由(2)知,△ADF≌△BDE.则S△ADF=S△BDE,AF=BE=x.依题意得:y=S△BEF+S△ABD=(2+x)xsin60°+×2×2sin60°=(x+1)2+.即y=(x+1)2+.∵>0,∴该抛物线的开口方向向上,∴当x=0即点E、B重合时,y最小值=.精选8、(1)解:过点C作CF⊥y轴于点F,∴∠AFC=90°,∴∠CAF+∠ACF=90°.∵△ABC是等腰直角三角形,∠BAC=90°,∴AC=AB,∠CAF+∠BAO=90°,∠AFC=∠BAC,∴∠ACF=∠BAO.在△ACF和△ABO中,,∴△ACF≌△ABO(AAS)∴CF=OA=1,AF=OB=2∴OF=1∴C(﹣1,﹣1);(2)证明:过点C作CG⊥AC交y轴于点G,∴∠ACG=∠BAC=90°,∴∠AGC+∠GAC=90°.∵∠CAG+∠BAO=90°,∴∠AGC=∠BAO.∵∠ADO+∠DAO=90°,∠DAO+∠BAO=90°,∴∠ADO=∠BAO,∴∠AGC=∠ADO.在△ACG和△ABD中∴△ACG≌△ABD(AAS),∴CG=AD=CD.∵∠ACB=∠ABC=45°,∴∠DCE=∠GCE=45°,在△DCE和△GCE中,,∴△DCE≌△GCE(SAS),∴∠CDE=∠G,∴∠ADB=∠CDE;(3)解:在OB上截取OH=OD,连接AH 由对称性得AD=AH,∠ADH=∠AHD.∵∠ADH=∠BAO.∴∠BAO=∠AHD.∵BD是∠ABC的平分线,∴∠ABO=∠EBO,∵∠AOB=∠EOB=90°.在△AOB和△EOB中,,∴△AOB≌△EOB(ASA),∴AB=EB,AO=EO,∴∠BAO=∠BEO,∴∠AHD=∠ADH=∠BAO=∠BEO.∴∠AEC=∠BHA.在△AEC和△BHA中,,∴△ACE≌△BAH(AAS)∴AE=BH=2OA∵DH=2OD∴BD=2(OA+OD).精选9、(1)证:设2AD l 与交于点E ,BC 与3l 交于点F , 由已知BF ED BE FD ∥,∥,∴四边形BEDF 是平行四边形,BE DF ∴=.又CDF Rt ABE Rt CD AB ∆∆∴=≌,.31h h =∴ (2)证:作44BG l DH l ⊥⊥,,垂足分别为G H 、,在Rt Rt BGC CHD △和△中,1809090BCG DCH BCD CDH DCH ∠+∠=︒-∠=︒∠+∠=︒,. BCG CDH ∴∠=∠.又90BGC CHD BC CD ∠=∠=︒=,,2Rt Rt BGC CHD CG DH h ∴==△≌△,.又22222223232121()()BG h h BC BG CG h h h h h h =+∴=+=++=+,,222121()S BC h h h ∴==++. (3)解:1221331122h h h h +=∴=-,, 1 l 2 l 3h 2 h 1 A BE 1 l 2 l 3lh 3h 2h 1 A D BF E2222121111355241124455S h h h h h h ⎛⎫⎛⎫∴=+-+=-+=-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,1211320010023h h h h >>∴->∴<<,,,.∴当1205h <<时,S 随1h 的增大而减小;当12253h <<时,S 随1h 的增大而增大.。
初中数学辅助线添加技巧:旋转方法总结1.旋转是中考压轴题中常见题型,在解这类题目时,什么时候需要构造旋转,怎么构造旋转.下面,就不同类型的旋转问题,给出构造旋转图形的解题方法:遇中点,旋转180°,构造中心对称; 遇90°,旋90°,造垂直; 遇60°,旋60°,造等边; 遇等腰,旋等腰.综上四点得到旋转的本质特征:等线段,共顶点,就可以有旋转.2.图形旋转后我们需要证明旋转全等,而旋转全等中的难点实际上是倒角.下面给出旋转常用倒角,只要是旋转,必然存在这两个倒角之一.如图1,若AOB COD ∠=∠,必有AOC BOD ∠=∠,反之亦然. 如图2,若A D ∠=∠,必有B C ∠=∠.图2图1OABCDDCB AO倒角是在初中数学学习中常用的名词,其意思是通过角之间的等量关系,得到我们所需要的角度的关系的过程.典例精析例1.(1)如图1,边长为1的正方形ABCD ,绕点A 逆时针旋转30°到正方形AB'C'D',图中我们阴影部分的面积是( )A.1-BC.1 D .12(2)正方形ABCD 在坐标系中的位置如图2所示,将正方形ABCD 绕点D 顺时针旋转90°后,B 点的坐标为 .图2图1D'C'BA解:(1)A ;(2)(4,0).点拨:本例第2小问是在平面直角坐标系中考查旋转变换的作图,是数形结合的完美体现.首先要确定旋转中心是点D 而不是坐标原点O ,此处易出现错误,然后利用平面直角坐标系的特征确定正方形ABCD 绕点D 旋转90°后B'的位置,这类题型常见于正方形网格中的旋转作图.例2.如图,E 、F 分别是正方形ABCD 的边BC 、DC 上的点,且∠EAF =45°,求证:EF =BE +DF .FED CBA证明:延长CB 到点G ,使得BG =DF ,连接AG .GF ED CBA∵四边形ABCD 是正方形, ∴90,D ABG AB AD ∠=∠=︒=. ∴ADF ABG △≌△. ∴,AF AG DAF BAG =∠=∠. ∵45EAF ∠=︒, ∴45DAF BAE ∠+∠=︒.∴45DAG BAE ∠+∠=︒,即45EAG ∠=︒. ∵AE AE =, ∴AFE AGE △≌△.∴EF EG EB BG BE DF ==+=+.点拨:旋转图形可将分散的条件集中到一个图形中,从而可充分利用已知条件,找到有效的解题方法.这种方法在正方形、正三角形以及其它正多边形中都有着广泛的应用.本题是旋转一个经典模型(半角模型),其中结论较多.例3.如图,以ABC △的边AC 、AB 为一边,分别向三角形的外侧作正方形ACFG 和正方形ABDE ,连接EC 交AB 于点H ,连接BG 交CE 于点M ,求证:BG ⊥CE .MH GFEDCBA证明:∵四边ABDE 、ACFG 是正方形, ∴,,90AE AB AC AG EAB GAC ==∠=∠=︒. ∴EAB BAC GAC BAC ∠+∠=∠+∠. ∴EAC GAB ∠=∠. ∴EAC GAB =△△. ∴AEC ABG ∠=∠.∵90,AEC AHE AHE BHM ∠+∠=︒∠=∠, ∴90ABG BHM ∠+∠=︒. ∴90EMB ∠=︒. ∴BG CE ⊥.点拨:本题旋转的基本模型,充分体现了利用旋转全等解题,本题是以ABC △为基本,以其两边分别向外构造正方形,构成旋转全等(其中用到了8字倒角),和其类似的还可以构造正三角形以及正五边形.例4.如图,在等腰ABC △中,,AB AC ABC α=∠=,在四边形BDEC 中,DB =DE ,2BDE α∠=,M 为CE 的中点,连接AM 、DM .M EDCB A(1)在图中画出DEM △关于点M 成中心对称的图形; (2)求证:AM DM ⊥;(3)当α= 时,AM DM =. 解:(1)M FEDCB A(2)在(1)中连接AD 、AF .M FEDCB A由(1)中的中心对称可知,DEM FCM △≌△, ∴,,DE FC BD DM FM DEM FCM ===∠=∠, ∵2BDE α∠=,∴ABD ABC CBD ∠=∠+∠360BDE DEM BCE α=+︒-∠-∠-∠360DEM BCE α=︒--∠-∠.∵360360ACF ACE FCM BCE FCM α∠=︒-∠-∠=︒--∠-∠, ∴ABD ACF ∠=∠. ∵AB AC =, ∴ABD ACF =△△. ∴AD AF =. ∵DM FM =, ∴AM DM ⊥. (3)45α=︒.∵,,AB AC AD AF BAC DAF ==∠=∠, ∴ADF ABC α∠=∠=.若AM DM =,则ADM △为等腰直角三角形,即45ADM ∠=︒, ∴45α=︒点拨:本题中第(1)问已经作出了中心对称图形,所以利用中心对称证全等的思路很清晰.本题的难点是利用周角和四边形的内角和为的有关知识倒角.初中几何常用的倒角是平行线的三线八角、对顶角、等边对等角等.例5.已知:在△ABC 中,BC =a ,AC =b ,以AB 为边作等边三角形ABD . 探究下列问题: (1)如图1,当点D 与点C 位于直线AB 的两侧时,a =b =3,且∠ACB =60°,则CD = ;(2)如图2,当点D 与点C 位于直线AB 的同侧时,a =b =6,且∠ACB =90°,则CD = ;(3)如图3,当∠ACB 变化,且点D 与点C 位于直线AB 的两侧时,求 CD 的最大值及相应的∠ACB 的度数.D CBAA B CDABCD图1 图2 图3(1)(2)(3)以点D为中心,将△DBC逆时针旋转60°,则点B落在点A,点C落在点E.联结AE,CE,∴CD=ED,∠CDE=60°,AE=CB=a,∴△CDE为等边三角形,∴CE=CD.当点E、A、C不在一条直线上时,有CD=CE<AE+AC=a+b;当点E、A、C在一条直线上时,CD有最大值,CD=CE=a+b;此时∠CED=∠BCD=∠ECD=60°,∴∠ACB=120°,因此当∠ACB=120°时,CD有最大值是a+b.例6.已知∠MAN,AC平分∠MAN.(1)在图1中,若∠MAN=120°,∠ABC=∠ADC=90°,求证:AB+AD=AC;(2)在图2中,若∠MAN=120°,∠ABC+∠ADC=180°,则(1)中的结论是否仍然成立?若成立,请给出证明;若不成立,请说明理由;(3)在图3中:①∠MAN=60°,∠ABC+∠ADC=180°,则AB+AD= AC;②若∠MAN=α(0°<α<180°),∠ABC+∠ADC=180°,则AB+AD= AC(用含α的三角函数表示),并给出证明.ABCDMN AB CD M NN M 图3图2图1D CBA解:(1)=证明:∵AC 平分∠MAN ,∠MAN =120°, ∴∠CAB =∠CAD =60°, ∵∠ABC =∠ADC =90°, ∴∠ACB =∠ACD =30°, ∴12AB AD AC ==, ∴AB +AD =A C . (2)成立.证法一:如图,过点C 分别作AM ,AN 的垂线,垂足分别为E ,F ,ABCD M N F E∵AC 平分∠MAN , ∴CE =CF ,∵∠ABC +∠ADC =180°,∠ADC +∠CDE =180°, ∴∠CDE =∠ABC , ∵∠CED =∠CFB =90°, ∴△CED ≌△CFB , ∴ED =FB ,∴AB +AD =AF +BF +AE -ED =AF +AE ,由(1)知AF +AE =AC , ∴AB +AD =AC ,证法二:如图,在AN 上截取AG =AC ,连接CG ,AB CD M NG∵∠CAB =60°,AG =AC ,∴∠AGC =60°,CG =AC =AG , ∵∠ABC +∠ADC =180°,∠ABC +∠CBG =180°, ∴∠CBG =∠ADC , ∴△CBG ≌△CDA , ∴BG =AD ,∴AB +AD =AB +BG =AG =AC ;(3)①证明:由(2)知,ED =BF ,AE =AF ,ABC D M N FE在Rt △AFC 中,cos AFCAF AC∠=, 即cos2AFACα=, ∴cos2AF AC α=,∴AB +AD =AF +BF +AE -ED =AF +AE =2AF 2cos 2AC α=.把α=60°,代入得AB AD +=. ②2cos2α点拨:在第(2)小题中,由题意可知,60BCD ∠=︒,有60°角就可把有关图形旋转60°,所以我们作,CE AM CF AN ⊥⊥的实质,就是将CBF △以顶点C 为旋转中心顺时针旋转了60°,从而构造了全等三角形,使此题有了解题思路.例7.如图1,O 为正方形ABCD 的中心,分别延长OA 、OD 到点F 、E ,使OF =2OA ,OE =2OD ,连接EF .将△EOF 绕点O 逆时针旋转α角得到△E 1OF 1(如图2).(1)探究AE 1与BF 1的数量关系,并给予证明; (2)当α=30°时,求证:△AOE 1为直角三角形.AB CDE 1F 1O FE 图2图1O DC BA解:(1)AE 1=BF 1.证明:∵O 为正方形ABCD 的中心, ∴OA =OD ,∵OF =2OA ,OE =2OD , ∴OE =OF ,∵将△EOF 绕点O 逆时针旋转α角得到△E 1OF 1 ∴OE 1=OF 1,∵∠F 1OB =∠E 1OA ,OA =OB , ∴△E 1AO ≌△F 1BO , ∴AE 1=BF 1;(2)证明:取OE 1中点G ,连接AG ,ABCDE 1F 1O G∵∠AOD =90°,α=30°, ∴∠E 1OA =90°-α=60°, ∵OE 1=2OA , ∴OA =OG ,∴∠E 1OA =∠AGO =∠OAG =60°,∴AG =GE 1,∴∠GAE 1=∠GE 1A =30°, ∴∠E 1AO =90°,∴△AOE 1为直角三角形.例8.如图,等腰梯形ABCD 中,AD ∥BC ,AD =AB =CD =2,∠C =60°,M 是BC 的中点.D'C'MFE DCBA(1)求证:△MDC 是等边三角形;(2)将△MDC 绕点M 旋转,当MD (即MD')与AB 交于一点E ,MC 即MC')同时与AD 交于一点F 时,点E ,F 和点A 构成△AEF .试探究△AEF 的周长是否存在最小值.如果不存在,请说明理由;如果存在,请计算出△AEF 周长的最小值.解:(1)证明:过点D 作DP ⊥BC ,于点P ,过点A 作AQ ⊥BC 于点Q ,PQ D'C'M FE DCBA∵∠C =∠B =60°∴12CP BQ AB ==,CP +BQ =AB 又∵ADPQ 是矩形,AD =PQ ,故BC =2AD , 由已知,点M 是BC 的中点, BM =CM =AD =AB =CD ,即△MDC 中,CM =CD ,∠C =60°,故△MDC 是等边三角形. (2)解:△AEF 的周长存在最小值,理由如下:连接AM ,由(1)平行四边形ABMD 是菱形,△MAB ,△MAD 和△MC'D'是等边三角形,∠BMA =∠BME +∠AME =60°,∠EMF =∠AMF +∠AME =60°, ∴∠BME =∠AMF ).在△BME 与△AMF 中,BM =AM , ∠EBM =∠FAM =60°, ∴△BME ≌△AMF (ASA ).∴BE =AF , ME =MF ,AE +AF =AE +BE =AB ,∵∠EMF =∠DMC =60°,故△EMF 是等边三角形,EF =MF . ∵MF 的最小值为点M 到ADEFAEF 的周长=AE +AF +EF =AB +EF , △AEF的周长的最小值为2. 跟踪训练1.如图,在△ABC 中,AB =AC ,90BAC ∠=︒,点D 是BC 上的任意一点,探究:22BD CD +与2AD 的关系,并证明你的结论.CBA2.如图,P 是等边△ABC 内一点,若AP =3,PB =4,PC =5,求APB ∠的度数.PCBA3.如图1,在ABCD □中,AE BC ⊥于点E ,E 恰为BC 的中点,tan 2B =.(1)求证:AD AE =;(2)如图2,点P 在线段BE 上,作EF DP ⊥于点F ,连结AF .求证:DF EF -=;(3)请你在图3中画图探究:当P 为线段EC 上任意一点(P 不与点E 重合)时,作EF 垂直直线DP ,垂足为点F ,连结AF .线段DF 、EF 与AF 之间有怎样的数量关系?直接写出你的结论.图1EDCBA图2PF ABCDE图3ABCDE4.请阅读下列材料:已知:如图(1)在Rt △ABC 中,∠BAC =90°,AB =AC ,点D 、E 分别为线段BC 上两动点,若∠DAE =45°.探究线段BD 、DE 、EC 三条线段之间的数量关系.小明的思路是:把△AEC 绕点A 顺时针旋转90°,得到△ABE ′,连接E ′D ,使问题得到解决.请你参考小明的思路探究并解决下列问题:(1)猜想BD 、DE 、EC 三条线段之间存在的数量关系式,直接写出你的猜想; (2)当动点E 在线段BC 上,动点D 运动在线段CB 延长线上时,如图(2),其它条件不变,(1)中探究的结论是否发生改变?请说明你的猜想并给予证明;(3)已知:如图(3),等边三角形ABC 中,点D 、E 在边AB 上,且∠DCE =30°,请你找出一个条件,使线段DE 、AD 、EB 能构成一个等腰三角形,并求出此时等腰三角形顶角的度数.图3图2图1CE ADBCE AD BEDCBA5.请阅读下列材料:问题:如图1,在菱形ABCD 和菱形BEFG 中,点A B E ,,在同一条直线上,P 是线段DF 的中点,连结PG PC ,.若60ABC BEF ∠=∠=,探究PG 与PC 的位置关系及PGPC的值. 小聪同学的思路是:延长GP 交DC 于点H ,构造全等三角形,经过推理使问题得到解决.请你参考小聪同学的思路,探究并解决下列问题: (1)写出上面问题中线段PG 与PC 的位置关系及PGPC的值; (2)将图1中的菱形BEFG 绕点B 顺时针旋转,使菱形BEFG 的对角线BF 恰好与菱形ABCD 的边AB 在同一条直线上,原问题中的其他条件不变(如图2).你在(1)中得到的两个结论是否发生变化?写出你的猜想并加以证明.(3)若图1中2(090)ABC BEF αα∠=∠=<<,将菱形BEFG 绕点B 顺时针旋转任意角度,原问题中的其他条件不变,请你直接写出PGPC的值(用含α的式子表示).6.在Rt △ABC 中,AB =BC ,在Rt △ADE 中,AD =DE ,连接EC ,取EC 的中点M ,连接DM 和BM .(1)若点D 在边AC 上,点E 在边AB 上且与点B 不重合,如图1,探索BM 、DM 的关系并给予证明;(2)如果将图1中的△ADE 绕点A 逆时针旋转小于45°的角,如图2,那么(1)中的结论是否仍成立?如果不成立,请举出反例;如果成立,请给予证明.DCG PAB EF图2DAB EF CPG图1图2图1AEBMD CMEDB CA7.已知正方形ABCD 和等腰Rt △BEF ,EF =BE ,∠BEF =90°,按图1旋转,使点F 在BC 上,取DF 中点G ,连接EG 、CG .(1)探索EG 、CG 的关系,并说明理由;(2)将图1中△BEF 绕点B 顺时针旋转45°得图2,连接DF ,取DF 的中点G .问(1)中的结论是否成立?并说明理由.(3)将图1中△BEF 绕点B 转动任意度数(旋转角在0到90°之间)得图3,连接DF ,取DF 的中点G ,问(1)中的结论是否成立,请说明理由.图3BF DC GEABFDCGE AG F图2图1E DBCA中考前瞻将正方形ABCD 绕中心O 顺时针旋转角α得到正方形1111A B C D ,如图1所示. (1)当45α=︒时,如图2,若线段OA 与边11A D 的交点为E ,线段1OA 与AB 的交点为F ,可得下列结论成立①EOP FOP △≌△,②1PA PA =,试选择一个证明;(2)当090α︒<<︒时,第(1)小题的结论1PA PA =还成立吗?如果成立,请证明;如果不成立,请说明理由.(3)在旋转过程,记正方形1111A B C D 与AB 边交于P 、Q 两点,探究POQ ∠的度数是否发生变化?如果变化,请描述它与α之间的关系;如果不变,请直接写出POQ 的度数.PQ PD 1AA 1BB 1CC 1DD 1C 1B 1A 1F E F图2图1EDBCA。
中考数学几何压轴题(有关三角形、四边形)的综合专题1、如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,E为AC边的一点,F为AB边上一点,连接CF,交BE于点D且∠ACF=∠CBE,CG平分∠ACB交BD于点G,(1)求证:CF=BG;(2)延长CG交AB于H,连接AG,过点C作CP∥AG交BE的延长线于点P,求证:PB=CP+CF;(3)在(2)问的条件下,当∠GAC=2∠FCH时,若S△AEG=3,BG=6,求AC的长.2、[问题背景]如图1所示,在△ABC中,AB=BC,∠ABC=90°,点D为直线BC上的一个动点(不与B、C重合),连结AD,将线段AD绕点D按顺时针方向旋转90°,使点A旋转到点E,连结EC.[问题初探]如果点D在线段BC上运动,通过观察、交流,小明形成了以下的解题思路:过点E作EF⊥BC 交直线BC于F,如图2所示,通过证明△DEF≌△,可推证△CEF是三角形,从而求得∠DCE=.[继续探究]如果点D在线段CB的延长线上运动,如图3所示,求出∠DCE的度数.[拓展延伸]连接BE,当点D在直线BC上运动时,若AB=,请直接写出BE的最小值.3、(2019秋•锦江区校级期末)在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,BD是△ABC的角平分线.(1)如图1,求证:AD=2DC.(2)如图2,作∠CBD的角平分线交线段CD于点M,若CM=1,求△DBM的面积;(3)如图3,过点D作DE⊥AB于点E,点N是线段AC上一点(不与C、D重合),以BN为一边,在BN的下方作∠BNG=60°,NG交DE延长线于点G,试探究线段ND,DG与AD之间的数量关系,并说明理由.4、(2019•镇平县三模)如图1,已知直角三角形ABC,∠ACB=90°,∠BAC=30°,点D是AC边上一点,过D作DE⊥AB于点E,连接BD,点F是BD中点,连接EF,CF.(1)发现问题:线段EF,CF之间的数量关系为;∠EFC的度数为;(2)拓展与探究:若将△AED绕点A按顺时针方向旋转α角(0°<α<30°),如图2所示,(1)中的结论还成立吗?请说明理由;(3)拓展与运用:如图3所示,若△AED绕点A旋转的过程中,当点D落到AB边上时,AB边上另有一点G,AD=DG=GB,BC=3,连接EG,请直接写出EG的长度.5、(2017春•西城区校级期末)如图1,在等腰△ABC中,AB=AC,∠BAC=a,点P是线段AB的中点,点E是线段CB延长线上一点,且PE=PC,将线段PC绕点P顺时针旋转α得到PD,连接BD.(1)如图2,若α=60°,其他条件不变,先补全图形,然后探究线段BD和BC之间的数量关系,并说明理由.(2)如图3,若α=90°,其他条件不变,探究线段BP、BD和BC之间的等量关系,并说明理由.6、【发现问题】如图1,已知△ABC,以点A为直角顶点、AB为腰向△ABC外作等腰直角△ABE.请你以A为直角顶点、AC为腰,向△ABC外作等腰直角△ACD(不写作法,保留作图痕迹).连接BD、CE.那么BD与CE的数量关系是BD=CE.【拓展探究】如图2,已知△ABC,以AB、AC为边向外作正方形AEFB和正方形ACGD,连接BD、CE,试判断BD与CE之间的数量关系,并说明理由.【解决问题】如图3,有一个四边形场地ABCD,∠ADC=60°,BC=15,AB=8,AD=CD,求BD的最大值.7、(1)如图1,点C为线段AB外一个动点,已知AB=a,AC=b.当点C位于BA的延长线上时,线段BC取得最大值,则最大值为(用含a,b的式子表示);(2)如图2,点C为线段AB外一个动点,若AB=10,AC=3,分别以AC,BC为边,作等边三角形ACD和等边三角形BCE,连接AE,DB.①求证:AE=DB;②请直接写出线段AE的最大值;(3)如图3,AB=6,点M为线段AB外一个动点,且AM=2,MB=MN,∠BMN=90°,请直接写出线段AN的最大值.8、【初步探索】(1)如图1:在四边形ABC中,AB=AD,∠B=∠ADC=90°,E、F分别是BC、CD上的点,且EF =BE+FD,探究图中∠BAE、∠F AD、∠EAF之间的数量关系.小王同学探究此问题的方法是:延长FD到点G,使DG=BE.连接AG,先证明△ABE≌△ADG,再证明△AEF≌△AGF,可得出结论,他的结论应是;【灵活运用】(2)如图2,若在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°.E、F分别是BC、CD上的点,且EF=BE+FD,上述结论是否仍然成立,并说明理由;【拓展延伸】(3)如图3,已知在四边形ABCD中,∠ABC+∠ADC=180°AB=AD,若点E在CB的延长线上,点F在CD的延长线上,如图3所示,仍然满足EF=BE+FD,请写出∠EAF与∠DAB的数量关系,并给出证明过程.9、(2018•大东区一模)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,点O为AB中点,点P为直线BC上的动点(不与点B、点C重合),连接OC、OP,将线段OP绕点P逆时针旋转60°,得到线段PQ,连接BQ.(1)如图1,当点P在线段BC上时,请直接写出线段BQ与CP的数量关系.(2)如图2,当点P在CB延长线上时,(1)中结论是否成立?若成立,请加以证明;若不成立,请说明理由;(3)如图3,当点P在BC延长线上时,若∠BPO=45°,AC=,请直接写出BQ的长.10、模型发现:同学们知道,三角形的两边之和大于第三边,即如图1,在△ABC中,AB+AC>BC.对于图1,若把点C看作是线段AB外一动点,且AB=c,AC=b,则线段BC的长会因为点C的位置的不同而发生变化.因为AB、AC的长度固定,所以当∠BAC越大时,BC边越长.特别的,当点C位于时,线段BC的长取得最大值,且最大值为(用含b,c的式子表示)(直接填空).模型应用:点C为线段AB外一动点,且AB=3,AC=2,如图2所示,分别以AC,BC为边,作等边三角形ACD 和等边三角形BCE,连接BD,AE.(1)求证:BD=AE.(2)线段AE长的最大值为.模型拓展:如图3,在平面直角坐标系中,点A是y轴正半轴上的一动点,点B是x轴正半轴上的一动点,且AB =8.若AC⊥AB,AC=3,试求OC长的最大值.11、已知:△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC.(1)如图1,点D在BC的延长线上,连AD,过B作BE⊥AD于E,交AC于点F.求证:AD=BF;(2)如图2,点D在线段BC上,连AD,过A作AE⊥AD,且AE=AD,连BE交AC于F,连DE,问BD与CF有何数量关系,并加以证明;(3)如图3,点D在CB延长线上,AE=AD且AE⊥AD,连接BE、AC的延长线交BE于点M,若AC =3MC,请直接写出的值.12、已知在△ABC中,AB=AC,射线BM、BN在∠ABC内部,分别交线段AC于点G、H.(1)如图1,若∠ABC=60°,∠MBN=30°,作AE⊥BN于点D,分别交BC、BM于点E、F.①求证:∠1=∠2;②如图2,若BF=2AF,连接CF,求证:BF⊥CF;(2)如图3,点E为BC上一点,AE交BM于点F,连接CF,若∠BFE=∠BAC=2∠CFE,求的值.13、已知,△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,E为边AC任意一点,连接BE.(1)如图1,若∠ABE=15°,O为BE中点,连接AO,且AO=1,求BC的长;(2)如图2,F也为AC上一点,且满足AE=CF,过A作AD⊥BE交BE于点H,交BC于点D,连接DF交BE于点G,连接AG;①若AG平分∠CAD,求证:AH=AC;②如图3,当G落在△ABC外时,若将△EFG沿EF边翻折,点G刚好落在AB边上点P,直接写出AG与EF的数量关系.14、如图所示,Rt△ABC中,∠ACB=90°,E为AC中点,作ED⊥AC交AB于D,连接CD;(1)如图1,求证:AB=2CD;(2)如图2,作CF⊥AB交AB于F,点G为CF上一点,点H为DE延长线上一点,分别连接AH、GH,若∠AHG=2∠B,求证:AH=GH;(3)如图3,在(2)的条件下,连接DG,且有DE=BF,∠EDG=90°,若AC=6,求AH的长度.15、【问题情境】一节数学课后,老师布置了一道课后练习题:如图:已知在Rt△ABC中,AC=BC,∠ACB=90°,CD⊥AB于点D,点E、F分别在A和BC上,∠1=∠2,FG⊥AB于点G,求证:△CDE≌△EGF.(1)阅读理解,完成解答本题证明的思路可用下列框图表示:根据上述思路,请你完整地书写这道练习题的证明过程;(2)特殊位置,证明结论若CE平分∠ACD,其余条件不变,求证:AE=BF;(3)知识迁移,探究发现如图,已知在Rt△ABC中,AC=BC,∠ACB=90°,CD⊥AB于点D,若点E是DB的中点,点F在直线CB上且满足EC=EF,请直接写出AE与BF的数量关系.(不必写解答过程)16、在正方形ABCD和等腰直角△BGF中,∠BGF=90°,P是DF的中点,连接PG、PC.(1)如图1,当点G在BC边上时,延长GP交DC于点E.求证:PG=PC;(2)如图2,当点F在AB的延长线上时,(1)中的结论是否成立?请证明你的结论;(3)如图3,若四边形ABCD为菱形,且∠ABC=60°,△BGF为等边三角形,点F在CB的延长线上时,线段PC、PG又有怎样的数量关系,请直接写出你的结论,并画出论证过程中需要添加的辅助线.17、在△ABC中,∠BAC=60°,点D、E分别在边AC、AB上,AD=AE,连接CE、BD相交于点F,且∠BEC=∠ADF,连接AF.(1)如图1,连接ED,求证:∠ABD=∠CED;(2)如图2,求证:EF+FD=AF;(3)如图3,取BC的中点G,连接AG交BD于点H,若∠GAC=3∠ABD,BH=7,求△ABH的面积.18、点D,E分别在△ABC的边AC,BD上,BD,CE交于点F,连接AF,∠F AE=∠F AD,FE=FD.(1)如图1,若∠AEF=∠ADF,求证:AE=AD;(2)如图2,若∠AEF≠∠ADF,FB平分∠ABC,求∠BAC的度数;(3)在(2)的条件下,如图3,点G在BE上,∠CFG=∠AFB若AG=6,△ABC的周长为20,求BC长.中考数学几何压轴题(有关三角形、四边形)的综合专题参考答案1、如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,E为AC边的一点,F为AB边上一点,连接CF,交BE于点D且∠ACF=∠CBE,CG平分∠ACB交BD于点G,(1)求证:CF=BG;(2)延长CG交AB于H,连接AG,过点C作CP∥AG交BE的延长线于点P,求证:PB=CP+CF;(3)在(2)问的条件下,当∠GAC=2∠FCH时,若S△AEG=3,BG=6,求AC的长.证明:(1)如图1,∵∠ACB=90°,AC=BC,∴∠A=45°,∵CG平分∠ACB,∴∠ACG=∠BCG=45°,∴∠A=∠BCG,在△BCG和△CAF中,∵,∴△BCG≌△CAF(ASA),∴CF=BG;(2)如图2,∵PC∥AG,∴∠PCA=∠CAG,∵AC=BC,∠ACG=∠BCG,CG=CG,∴△ACG≌△BCG,∴∠CAG=∠CBE,∵∠PCG=∠PCA+∠ACG=∠CAG+45°=∠CBE+45°,∠PGC=∠GCB+∠CBE=∠CBE+45°,∴∠PCG=∠PGC,∴PC=PG,∵PB=BG+PG,BG=CF,∴PB=CF+CP;(3)解法一:如图3,过E作EM⊥AG,交AG于M,∵S△AEG=AG•EM=3,由(2)得:△ACG≌△BCG,∴BG=AG=6,∴×6×EM=3,EM=,设∠FCH=x°,则∠GAC=2x°,∴∠ACF=∠EBC=∠GAC=2x°,∵∠ACH=45°,∴2x+x=45,x=15,∴∠ACF=∠GAC=30°,在Rt△AEM中,AE=2EM=2,AM==3,∴M是AG的中点,∴AE=EG=2,∴BE=BG+EG=6+2,在Rt△ECB中,∠EBC=30°,∴CE=BE=3+,∴AC=AE+EC=2+3+=3+3.解法二:同理得:∠CAG=30°,AG=BG=6,如图4,过G作GM⊥AC于M,在Rt△AGM中,GM=3,AM===3,∵∠ACG=45°,∠MGC=90°,∴GM=CM=3,∴AC=AM+CM=3+3.2、[问题背景]如图1所示,在△ABC中,AB=BC,∠ABC=90°,点D为直线BC上的一个动点(不与B、C重合),连结AD,将线段AD绕点D按顺时针方向旋转90°,使点A旋转到点E,连结EC.[问题初探]如果点D在线段BC上运动,通过观察、交流,小明形成了以下的解题思路:过点E作EF⊥BC 交直线BC于F,如图2所示,通过证明△DEF≌△ADB,可推证△CEF是等腰直角三角形,从而求得∠DCE=135°.[继续探究]如果点D在线段CB的延长线上运动,如图3所示,求出∠DCE的度数.[拓展延伸]连接BE,当点D在直线BC上运动时,若AB=,请直接写出BE的最小值.解:[问题初探]如图2,过点E作EF⊥BC交直线BC于F,∴∠DFE=90°=∠ABD,∴∠EDF+∠DEF=90°,由旋转知,AD=DE,∠ADE=90°,∴∠ADB+∠EDF=90°,∴∠ADB=∠DEF,∴△ABD≌△DFE(AAS),∴BD=EF,DF=AB,∵AB=BC,∴BC=DF,∴BD=CF,∴EF=CF,∴△CEG是等腰直角三角形,∴∠ECF=45°,∴∠DCE=135°,故答案为:ADB,等腰直角,135;[继续探究]如图3,过点E作EF⊥BC于F,∴∠DFE=90°=∠ABD,∴∠EDF+∠DEF=90°,由旋转知,AD=DE,∠ADE=90°,∴∠ADB+∠EDF=90°,∴∠ADB=∠DEF,∴△ABD≌△DFE(AAS),∴BD=EF,DF=AB,∵AB=BC,∴BC=DF,∴BD=CF,∴EF=CF,∴△CEG是等腰直角三角形,∴∠ECF=45°,∴∠DCE=45°;[拓展延伸]如图4,在△ABC中,∠ABC=90°,AB=BC=,∴∠ACB=45°当点D在射线BC上时,由[问题初探]知,∠BCM=135°,∴∠ACM=∠BCM﹣∠ACB=90°,当点D在线段CB的延长线上时,由[继续探究]知,∠BCE=45°,∴∠ACN=∠ACB+∠BCM=90°,∴点E是过点C垂直于AC的直线上的点,∴当BE⊥MN时,BE最小,∵∠BCE=45°,∴∠CBE=45°=∠BCE,∴BE=CE,∴BE最小=BC=,即:BE的最小值为.3、在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,BD是△ABC的角平分线.(1)如图1,求证:AD=2DC.(2)如图2,作∠CBD的角平分线交线段CD于点M,若CM=1,求△DBM的面积;(3)如图3,过点D作DE⊥AB于点E,点N是线段AC上一点(不与C、D重合),以BN为一边,在BN的下方作∠BNG=60°,NG交DE延长线于点G,试探究线段ND,DG与AD之间的数量关系,并说明理由.证明:(1)如图1,过点D作DE⊥AB,∵BD是△ABC的角平分线,DE⊥AB,∠ACB=90°,∴DC=DE,∵∠A=30°,DE⊥AB,∴AD=2DE,∴AD=2DC;(2)如图2,过点M作ME∥BD,∵∠ACB=90°,∠A=30°,∴∠ABC=60°,∵BD是△ABC的角平分线,∴∠ABD=∠DBC=30°,∵BM平分∠CBD,∴∠CBM=15°=∠DBM,∵ME∥BD,∴∠MEC=∠CBD=30°,∠EMB=∠DBM=∠MBE,∴ME=BE,∵∠MEC=30°,∠C=90°∴CE=MC=,ME=2MC=2=BE,∴BC=+2,∵∠CBD=30°,∠C=90°,∴BC=CD,∴CD=1+,∴DM=,∴△DBM的面积=××(+2)=1+;(3)若点N在CD上时,AD=DG+DN,理由如下:如图3所示:延长ED使得DW=DN,连接NW,∵∠ACB=90°,∠A=30°,BD是△ABC的角平分线,DE⊥AB于点E,∴∠ADE=∠BDE=60°,AD=BD,∵DN=DW,且∠WDN=60°∴△WDN是等边三角形,∴NW=DN,∠W=∠WND=∠BNG=∠BDN=60°,∴∠WNG=∠BND,在△WGN和△DBN中,∴△WGN≌△DBN(SAS),∴BD=WG=DG+DN,∴AD=DG+DN.(3)若点N在AD上时,AD=DG﹣DN,理由如下:如图4,延长BD至H,使得DH=DN,连接HN,由(1)得DA=DB,∠A=30°.∵DE⊥AB于点E.∴∠2=∠3=60°.∴∠4=∠5=60°.∴△NDH是等边三角形.∴NH=ND,∠H=∠6=60°.∴∠H=∠2.∵∠BNG=60°,∴∠BNG+∠7=∠6+∠7.即∠DNG=∠HNB.在△DNG和△HNB中,∴△DNG≌△HNB(ASA).∴DG=HB.∵HB=HD+DB=ND+AD,∴DG=ND+AD.∴AD=DG﹣ND.4、如图1,已知直角三角形ABC,∠ACB=90°,∠BAC=30°,点D是AC边上一点,过D作DE⊥AB于点E,连接BD,点F是BD中点,连接EF,CF.(1)发现问题:线段EF,CF之间的数量关系为EF=CF;∠EFC的度数为120°;(2)拓展与探究:若将△AED绕点A按顺时针方向旋转α角(0°<α<30°),如图2所示,(1)中的结论还成立吗?请说明理由;(3)拓展与运用:如图3所示,若△AED绕点A旋转的过程中,当点D落到AB边上时,AB边上另有一点G,AD=DG=GB,BC=3,连接EG,请直接写出EG的长度.解:(1)如图1中,∵DE⊥AB,∴∠BED=90°,∵∠BCD=90°,BF=DF,∴FE=FB=FD=CF,∴∠FBE=∠FEB,∠FBC=∠FCB,∴∠EFC=∠EFD+∠CFD=∠FBE+∠FEB+∠FBC+∠FCB=2(∠FBE+∠FBC)=2∠ABC=120°,故答案为:EF=CF,120°.(2)结论成立.理由:如图2中,取AB的中点M,AD的中点N,连接MC,MF,ED,EN,FN.∵BM=MA,BF=FD,∴MF∥AD,MF=AD,∵AN=ND,∴MF=AN,MF∥AN,∴四边形MFNA是平行四边形,∴NF=AM,∠FMA=∠ANF,在Rt△ADE中,∵AN=ND,∠AED=90°,∴EN=AD=AN=ND,同理CM=AB=AM=MB,在△AEN和△ACM中,∠AEN=∠EAN,∠MCA=∠MAC,∵∠MAC=∠EAN,∴∠AMC=∠ANE,又∵∠FMA=∠ANF,∴∠ENF=∠FMC,在△MFC和△NEF中,,∴△MFC≌△NEF(SAS),∴FE=FC,∠NFE=∠MCF,∵NF∥AB,∴∠NFD=∠ABD,∵∠ACB=90°,∠BAC=30°,∴∠ABC=60°,△BMC是等边三角形,∠MCB=60°∴∠EFC=∠EFN+∠NFD+∠DFC=∠MCF+∠ABD+∠FBC+∠FCB=∠ABC+∠MCB=60°+60°=120°.(3)如图3中,作EH⊥AB于H.在Rt△ABC中,∵∠BAC=30°,BC=3,∴AB=2BC=6,在Rt△AED中,∠DAE=30°,AD=2,∴DE=AD=1,在Rt△DEH中,∵∠EDH=60°,DE=1,∴EH=ED•sin60°=,DH=ED•cos60°=,在Rt△EHG中,EG==.5、如图1,在等腰△ABC中,AB=AC,∠BAC=a,点P是线段AB的中点,点E是线段CB延长线上一点,且PE=PC,将线段PC绕点P顺时针旋转α得到PD,连接BD.(1)如图2,若α=60°,其他条件不变,先补全图形,然后探究线段BD和BC之间的数量关系,并说明理由.(2)如图3,若α=90°,其他条件不变,探究线段BP、BD和BC之间的等量关系,并说明理由.解:(1)BC=2BD,理由:如图2,连接CD,由旋转可得,CP=DP,∠CPD=60°,∴△CDP是等边三角形,∴∠CDP=60°=∠PCD,又∵P是AB的中点,AB=AC,∠A=60°,∴等边三角形ABC中,∠PCB=30°,CP⊥AB,∴∠BCD=30°,即BC平分∠PCD,∴BC垂直平分PD,∴∠BDC=∠BPC=90°,∴Rt△BCD中,BC=2BD.(2)如图3,取BC中点F,连接PF,∵∠A=90°,AB=AC,∴△ABC是等腰直角三角形,∵P是AB的中点,F是BC的中点,∴PF是△ABC的中位线,∴PF∥AC,∴∠PFB=∠ACB=45°,∠BPF=∠A=90°,∴△BPF是等腰直角三角形,∴BF=BP,BP=PF,∵∠DPC=∠BPF=90°,∴∠BPD=∠FPC,又∵PD=PC,∴△BDP≌△FCP,∴BD=CF,∵BC=BF+FC,∴BC=BD+BP.6、【发现问题】如图1,已知△ABC,以点A为直角顶点、AB为腰向△ABC外作等腰直角△ABE.请你以A为直角顶点、AC为腰,向△ABC外作等腰直角△ACD(不写作法,保留作图痕迹).连接BD、CE.那么BD与CE的数量关系是BD=CE.【拓展探究】如图2,已知△ABC,以AB、AC为边向外作正方形AEFB和正方形ACGD,连接BD、CE,试判断BD与CE之间的数量关系,并说明理由.【解决问题】如图3,有一个四边形场地ABCD,∠ADC=60°,BC=15,AB=8,AD=CD,求BD的最大值.【发现问题】解:延长CA到M,作∠MAC的平分线AN,在AN上截取AD=AC,连接CD,即可得到等腰直角△ACD;连接BD、CE,如图1所示:∵△ABE与△ACD都是等腰直角三角形,∴AB=AE,AD=AC,∠BAE=∠CAD=90°,∴∠BAD=∠EAC,在△BAD和△EAC中,,∴△BAD≌△EAC(SAS),∴BD=CE,【拓展探究】解:BD=CE;理由如下:∵四边形AEFB与四边形ACGD都是正方形,∴AB=AE,AD=AC,∠BAE=∠CAD=90°,∴∠BAD=∠EAC,在△BAD和△EAC中,,∴△BAD≌△EAC(SAS),∴BD=CE;【解决问题】解:以AB为边向外作等边三角形ABE,连接CE,如图3所示:则∠BAE=60°,BE=AB=AE=8,∵AD=CD,∠ADC=60°,∴△ACD是等边三角形,∴∠CAD=60°,AC=AD,∴∠CAD+∠BAC=∠BAE+∠BAC,即∠BAD=∠EAC,在△BAD和△EAC中,,∴△BAD≌△EAC(SAS),∴BD=CE;当C、B、E三点共线时,CE最大=BC+BE=15+8=23,∴BD的最大值为23.7、如图1,点C为线段AB外一个动点,已知AB=a,AC=b.当点C位于BA的延长线上时,线段BC取得最大值,则最大值为a+b(用含a,b的式子表示);(2)如图2,点C为线段AB外一个动点,若AB=10,AC=3,分别以AC,BC为边,作等边三角形ACD和等边三角形BCE,连接AE,DB.①求证:AE=DB;②请直接写出线段AE的最大值;(3)如图3,AB=6,点M为线段AB外一个动点,且AM=2,MB=MN,∠BMN=90°,请直接写出线段AN的最大值.(1)解:∵点C为线段AB外一动点,且AC=b,AB=a,∴当点C位于BA的延长线上时,线段BC的长取得最大值,且最大值为AC+AB=a+b,(2)①证明:如图2中,∵△ACD与△BCE是等边三角形,∴CD=AC,CB=CE,∠ACD=∠BCE=60°,∴∠DCB=∠ACE,在△CAD与△EAB中,,∴△CAD≌△EAB(SAS),∴AE=BD.②∵线段AE长的最大值=线段BD的最大值,由(1)知,当线段BD的长取得最大值时,点D在BA的延长线上,∴最大值为AD+AB=3+10=13;(3)如图3中,连接BN,∵将△AMN绕着点M顺时针旋转90°得到△PBM,连接AP,则△APM是等腰直角三角形,∴MA=MP=2,BP=AN,∴P A=2,∵AB=6,∴线段AN长的最大值=线段BP长的最大值,∴当P在线段BA的延长线时,线段BP取得最大值最大值=AB+AP=6+2.8、【初步探索】(1)如图1:在四边形ABC中,AB=AD,∠B=∠ADC=90°,E、F分别是BC、CD上的点,且EF =BE+FD,探究图中∠BAE、∠F AD、∠EAF之间的数量关系.小王同学探究此问题的方法是:延长FD到点G,使DG=BE.连接AG,先证明△ABE≌△ADG,再证明△AEF≌△AGF,可得出结论,他的结论应是∠BAE+∠F AD=∠EAF;【灵活运用】(2)如图2,若在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°.E、F分别是BC、CD上的点,且EF=BE+FD,上述结论是否仍然成立,并说明理由;【拓展延伸】(3)如图3,已知在四边形ABCD中,∠ABC+∠ADC=180°AB=AD,若点E在CB的延长线上,点F在CD的延长线上,如图3所示,仍然满足EF=BE+FD,请写出∠EAF与∠DAB的数量关系,并给出证明过程.解:(1)∠BAE+∠F AD=∠EAF.理由:如图1,延长FD到点G,使DG=BE,连接AG,根据SAS可判定△ABE≌△ADG,进而得出∠BAE=∠DAG,AE=AG,再根据SSS可判定△AEF≌△AGF,可得出∠EAF=∠GAF=∠DAG+∠DAF=∠BAE+∠DAF.故答案为:∠BAE+∠F AD=∠EAF;(2)仍成立,理由:如图2,延长FD到点G,使DG=BE,连接AG,∵∠B+∠ADF=180°,∠ADG+∠ADF=180°,∴∠B=∠ADG,又∵AB=AD,∴△ABE≌△ADG(SAS),∴∠BAE=∠DAG,AE=AG,∵EF=BE+FD=DG+FD=GF,AF=AF,∴△AEF≌△AGF(SSS),∴∠EAF=∠GAF=∠DAG+∠DAF=∠BAE+∠DAF;(3)∠EAF=180°﹣∠DAB.证明:如图3,在DC延长线上取一点G,使得DG=BE,连接AG,∵∠ABC+∠ADC=180°,∠ABC+∠ABE=180°,∴∠ADC=∠ABE,又∵AB=AD,∴△ADG≌△ABE(SAS),∴AG=AE,∠DAG=∠BAE,∵EF=BE+FD=DG+FD=GF,AF=AF,∴△AEF≌△AGF(SSS),∴∠F AE=∠F AG,∵∠F AE+∠F AG+∠GAE=360°,∴2∠F AE+(∠GAB+∠BAE)=360°,∴2∠F AE+(∠GAB+∠DAG)=360°,即2∠F AE+∠DAB=360°,∴∠EAF=180°﹣∠DAB.9、如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,点O为AB中点,点P为直线BC上的动点(不与点B、点C重合),连接OC、OP,将线段OP绕点P逆时针旋转60°,得到线段PQ,连接BQ.(1)如图1,当点P在线段BC上时,请直接写出线段BQ与CP的数量关系.(2)如图2,当点P在CB延长线上时,(1)中结论是否成立?若成立,请加以证明;若不成立,请说明理由;(3)如图3,当点P在BC延长线上时,若∠BPO=45°,AC=,请直接写出BQ的长.解:(1)CP=BQ,理由:如图1,连接OQ,由旋转知,PQ=OP,∠OPQ=60°⊅∴△POQ是等边三角形,∴OP=OQ,∠POQ=60°,在Rt△ABC中,O是AB中点,∴OC=OA=OB,∴∠BOC=2∠A=60°=∠POQ,∴∠COP=∠BOQ,在△COP和△BOQ中,,∴△COP≌△BOQ(SAS),∴CP=BQ,(2)CP=BQ,理由:如图2,连接OQ,由旋转知,PQ=OP,∠OPQ=60°∴△POQ是等边三角形,∴OP=OQ,∠POQ=60°,在Rt△ABC中,O是AB中点,∴OC=OA=OB,∴∠BOC=2∠A=60°=∠POQ,∴∠COP=∠BOQ,在△COP和△BOQ中,,∴△COP≌△BOQ(SAS),∴CP=BQ,(3)如图3,在Rt△ABC中,∠A=30°,AC=,∴BC=AC•tan∠A=,过点O作OH⊥BC,∴∠OHB=90°=∠BCA,∴OH∥AB,∵O是AB中点,∴CH=BC=,OH=AC=,∵∠BPQ=45°,∠OHP=90°,∴∠BPQ=∠PQH,∴PH=OH=,∴CP=PH﹣CH=﹣=,连接BQ,同(1)的方法得,BQ=CP=.10、模型发现:同学们知道,三角形的两边之和大于第三边,即如图1,在△ABC中,AB+AC>BC.对于图1,若把点C看作是线段AB外一动点,且AB=c,AC=b,则线段BC的长会因为点C的位置的不同而发生变化.因为AB、AC的长度固定,所以当∠BAC越大时,BC边越长.特别的,当点C位于线段BA的延长线上时,线段BC的长取得最大值,且最大值为b+c(用含b,c的式子表示)(直接填空)模型应用:点C为线段AB外一动点,且AB=3,AC=2,如图2所示,分别以AC,BC为边,作等边三角形ACD 和等边三角形BCE,连接BD,AE.(1)求证:BD=AE.(2)线段AE长的最大值为5.模型拓展:如图3,在平面直角坐标系中,点A是y轴正半轴上的一动点,点B是x轴正半轴上的一动点,且AB =8.若AC⊥AB,AC=3,试求OC长的最大值.解:当点C位于线段BA的延长线上时,线段BC的长取得最大值,最大值为b+c,故答案为:线段BA的延长线上;b+c;模型应用:(1)证明:∵△ACD、△BCE都是等边三角形,∴CD=CA=AD,CB=CE,∠ACD=60°,∠BCE=60°,∴∠DCB=∠ACE,在△DCB和△ACE中,,∴△DCB≌△ACE(SAS)∴BD=AE;(2)当点D位于线段BA的延长线上时,线段BD的长取得最大值,最大值为AB+AD=AB+AC=3+2=5,∵AE=BD,∴线段AE长的最大值为5,模型拓展:取AB的中点G,连接OG、CG,在Rt△AOB中,G为AB的中点,∴OG=AB=4,在Rt△CAG中,CG===5,当点O、G、C在同一条直线上时,OC最大,最大值为4+5=9.11、已知:△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC.(1)如图1,点D在BC的延长线上,连AD,过B作BE⊥AD于E,交AC于点F.求证:AD=BF;(2)如图2,点D在线段BC上,连AD,过A作AE⊥AD,且AE=AD,连BE交AC于F,连DE,问BD与CF有何数量关系,并加以证明;(3)如图3,点D在CB延长线上,AE=AD且AE⊥AD,连接BE、AC的延长线交BE于点M,若AC =3MC,请直接写出的值.(1)证明:如图1中,∵BE⊥AD于E,∴∠AEF=∠BCF=90°,∵∠AFE=∠CFB,∴∠DAC=∠CBF,∵BC=CA,∴△BCF≌△ACD,∴BF=AD.(2)结论:BD=2CF.理由:如图2中,作EH⊥AC于H.∵∠AHE=∠ACD=∠DAE=90°,∴∠DAC+∠ADC=90°,∠DAC+∠EAH=90°,∴∠DAC=∠AEH,∵AD=AE,∴△ACD≌△EHA,∴CD=AH,EH=AC=BC,∵CB=CA,∴BD=CH,∵∠EHF=∠BCF=90°,∠EFH=∠BFC,EH=BC,∴△EHF≌△BCF,∴FH=CF,∴BD=CH=2CF.(3)如图3中,同法可证BD=2CM.∵AC=3CM,设CM=a,则AC=CB=3a,BD=2a,∴==.12、已知在△ABC中,AB=AC,射线BM、BN在∠ABC内部,分别交线段AC于点G、H.(1)如图1,若∠ABC=60°,∠MBN=30°,作AE⊥BN于点D,分别交BC、BM于点E、F.①求证:∠1=∠2;②如图2,若BF=2AF,连接CF,求证:BF⊥CF;(2)如图3,点E为BC上一点,AE交BM于点F,连接CF,若∠BFE=∠BAC=2∠CFE,求的值.(1)①证明:如图1中,∵AB=AC,∠ABC=60°∴△ABC是等边三角形,∴∠BAC=60°,∵AD⊥BN,∴∠ADB=90°,∵∠MBN=30°,∠BFD=60°=∠1+∠BAF=∠2+∠BAF,∴∠1=∠2②证明:如图2中,在Rt△BFD中,∵∠FBD=30°,∴BF=2DF,∵BF=2AF,∴BF=AD,∵∠BAE=∠FBC,AB=BC,∴△BFC≌△ADB,∴∠BFC=∠ADB=90°,∴BF⊥CF(2)在BF上截取BK=AF,连接AK.∵∠BFE=∠2+∠BAF,∠CFE=∠4+∠1,∴∠CFB=∠2+∠4+∠BAC,∵∠BFE=∠BAC=2∠EFC,∴∠1+∠4=∠2+∠4∴∠1=∠2,∵AB=AC,∴△ABK≌CAF,∴∠3=∠4,S△ABK=S△AFC,∵∠1+∠3=∠2+∠3=∠CFE=∠AKB,∠BAC=2∠CEF,∴∠KAF=∠1+∠3=∠AKF,∴AF=FK=BK,∴S△ABK=S△AFK,∴=2.13、已知,△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,E为边AC任意一点,连接BE.(1)如图1,若∠ABE=15°,O为BE中点,连接AO,且AO=1,求BC的长;(2)如图2,F也为AC上一点,且满足AE=CF,过A作AD⊥BE交BE于点H,交BC于点D,连接DF交BE于点G,连接AG;①若AG平分∠CAD,求证:AH=AC;②如图3,当G落在△ABC外时,若将△EFG沿EF边翻折,点G刚好落在AB边上点P,直接写出AG与EF的数量关系.(1)解:如图1中,在AB上取一点M,使得BM=ME,连接ME.在Rt△ABE中,∵OB=OE,∴BE=2OA=2,∵MB=ME,∴∠MBE=∠MEB=15°,∴∠AME=∠MBE+∠MEB=30°,设AE=x,则ME=BM=2x,AM=x,∵AB2+AE2=BE2,∴(2x+x)2+x2=22,∴x=(负根已经舍弃),∴AB=AC=(2+)•,∴BC=AB=+1.方法二:作EH⊥BC于H,求出BH,CH即可解决问题.(2)证明:如图2中,作CP⊥AC,交AD的延长线于P,GM⊥AC于M.∵BE⊥AP,∴∠AHB=90°,∴∠ABH+∠BAH=90°,∵∠BAH+∠P AC=90°,∴∠ABE=∠P AC,在△ABE和△CAP中,,∴△ABE≌△CAP,∴AE=CP=CF,∠AEB=∠P,在△DCF和△DCP中,,∴△DCF≌△DCP,∴∠DFC=∠P,∴∠GFE=∠GEF,∴GE=GF,∵GM⊥EF,∴FM=ME,∵AE=CF,∴AF=CE,∴AM=CM,在△GAH和△GAM中,,∴△AGH≌△AGM,∴AH=AM=CM=AC(3)解:结论:AG=EF.理由:如图3中,作CM⊥AC交AD的延长线于M,连接PG交AC于点O.由(2)可知△ACM≌△BAE,△CDF≌△CDM,∴∠AEB=∠M=∠GEF,∠M=∠CFD=∠GFE,AE=CM=CF,∴∠GEF=∠GFE,∴GE=GF,∵△EFP是由△EFG翻折得到,∴EG=EP=GF=PF,∴四边形EGFP是菱形,∴PG⊥AC,OE=OF,∵AE=CF,∴AO=OC,∵AB∥OP,∴BP=PC,∵PF∥BE,∴EF=CF=AE,∵PB=PC,AO=OC,∴PO=OG=AB,∴AB=PG,AB∥PG,∴四边形ABPG是平行四边形,∴AG∥BC,∴∠GAO=∠ACB=45°,设EO=OF=a,则OA=OG=3a,AG=3a,∴==,∴AG=EF14、如图所示,Rt△ABC中,∠ACB=90°,E为AC中点,作ED⊥AC交AB于D,连接CD;(1)如图1,求证:AB=2CD;(2)如图2,作CF⊥AB交AB于F,点G为CF上一点,点H为DE延长线上一点,分别连接AH、GH,若∠AHG=2∠B,求证:AH=GH;(3)如图3,在(2)的条件下,连接DG,且有DE=BF,∠EDG=90°,若AC=6,求AH的长度.解:(1)∵E为AC中点,作ED⊥AC交AB于D,∴AD=CD,∵∠ACB=90°,∴BC∥DE,∴AD=BD,∴CD=BD,∴AB=2CD;(2)如图2,连接CH,∵点E是AC的中点,∴AE=CE,∵DE⊥AC,∴CH=AH,∴∠ACH=∠CAH,∵∠ACB=90°,∴∠B+∠BAC=90°,∵CF⊥AB,∴∠BAC+∠ACF=90°,∴∠ACF=∠B,∴∠HCG=∠ACH+∠ACF=∠CAH+∠B,∠AHG=2∠B∴在四边形AHGF中,∠AFG+∠FGH+∠AHG+∠F AH=360°,∴∠FGH=360°﹣(∠AFG+∠AHG+∠F AH)=360°﹣(90°+2∠B+∠CAH+∠BAC)=360°﹣(90°+2∠B+∠CAH+90°﹣∠B)=360°﹣(180°+∠B+∠CAH)=180°﹣(∠B+∠CAH),∵∠CGH=180°﹣∠FGH=∠B+∠CAH=∠HCG,∴CH=GH,∵CH=AH,∴AH=GH;(3)如图3,由(1)知,DE∥BC,∴∠B=∠ADE,在△BFC和△DEA中,,∴△BFC≌△DEA,∴BC=AD,∵AD=BD=CD,∴BC=BD=CD,∴△BCD是等边三角形,∴∠B=60°,在Rt△ABC中,AC=6,∴BC=2,AB=4,∵CF⊥BD,∴DF=,CF=3,∵∠BAC=30°,∴∠ADE=60°,∵∠EDG=90°,∠FDG=30°,在Rt△DFG中,DF=,∴FG=1,DG=2,∴CG=CF﹣FG=2过点H作HN⊥CF,由(2)知,CH=GH,∴NG=CG=1,∴FN=NG+FG=2,过点H作HM⊥AB,∴∠FMH=∠NFM=∠HNF=90°,∴四边形NFMH是矩形,∴HM=FN=2,在Rt△DMH中,∠ADE=60°,HM=2,∴DH=,在Rt△HDG中,根据勾股定理得,HG==.15、【问题情境】一节数学课后,老师布置了一道课后练习题:如图:已知在Rt△ABC中,AC=BC,∠ACB=90°,CD⊥AB于点D,点E、F分别在A和BC上,∠1=∠2,FG⊥AB于点G,求证:△CDE≌△EGF.(1)阅读理解,完成解答本题证明的思路可用下列框图表示:根据上述思路,请你完整地书写这道练习题的证明过程;(2)特殊位置,证明结论若CE平分∠ACD,其余条件不变,求证:AE=BF;(3)知识迁移,探究发现如图,已知在Rt△ABC中,AC=BC,∠ACB=90°,CD⊥AB于点D,若点E是DB的中点,点F在直线CB上且满足EC=EF,请直接写出AE与BF的数量关系.(不必写解答过程)(1)证明:∵AC=BC,∠ACB=90°,∴∠A=∠B=45°,∵CD⊥AB,∴∠CDB=90°,∴∠DCB=45°,∵∠ECF=∠DCB+∠1=45°+∠1,∠EFC=∠B+∠2=45°+∠2,∠1=∠2,∴∠ECF=∠EFC,∴CE=EF,∵CD⊥AB,FG⊥AB,∴∠CDE=∠EGF=90°,在△CDE和△EGF中,,∴△CDE≌△EGF(AAS);(2)证明:由(1)得:CE=EF,∠A=∠B,∵CE平分∠ACD,∴∠ACE=∠1,∵∠1=∠2,∴∠ACE=∠2,在△ACE和△BEF中,,∴△ACE≌△BEF(AAS),∴AE=BF;(3)AE=BF,作EH⊥BC与H,如图3所示:设DE=x,根据题意得:BE=DE=x,AD=BD=2x,CD=AD=2x,AE=3x,根据勾股定理得:BC=AC=2x,∵∠ABC=45°,EH⊥BC,∴BH=x,∴CH=BC﹣BH=x,∵EC=EF,∴FH=CH=x,∴BF=x﹣x=x,∴=,∴AE=.16、在正方形ABCD和等腰直角△BGF中,∠BGF=90°,P是DF的中点,连接PG、PC.(1)如图1,当点G在BC边上时,延长GP交DC于点E.求证:PG=PC;(2)如图2,当点F在AB的延长线上时,(1)中的结论是否成立?请证明你的结论;(3)如图3,若四边形ABCD为菱形,且∠ABC=60°,△BGF为等边三角形,点F在CB的延长线。
初中数学几何压轴题模型与构造方法附解题技巧全等变换平移:平行等线段(平行四边形)对称:角平分线或垂直或半角旋转:相邻等线段绕公共顶点旋转对称全等模型说明:以角平分线为轴在角两边进行截长补短或者作边的垂线,形成对称全等。
两边进行边或者角的等量代换,产生联系。
垂直也可以做为轴进行对称全等。
对称半角模型说明:上图依次是45°、30°、22.5°、15°及有一个角是30°直角三角形的对称(翻折),翻折成正方形或者等腰直角三角形、等边三角形、对称全等。
旋转全等模型半角:有一个角含1/2角及相邻线段自旋转:有一对相邻等线段,需要构造旋转全等共旋转:有两对相邻等线段,直接寻找旋转全等中点旋转:倍长中点相关线段转换成旋转全等问题旋转半角模型说明:旋转半角的特征是相邻等线段所成角含一个二分之一角,通过旋转将另外两个和为二分之一的角拼接在一起,成对称全等。
自旋转模型构造方法:遇60度旋60度,造等边三角形遇90度旋90度,造等腰直角遇等腰旋顶点,造旋转全等遇中点旋180度,造中心对称共旋转模型说明:旋转中所成的全等三角形,第三边所成的角是一个经常考察的内容。
通过“8”字模型可以证明。
模型变换说明:模型变形主要是两个正多边形或者等腰三角形的夹角的变化,另外是等腰直角三角形与正方形的混用。
当遇到复杂图形找不到旋转全等时,先找两个正多边形或者等腰三角形的公共顶点,围绕公共顶点找到两组相邻等线段,分组组成三角形证全等。
中点旋转:说明:两个正方形、两个等腰直角三角形或者一个正方形一个等腰直角三角形及两个图形顶点连线的中点,证明另外两个顶点与中点所成图形为等腰直角三角形。
证明方法是倍长所要证等腰直角三角形的一直角边,转化成要证明的等腰直角三角形和已知的等腰直角三角形(或者正方形)公旋转顶点,通过证明旋转全等三角形证明倍长后的大三角形为等腰直角三角形从而得证。
几何最终模型对称最值(两点间线段最短)对称最值(点到直线垂线段最短)说明:通过对称进行等量代换,转换成两点间距离及点到直线距离。
一、添辅助线有二种情况:
1、按定义添辅助线:
如证明二直线垂直可延长使它们,相交后证交角为90°;证线段倍半关系可倍线段取中点或半线段加倍;证角的倍半关系也可类似添辅助线。
2、按基本图形添辅助线:
每个几何定理都有与它相对应的几何图形,我们把它叫做基本图形,添辅助线往往是具有基本图形的性质而基本图形不完整时补完整基本图形,因此“添线”应该叫做“补图”!这样可防止乱添线,添辅助线也有规律可循。
举例如下:
(1)平行线是个基本图形:
当几何中出现平行线时添辅助线的关键是添与二条平行线都相交的等第三条直线
(2)等腰三角形是个简单的基本图形:
当几何问题中出现一点发出的二条相等线段时往往要补完整等腰三角形。
出现角平分线与平行线组合时可延长平行线与角的二边相交得等腰三角形。
(3)等腰三角形中的重要线段是个重要的基本图形:
出现等腰三角形底边上的中点添底边上的中线;出现角平分线与垂线组合时可延长垂线与角的二边相交得等腰三角形中的重要线段的基本图形。
(4)直角三角形斜边上中线基本图形
出现直角三角形斜边上的中点往往添斜边上的中线。
出现线段倍半关系且倍线段是直角三角形的斜边则要添直角三角形斜边上的中线得直角三角形斜边上中线基本图形。
(5)三角形中位线基本图形
几何问题中出现多个中点时往往添加三角形中位线基本图形进行证明当有中点没有中位线时则添中位线,当有中位线三角形不完整时则需补完整三角形;当出现线段倍半关系且与倍线段有公共端点的线段带一个中点则可过这中点添倍线段的平行线得三角形中位线基本图形;当出现线段倍半关系且与半线段的端点是某线段的中点,则可过带中点线段的端点添半线段的平行线得三角形中位线基本图形。
(6)全等三角形:
全等三角形有轴对称形,中心对称形,旋转形与平移形等;如果出现两条相等线段或两个档相等角关于某一直线成轴对称就可以添加轴对称形全等三角形:或添对称轴,或将三角形沿对称轴翻转。
当几何问题中出现一组或两组相等线段位于一组对顶角两边且成一直线时可添加中心对称形全等三角形加以证明,添加方法是将四个端点两两连结或过二端点添平行线
(7)相似三角形:
相似三角形有平行线型(带平行线的相似三角形),相交线型,旋转型;当出现相比线段重叠在一直线上时(中点可看成比为1)可添加平行线得平行线型相似三角形。
若平行线过端点添则可以分点或另一端点的线段为平行方向,这类题目中往往有多种浅线方法。
(8)特殊角直角三角形
当出现30,45,60,135,150度特殊角时可添加特殊角直角三角形,利用45角直角三角形三边比为1:1:√2;30度角直角三角形三边比为1:2:√3进行证明
(9)半圆上的圆周角
出现直径与半圆上的点,添90度的圆周角;出现90度的圆周角则添它所对弦---直径;平面几何中总共只有二十多个基本图形就像房子不外有一砧,瓦,水泥,石灰,木等组成一样。
二、基本图形的辅助线的画法
1.三角形问题添加辅助线方法
方法1:有关三角形中线的题目,常将中线加倍。
含有中点的题目,常常利用三角形的中位线,通过这种方法,把要证的结论恰当的转移,很容易地解决了问题。
方法2:含有平分线的题目,常以角平分线为对称轴,利用角平分线的性质和题中的条件,构造出全等三角形,从而利用全等三角形的知识解决问题。
方法3:结论是两线段相等的题目常画辅助线构成全等三角形,或利用关于平分线段的一些定理。
方法4:结论是一条线段与另一条线段之和等于第三条线段这类题目,常采用截长法或补短法,所谓截长法就是把第三条线段分成两部分,证其中的一部分等于第一条线段,而另一部分等于第二条线段。
2.平行四边形中常用辅助线的添法
平行四边形(包括矩形、正方形、菱形)的两组对边、对角和对角线都具有某些相同性质,所以在添辅助线方法上也有共同之处,目的都是造就线段的平行、垂直,构成三角形的全等、相似,把平行四边形问题转化成常见的三角形、正方形等问题处理,其常用方法有下列几种,举例简解如下:
(1)连对角线或平移对角线:
(2)过顶点作对边的垂线构造直角三角形
(3)连接对角线交点与一边中点,或过对角线交点作一边的平行线,构造线段平行或中位线
(4)连接顶点与对边上一点的线段或延长这条线段,构造三角形相似或等积三角形。
(5)过顶点作对角线的垂线,构成线段平行或三角形全等.
3.梯形中常用辅助线的添法
梯形是一种特殊的四边形。
它是平行四边形、三角形知识的综合,通过添加适当的辅助线将梯形问题化归为平行四边形问题或三角形问题来解决。
辅助线的添加成为问题解决的桥梁,梯形中常用到的辅助线有:
(1)在梯形内部平移一腰。
(2)梯形外平移一腰
(3)梯形内平移两腰
(4)延长两腰
(5)过梯形上底的两端点向下底作高
(6)平移对角线
(7)连接梯形一顶点及一腰的中点。
(8)过一腰的中点作另一腰的平行线。
(9)作中位线
当然在梯形的有关证明和计算中,添加的辅助线并不一定是固定不变的、单一的。
通过辅助线这座桥梁,将梯形问题化归为平行四边形问题或三角形问题来解决,这是解决问题的关键。
4.圆中常用辅助线的添法
在平面几何中,解决与圆有关的问题时,常常需要添加适当的辅助线,架起题设和结论间的桥梁,从而使问题化难为易,顺其自然地得到解决,因此,灵活掌握作辅助线的一般规律和常见方法,对提高学生分析问题和解决问题的能力是大有帮助的。
(1)见弦作弦心距
有关弦的问题,常作其弦心距(有时还须作出相应的半径),通过垂径平分定理,来沟通题设与结论间的联系。
(2)见直径作圆周角
在题目中若已知圆的直径,一般是作直径所对的圆周角,利用"直径所对的圆周角是直角"这一特征来证明问题。
(3)见切线作半径
命题的条件中含有圆的切线,往往是连结过切点的半径,利用"切线与半径垂直"这一性质来证明问题。
(4)两圆相切作公切线
对两圆相切的问题,一般是经过切点作两圆的公切线或作它们的连心线,通过公切线可以找到与圆有关的角的关系。
(5)两圆相交作公共弦
对两圆相交的问题,通常是作出公共弦,通过公共弦既可把两圆的弦联系起来,又可以把两圆中的圆周角或圆心角联系起来。
三、作辅助线的方法
1、中点、中位线,延线,平行线。
如遇条件中有中点,中线、中位线等,那么过中点,延长中线或中位线作辅助线,使延长的某一段等于中线或中位线;另一种辅助线是过中点作已知边或线段的平行线,以达到应用某个定理或造成全等的目的。
2、垂线、分角线,翻转全等连。
如遇条件中,有垂线或角的平分线,可以把图形按轴对称的方法,并借助其他条件,而旋转180度,得到全等形,,这时辅助线的做法就会应运而生。
其对称轴往往是垂线或角的平分线。
3、边边若相等,旋转做实验。
如遇条件中有多边形的两边相等或两角相等,有时边角互相配合,然后把图形旋转一定的角度,就可以得到全等形,这时辅助线的做法仍会应运而生。
其对称中心,因题而异,有时没有中心。
故可分“有心”和“无心”旋转两种。
4、造角、平、相似,和、差、积、商见。
如遇条件中有多边形的两边相等或两角相等,欲证线段或角的和差积商,往往与相似形有关。
在制造两个三角形相似时,一般地,有两种方法:第一,造一个辅助角等于已知角;第二,是把三角形中的某一线段进行平移。
故作歌诀:“造角、平、相似,和差积商见。
”
托列米定理和梅叶劳定理的证明辅助线分别是造角和平移的代表)
5、两圆若相交,连心公共弦。
如果条件中出现两圆相交,那么辅助线往往是连心线或公共弦。
6、两圆相切、离,连心,公切线。
如条件中出现两圆相切(外切,内切),或相离(内含、外离),那么,辅助线往往是连心线或内外公切线。
7、切线连直径,直角与半圆。
如果条件中出现圆的切线,那么辅助线是过切点的直径或半径使出现直角;相反,条件中是圆的直径,半径,那么辅助线是过直径(或半径)端点的切线。
即切线与直径互为辅助线。
如果条件中有直角三角形,那么作辅助线往往是斜边为直径作辅助圆,或半圆;相反,条件中有半圆,那么在直径上找圆周角——直角为辅助线。
即直角与半圆互为辅助线。
8、弧、弦、弦心距;平行、等距、弦。
如遇弧,则弧上的弦是辅助线;如遇弦,则弦心距为辅助线。
如遇平行线,则平行线间的距离相等,距离为辅助线;反之,亦成立。
如遇平行弦,则平行线间的距离相等,所夹的弦亦相等,距离和所夹的弦都可视为辅助线,反之,亦成立。
有时,圆周角,弦切角,圆心角,圆内角和圆外角也存在因果关系互相联想作辅助线。
9、面积找底高,多边变三边。
如遇求面积,(在条件和结论中出现线段的平方、乘积,仍可视为求面积),往往作底或高为辅助线,而两三角形的等底或等高是思考的关键。
如遇多边形,想法割补成三角形;反之,亦成立。
另外,我国明清数学家用面积证明勾股定理,其辅助线的做法,即“割补”有二百多种,大多数为“面积找底高,多边变三边”。