第四讲 几何综合
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立体几何之几何综合法【知识要点】1. 理解空间直线、平面位置关系的定义,并了解如下可以作为推理依据的公理和定理♦公理1:如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线上所有的点在此平面内♦公理2 :过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面♦公理3:如果两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过该点的公共直线.♦公理4:平行于同一条直线的两条直线互相平行.♦定理:空间中如果一个角的两边与另一个角的两边分别平行,那么这两个角相等或互补.2. 以立体几何的上述定义、公理和定理为出发点,认识和理解空间中线面平行、垂直的有关性质与判定定理.理解以下判定定理.♦如果平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,那么该直线与此平面平行.♦如果一个平面内的两条相交直线与另一个平面都平行,那么这两个平面平行.♦如果一条直线与一个平面内的两条相交直线都垂直,那么该直线与此平面垂直♦如果一个平面经过另一个平面的垂线,那么这两个平面互相垂直.理解以下性质定理,并能够证明.♦如果一条直线与一个平面平行,经过该直线的任一个平面与此平面的交线和该直线平行.♦如果两个平行平面同时和第三个平面相交,那么它们的交线相互平行.♦垂直于同一个平面的两条直线平行.12♦如果两个平面垂直,那么一个平面内垂直于它们交线的直线与另3. 能运用公理、定理和已获得的结论证明一些空间图形的位置关系的简单命题【典型例题】5.如图,已知三棱锥 P — ABC 中,PA 丄平面ABC , 上一点,AB=4AN , M , D , S 分别为PB , AB , BC 的中点.1.下图是一个几何体的直观图及它的三视图 方形,侧(左)视图为直角三角形,尺寸如图所示(1) 求四棱锥P — ABCD 的体积; (2) 若G 为BC 的中点,求证: AE 丄PG.)。
(其中正(主)视图为直角梯形,俯视图为正2.如图, CB 1的中点,(1)证明:DE //平面ABC ; ⑵求四棱锥C — ABB 1A 1与圆柱001的体积比.ABCD 丄平面 3 .如图所示,平面 1 AF= AD=2 , G 是EF 的中点.2(1) 求证:平面 AGC 丄平面BGC ; (2) 求三棱锥A — GBC 的体积.ABEF ,又 4.已知正四面体 ABCD (图1),沿AB , 示的直角梯形A I A 2A 3D(梯形的顶点A i , A 2, (1) 证明:AB 丄CD ;(2) 当A i D = 10 , A 1A 2 = 8时,求四面体 ABCD 的体积. R 剪开, A 3重合于四面体的顶点 DED ,E 分别是AA i ,ABCD 是正方形,2J2 S E止(主)视图形 AC 腑观图方的平面 2/2侧(左)视图⑴求证:PA //平面CDM ;⑵求证:SN丄平面CDM.6.如图,M, N分别是(1)求证:在三棱柱ABC —A i B i C i中,侧棱与底面垂直,/ ABC=90 ° , AB=BC=BB i=2 , AB,A i C的中点.MN //平面BCC i B i;(2)求证:MN丄平面A i B i C;⑶求三棱锥M —A i B i C的体积.7.—个多面体的直观图和三视图如图所示,其中M , G分别是AB, DF的中点.(1)求证:CM丄平面FDM ;⑵在线段AD上(含A, D端点)确定一点P,使得GP//平面FMC,并给出证明.正(主)视圉侧{左)视1¥13。
第四讲 几何综合(一)1. 熟练运用直线型面积的各种模型。
2.熟练掌握平面图形中的割补、旋转、平移、差不变等各种方法。
3. 针对勾股定理、弦图等特定方法熟练应用。
模块一:割补思想FEADCB例题44例题33例题22例题11【巩固】在图中,三角形ABC 和DEF 是两个完全相同的等腰直角三角形,其中DF长9厘米,CF 长3厘米,那么阴影部分的面积是多少平方厘米?C 1D 1E 1A 1EBC DA例题77例题66例题55【巩固】(2008年第六届“希望杯”五年级第二试)如图 (a ),ABCD 是一个长方形,其中阴影部分是由一副面积为100平方厘米的七巧板(图(b ))拼成.那么,长方形ABCD 的面积是多少平方厘米?DC BA【巩固】如图,正方形硬纸片ABCD 的每边长20厘米,点E 、F 分别是AB 、BC 的中点,现沿图(a )中的虚线剪开,拼成图(b )所示的一座“小别墅”,则图(b )中阴影部分的面积是平方厘米. (b)(a)A⑤④③②①例题101例题99例题88【巩固】(2008年“迎春杯”初试六年级)一个等腰直角三角形和一个正方形如左下图摆放,①、②、③这三块的面积比依次为1:4:41.那么,④、⑤这两块的面积比是 .⑤④③②①CD150°B A板块二、旋转平移思想例题1例题121例题111【巩固】如图所示,外侧大正方形的边长是10cm ,在里面画两条对角线、一个圆、两个正方形,阴影的总面积为226cm,最小的正方形的边长为多少厘米?例题161例题171例题151例题141PDCBA2例题212例题202例题191例题181FECB DAEDCBAGFEDCBA例题252例题242例题232ADDCEBAABCD30°A 例题2例题282例题272例题262FBAABCD练习44练习33练习22练习11。
小升初奥数常考题第四讲 几何综合内容概述勾股定理,多边形的内角和,两直线平行的判别准则,由平行线形成的相似三角形中对应线段和面积所满足的比例关系.与上述知识相关的几何计算问题.各种具有相当难度的几何综合题.典型问题1.如图30-2,已知四边形ABCD 和CEFG 都是正方形,且正方形ABCD 的边长为10厘米,那么图中阴影三角形BFD 的面积为多少平方厘米?【分析与解】 方法一:因为CEFG 的边长题中未给出,显然阴影部分的面积与其有关.设正方形CEFG 的边长为x ,有:=1010=100,ABCD S ⨯正方形2=x ,S 正方形CEFG 21110x-x =DG GF=(10-x)x=,222DGF S ∆⨯ 又1=1010=50,2ABD S ∆⨯⨯2110x+x =(10+x)x=.22BEF S ∆ 阴影部分的面积为:DGF ABD BEF ABCD CEFG S S S S S ∆∆∆++--正方形正方形2221010100505022x x x x x -+=++--=(平方厘米). 方法二:连接FC ,有FC 平行与DB ,则四边形BCFD 为梯形.有△DFB 、△DBC 共底DB ,等高,所以这两个三角形的面积相等,显然,△DBC 的面积11010502⨯⨯=(平方厘米).阴影部分△DFB 的面积为50平方厘米.2.如图30-4,∠A+∠B+∠C+∠D+∠E+∠F+∠G+∠H+∠I等于多少度?【分析与解】为了方便所述,如下图所示,标上数字,有∠I=1800 -(∠1+∠2),而∠1=1800-∠3, ∠2=1800-∠4,有∠I=∠3+∠4-1800同理, ∠H=∠4+∠5-1800, ∠G=∠5+∠6-1800, ∠F=∠6+∠7-1800, ∠E=∠7+∠8-1800,∠D=∠8+∠9-1800, ∠C=∠9+∠10-1800, ∠B=∠10+∠11-1800, ∠A=∠11+∠3-1800则∠A+∠B+∠C+∠D+∠E+∠F+∠G+∠H+∠I=2×(∠3+∠4+∠5+∠6+∠7+∠8+∠9+∠10+∠11)-9×1800而∠3+∠4+∠5+∠6+∠7+∠8+∠9+∠10+∠11正是9边形的内角和为(9-2)×1800=12600.所以∠A+∠B+∠C+∠D+∠E+∠F+∠G+∠H+∠I=2×12600-9×1800=90003.长边和短边的比例是2:1的长方形称为基本长方形.考虑用短边互不相同的基本长方形拼图,要求任意两个基本长方形之间既没有重叠,也没有空隙.现在要用短边互不相同且最小短边长为1的5个基本长方形拼接成一个更大的长方形.例如,短边长分别是1,2,5,6,12的基本长方形能拼接成大长方形,具体案如图30-6所示.请给出这5个基本长方形所有可能的选择方式.设a1=1<a2<a3<a4<a5分别为5条短边的长度,则我们将这种选择方式记为(a1,a2,a3,a4,a5),这里无需考虑5个基本长方形的拼图方案是否惟一.【分析与解】我们以几个不同的基本长方形作为分类依据,并按边长递增的方式一一列出.第一类情况:以为特征的有7组:第二类情况:以 为特征的有6组:第三类情况有如下三组:共有16组解,它们是:(1,2,2.5,5,7.25),(1,2,2.5,5,14.5).(1,2,2.25,2.5,3.625),(1,2,2.25,2.5,7.25).(1,2,5,5.5,6),(1,2,5,6,11),(1,2,2.5,4.5,7),(1,2,2.5,4.5,14),(1,2,5,12,14.5),(1,2,5,12,29),(1,2,2.25,2.5,4.5),(1,2,5,6,12).1020251,,2,,,999⎛⎫ ⎪⎝⎭(1,2,2.4,4.8,5), 131025147813101,,,,,1,,,,636333313⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.4.如图30-8,ABCD 是平行四边形,面积为72平方厘米,E ,F 分别为边AB,BC 的中点.则图形中阴影部分的面积为多少平方厘米?【分析与解】 如下图所示,连接EC ,并在某些点处标上字母,因为AE 平行于DC ,所以四边形AECD 为梯形,有AE:DC=1:2,所以:1:4AEG DCG S S ∆∆=,AGD ECG AEG DCG S S S S ∆∆∆∆⨯=⨯,且有AGD ECG S S ∆∆=,所以:1:2AEG ADG S S ∆∆=,而这两个三角形高相同,面积比为底的比,即EG :GD=1:2,同理FH :HD=1:2.有AED AEG AGD S S S ∆∆∆=+,而111822AED ABCD S S ∆=⨯⨯=(平方厘米) 有EG:GD=:AEG AGB S S ∆∆, 所以1612AEG AED S S ∆∆=⨯=+(平方厘米) 21212AGD AED S S ∆∆=⨯=+(平方厘米) 同理可得6HFC S ∆=(平方厘米), 12DCH S ∆=(平方厘米) ,44624DCG AEG S S ∆∆==⨯= (平方厘米)又GHD DCG DCH S S S ∆∆∆=-=24-12=12(平方厘米)所以原题平行四边形中空白部分的面积为6+6+12=24(平方厘米),所以剩下的阴影部分面积为72-24=48(平方厘米).5.图30-10是一个正方形,其中所标数值的单位是厘米.问:阴影部分的面积是多少平方厘米?【分析与解】 如下图所示,为了方便所叙,将某些点标上字母,并连接BG .设△AEG 的面积为x ,显然△EBG 、△BFG 、△FCG 的面积均为x ,则△ABF 的面积为3x ,120101002ABF S ∆=⨯⨯=即1003x =,那么正方形内空白部分的面积为40043x =. 所以原题中阴影部分面积为400800202033⨯-= (平方厘米).6.如图30-12,若图中的圆和半圆都两两相切,两个小圆和三个半圆的半径长都是1.求阴影部分的面积.【分析与解】 如下图所示,左图中的3个阴影部分面积相等,右图中的3个阴影部分的面积也相等.我们把左下图中的每一部分阴影称为A ,右下图中的每一部分阴影称为B . 大半圆的面积为13332A B ++小圆的面积219322ππ=⨯⨯=.而小圆的面积为π,则9133223A B πππ⎛⎫+=-÷= ⎪⎝⎭, 原题图中的阴影部分面积为小半圆面积与阴影A 、B 的面积和,即为5236πππ+=7.如图30-14,将长方形ABCD 绕顶点C 顺时针旋转90度,若AB=4,BC=3,AC=5,求AD 边扫过部分的面积.(π取3.14)【分析与解】 如下图所示,如下图所示,端点A 扫过的轨迹为AA A ''',端点D 扫过轨迹为DD D ''',而AD 之间的点,扫过的轨迹在以A 、D 轨迹,AD ,A D ''所形成的封闭图形内,且这个封闭图形的每一点都有线段AD 上某点扫过,所以AD 边扫过的图形为阴影部分.显然有阴影部分面积为A D C ACA ACD S S S S ''''∆∆+--直角扇形直角扇形CD D ,而直角三角形A D C ''、ACD 面积相等. 所以=A D C ACA ACD ACA S S S S S S ''''''∆∆+---直角扇形直角扇形CD D 扇形扇形CD D222290909=(54)7.065()36036044AC CD ππππ-=-==平方厘米即AD 边扫过部分的面积为7.065平方厘米.。
第四讲:空间中的垂直(二)面面垂直与垂直综合一,知识点1,定义:两个平面相交,如果它们所成的二面角是直二面角,就说这两个平面互相垂直。
二面角:两个半平面相交,若第三个平面垂直于他们的交线,且分别和两个平面有交线a,b ,则a,b,所成的角就是二个平面所成的角,简称二面角。
2,判定:一个平面经过另一个平面的一条垂线,则这两个平面垂直。
l l βαβα⊥⇒⊥⊂⎫⎬⎭(只需在一个平面内找到另一个平面的垂线就可证明面面垂直) 3,性质:两个平面互相垂直,则一个平面内垂直于交线的直线垂直于另一个平面。
m l l l m αβαββα⊥=⇒⊥⊂⊥⎫⎪⎪⎬⎪⎪⎭4,证明两直线垂直和主要方法:①利用勾股定理证明两相交直线垂直;②利用等腰三角形三线合一证明两相交直线垂直;③利用线面垂直的定义证明(特别是证明异面直线垂直); ④利用三垂线定理证明两直线垂直(“三垂”指的是“线面垂”“线影垂”,“线斜垂”)三垂线定理及其逆定理是对线面垂直的判定和性质的综合运用的简化④利用圆中直径所对的圆周角是直角,此外还有正方形、菱形对角线互相垂直等结论。
二,典型例题例1,设α、β、γ为平面,m 、n 、l 为直线,则m ⊥β的一个充分条件是( ) A .α⊥β,α∩β=l ,m ⊥l B .α∩γ=m ,α⊥γ,β⊥γ C .α⊥γ,β⊥γ,m ⊥α D .n ⊥α,n ⊥β,m ⊥α 【练习】已知m ,n ,l 为三条不同的直线,α,β为两个不同的平面,则下列命题中正确的是( ) A .α∥β,m ⊂α,n ⊂β⇒m ∥n B .l ⊥β,α⊥β⇒l ∥α C .m ⊥α,m ⊥n ⇒n ∥α D .α∥β,l ⊥α⇒l ⊥βa 斜影线αPO A ,PO OA PA a PA a a OA ααα⊥⇒⇒⊥⊂⊥⇒⎫⎬⎭图线线线如:是在平面上的射影 又直且即:影垂直斜垂直,反之也成立。
例2,已知直线l ⊥平面α,有以下几个判断: ①若m ⊥l ,则m ∥α,②若m ⊥α,则m ∥l ③若m ∥α,则m ⊥l ,④若m ∥l ,则m ⊥α, 上述判断中正确的是( )A .①②③B .②③④C .①③④D .①②④【练习】1、已知a 、b 是两条不重合的直线, α、β、γ是三个两两不重合的平面,给出下列四个命题:①若a ⊥α,a ⊥β,则α∥β; ②若α⊥γ,β⊥γ,则α∥β;③α∥β,a ⊂α,b ⊂β,则a ∥b ; ④若α∥β,α∩γ=a , β∩γ=b ,则a ∥b . 其中正确命题的序号是 2、设m 、n 是两条不同的直线,α、β是两个不同的平面.则下列命题中正确的是___________ ①m ⊥α,n ⊂β,m ⊥n ⇒α⊥β ②α∥β,m ⊥α,n ∥β⇒m ⊥n ③α⊥β,m ⊥α,n ∥β⇒m ⊥n ④α⊥β,α∩β=m ,n ⊥m ⇒n ⊥β点金秘笈:此类题目,主要考察在线面位置关系基础上的判定和性质定理,要求有一定的空间想象能力和逻辑推理能力。
第四讲真题选讲及检测1、(小数报02届)王大伯从家(A点处)去河边挑水,然后把水挑到积肥潭里(B点处)。
请帮他找一条最短的路线,在右图表示出来,并写出过程。
2、(小数报06届)下面5个图形都具有两个特点:(1)由4个连在一起的同样大小的正方形组成;(2)每个小正方形至少和另一个小正方形有一条公共边。
我们把具有以上两个特点的图形叫做“俄罗斯方块”。
3、如果把某个俄罗斯方块在平面上旋转后与另一个俄罗斯方块相同(比如上面图中的B与E),那么这两个俄罗斯方块只算一种。
除上面4种外,还有好几种俄罗斯方块,请你把这几种都画出来。
4、(第12届迎春杯)比赛用的足球是由黑、白两色皮子缝制的,其中黑色皮子为正五边形,白色皮子为正六边形,并且黑色正五边形与白色正六边形的边长相等。
缝制的方法是:每块黑色皮子的5条边分别与5块白色皮子的边缝在一起;每块白色皮子的6条边中,有3条边与黑色皮子的边缝在一起,另3条边则与其他白色皮子的边缝在一起。
如果一个足球表面上共有12块黑色正五边形皮子,那么,这个足球应有正六边形皮子块。
5、(第13届迎春杯)在一张四边形的纸上共有10个点,如果把四边形的顶点算在一起,则一共有14个点,已知这些点中的任意三个点都不在同一直线上。
按下面规定把这张纸剪成一些三角形:(1)每个三角形的顶点都是这14个点中的3个;(2)每个三角形内,都不再有这些点。
那么,这张四边形的纸最多可以剪出个三角形。
6、(第2届希望杯)如图2,正方形每条边上的三个点(端点除外)都是这条边的四等分点,则阴影部分的面积是正方形面积的 。
图27、(第二届两岸四地华罗庚金杯少年数学精英邀请赛)如图,房间里有一只老鼠,门外有一只小猫,如果每块正方形地砖的边长为50厘米,那么老鼠在地面上能避开小猫视线的活动范围为______平方厘米。
(将小猫和老鼠分别看作两个点,墙的厚度忽略不计)8、(第2届希望杯)下图中的(A )、(B )、(C )是三块形状不同的铁皮,将每块铁皮沿虚线弯折后焊接成一个无盖的长方体铁桶。
中考数学——几何综合(讲义)➢ 知识点睛1. 几何综合问题的处理思路①标注条件,合理转化 ②组合特征,分析结构 ③由因导果,执果索因 2. 常见的思考角度304560 1 ↔⎧⎪↔⎪⎪↔⎨⎪↔⎪⎪︒︒︒↔⎩,,同位角、内错角、同旁内角平行内角、外角、对顶角、余角、补角转化计算角圆心角、圆周角在圆中,由弧找角,由角看弧直角互余、勾股定理、高、距离、直径特殊角等在直角三角形中,找边角关系() 2 ↔⎧⎪⎧⎪↔⎨⎪⎩⎪⎪⎧⎨⎪⎪⎪↔⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪↔⎩、角平分线、垂直平分线轴对称性质勾股定理放在直角三角形中边角关系遇弦,作垂线边、线段连半径转移边放在圆中遇直径找直角遇切线连半径结合全等相似线段间比(例关系) 3 n ⎧⎧⎪⎪⎪⎪→⎨⎪⎪⎪⎨⎪⎩⎪⎪⎧⎪→⎨⎪⎩⎩倍长中线中位线中点三线合一特殊点斜边中线等于斜边的一半相似等分点面积转化() 4 ⎧⎧⎪⎪⎧⎪⎪→⎨⎪⎪⎨⎪⎪⎨⎪⎪⎩⎩⎪⎪⎧⎪→⎨⎪⎩⎩公式法相似规则图形转化法同底面积共高分割求和不规则图形割补法)补形作差(3. 常见结构、常用模型⎧→⎧⎪⎪→⎪⎪⎨⎪→⎪⎪⎪→⎪⎩⎪⎧⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎩中点结构中点的思考角度直角结构斜转直常见结构旋转结构全等变换折叠结构轴对称的思考层次角平分线模型弦图模型常用模型相似基本模型三等角模型半角模型 ➢ 课前预习1. 如图,在△ABC 中,D 是BC 边的中点,E 是AD 上一点,BE =AC ,BE 的延长线交AC 于点F .若∠AEF =55°,则∠EAF=________.F EDCBA提示:倍长中线,构造全等三角形转移条件.具体操作:D 为中点,延长AD 到G 使DG =AD ,连接BG .得到△ADC ≌△GDB .2. 如图,在直角梯形ABCD 中,AB ∥CD ,∠ADC =90°,∠C =70°,点E 是BC的中点,CD =CE ,则∠EAD 的度数为( ) A .35°B .45°C .55°D .65°提示:平行夹中点,构造全等三角形补全图形.AD CE B具体操作:AB ∥CD ,E 为BC 的中点,延长AE 交直线CD 于点F .得到△ABE ≌△FCE .3. 如图,在四边形ABCD 中,AD =BC ,E ,F ,G 分别是AB ,CD ,AC 的中点,若∠ACB =66°,∠CAD =20°,则∠EFG =____.AB CD FEG提示:多个中点考虑中位线,利用中位线性质转移角、转移边.具体操作:GF ,GE 分别为△CDA ,△ABC 的中位线.4. 如图,在△ABC 中,AB =AC ,BD =DC =3,sin C =45,则△ABC 的周长为______.提示:等腰三角形底边上的的中点——通过等腰三角形三线合一,构造直角三角形.具体操作:连接AD ,得到Rt △ADC .5. 如图,在锐角三角形ABC 中,∠BAC =60°,BN ,CM 为高,P 是BC 的中点,连接MN ,MP ,NP .则以下结论:①NP =MP ;②当∠ABC =60°时,MN ∥BC ;③BN =2AN ;④当∠ABC =45°时,BNPC .其中正确的有( )具体操作:在Rt △BMC 中,MP 为斜边中线;在Rt △BNC 中,NP 为斜边中线.6. 如图,正方形ABCD 边长为9,点E 是线段CD 上一点,且CE 长为3,连接BE ,作线段BE 的垂直平分线分别交线段AD ,BC 于点F ,H ,垂足为G ,则AF 的长为______.H G F EDCBA方法1:提示:从边的角度考虑直角,往往先表达,然后用勾股定理建等式. 具体操作:连接BF ,EF ,则BF =EF ,设AF 为x ,分别在Rt △BAF 和Rt △EDF 中表达BF 2,EF 2,再利用BF 2=EF 2求解. 方法2:提示:从角度转移考虑直角,往往先找角相等,然后证相似或全等. 具体操作:过点F 作FM ⊥BC 于点M ,则可证△FMH ≌△BCE ,则MH =CE =3,连接EH ,利用勾股定理求解EH (BH ),则AF =BH -MH . 7. 如图,在△ABC 中,∠CAB =120°,AB =4,AC =2,AD ⊥BC 于D .则AD 的长为_______________.DCBA提示:①特殊角+直角;②直角两边可看做是面积中的底或高.具体操作:①过点C 作CE ⊥AB ,交BA 延长线于点E ,在Rt △CAE 中利用特殊角60°求解;②将AD 看成高,求出BC 后,利用CE AB AD BC ⋅=⋅求解.8. 如图,在△ABC 中,∠A =90°,AB =AC ,BD 平分∠ABC ,CE ⊥BD 交BD 的延长线于E ,若CE =5cm ,则BD =________.ABECD提示:直角+角平分线,逆用三线合一构造出等腰三角形.具体操作:BE 既是角平分线、又是高.延长BA ,CE 交于点F ,可证△CAF ≌△BAD .9. 如图,在Rt △ABC 中,∠ACB =90°,CD ⊥AB 于点D ,BD =2,AD =8,则CD =_________.DC提示:多个直角(直角三角形斜边上的高),考虑母子型相似.具体操作:由∠ACB =∠ADC =90°,考虑△BDC ∽△CDA ∽ △BCA .10. 如图,在梯形ABCD 中,AB ∥CD ,∠B =∠C =90°,点E 在BC 边上,AB =3,CD =2,BC =7.若∠AED =90°,则CE =_____.ABCDE提示:多个直角(一线三等角),考虑三等角模型.具体操作:∠ABE =∠ECD =∠AED =90°,考虑△ABE ∽△ECD .11. 如图,在Rt △ABC 中,∠ACB =90°,以斜边AB 为边向外作正方形ABDE ,且正方形对角线交于点O ,连接OC ,已知AC =5,OC=BC 的长为________.CB OAED提示:多个直角(斜放置的正方形、等腰直角三角形),考虑弦图.具体操作:过点D 作DF ⊥CB ,交CB 延长线于点F ,连接OF .由弦图可知,△OCF 是等腰直角三角形.12. 如图,将三角板放在矩形ABCD 上,使三角板的一边恰好经过点B ,三角板的直角顶点E 落在矩形对角线AC 上,另一边交CD 于点F .若AB =3,BC =4,则EF EG=________. FEDCG (B )A提示:斜直角要放平(关键是与其他直角配合),利用互余转移角后,寻找三角形相似或全等.具体操作:过点E 分别作EM ⊥CD 于M ,EN ⊥BC 于N ,则△EMF ∽△ENG .13. 已知直线l 1:y =112x b -+与直线l 2垂直,且直线l 2经过定点A (3,0),则直线l 2表达式为________________.提示:坐标系下的垂直,优先考虑121k k ⋅=-. 具体操作:由121k k ⋅=-求得k 2,再利用A (3,0)求b 2.14. 如图,在⊙O 中,弦AB,弦ADACB =45°,则弦AD 所对的圆心角为_______.CA提示:圆背景下,要构造直角,考虑:①直径所对的圆周角是直角;②垂径定理.具体操作:连接AO 并延长交⊙O 于点E ,连接DE ,BE .在Rt △ABE 中,求解直径AE ;在Rt △ADE 中,利用边角关系,求解∠AED 进而得到∠AOD . 15. 如图,把矩形ABCD 沿EF 翻折,点B 恰好落在AD 边上的点B ′处.若AE =2,DE =6,∠EFB =60°,则矩形ABCD 的面积是__________.B'A'F EDCBA提示:折叠,考虑:①利用对应边、对应角相等,考虑转移边、转移角;②矩形中的折叠常出现等腰三角形.具体操作:由折叠∠EFB =∠EFB′=60°,AE =A′E =2,∠B =∠A′B′F =90°,结合内错角∠B′EF =∠BFE =60°,可在Rt △A′B′E 中求解A′B′,即AB 的长.16. 如图,将长为4cm ,宽为2cm 的矩形纸片ABCD 折叠,使点B 落在CD 边的中点E 处,压平后得到折痕MN ,则线段AM 的长为__________.BCFAEMD提示:折叠,考虑折痕是对应点连线的垂直平分线.具体操作:连接BE ,BM ,ME ,则BM =ME ,在Rt △BAM 和Rt △MDE 中表达BM 2,ME 2,利用相等建等式求解.17. 如图,已知直线l :y =122x -+与x 轴交于点A ,与y 轴交于点B ,将△AOB沿直线l 折叠,点O 落在点C 处,则点C 的坐标为_________.提示:折叠,可考虑折痕垂直平分对应点连线.函数背景下的折叠可以考虑121k k ⋅=-和中点坐标公式的组合应用.具体操作:连接OC ,先利用原点坐标和121k k ⋅=-求得OC 解析式;联立OC 和AB 解析式求出OC 的中点坐标后,进而求出点C 坐标.18. 如图,Rt △ABC 的边BC 位于直线l 上,ACACB =90°,∠A =30°.若Rt △ABC 由现在的位置向右无滑动地翻转,则当点A 第3次落在直线l 上时,点A 所经过的路线长为__________.(结果保留π)19.的位置,使得CC′∥AB ,则∠BAB′的度数为( ) A .30°B .35°C .40°D .50°C'B'ABC提示:旋转是全等变换,对应边相等,对应角相等;会出现等腰三角形. 具体操作:由旋转可知AC =AC′(对应边相等),∠BAB′=∠CAC′(旋转角相等).20. 如图,P 是等边三角形ABC 内的一点,连接P A ,PB ,PC ,以BP 为边作∠PBQ =60°,且BQ =BP ,连接PQ ,CQ .若P A :PB :PC =3:4:5,则∠PQC =________.QBCPA提示:利用旋转可以重新组合条件.当看到等腰结构时往往会考虑利用旋转思想构造全等.具体操作:由等腰结构AB =BC ,PB =BQ ,先考虑△APB 和△BQC 的旋转关系,证明△APB ≌△CQB 后验证,重新组合条件后利用勾股定理进行证明.➢ 精讲精练1. 如图,在△ABC 中,∠BAC =30°,AB =AC ,AD 是BC 边上的中线,∠ACE =12∠BAC ,CE 交AB 于点E ,交AD 于点F .若BC =2,则EF 的长为________. FEDBA2. 如图,矩形ABCD 中,AB =8,点E 是AD 上一点,且AE =4,BE 的垂直平分线交BC 的延长线于点F ,交AB 于点H ,连接EF 交CD 于点G .若G 是CD 的中点,则BC 的长是_______.HGOB A DEC F3. 如图,在□ABCD 中,AB :BC =3:2,∠DAB =60°,点E 在AB 边上,且AE :EB =1:2,F 是BC 的中点,过点D 分别作DP ⊥AF 于点P ,DQ ⊥CE 于点Q ,则DP :DQ 等于( ) A .3:4BCD.QDCFBPEACBGFEDA第3题图 第4题图4. 如图,在△ABC 中,∠ABC =90°,BD 为AC 边上的中线,过点C 作CE ⊥BD于点E ,过点A 作BD 的平行线,交CE 的延长线于点F ,在AF 的延长线上截取FG =BD ,连接BG ,DF .若AG =13,CF =6,则四边形BDFG 的周长为________.5. 如图,已知四边形ABCD 为等腰梯形,AD ∥BC ,AB =CD,AD =CD 中点,连接AE,且AE =BF =________.BCEADF6. 如图,直角梯形ABCD 中,AD ∥BC ,AB ⊥BC ,AD =3,BC =5,将腰DC 绕点D 逆时针方向旋转90°并缩小,恰好使DE =23CD ,连接AE ,则△ADE 的面积是________.7. 如图,在平面直角坐标系中,已知直线y=x 上一点P (1,1),C 为y 轴上一点,连接PC .线段PC 绕点P 顺时针旋转90°至线段PD ,过点D 作直线AB ⊥x 轴,垂足为B ,直线AB 与直线y =x 交于点A ,且BD =2AD .若直线CD 与直线y =x 交于点Q ,则点Q 的坐标为__________.8. 如图,把矩形ABCD 沿直线AC 折叠,点B 落在点E 处,连接DE .若DE :AC =3:5,则ADAB的值为_________. ED C B AEDCBA9. 如图1,将正方形纸片ABCD 对折,使AB 与CD 重合,折痕为EF ;如图2,展开再折叠一次,使点C 落在线段EF 上,折痕为BM ,BM 交EF 于O ,且△NMO的周长为3,展开再折叠一次,使点C 与点E 重合,折痕为GH ,点B 的对应点为P ,EP 交AB 于Q ,则△AQE 的周长为_______.图1BAD FC EMN图2OBAD F CE PHG 图3Q BA D F CE10.如图,在边长为的正方形ABCD 中,E 是AB 边上一点,G 是AD 延长线上一点,BE =DG ,连接EG ,CF ⊥EG 于点H ,交AD 于点F ,连接CE ,BH .若BH =8,则FG =_______.GHBA D F CE11.顺时针旋转得到△A B′C′,连接CC ′并延长,交AB 于点O ,交BB ′于点F .若CC ′=CA ,则BF =_____.C'O B AFC B'12. 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 ,连接BP .若AE =AP =1,PB =APD ≌△AEB ;②BE ⊥DE ;③点B 到直线AE;④1△△APD APB S S +=⑤4ABCD S =正方形 ) A .③④⑤B .①②⑤C .①③⑤D .①②④⑤PDA B CE【参考答案】 ➢ 课前预习1. 55°2. A3. 23°4. 165. B6. 27.7 8. 10 cm 9. 410. 1或6 11. 712. 4313. 26y x =-14.120°15.16.138cm17.816 () 55,18.(4π19.C20.90°➢精讲精练1.12.73.D4.205.4-6.27.99 () 44,8.1 29.1210.11.5 212.B。
第四讲 几何综合
内容概述
勾股定理,多边形的内角和,两直线平行的判别准则,由平行线形成的相似三角形中对应线段和面积所满足的比例关系.与上述知识相关的几何计算问题.各种具有相当难度的几何综合题.
典型问题
1.如图30-2,已知四边形ABCD 和CEFG 都是正方形,且正方形ABCD 的边长为10厘米,那么图中阴影三角形BFD 的面积为多少平方厘米?
【分析与解】 方法一:因为CEFG 的边长题中未给出,显然阴影部分的面积与其有关.设正方形CEFG 的边长为x ,有:
=1010=100,ABCD S ⨯正方形2
=x ,S 正方形CEFG 2
1110x-x =DG GF=(10-x)x=,222
DGF S ∆⨯
又1
=1010=50,2
ABD S ∆⨯⨯2110x+x =(10+x)x=
.22BEF S ∆ 阴影部分的面积为:
DGF ABD BEF ABCD CEFG S S S S S ∆∆∆++--正方形正方形
22
2
1010100505022
x x x x x -+=++--=(平方厘米).
方法二:连接FC ,有FC 平行与DB ,则四边形BCFD 为梯形.
有△DFB 、△DBC 共底DB ,等高,所以这两个三角形的面积相等,显然,△DBC 的面积
1
1010502
⨯⨯=(平方厘米). 阴影部分△DFB 的面积为50平方厘米.
2.如图30-4,∠A+∠B+∠C+∠D+∠E+∠F+∠G+∠H+∠I等于多少度?
【分析与解】为了方便所述,如下图所示,标上数字,
有∠I=1800 -(∠1+∠2),而∠1=1800-∠3, ∠2=1800-∠4,有∠I=∠3+∠4-1800
同理, ∠H=∠4+∠5-1800, ∠G=∠5+∠6-1800, ∠F=∠6+∠7-1800, ∠E=∠7+∠8-1800, ∠D=∠8+∠9-1800, ∠C=∠9+∠10-1800, ∠B=∠10+∠11-1800, ∠A=∠11+∠3-1800
则∠A+∠B+∠C+∠D+∠E+∠F+∠G+∠H+∠I=2×(∠3+∠4+∠5+∠6+∠7+∠8+∠9+∠10+∠11)-9×1800
而∠3+∠4+∠5+∠6+∠7+∠8+∠9+∠10+∠11正是9边形的内角和为(9-2)×1800=12600.
所以∠A+∠B+∠C+∠D+∠E+∠F+∠G+∠H+∠I=2×12600-9×1800=9000
3.长边和短边的比例是2:1的长方形称为基本长方形.考虑用短边互不相同的基本长方形拼图,要求任意两个基本长方形之间既没有重叠,也没有空隙.现在要用短边互不相同且最小短边长为1的5个基本长方形拼接成一个更大的长方形.例如,短边长分别是1,2,5,6,12的基本长方形能拼接成大长方形,具体案如图30-6所示.请给出这5个基本长方形所有可能的选择方式.设a1=1<a2<a3<a4<a5分别为5条短边的长度,则我们将这种选择方式记为(a1,a2,a3,a4,a5),这里无需考虑5个基本长方形的拼图方案是否惟一.
【分析与解】我们以几个不同的基本长方形作为分类依据,并按边长递增的方式一一列出.
第一类情况:以为特征的有7组:
第二类情况:以为特征的有6组:
第三类情况有如下三组:
共有16组解,它们是:
(1,2,2.5,5,7.25),(1,2,2.5,5,14.5).
(1,2,2.25,2.5,3.625),(1,2,2.25,2.5,7.25). (1,2,5,5.5,6),(1,2,5,6,11),
(1,2,2.5,4.5,7),(1,2,2.5,4.5,14), (1,2,5,12,14.5),(1,2,5,12,29), (1,2,2.25,2.5,4.5),(1,2,5,6,12).
1020251,,2,,,9
99⎛⎫
⎪⎝⎭(1,2,2.4,4.8,5),
131025147813101,,,,,1,,,,636333313⎛⎫⎛⎫
⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
.
4.如图30-8,ABCD 是平行四边形,面积为72平方厘米,E ,F 分别为边AB,BC 的中点.则图形中阴影部分的面积为多少平方厘米?
【分析与解】 如下图所示,连接EC ,并在某些点处标上字母,
因为AE 平行于DC ,所以四边形AECD 为梯形,有AE:DC=1:2,所以:1:4AEG DCG S S ∆∆=,
AGD ECG AEG DCG S S S S ∆∆∆∆⨯=⨯,且有AGD ECG S S ∆∆=,所以:1:2AEG ADG S S ∆∆=,而这两个三角形高相
同,面积比为底的比,即EG :GD=1:2,同理FH :HD=1:2. 有AED AEG AGD S S S ∆∆∆=+,而111822
AED ABCD
S S ∆=
⨯⨯=(平方厘米)
有EG:GD=:AEG AGB S S ∆∆,
所以1612AEG AED S S ∆∆=
⨯=+(平方厘米) 21212
AGD AED S S ∆∆=⨯=+(平方厘米) 同理可得6HFC S ∆=(平方厘米), 12DCH S ∆=(平方厘米) ,44624DCG AEG S S ∆∆==⨯= (平方厘米)
又GHD DCG DCH S S S ∆∆∆=-=24-12=12(平方厘米)
所以原题平行四边形中空白部分的面积为6+6+12=24(平方厘米),所以剩下的阴影部分面积为
72-24=48(平方厘米).
5.图30-10是一个正方形,其中所标数值的单位是厘米.问:阴影部分的面积是多少平方厘米?
【分析与解】 如下图所示,为了方便所叙,将某些点标上字母,并连接BG .
设△AEG 的面积为x ,显然△EBG 、△BFG 、△FCG 的面积均为x ,则△ABF 的面积为3x ,
120101002ABF S ∆=⨯⨯=即1003x =,那么正方形内空白部分的面积为400
43
x =. 所以原题中阴
影部分面积为400800
202033
⨯-= (平方厘米).
6.如图30-12,若图中的圆和半圆都两两相切,两个小圆和三个半圆的半径长都是1.求阴影部分的面
积.
【分析与解】 如下图所示,左图中的3个阴影部分面积相等,右图中的3个阴影部分的面积也相等.我们把左下图中的每一部分阴影称为A ,右下图中的每一部分阴影称为B .
大半圆的面积为13332A B ++小圆的面积219322
π
π=⨯⨯=
.
而小圆的面积为π,则91332
23A B π
ππ⎛⎫+=-÷=
⎪⎝⎭,
原题图中的阴影部分面积为小半圆面积与阴影A 、B 的面积和,即为
5
2
36
π
π
π+
=
7.如图30-14,将长方形ABCD 绕顶点C 顺时针旋转90度,若AB=4,BC=3,AC=5,求AD 边扫过部分的面积.(π取3.14)
【分析与解】 如下图所示,
如下图所示,端点A 扫过的轨迹为AA A ''',端点D 扫过轨迹为DD D ''',而AD 之间的点,扫过的轨迹在以A 、D 轨迹,AD ,A D ''所形成的封闭图形内,且这个封闭图形的每一点都有线段AD 上某点扫过,所以AD 边扫过的图形为阴影部分.
显然有阴影部分面积为A D C ACA ACD S S S S ''''∆∆+--直角扇形直角扇形CD D ,而直角三角形A D C ''、ACD 面积相等.
所以
=A D C ACA ACD ACA S S S S S S ''''''∆∆+---直角扇形直角扇形CD D 扇形扇形CD D
222290909
=
(54)7.065()36036044
AC CD ππππ-=-==平方厘米
即AD 边扫过部分的面积为7.065平方厘米.。