第九章 几何综合1.(2013.昌平一模24)在△ABC 中,AB =4,BC =6,∠ACB =30°,将△ABC 绕点B 按逆时针方向旋转,得到△A 1BC 1.(1)如图1,当点C 1在线段CA 的延长线上时,求∠CC 1A 1的度数; (2)如图2,连接AA 1,CC 1.若△CBC 1的面积为3,求△ABA 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 按逆时针方向旋转的过程中,点P 的对应点是点P 1,直接写出线段EP 1长度的最大值与最小值.C 1C BA 1A图2A 1C 1ABC图1图3A2.(2013.朝阳一模24)在R t △ABC 中,∠A =90°,D 、E 分别为AB 、AC 上的点. (1)如图1,CE =AB ,BD =AE ,过点C 作CF ∥EB ,且CF =EB ,连接DF 交EB 于点G ,连接BF ,请你直接写出EBDC的值; (2)如图2,CE =kAB ,BD =kAE ,12EB DC ,求k 的值.图2B 图 1FB3.(2013.大兴一模24)如图所示,现有一张边长为4的正方形纸片ABCD,点P为正方形AD边上的一点(不与点A、点D重合)将正方形纸片折叠,使点B落在P处,点C落在G处,PG交DC于H,折痕为EF,连接BP、BH.(1)求证:∠APB=∠BPH;(2)当点P在边AD上移动时,△PDH的周长是否发生变化?并证明你的结论;(3)设AP为x,四边形EF GP的面积为S,请直接写..S...出.S与x的函数关系式,并求出的最小值.4.(2013.东城一模24)问题1:如图1,在等腰梯形ABCD中,AD∥BC,AB=BC=CD,点M,N分别在AD,CD上,若∠MBN=12∠ABC,试探究线段MN,AM,CN有怎样的数量关系?请直接写出你的猜想,不用证明;问题2:如图2,在四边形ABCD中,AB=BC,∠ABC+∠ADC=180°,点M,N分别在DA,CD的延长线上,若∠MBN=12∠ABC仍然成立,请你进一步探究线段MN,AM,CN又有怎样的数量关系?写出你的猜想,并给予证明.5.(2013.房山一模24)(1)如图1,△ABC和△CDE都是等边三角形,且B、C、D三点共线,联结AD、BE相交于点P,求证:BE = AD.(2)如图2,在△BCD中,∠BCD<120°,分别以BC、CD和BD为边在△BCD外部作等边三角形ABC、等边三角形CDE和等边三角形BDF,联结AD、BE和CF交于点P,下列结论中正确的是(只填序号即可)①AD=BE=CF;②∠BEC=∠ADC;③∠DPE=∠EPC=∠CPA=60°;(3)如图2,在(2)的条件下,求证:PB+PC+PD=BE.6.(2013.海淀一模24)在△ABC中,∠ACB=90︒.经过点B的直线l(l不与直线AB重合)与直线BC的夹角等于ABC∠,分别过点C、点A作直线l的垂线,垂足分别为点D、点E.(1)若45ABC∠=︒,CD=1(如图),则AE的长为;(2)写出线段AE、CD之间的数量关系,并加以证明;(3)若直线CE、AB交于点F,56CFEF=,CD=4,求BD的长.ABB第24题图1第24题图2AD7.(2013.怀柔一模24)如图,△ABC 中,∠ACB=90°,AD=AC,AB=AN,连结CD 、BN,CD 的延长线交BN 于点F .(1)当∠A DN 等于多少度时,∠ACE=∠EBF,并说明理由;(2)在(1)的条件下,设∠ABC=α,∠CAD =β,试探索α、β满足什么关系时,△ACE ≌△FBE ,并说明理由.8.(2013.门头沟一模24)已知:在△ABC 中,AB =AC ,点D 为BC 边的中点,点F 是AB 边上一点,点E 在线段DF 的延长线上,点M 在线段DF 上,且∠BAE =∠BDF ,∠ABE =∠DBM .(1) 如图1,当∠ABC =45°时,线段 DM 与AE 之间的数量关系是 ; (2) 如图2,当∠ABC =60°时,线段 DM 与AE 之间的数量关系是 ;(3)① 如图3,当ABC α∠=(0<<90α︒︒)时,线段 DM 与AE 之间的数量关系是;② 在(2)的条件下延长BM 到P ,使MP =BM ,连结CP ,若AB =7,AE=求sin ∠ACP 的值.AB CDEF M MFED CA ACD EF M 图1图2图39.(2013.密云一模24)如图1,在等腰梯形ABCD 中,AD BC ∥,E 是AB 的中点,过点E 作EF BC ∥交CD 于点F .46AB BC ==,, 60B =︒∠. (1)点E 到BC 的距离为 ;(2)点P 为线段EF 上的一个动点,过P 作PM EF ⊥交BC 于点M ,过M 作MN AB ∥交折线ADC 于点N ,连结PN ,设EP x =.①点N 在线段AD 上时(如图2),PMN △的形状是否发生改变?若不变,求出PMN △的周长;若改变,请说明理由;②当点N 在线段DC 上时(如图3),是否存在点P ,使PMN △为等腰三角形?若存在,请求出所有满足要求的x 的值;若不存在,请说明理由.C(备用)A D EB F CA DE BF CP N10.(2013.平谷一模24)(1)如图(1),△ABC 是等边三角形,D 、E 分别是AB 、BC 上的点,且BD CE =,连接AE 、CD 相交于点P .请你补全图形,并直接写出∠APD 的度数;= (2)如图(2),Rt △ABC 中,∠B =90°,M 、N 分别是AB 、BC 上的点,且,AM BC =BM CN =,连接AN 、CM 相交于点P ,请你猜想∠APM = °,并写出你的推理过程.11.(2013.石景山一模24)如图,△ABC 中,∠90ACB =︒, 2=AC ,以AC 为边向右侧作等边三角形ACD .(1)如图24-1,将线段AB 绕点A 逆时针旋转︒60,得到线段1AB ,联结1DB ,则与1DB 长度相等的线段为 (直接写出结论);(2)如图24-2,若P 是线段BC 上任意一点(不与点C 重合),点P 绕点A 逆时针旋转︒60得到点Q ,求ADQ ∠的度数;(3)画图并探究:若P 是直线BC 上任意一点(不与点C 重合),点P 绕点A 逆时针旋转︒60得到点Q ,是否存在点P ,使得以 A 、 C 、 Q 、 D 为顶点的四边形是梯形,若存在,请指出点P 的位置,并求出PC 的长;若不存在,请说明理由.12.(2013.西城一模24)在Rt △ABC 中,∠ACB =90°,∠ABC =α,点P 在△ABC 的内部.(1) 如图1,AB =2AC ,PB =3,点M 、N 分别在AB 、BC 边上,则cos α=_______, △PMN 周长的最小值为_______;(2) 如图2,若条件AB =2AC 不变,而PA =2,PB =10,PC =1,求△ABC 的面积; (3) 若PA =m ,PB =n ,PC =k ,且cos sin k m n αα==,直接写出∠APB 的度数.图24-1 图24-2DB 1ABCD备用图ACD备用图ACD13.(2013.顺义一模24)如图1,将三角板放在正方形ABCD 上,使三角板的直角顶点E 与正方形ABCD 的顶点A 重合.三角板的一边交CD 于点F ,另一边交CB 的延长线于点.G(1)求证:EF EG =;(2)如图2,移动三角板,使顶点E 始终在正方形ABCD 的对角线AC 上,其他条件不变, (1)中的结论是否仍然成立?若成立,请给予证明;若不成立,请说明理由;(3)如图3,将(2)中的“正方形ABCD ”改为“矩形ABCD ”,且使三角板的一边经过点B ,其他条件不变,若AB a =,BC b =,求EFEG的值.14.(2013.通州一模24)已知:2AD =,4BD =,以AB 为一边作等边三角形ABC .使C 、D两点落在直线AB 的两侧.(1)如图,当∠ADB=60°时,求AB 及CD 的长;(2)当∠ADB 变化,且其它条件不变时,求CD 的 最大值,及相应∠ADB 的大小.15.(2013.海淀二模24)如图1,在△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 .图1 图2 (1)求证:AC AD =;(2)点G 为线段CD 延长线上一点,将射线GC 绕着点G 逆时针旋转β,与射线BD 交于点E .①若βα=,2GD AD =,如图2所示,求证:2DEG BCD S S ∆∆=; ②若2βα=,GD kAD =,请直接写出DEGBCDS S ∆∆的值(用含k 的代数式表示).第九章 几何综合参考答案1.(2013.昌平一模24)解:(1)如图1,依题意得:△A 1C 1B ≌△ACB .……… 1分∴BC 1=BC ,∠A 1C 1B =∠C =30°. ∴∠BC 1C = ∠C =30°.∴∠CC 1A 1 = 60°.…………………………… 2分A DB CA 1C 1ABC图1(2)如图2,由(1)知:△A 1C 1B ≌△ACB .∴A 1B = AB ,BC 1 = BC ,∠A 1BC 1 =∠ABC . ∴∠1 = ∠2,114263A B AB C B BC === ∴ △A 1BA ∽△C 1BC ………………… 3分 ∴112ΔΔ2439A BA C BCS S ⎛⎫== ⎪⎝⎭. ………………4分∵1Δ3C BC S =, ∴1Δ43A BA S =. ……………………………5分(3)线段EP 1长度的最大值为8,EP 1长度的最小值1. ………… 7分2.(2013.朝阳一模24)解:(1)EB DC =. ………………………………………………………………………2分 (2)过点C 作CF ∥EB 且CF =EB ,连接DF 交EB 于点G , 连接BF .∴四边形EBFC 是平行四边形. …………………………………………………3分 ∴CE ∥BF 且CE =BF . ∴∠ABF =∠A =90°. ∵BF =CE =kAB .∴BFk AB=. ∵BD =kAE ,∴BDk AE=.… ……………………………………………………………………4分 ∴BF BD AB AE=.∴DBF ∆∽EAB ∆. ……………………………………………………………5分 ∴DFk BE=,∠GDB=∠AEB . ∴∠DGB =∠A =90°. ∴∠GFC =∠BGF =90°. ∵12CF EB DC DC ==. 21C 1CBA 1A图2B∴DF DFEB CF==∴k…………………………………………………………………………7分3.(2013.大兴一模24)(1)证明: ∵PE=BE , ∴∠EBP=∠EPB . 又∵∠EPH=∠EBC=90°, ∴∠EPH-∠EPB=∠EBC-∠EBP . 即∠PBC=∠BPH . 又∵AD ∥BC , ∴∠APB=∠PBC .∴∠APB=∠BPH . ………………………………………2分 (2)△PHD 的周长不变,为定值 8 ………………………3分 证明:过B 作BQ ⊥PH ,垂足为Q 由(1)知∠APB=∠BPH 又∵ ∠A=∠BQP=90°,BP=BP ∴ △ABP ≌△QBP ∴ AP=QP , AB=BQ 又∵ AB=BC ∴ BC = BQ又∵ ∠C=∠BQH=90°,BH=BH ∴ △BCH ≌△BQH ∴ CH=QH∴ △PHD 的周长为:PD+DH+PH =AP+PD+DH+HC =AD+CD =8………………5分(3)21282S x x =-+ 配方得,21(2)62S x =-+,∴当x =2时,S 有最小值6 …………………………………7分4.(2013.东城一模24)(本小题满分7分)AB CDEF G H PQ=180°,=180°.BN5.(2013.房山一模24)(1)证明:∵△ABC 和△CDE 都是等边三角形 ∴BC=AC ,CE=CD ,∠ACB=∠DCE=60° ∴∠BCE=∠ACD∴△BCE ≌△ACD (SAS )∴BE=AD --------------1分 (2)①②③都正确 --------------4分 (3)证明:在PE 上截取PM=PC ,联结CM由(1)可知,△BCE ≌△ACD (SAS ) ∴∠1=∠2设CD 与BE 交于点G,,在△CGE 和△PGD 中 ∵∠1=∠2,∠CGE=∠PGD∴∠DPG=∠ECG=60°同理∠CPE=60° ∴△CPM 是等边三角形--------------5分 ∴CP=CM ,∠PMC=60° ∴∠CPD=∠CME=120°∵∠1=∠2,∴△CPD ≌△CME (AAS )---6分 ∴PD=ME∴BE=PB+PM+ME=PB+PC+PD. -------7分即PB+PC+PD=BE .6.(2013.海淀一模24)(1)2AE =.………………………1分(2)线段AE 、CD 之间的数量关系为2AE CD =.………………………2分 证明:如图1,延长AC 与直线l 交于点G . 依题意,可得∠1=∠2. ∵∠ACB =90︒, ∴∠3=∠4. ∴BA BG =.∴CA =CG .………………………3分∵AE ⊥l ,CD ⊥l , ∴CD ∥AE . ∴△GCD ∽△GAE . ∴12CD GC AE GA ==. ∴2AE CD =.………………………4分AACB(3)解:当点F 在线段AB 上时,如图2, 过点C 作CG ∥l 交AB 于点H ,交AE 于点G . ∴∠2=∠HCB . ∵∠1=∠2, ∴∠1=∠HCB . ∴CH BH =. ∵∠ACB =90︒,∴∠3+∠1=∠HCB +∠4 =90︒. ∴∠3=∠4. ∴CH AH BH ==. ∵CG ∥l ,∴△FCH ∽△FEB . ∴56CF CH EF EB ==. 设5,6CH x BE x ==,则10AB x =.∴在△AEB 中,∠AEB =90︒,8AE x =. 由(2)得,2AE CD =. ∵4CD =, ∴8AE =. ∴1x =.∴10,6,5AB BE CH ===. ∵CG ∥l ,∴△AGH ∽△AEB . ∴12HG AH BE AB ==. ∴3HG =.………………………5分 ∴8CG CH HG =+=. ∵CG ∥l ,CD ∥AE , ∴四边形CDEG 为平行四边形. ∴8DE CG ==.∴2BD DE BE =-=.……………………6分 当点F 在线段BA 的延长线上时,如图3, 同理可得5CH =,3GH =,6BE =. ∴DE =2CG CH HG =-=. ∴ 8BD DE BE =+=.∴2BD =或8.……………………7分7.(2013.怀柔一模24)(1)解:图3图2当∠ADN 等于90度时,∠ACE=∠EBF. ……………………………1分 理由如下:∵∠ACB=∠ADN =90°, ∴△ABC 和△AND 均为直角三角形 又∵AC=AD ,AB=AN∴△ABC ≌△AND ……………………………2分 ∴∠CAB=∠DAN∴∠CAD=∠BAN 又∠ACD=∠ADC, ∠ABN=∠ANB∴∠ACD= ∠ABN 即∠ACE=∠EBF……………………………3分(2)解:当2βα=时,△ACE ≌△FBE . ……………………………4分在△ACD 中,∵AC=AD ,∴αβ-=-=∠-=∠ 9021802180CAD ACD ……………………………5分在Rt △ABC 中,∠ACD+∠BCE=90°,即9090BCE α︒-+∠=︒,∴∠BCE=α.∵∠ABC=α,∴∠ABC=∠BCE ……………………6分 ∴CE=BE由(1)知:∠ACE=∠EBF,又∠AEC=∠BEF∴△ACE ≌△FBE .………………………7分8.(2013.门头沟一模24)解:(1)DM AE =.………………………………………………………………………2分(2)12DM AE =. ………………………………………………………………3分 (3)① cos DM AE =α. …………………………………………………………4分② 如图,连结AD 、EP . ∵AB =AC ,∠ABC =60°, ∴△ABC 为等边三角形.又∵D 为BC 的中点,∴AD ⊥BC ,∠DAC =30°,BD =DC =12BC =72. ∵∠BAE =∠BDM ,∠ABE =∠DBM ,∴△ABE ∽△DBM . ∴12BM DB BE AB ==.∴EB =2BM . 又∵PB =2BM ,∴EB =PB .∵60EBP ABE ABP PBC ABP ABC ∠=∠+∠=∠+∠=∠=︒, ∴△BEP 为等边三角形. ∴EM ⊥BP .∴∠BMD =90°.∵D 为BC 的中点,M 为BP 的中点,∴DM ∥PC .∴∠BPC =∠BMD = 90°. ∵AB CB =,BE BP =,∠ABE =∠DBM , ∴△ABE ≌△CBP .∴BCP BAE ∠=∠,∠BPC =∠BEA = 90°.在Rt △AEB 中,∵∠BEA =90°,AE=AB =7,∴cos EAB ∠=∴cos cos PCB BAE ∠=∠=5分 在Rt △ABD中,sin AD AB ABD =⋅∠= 在Rt △NDC中,cos DC CN NCD =∠∴ND =∴NA AD ND =-=. 过点N 作NH ⊥AC 于H .∴12NH AN ==6分∴sin NH ACP CN ∠==……………………………………………………7分9.(2013.密云一模24)(1)如图1,过点E 作EG ⊥BC 于点G . ∵E 为AB 的中点,HP ACEF M N 图2①当点N 在线段AD 上运动时,周长不变.∵PM ⊥EF ,EG ⊥EF , ∴PM ∥EG . ∵EF ∥BC ,同理MN=AB=4.如图2,过点P 作PH ⊥MN 于H , ∵MN ∥AB ,∴∠NMC=∠B=60°,∠PMH=30度. ②当点N 上运动时,存在.M N=2MR=310.(2013.平谷一模24)解:(1)60°……………..1分 (2)45° ………………………………..2分证明:作AE ⊥AB 且AE CN BM ==.可证EAM MBC ∆≅∆. ……………………………..3分 ∴ ,.ME MC AME BCM =∠=∠∵ 90,CMB MCB ∠+∠=︒∴ 90.CMB AME ∠+∠=︒ ∴ 90.EMC ∠=︒∴ EMC ∆是等腰直角三角形,45.MCE ∠=︒ ...................5分 又△AEC ≌△CAN (s , a , s ).. (6)分∴ .ECA NAC ∠=∠ ∴ EC ∥AN. ∴45.APM ECM ∠=∠=︒…………………………………………………………………..7分11.(2013.石景山一模24)解:(1) BC …………………………… 1分 (2由作图知AQ AP =,∠︒=06PAQ ∵△ACD 是等边三角形.∴AD AC =,PAQ CAD ∠=︒=∠06 ∴QAD PAC ∠=∠ 在△PAC 和△QAD 中⎪⎩⎪⎨⎧=∠=∠=AD AC QAD PAC AQ AP ∴△PAC ≌△QAD∴︒=∠=∠90ACP ADQ …………………………… 3分 (3)如图3,同①可证△PAC ≌△QAD ,︒=∠=∠90ACP ADQ图3 图4AB CDPQD BQPCA当AD ∥CQ 时,︒=∠-︒=∠90180ADQ CQD∵︒=∠60ADC ∴︒=∠30QDC ∵2==AC CD∴31==DQ CQ ,∴3==DQ PC 且AD CQ ≠…………………………… 5分∴此时四边形ACQD 是梯形.如图4,同理可证△PAC ≌△QAD ,︒=∠=∠90ACP ADQ 当AQ ∥CD 时,︒=∠=∠60ADC QAD ,︒=∠30AQD∵2==AC AD∴4AQ DQ ==,∴PC DQ ==此时DQ 与AC 不平行,四边形ACDQ 是梯形.综上所述,这样的点P 有两个,分别在C 点两侧,当P 点在C 点左侧时,3=PC ;当P 点在C点右侧时,PC =…………………………… 7分12.(2013.西城一模24)解:(1)cos α,△PMN 周长的最小值为 3 ; …………2分(2)分别将△PAB 、△PBC 、△PAC 沿直线AB 、BC 、AC 翻折,点P 的对称点分别是点D 、E 、F ,连接DE 、DF ,(如图6)则△PAB ≌△DAB ,△PCB ≌△ECB ,△PAC ≌△FAC . ∴AD =AP =AF , BD =BP =BE ,CE =CP =CF .∵由(1)知∠ABC =30°,∠BAC =60°,∠ACB =90°, ∴∠DBE =2∠ABC =60°,∠DAF =2∠BAC =120°, ∠FCE =2∠ACB =180°.∴△DBE 是等边三角形,点F 、C 、E 共线.∴DE =BD =BP EF =CE +CF =2CP =2. ∵△ADF 中,AD =AF ,∠DAF =120°, ∴∠ADF =∠AFD =30°.∴DF .∴22210EF DF DE +==.∴∠DFE =90°. ………………………………………………………4分PBAC DE F图6∵2ABC DBE DFE DAF BDAFE S S S S S ∆∆∆∆==++多边形,∴2112222ABC S ∆=++=∴ABC S ∆=. ……………………………………………5分 (3)∠APB =150°. ………………………………………………………… 7分 说明:作BM ⊥DE 于M ,AN ⊥DF 于N .(如图7) 由(2)知∠DBE =2α,∠DAF =1802α- . ∵BD =BE=n ,AD =AF=m , ∴∠DBM =α,∠DAN =90α- . ∴∠1=90α- ,∠3=α. ∴DM =sin n α,DN =cos m α. ∴DE =DF =EF . ∴∠2=60°.∴∠APB =∠BDA =∠1+∠2+∠3=150°.13.(2013.顺义一模24)(1)证明:∵9090GEB BEF DEF BEF ∠+∠=∠+∠=°,°,∴.DEF GEB ∠=∠ 又∵ED BE =,∴Rt Rt FED GEB △≌△.∴.EF EG = ………………………………………………………2分(2)成立.证明:如图,过点E 分别作BC CD 、的垂线,垂足分别为H I 、,则90EH EI HEI =∠=,°.∵9090GEH HEF IEF HEF ∠+∠=∠+∠=°,°,∴.IEF GEH ∠=∠∴Rt Rt FEI GEH △≌△.∴.EF EG = …………………………………4分321NMPACD EFB图7(3)解:如图,过点E 分别作BC CD 、的垂线,垂足分别为M N 、,则90MEN ∠=°,.EM AB EN AD ∥,∥∴.EM CE EN AB CA AD == ∴.EM AD a EN AB b ==…………………………………5分 ∴9090GME MEF FEN MEF ∠+∠=∠+∠=°,°, ∴.MEN GEM ∠=∠∴Rt Rt FEN GEM △∽△. ∴.EF EN b EG EM a ==…………………………………7分14.(2013.通州一模24)解:(1)过点A 作AG BC ⊥于点G . ∵∠ADB=60°,2AD =, ∴1DG =,AG =∴ 3GB =,∴tan AG ABG BG ∠==, ∴30ABG ∠=o,AB = ……………… 1分; ∵ △ABC 是等边三角形,∴ 90DBC ∠=o,BC =, ……………… 2分;由勾股定理得:CD ===…… 3分;(2)作60EAD ∠=o ,且使AE AD =,连接ED 、EB . ………… 4分; ∴△AED 是等边三角形, ∴AE AD =,60EAD ∠=o ,∵ △ABC 是等边三角形, ∴AB AC =,60BAC ∠=o ,∴EAD DAB BAC DAB ∠+∠=∠+∠, 即EAB DAC ∠=∠,∴△EAB ≌△DAC . ……………… 5分;∴EB =DC .G第24题图D CBA 第24题图ECBA当点E 、D 、B 在同一直线上时,EB 最大,∴246EB =+=, ……………… 6分; ∴ CD 的最大值为6,此时120ADB ∠=o . ……………… 7分. 另解:作60DBF ∠=o ,且使BF BD =,连接DF 、AF . 参照上面解法给分.15.(2013.海淀二模24)解:(1) ∵BD 平分ABC ∠,∴12∠=∠. ∵AD ∥BC , ∴23∠=∠.∴13∠=∠.---------------1分 ∴AB AD =. ∵AB AC =,∴AC AD =.---------------2分 (2)①证明:过A 作AH BC ⊥于点H .∴90AHB ∠=.∵AB AC =,ABC α∠=, ∴ACB ABC α∠=∠=. ∴1802BAC α∠=︒-. 由(1)得=AB AC AD =.∴点B 、C 、D 在以A 为圆心,AB 为半径的圆上.∴12BDC BAC ∠=∠. ∴90GDE BDC α∠=∠=︒-.----------3分∵G ∠=β=αABC =∠, ∴90G GDE ∠+∠=︒. ∴90DEG AHB ∠=∠=︒.∴△DEG ∽△AHB .------------------4分 ∵2GD AD =,AB AD =,FA BCD第24题图∴22DEG AHB S GD S BA ∆∆==4. ∵AD ∥BC ,∴2BCD ABC AHB S S S ∆∆∆==.∴2DEG BCD S S ∆∆=.----------------------5分 ②2=DEG BCDS k S ∆∆. -------------------------7分。