中考数学总复习专题三简单的几何证明与计算试题新人教版

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专题三 简单的几何证明与计算三角形全等【例1】 (2016·襄阳)如图,在△ABC 中,AD 平分∠BAC,且BD =CD ,DE ⊥AB 于点E ,DF ⊥AC 于点F.(1)求证:AB =AC ;(2)若AD =23,∠DAC =30°,求AC 的长.分析:(1)先证△DEB≌△DFC 得∠B=∠C,由此即可证明;(2)先证AD⊥BC,再在Rt △ADC 中,利用30°角性质设CD =a ,AC =2a ,根据勾股定理列出方程即可求解.解:(1)∵AD 平分∠BAC,DE ⊥AB 于点E ,DF ⊥AC 于点F ,∴DE =DF ,∠DEB =∠DFC=90°,又∵BD=CD ,∴Rt △DEB≌Rt △DFC(HL ),∴∠B =∠C,∴AB =AC(2)∵AB=AC ,BD =DC ,∴AD ⊥BC ,在Rt △ADC 中,∵∠ADC =90°,AD =23,∠DAC=30°,∴AC =2CD ,设CD =a ,则AC =2a ,∵AC 2=AD 2+CD 2,∴4a 2=a 2+(23)2,∵a >0,∴a =2,∴AC =2a =4三角形相似【例2】 (2015·岳阳)如图,正方形ABCD 中,M 为BC 上一点,F 是AM 的中点,EF ⊥AM ,垂足为点F ,交AD 的延长线于点E ,交DC 于点N.(1)求证:△ABM∽△EFA;(2)若AB =12,BM =5,求DE 的长.分析:(1)由两角相等即可证明;(2)由勾股定理求出AM ,得出AF ,由△ABM∽△EFA 得出比例式,求出AE ,即可求解.解:(1)∵四边形ABCD 是正方形,∴AB =AD ,∠B =90°,AD ∥BC ,∴∠AMB =∠EAF,又∵EF⊥AM,∴∠AFE =90°,∴∠B =∠AFE,∴△ABM ∽△EFA(2)∵∠B=90°,AB =12,BM =5,∴AM =122+52=13,AD =12,∵F 是AM 的中点,∴AF =12AM =6.5,∵△ABM ∽△EFA ,∴BM AF =AM AE ,即56.5=13AE ,∴AE =16.9,∴DE =AE -AD =4.9特殊四边形【例3】 (2016·贺州)如图,AC 是矩形ABCD 的对角线,过AC 的中点O 作EF⊥AC,交BC 于点E ,交AD 于点F ,连接AE ,CF.(1)求证:四边形AECF 是菱形;(2)若AB =3,∠DCF =30°,求四边形AECF 的面积.(结果保留根号)分析:(1)过AC 的中点O 作EF⊥AC,根据线段垂直平分线的性质,可得AF =CF ,AE =CE ,OA =OC ,由AAS 可证△AOF≌△COE,可得AF =CE ,由此即可证明;(2)由四边形ABCD 是矩形,易求得CD 的长,利用三角函数求得CF 的长,即可求解.解:(1)∵O 是AC 的中点,且EF⊥AC,∴AF =CF ,AE =CE ,OA =OC ,∵四边形ABCD 是矩形,∴AD ∥BC ,∴∠AFO =∠CEO,可证△AOF≌△COE(AAS ),∴AF =CE ,∴AF =CF =CE =AE ,∴四边形AECF 是菱形(2)∵四边形ABCD 是矩形,∴CD =AB =3,在Rt △CDF 中,cos ∠DCF =CDCF,∠DCF =30°,∴CF =CDcos 30°=2,∵四边形AECF 是菱形,∴CE =CF =2,∴四边形AECF 是的面积为EC·AB=2 31.(2016·呼和浩特)如图,△ACB 和△ECD 都是等腰直角三角形,∠ACB =∠ECD=90°,D 为AB 边上一点.(1)求证:△ACE≌△BCD;(2)求证:2CD 2=AD 2+DB 2.解:(1)∵△ACB 和△ECD 都是等腰直角三角形,∴AC =BC ,CD =CE ,∵∠ACB =∠DCE =90°,∴∠ACE +∠ACD=∠BCD+∠ACD,∴∠ACE =∠BCD,可证△ACE≌△BCD(SAS )(2)∵△ACB 是等腰直角三角形,∴∠B =∠BAC=45°.∵△ACE ≌△BCD ,∴∠B =∠CAE=45°,∴∠DAE =∠CAE+∠BAC=45°+45°=90°,∴AD 2+AE 2=DE 2.由(1)知AE =DB ,∴AD 2+DB 2=DE 2,即2CD 2=AD 2+DB 22.(2016·齐齐哈尔)如图,在△ABC 中,AD ⊥BC ,BE ⊥AC ,垂足分别为D ,E ,AD 与BE 相交于点F.(1)求证:△ACD∽△BFD;(2)当tan ∠ABD =1,AC =3时,求BF 的长.解:(1)∵AD⊥BC,BE ⊥AC ,∴∠BDF =∠ADC=∠BEC=90°,∴∠C +∠DBF=90°,∠C +∠DAC=90°,∴∠DBF =∠DAC,∴△ACD ∽△BFD(2)∵tan ∠ABD =1,∠ADB =90°,∴AD BD =1,∵△ACD ∽△BFD ,∴AC BF =ADBD=1,∴BF =AC =33.(2016·济宁)如图,正方形ABCD 的对角线AC ,BD 相交于点O ,延长CB 至点F ,使CF =CA ,连接AF ,∠ACF 的平分线分别交AF ,AB ,BD 于点E ,N ,M ,连接EO.(1)已知EO =2,求正方形ABCD 的边长; (2)猜想线段EM 与CN 的数量关系并加以证明.解:(1)∵四边形ABCD 是正方形,∴CA =2BC 2=2BC.∵CF=CA ,CE 是∠AC F 的角平分线,∴E 是AF 的中点.∵E,O 分别是AF ,AC 的中点,∴EO ∥BC ,且EO =12CF ,∴CA =CF=2EO =22,∴BC =2,∴正方形ABCD 的边长为2(2)EM =12CN.证明:∵CE 平分∠ACB,∴∠OCM =∠BCN,∵四边形ABCD 是正方形,∴AC⊥BD ,∠ABC =90°,∴∠COM =∠CBN=90°,∴△OCM ∽△BCN ,∴CM CN =OC BC =22.∵EO∥BC,∴△OEM ∽△BCM ,∴EM CM =OE BC =22,CM CN ·EM CM =22×22=12,∴EM CN =12,即EM =12CN1.(2016·大庆)如图,在菱形ABCD 中,G 是BD 上一点,连接CG 并延长交BA 的延长线于点F ,交AD 于点E.(1)求证:AG =CG ;(2)求证:AG 2=GE·GF.解:(1)∵四边形ABCD 是菱形,∴AB ∥CD ,AD =CD ,∠ADB =∠CDB ,可证△ADG≌△CDG(SAS ),∴AG =CG(2)∵△ADG≌△CDG,∴∠EAG =∠DCG,∵AB ∥CD ,∴∠DCG =∠F,∴∠EAG =∠F,∵∠AGE =∠AGE,∴△AGE ∽△FGA ,∴AG FG =EG AG,∴AG 2=GE·GF2.(2016·内江)如图,△ABC 中,D 是BC 边上一点,E 是AD 的中点,过点A 作BC 的平行线交CE 的延长线于F ,且AF =BD ,连接BF.(1)求证:D 是BC 的中点;(2)若AB =AC ,试判断四边形AFBD 的形状,并证明你的结论.解:(1)∵AF∥BC ,∴∠AFE =∠DCE ,∵点E 为AD 的中点,∴AE =DE ,可证△AEF≌△DEC(AAS ),∴AF =CD ,∵AF =BD ,∴BD =CD ,∴D 是BC 的中点(2)若AB =AC ,则四边形AFBD 是矩形.证明:∵AF ∥BD ,AF =BD ,∴四边形AFBD 是平行四边形,∵AB =AC ,BD =CD ,∴AD ⊥BC ,∴∠ADB =90°,∴平行四边形AFBD 是矩形3.(2016·北京)如图,在四边形ABCD 中,∠ABC =90°,AC =AD ,M ,N 分别为AC ,CD 的中点,连接BM ,MN ,BN.(1)求证:BM =MN ;(2)若∠BAD=60°,AC 平分∠BAD,AC =2,求BN 的长.解:(1)在△CAD 中,∵M ,N 分别是AC ,CD 的中点,∴MN ∥AD ,MN =12AD ,在Rt △ABC中,∵M 是AC 的中点,∴BM =12AC ,∵AC =AD ,∴MN =BM(2)∵∠BAD=60°,AC 平分∠BAD,∴∠BAC =∠DAC=30°,由(1)可知BM =12AC =AM=MC ,∴∠BMC =∠BAM+∠ABM=2∠BAM=60°,∵MN ∥AD ,∴∠NMC =∠DAC=30°,∴∠BMN =∠BMC+∠NMC=90°,∴BN 2=BM 2+MN 2,由(1)可知MN =BM =12AC =1,∴BN = 24.(导学号 59042292)(2016·威海)如图,在△ABC 和△BCD 中,∠BAC =∠BCD=90°,AB =AC ,CB =CD.延长CA 至点E ,使AE =AC ;延长CB 至点F ,使BF =BC.连接AD ,AF ,DF ,EF ,延长DB 交EF 于点N.(1)求证:AD =AF ; (2)求证:BD =EF ;(3)试判断四边形ABNE 的形状,并说明理由.解:(1)∵AB=AC ,∠BAC =90°,∴∠ABC =∠ACB =45°,∴∠ABF =135°,∵∠BCD =90°,∴∠ACD =∠ACB+∠BCD=135°,∴∠ABF =∠ACD,∵CB =CD ,CB =BF ,∴BF =CD ,可证△ABF≌△ACD(SAS ),∴AD =AF(2)由(1)知AF =AD ,△ABF ≌△ACD ,∴∠FAB =∠DAC,∵∠BAC =90°,∴∠EAB =∠BA C =90°,∴∠EAF =∠BAD,可证△AEF≌△ABD(SAS ),∴BD =EF(3)四边形ABNE 是正方形.理由如下:∵CD=CB ,∠BCD =90°,∴∠CBD =45°,又∵∠ABC=45°,∴∠ABD =∠ABC+∠CBD=90°,由(2)知∠EAB=90°,△AEF ≌△ABD ,∴∠AEF =∠ABD=90°,∴四边形ABNE 是矩形,又∵AE=AB ,∴四边形ABNE 是正方形5.(导学号 59042293)(2016·泰安)如图,在四边形ABCD 中,AC 平分∠BCD,AC ⊥AB ,E 是BC 的中点,AD ⊥AE.(1)求证:AC 2=CD·BC;(2)过E 作EG⊥AB,并延长EG 至点K ,使EK =EB.①若点H 是点D 关于AC 的对称点,点F 为AC 的中点,求证:FH⊥GH; ②若∠B=30°,求证:四边形AKEC 是菱形.解:(1)∵AC 平分∠BCD,∴∠DCA =∠ACB.又∵AC⊥AB,AD ⊥AE ,∴∠DAC +∠CAE=90°,∠CAE +∠EAB=90°,∴∠DAC =∠EAB.又∵E 是BC 的中点,∴AE =BE ,∴∠EAB =∠ABC,∴∠DAC =∠ABC,∴△ACD ∽△BCA ,∴AC BC =CD AC,∴AC 2=CD·BC(2)①连接AH.∵∠ADC=∠BAC=90°,点H ,D 关于AC 对称,∴AH ⊥BC.∵EG ⊥AB ,AE =BE ,∴点G 是AB 的中点,∴HG =AG ,∴∠GAH =∠GHA.∵点F 为AC 的中点,∴AF =FH ,∴∠HAF =∠FHA,∴∠FHG =∠AHF+∠AHG=∠FAH+∠HAG=∠CAB=90°,∴FH ⊥GH②∵EK ⊥AB ,AC ⊥AB ,∴EK ∥AC ,又∵∠B=30°,∴AC =12BC =EB =EC.又EK =EB ,∴EK =AC ,∴四边形AKEC 是平行四边形,又∵AC=EC ,∴四边形AKEC 是菱形。