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专题九 证明题
〖专题综合训练〗
1.如图,在ABCD中,对角线AC与BD相交于点E,点G为AD的中点,连接CG,CG的延长线交BA的延长线于点F,连接FD.
(1)求证:AB=AF.
(2)若AG=AB,∠BCD=120°,判断四边形ACDF的形状,并证明你的结论.
2.(2022·山东滨州)如图,菱形ABCD的边长为10,∠ABC=60°,对角线AC,BD相交于点O,点E在对角线BD上,连接AE,作∠AEF=120°,且边EF与直线DC的延长线相交于点F.
(1)求菱形ABCD的面积.
(2)求证:AE=EF.
3. (2022·山东泰安)如图,在正方形ABCD中,P为AB边上任一点,AE⊥DP于点E,点F在DP的延长线上,且DE=EF,连接AF,BF,∠BAF的平分线交DF于点G,连接GC.
(1)求证:△AEG是等腰直角三角形.
(2)求证:AG+CG=DG.
(3)若AB=2,P为AB的中点,求BF的长.
4.(2022·山东威海)(1)将两张长为8,宽为4的矩形纸片如图①叠放.
①判断四边形AGCH的形状,并说明理由.
②求四边形AGCH的面积.
(2)如图②,在矩形ABCD和矩形AFCE中,AB=2,BC=7,CF=,求四边形AGCH的面积.
图① 图②
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专题九 证明题 〖专题综合训练〗 答案
1.(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴BF∥CD,AB=CD,
∴∠AFG=∠DCG.
∵GA=GD,∠AGF=∠DGC,
∴△AGF ≌△DGC(AAS),
∴AF=CD,
∴AB=AF.
(2)解:四边形ACDF是矩形.
证明:∵AF=CD,AF∥CD,
∴四边形ACDF是平行四边形.
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴∠BAD=∠BCD=120°,
∴∠FAG=60°.
∵AB=AG=AF,
∴△AFG是等边三角形,
∴AG=GF.
∵△AGF ≌△DGC,
∴FG=CG.
∵AG=GD,∴AD=CF,
∴四边形ACDF是矩形.
2.(1)解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,且AO=CO,BO=DO.
∵∠ABC=60°,
∴∠ABO=30°,∠AOB=90°.
∵AB=10,
∴AO=AB·sin 30°=5,BO =AB·cos 30°=5,
∴AC=2AO=10,BD=2BO=10,
∴菱形ABCD的面积=AC·BD=×10×10=50.
(2)证明:如图,连接EC.
设∠BAE的度数为x.
∵四边形ABCD为菱形,
∴BD是AC的垂直平分线,
∴AE=CE,∠AED=∠CED,∠EAC=∠ECA=60°-x.
∵∠ABD=30°,
∴∠AED=∠CED=30°+x,
∴∠DEF=∠AEF-∠AED=120°-(30°+x)=90°-x.
∵∠BDC=∠ADC=30°,
∴∠EFC=180°-(∠DEF+∠BDC)=180°-(90°-x+30°)=x+60°.
∵∠CED=30°+x,
∴∠ECD=180°-(∠CED+∠BDC)=180°-(30°+x+30°)=120°-x,
∴∠ECF=180°-∠ECD=180°-(120°-x)=x+60°,
∴∠EFC=∠ECF,
∴EF=EC.
∵AE=CE,
∴AE=EF.
3.(1)证明:∵DE=EF,AE⊥DF,
∴AF=AD,
∴∠AFD=∠ADF.
∵∠ADF+∠DAE=∠PAE+∠DAE=90°,
∴∠AFD=∠PAE.
∵AG平分∠BAF,
∴∠FAG=∠GAP.
∵∠AFD+∠FAE=90°,
∴∠AFD+∠PAE+∠FAP=90°,
∴2∠GAP+2∠PAE=90°,
即∠GAE=45°,
∴△AEG是等腰直角三角形.
(2)证明:如图①,过点C作CH⊥DP,交DP于点H,
则∠DHC=90°.
图①
∵AE⊥DP,
∴∠AED=90°,
∴∠AED=∠DHC.
∵∠ADE+∠CDH=90°,∠CDH+∠DCH=90°,
∴∠ADE=∠DCH.
在△ADE和△DCH中,
∴△ADE ≌△DCH(AAS),
∴CH=DE,DH=AE=EG,
∴EH+EG=EH+DH,即GH=DE,
∴GH=CH,
∴CG=GH.
∵AG=EG,
∴AG=DH,
∴AG+CG=DH+GH,
∴AG+CG=(DH+GH),
即AG+CG=DG.
(3)解:如图②,过点F作FN⊥CD交AB,CD分别于点M,N,则四边形AMND是矩形,
∴AD∥FN,MN=AD=2.
∵P为AB的中点,AB=2,∴AP=AB=1.
∵AD∥FN,
∴∠DFN=∠ADF,
∴tan∠ADP=tan∠DFN,
∴===.
设MB=x,则PM=1-x,FM=2PM=2-2x.