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几何探究-中点问题
回忆:(2020•湖北)在平行四边形ABCD中,E为AD的中点,请仅用无刻度的直尺完成下列画图,不写画法,保留画图痕迹.(1)如图1,在BC上找出一点M,使点M是BC的中点;
(2)如图2,在BD上找出一点N,使点N是BD的一个三等分点.
探究:(2020•湘潭)阅读材料:三角形的三条中线必交于一点,这个交点称为三角形的重心.
(1) 特例感知:如图(一),已知边长为2的等边△ABC的重心为点O,求△OBC与△ABC的面积.
(2)性质探究:如图(二),已知△ABC的重心为点O,请判断、是否都为定值?如果是,分别求出这两个定值;如果不是,请说明理由.
(3)性质应用:如图(三),在正方形ABCD中,点E是CD的中点,连接BE交对角线AC于点M.
①若正方形ABCD的边长为4,求EM的长度;
②若S△CME=1,求正方形ABCD的面积.
回忆:如图,在▱ABCD中,点O是CD的中点,连接AO并延长,交BC的延长线于点E,求证:AD=CE.
牛刀小试:如图,在▱ABCD中,E为BC的中点,连接AE并延长交DC的延长线于点F,连接BF,AC,若AD=AF,求证:四边形ABFC是矩形.
探究:小红遇到这样一个问题:如图1,△ABC中,AB=6,AC=4,AD是中线,求AD的取值范围.她的做法是:延长AD到E,使DE=AD,连接BE,证明△BED≌△CAD,经过推理和计算使问题得到解决.
请回答:(1)小红证明△BED≌△CAD的判定定理是: ;(2)AD的取值范围是 ;
(3)如图2,AD是△ABC的中线,在AD上取一点F,连结BF并延长交AC于点E,使AE=EF,求证:BF=AC.
(4)如图3,在矩形ABCD中,,在BD上取一点F,以BF为斜边作Rt△BEF,且,点G是DF的中点,连接EG,CG,求证:EG=CG.
例题:若△ABC和△AED均为等腰三角形,且∠BAC=∠EAD=90°.
(1)如图(1),点B是DE的中点,判定四边形BEAC的形状,并说明理由;
(2)如图(2),若点G是EC的中点,连接GB并延长至点F,使CF=CD.
求证:①EB=DC,②∠EBG=∠BFC.
习题:小明将两个直角三角形纸片如图(1)那样拼放在同一平面上,抽象出如图(2)的平面图形,∠ACB与∠ECD恰好为对顶角,∠ABC=∠CDE=90°,连接BD,AB=BD,点F是线段CE上一点.
(1)当点F为线段CE的中点时,连接DF(如图(2)),小明经过探究,得到结论:BD⊥DF.你认为此结论是否成立? .(填“是”或“否”)
(2)将(1)中的条件与结论互换,即:BD⊥DF,则点F为线段CE的中点.请判断此结论是否成立.若成立,请写出证明过程;若不成立,请说明理由.
(3)若AB=6,CE=9,求AD的长.
例题:(2020•鄂州)如图,在平行四边形ABCD中,对角线AC与BD交于点O,点M,N分别为OA、OC的中点,延长BM至点E,使EM=BM,连接DE.
(1)求证:△AMB≌△CND;(2)若BD=2AB,且AB=5,DN=4,求四边形DEMN的面积.
习题:(2020•徐州)我们知道:如图①,点B把线段AC分成两部分,如果,那么称点B为线段AC的黄金分割点.它们的比值为.
(1)在图①中,若AC=20cm,则AB的长为 cm;
(2)如图②,用边长为20cm的正方形纸片进行如下操作:对折正方形ABCD得折痕EF,连接CE,将CB折叠到CE上,点B对应点H,得折痕CG.试说明:G是AB的黄金分割点;
(3)如图③,小明进一步探究:在边长为a的正方形ABCD的边AD上任取点E(AE>DE),连接BE,作CF⊥BE,交AB于点F,延长EF、CB交于点P.他发现当PB与BC满足某种关系时,E、F恰好分别是AD、AB的黄金分割点.请猜想小明的发现,并说明理由.
例题:(2020•随州)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,以斜边AB上的中线CD为直径作⊙O,与BC交于点M,与AB的另一个交点为E,过M作MN⊥AB,垂足为N.
(1)求证:MN是⊙O的切线;(2)若⊙O的直径为5,sinB,求ED的长.
习题:如图,在⊙O中,点P为的中点,弦AD、PC互相垂直,垂足为M,BC分别与AD、PD相交于点E、N,连接BD、MN.(1)求证:N为BE的中点.(2)若⊙O的半径为8,的度数为90°,求线段MN的长.
变式:(2020•长沙)如图,半径为4的⊙O中,弦AB的长度为4,点C是劣弧上的一个动点,点D是弦AC的中点,点E是弦BC的中点,连接DE、OD、OE.
(1)求∠AOB的度数;(2)当点C沿着劣弧从点A开始,逆时针运动到点B时,求△ODE的外心P所经过的路径的长度;(3)分别记△ODE,