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(六)几何证明与计算专练
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1.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,点M为边AB的中点,点E在线段AM上,EF⊥AC于点F,连接CM,CE.已知∠A=50°,∠ACE=30°.
(1)求证:CE=CM;
证明:∵∠ACB = 90°,
点M为边AB的中点,
∴MC=MA=MB,
∴∠MCA=∠A,∠MCB=∠B.
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∵∠A= 50°,
∴∠MCA=50°,∠MCB=∠B=40°.
∴∠EMC=∠MCB+∠B=80°.
∵∠ACE=30°,
∴∠MEC=∠A+∠ACE=80°.
∴∠MEC=∠EMC.
∴CE =CM.
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(2)若AB=4,求线段FC的长.
解:∵AB=4,
∵EF⊥AC,∠ACE= 30°,
∴FC=CE·cos 30°=
∴CE=CM= AB=2.
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2. 如图,BE是△ABC的角平分线,延长BE至点D,使得BC=CD.
(1)若∠ABD=20°,求∠BCD的度数;
解:∵BE是△ABC的角平分线,
∴∠CBD=∠ABD=20°.
∵BC=CD,
∴∠D=∠CBD=20°.
∴∠BCD=180°-∠D-∠CBD=180°-
20°-20°=140°.
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(2)若AB=2,BC=4,AC=3,求CE的长.
解:∵BC=CD=4,
∴∠D=∠CBD,
∴∠D=∠ABE=∠CBD.
∴AB∥CD且∠CED=∠AEB.
∴△CED∽△AEB,
∴
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设AE=x,则CE=2x,
∵AC=3,
即x+2x=3,
∴x=1,
∴CE=2.
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3. 如图,在正方形ABCD中,AB=4 cm,延长AB至点E,使BE=8 cm,F是DE的中点,求线段BF的长度.
解:过点F作FM⊥AE,垂足为点M,如图所示.
∵四边形ABCD是正方形,
∴DA⊥AE, AD=AB=4.
∴FM∥AD.
∵点F是DE的中点,
∴点M是AE的中点.
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∵AE=AB+BE=4+8=12,
∴AM=ME=6.
∴BM=AM-AB=6-4=2.
∴BF=
∴线段BF的长度为
∴MF=
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4.如图,在等边三角形ABC中,点E是边AC上一定点,点D是直线BC上一动点,以DE为一边作等边三角形DEF,连接CF.
(1)【问题解决】如图1,若点D在边BC上,
求证:CE+CF=CD;
证明:在CD上截取CH=CE,如图1所示.
∵△ABC是等边三角形,
∴∠ECH=60°.
∴△CEH是等边三角形,
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∵△DEF是等边三角形,
∴DE=FE,∠DEF=60°.
∴∠DEH+∠HEF=∠FEC+∠HEF=60°.
∴∠DEH=∠FEC.
在△DEH和△FEC中,
∴EH=EC=CH,∠CEH=60°.
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∴DH=CF.
∴CD=CH+DH=CE+CF.
∴CE+CF=CD.
∴△DEH≌△FEC(SAS).
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(2)【类比探究】如图2,若点D在边BC的延长线上,请探究:线段CE,CF与CD之间存在怎样的数量关系?并说明理由.
过D作DG∥AB,交AC的延长线于
点G,如图2所示.
解:线段CE,CF与CD之间的等量关系是CF=CD+CE.
理由如下:∵△ABC是等边三角形,
∴∠A=∠B=60°,
∵GD∥AB,
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∴∠GDC=∠DGC=60°.
∴△GCD为等边三角形,
∴DG=CD=CG,∠GDC=60°.
∵△EDF为等边三角形,
∴ED=DF,∠EDF=∠GDC=60°.
∴∠EDG=∠FDC,
∴∠GDC=∠B=60°,∠DGC=∠A=60°.
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∴△EGD≌△FCD(SAS).
∴EG=FC.
∴FC=EG=CG+CE=CD+CE.
在△EGD和△FCD中,
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5. 如图1,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠A=60°,CD是斜边AB上的中线,点E为射线BC上一点,将△BDE沿DE折叠,点B的对应点为点F.
(1)若AB=a,直接写出CD的长(用含a的代数式表示);
解:如图1,
在Rt△ABC中,∠ACB=90°,
∵CD是斜边AB上的中线,AB=a,
∴CD=
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(2)若DF⊥BC,垂足为点G,点F与点D在直线CE的异侧,连接CF,如图2,判断四边形ADFC的形状,并说明理由;
解:四边形ADFC是菱形,
∵DF⊥BC于点G,
∴∠DGB=∠ACB=90°.
∴DF∥AC.
由折叠得,DF=DB,
理由如下:如图2,
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∵DB= AB,
∴DF= AB.
∴AC= AB.
∵∠ACB=90°,∠A=60°,
∴∠B=90°-60°=30°.
∴DF=AC.
∴四边形ADFC是平行四边形.
∵AD= AB,
∴AD=DF.
∴四边形ADFC是菱形.
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(3)若DF⊥AB,直接写出∠BDE的度数.
∵DF⊥AB,
∴∠BDF=90°