内容正文:
《几何证明题专项》
全国初中数学竞赛试题精选精编
1.某数学兴趣小组开展了一次活动,过程如下:如图1,等腰直角△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,小敏将三角板中含45°角的顶点放在A上,斜边从AB边开始绕点A逆时针旋转一个角α,其中三角板斜边所在的直线交直线BC于点D,直角边所在的直线交直线BC于点E.
(1)小敏在线段BC上取一点M,连接AM,旋转中发现:若AD平分∠BAM,则AE也平分∠MAC.请你证明小敏发现的结论;
(2)当0°<α≤45°时,小敏在旋转中还发现线段BD、CE、DE之间存在如下等量关系:BD2+CE2=DE2.同组的小颖和小亮随后想出了两种不同的方法进行解决:
小颖的想法:将△ABD沿AD所在的直线对折得到△ADF,连接EF(如图2);
小亮的想法:将△ABD绕点A逆时针旋转90°得到△ACG,连接EG(如图3);
请你从中任选一种方法进行证明.
(3)小敏继续旋转三角板,请你继续研究:当135°<α<180°时(如图4),等量BD2+CE2=DE2是否仍然成立?请作出判断,不需要证明.
2.如图,平行四边形中,平分交于点,且,是直角.求证:平分.
3.如图,在中,,于点,平分,交于点,交于点.
(1)若,求证:;
(2)如图,作交于点,求证:.
4.如图1,在和中,,点在的中点处,交于交于点,连接.
(1)求证:;
(2)如图2,将绕点旋转,使得经过点,直线交直线于点,连交直线于点,连接,若,求的长度.
5.已知:如图,把矩形对折,设折痕为,再把点叠在折痕线上,得到,沿着线折叠,所得到的是什么三角形?请说明理由.
7.已知:如图,△中,,,是△的中线,点在上,且.求证:.
8.【问题初探】
(1)如图1,在四边形中,,,、分别是、上的点,且,探究图中,,之间的数量关系.甲同学探究此问题的方法:延长到点,使.连接.先证明,再证,请你根据甲同学的解题思路直接写出,,之间的数量关系 .
【类比分析】
像(1)题一样,当已知(或求证)一条线段等于另外两条线段的和(或差)时,经常用到这种方法——截长补短法构造全等三角形来完成证明过程,这样可以利用转化思想,把两条线段的和(或差)转化成一条线段,从而降低解题难度.请你用这种方法解答(2).
(2)如图2,若在四边形中,,,,分别是,上的点.且,上述结论是否仍然成立?请说明理由.
【学以致用】
(3)如图3,在四边形中,,.若点在的延长线上,点在的延长线上,且,请直接写出与之间的数量关系.
9.已知中,,,直角的顶点为斜边上的一个动点,直角的两边分别交线段、于、两点.
图1 图2 图3
(1)如图1,当,且时,求的长度;
(2)如图2,当时,求证:;
(3)如图3,在(2)的条件下,将直角绕点旋转,点是的中点,连接,过一点作,垂足为,交于;当线段最短时,求三角形的面积.
10.如图,在四边形中,,,连接,,,,动点从点出发,沿射线方向匀速运动,同时动点从点出发,沿线段匀速运动,当运动到点时停止运动,设运动的时间为
(1)求证:四边形为平行四边形.
(2)若点的运动速度为,点的运动速度为,当运动到以,,,为顶点的四边形为平行四边形时,求的值.
(3)若点的运动速度为,点的运动速度为,以,,,为顶点的四边形能否为菱形,若能,请直接写出与之间的数量关系;若不能,请说明理由.
11.在中,是对角线,,是内一点,连接,,,
(1)求证:
(2)当时,,,,求的面积.
(3)在(1)的条件下,当平分,,,,求的长.
12.综合与实践:
(1)某学习小组在探究三角形全等时,发现了下面这种典型的基本图形.图1,已知,在中,,,直线经过点A,直线,直线,垂足分别为点、.证明:.
(2)组员小刘对图2:,,直线经过点,直线,直线,垂足分别为点、.进行了探究,他发现线段、、之间也存在着类似的数量关系,请你直接写出这个发现.
(3)数学老师赞赏了他们的探索精神,并鼓励他们运用这个知识来解决问题:如图3,已知,是边上的高,.的边、向外作正方形和正方形,延长交于点,若,请直接写出的面积.
13.如图,在正方形中,是边上一动点(不与点,重合),连接,点关于直线的对称点为,连接并延长交直线于点,是中点,连接.
(1)求的度数;
(2)连接,请用等式表示,,三条线段之间的数量关系,并证明;
(3)若正方形的边长为,请直接写出的面积最大值.
14.已知如图,在平行四边形中,点是边上一点,连接,,,,点是上一动点,连接.
(1)如图1,当时,连接,延长,交于点,求证:;
(2)如图2,以为直角边作等腰,,连接,若,,当点在运动过程中,求周长的最小值.
15.如图,在中,,,点在边上(不与点,重合),连接,点为线段的