内容正文:
题型三 解答题型专练
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一、几何证明题
类型1与三角形有关的证明与计算
1.如图,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC=1,D是BC边上的一点,以AD为直角边作等腰Rt△ADE,其中∠DAE=90°,连接CE.
(1)求证:△ABD≌△ACE.
(2)若∠BAD=22.5°时,求BD的长.
(1)证明:∵∠BAC=90°=∠DAE,∴∠BAD=∠CAE,
∵△ADE是等腰直角三角形,∠DAE=90°,
∴AD=AE.
2.(2023·揭阳榕城一模)已知等边△ABC,其中点D,E是过顶点B的一条直线l上两点.
(1)如图1,∠ADB=∠CEB=60°,求证:AD=BE.
(2)如图2,∠ADB=∠CEB=90°,BD=1,BE=2,求AD的长.
(1)证明:∵△ABC为等边三角形,
∴AB=BC,∠ABC=60°,
∴∠ABD+∠CBE=120°.
∵∠ADB=∠CEB=60°,
∴∠ABD+∠BAD=120°,
∴∠CBE=∠BAD.
∴△CBE≌△BAD(AAS),
∴AD=BE.
(2)解:如图,分别作∠AMB=∠CNB=60°,且角的顶点落在直线l上.
由(1)可知△ABM≌△BCN,∴AM=BN,BM=CN.
设EN=x,则AM=BN=2+x.
在Rt△ADM中,
AD=AM·sin∠AMD=(2+x)×sin 60°
类型2与四边形有关的证明与计算
3.(2023·惠州惠城一模)如图,BD为▱ABCD的对角线, EF垂直平分BD,分别交AD,BD,BC于点E,M,F,连接BE,DF.
(1)求证:四边形BFDE为菱形.
(2)若BD=24,EF=12,求四边形BFDE的周长.
(1)证明:∵EF垂直平分BD,∴BM=DM,∠BMF=∠DMF=90°,BF=DF.
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴BC∥AD,∴∠FBM=∠EDM.
∴△FBM≌△EDM(ASA),∴FM=EM,
∴四边形BFDE是平行四边形.
∵BF=DF,∴四边形BFDE是菱形.
4.如图,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,D是BC的中点,E是AD的中点,过点A作AF∥BC交CE的延长线于点F.
(1)求证:四边形ADBF是菱形.
(2)若AB=8,菱形ADBF的面积为40,求AC的长.
(1)证明:∵AF∥BC,
∴∠AFC=∠FCD,∠FAE=∠CDE.
∵点E是AD的中点,∴AE=DE.
∴△FAE≌△CDE(AAS),∴AF=CD.
∵点D是BC的中点,∴BD=CD,∴AF=BD.
∴四边形ADBF是平行四边形.
∵∠BAC=90°,D是BC的中点,
∴AD=BD= BC,∴四边形ADBF是菱形.
(2)解:∵四边形ADBF是菱形,
∴S菱形ADBF=2S△ABD.
∵点D是BC的中点,
∴S△ABC=2S△ABD,
5.(2022·株洲模拟)如图,在矩形ABCD中,E是BC边上的点,AE=BC,DF⊥AE,垂足为F,连接DE.
(1)求证:△ABE≌△DFA.
(2)若AB=6,tan∠AED=3,求矩形ABCD的面积.
(1)证明:∵四边形ABCD为矩形,
∴AD∥BC,AD=BC,∠B=90°,
∴∠AEB=∠DAF.
∵AE=BC,∴AE=AD.
∵DF⊥AE,∴∠AFD=90°,
∴∠B=∠AFD.
∴△ABE≌△DFA(AAS).
(2)解:∵△ABE≌△DFA,∴DF=AB=6.
∵tan∠AED=3,∴DF=3EF,
∴EF= DF=2,∴AF=AE-2=AD-2.
在Rt△AFD中,AD2=DF2+AF2,
∴AD2=62+(AD-2)2,解得AD=10,
∴S矩形ABCD=6×10=60.
类型3与几何图形变换有关的证明与计算
6.如图,点E为正方形ABCD外一点,∠AEB=90°,将Rt△ABE绕A点逆时针方向旋转90°得到△ADF,DF的延长线交BE于点H.
(1)试判定四边形AFHE的形状,并说明理由.
(2)已知BH=7,BC=13,求DH的长.
解:(1)四边形AFHE是正方形,理由如下:
∵Rt△ABE绕A点逆时针方向旋转90°得到△ADF,
∴Rt△ABE≌Rt△ADF,∴∠AEB=∠AFD=90°.
∴∠AFH=90°,
在四边形AFHE中,
∠FAE=90°,∠AEB=90°,∠AFH=90°,
∴四边形AFHE是矩形.
又∵AE=AF,∴矩形AFHE是正方形.
(2)设AE=x.则由(1)以及题意可知AE=EH=FH=AF=x,BH=7,BC=AB=13.
在Rt△AEB中,AB2=AE2+BE2,即132=x2+(x+7)2,
解得x=5(负值舍去),
∴BE=BH+EH=5+7=12,∴DF=BE=12.
又∵DH=DF+FH,∴DH=12+5=17.