2025年九年级中考数学复习 对角互补模型知识精讲

2025-03-19
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内容正文:

专题三 对角互补模型 1. 全等型—90º 如图,已知∠AOB=∠DCE=90º,OC平分∠AOB. 则可以得到如下几个结论:①CD=CE,②OD+OE=OC,③. 2. 如图,已知∠DCE的一边与AO的延长线交于点D,∠AOB=∠DCE=90º,OC平分∠AOB. 则可得到如下几个结论:①CD=CE,②OE-OD=OC,③. 3. 全等型—60º和120º 如图,已知∠AOB=2∠DCE=120º,OC平分∠AOB. 则可得到如下几个结论:①CD=CE,②OD+OE=OC,③. 4. 全等型—和 如图,已知∠AOB=,∠DCE=,OC平分∠AOB. 则可以得到以下结论:①CD=CE,②OD+OE=2OC·cos,③. 5. 相似型—90º 如图,已知∠AOB=∠DCE=90º,∠BOC=. 结论:CE=CD·. 6.对角互补四边形的四点共圆 如图,在四边形ABCD中,已知∠A+∠C=180°,求证A、B、C、D四点共圆. 【巩固练习】 一.选择题 1.如图,AC是▱ABCD的对角线,点E在AC上,AD=AE=BE,∠D=105°,则∠BAC是(  ) A.25° B.30° C.45° D.50° 2.如图,已知四边形ABCD的对角互补,且∠BAC=∠DAC,AB=15,AD=12.过顶点C作CE⊥AB于E,则的值为(  ) A.9 B. C.7.2 D.6 3.如图,△ABC为等边三角形,以AB为边向形外作△ABD,使∠ADB=120°,再以点C为旋转中心把△CBD旋转到△CAE,则下列结论: ①D、A、E三点共线; ②DC平分∠BDA; ③∠E=∠BAC; ④DC=DB+DA. 其中正确的有(  ) A.4个 B.3个 C.2个 D.1个 4.克罗狄斯•托勒密是古希腊著名数学家、天文学家和地理学家,他在所著的《天文集》中讲述了制作弦表的原理,其中涉及如下定理:任意凸四边形中,两条对角线的乘积小于或等于两组对边乘积之和,当且仅当凸四边形的对角互补时取等号,后人称之为托勒密定理的推论.如图,四边形ABCD内接于半径为2的圆,∠A=120°,∠B=45°,AB=AD,则四边形ABCD的周长为(  ) A.46 B.10 C.44 D.45 5.如图,正方形ABCD,点P是对角线AC上一点,连接BP,过P作PQ⊥BP,PQ交CD于Q,连接BQ交AC于G,若AP,Q为CD中点,则下列结论: ①∠PBC=∠PQD;②BP=PQ;③∠BPC=∠BQC;④正方形ABCD的面积是16; 其中正确结论的个数是(  ) A.4 B.3 C.2 D.1 6.如图,△ABC为等边三角形,以AB为边向△ABC外侧作△ABD,使得∠ADB=120°,再以点C为旋转中心把△CBD沿着顺时针旋转至△CAE,则下列结论: ①D、A、E三点共线;②△CDE为等边三角形;③DC平分∠BDA;④DC=DB+DA,其中正确的有(  ) A.4个 B.3个 C.2个 D.1个 7.如图,点M、N分别是正方形ABCD的边BC,CD上的动点(不与B,C,D重合),且始终保持∠MAN=45°,AM,AN分别交BD于点E,F,以下四个结论:①AF⊥FM;②;③当∠BAM=22.5°时,∠FMN=∠BAM;④DN+BM=MN.其中正确的有(  ) A.4个 B.3个 C.2个 D.1个 二.填空题 8.如图,AD是△ABC的角平分线,DF⊥AB于点F,∠AED和∠AGD互补,若S△ADG=40,S△AED=22,则△EDF的面积为    . 9.如图,在四边形ABCD中,AB=AD,∠ABC与∠ADC互补,点E、F分别在射线CB、DC上,且,当BC=4,DC=7,CF=1时,则△CEF的周长等于    . 10.如图,⊙O的半径为5,△ABC是⊙O的内接三角形,连接OB、OC.若∠BAC与∠BOC互补,则弦BC的长为    . 11.定义:有一组邻边相等且对角互补的四边形叫做等补四边形.例:如图①,四边形ABCD内接于⊙O,AB=AD,则四边形ABCD是等补四边形.如图②,在等补四边形ABCD中,AB=AD,其外角∠EAD的平分线交CD的延长线于点F,若AF=4,CD=2AD=6,则四边形ABCD的周长为    . 12.如图,点O是四边形ABCD对角线AC、BD的交点,∠BAD与∠ACB互补,,AD=6,AB=7,AC=5,则BC的长为   . 13.如图,等边三角形ABC中,E、F为AC、AB中点,EF延长线交△ABC外接圆于P,则PB:AP的数值为   (提示:圆内接四边形对角互补) 14.定义:有一组对角互补的四边形叫做互补四边形,如图,在互补四边形纸片ABCD中,BA=BC,AD=CD,∠A=∠C=90°,∠ADC=30°.将纸片先沿直线BD对折,再将对折后的纸片从一个顶点出发的直线裁剪,把剪开的纸片打开后铺平,若铺平后的纸片中有一个面积为4的平行四边形,则CD的长为   . 15.如图,正方形ABCD的边长为2,点E从点A出发沿着线段AD向点D运动(不与点A、D重合),同时点F从点D出发沿着线段DC向点C运动(不与点D、C重合),点E与点F的运动速度相同.BE与AF相交于点H,点G为BF中点,则有下列结论: ①∠DEH与∠DFH一定互补; ②FB可以平分∠AFC; ③当E运动到AD中点时,; ④当时,四边形HEDF的面积是. 其中正确的有    .(填写序号) 三.解答题 16.(1)结合图1中的四边形,证明四边形的外角和是360°; (2)图2中在四边形ABCD中,AC平分∠DAB,∠ABC+∠ADC=180°,E为DB中点,求证:CE⊥BD. 17.如图,在四边形ABCD中,点F是边CD上一点,连接AF,并延长AF交BC的延长线于点E,使得△ADF与△FCE全等. (1)若∠BAE=90°,AD=1,AB=2,AE=2,求BC. (2)若∠DAB+∠DCB=180°,求证:∠B=∠DCB. 18.如图,四边形ABCD中,∠A=∠C=90°,BE平分∠ABC,DF平分∠ADC,BE、CD交于G点,求证: (1)∠ABC+∠ADC=180°; (2)BG∥DF. 19.如图,A、P、B、C是⊙O上四点,∠APC=∠CPB=60°. (1)求证:△ABC是等边三角形; (2)连接OA,OB,当点P位于什么位置时,四边形PBOA是菱形?并说明理由; (3)已知PA=a,PB=b,求PC的长(用含a和b的式子表示). 20.如图,点P(3m﹣1,﹣2m+4)在第一象限的角平分线OC上,AP⊥BP,点A在x轴正半轴上,点B在y轴正半轴上. (1)求点P的坐标. (2)当∠APB绕点P旋转时, ①OA+OB的值是否发生变化?若变化,求出其变化范围;若不变,求出这个定值. ②请求出OA2+OB2的最小值. 21.定义:有一组邻边相等且对角互补的四边形叫做等补四边形. 【问题理解】 如图1,点A、B、C在⊙O上,∠ABC的平分线交⊙O于点D,连接AD、CD. 求证:四边形ABCD是等补四边形; 【拓展探究】 如图2,在等补四边形ABCD中,AB=AD,连接AC,AC是否平分∠BCD?请说明理由; 【升华运用】 如图3,在等补四边形ABCD中,AB=AD,其外角∠EAD的平分线交CD的延长线于点F.若CD=6,DF=2,求AF的长 22.如图,正方形ABCD中,点E,F分别是边AB,BC上的两个动点,且正方形ABCD的周长是△BEF周长的2倍.连接DE,DF分别与对角线AC交于点M,N. (1)若AE=2,CF=3,求EF的长; (2)求证;∠EFN+∠EMN=180°; (3)若2,BE=3,求EF的长. 23.在四边形ABCD中,AB=AD,∠BAD+∠BCD=180°,连接AC,BD. (1)如图1,当∠BAD=60°时,猜想线段AC,BC,DC之间的数量关系    ; (2)如图2,当∠BAD=90°时,猜想线段AC,BC,DC之间的数量关系;并证明你的猜想; (3)如图3,当∠BAD=α(0°<α<180°)时,请直接写出线段AC,BC,DC之间的数量关系.(用含α的代数式表示) 24.已知:在正方形ABCD中,点E是边AB上点,点G在边AD上,连接EG,EG=DG,作EF⊥EG,交边BC于点F(图1). (1)求证:AE+CF=EF; (2)连接正方形ABCD的对角线AC,连接DF,线段AC与线段DF相交于点K(图2),探究线段AE、AD、AK之间的数量关系,直接写出你的结论; (3)在(2)的条件下,连接线段DE与线段AC相交于点P,(图3)若AK=8.△BEF的周长为24,求PK的长. 25.四边形ABCD若满足∠A+∠C=180°,则我们称该四边形为“对角互补四边形”. (1)四边形ABCD为对角互补四边形,且∠B:∠C:∠D=2:3:4,则∠A的度数为    ; (2)如图1,四边形ABCD为对角互补四边形,∠BAD=∠BCD=90°,AB=AD. 求证:AC平分∠BCD. 小云同学是这么做的:延长CD至M,使得DM=BC,连AM,可证明△ABC≌△ADM,得到△ACM是等腰直角三角形,由此证明出AC平分∠BCD,还可以知道CB、CD、CA三者关系为:   ; (3)如图2,四边形ABCD为对角互补四边形,且满足∠BAD=60°,AB=AD,试证明: ①AC平分∠BCD; ②CA=CB+CD; (4)如图3,四边形ABCD为对角互补四边形,且满足∠ABC=60°,AD=CD,则BA、BC、BD三者关系为:   . 26.在⊙O中,弦CD平分圆周角∠ACB,连接AB,过点D作DE∥AB交CB的延长线于点E. (1)求证:DE是⊙O的切线; (2)若tan∠CAB,且B是CE的中点,⊙O的直径是,求DE的长. (3)P是弦AB下方圆上的一个动点,连接AP和BP,过点D作DH⊥BP于点H,请探究点P在运动的过程中, 的比值是否改变,若改变,请说明理由;若不变,请直接写出比值. 27.在四边形ABCD中,△EAF的两边AE,AF分别交直线CB,DC于点E,F,已知,且AB=AD,∠B+∠D=180°. (1)如图1,当△EAF全部位于四边形ABCD的内部时,试探究EF与BE,DF之间的数量关系.为了引发同学的思考,数学刘老师给出了此题的部分解法作为提示:证明:如图2,将△ABE绕点A旋转到△ADG处. ∴AE=AG,∠BAE=∠DAG,∠B=∠ADG,BE=GD, ∵∠B+∠ADC=180°, ∴∠ADG+∠ADC=180°, ∴G,D,F三点共线. … 请你将上述证明过程补充完整,并写出结论; (2) 如图3,当△EAF旋转到如图所示的位置时,那么(1)中的结论是否成立?若成立,请写出证明过程;如若不成立,请写出正确的结论,并证明 参考答案 1. 全等型—90º 如图,已知∠AOB=∠DCE=90º,OC平分∠AOB. 则可以得到如下几个结论:①CD=CE,②OD+OE=OC,③. 【证明】如图,过点C作CM⊥OA于点M,CN⊥OB于点N. ∵OC平分∠AOB,∴CM=CN(角平分线上的点到角两边的距离相等), 在正方形MONC中,由题意可得∠MCN=360º-∠CMO-∠AOB-∠CNO=90º,∴∠MCD+∠DCN=90º, 又∵∠DCE=90º,∴∠ECN+∠MCD=90º,∴∠MCD=∠ECN, ∴△CDM≌△CEN,∴CD=CE,∴结论①成立; ∵四边形MONC为正方形,∴OM=ON=OC, 又∵OD+OE=OD+ON+NE=OD+ON+DM=OM+ON,∴OD+OE=OC,∴结论②成立; ∴,∴结论③成立. 2. 如图,已知∠DCE的一边与AO的延长线交于点D,∠AOB=∠DCE=90º,OC平分∠AOB. 则可得到如下几个结论:①CD=CE,②OE-OD=OC,③. 【证明】如图,过点C作CF⊥OA,CG⊥OB,垂足分别为F、G. 由角平分线性质可得CF=CG,∴四边形CFOG为正方形, ∵∠1+∠2=90º,∠3+∠2=90º,∴∠1=∠3,∴△CDF≌△CEG, ∴CD=CE,结论①成立; 在正方形CFOG中,OF=OG=OC, ∵OE-OD=OG+GE-OD=OG+FD-OD=OG+OF,∴OE-OD=OC=OC,结论②成立; 3. 全等型—60º和120º 如图,已知∠AOB=2∠DCE=120º,OC平分∠AOB. 则可得到如下几个结论:①CD=CE,②OD+OE=OC,③. 【证明】如图,过点C作CF⊥OA,CG⊥OB,垂足分别为F、G. 由角平分线性质可得CF=CG,在四边形OFCG中,∠FCG=60º, ∵∠FCD+∠DCG=∠GCE+∠DCG=60º,∴∠FCD=∠GCE,∴△CDF≌△CEG(ASA), ∴CD=CE,结论①成立; 在Rt△COF和Rt△COG中,∠COF=∠COG=60º,∴OF=OG=OC, 又∵OD+OE=OD+OG+EG=OD+OG+DF=OF+OG,∴OD+OE=OC=OC,结论②成立; ,结论③成立. 4. 全等型—和 如图,已知∠AOB=,∠DCE=,OC平分∠AOB. 则可以得到以下结论:①CD=CE,②OD+OE=2OC·cos,③. 【证明】如图,过点C作CF⊥OA,CG⊥OB,垂足分别为F、G. 证△CDF≌△CEG可得CD=CE,结论①成立, 在Rt△COF和Rt△COG中,∠COF=∠COG=,∴OF=OG=OC·, 又∵OD+OE=OD+OG+EG=OD+OG+DF=OF+OG,∴OD+OE=2OC·cos,结论②成立, ,结论③成立. 5. 相似型—90º 如图,已知∠AOB=∠DCE=90º,∠BOC=. 结论:CE=CD·. 证明【方法一】:如图1,过点C作CF⊥OA,CG⊥OB,垂足分别为F、G. 先证△CEG∽△CDF,即,又∵四边形CFOG是矩形,∴CF=DG, 在Rt△COG中,,∴CE=CD·; 证明【方法二】:如图2,过点C作CF⊥OC交OB于点F. 通过证明△CFE∽△COD可得 6. 对角互补四边形的四点共圆 如图,在四边形ABCD中,已知∠A+∠C=180°,求证A、B、C、D四点共圆. 【证明】(反证法) 连接BD,作△ABD的外接圆,假设点C不在圆上,那么点C可以有在圆外和圆内两种情况, 当点C在圆外时,如图所示,连接BC交圆O于点C’,连接DC’, 由圆内接四边形的性质可得, 又∵∠A+∠C=180°, ∴,与三角形外角定理相矛盾, 故点C不可能在圆外; 当点C在圆内时,如图所示,同理可证点C也不能在圆内, 综上,点C只能在圆上,即A、B、C、D四点共圆. 【巩固练习】 一.选择题 1.如图,AC是▱ABCD的对角线,点E在AC上,AD=AE=BE,∠D=105°,则∠BAC是(  ) A.25° B.30° C.45° D.50° 【分析】根据平行四边形的性质,得到∠ABC=∠D=105°,AD=BC,进而得到CB=BE,∠BCE=∠BEC,设∠EAB的度数为x,列式计算即可. 【解答】解:∵▱ABCD,∠D=105°, ∴∠ABC=∠D=105°,AD=BC, ∵AD=AE=BE, ∴∠EAB=∠EBA,CB=BE, ∴∠BCE=∠BEC, 设∠EAB的度数为x,则:∠EBA=x,∠CEB=∠EAB+∠EBA=2x,∠ACB=180°﹣∠ABC﹣∠CAB=75°﹣x, ∴2x=75°﹣x, ∴x=25°, ∴∠BAC=25°; 故选A. 【点评】本题考查平行四边形的性质,等腰三角形的判定和性质,三角形的内角和与外角的性质,熟练掌握相关性质,并灵活运用,是解题的关键. 2.如图,已知四边形ABCD的对角互补,且∠BAC=∠DAC,AB=15,AD=12.过顶点C作CE⊥AB于E,则的值为(  ) A.9 B. C.7.2 D.6 【分析】过点C作CF⊥AD交AD的延长线于点F,证明△CEB≌△CFD,结合已知数据,求出AE和BE的长度,即可解决问题. 【解答】解:如图,过点C作CF⊥AD交AD的延长线于点F,则∠CFD=90°, ∵CE⊥AB, ∴∠CEB=90°, ∴∠CEB=∠CFD, ∵∠BAC=∠DAC, ∴AC平分∠BAD, ∴CE=CF, ∵四边形ABCD的对角互补, ∴∠B+∠ADC=180°, ∵∠CDF+∠ADC=180°, ∴∠B=∠CDF, 在△CEB和△CFD中, , ∴△CEB≌△CFD(AAS), ∴BE=DF, 设BE=DF=a, ∵AB=15,AD=12, ∴12+2a=15, ∴a=1.5, ∴AE=12+a=12+1.5=13.5,BE=a=1.5, ∴, 故选:A. 【点评】本题主要考查了角平分线的性质,全等三角形的判定与性质,正确作出辅助线构造全等三角形是解决问题的关键. 3.如图,△ABC为等边三角形,以AB为边向形外作△ABD,使∠ADB=120°,再以点C为旋转中心把△CBD旋转到△CAE,则下列结论: ①D、A、E三点共线; ②DC平分∠BDA; ③∠E=∠BAC; ④DC=DB+DA. 其中正确的有(  ) A.4个 B.3个 C.2个 D.1个 【分析】(1)设∠1=x度,把∠2=(60﹣x)度,∠DBC=(x+60)度,∠4=(x+60)度,∠3=60°加起来等于180度,即可证明D、A、E三点共线; (2)根据△BCD绕着点C按顺时针方向旋转60°得到△ACE,判断出△CDE为等边三角形,求出∠BDC=∠E=60°,∠CDA=120°﹣60°=60°,可知DC平分∠BDA; (3)由②可知,∠BAC=60°,∠E=60°,从而得到∠E=∠BAC. (4)由旋转可知AE=BD,又∠DAE=180°,DE=AE+AD.而△CDE为等边三角形,DC=DE=DB+BA. 【解答】解:如图, ①设∠1=x度,则∠2=(60﹣x)度,∠DBC=(x+60)度,故∠4=(x+60)度, ∴∠2+∠3+∠4=60﹣x+60+x+60=180度, ∴D、A、E三点共线; 故①正确; ②∵△BCD绕着点C按顺时针方向旋转60°得到△ACE, ∴CD=CE,∠DCE=60°, ∴△CDE为等边三角形, ∴∠E=60°, ∴∠BDC=∠E=60°, ∴∠CDA=120°﹣60°=60°, ∴DC平分∠BDA; 故②正确; ③∵∠BAC=60°, ∠E=60°, ∴∠E=∠BAC. 故③正确; ④由旋转可知AE=BD, 又∵∠DAE=180°, ∴DE=AE+AD. ∵△CDE为等边三角形, ∴DC=DB+BA.故④正确; 故选:A. 【点评】本题考查了旋转的性质、全等三角形的判定与性质、等边三角形的性质、圆周角定理等相关知识,要注意旋转不变性,找到变化过程中的不变量. 4.克罗狄斯•托勒密是古希腊著名数学家、天文学家和地理学家,他在所著的《天文集》中讲述了制作弦表的原理,其中涉及如下定理:任意凸四边形中,两条对角线的乘积小于或等于两组对边乘积之和,当且仅当凸四边形的对角互补时取等号,后人称之为托勒密定理的推论.如图,四边形ABCD内接于半径为2的圆,∠A=120°,∠B=45°,AB=AD,则四边形ABCD的周长为(  ) A.46 B.10 C.44 D.45 【分析】连接AC,BD,设圆心为O,连接DO并延长交⊙O于M,连接AM,过A作AN⊥CD交CD延长线于N,由∠DAB=120°,AB=AD,得∠ABD=30°,即得∠M=∠ABD=30°,可得ADDM=2AB,BDAD=6,由∠ADC=135°,得△ADN是等腰直角三角形,AN,在Rt△ACN中,AC=2AN=2,由托勒密定理的推论知有2BC+2CD=6×2,故BC+CD=6,从而可得四边形ABCD的周长为46. 【解答】解:连接AC,BD,设圆心为O,连接DO并延长交⊙O于M,连接AM,过A作AN⊥CD交CD延长线于N,如图: ∵∠DAB=120°,AB=AD, ∴∠ABD=30°, ∵, ∴∠M=∠ABD=30°, ∵DM是⊙O的直径, ∴∠DAM=90°, ∴ADDM, ∵⊙O半径为2, ∴DM=4, ∴AD=2AB, ∴BDAD=6, ∵∠ADC=135°, ∴∠ADN=45°, ∴△ADN是等腰直角三角形, ∴AN, ∵∠DCB=180°﹣∠DAB=60°,AB=AD, ∴∠DCA=∠BCA=30°, 在Rt△ACN中, AC=2AN=2, 由托勒密定理的推论知:AD•BC+AB•CD=BD•AC, ∴2BC+2CD=6×2, ∴BC+CD=6, ∴AB+BC+CD+AD=26246, ∴四边形ABCD的周长为46, 故选:A. 【点评】本题考查等腰直角三角形,涉及含30°角的直角三角形三边关系,圆的性质及应用等知识,解题的关键是作辅助线,构造直角三角形解决问题. 5.如图,正方形ABCD,点P是对角线AC上一点,连接BP,过P作PQ⊥BP,PQ交CD于Q,连接BQ交AC于G,若AP,Q为CD中点,则下列结论: ①∠PBC=∠PQD;②BP=PQ;③∠BPC=∠BQC;④正方形ABCD的面积是16; 其中正确结论的个数是(  ) A.4 B.3 C.2 D.1 【分析】根据对角互补的四边形,则四边形共圆,根据圆周角定理得出∠BPC=∠BQC,根据∠PBC=∠PQD,过P作PM⊥AD于M,PE⊥AB于E,PF⊥DC于F,则E、P、F三点共线,推出正方形AEPM,根据勾股定理求出AE=PE=PM=AM=DF=1,证△BEP≌△PFQ,推出PE=FQ=1,BP=PQ,求出DQ、DC,即可. 【解答】解:∵四边形ABCD是正方形, ∴∠BCQ=90°, ∵PQ⊥PB, ∴∠BPQ=90°, ∴∠BPQ+∠BCQ=180°, ∴B、C、Q、P四点共圆, ∴∠PBC=∠PQD,∠BPC=∠BQC,∴①正确;③正确; 过P作PM⊥AD于M,PE⊥AB于E,PF⊥DC于F,则E、P、F三点共线, ∵四边形ABCD是正方形, ∴AB=AD=DC=BC,∠DAC=∠BAC,∠DAB=90°, ∴∠MAE=∠PEA=∠PMA=90°,PM=PE, ∴四边形AMPE是正方形, ∴AM=PM=PE=AE, ∵AP, ∴在Rt△AEP中,由勾股定理得:AE2+PE2=()2, 解得:AE=AM=PE=PM=1, ∴DF=1, 设AB=BC=CD=AD=a, 则BE=PF=a﹣1, ∵∠BEP=∠PFQ=∠BPQ=90°, ∴∠BPE+∠EBP=90°,∠EPB+∠FPQ=90°, ∴∠EBP=∠FPQ, 在△BEP和△PFQ中 , ∴△BEP≌△PFQ(ASA), ∴PE=FQ=1,BP=PQ,∴②正确; ∴DQ=1+1=2, ∵Q为CD中点, ∴DC=2DQ=4, ∴正方形ABCD的面积是4×4=16,∴④正确; 故选:A. 【点评】本题考查了正方形的性质和判定,全等三角形的性质和判定,勾股定理,三角形的内角和定理等知识点,主要考查学生的推理能力,题目综合性比较强,有一定的难度. 6.如图,△ABC为等边三角形,以AB为边向△ABC外侧作△ABD,使得∠ADB=120°,再以点C为旋转中心把△CBD沿着顺时针旋转至△CAE,则下列结论: ①D、A、E三点共线;②△CDE为等边三角形;③DC平分∠BDA;④DC=DB+DA,其中正确的有(  ) A.4个 B.3个 C.2个 D.1个 【分析】由△ABC为等边三角形得到∠ABC=∠BAC=∠ACB=60°,由∠ADB=120°得到∠1+∠2=60°,再根据旋转的性质得∠ACB=60°,即旋转角等于60°,CD=CE,∠CAE=∠CBD=∠1+60°,于是可计算出∠DAE=180°,则可对①进行判断;由∠DCE=∠ACB=60°,CD=CE,根据等边三角形的判定可对②进行判断;由△CDE为等边三角形得∠4=60°,于是可得∠3=60°,则可对③进行判断;根据旋转的性质得AE=DB,根据等边三角形的性质得CD=DE,所以CD=DE=DA+AE=DA+BD,则可对④进行判断. 【解答】解:∵△ABC为等边三角形, ∴∠ABC=∠BAC=∠ACB=60°, ∵∠ADB=120°, ∴∠1+∠2=60°, ∵点C为旋转中心把△CBD沿着顺时针旋转至△CAE, ∴∠ACB=60°,即旋转角等于60°,CD=CE,∠CAE=∠CBD=∠1+∠CBA=∠1+60°, ∵∠CAE+∠BAC+∠2=∠1+60°+60°+∠2=180°,即∠DAE=180°, ∴D、A、E三点共线,所以①正确; ∵∠DCE=∠ACB=60°,CD=CE, ∴△CDE为等边三角形,所以②正确; ∵△CDE为等边三角形, ∴∠4=60°, ∴∠3=60°, ∴DC平分∠BDA,所以③正确; ∵△CDE为等边三角形, ∴CD=DE, 而点C为旋转中心把△CBD沿着顺时针旋转至△CAE, ∴AE=DB, ∴DE=DA+AE=DA+BD, ∴DC=DB+DA,所以④正确. 故选:A. 【点评】本题考查了旋转的性质:对应点到旋转中心的距离相等;对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角;旋转前、后的图形全等.也考查了等边三角形的判定与性质. 7.如图,点M、N分别是正方形ABCD的边BC,CD上的动点(不与B,C,D重合),且始终保持∠MAN=45°,AM,AN分别交BD于点E,F,以下四个结论:①AF⊥FM;②;③当∠BAM=22.5°时,∠FMN=∠BAM;④DN+BM=MN.其中正确的有(  ) A.4个 B.3个 C.2个 D.1个 【分析】①②先证明A、B、M、F四点共圆,根据圆内接四边形对角互补即可证明∠AFM=90°,根据等腰直角三角形性质即可解决问题. ③利用全等三角形的性质证明AM=AN,求出∠FMN的度数即可判断. ④将△ABM绕点A逆时针旋转90°至△ADM′,根据正方形的性质和且∠MAN=45°可证明MN=BM+DN. 【解答】解:∵四边形ABCD是正方形, ∴∠ABD=∠CBD=45°,∠ABC=90°, ∵∠MAN=45°, ∴∠MAF=∠MBE, ∴A、B、M、F四点共圆, ∴∠ABM+∠AFM=180°, ∴∠AFM=90°,故①正确, ∴∠FAM=∠FMA=45°, ∴AMAF, ∴,故②正确, 补充不用四点共圆的方法:由△EAF∽△EBM,推出,即,即可推出△AEB∽△FEM,推出∠EMF=∠ABE=45°,由此即可解决问题. 当∠BAM=22.5°时,易证△BAM≌△DAN(SAS), ∴AM=AN, ∴∠AMN=∠ANM(180°﹣45°)=67.5°, ∴∠FMN=∠AMN﹣∠AMF=22.5°, ∴∠FMN=∠BAM,故③正确,将△ABM绕点A逆时针旋转90°至△ADM′, ∵∠M′AN=∠DAN+∠MAB=45°,AM′=AM,BM=DM′, ∵∠M′AN=∠MAN=45°,AN=AN, ∴△AMN≌△AM′N′(SAS), ∴MN=NM′, ∴M′N=M′D+DN=BM+DN, ∴MN=BM+DN;故④正确; 故选:A. 【点评】本题考查四边形综合题、等腰直角三角形性质、四点共圆、全等三角形的判定和性质等知识,解题的关键是利用四点共圆的性质解决问题,题目有点难,用到四点共圆. 二.填空题 8.如图,AD是△ABC的角平分线,DF⊥AB于点F,∠AED和∠AGD互补,若S△ADG=40,S△AED=22,则△EDF的面积为  9 . 【分析】过点D作DH⊥AC于点H,根据角平分线的性质可得DF=DH,再证明Rt△ADF≌Rt△ADH(HL),Rt△DFE≌Rt△DHG(AAS),根据全等三角形的性质进一步即可求出△DEF的面积. 【解答】解:过点D作DH⊥AC于点H,如图所示: ∵AD是△ABC的角平分线,DF⊥AB, ∴DF=DH, 在Rt△ADF和Rt△ADH中, , ∴Rt△ADF≌Rt△ADH(HL), ∴S△ADF=S△ADH, ∵∠AED和∠AGD互补, ∴∠AED+∠AGD=180°, ∵∠AED+∠FED=180°, ∴∠AGD=∠FED, ∵DF⊥AB,DH⊥AC, ∴∠EFD=∠GHD, 在Rt△DFE和Rt△DHG中, ∴Rt△DFE≌Rt△DHG(AAS), ∴S△DEF=S△DHG, ∵S△ADG=40,S△AED=22, ∴2S△EDF=S△ADG﹣S△AED=18, ∴S△EDF=9. 故答案为:9. 【点评】本题考查了全等三角形的判定和性质,角平分线的性质,熟练掌握这些性质是解题的关键. 9.如图,在四边形ABCD中,AB=AD,∠ABC与∠ADC互补,点E、F分别在射线CB、DC上,且,当BC=4,DC=7,CF=1时,则△CEF的周长等于  13 . 【分析】在DF上截取DM=BE,利用SAS证明△ADM≌△ABE,和△EAF≌△MAF,即可求解. 【解答】解:在DF上截取DM=BE, ∵∠D+∠ABC=∠ABE+∠ABC=180°, ∴∠D=∠ABE, 在△ADM和△ABE中, , ∴△ADM≌△ABE(SAS), ∴AM=AE,∠BAE=∠DAM, ∵∠EAF=∠BAE+∠BAF∠BAD, ∴∠MAF∠BAD, ∴∠EAF=∠MAF, 在△EAF和△MAF中, , ∴△EAF≌△MAF(SAS), ∴EF=MF, ∵MF=DF﹣DM=DF﹣BE, ∴EF=DF﹣BE, ∴△CEF的周长=CE+EF+FC=BC+BE+DC+CF﹣BE+CF=BC+CD+2CF=13, 故答案为:13. 【点评】此题考查全等三角形的判定与性质,作出合理的辅助线构建全等三角形是解题的关键. 10.如图,⊙O的半径为5,△ABC是⊙O的内接三角形,连接OB、OC.若∠BAC与∠BOC互补,则弦BC的长为  5 . 【分析】作弦心距OD,先根据已知求出∠BOC=120°,由等腰三角形三线合一的性质得:∠DOC∠BOC=60°,利用30°角所对的直角边是斜边的一半可求得OD的长,根据勾股定理得DC的长,最后利用垂径定理得出结论. 【解答】解:∵∠BAC与∠BOC互补, ∴∠BAC+∠BOC=180°, ∵∠BAC∠BOC, ∴∠BOC=120°, 过O作OD⊥BC,垂足为D, ∴BD=CD, ∵OB=OC, ∴OD平分∠BOC, ∴∠DOC∠BOC=60°, ∴∠OCD=90°﹣60°=30°, 在Rt△DOC中,OC=5, ∴OD, ∴DC, ∴BC=2DC=5, 故答案为:5. 【点评】本题考查三角形的外接圆与外心、锐角三角函数、垂径定理等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,还在直角三角形解决问题,属于中考常考题型. 11.定义:有一组邻边相等且对角互补的四边形叫做等补四边形.例:如图①,四边形ABCD内接于⊙O,AB=AD,则四边形ABCD是等补四边形.如图②,在等补四边形ABCD中,AB=AD,其外角∠EAD的平分线交CD的延长线于点F,若AF=4,CD=2AD=6,则四边形ABCD的周长为   . 【分析】连接AC,先证∠EAD=∠BCD,推出∠FCA=∠FAD,再证△ACF∽△DAF,利用相似三角形对应边的比相等可求DF的长,根据圆内接四边形的性质得到∠ADF=∠B,根据相似三角形的性质即可得到结论. 【解答】解:如图所示,连接AC, ∵四边形ABCD是等补四边形, ∴∠BAD+∠BCD=180°, 又∠BAD+∠EAD=180°, ∴∠EAD=∠BCD, ∵AF平分∠EAD, ∴∠FAD∠EAD, ∵四边形ABCD是等补四边形, ∴A,B,C,D四点共圆, ∵AB=AD, ∴, ∴∠ACD=∠ACB, ∴∠FCA∠BCD, ∴∠FCA=∠FAD, 又∠AFC=∠DFA, ∴△ACF∽△DAF, ∴,AF=4,CD=2AD=6, 即, ∴DF=2, ∵∠EAD+∠DAB=∠DAB+∠ACB=180°, ∴∠EAD=∠BCD, ∴∠FAD=∠BCA, ∵∠ADF+∠ADC=∠ADC=∠B=180°, ∴∠ADF=∠B, ∴△ADF∽△CBA, ∴, ∴, ∴BC, ∴四边形ABCD的周长为AD+AB+BC+CD=3+36. 故答案为:. 【点评】本题考查了新定义等补四边形,圆的有关性质,角平分线的判定,相似三角形的判定与性质等,解题关键是要能够通过自主学习来进行探究,运用等. 12.如图,点O是四边形ABCD对角线AC、BD的交点,∠BAD与∠ACB互补,,AD=6,AB=7,AC=5,则BC的长为  . 【分析】过点O作OM∥AD交AB于M根据平行线分线段成比例定理得到AM7,BM7,根据相似三角形的性质得到OM,再根据相似三角形的性质得到,于是得到结论. 【解答】解:过点O作OM∥AD交AB于M ∴, ∴AM7,BM7, ∵△BOM∽△BDA, ∴, ∴OM, ∵∠BAD+∠OMA=180°,∠BAD+∠ACB=180°, ∴∠OMA=∠ACB, ∴△AMO∽△ACB, ∴, ∴BC. 故答案为:. 【点评】本题考查了相似三角形的判定和性质,熟练正确相似三角形的判定和性质是解题的关键. 13.如图,等边三角形ABC中,E、F为AC、AB中点,EF延长线交△ABC外接圆于P,则PB:AP的数值为  (提示:圆内接四边形对角互补) 【分析】证明△APB∽△AFP,得出,得出AP2=AF×AB,设AF=BF=x,则AB=2x,则AP2=2x2,APx,,得出PBPF,作PM⊥AB于M,求出∠FPM=30°,由直角三角形的性质得出FMPF,PMFM,设FM=y,则PF=2y,PMy,PB=2y,BM=x﹣y,在Rt△BPM中,由勾股定理得出方程,得出yx,得出PBx,即可得出答案. 【解答】解:∵△ABC是等边三角形, ∴AB=BC,∠ABC=∠ACB=60°, ∵∠APB+∠ACB=180°, ∴∠APB=120°, ∵E、F为AC、AB中点, ∴EF∥BC,EFBCAB=AF=BF, ∴∠AFE=∠ABC=60°, ∴∠AFP=120°=∠APB, ∵∠PAB=∠FAP, ∴△APB∽△AFP, ∴, ∴AP2=AF×AB, 设AF=BF=x,则AB=2x, ∴AP2=2x2,APx, ∴, ∴PBPF, 作PM⊥AB于M,如图所示: ∵∠PFM=∠AFE=60°, ∴∠FPM=30°, ∴FMPF,PMFM, 设FM=y,则PF=2y,PMy,PB=2y,BM=x﹣y, 在Rt△BPM中,由勾股定理得:(y)2+(x﹣y)2=(2y)2, 解得:yx(负值舍去), ∴yx, ∴PBx, ∴; 故答案为:. 【点评】本题考查了相似三角形的判定与性质、等边三角形的性质、三角形中位线定理、圆内接四边形的性质、勾股定理、含30°角的直角三角形的性质等知识;熟练掌握等边三角形和直角三角形的性质,证明三角形相似是解题的关键. 14.定义:有一组对角互补的四边形叫做互补四边形,如图,在互补四边形纸片ABCD中,BA=BC,AD=CD,∠A=∠C=90°,∠ADC=30°.将纸片先沿直线BD对折,再将对折后的纸片从一个顶点出发的直线裁剪,把剪开的纸片打开后铺平,若铺平后的纸片中有一个面积为4的平行四边形,则CD的长为 (24)或(2) . 【分析】根据已知条件进行裁剪平铺后发现所得平行四边形是菱形,根据菱形性质及30度角所对直角边等于斜边一半即可求解. 【解答】解:①如图所示: 根据题意可知: ∵BA=BC,AD=CD,∠A=∠C=90° ∴△ABD≌△CBD(SAS) ∴∠ABD=∠CBD=75°, 四边形ABCE是面积为4的平行四边形, ∵AB=CB ∴▱ABCE是菱形, ∴△BCE的面积为2,CB=CE=AB, ∴∠BCE=30°, 作BG⊥CE于点G, ∴BC=2BG,∴CE=2BG, ∴S△BCECE•BG ∴BG2=2,∴BG,CE=2, ∴CGBG, ∴CF=CG+GF=CG+AB=CG+CE2. ∵∠ADC=30°,∠CFD=90° ∴CD=2CF=24. ②如图,当四边形BEDF是平行四边形, ∵BE=BF, ∴平行四边形BEDF是菱形, ∵∠A=∠C=90°,∠ADC=30°, ∴∠ADB=∠BDC=15°, ∵BE=DE, ∴∠AEB=30°, ∴设AB=y,则BE=DE=2y,AEy, ∵四边形BEDF面积为4, ∴AB×DE=2y2=4, 解得:y, 故DE=2,AE, CD=CF+FD=AE+DE2, 故答案为(24)或(2). 【点评】本题考查了翻折变换,解决本题的关键是综合利用菱形和30度角所对直角边等于斜边一半的知识.本题需要学生动手操作更容易理解. 15.如图,正方形ABCD的边长为2,点E从点A出发沿着线段AD向点D运动(不与点A、D重合),同时点F从点D出发沿着线段DC向点C运动(不与点D、C重合),点E与点F的运动速度相同.BE与AF相交于点H,点G为BF中点,则有下列结论: ①∠DEH与∠DFH一定互补; ②FB可以平分∠AFC; ③当E运动到AD中点时,; ④当时,四边形HEDF的面积是. 其中正确的有  ①③④ .(填写序号) 【分析】根据全等三角形的判定与性质,正方形性质,得出△ABE≌△DAF(SAS),且其对应角相等,又根据∠DEH与∠AEH互补,推出∠DEH与∠DFH互补,判断①;假设FB平分∠AFC,得出BH=BA,这显然不可能,以此判断②;当F运动到CD中点时,根据有股定理求得BF,根据G为BF中点,可判断③,根据△ABE≌△DAF(SAS),可得到S四边形HEDF=S△AHB,当AH+BH,根据完全平方公式(AH+BH)2=AH2+BH2+2AH•BH=10,可得AH•BH=3,可求面积判断④. 【解答】解:①由题意可知,AE=DF,AB=AD,∠BAE=∠ADF, ∴△ABE≌△DAF(SAS), ∴∠AEH=∠DFH, ∵∠DEH与∠AEH互补, ∴∠DEH与∠DFH互补, 故①正确. ②∵∠DFH+∠EAH=90°, 且由①知,∠AEH=∠DFH, ∴∠AEH+∠EAH=90°, ∴∠AHE=∠AHB=∠BHF=90°, 假设FB平分∠AFC, ∵∠C=∠BHF=90°, ∴BC=BH, ∴BA=BH,这显然不可能, ∴FB不可能平分∠AFC, 故②不正确. ③当E运动到AD中点时,点F是CD的中点, ∴FC=1, 在Rt△BCF中,由勾股定理得,BF, 在Rt△BHF中,G为BF的中点, ∴GH, 故③正确. ④∵△ABE≌△DAF(SAS), ∴S四边形HEDF+S△AHE=S△AHB+S△AHE, ∴S四边形HEDF=S△AHB, ∵AH+BH, ∴(AH+BH)2=AH2+BH2+2AH•BH=10, 又∵AH2+BH2=AB2=4, ∴AH•BH=3, ∴S△AHB, 故④正确. 故答案为:①③④. 【点评】本题考查了全等三角形的判定与性质,正方形的性质,勾股定理,关键是能根据正方形的性质找到全等的条件,利用三角形全等的性质和勾股定理解决问题. 三.解答题 16.(1)结合图1中的四边形,证明四边形的外角和是360°; (2)图2中在四边形ABCD中,AC平分∠DAB,∠ABC+∠ADC=180°,E为DB中点,求证:CE⊥BD. 【分析】(1)由邻补角的定义,分别求出∠1、∠2、∠3、∠4,再由四边形ABCD的内角和是360°,推导出∠1+∠2+∠3+∠4=360°即可证明; (2)过点C作CF⊥AB交于F点,过点C作CG⊥AD交延长线于点G,根据角平分线定理可证明△CDG≌△CBF(AAS),得到CD=BC,再由等腰三角形的性质即可证明CE⊥BD. 【解答】证明:(1)∵∠1=180°﹣∠ABC,∠2=180°﹣∠BCD,∠3=180°﹣∠ADC,∠4=180°﹣∠BAD, ∴∠1+∠2+∠3+∠4=180°×4﹣(∠ABD+∠BCD+∠CDA+∠BAD), ∵四边形ABCD的内角和是360°, ∴∠1+∠2+∠3+∠4=360°, ∴四边形的外角和是360°; (2)过点C作CF⊥AB交于F点,过点C作CG⊥AD交延长线于点G, ∵∠ABC+∠ADC=180°,∠ADC+∠CDG=180°, ∴∠CDG=∠ABC, ∵AC平分∠BAD, ∴CG=CF, ∵∠G=∠CFB=90°, ∴△CDG≌△CBF(AAS), ∴CD=BC, ∵E为DB中点, ∴CE⊥BD. 【点评】本题考查四边形的内角和定理,角平分线定理,熟练掌握四边形的内角和定理,三角形全等的判定及性质,角平分线定理,等腰三角形的性质是解题的关键. 17.如图,在四边形ABCD中,点F是边CD上一点,连接AF,并延长AF交BC的延长线于点E,使得△ADF与△FCE全等. (1)若∠BAE=90°,AD=1,AB=2,AE=2,求BC. (2)若∠DAB+∠DCB=180°,求证:∠B=∠DCB. 【分析】(1)根据全等三角形的性质得出AD=CE,再利用勾股定理解答即可; (2)根据全等三角形的性质得出∠FEC=∠DAF,得出AD∥BE,利用平行线的性质证明即可. 【解答】解:(1)∵△ADF与△FCE全等, ∴AD=CE=1, 在RT△ABE中,BE, ∴BC=BE﹣CE=4﹣1=3; (2)∵△ADF与△FCE全等, ∴∠FEC=∠DAF, ∴AD∥BE, ∴∠B+∠DAB=180°, ∵∠DAB+∠DCB=180°, ∴∠B=∠DCB. 【点评】此题考查全等三角形的性质,关键是根据全等三角形的对应角相等和对应边相等进行分析. 18.如图,四边形ABCD中,∠A=∠C=90°,BE平分∠ABC,DF平分∠ADC,BE、CD交于G点,求证: (1)∠ABC+∠ADC=180°; (2)BG∥DF. 【分析】(1)由四边形的内角和是360°,即可证明; (2)由角平分线的定义,两锐角互余的概念,即可证明. 【解答】证明(1)∵四边形的内角和是360°, ∴∠ABC+∠ADC+∠A+∠C=360°, ∵∠A=∠C=90°, ∴∠ABC+∠ADC=180°; (2)∵BE平分∠ABC,DF平分∠ADC, ∴∠CBG∠ABC,∠FDC∠ADC, ∴∠CBG+∠FDC(∠ABC+∠ADC)=90°, ∵∠CFD+∠CDF=90°, ∴∠CBG=∠CFD, ∴DF∥BG. 【点评】本题考查四边形的有关知识,平行线的判定,关键是掌握四边形的内角和是360°,两直线平行线的判定方法. 19.如图,A、P、B、C是⊙O上四点,∠APC=∠CPB=60°. (1)求证:△ABC是等边三角形; (2)连接OA,OB,当点P位于什么位置时,四边形PBOA是菱形?并说明理由; (3)已知PA=a,PB=b,求PC的长(用含a和b的式子表示). 【分析】(1)利用圆周角定理得到∠BAC=∠CPB=60°,则∠ABC=∠BAC=∠ACB=60°,从而可判断△ABC为等边三角形; (2)当点P位于 的中点时,四边形PBOA是菱形,连接OP,如图1,先证明∠AOP=∠BOP=60°,再证明△OAP和△OBP都为等边三角形,从而得到四边形PBOA是菱形; (3)如图2,在PC上截取PD=PA,证明△APB≌△ADC得到PB=DC,从而得到PC=PD+DC=PA+PB=a+b. 【解答】(1)证明:∵∠BAC=∠CPB=60°, ∴∠ABC=∠APC=60°, ∴∠ABC=∠BAC=∠ACB=60°, ∴△ABC为等边三角形; (2)解:当点P位于 的中点时,四边形PBOA是菱形. 理由如下:连接OP,如图1, ∵∠AOB=2∠ACB=120°, 而P是的中点, ∴∠AOP=∠BOP=60°, 又∵OA=OP=OB, ∴△OAP和△OBP都为等边三角形, ∴OA=AP=OB=PB, ∴四边形PBOA是菱形; (3)解:如图2,在PC上截取PD=PA, 又∵∠APC=60°, ∴△APD是等边三角形, ∴PA=DA,∠DAP=60°, ∵∠PAB+∠BAD=∠BAD+∠DAC, ∴∠PAB=∠DAC, 在△APB和△ADC中 , ∴△APB≌△ADC(ASA), ∴PB=DC, 又∵PA=PD, ∴PC=PD+DC=PA+PB=a+b. 【点评】本题考查了圆内接四边形的性质:圆内接四边形的对角互补.圆内接四边形的任意一个外角等于它的内对角(就是和它相邻的内角的对角).也考查了等边三角形的判定与性质和菱形的判定. 20.如图,点P(3m﹣1,﹣2m+4)在第一象限的角平分线OC上,AP⊥BP,点A在x轴正半轴上,点B在y轴正半轴上. (1)求点P的坐标. (2)当∠APB绕点P旋转时, ①OA+OB的值是否发生变化?若变化,求出其变化范围;若不变,求出这个定值. ②请求出OA2+OB2的最小值. 【分析】(1)由题意知,3m﹣1=﹣2m+4,即可解决问题; (2)①过点P作PM⊥y轴于M,PN⊥OA于N.利用ASA证明△PMB≌△PNA,得BM=AN,从而得出OB+OA=OM﹣BM+ON+AN=2OM; ②连接AB,由勾股定理得AB2=PA2+PB2=2PA2,则OA2+OB2=2PA2,当PA最小时,OA2+OB2也最小.根据垂线段最短,从而得出答案. 【解答】解:(1)∵点P(3m﹣1,﹣2m+4)在第一象限的角平分线OC上, ∴3m﹣1=﹣2m+4, ∴m=1, ∴P(2,2); (2)①不变. 过点P作PM⊥y轴于M,PN⊥OA于N. ∵∠PMO=∠PNO=∠MON=90°,PM=PN=2, ∴四边形QMPN是正方形, ∴∠MPN=90°=∠APB, ∴∠MPB=∠NPA. 在△PMB和△PNA中, , ∴△PMB≌△PNA(ASA), ∴BM=AN, ∴OB+OA=OM﹣BM+ON+AN=2OM=4, ②连接AB, ∵∠AOB=90°, ∴OA2+OB2=AB2, ∵∠BPA=90°, ∴AB2=PA2+PB2=2PA2, ∴OA2+OB2=2PA2,当PA最小时,OA2+OB2也最小. 根据垂线段最短原理,PA最小值为2, ∴OA2+OB2的最小值为8. 【点评】本题是几何变换综合题,主要考查了坐标与图形的变化﹣旋转,全等三角形的判定与性质,勾股定理等知识,解题的关键是构造全等三角形,属于中考常考题型. 21.定义:有一组邻边相等且对角互补的四边形叫做等补四边形. 【问题理解】 如图1,点A、B、C在⊙O上,∠ABC的平分线交⊙O于点D,连接AD、CD. 求证:四边形ABCD是等补四边形; 【拓展探究】 如图2,在等补四边形ABCD中,AB=AD,连接AC,AC是否平分∠BCD?请说明理由; 【升华运用】 如图3,在等补四边形ABCD中,AB=AD,其外角∠EAD的平分线交CD的延长线于点F.若CD=6,DF=2,求AF的长. 【分析】【问题理解】 由圆内接四边形对角互补可知∠A+∠C=180°,∠ABC+∠ADC=180°,再证AD=CD,即可根据等补四边形的定义得出结论; 【拓展探究】 过点A分别作AE⊥BC于点E,AF垂直CD的延长线于点F,证△ABE≌△ADF,得到AE=AF,根据角平分线的判定可得出结论; 【升华运用】 连接AC,先证∠EAD=∠BCD,推出∠FCA=∠FAD,再证△FAD∽△FCA,利用相似三角形的性质可求出AF的长. 【解答】【问题理解】 证明:∵四边形ABCD为圆内接四边形, ∴∠A+∠C=180°,∠ABC+∠ADC=180°, ∵BD平分∠ABC, ∴∠ABD=∠CBD, ∴, ∴AD=CD, ∴四边形ABCD是等补四边形; 【拓展探究】 解:AC平分∠BCD, 理由如下: 过点A作AE⊥BC于E,AF⊥CD于F,则∠AEB=∠AFD=90°, ∵四边形ABCD是等补四边形, ∴∠ADC+∠B=180°, 又∵∠ADC+∠ADF=180°, ∴∠B=∠ADF, 在△AFD与△AEB中, , ∴△AFD≌△AEB(AAS), ∴AE=AF, ∴点A一定在∠BCD的平分线上, 即AC平分∠BCD; 【升华运用】 解:连接AC,如图3, 同(2)理得∠EAD=∠BCD, 由(2)知AC平分∠BCD, ∴∠FCA∠BCD, 同理∠FAD∠EAD, ∴∠FCA=∠FAD, 又∵∠F=∠F, ∴△FAD∽△FCA, ∴ ∴AF2=DF•CF=DF(DF+CF)=2×(2+6)=16, ∴AF=4. 【点评】本题是圆的综合题,考查了新定义等补四边形,圆的有关性质,全等三角形的判定与性质,角平分线的判定,相似三角形的判定与性质等,解题关键是正确理解运用新定义等补四边形. 22.如图,正方形ABCD中,点E,F分别是边AB,BC上的两个动点,且正方形ABCD的周长是△BEF周长的2倍.连接DE,DF分别与对角线AC交于点M,N. (1)若AE=2,CF=3,求EF的长; (2)求证;∠EFN+∠EMN=180°; (3)若2,BE=3,求EF的长. 【分析】(1)根据正方形ABCD的周长是△BEF周长的2倍,可得BE+BF+EF=AB+BC,则EF=AE+FC,结论可得; (2)在BA的延长线上取点 H,使得AH=CF,证明△AHD≌△CFD 可得EF=AE+AH=EH,进而证明△DEH≌△DEF则∠EDF=∠HDE=45°,∠H=∠DFC=∠DFE,∠EMN=∠HED+∠EAM=45°+∠DEF, 可得∠EFN+∠EMN=∠DFC+45°+∠DEF=∠DFE+∠EDF+∠DEF=180°; (3)根据题意可得点A,G关于DE对称轴,C,G 关于DF对称,利用对称可得△GMN是直角三角形,由2,可得∠GNM=30°,故∠GMN=60°,结合(2)的结论可得∠EFN=60°,所以∠EFB=180°﹣∠NFE﹣∠CFN=60°,∠BEF=30°,在Rt△BEF中利用勾股定理即可解决. 【解答】解:(1)∵正方形ABCD的周长是△BEF周长的2倍, ∴BE+BF+EF=AB+BC, ∴EF=AE+FC, 若AE=2,CF=3, 则EF=2+3=5; (2)如图,在BA的延长线上取点 H,使得AH=CF, 在正方形 ABCD 中,AD=CD,∠HAD=∠FCD=90°, 在△AHD和△CFD中, , △AHD≌△CFD (SAS ), ∴∠CDF=∠ADH,HD=DF,∠H=∠DFC, ∵EF=AE+CF, ∴EF=AE+AH=EH, 在△DEH和△DEF中, ∴△DEH≌△DEF(SSS), ∴∠HDE=∠FDE,∠H=∠EFD,∠HED=∠FED, ∵∠CDF+∠ADF=∠ADH+∠ADF=∠HDF=90°, ∴∠EDF=∠HDE=45°, ∵∠H=∠DFC=∠DFE,∠EMN=∠HED+∠EAM=45°+∠DEF, ∴∠EFN+∠EMN =∠DFC+45°+∠DEF=∠DFE+∠EDF+∠DEF=180° 即∠EFN+∠EMN=180°; (3)作DG⊥EF于点G,连接GM,GN, 在△AED和△GED中, ∴△AED≌△GED (AAS), 同理,△GDF≌△CDF (AAS), ∴AG=DG=CF,∠ADE=∠GDE,∠GDF=∠CDF, ∴点A,G关于DE对称轴,C,G 关于DF对称, ∴GM=AM,GN=CN,∠EGM=∠EAM=45°,∠NGF=∠NCF=45°, ∴∠MGN=90°, 即△GMN是直角三角形, 若2, 则MN=AM, ∴GMMN, ∴∠GNM=30°, ∴∠GMN=90°﹣∠GNM=60°, 由轴对称可得∠AME=∠GME, ∵∠AME+∠GME+∠GMN=180°, ∴∠AME=∠GME=60°, ∴∠EMN=2∠GME=120°, ∵∠EFN+∠EMN=180°; ∴∠EFN=180°﹣∠EMN=60°, 由轴对称可得∠NFE=∠CFN=60°, ∴∠EFB=180°﹣∠NFE﹣∠CFN=60°, ∵∠B=90°, ∴∠BEF=30°, ∴BFEF, 由勾股定理可得:BE2+BF2=FE2, ∴9EF2=FE2, 解得:EF=2. 【点评】本题考查正方形的性质、三角形全等的判定和性质、轴对称的性质、含30°角的直角三角形的性质以及勾股定理的应用,属于综合题,理解题意,搞清楚图形的特征是解决问题的关键. 23.在四边形ABCD中,AB=AD,∠BAD+∠BCD=180°,连接AC,BD. (1)如图1,当∠BAD=60°时,猜想线段AC,BC,DC之间的数量关系  AC=BC+DC ; (2)如图2,当∠BAD=90°时,猜想线段AC,BC,DC之间的数量关系;并证明你的猜想; (3)如图3,当∠BAD=α(0°<α<180°)时,请直接写出线段AC,BC,DC之间的数量关系.(用含α的代数式表示) 【分析】(1)延长CD到点E,使DE=BC,连接AE,利用SAS证明△ABC≌△ADE,得AC=AE,BC=DE,∠BAC=∠DAE,再证明△ACE是等边三角形,可得结论; (2)延长CD到E,使DE=BC,连接AE,与(1)同理得△ABC≌△ADE,△ACE是等腰直角三角形,再利用等腰直角三角形的性质可得结论; (3)延长CD到E,使DE=BC,连接AE,与(1)同理得△ABC≌△ADE,过点A作AF⊥CE于E,得CF=FE,,从而解决问题. 【解答】解:(1)如图,延长CD到点E,使DE=BC,连接AE, ∵∠BAD+∠BCD=180°, ∴∠ABC+∠ADC=180°, ∵∠ADC+∠ADE=180°, ∴∠ABC=∠ADE, 在△ABC与△ADE中, , ∴△ABC≌△ADE(SAS), ∴AC=AE,BC=DE,∠BAC=∠DAE, ∴∠CAE=∠CAD+∠DAE=∠CAD+∠BAC=60°, ∴△ACE是等边三角形, ∴AC=CE=CD+DE=CD+BC, 故答案为:AC=BC+DC; (2)BC+DCAC,理由如下: 如图,延长CD到E,使DE=BC,连接AE, ∵∠BAD+∠BCD=180°, ∴∠ABC+∠ADC=180°, ∵∠ADC+∠ADE=180°, ∴∠ABC=∠ADE, ∵AB=AD,BC=DE, ∴△ABC≌△ADE(SAS), ∴AC=AE,∠BAC=∠DAE, ∴∠CAE=∠CAD+∠DAE=∠CAD+∠BAC=∠BAD=90°, ∴△ACE是等腰直角三角形, ∴∠ACE=∠AEC=45°, 在Rt△CAE中,cos∠ACE=cos45°, ∴CEAC, ∵BC=DE, ∴BC+DC=DE+DC=CEAC; (3)BC+DC=2AC,理由如下: 如图,延长CD到E,使DE=BC,连接AE, ∵∠BAD+∠BCD=180°, ∴∠ABC+∠ADC=180°, ∵∠ADC+∠ADE=180°, ∴∠ABC=∠ADE, 在△ABC与△ADE中, , ∴△ABC≌△ADE(SAS), ∴AC=AE,BC=DE,∠BAC=∠DAE, ∴∠CAE=∠CAD+∠DAE=∠CAD+∠BAC=α, 过点A作AF⊥CE, ∴CF=FE,, ∴sin, ∴BC+DC=2AC. 【点评】本题是四边形综合题,主要考查了全等三角形的判定与性质,等腰直角三角形的判定与性质,等边三角形的判定与性质,三角函数等知识,熟练掌握对角互补模型是解题的关键. 24.已知:在正方形ABCD中,点E是边AB上点,点G在边AD上,连接EG,EG=DG,作EF⊥EG,交边BC于点F(图1). (1)求证:AE+CF=EF; (2)连接正方形ABCD的对角线AC,连接DF,线段AC与线段DF相交于点K(图2),探究线段AE、AD、AK之间的数量关系,直接写出你的结论; (3)在(2)的条件下,连接线段DE与线段AC相交于点P,(图3)若AK=8.△BEF的周长为24,求PK的长. 【分析】(1)连接DF,作DM⊥EF,垂足M.先利用AAS证明△DAE≌△DME,得出AE=ME,再利用HL证明Rt△DCF≌Rt△DMF,得出CF=MF,进而可证明AE+CF=EF; (2)连接EK、ED.先由∠EAK=∠EDK=45°,得出A、E、K、D四点共圆,根据圆内接四边形的对角互补得到∠EKD=90°,由勾股定理得出DK2DE2(AD2+AE2),再根据S四边形AEKD=S△ADE+S△KDE=S△AEK+S△KDA,由三角形的面积公式整理后可得出AE+ADAK; (3)先由△BEF的周长为24,结合(1)的结论求出正方形ABCD的边长为12,则AC=12,再由(2)的结论得出AE=4.然后根据AE∥CD,得到△AEP∽△CDP,由相似三角形对应边成比例得出,求出CP=9,进而得到PK=CP﹣CK=5. 【解答】(1)证明:连接DF,作DM⊥EF,垂足M. ∵DM⊥EF,GE⊥EF, ∴∠GEF=∠DMF=90°, ∴DM∥GE, ∴∠MDE=∠DEG, ∵DG=GE, ∴△GDE是等腰三角形, ∴∠GED=∠GDE, ∴∠GDE=∠EDM, ∵在△DAE和△DME中, , ∴△DAE≌△DME(AAS), ∴DM=AD,AE=ME, ∵AD=CD, ∴DC=DM, 在Rt△DCF和Rt△DMF中, , ∴Rt△DCF≌Rt△DMF(HL), ∴CF=MF, ∴AE+CF=EM+MF, ∵EM+MF=EF, ∴AE+CF=EF; (2)解:连接EK、ED. 由(1)知,△DAE≌△DME,Rt△DCF≌Rt△DMF, ∴∠ADE=∠MDE∠ADM,∠CDF=∠MDF∠CDM, ∴∠EDF=∠EDM+∠MDF∠ADM∠CDM∠ADC=45°, ∵∠EAK=45°, ∴∠EAK=∠EDK, ∴A、E、K、D四点共圆, ∴∠EAD+∠EKD=180°, ∴∠EKD=180°﹣∠EAD=90°, ∴∠EDK=45°, ∴△EDK是等腰直角三角形,DE2=2DK2, ∵S四边形AEKD=S△ADE+S△KDE=S△AEK+S△KDA, ∴AD•AEDK•EKAK•AE•sin∠EAKAK•AD•sin∠DAK, ∴AD•AE+DK2=AK•AEAK•AD, ∵DK2DE2(AD2+AE2), ∴AD•AE(AD2+AE2)AK•AEAK•AD, ∴2AD•AE+AD2+AE2AK•AEAK•AD, ∴(AD+AE)2AK(AD+AE), ∵AD+AE≠0, ∴AE+ADAK; (3)解:∵△BEF的周长为24, ∴BE+EF+BF=24, 由(1)知AE+CF=EF, ∴BE+AE+CF+BF=24, ∴AB+BC=24, ∴AB=BC=12,即正方形ABCD的边长为12, ∴ACAB=12. 由(2)知AE+ADAK, ∵AK=8, ∴AE+AD816,CK=AC﹣AK=1284, ∴AE=16﹣AD=4. ∵AE∥CD, ∴△AEP∽△CDP, ∴, ∴CPAC129, ∴PK=CP﹣CK=945. 【点评】本题考查了全等三角形、相似三角形的判定与性质,四点共圆的条件,圆内接四边形的性质,三角形的面积,勾股定理等知识,综合性较强,难度较大.准确地作出辅助线是解题的关键. 25.四边形ABCD若满足∠A+∠C=180°,则我们称该四边形为“对角互补四边形”. (1)四边形ABCD为对角互补四边形,且∠B:∠C:∠D=2:3:4,则∠A的度数为  90° ; (2)如图1,四边形ABCD为对角互补四边形,∠BAD=∠BCD=90°,AB=AD. 求证:AC平分∠BCD. 小云同学是这么做的:延长CD至M,使得DM=BC,连AM,可证明△ABC≌△ADM,得到△ACM是等腰直角三角形,由此证明出AC平分∠BCD,还可以知道CB、CD、CA三者关系为: CD+BCAC ; (3)如图2,四边形ABCD为对角互补四边形,且满足∠BAD=60°,AB=AD,试证明: ①AC平分∠BCD; ②CA=CB+CD; (4)如图3,四边形ABCD为对角互补四边形,且满足∠ABC=60°,AD=CD,则BA、BC、BD三者关系为: BC+ABBD . 【分析】(1)根据对角互补,求解即可; (2)由题意可得AC=AM,BC=DM,CMAC,即可得CM=CD+BCAC; (3)①延长CD至M,使DM=BC,连接AM,证明△ABC≌△ADM(SAS),可确定△ACM是等边三角形,在求出∠ACB=∠ACM,即可证明; ②由①直接可证明; (4)延长BC至M,使CM=AB,连接DM,证明△ADB≌△CDM(SAS),结合已知可求∠M=∠DBM=30°,过点D作DN⊥BM交于点N,则有BM=2MN,BMBD,再由BM=BC+CM=BC+ABBD即可求解. 【解答】解:(1)∵四边形ABCD为对角互补四边形, ∴∠B+∠D=180°, ∵∠B:∠C:∠D=2:3:4, ∴∠B=180°60°, ∴∠C=90°, ∴∠A=90°, 故答案为:90°; (2)∵△ABC≌△ADM, ∴AC=AM,BC=DM, ∵△ACM是等腰直角三角形, ∴CMAC, ∵CM=CD+DM, ∴CM=CD+BCAC, 故答案为:CD+BCAC; (3)①延长CD至M,使DM=BC,连接AM, ∵四边形ABCD为对角互补四边形, ∴∠B+∠ADC=180°, ∴∠ADM=∠B, ∵AB=AD, ∴△ABC≌△ADM(SAS), ∴AC=AM,∠BAC=∠DAM, ∵∠BAD=60°, ∴∠CAM=60°, ∴△ACM是等边三角形, ∴∠ACM=∠M=60°, ∵∠ACB=∠M, ∴∠ACB=60°, ∴∠ACB=∠ACM, ∴AC平分∠BCD; ②∵AC=CM,BC=DM, ∴CM=CD+DM=CD+BC, ∴AC=CD+BC; (4)延长BC至M,使CM=AB,连接DM, ∵四边形ABCD为对角互补四边形, ∴∠A+∠BCD=∠BCD+∠DCM=180°, ∴∠A=∠DCM, ∵AD=CD, ∴△ADB≌△CDM(SAS), ∴BD=MD,∠ADB=∠CDM, ∵∠ABC=60°, ∴∠ADC=120°, ∴∠BDM=120°, ∴∠M=∠DBM=30°, 过点D作DN⊥BM交于点N, ∴N为BM的中点, ∴BM=2MN, 在Rt△DNM中,MNDMBD, ∴BMBD, ∵BM=BC+CM=BC+ABBD, 故答案为:BC+ABBD. 【点评】本题是四边形的综合题,熟练掌握三角形全等的判定及性质,等腰三角形的性质,恰当的构造辅助线是解题的关键. 26.在⊙O中,弦CD平分圆周角∠ACB,连接AB,过点D作DE∥AB交CB的延长线于点E. (1)求证:DE是⊙O的切线; (2)若tan∠CAB,且B是CE的中点,⊙O的直径是,求DE的长. (3)P是弦AB下方圆上的一个动点,连接AP和BP,过点D作DH⊥BP于点H,请探究点P在运动的过程中, 的比值是否改变,若改变,请说明理由;若不变,请直接写出比值. 【分析】(1)利用垂径定理即可证得结论; (2)构建直角三角形,利用勾股定理求出线段长度即可求解; (3)利用相似三角形,直角三角形,找到角之间的关系,然后转化为线段的关系进行求解. 【解答】证明:(1)如图1,连接OD交AB于点F,连接OA,OB,AD, ∵CD平分∠ACB, ∴∠ACD=∠BCD, ∴, ∴∠AOD=∠BOD, ∵OA=OB, ∴OD⊥AB, ∵AB∥DE, ∴OD⊥DE, ∴DE是⊙O的切线. 解:(2)如图2,连接OC,OD,OE,过点O作OF⊥BC于点F, ∴∠BOC=2∠BAC, ∵OB=OC,OF⊥BC, ∴∠COF=∠∠COB=∠CAB, ∴tan∠COFtan∠CAB, 设CF=x,OF=3x, ∵⊙O的直径是, ∴OC, ∵OC2=OF2+CF2, ∴()2=(3x)2+x2, 解得:x, ∴CF,OF, ∴BC=1, ∵B是CE的中点, ∴BE=BC=1, ∴EF, ∵OE2=OF2+EF2, ∴OE2=()2+()2, ∵OD2+DE2=OE2, ∴DE. (3)解法一:如图3,延长BP至Q使得PQ=AP,连接AQ,OC,连接OB,BD,连接OD交AB于点K,连接HK, ∵A,P,B,C四点共圆, ∴∠APQ=∠ACB, ∵AP=PQ, ∴∠Q=∠QAP, ∴∠Q=90°∠ACB, ∵DE是⊙O的切线, ∴OD⊥DE, ∵DE∥AB, ∴OD⊥AB, ∴K是AB的中点, ∵DH⊥BH, ∴∠BHD=90°, ∵∠BKD=90°, ∴B,K,H,D四点共圆, ∴∠BHK=∠ODB, ∵∠BOD=∠ACB,OB=OD, ∴∠ODB=90°∠ACB, ∴∠ODB=∠Q, ∴∠BHK=∠Q, ∴AQ∥HK, ∴, ∵BQ=BP+QP,QP=AP, ∴BQ=BP+AP, ∴. 解法二:如图4,在BP上截取BM=AP,连接DM,BD,DP,AD, ∵弦CD平分圆周角∠ACB, ∴AD=BD, ∵, ∴∠PAD=∠PBD=∠MBD, ∴△APD≌△BMD(SAS), ∴DP=DM,AP=BM, ∵DH⊥BP, ∴DH为△PDM的中线, ∴HP=HM, ∴BP=BM+PM=BM+2HM, ∵BH=BM+HM, ∴. 解法三:如图:连接DA,DB,DP,CD,将△APD沿PD翻折得到△A'PD, ∵∠APD+∠ACD=180°,, ∴∠BPD=∠ACD, ∴∠BPD+∠APD=180°, 由翻折得△APD≌△A'PD, ∴∠A'PD=∠APD,AD=A'D, ∴∠A'PD+∠BPD=180°, ∴A',P,B三点共线, ∵, ∴AD=BD, ∴A'D=BD, 又∵DH⊥A'B, ∴A'H=HBA'B, ∴AP+PHAP+PB, ∴比值不变,恒为. 【点评】本题考查了勾股定理,圆内接四边形,垂径定理等知识点,难度较大,解题的关键是作出辅助线,属于中考压轴题. 27.在四边形ABCD中,△EAF的两边AE,AF分别交直线CB,DC于点E,F,已知,且AB=AD,∠B+∠D=180°. (1)如图1,当△EAF全部位于四边形ABCD的内部时,试探究EF与BE,DF之间的数量关系.为了引发同学的思考,数学刘老师给出了此题的部分解法作为提示:证明:如图2,将△ABE绕点A旋转到△ADG处. ∴AE=AG,∠BAE=∠DAG,∠B=∠ADG,BE=GD, ∵∠B+∠ADC=180°, ∴∠ADG+∠ADC=180°, ∴G,D,F三点共线. … 请你将上述证明过程补充完整,并写出结论; (2)如图3,当△EAF旋转到如图所示的位置时,那么(1)中的结论是否成立?若成立,请写出证明过程;如若不成立,请写出正确的结论,并证明. 【分析】(1)利用旋转的性质,推理得出△AEF≌△AGF(SAS),进而利用线段的和差关系得到EF与BE,DF之间的数量关系为EF=BE+DF. (2)同样利用旋转的性质,推理得出△AEF≌△AGF(SAS),进而利用线段的和差关系得到EF与BE,DF之间的数量关系为EF=DF﹣BE. 【解答】(1)证明:如图2,将△ABE绕点A旋转到△ADG处. ∴AE=AG,∠BAE=∠DAG,∠B=∠ADG,BE=GD, ∵∠B+∠ADC=180°, ∴∠ADG+∠ADC=180°, ∴G,D,F三点共线. ∵, ∴∠BAE+∠DAF∠BAD, 即∠DAG+∠DAF∠BAD, ∴∠GAF∠BAD, ∴∠EAF=∠GAF, 在△AEF和△AGF中, , ∴△AEF≌△AGF(SAS), ∴EF=GF=GD+DF=BE+DF, 即EF与BE,DF之间的数量关系为EF=BE+DF. (2)当△EAF旋转到如图3所示的位置时,(1)中的结论不成立. 正确的结论为:EF=DF﹣BE. 证明:如图3,将△ABE绕点A旋转到△ADG处. ∴AE=AG,∠BAE=∠DAG,∠ABE=∠ADG,BE=GD, ∴∠ABC+∠ABE=∠ABC+∠ADG=180°, ∵∠ABC+∠ADC=180°, ∴∠ADG=∠ABC, ∴G,D,F三点共线. ∵∠EAF∠BAD, ∴∠EAB+∠BAF∠BAD, 即∠DAG+∠BAF∠BAD, ∴∠GAF∠BAD, ∴∠EAF=∠GAF. 在△AEF和△AGF中, , ∴△AEF≌△AGF(SAS), ∴EF=GF=DF﹣DG=DF﹣BE, 即EF与BE,DF之间的数量关系为EF=DF﹣BE. 【点评】本题考查了旋转的性质及全等三角形的判定和性质等知识,解题的关键是学会利用旋转法构造全等三角形,利用全等三角形的对应边相等得出相关结论 1 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 $$

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2025年九年级中考数学复习 对角互补模型知识精讲
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