内容正文:
猜押11 几何综合解答题压轴
猜押考点
3年成都真题
考情分析
押题依据
几何综合
(解答题压轴)
2024年成都卷B卷第26题,2023年成都卷B卷第26题,2022年成都卷B卷第26题。
几何知识点以及题型在初中数学中占了半壁江山,可见它的重要性,其中包括三角形、四边形、圆以及解直角三角形,所涉及的知识点非常广,综合性也是很强的,此题型主要考查学生对几何知识点的综合应用,难度较大。
在近三年的成都数学中考试卷中,几何综合大题是近三年每年必考的题型,位于成都卷B卷第26题,属于压轴题位置,可见在2025年成都中考试卷中,几何综合题仍然会继续考查,并且会变得更加灵活,开放性强。考生可根据以往题型进行分类总结,加以练习。
题型一:几何压轴综合之三角形综合★★★★★
1.(2025·四川成都·一模)数学活动课上,同学们将两个全等的三角形纸片完全重合放置,固定一个顶点,然后将其中一个纸片绕这个顶点旋转,来探究图形旋转的性质.已知三角形纸片和中,,,,旋转角为().
【初步感知】
(1)如图1,将三角形纸片绕点B旋转,连接,,求的值;
【深入探究】
(2)如图2,在三角形纸片绕点B旋转过程中,当点D恰好落在的中线的延长线上时,延长交于点G,求的长;
【拓展延伸】
(3)在三角形纸片绕点B旋转过程中,试探究A,D,E三点,能否构成以为直角边的直角三角形.若能,求线段的长度;若不能,请说明理由.
【答案】(1) (2) (3)或
【分析】(1)证明即可解答;
(2)如图, 通过延长交于点,连接,得到四边形为矩形,设,先根据相似得,再证明三角形全等得,由勾股定理列方程即可解答;
(3)分两种情况:如图和图,分别根据相似三角形和勾股定理即可解答.
【详解】解:(1)
∴,
由旋转得:,
,
,
∴;
(2)如图2, 延长交于,连接交于,
由(1)知:,
∴,
∵是中线,,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴四边形是平行四边形,
∵,
∴是矩形,
∴,,
∵,
∴,
设,
∵, ,
∴,
,
,
,,
∴,
,
由勾股定理得:,即
解得,
;
(3)分两种情况:①如图3,,过点作于,过点作于,
,
∴四边形是矩形,
,
设,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
,即 ,
,
中,,
,
解得:(负值舍),
∵,
即 ,
;
②如图,,过点作于,
,
∴四边形是矩形,
,
,
,
由勾股定理得:;
综上,的长是或.
2.(2024·四川成都·一模)在△ABC中,,,,分别是边,上的点,连接,.
(1)如图,若,,且,求的度数;
(2)如图,若,,且,求的长;
(3)如图,若,当最大时,求的值.
【答案】(1);(2)的长为或;(3)
【分析】()根据等腰直角三角形的性质和已知条件推出判定的条件,然后根据相似三角形的性质推出,代入已知边长求出的长,在中根据的正切值即可求出其度数;
()过作于,推出条件判定,得到,判定是等腰直角三角形,用含的式子分别表示出,,代入比例式后整理得到关于的一元二次方程,解方程即可求出的长;
()过作,截取,连接,推出判定和的条件,判定全等后得到,,取中点,连接,取中点,连接,设,则,,,当,,三点共线时,是的最大值,此时最大,求出结果即可.
【详解】(1)解:∵△ABC是等腰直角三角形,
∴,
∵,,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
在中,,
∴;
(2)解:如图,过作于,
∵,,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∵,,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴,
∴,
整理得:,
解得:或,
即的长为或;
(3)∵,,
∴,
即,
如图,过作,截取,连接,
在和中,
,
∴,
∴,
∵,
∴,
取中点,连接,取中点,连接,
设,则,
∴,
当,,三点共线时,
∵,
∴的最大值为,此时最大,
∴.
3.(2024·四川成都·二模)在锐角三角形中,于点D,,,E是边上一点,且,连接,F,G分别是的中点.
(1)如图1,若,求的长度;
(2)如图2,连接,求证:;
(3)延长交边于点H,若,求的长度.
【答案】(1)的长为(2)证明详见解答(3)
【分析】本题是三角形综合题,考查了相似三角形的性质和判定,勾股定理,三角形中位线定理等知识点,解题的关键是熟练掌握相关知识.
(1)先利用勾股定理求出和的长度,再证即可得解;
(2)连接,取中点,连接,根据中位线定理,,则,推出,则,因为,等量代换即可作答.
(3)设,则,根据,求出,由中位线定理,在直角中,根据勾股定理求解即可.
【详解】(1)解:在中,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴的长为;
(2)证明:连接,取中点,连接,
∵分别是中点,
∴是的中位线,是的中位线,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
则,
∴,
∵,
∴,
即;
(3)解:设,
则,
∵,
即,
,
则,
由中位线定理,
,
在中,,
即,
解得或(舍去),
.
4.(2024·四川成都·一模)探究式学习是新课程倡导的重要学习方式,某兴趣小组拟做以下探究.
【尝试初探】
(1)如图①,在四边形中,若,,,求的长;
【深入探究】
(2)如图②,在四边形中,若,,,求的长;
【拓展延伸】
(3)如图③,在四边形中,若,,,延长相交于点,,是线段上一动点,连接,求的最小值.
【答案】(1)10;(2)8;(3).
【分析】本题是三角形综合题,涉及了解特殊的直角三角形、对角互补模型、最值胡不归模型、角平分线性质及判定、全等三角形的判定,解题关键是利用三角形全等转化线段和角的关系,由30度角、45度角的解直角三角形,求边长,构造胡不归模型利用垂线段最短求出最值.
(1)易证,从而可得,,进而由含30度直角三角形性质可得;
(2)如图2,取的中点O,连接、, 由直角三角形斜边中线等于斜边一半可证明是等腰直角三角形,,即可求出.
(3)由已知可以求得证明,,再构造含30度的直角三角形求出,再利用胡不归模型构造的折线段,根据垂线段最短,得出的最小值即可求解.
【详解】解:(1)∵,,;
∴;
∴,
∴,
∴.
(2)如图②,取的中点O,连接、,
∵,
∴,,
∴,,
∴,;
∴,即,
∵,
∴,
又∵,
∴,
(3)如图③,过点A作,
∵,,
∴,,
又∵,
∴,
∴,
∴,
在和中,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
过点A作交于点Q,
∴,,
∴,,
∵,
∴,
∴,
如图④,作,过点P作,垂足为H,过点D作,垂足为N,交于M,
∴,,
∴,,
∵,当点P在点M位置时,点H与N重合,取最小值,最小值为,
∴的最小值为,
∴最小值为.
5.(2024·四川成都·二模)如图,在中,,,是的中点,点是边上一点,连接,在线段的左侧作,射线与边交于点.
(1)求证:;
(2)若,求的值;
(3)如图,过点作于点,与线段交于点,当点与点重合时,求的值.
【答案】(1)证明见解析;(2);(3).
【分析】()证明即可求证;
()过点作交于点,可得,得到,,进而得,,又由是的中点得到,可得,利用勾股定理得到,得到,即得,即可得到;
()由是的中点得,设,则,由勾股定理的,由得,根据,得到,即得,可得,再证明,得到,又证明,得到,可得,在中,利用三角函数得,再代入计算即可求解;
【详解】(1)证明:,,
,
,
;
(2)解:过点作交于点,
∴,
,,
,
,,
∵是的中点,
,
,
在中,由勾股定理得:,
,
,
;
(3)解:,是的中点,
,
设,则,,
∴
∵,
,
∵点与点重合,
∴,
∴,
∴,
解得,
∴,
∴,
在中,,
,
,
,
,
在中,于点,
,,
,
,
,
,
,
,
,
即,
,
在中,,
,
∴.
6.(2024·四川成都·一模)如图,△ABC中,,点D是射线上的动点,点E是边上的动点,连接,将△ADE沿翻折到△ABC所在平面得△FDE,点F恰好落在直线上.
(1)如图1,当点F与点C重合时,若,求长;
(2)如图2,当时,求的值;
(3)如图3,设直线与直线交于点M,当最小时,求的值.
【答案】(1) (2) (3)
【分析】(1)折叠得到垂直平分,勾股定理求出的长,进而求出的长即可;
(2)过点作,交于点,根据折叠的性质,得到,,结合已知条件推出,,根据三角形的外角的性质,得到,进而得到,设,证明,分别求出的长,再用正切的定义,求解即可;
(3)过点作,根据折叠的性质,得到,根据斜边比直角边长,得到,进而得到时,最小,过点作,证明,利用(2)中的结论求出的长,再证明,列出比例式进行求解即可.
【详解】(1)解:∵,,
∴,
∴,
∵折叠,
∴垂直平分,
又点与点重合,
∴;
(2)∵,
∴,
∵折叠,
∴,
∵,
∴,
过点作,交于点,则:,
∵,
∴,
∴,
又,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴设,则:,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴;
(3)过点作,
∵折叠,
∴,,
∴,
∵,
∴,
即:当时,,此时最小,
过点作,则:,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
当时,由(2)可知:,
∴,
∵,
∴,
∴.
7.(2023·四川成都·三模)如图,在△ABC和中,其中,,将绕点C旋转,连接,.
(1)求证:;
(2)设与交于点F,与交于点G,若四边形为平行四边形,求的值;
(3)连接,,若,,当点D在射线上时,求的长.
【答案】(1)证明见解析(2)(3)或
【分析】(1)根据两边成比例夹角相等两三角形相似证明即可;
(2)分别求出,与的关系,可得结论;
(3)分两种情形:如图中,当点在线段上时,过点作与点.如图中,当点在的延长线上时,分别利用勾股定理求解.
【详解】(1)证明:,,
,,,
,,
;
(2)解:①连接,如图2所示:
四边形为平行四边形,
,
,
,
,
,
,
、、、四点共圆,
,
,
,,,
,即,
;
(3)如图中,当点在线段上时,过点作与点.
在中,,,
在中,,,
,,
,,
在中,,,
在中,,
.
如图中,当点在的延长线上时,同法可得.
综上所述,的长为或.
8.(2024·四川成都·一模)如图1,在四边形中,,点为线段上一点,使得,,此时,连接,,且.
(1)求的长度;
(2)如图2,点为线段上一动点(点不与,重合),连接,以为斜边向右侧作等腰直角三角形.
①当时,试求的长度;
②如图3,点为的中点,连接,试问是否存在最小值,如果存在,请求出最小值;如果不存在,请说明理由.
【答案】(1)(2)①;②
【分析】(1)取的中点,连接,证明,得出则,进而根据,即可求解;
(2)①如图所示,过点作于点,过点作于点,证明得出,即可得出,证明,进而证明在上,根据已知条件证明在上,然后解直角三角形,即可求解;
②如图所示,过点作于点,连接,由①可得在上运动,当时,取得最小值,即重合时,的长即为的最小值,由①可得,求得,根据,即可求解.
【详解】(1)解:如图所示,取的中点,连接,
∵,,
∴,,
又∵
∴
∵,
∴
∴
∴
∵,
∴
∴
∴
∴
∴
∴
∴
(2)①如图所示,过点作于点,过点作于点,
由(1)可得
∴是等腰直角三角形,
∴,
∵都是等腰直角三角形,
∴
∴
又∵
∴
∴
∴
∴
∴
在中,
∴
∴
∵
∴
又∵
∴
∴在上,
∵,
∴
∵
∴在上,
∵,
∴,则
∵
∴
∴,
∵,
∴
∴,
∴,
②如图所示,过点作于点,连接,
由①可得在上运动,
∴当时,取得最小值,即重合时,的长即为的最小值,
设交于点,即与①中点重合,由①可得
∵
∴,
∴
设
则,
在中,.
9.(2024·四川成都·三模)△ABC的所对边分别是a,b,c,若满足,则称△ABC为类勾股三角形,边c称为该三角形的勾股边.
【特例感知】如图1,若△ABC是类勾股三角形,为勾股边,且,是中线,求的长;
【深入探究】如图2,是的中线,若△ABC是以为勾股边的类勾股三角形,①分别过A,B作的垂线,垂足分别为E,F,求证
②试判断与的数量关系并证明;
【结论应用】如图3,在四边形中,与都是以为勾股边的类勾股三角形,M,N分别为的中点,求线段的长.
【答案】【特例感知】CM的长为6;【深入探究】①证明见解析;②AB与CM相等,理由见解析;【结论应用】MN的长为5.
【分析】(1)根据是类勾股三角形,为勾股边,有,得到,根据,是中线,可得,即可求解;
(2)①根据,得到,再根据即可求证;②根据,可得,,再根据,可得,进而得到,最后根据,,可得;
(3)连接,由【深入探究】可得:,进而得到,根据为的中点,可得,进而求解.
【详解】(1)解:是类勾股三角形,为勾股边,
,
,
,
,
,是中线,
,
(2)①证明:,
,
,
.
②与相等,理由如下,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
(3)解:连接,
与都是以为勾股边的类勾股三角形,
为的中点,
由【深入探究】可得:,
,
为的中点,
,
,
10.(2023·四川成都·一模)已知四边形的一组对边、的延长线交于点E.
(1)如图1,若,求证:.
(2)如图2,若,,,,,求四边形的面积.
(3)如图3,另一组对边、的延长线相交于点F.若,,,直接写出的长(用含n的式子表示).
【答案】(1)详见解析(2)44(3)
【分析】(1)证明,即可得解;
(2)过点C作于点G,过点A作于点H,在中利用已知条件可求出、的长,在中可求出 、长,利用(1)可知,从而可求出的长,利用四边形的面积的面积的面积的面积即可得解;
(3)如图中,作于H,则,,作于点G,设,则,,根据正切可得,求出a即可解决问题.
【详解】(1)证明:∵,,
∴,
∴,
∴;
(2)过点C作于F,过点A作交延长线于G,
∵,
∴,
∴,
由勾股定理得,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,,,
∵,
∴,即,
解得,,
∴四边形的面积的面积的面积的面积
;
(3)过点C作于H,过点A作于G,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
,
设,则,
由勾股定理得,,
∴,,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
解得,,
∴.
11.(2023·四川成都·二模)在△ABC中,,,点D为边上一动点,连接,将绕着D点逆时针方向旋转得到,连接.
(1)如图1,,点D恰好为中点,与交于点G,若,求的长度;
(2)如图2,与交于点F,连接,在延长线上有一点P,,求证:;
(3)如图3,与交于点F,且平分,点M为线段上一点,点N为线段上一点,连接,,点K为延长线上一点,将沿直线翻折至所在平面内得到,连接,在M,N运动过程中,当取得最小值,且时,请直接写出的值.
【答案】(1)(2)见解析(3)
【分析】(1)由等腰直角三角形的性质和勾股定理可求的长,由旋转的性质可得,,即可求解;
(2)由“”可证,可得,,由“”可得,可得,可得结论;
(3)先证明当点M,点,点D三点共线,且时,有最小值,再证明点Q,点B,点D三点共线,由等腰直角三角形和折叠的性质可求解.
【详解】(1)解:∵,,
∴,
∵,,
∴,
∵点D为中点,
∴,
∴,
∵将绕着D点逆时针方向旋转得到,
∴,,
∴;
(2)证明:如图2,过点D作交于点H,
∵,,
∴,,
∵,
∴,,
∴,,
∴,
∵将绕着D点逆时针方向旋转得到,
∴,,
∴,
∴,
∴,,
∴,
又∵,,
∴,
∴,
∴,
∴;
(3)解:如图3,在上截取,连接,
∵平分,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∴当点M,点,点D三点共线,且时,有最小值,
如图4,
∵,,
∴,
由折叠的性质得,,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
又∵,
∴点B,点Q,点D三点共线,
由折叠的性质得,,
∵,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴.
12.(2024·四川成都·二模)如图1,在直角三角形纸片中,将三角形纸片进行以下操作:第一步:折叠三角形纸片,使点C与点A重合,然后展开铺平,得到折痕;第二步:将绕点D顺时针方向旋转得到,点E,C的对应点分别是点F,G,直线与边交于点M(点M不与点A重合),与边交于点N.
[观察思考]
(1)折痕的长为______;
[深入探究]
(2)在绕点D旋转的过程中,探究下列问题:
① 如图2,当直线经过点B时,求的值;
② 如图3,当直线时,求的长.
[拓展延伸]
(3)在绕点D旋转的过程中,连接,求的最小值.
【答案】(1)3(2)①;②(3)2
【分析】(1)由折叠可知,,再证是的中位线,即可得出结论;
(2)①由旋转的性质和等腰三角形的性质得,则,设,然后在中,由勾股定理求出的值,即可解决问题;
②过作于,交于.则四边形是矩形,得,再由三角形面积求出,然后证,得,即可得出结论;
(3)连接,则,当、、三点共线时,,此时的值最小,最小,由直角三角形的性质得,即可解决问题.
【详解】解:(1)由折叠的性质得:,,
则
,
,
,
是的中位线,
,
故答案为:3;
(2)①由旋转的性质得:,,
,
,
,
,
,
设,
在中,,
即,
解得:,
,
∴
②如图3,过作于,交于.
∵折叠
∴
∵旋转
∴
∴
∵
∴
∵
∴
则四边形是矩形,
,
,,,
,
,
,
,
,
,
,
,
即,
解得:;
(3)如图4,连接,
则,
当、、三点共线时,,
此时的值最小,最小,
,,
,
,
的最小值,
故答案为:2.
题型二:几何压轴综合之矩形综合★★★★★
1.(2023·四川成都·一模)在平面直角坐标系中,点A坐标为,反比例函数的图象分别交矩形的两边,于点,(点,不与点重合),沿着将折叠,点落在点处.
(1)如图1,当点E为中点时,求点F的坐标,并直接写出与对角线的关系;
(2)如图2,当点E位置发生改变时,与是否存在(1)中的位置关系,请说明理由;
(3)如图3,连接,当平分时,求出此时反比例函数的表达式.
【答案】(1)点F的坐标为;,(2)存在,理由见解析(3)
【分析】(1)用待定系数法求出反比例函数表达式,得到分别为、的中点,进而求解;
(2)求出点的坐标为,得到,则,得到,即可求解;
(3)当在轴上时,推出,求出的表达式,又由平分,,联立两条直线,得到的中点的坐标,再求出的表达式,求得的表达式,进而求解.
【详解】(1)解:点为中点,
由中点坐标公式得:,
将点的坐标代入反比例函数表达式得:,
解得:,
当时,,即点的坐标为,
、分别为、的中点,
,;
(2)解:,理由如下:
将代入,得,
点的坐标为,
,
将代入,得,
点的坐标为,
,
,
又,
,
∴,
;
(3)当在轴上时,如图:
沿着折叠至,
,
,
,
,
,
,
,
在矩形中,,,
,
,
,
,
设直线的表达式为:,代入,,得,
解得,
的表达式为:,
如图,当平分时,,
,
与轴的交点坐标为:,
表达式为:,
联立,
解得,
点坐标为,
的中点的坐标为,
设直线的表达式为:,代入,,得,
解得:,
故直线表达式为:,
设直线表达式为:,代入,
的表达式为:,
当时,,
点坐标为,
,
此时反比例函数的表达式为.
2.(2024·四川成都·二模)折纸不仅是一项有趣的活动,也是一项益智的数学活动.今天,就让我们带着数学的眼光来玩一玩折纸.
【实践操作】
操作1:将矩形纸片对折,使与重合,得到折痕,把纸片展平;
操作2:在上选一点,沿折叠矩形,使点正好落在折痕上的处.
(1)根据以上操作,写出图1中一个的角:______(不添加辅助线与新字母);
【迁移探究】
如图2,将矩形纸片沿对角线折叠,使点落在矩形所在平面内,边和相交于点.
(2)连接,判断和的位置,并说明理由;
【拓展应用】
(3)如图3,在矩形纸片中,点在上,将矩形沿着折叠,使得点的对应点落在边上的点处,连接,为的中点,连接交、于点、两点.当时请求出的正弦值.
【答案】(1),,,(写出一个即可);(2),理由见解析;(3)
【分析】(1)根据矩形的性质,折叠的性质可得,,根据特殊角的三角函数值的计算可得,再根据折叠的性质,平行线的性质可得,由此即可求解;
(2)根据矩形的性质和折叠可证,,,再根据三角形的外角和定理可得,结合平行线的判定和性质即可求解;
(3)设,根据矩形的性质,中点的性质可得,根据题意可得是等腰三角形,根据平行线的性质,对顶角的性质可得是等腰三角形,由此可得,根据折叠的性质可得,,根据三角形内角和定理可得,所以,即,可求出(负值舍去),由此即可求解.
【详解】解:(1)∵对折矩形纸片,使与重合,得到折痕,
∴,,
∵沿折叠,使点落在上的点处,
,,
,
在中,,,
∴;
,
,
∴;
故答案为:,,,(写出一个即可);
(2)如图所示,
∵四边形是矩形,
∴,,
∵折叠,
∴,,
∴,,
在中,
,
∴
∴,
∵折叠,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴;
(3)设,
∴,
∵是的中点,
∴,
∵,即是等腰三角形,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴,即是等腰三角形,
∴,
∴,
∵折叠,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∵
∴,
∴,
∴,
解得:(负值舍去),
∴.
3.(2024·四川成都·二模)已知两个矩形,若其中一个矩形的四个顶点分别在另一个矩形的四条边上(顶点不重合),我们称这个矩形为另一个矩形的“衍生矩形”.
【模型探究】(1)如图1,矩形是矩形的“衍生矩形”,不连接其它线段,图中有哪几组全等三角形,请写出并任选一组证明;
【迁移应用】(2)如图2,在矩形中,,.点M在线段上,且,点N是边上的动点,连接,以为边作矩形,点P在边上,点Q落在矩形内.连接,,当面积为时,求的长;
【拓展延伸】(3)如图3,在矩形中,,.点N是的中点,点M是边上的动点,连接,以为边作矩形,点P在边上,点Q始终落在矩形内(不含边界).连接,点O是的中点,连接,求长的取值范围(用含a,b的式子表示).
【答案】(1),,见解析;(2)2或5;(3)
【分析】(1)根据“衍生矩形”的定义,可知矩形的四个顶点分别在矩形的四条边上(顶点不重合),得出两组全等三角形,分别证明即可;
(2)如图,过Q作平行线,分别与,交于点G,H,可证,得出,根据,求出,,证明,利用相似三角形的性质求解即可;
(3)当Q落在边上时,最小,当Q落在矩形内部,且时,最大,即可得出答案.
【详解】(1),.
在矩形和矩形中,
,,
,
,
同理可得:,
,
在和中,,
,
同理可证:;
(2)如图,过Q作平行线,分别与,交于点G,H,四边形为矩形,则矩形为矩形的“衍生矩形”,
由(1)可知:,
,
,
,
,
由(1)可知:,
又,
,
,
设,则,
,
解得或5,
或5;
(3)如图,过Q作平行线,分别与,交于点G,H,连接,
四边形为矩形,过点O,
由(1)知:,
,
为中点,,
四边形为矩形,
,
延长交于点F,则,,,
当最小时,最小;当最大时,最大,
即:当最大时,最小;当最小时,最大,
当Q在上时,,,
,
点Q落在矩形内(不含边界),
,
在矩形中,,
当最小时,最小,最大,
时,,
此时,
,
,
综上,.
4.(2024·四川成都·二模)在矩形中,,,点E从点A出发,沿边,向点C运动,点A,D关于直线的对称点分别为点,,连接,,.
(1)【初步感知】如图1,当点落在的延长线上时,求的长;
(2)【深入探究】当点E运动到中点时,连接,求的长;
(3)【拓展运用】当直线恰好经过点C时,求的长.
【答案】(1)(2)(3)或
【分析】(1)连接,设,则,由对称性得,由勾股定理求出,列出方程,可得出答案;
(2)连接,交于点,由对称性得,证明,得出,求出的长,由三角形中位线定理可得出答案;
(3)分两种情况,由矩形的性质,相似三角形的性质及勾股定理可得出答案.
【详解】(1)解:如图1,连接,
设,则,由对称性得,
四边形是矩形,
,,,
在中,,
由对称性得,
,
在中,,
,
解得,
即;
(2)解:如图1,连接,交于点,由对称性得,
点是中点,
,
在中,,
在中,,,
,,
,
,
,
由对称性得,
,
,
,
,
点是的中点,
点是的中点,
是的中位线,
;
(3)解:分以下两种情况讨论:
①如图,当点在边上时,恰好经过点,
由对称性得,,
,
在中,,
在矩形中,,,
,,
在和中,
,
,
;
②如图3,当点在边上时,恰好经过点,
由对称性得,,,,
,
在中,,
,
恰好经过点,
,
在矩形中,,
,
,
,
,
在和中,,,
,
,
,
解得,
即,
综上所述,的长为或.
5.(2024·四川成都·三模)如图,矩形中,,,点,分别为边,上的点,将线段绕点顺时针旋转,得到线段.射线与对角线交于点,连接,.
(1)求的度数:
(2)若,求的值;
(3)连接,,若,设和的面积分别为,,当点在边上运动时,求的最大值及此时的长.
【答案】(1)(2)(3)的最大值为;此时
【分析】(1)根据旋转的性质可得是等边三角形,根据等边三角形的性质即可求解;
(2)过点作,于点,延长至点,使得,连接,得出,证明,,进而证明,得出,连接,证明,得出,进而根据,即可求解;
(3)作与点,则点为的,连接, ,过点作于,过点作分别交、于、,证明,,,四点共圆,进而证明,得出,得出,求得,设则,根据表示出,根据二次函数的性质,即可求解.
【详解】(1)解:∵将线段绕点顺时针旋转,得到线段,
∴是等边三角形,
∴,
(2)如图所示,过点作,于点,延长至点,使得,连接,
∵,,,
∴,
∴,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∵,,
∴,
∴,,
又∵,,
,
,
又,
∴,
∴,,
∴,
又,
∴,
∴,
连接,
∵,
∴,
∴,
∴;
(3)如图,作,连接, ,过点作于,过点作分别交、于、,
由(1)可得是等边三角形,
∴点为的中点,
,,
,
,
∴四点共圆,
,,
,
,
∵
∴
∴,又
∴
∴
又,则
∴点在上,
∵
,
,
,
,
在中,,
, ,
,
,
,
,
,
∴,
四边形是矩形,
,
,
,
,
设则,
,
,
,
,
,
∴当时,取的最大值,最大值为,此时.
6.(2023·四川成都·三模)如图,在矩形中,,,是射线上的一个动点,作,交射线于点,交射线于点.
(1)如图,当点在边上时(点与点、不重合),延长交延长线于.
①当平分时,求的长;
②设,,求关于的函数关系式,并写出自变量的取值范围;
(2)当点在射线上时(点与点、不重合),射线交射线于点,当时,求的长.
【答案】(1)①;②(2)的长为或
【分析】(1)①证明,可得,,利用勾股定理求出,则,再用勾股定理即可求解;②先证明,得出,再证明,从而求得关于的函数关系式;
(2)根据,得出,求得,然后再分情况讨论,即可求解.
【详解】(1)①四边形是矩形,
,,,
,
,
平分,
,
,
,
,,
在中,,,
,
,
在中,,
,
,
②四边形是矩形,
,,
,
,
,
,
,
,,,,
,
解得:,
,
∴
,
即,
解得:,
即关于的函数关系式为;
(2)①当点在线段上时,在线段上,
,
,
,,
,
,
四边形是矩形,
,
,
,
即,
解得:;
②当在的延长线上时,如图:
,,
,
,
,
,
,,
,
,
,,
,
,
,
解得:.
综上所述,的长为或.
7.(2024·四川成都·一模)如图①,点D为上方一动点,且.
(1)在左侧构造,连接,请证明△BAE∽△BCD;
(2)如图②,在左侧构造,在右侧构造,连接求证:四边形是平行四边形;
(3)如图③,当满足,,.运用(2)中的构造图形的方法画出四边形;
(Ⅰ)求证:四边形是矩形;
(Ⅱ)直接写出在点D运动过程中线段的最大值.
【答案】(1)见解析(2)见解析(3)(Ⅰ)见解析(Ⅱ)
【分析】(1)根据题意得,,进而可得,即可求证;
(2)分别证、,即可求证;
(3)(Ⅰ)由(1)(2)可得,即可推出,即可求证;(Ⅱ)作的外接圆,圆心为O,可得,据此即可求解;
【详解】(1)解:∵,
∴,,
∴,
∴,
(2)证明:由(1)
∵,
∴,,
∴,
由(1)同理可得
∴
∵
∴
∴
∴,
∴四边形是平行四边形;
(3)解:(Ⅰ)由(1)(2)可得
∴
∵四边形是平行四边形
∴四边形是矩形
(Ⅱ),理由如下:
由(Ⅰ)得
作的外接圆,圆心为O
∵
∴
∴圆心O为定点,且半径
∴
求得
∴
∴,
∴,
∴
∴
∴
∴
8.(2023·四川成都·一模)综合与实践
综合与实践课上,老师让同学们以“矩形的折叠”为主题开展数学活动.
(1)操作判断
操作一:对折矩形纸片,使与重合,得到折痕,把纸片展平;
操作二:在上选一点,沿折叠,使点落在矩形内部点处,把纸片展平,连接,.
根据以上操作,当点M在上时,写出图1中一个的角:______.
(2)迁移探究
小华将矩形纸片换成边长为的正方形纸片,继续探究,过程如下:
将正方形纸片按照(1)中的方式操作,并延长交于点,连接.
①如图2,当点M在上时,______°;
②如图2,当点M在EF上时,求三角形的面积.
(3)拓展应用
若正方形纸片的边长为,通过改变点P在上的位置(点P不与点A,D重合),当时,直接写出的长.
【答案】(1)∠EMB、∠PBM、∠PBA、∠MBC(任填其一即可)
(2)①15;②
(3)或3
【分析】(1)根据折叠的性质,得,结合矩形的性质得,进而可得;
(2)①根据折叠的性质,可证,即可求解;②解,求得;解,求得,然后根据三角形面积公式计算即可.
(3)由(2)可得,分两种情况:当点在点的下方时,当点在点的上方时,设,分别表示出,,,由勾股定理即可求解.
【详解】(1)解: ,
,
,,
,
,
,
,
(2)解:①四边形是正方形,
,,
由折叠性质得:,,
;
,,
,
;
,
②在中,
∵,,
∴,
∴
∵
∴
由折叠性质得:,,,
∴
∴
∴
(3)解:当点在点的下方时,如图3,
,,,
,,
由(2)可知,,,
即平分,,,
∴,
∴,
设,,
,
即,
解得:,
;
当点在点的上方时,如图4,
,,,
,,
由(2)可知,,
设,,
,
即,
解得:,
.
综上所述,或.
9.(2023·四川成都·模拟预测)如图,已知矩形中,E是边上一点,将沿折叠得到,连接.
(1)如图1,落在直线上时,求证;
(2)如图2,当时,与边相交时,在上取一点,使与交于点.
①求的值;
②当是的中点时,若,求的长.
【答案】(1)见解析(2)①;②
【分析】(1)延长交于点G,根据折叠性质得到,得到直线是的垂直平分线,得到,结合矩形的性质,得到得证.
(2)①延长交于点T,证明,结合,可证,根据相似三角形的性质即可得出答案.
②先证明,得出,证明四边形是矩形,得出,,,,证明,得出,设,则,得出,,求出,求出,根据,得出,求出x的值,即可得出答案.
【详解】(1)证明:如图1,延长交于点G,
根据折叠性质得到,
∴直线是的垂直平分线,
∴,
∵四边形是矩形,
∴,
∵,
∴,
∴.
(2)解:①延长交于点T,
根据折叠性质得到,
∴直线是的垂直平分线,
∴,,
∵四边形是矩形,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴.
②根据解析①可知:直线是的垂直平分线,
∴,,
∵四边形是矩形,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵点E为的中点,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴四边形是矩形,
∴,,,,
∴,
∵,,
∴,
∴,
设,则,
∵,
∴
∴,,
∴,
根据勾股定理得:,
∴,
∴根据勾股定理得:,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
解得(舍去)
故.
10.(2024·四川成都·一模)探究式学习是新课程倡导的重要学习方式,某兴趣小组拟做以下探究.
如图,在矩形中,,将矩形绕点C旋转,得到矩形.
【初步感知】
(1)如图1,将矩形绕点C顺时针旋转,当时,连接,.
①求证:,
②求出,,的数量关系(直接写出结论,不必证明);
【深入探究】
(2)将矩形绕点C旋转,当且点E落在直线上时,试探究线段,,的数量关系,并写出证明过程;
【拓展运用】
(3)如图2,将矩形绕点C旋转顺时针旋转,点G落在上,与,分别交于点Q,P,当F,D,Q三点共线时,直接写出的值.
【答案】(1)①见解析;②;(2)点E落在直线上时,,点E落在线段上时,,证明见解析;(3)
【分析】(1)①由,,得到,结合,,即可求解,②由,,,通过等量代换,即可求解,
(2)①点E落在直线上时,连接,交于点H,在与中,由,,得到,点A,D,F三点共线,设,在中,得出,在中,,即可求解,②点E落在线段上时,连接,在与中,由,,得到,点A,B,F三点共线,在中,,,设,,即可求解,
(3)作,延长交于点, 由,得到,,由,得到,由,得到,设,,则, ,,由,得,解得:,由,,,得到,由,得到,将,,代入,即可求解,
本题考查了,矩形的性质,旋转的性质,勾股定理,相似三角形的性质与判定,全等三角形的性质与判定,解题的关键是:找到等量关系,列出等量关系式.
【详解】解:(1)①证明:,
,
,
,
,
,
,
,
②∵,,,
∴,
∴(等价结果也正确);
(2)结论①:(等价结果也正确),理由如下:
当,点E落在直线上时,连接,交于点H,
在中,
,
在与中,
,
,
,
点A,D,F三点共线,
,
设,
在中,
,
由,得出,
在中,
,
(等价结果也正确),
结论②:(等价结果也正确),理由如下:
当,点E落在线段上时,连接,
在中,
,
在与中,
,
,
,
点A,B,F三点共线,
在中,,,
设,,
(等价结果也正确),
综上所述:点E落在直线上时,,
点E落在线段上时,;
(3)过点,作,交于点,延长交于点,连接、,
∴,
∵矩形,
∴,,
∴,,
由旋转的性质可得:,,
∴,
∴,,
∵,,
∴,
∴,
∵矩形,
∴,,
∴,
∵,,
∴,
∴,,
设,,则:,,,
∴,
∵,
∴,
∴,即:,解得:,(舍),
∵,,
∴,
∵,
∴,
∵,,,即:,
∴,
∴,
∵,,
∴,
故答案为:.
11.(2023·四川成都·二模)如图1,矩形和矩形共顶点,且绕着点顺时针旋转,满足.
(1)的比值是否发生变化,若变化,说明理由;若不变,求出相应的值,并说明理由;
(2)如图2,若点为的中点,且,,连接,求的面积.
(3)如图3,若、、三点共线,延长交于点,若,,求的长.
【答案】(1)不发生变化,,理由见解析(2)(3)
【分析】
(1)结论:.证明,再证明,可得结论;
(2)如图2中,连接,,过点作交的延长线于点.利用相似三角形的性质求出,解直角三角形求出,可得结论;
(3)如图3中,连接,,,过点作 于点,设交于点.利用(1)中结论求出,利用相似三角形的性质求出,,可得结论.
【详解】(1)
解:(1)的比值不发生变化.理由如下:
如图1中,连接,.
四边形是矩形,
,,.
,
,
设,,则,
;,
同法可证,
,
,,
,,
,
;
(2)
如图2中,连接,,过点作交的延长线于点.
四边形是矩形,
,
,,
,
,
,
,
,
,
,
,
,,,四点共圆,
,
,
,
,
,
的面积;
(3)
如图3中,连接,,,过点作于点,设交于点.
,,
,
,
,
,
,
,
;
,
,,
,
,
,
,
,,,四点共圆,
,
,
,
,
,
.
题型三:几何压轴综合之菱形综合★★★★★
1.(2024·四川成都·三模)如图,在菱形中,,点E为边上一点,将沿翻折得到,连接并延长交于点F,交于点G.
(1)设,探究的大小是否为定值,请说明理由;
(2)在上截取,连接,求证:;
(3)若,,求菱形的边长.
【答案】(1)的大小为定值,理由见解析(2)见解析(3)15
【分析】(1)根据菱形的性质得出,,根据折叠得出,,根据等腰三角形的性质得出,求出,,最后根据三角形内角和定理求出结果即可;
(2)连接,,证明为等边三角形,得出,,证明为等边三角形,得出,,证明,得出,证明,得出,即可证明结论;
(3)由可设,则,,证明,则,解得,则,,由,可得,则,可证明,则,则,故可得,则,则可求菱形边长为15.
【详解】(1)解:的大小为定值,理由如下:
∵四边形为菱形,
∴,,
根据折叠可知:,,
∴,
∴,
∴
,
∵,
∴,
∴
;
(2)证明:连接,,如图所示:
∵,,
∴为等边三角形,
∴,,
∵,,
∴为等边三角形,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,,,
∴,
∴,
∴;
(3)解:如图:
由,可设,
则,,
∵为等边三角形,
∴,
∴
由(2),
得,
∴,
∵四边形是菱形,
∴,
∵,
∴,
∴,
在中,,
∴,
∴,
∴,
∴,
解得:或(舍)
∴,
∴,
∵四边形是菱形,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
即菱形边长为15.
2.(2024·四川成都·二模)如图,菱形中,于点E,点F在上,于点H,分别交、于点G、点P.
(1)求证:;
(2)若.求证:;
(3)若,且,,求菱形的边长.
【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析;(3).
【分析】(1)根据菱形的性质得出,进而利用余角的性质解答即可;
(2)作于M,先证明,再证明,可得,进而可证结论成立;
(3)作于N,证明得,,设,,证明得,.证明得,由求出,根据勾股定理求出,连接交于点O,然后利用平行线分线段成比例定理即可求解.
【详解】(1)∵四边形是菱形,
∴.
∴.
∵,,
∴,.
∴;
(2)作于M,则.
∴.
∵,
∴.
∵,
∴.
∴.
∴.
∴;
(3)作于N.
∵,,,
∴,
∴,.
设,,则,.
由,
得,而.
∵,,,
∴,
∴,
∴.
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴.
∵,
∴,
∴,
∴,即.
∴,,
∴
连接交于点O,则,,
∴,
∴,即,
∴菱形边长.
3.(2024·四川成都·二模)【基础巩固】
(1)如图1,在△ABC中,为上一点,连结,为上一点,连结,若,,求证:.
【尝试应用】
(2)如图2,在平行四边形中,对角线交于点为上一点,连结,,,若,求的长.
【拓展提升】
(3)如图3,在菱形中,对角线交于点为中点,为上一点,连结、,,若,,求菱形的边长.
【答案】(1)见解析(2)32(3)
【分析】(1)可证得 , 从而 , 进一步得出结论;
(2)可证得 ,从而得出 ,进而得出 ,从而 , 设 ,则 , 从而得出 , 从而求得 的值,进一步得出结果;
(3) 延长 ,交于点 , 可得出 , 从而 , 进而表示出 ,可证得 , 从而 ,进而求得的值,进一步得出结果.
【详解】(1)证明:∵,
,
,
,
;
(2)解:∵四边形 是平行四边形,
设,则
(舍),
;
(3)解:如图,延长,交于点 ,
设则
∵四边形是菱形,
即
在 中,
∵ 为 的中点,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
即 ,
∴ (舍去),
∴,
即菱形的边长为 .
4.(2024·四川成都·二模)如图1,△ABC与均为等边三角形,将绕点逆时针旋转,旋转角为(其中),连接,,是的中点,.
(1)求证:;
(2)如图2,连接,当的延长线经过点时,请判断四边形的形状,并说明理由;
(3)如图3,连接,若,在绕点旋转的过程中,求的最大值.
【答案】(1)见解析 (2)菱形,见解析(3)
【分析】本题考查几何变换综合题、等边三角形性质、菱形的判定等知识点,解题的关键是正确添加辅助线.
(1)根据等边三角形性质和旋转性质可得,,证明和全等,即可得证;
(2)过点作,利用直角三角形求出的长,由勾股定理可求,可得,再利用同旁内角互补证明,即可得证;
(3)取中点,连接,利用三角形三边关系即可求解.
【详解】(1)解:与为等边三角形,
,
绕点逆时针旋转,
,
在和中
,
;
(2)四边形为菱形,理由如下:
过点作,垂足为,
为等边三角形,
,,
,
,
的延长线经过点,,
由勾股定理得,,
,
,
由(1)得,,
是的中点,
,
,
,
,
,
,
,
四边形为菱形;
(3)取中点,连接,
为等边三角形,为中点,
,
,
,
为中点,为中点,
为的中位线,
,
在中,
最大为.
5.(2023·四川成都·一模)综合与实践
问题情境:
在数学活动课上,老师给出这样一个问题:如图①,矩形纸片的边,,沿对角线剪开,得到两个直角三角形纸片,分别为和.将△ABC固定不动,平移.
操作探究:
(1)如图②,把沿射线平移得到△,当,请直接写出平移的距离;
探究发现:
(2)如图③,把射线平移得到△,连接,判断四边形的形状,并证明;
探究拓展:
(3)记为△,将其拼接到如图④的位置,并使与A重合,与C重合,然后把△沿射线方向平移,平移的距离是,使点,D,中的某一点与点B和C构成的三角形是等腰三角形,在图⑤中补全图形,求出你探究的等腰三角形和平移的距离l(写出一种即可)
【答案】(1)或;(2)四边形是菱形,证明见解析;(3)作图见解析,、、或
【分析】(1)先证明,,结合平移的性质分两种情况讨论:当点A在边上时,,,当点A在线段的延长线上时, ,从而可得答案;
(2)如图,连接交于点O.先证明四边形是平行四边形.再证明,可得,从而可得结论;
(3)如图②,当△是等腰三角形,.如图④,当是等腰三角形,.如图⑥,当是等腰三角形,, 当如图⑦,是等腰三角形,,再进一步解答即可.
【详解】解:(1)∵矩形纸片的边,,
∴,,
当点A在边上时,,,
∴,即平移的距离为;
当点A在线段的延长线上时, ,
∴,即平移的距离为.
故平移的距离为或.
(2)四边形是菱形.
证明:如图,连接交于点O.
∵四边形是矩形,
∴, .
由平移的性质可知,.
∴,,
∴四边形是平行四边形.
在中,由勾股定理可得
,
,
,
.
∵,
∴,
∴,
∴,
∴四边形是菱形;
(3)补全图形如图②,△是等腰三角形,.
如图③,过点B作于点H,
∴,.
∵,
,
∴HC=
∴=
∴.
情况二:补全图形如图④,是等腰三角形,.
如图⑤,过点D作于点E,交于点O,过点D作于点F.
∵由图③可得,,
∵,,
∴.
∵,
∴,,
∴,
∴是的中位线,
∴点O为的中点,
∴
∵,
∴.
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴.
情况三:补全图形如图⑥,是等腰三角形,,
∵,
∴.
∵,
∴,,
∴,
∴,
∴点是的中点
∴=5,即.
情况四:补全图形如图⑦,是等腰三角形,,
∴.
6.(2023·四川成都·一模)如图1,在矩形中,,是边边上一动点,把沿直线折叠,顶点C的对应点是点G,交于点F,交于点E,连结交于点M,且.
(1)求证:;
(2)如图1,当,且时,求的值;
(3)如图2,当时,求的值.
【答案】(1)见解析(2)(3)432
【分析】(1)由折叠可知:,由可得,,则,由矩形的性质可得,则,,进而结论得证;
(2)设,则,由,可知,即,解得:,,由,可得,,在、中,由勾股定理求得,,证明,则,即,,设,则,,,由,可得,解得,则,在中,根据,计算求解即可;
(3)如图,连结,证明四边形是菱形,则,,证明,则,,计算求解即可.
【详解】(1)证明:由折叠可知:,
∵,
∴,
∴,
∵四边形是矩形,
∴,
∵,
∴,
∴;
(2)解:设,则,
∵,
∴,即,
解得:,,
当时,;
当时,;
∵,
∴,,
在中,,
在中,,
由折叠可知:,,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,即,
∴,
设,则,,,
∵,
∴,解得,
∴,
在中,,
∴的值为;
(3)解:如图,连结,
∵,,
∴,
∵,
∴四边形是菱形,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,即,
∴的值为432.
7.(2024·四川成都·二模)在菱形中,对角线与相交于,为边上的动点,过点作射线,使,交射线于.
(1)如图1,为上一点,且为重心,求的值;
(2)如图2,当运动到中点时,射线恰好过的重心.
①求的值;
②若,过作交射线于,连接,,在点从运动到的过程中,求折线段扫过的图形面积.
【答案】(1)(2)①;②
【分析】(1)取中点,并连接,,由为重心可知过点,得到为的中位线,证明,利用相似三角形性质和中位线求解,即可解题;
(2)①过作于,利用平行四边形的性质,证明,由(1)知且为中点,设,则,,进而得到,证明,得到,设,则,,利用相似三角形性质得到,设,则,利用勾股定理得到,,据此建立方程求得,再根据余弦定义求解,即可解题;
②交射线于,连接,过作交延长线于,过作于,证明,,得到点的运动轨迹是过点且垂直于的线段,利用相似三角形性质和得到,利勾股定理得到,进而得到,再利用解直角三角形相关运算得到,即可得到折线段扫过的图形面积.
【详解】(1)解:取中点,并连接,,由为重心可知过点,
为中点,为的中位线,
且,
,
;
(2)解:①过作于,
在中,
,
,
,
,
,
,
,
,
由(1)知且为中点,
为中点,设,,
,,
,
由可得,
,
设,则,由为中点得,,
,
即得,
设,则,
在中,,
在Rt中,,
得,
;
②如图,交射线于,连接,过作交延长线于,过作于,
,,
,
,
,
,即,
,
,
,
,
点的运动轨迹是过点且垂直于的线段,
,
在Rt中,,且,
,
,
,
当点从运动到时的运动轨迹长为,
,
点运动轨迹,
在中,,
在点从点运动到点的过程中,折线扫过的图形为四边形,
.
8.(2024·四川成都·一模)如图,四边形是菱形,,点E是边上一动点,连接,在右侧作菱形使得菱形菱形,连接交于点R,连接.
【尝试初探】
(1)求证:;
【深入探究】
(2)若R为中点,求的值;
【拓展延伸】
(3)①若,是等腰三角形,求的值;
②若D,F,G三点共线,连接,求的值.
【答案】(1)见详解;(2);(3)①当是等腰三角形,或1;②
【分析】(1)由题意易得,,然后可得,进而问题可求证;
(2)由(1)可知,则有,然后可得,则设,即,过点R作于点H,进而根据勾股定理及三角函数可进行求解;
(3)①由题意可分当时,当时,当时,然后分类进行求解即可;②由题意易得点B、G、C、D四点共圆,则有,然后可得,过点B作于点N,则有,进而问题可求解.
【详解】(1)证明:∵四边形,都是菱形,
∴,
∵菱形菱形,
∴,
∴,
∴;
(2)解:由(1)可知:,
∵,
∴,
∵菱形菱形,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵R为中点,
∴,
设,
∴,即,
∴过点R作于点H,如图所示:
设,则有,
∴,
∴在中,由勾股定理可得,
解得:,
∴当时,则有,
当时,则有,不符合题意;
∴,
∴;
(3)解:①由题意可分:当时,则有,由点D、E重合时,,此时,所以当时,不符合点E在边上;
当时,是等腰三角形,则有,如图所示:
∴,,
∴,
∴,
∴,即,
∴;
当时,是等腰三角形,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴点D、E重合,点F、R重合,
∴,
∴,,
过点R作于点M,如图所示,
∴,
设,则有,
∴,
解得:,
∴,
∴;
综上所述:当是等腰三角形,或1;
②设菱形的边长为m,则线段的长就为定值,由题意可知,
∴根据同弧所对圆周角相等可知点B、G、C、D四点共圆,如图所示:
∴,
∴,
∵在菱形中,,
∴,
∴,
∴,
过点B作于点N,如图,
∴,
∴,
∴,
∴.
9.(2024·四川成都·一模)(1)如图1,在直角△ABC中,,过作交于点,求证:;
(2)如图2,在菱形中,过作交的延长线于点,过作交边于点.①若,求的值;②若,直接写出的值(用含的式子表示);
(3)如图3,在菱形中,,点在上,且,点为上一点,连接,过作交于点,求的值(用含的式子表示).
【答案】(1)见解析;(2)①;②;(3)或
【分析】(1)证明,根据相似三角形的性质即可求解;
(2)①设,,则,得,进而求得,即可求解;
②根据①的方法进行求解即可;
(3)如图所示,延长交的延长线于点,连接,过点作于点,证明,解,进而根据,建立方解方程即可求解;
【详解】(1)证明:∵,,
∴,,
∴,
∴,
∴;
(2)∵菱形,
∴,
∵
∴,又
由(1)可得
①∵,
设,,则,
∴
∴,
∴
∵,则
∴
∴
∴;
②∵
设,则
∴
∴
∴
∴,则
俗
∴
∴
(3)如图所示,延长交的延长线于点,连接,过点作于点,
∵菱形中,且
∴,,
∴,,
∵,
∴
∴,
∴
∵
∴
在中,,
则,,
∴
∴,
∵,
由(1)可得
∴
设,则,,,
∴
解得:或,
即或
10.(2024·四川成都·一模)在菱形中,,,动点在射线上运动.
(1)如图1,将点绕着点顺时针旋转,得到对应点连接,.求证:;
(2)如图2,在(1)条件下,若射线经过边中点,求的值;
(3)连接,将线段绕着点逆时针旋转一个固定角,,点落在点处,射线交射线于点,若是等腰三角形,求的值.
【答案】(1)见解析 (2) (3)或
【分析】(1)根据菱形的性质可证,易知,由旋转可知,,结合勾股定理即可证明结论;
(2)连接,交于点,作于点,结合菱形的性质易得,,,可知,得,为的中位线,则,设,则,再证,得,据此列方程求解即可;
(3)分三种情况:(Ⅰ)当点在上,且时,(Ⅱ)当时,作于点,(Ⅲ)当点M在的延长线上时,分别讨论求解即可.
【详解】(1)证明:在菱形中,
,,
,
,
,
由旋转可知,,
;
(2)解:如图,
连接,交于点,作于点,
四边形是菱形,是的中点,
,,,,,,
,,
,为的中位线,则,
设,则,
,
,
,
,
,
,
,
,
,(舍去),
,
;
(3)(Ⅰ)当点在上,且时,如图,
,,
,
,
,
设,
作于,作于点,由(2)可知,,
由得,
,
,
,,
,
,
,
,
,
,
,
,
(Ⅱ)当时,作于点,如图,
由上知:,
,
设,
,,
,
,
,
,
此时
所以点M在的延长线上.
(Ⅲ)当点M在的延长线上时,
,
,
,
综上所述:或.
题型四:几何压轴综合之正方形综合★★★★★
1.(2023·四川成都·二模)如图1,在△ABC中,为锐角,点为射线上一动点,连接,以为一边且在的右侧作正方形,解答下列问题:
(1)如果,.
①当点在线段上时(与点不重合),如图2,线段之间的位置关系为 ,数量关系为 ;
②当点在线段的延长线上时,如图3,①中的结论是否仍然成立,为什么?
(2)如果,点在线段上运动(如图4)当 时,(点重合除外)?
(3)若,.在(2)的条件下,设正方形的边与线段相交于点,求线段长的最大值.
【答案】(1)①;②成立,理由见解析(2)(3)1
【分析】本题是四边形综合题目,考查了全等三角形的判定与性质、正方形的性质、勾股定理、等腰直角三角形的判定与性质等知识,熟练掌握以上知识点并灵活运用,添加适当的辅助线是解此题的关键.
(1)①证明,得出,求得,即可得出;②证明得出,求得,即可得出;
(2)过点作的垂线与所在直线交于,得出等腰直角三角形,证明得出,从而得出,即可得解;
(3)过点作交的延长线于点,利用勾股定理得出,证明,利用相似三角形的性质求解即可.
【详解】(1)解:①,理由如下:
∵四边形是正方形,
∴,
∵,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,即;
故答案为:;
②当点在的延长线上时,①的结论仍成立.如图,
由正方形得:,
∵,
∴.
∴.
又∵,
∴.
∴.
∵,
∴,
∴.
∴,
∴;
(2)解:当时,;理由如下:
如图,过点作的垂线与所在直线交于,
∵,
∴等腰直角三角形,
∴,
∵,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
故答案为:;
(3)解:过点作交的延长线于点,如图所示:
∵与交于点时,此时点位于线段上,
∵,,
∴是等腰直角三角形,
∴.
设,则,
∵,且,
∴,
又∵在直角中,,
∴,
∵,
∴,
∴,即.
解得:.
,
∴当时,有最大值1,
即线段长的最大值为1.
2.(2023·四川成都·一模)如图1,已知正方形的边长为4,点E是射线上一动点,连接,将绕点B顺时针旋转得,将沿翻折得,连接.
(1)求证:;
(2)在点E运动过程中,的面积是否发生变化?若不变,请求出的面积;若变化,请说明理由;
(3)如图2,点M,N分别为,的中点,连接,,.当时,求的面积.
【答案】(1)证明见详解(2)的面积不变,面积为8(3)或;
【分析】本题考查正方形的性质,旋转的性质,折叠的性质,全等三角形的判定与性质,相似三角形的判定与性质:
(1)根据正方形的性质得到,从而得到,根据旋转得到,结合折叠得到,即可得到证明;
(2)作于,证明,即可得到答案;
(3)作于F,作交的延长线于G,作于H,可求得和的长,从而得出的面积,可求得和的面积,从而求得四边形的面积,根据是的中位线,可求得的的面积,从而求得四边形的面积,可求得的长,进而求得的面积,结合面积加减即可得到 ;
【详解】(1)证明:∵四边形是正方形,
∴,
∴,
∵绕点B顺时针旋转得,
∴,
∵沿翻折得,
∴,
∴;
(2)解:的面积不变,理由如下,
作于,
∵沿翻折得,
∴,,
,
∵绕点B顺时针旋转得,
∴,
∵,
∴,,
∴,
∴,
在与中,
∵,
∴,
∴,
∴;
(3)解:作于F,作交的延长线于G,作于H,
由(2)得,
,
,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵点M为的中点,
∴,
∴,
∵点M,N分别为,的中点,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴四边形是矩形,
∴,
∴,
∵,
∴,
当在上时,如图所示,作于F,作交的延长线于G,作于H,
同理可得,,
∵,
∴,
∵, ,
∴,
∵点N分别为的中点,
∴点H分别为的中点,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴四边形是矩形,
∴,
,
∴,
综上所述:面积为或.
3.(2023·四川成都·二模)综合与实践
问题情境:
在数学活动课上,老师给出了这样一个问题:如图①,在正方形纸片中,点E是边的中点,将沿所在的直线折叠,得到,延长交于点P,连接
猜想证明:
(1)求证:;
拓展探究:
如图②,延长交于点F.
(2)求证:;
(3)求的值.
【答案】(1)证明见解析、(2)证明见解析、(3)
【分析】
(1)根据正方形的性质和折叠的性质可得,,进而即可得到结论;
(2)结合(1)中的结论可得四边形是平行四边形,进而即可得到结论;
(3)连接交于点O,先证明,设,则,结合勾股定理列出方程即可求解
【详解】
(1)证明:∵四边形为正方形,
∴
由折叠的性质知,
∴,
∴
∵点E是的中点,
∴,
∴,
∴,即;
(2)证明:由(1)知,
∴
∵,
∴,
∴
∵,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∴;
解法二:如图①,分别延长交于点Q,
在正方形中,,,
∴
由(1)得,
又∵,
∴,
∴
由折叠的性质可知,
∴
又∵,
∴,
∴;
解法三:如图②,连接
由(1)得EA=EB=EB′,
∴,
∴,
由折叠可得,
∴,
∵,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∴
(3)解:如图②,连接交于点O.
∵,
∴,
∴.
∵,
∴
∵,
∴,
∴,即,
设,则
在中,,
即,解得.
∵,
∴AF=,
∴,
∴
4.(2024·四川成都·二模)如1,在正方形中,,P是边上的一点,连接,过点D作于点H,在边上有一点E,连接,过点H作,交边于点F.
(1)求证:;
(2)如图2,连接,交线段于点G,当为等边三角形时,求的长;
(3)如图3,设M是的中点,连接,分别交线段,于点K,N,当P是的中点时,在边上是否存在点E,使得?若存在,求此时的长;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)证明见解析(2)(3)
【分析】(1)根据正方形的性质可得,证得,可得,即可得证;
(2)设,则,根据等边三角形的性质可得,即,由(1)可知,,可得,即可求解;
(3)连接,,由(1)可知,,可得,根据正方形的性质得,设,则,利用锐角三角函数可得,从而可得,再根据直角三角形的性质可得,由等腰三角形的性质和锐角三角函数值可得,即H,E,M,N四点共圆,证得,可得,利用勾股定理求得,再利用锐角三角函数求得,,证明,可得,即,再利用勾股定理列方程求解即可.
【详解】(1)证明:在正方形中,,即,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
(2)解:设,则,
∵是等边三角形,
∴,
∴,
∴,
由(1)可知,,
∴,
∴,
在等边三角形中,,
∴,
∴,
∴,
解得,
∴;
(3)解:如图,连接,,
由(1)可知,,
∴,
∵P是的中点,且在正方形中,,
∴,
∴,
设,则,
∵M是的中点,
∴,
又∵,
∴,
∴,即,
∵M是的中点,,
∴,
∴,
∵,
∴,
又∵,,
∴,
∴H,E,M,N四点共圆,
∴,
∴,
∴,
∴,
在中,由勾股定理,得,
∵,
∴,
∴,
∴,即,
∵H,E,M,N四点共圆,
∴同理可得,
∴,
又∵,即,
∴,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,
若,则,
∴,即,
∴,
∵(已证),
∴,即,
∵,,
∴在中,,
在中,,
∴,
由,得,
整理,得,
解得,(舍去),
∴存在点E,使得,此时.
5.(2024·四川成都·一模)如图1,在正方形中,,P是边上的一点,连接,过点D作于点H,在边上有一点E,连接,过点H作,交边于点F.
(1)求证:;
(2)如图2,连接,交线段于点G,当为等边三角形时,求的长;
(3)如图3,设M是的中点,连接,分别交线段,于点K,N,当P是的中点时,在边上是否存在点E,使得?若存在,求此时的长;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)证明见解析(2)(3)
【分析】(1)根据正方形的性质可得,证得,可得,即可得证;
(2)设,则,根据等边三角形的性质可得,即,由(1)可知,,可得,即可求解;
(3)连接,,由(1)可知,,可得,根据正方形的性质得,设,则,利用锐角三角函数可得,从而可得,再根据直角三角形的性质可得,由等腰三角形的性质和锐角三角函数值可得,即H,E,M,N四点共圆,证得,可得,利用勾股定理求得,再利用锐角三角函数求得,,证明,可得,即,再利用勾股定理列方程求解即可.
【详解】(1)证明:在正方形中,,即,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
(2)解:设,则,
∵是等边三角形,
∴,
∴,
∴,
由(1)可知,,
∴,
∴,
在等边三角形FGC中,,
∴,
∴,
∴,
解得,
∴;
(3)解:如图,连接,,
由(1)可知,,
∴,
∵P是的中点,且在正方形ABCD中,,
∴,
∴,
设,则,
∵M是的中点,
∴,
又∵,
∴,
∴,即,
∵M是的中点,,
∴,
∴,
∵,
∴,
又∵,,
∴,
∴H,E,M,N四点共圆,
∴,
∴,
∴,
在中,由勾股定理,得,
∵,
∴,
∴,
∴,即,
∵H,E,M,N四点共圆,
∴,
∴,
又∵,即,
∴,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,
若,则,
∴,即,
∴,
∵(已证),
∴,即,
∵,,
∴在中,,
在中,,
∴,
由,得,
整理,得,
解得,(舍去),
∴存在点E,使得,此时.
6.(2024·四川成都·三模)【基础巩固】(1)如图1,在正方形中,点E在的延长线上,连接,过点D作交的延长线于点F,求证:.
【尝试应用】(2)如图2,在菱形中,,点E在边上,点F在的延长线上,连接,以E为顶点作,交的延长线于点G,若,,,求的长.
【拓展提升】(3)如图3,在矩形中,点E在边上,点F在的延长线上,连接,过点C作,以E为顶点作,交于点G,若,,求的值(用含m,n的代数式表示).
【答案】(1!)见解析;(2)11;(3)
【分析】(1)首先证明,再根据证明即可得出结论;
(2)作交于点,交于点,证明得出再分别证明,是等边三角形,得到 由求出,从而得出结论;
(3)设与交于点,延长交的延长线于,作于,求出,证明求得,证明四边形是平行四边形,得出进一步得出
【详解】解:(1)证明:∵四边形是正方形,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
(2)作交于点,交于点,如图,
∵,
又
∴
∵,
∴,
∴,
又,
∴,
∴,
∵四边形是菱形,
∴,
∴,
∴,
∴
∴,
∴,
∵
∴
∴是等边三角形,
∴
∴
∵
∴,
∴是等边三角形,
∴
∴
又∵,,
∴
∴
∴,
∴,
∴,
∴;
(3)设与交于点,延长交的延长线于,作于,如图,
∵,,
∴
∴
∴
∵
∴
∵
∴
∴
∵
∴
∴,
∴,
∵
∴四边形是平行四边形,
∴
∴
∵
∴,
∴.
7.(2024·四川成都·二模)某数学活动小组在一次活动中,对一个数学问题作如下探究:
(1)问题发现:如图1,在等边△ABC中,点P是边上任意一点,连接,以为边作等边,连接.求证:.
(2)变式探究:如图2,在等腰△ABC中,,点P是边上任意一点,以为腰作等腰,使,,连接.
①求证:;
②若,求的值.(用含α的式子表示).
(3)解决问题:如图3,在正方形中,点P是边上一点,以为边作正方形,Q是正方形的中心,连接.已知:,,求的面积.
【答案】(1)证明见解析(2)①证明见解析;②(3)
【分析】(1)证明,即可得到结论;
(2)①证明,得出,求出,得出即可;
②过B作于M,得出,根据,得出即可;
(3)连接,,证明,得出,求出,设,则,根据勾股定理得出,求出(负值已舍去),求出,最后根据三角形面积公式求出结果即可.
【详解】(1)证明:∵与都是等边三角形,
∴,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴;
(2)①证明:如图,
在中,,
∴,
在中,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
又∵,,
∴,
∴;
②过B作于M,
∵,,
∴,
由①可知:,
∴;
(3)解:如图,连接,,
∵四边形是正方形,
∴,,
又∵Q为正方形中心,
∴,,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
设,则,
在中,,即,
解得:(负值已舍去),
即,
∴,
∴.
1
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猜押11 几何综合解答题压轴
猜押考点
3年成都真题
考情分析
押题依据
几何综合
(解答题压轴)
2024年成都卷B卷第26题,2023年成都卷B卷第26题,2022年成都卷B卷第26题。
几何知识点以及题型在初中数学中占了半壁江山,可见它的重要性,其中包括三角形、四边形、圆以及解直角三角形,所涉及的知识点非常广,综合性也是很强的,此题型主要考查学生对几何知识点的综合应用,难度较大。
在近三年的成都数学中考试卷中,几何综合大题是近三年每年必考的题型,位于成都卷B卷第26题,属于压轴题位置,可见在2025年成都中考试卷中,几何综合题仍然会继续考查,并且会变得更加灵活,开放性强。考生可根据以往题型进行分类总结,加以练习。
题型一:几何压轴综合之三角形综合★★★★★
1.(2025·四川成都·一模)数学活动课上,同学们将两个全等的三角形纸片完全重合放置,固定一个顶点,然后将其中一个纸片绕这个顶点旋转,来探究图形旋转的性质.已知三角形纸片和中,,,,旋转角为().
【初步感知】
(1)如图1,将三角形纸片绕点B旋转,连接,,求的值;
【深入探究】
(2)如图2,在三角形纸片绕点B旋转过程中,当点D恰好落在的中线的延长线上时,延长交于点G,求的长;
【拓展延伸】
(3)在三角形纸片绕点B旋转过程中,试探究A,D,E三点,能否构成以为直角边的直角三角形.若能,求线段的长度;若不能,请说明理由.
2.(2024·四川成都·一模)在△ABC中,,,,分别是边,上的点,连接,.
(1)如图,若,,且,求的度数;
(2)如图,若,,且,求的长;
(3)如图,若,当最大时,求的值.
3.(2024·四川成都·二模)在锐角三角形中,于点D,,,E是边上一点,且,连接,F,G分别是的中点.
(1)如图1,若,求的长度;
(2)如图2,连接,求证:;
(3)延长交边于点H,若,求的长度.
4.(2024·四川成都·一模)探究式学习是新课程倡导的重要学习方式,某兴趣小组拟做以下探究.
【尝试初探】
(1)如图①,在四边形中,若,,,求的长;
【深入探究】
(2)如图②,在四边形中,若,,,求的长;
【拓展延伸】
(3)如图③,在四边形中,若,,,延长相交于点,,是线段上一动点,连接,求的最小值.
5.(2024·四川成都·二模)如图,在中,,,是的中点,点是边上一点,连接,在线段的左侧作,射线与边交于点.
(1)求证:;
(2)若,求的值;
(3)如图,过点作于点,与线段交于点,当点与点重合时,求的值.
6.(2024·四川成都·一模)如图,△ABC中,,点D是射线上的动点,点E是边上的动点,连接,将△ADE沿翻折到△ABC所在平面得△FDE,点F恰好落在直线上.
(1)如图1,当点F与点C重合时,若,求长;
(2)如图2,当时,求的值;
(3)如图3,设直线与直线交于点M,当最小时,求的值.
7.(2023·四川成都·三模)如图,在△ABC和中,其中,,将绕点C旋转,连接,.
(1)求证:;
(2)设与交于点F,与交于点G,若四边形为平行四边形,求的值;
(3)连接,,若,,当点D在射线上时,求的长.
8.(2024·四川成都·一模)如图1,在四边形中,,点为线段上一点,使得,,此时,连接,,且.
(1)求的长度;
(2)如图2,点为线段上一动点(点不与,重合),连接,以为斜边向右侧作等腰直角三角形.
①当时,试求的长度;
②如图3,点为的中点,连接,试问是否存在最小值,如果存在,请求出最小值;如果不存在,请说明理由.
9.(2024·四川成都·三模)△ABC的所对边分别是a,b,c,若满足,则称△ABC为类勾股三角形,边c称为该三角形的勾股边.
【特例感知】如图1,若△ABC是类勾股三角形,为勾股边,且,是中线,求的长;
【深入探究】如图2,是△ABC的中线,若△ABC是以为勾股边的类勾股三角形,①分别过A,B作的垂线,垂足分别为E,F,求证
②试判断与的数量关系并证明;
【结论应用】如图3,在四边形中,与都是以为勾股边的类勾股三角形,M,N分别为的中点,求线段的长.
10.(2023·四川成都·一模)已知四边形的一组对边、的延长线交于点E.
(1)如图1,若,求证:.
(2)如图2,若,,,,,求四边形的面积.
(3)如图3,另一组对边、的延长线相交于点F.若,,,直接写出的长(用含n的式子表示).
11.(2023·四川成都·二模)在△ABC中,,,点D为边上一动点,连接,将绕着D点逆时针方向旋转得到,连接.
(1)如图1,,点D恰好为中点,与交于点G,若,求的长度;
(2)如图2,与交于点F,连接,在延长线上有一点P,,求证:;
(3)如图3,与交于点F,且平分,点M为线段上一点,点N为线段上一点,连接,,点K为延长线上一点,将沿直线翻折至所在平面内得到,连接,在M,N运动过程中,当取得最小值,且时,请直接写出的值.
12.(2024·四川成都·二模)如图1,在直角三角形纸片中,将三角形纸片进行以下操作:第一步:折叠三角形纸片,使点C与点A重合,然后展开铺平,得到折痕;第二步:将绕点D顺时针方向旋转得到,点E,C的对应点分别是点F,G,直线与边交于点M(点M不与点A重合),与边交于点N.
[观察思考]
(1)折痕的长为______;
[深入探究]
(2)在绕点D旋转的过程中,探究下列问题:
① 如图2,当直线经过点B时,求的值;
② 如图3,当直线时,求的长.
[拓展延伸]
(3)在绕点D旋转的过程中,连接,求的最小值.
题型二:几何压轴综合之矩形综合★★★★★
1.(2023·四川成都·一模)在平面直角坐标系中,点A坐标为,反比例函数的图象分别交矩形的两边,于点,(点,不与点重合),沿着将折叠,点落在点处.
(1)如图1,当点E为中点时,求点F的坐标,并直接写出与对角线的关系;
(2)如图2,当点E位置发生改变时,与是否存在(1)中的位置关系,请说明理由;
(3)如图3,连接,当平分时,求出此时反比例函数的表达式.
2.(2024·四川成都·二模)折纸不仅是一项有趣的活动,也是一项益智的数学活动.今天,就让我们带着数学的眼光来玩一玩折纸.
【实践操作】
操作1:将矩形纸片对折,使与重合,得到折痕,把纸片展平;
操作2:在上选一点,沿折叠矩形,使点正好落在折痕上的处.
(1)根据以上操作,写出图1中一个的角:______(不添加辅助线与新字母);
【迁移探究】
如图2,将矩形纸片沿对角线折叠,使点落在矩形所在平面内,边和相交于点.
(2)连接,判断和的位置,并说明理由;
【拓展应用】
(3)如图3,在矩形纸片中,点在上,将矩形沿着折叠,使得点的对应点落在边上的点处,连接,为的中点,连接交、于点、两点.当时请求出的正弦值.
3.(2024·四川成都·二模)已知两个矩形,若其中一个矩形的四个顶点分别在另一个矩形的四条边上(顶点不重合),我们称这个矩形为另一个矩形的“衍生矩形”.
【模型探究】(1)如图1,矩形是矩形的“衍生矩形”,不连接其它线段,图中有哪几组全等三角形,请写出并任选一组证明;
【迁移应用】(2)如图2,在矩形中,,.点M在线段上,且,点N是边上的动点,连接,以为边作矩形,点P在边上,点Q落在矩形内.连接,,当面积为时,求的长;
【拓展延伸】(3)如图3,在矩形中,,.点N是的中点,点M是边上的动点,连接,以为边作矩形,点P在边上,点Q始终落在矩形内(不含边界).连接,点O是的中点,连接,求长的取值范围(用含a,b的式子表示).
4.(2024·四川成都·二模)在矩形中,,,点E从点A出发,沿边,向点C运动,点A,D关于直线的对称点分别为点,,连接,,.
(1)【初步感知】如图1,当点落在的延长线上时,求的长;
(2)【深入探究】当点E运动到中点时,连接,求的长;
(3)【拓展运用】当直线恰好经过点C时,求的长.
5.(2024·四川成都·三模)如图,矩形中,,,点,分别为边,上的点,将线段绕点顺时针旋转,得到线段.射线与对角线交于点,连接,.
(1)求的度数:
(2)若,求的值;
(3)连接,,若,设和的面积分别为,,当点在边上运动时,求的最大值及此时的长.
6.(2023·四川成都·三模)如图,在矩形中,,,是射线上的一个动点,作,交射线于点,交射线于点.
(1)如图,当点在边上时(点与点、不重合),延长交延长线于.
①当平分时,求的长;
②设,,求关于的函数关系式,并写出自变量的取值范围;
(2)当点在射线上时(点与点、不重合),射线交射线于点,当时,求的长.
7.(2024·四川成都·一模)如图①,点D为上方一动点,且.
(1)在左侧构造,连接,请证明△BAE∽△BCD;
(2)如图②,在左侧构造,在右侧构造,连接求证:四边形是平行四边形;
(3)如图③,当满足,,.运用(2)中的构造图形的方法画出四边形;
(Ⅰ)求证:四边形是矩形;
(Ⅱ)直接写出在点D运动过程中线段的最大值.
8.(2023·四川成都·一模)综合与实践
综合与实践课上,老师让同学们以“矩形的折叠”为主题开展数学活动.
(1)操作判断
操作一:对折矩形纸片,使与重合,得到折痕,把纸片展平;
操作二:在上选一点,沿折叠,使点落在矩形内部点处,把纸片展平,连接,.
根据以上操作,当点M在上时,写出图1中一个的角:______.
(2)迁移探究
小华将矩形纸片换成边长为的正方形纸片,继续探究,过程如下:
将正方形纸片按照(1)中的方式操作,并延长交于点,连接.
①如图2,当点M在上时,______°;
②如图2,当点M在EF上时,求三角形的面积.
(3)拓展应用
若正方形纸片的边长为,通过改变点P在上的位置(点P不与点A,D重合),当时,直接写出的长.
9.(2023·四川成都·模拟预测)如图,已知矩形中,E是边上一点,将沿折叠得到,连接.
(1)如图1,落在直线上时,求证;
(2)如图2,当时,与边相交时,在上取一点,使与交于点.
①求的值;
②当是的中点时,若,求的长.
10.(2024·四川成都·一模)探究式学习是新课程倡导的重要学习方式,某兴趣小组拟做以下探究.
如图,在矩形中,,将矩形绕点C旋转,得到矩形.
【初步感知】
(1)如图1,将矩形绕点C顺时针旋转,当时,连接,.
①求证:,
②求出,,的数量关系(直接写出结论,不必证明);
【深入探究】
(2)将矩形绕点C旋转,当且点E落在直线上时,试探究线段,,的数量关系,并写出证明过程;
【拓展运用】
(3)如图2,将矩形绕点C旋转顺时针旋转,点G落在上,与,分别交于点Q,P,当F,D,Q三点共线时,直接写出的值.
11.(2023·四川成都·二模)如图1,矩形和矩形共顶点,且绕着点顺时针旋转,满足.
(1)的比值是否发生变化,若变化,说明理由;若不变,求出相应的值,并说明理由;
(2)如图2,若点为的中点,且,,连接,求的面积.
(3)如图3,若、、三点共线,延长交于点,若,,求的长.
题型三:几何压轴综合之菱形综合★★★★★
1.(2024·四川成都·三模)如图,在菱形中,,点E为边上一点,将沿翻折得到,连接并延长交于点F,交于点G.
(1)设,探究的大小是否为定值,请说明理由;
(2)在上截取,连接,求证:;
(3)若,,求菱形的边长.
2.(2024·四川成都·二模)如图,菱形中,于点E,点F在上,于点H,分别交、于点G、点P.
(1)求证:;
(2)若.求证:;
(3)若,且,,求菱形的边长.
3.(2024·四川成都·二模)【基础巩固】
(1)如图1,在△ABC中,为上一点,连结,为上一点,连结,若,,求证:.
【尝试应用】
(2)如图2,在平行四边形中,对角线交于点为上一点,连结,,,若,求的长.
【拓展提升】
(3)如图3,在菱形中,对角线交于点为中点,为上一点,连结、,,若,,求菱形的边长.
4.(2024·四川成都·二模)如图1,△ABC与均为等边三角形,将绕点逆时针旋转,旋转角为(其中),连接,,是的中点,.
(1)求证:;
(2)如图2,连接,当的延长线经过点时,请判断四边形的形状,并说明理由;
(3)如图3,连接,若,在绕点旋转的过程中,求的最大值.
5.(2023·四川成都·一模)综合与实践
问题情境:
在数学活动课上,老师给出这样一个问题:如图①,矩形纸片的边,,沿对角线剪开,得到两个直角三角形纸片,分别为和.将△ABC固定不动,平移.
操作探究:
(1)如图②,把沿射线平移得到△,当,请直接写出平移的距离;
探究发现:
(2)如图③,把射线平移得到△,连接,判断四边形的形状,并证明;
探究拓展:
(3)记为△,将其拼接到如图④的位置,并使与A重合,与C重合,然后把△沿射线方向平移,平移的距离是,使点,D,中的某一点与点B和C构成的三角形是等腰三角形,在图⑤中补全图形,求出你探究的等腰三角形和平移的距离l(写出一种即可)
6.(2023·四川成都·一模)如图1,在矩形中,,是边边上一动点,把沿直线折叠,顶点C的对应点是点G,交于点F,交于点E,连结交于点M,且.
(1)求证:;
(2)如图1,当,且时,求的值;
(3)如图2,当时,求的值.
7.(2024·四川成都·二模)在菱形中,对角线与相交于,为边上的动点,过点作射线,使,交射线于.
(1)如图1,为上一点,且为重心,求的值;
(2)如图2,当运动到中点时,射线恰好过的重心.
①求的值;
②若,过作交射线于,连接,,在点从运动到的过程中,求折线段扫过的图形面积.
8.(2024·四川成都·一模)如图,四边形是菱形,,点E是边上一动点,连接,在右侧作菱形使得菱形菱形,连接交于点R,连接.
【尝试初探】
(1)求证:;
【深入探究】
(2)若R为中点,求的值;
【拓展延伸】
(3)①若,是等腰三角形,求的值;
②若D,F,G三点共线,连接,求的值.
9.(2024·四川成都·一模)(1)如图1,在直角△ABC中,,过作交于点,求证:;
(2)如图2,在菱形中,过作交的延长线于点,过作交边于点.①若,求的值;②若,直接写出的值(用含的式子表示);
(3)如图3,在菱形中,,点在上,且,点为上一点,连接,过作交于点,求的值(用含的式子表示).
10.(2024·四川成都·一模)在菱形中,,,动点在射线上运动.
(1)如图1,将点绕着点顺时针旋转,得到对应点连接,.求证:;
(2)如图2,在(1)条件下,若射线经过边中点,求的值;
(3)连接,将线段绕着点逆时针旋转一个固定角,,点落在点处,射线交射线于点,若是等腰三角形,求的值.
题型四:几何压轴综合之正方形综合★★★★★
1.(2023·四川成都·二模)如图1,在△ABC中,为锐角,点为射线上一动点,连接,以为一边且在的右侧作正方形,解答下列问题:
(1)如果,.
①当点在线段上时(与点不重合),如图2,线段之间的位置关系为 ,数量关系为 ;
②当点在线段的延长线上时,如图3,①中的结论是否仍然成立,为什么?
(2)如果,点在线段上运动(如图4)当 时,(点重合除外)?
(3)若,.在(2)的条件下,设正方形的边与线段相交于点,求线段长的最大值.
2.(2023·四川成都·一模)如图1,已知正方形的边长为4,点E是射线上一动点,连接,将绕点B顺时针旋转得,将沿翻折得,连接.
(1)求证:;
(2)在点E运动过程中,的面积是否发生变化?若不变,请求出的面积;若变化,请说明理由;
(3)如图2,点M,N分别为,的中点,连接,,.当时,求的面积.
3.(2023·四川成都·二模)综合与实践
问题情境:
在数学活动课上,老师给出了这样一个问题:如图①,在正方形纸片中,点E是边的中点,将沿所在的直线折叠,得到,延长交于点P,连接
猜想证明:
(1)求证:;
拓展探究:
如图②,延长交于点F.
(2)求证:;
(3)求的值.
4.(2024·四川成都·二模)如1,在正方形中,,P是边上的一点,连接,过点D作于点H,在边上有一点E,连接,过点H作,交边于点F.
(1)求证:;
(2)如图2,连接,交线段于点G,当为等边三角形时,求的长;
(3)如图3,设M是的中点,连接,分别交线段,于点K,N,当P是的中点时,在边上是否存在点E,使得?若存在,求此时的长;若不存在,请说明理由.
5.(2024·四川成都·一模)如图1,在正方形中,,P是边上的一点,连接,过点D作于点H,在边上有一点E,连接,过点H作,交边于点F.
(1)求证:;
(2)如图2,连接,交线段于点G,当为等边三角形时,求的长;
(3)如图3,设M是的中点,连接,分别交线段,于点K,N,当P是的中点时,在边上是否存在点E,使得?若存在,求此时的长;若不存在,请说明理由.
6.(2024·四川成都·三模)【基础巩固】(1)如图1,在正方形中,点E在的延长线上,连接,过点D作交的延长线于点F,求证:.
【尝试应用】(2)如图2,在菱形中,,点E在边上,点F在的延长线上,连接,以E为顶点作,交的延长线于点G,若,,,求的长.
【拓展提升】(3)如图3,在矩形中,点E在边上,点F在的延长线上,连接,过点C作,以E为顶点作,交于点G,若,,求的值(用含m,n的代数式表示).
7.(2024·四川成都·二模)某数学活动小组在一次活动中,对一个数学问题作如下探究:
(1)问题发现:如图1,在等边△ABC中,点P是边上任意一点,连接,以为边作等边,连接.求证:.
(2)变式探究:如图2,在等腰△ABC中,,点P是边上任意一点,以为腰作等腰,使,,连接.
①求证:;
②若,求的值.(用含α的式子表示).
(3)解决问题:如图3,在正方形中,点P是边上一点,以为边作正方形,Q是正方形的中心,连接.已知:,,求的面积.
1
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