内容正文:
猜押08 几何综合题(解答题)
模型
5年考题
考情分析
一线三等角模型
2021年第23题
几何综合问题一般会出现在试卷后三道压轴题的位置,属于中考难点,一般常会考查线段之间的关系问题、角度之间的关系问题等.
此类问题一般是对几何辅助线与几何模型的考查,如:中点相关的辅助线、手拉手模型、旋转模型等,对模型的理解和灵活应用是解题关键.
十字架模型
2020年第23题
中点类模型
2023年第22题
2022年第22题
2021年第23题
题型一 一线三等角模型
1.(2025·安徽滁州·一模)如图,在四边形中,是上的一点,且.
(1)如图1,若,求证:.
(2)如图2,若.
①求证:.
②若,,,求的长.
2.(2024·安徽合肥·二模)如图,,于点M,D在上,E在上,.
(1)若,,求证:;
(2)作于点N,点F是一点,且,
①求证:;
②求的值.
3.(2024·安徽淮南·二模)如图(1),E是菱形边上一点,是等腰三角形,AE=EF,,交于点G,探究与α的数量关系.
(1)如图(2),当时,在上截取,连接,构造全等三角形,可求出的大小,那么______;
(2)如图(1),求与α的数量关系.
(3)如图(3),当时,过A作垂足为P,若,求的值.
4.(2024·安徽合肥·二模)已知E是外一点,D是所在平面内一点,且满足,.
(1)如图1,点D在外,求证:.
(2)如图2,点D在边上,与交于点F,若,,,,求的值.
题型二 旋转模型
1.(2024·安徽滁州·二模)如图,在等腰中,,,于点D,点E在线段上,连接,将线段绕点E逆时针旋转,点C的对应点F恰好落在的延长线上.
(1)如图①,当时.
①求证:;
②求的值;
(2)如图②,当时,求的长.
2.(2025·安徽芜湖·一模)如图,在等边中,点分别为边上的点,且.
(1)连接.求证:;
(2)将线段绕点顺时针旋转至,连接交于点,求证:.
3.(2025·安徽芜湖·一模)综合实践课上,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,,,.
【初步感知】(1)如图1,连接、,在纸片绕点C旋转过程中,求的值.
【尝试证明】(2)如图2,在纸片绕点C旋转过程中,当点E恰好落在的中线
的延长线上时,求证:.
【深入探究】(3)如图3,在(2)的条件下,延长交于点F,求.
4.(2024·安徽合肥·二模)已知矩形,,,把矩形绕点顺时针旋转,得到矩形,连接,交于点.
(1)如图1,若点落在边上,过点作,垂足为点,连接,求证:;
(2)如图2,若点在上方,连接交于点,连接,若,
①求证:;
②求的长.
5.(2024·安徽安庆·二模)如图1,在中,,与边分别交于点D、E,连接,点F、G、H分别是的中点,分别连接.
(1)观察、猜想
观察图1,猜想 ,
(2)探究、说理
把绕点C逆时针方向旋转到图2的位置,(1)中的结论还成立吗?如果成立,请予以证明;如果不成立,请说明理由
(3)拓展、思考
在所在的平面内,把绕点C自由旋转,当时,直接写出线段的长度的取值范围
6.(2025·安徽·二模)如图,和都是等腰直角三角形,且,,,M,N,P分别为,,的中点,可以绕着顶点A自由转动.
(1)求证:;
(2)判断的形状,并说明理由;
(3)若,B,D,E三点在一条直线上,与相交于点F,利用备用图,求的值.
7.(2025·安徽合肥·一模)如图1,在中,,,,,分别为边,的中点,连接,将绕着点顺时针旋转,旋转角为.
(1)如图2,当时,设点的初始位置为点,连接,,求证:.
(2)当,,连接,求的值.
(3)如图3,,连接,,交于点,与交于点,当是的中点时,求的长.
8.(2025·安徽滁州·一模)在正方形中,点是上一动点(不与点,重合),连接,将绕点在平面内按顺时针方向旋转至位置,连接,交于点.
(1)如图1,当点为的中点时,若正方形的边长为4,求的长.
(2)如图2,过点作于点,其延长线交于点.
①连接,求证:平分;
②当时,求的值.
题型三 翻折模型
1.(2025·安徽合肥·一模)如图1,四边形的对角线,相交于点O,.
(1)在图1中,过点A作交于点E,求证:;
(2)如图2,将沿AB翻折得到.
①求证:;
②若,,求的长.
2.(2025·安徽宣城·一模)已知在正方形中,是边上一动点,将正方形沿着所在的直线折叠,点落在点处,连接.
(1)如图①,延长交于点,判断与的数量关系以及位置关系,并说明理由;
(2)如图②,若为的中点,与的交点为,连接、,求的值.
3.(2025·安徽芜湖·一模)如图,已知在矩形中,,,点为边上一点(不与点,点重合),先将矩形沿折叠,使点落在点处,
(1)如图,设,,请判断与的数量关系,并说明理由;
(2)若为中点,求的值;
(3)若点落在矩形的对角线上,求的长.
4.(2025·安徽·二模)折纸是数学课中常见的操作活动,同学们可由此进行观察、猜想和证明.如图1,在矩形纸片中,点在边上,沿折叠矩形,点落在点处,连接交于点.
(1)小明发现,在图1中如果延长交边于点,如图2,则有,请说明理由;
(2)若矩形是一张纸,且点是边的中点,如图2所示进行折叠与连线,求的值;
(3)在矩形纸片中,点、分别在边和上,连接、、,且平分,,,求的值.
5.(2024·安徽六安·二模)在矩形的边上取一点,将沿翻折,点的对应点为点.
(1)当在边上时,
()如图,若,,求;
()如图,作平分交于,若,求证:;
(2)如图,当点在矩形内部时,若平分交于,,直接写出三者关系为:__________.
6.(2025·安徽合肥·一模)定义:两组邻边分别相等的四边形叫做“筝形”.
(1)如图1,在菱形中,E是的中点,连接,将沿翻折到,延长交于点P,请写出图中的所有“筝形”;
(2)如图2,将(1)中的“菱形”改为“正方形”其他条件不变,求的值;
(3)如图3,在矩形中,是边的中点,连接,将沿翻折到,点P是线段上一点,若四边形是“筝形”,请直接写出的长.
7.(2025·安徽合肥·一模)如图,已知在中,,点是上一点,把沿着对折得到,,连接.
(1)求的度数.
(2)若.
①如图1,若,求的值;
②如图2,过点作的垂线分别交于点,连接.求证:.
题型四 半角模型
1.(2025·安徽合肥·一模)已知,在正方形中,点E是上一点,点F在射线上,连接,连接.
(1)如图1,当时,求证:;
(2)如图2,当平分时,
①求证:;
②如图3,若正方形边长为2,点E是的中点,连接交于点G,连接交于点H,求的值.
2.(2024·安徽阜阳·二模)如图1,四边形是正方形,,点E是边上一点,连接 ,作的平分线交于点F,连接.
(1)如图2,当点E跟点C重合时,求的长;
(2)当点E在上运动时:
①当点F为边的中点,求证:;
②求证:.
3.(2024·安徽合肥·三模)如图1,四边形是正方形,点E在边的延长线上,点F在边上,且,连接交于点P,连接交于Q,连接.
(1)求证:;
(2)连接,如图2,
①若,求的长;
②若,则 .
4.(2024·安徽合肥·一模)四边形的两条对角线,相交于点O,.
(1)如图1,已知.
①求证:;
②若,求的值;
(2)如图2,若,,,求的值.
题型五 十字架模型
1.(2024·安徽合肥·三模)如图1,在矩形中,为边的中点,为的中点,的延长线交于.
(1)分别记矩形的面积为的面积为,求的值;
(2)如图2,连接,若,求证:;
(3)如图3,连接,经过点的直线分别交于,交于,交于,若,求的值.
2.(2025·安徽合肥·一模)已知:如图,在矩形中,,对角线交于点,点为对角线上一动点(不与端点重合),连接,过点作.交线段于点.
(1)当点与点重合时,则___________
(2)求证:;
(3)求的值.
3.(2025·安徽合肥·一模)如图1,正方形中,点,分别在边,上,且,点是对角线、的交点,连接,交于点,,交于点.
(1)求证:;
(2)如图2.连接,,;
①若,求证:;
②若,,求线段的长.
题型六 中点类模型
1.(2025·安徽滁州·一模)在中,于点,为上的点,连接,,且,为上另一点,且.
(1)如图1,求证:;
(2)如图1,连接,求证:;
(3)如图2,为的中点,连接交于点,且.若,求的长.
2.(2024·安徽宣城·三模)如图1,在中,点D为的中点,点P为射线上一动点(不与点C,A重合),分别过点A,C向直线作垂线,垂足分别为点E,F,连接,,.
(1)当时,,则k的值为______;
(2)当点P在边上时,求证:;
(3)如图2,当为钝角,且点P在延长线上时,猜想,,之间的数量关系,并证明.
3.(2025·安徽亳州·二模)综合与实践:在通过构造全等三角形解决的问题中,有一种方法叫倍长中线法.
(1)如图1,是的中线,,,求的取值范围;
(2)如图2,,,,D为的中点,求证,;
(3)如图3,在四边形中,对角线相交于点E,F是的中点,,,试探究与的数量关系,并说明理由.
4.(2025·安徽合肥·一模)王老师带领同学们以“直角三角形的旋转”为主题开展探究活动:如图1,在Rt中,,将绕点顺时针旋转,得到,点与点对应,点与点对应.
(1)当时,的长为_____.
(2)如图2,是的中点,连接,过点作且交直线于点.
①求证:.
②在旋转的过程中,当四边形是菱形时,请直接写出此时的长度.
5.(2025·安徽合肥·一模)如图,矩形中为对角线上一动点,过点作交于点,作交于点,连接、.
(1)若,
①求证:平分;
②求证:;
(2)已知,且为的中点,求矩形的周长.
6.(2025·安徽安庆·一模)已知:在矩形中,点是边上中点.
(1)如图1,连接并延长交延长线于点,连接交于点.
①求证:
②求的值;
(2)如图2,过点作直线分别与、的延长线交于点、点,连接、.求证:.
7.(2024·安徽合肥·二模)如图1在中,,D是的中点,延长至E,连接、,
(1)求证:;
(2)在图1中,若,其他条件不变得到图2,在图2中过点D作于点F,H是的中点,过点H作,交于点G,交于点M.
①求证:;
②若,,求的长.
8.(2025·安徽淮南·二模)在四边形中,,,点在边上,连接,,交于点.
(1)若,如图1.求证:四边形是菱形;
(2)如图2,连接交于点,若点是的中点.
①求证:;
②若,,,求,的长.
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猜押08 几何综合题(解答题)
模型
5年考题
考情分析
一线三等角模型
2021年第23题
几何综合问题一般会出现在试卷后三道压轴题的位置,属于中考难点,一般常会考查线段之间的关系问题、角度之间的关系问题等.
此类问题一般是对几何辅助线与几何模型的考查,如:中点相关的辅助线、手拉手模型、旋转模型等,对模型的理解和灵活应用是解题关键.
十字架模型
2020年第23题
中点类模型
2023年第22题
2022年第22题
2021年第23题
题型一 一线三等角模型
1.(2025·安徽滁州·一模)如图,在四边形中,是上的一点,且.
(1)如图1,若,求证:.
(2)如图2,若.
①求证:.
②若,,,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)①见解析;②
【知识点】用勾股定理解三角形、相似三角形的判定与性质综合、解直角三角形的相关计算
【分析】本题考查了相似三角形的判定与性质,勾股定理,解直角三角形的相关性质,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
(1)先得,再结合,即可证明,进行作答.
(2)①先得,再结合,即可证明,得,进行整理即可作答.
②先得出,在中,由勾股定理得.结合,则,即,,最后结合勾股定理列式计算,即可得出.
【详解】(1)证明:∵,
,,
.
,
.
(2)明:①,
,,
.
,
,
,
.
②如图,过点A作于点,过点作于点.
,,
.
,
,
在中,.
由(2)的①,得,
,
即,
.
,
,
.
在中,.
2.(2024·安徽合肥·二模)如图,,于点M,D在上,E在上,.
(1)若,,求证:;
(2)作于点N,点F是一点,且,
①求证:;
②求的值.
【答案】(1)见解析
(2)①见解析;②
【知识点】三角形内角和定理的应用、全等的性质和ASA(AAS)综合(ASA或者AAS)、相似三角形的判定与性质综合
【分析】(1)利用等边对等角,三角形外角的性质以及三角形内角和定理可求出,则,利用三角形的外角性质可得出,然后利用证明即可;
(2)①证明可得出,,进而得出,证明,得出,则,然后利用等边对等角以及三角形内角和定理即可得证;
②延长至C,使,连接,,利用三角形内角和定理可证明,利用等腰三角形三线合一性质可得出,,可得出,证明,可证得,则,由平行线分线段成比例得出,利用三角形中位线定理得出,即可求解.
【详解】(1)证明:∵,,
∴,
∴,
∴
∵,
∴,
∴,
∴,
又,
∴,
∵,,
∴,
又,
∴;
(2)解:①∵,,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∴.即,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴;
②延长至G,使,连接,,
∵, ,
∴,
∴,
∵, ,
∴∠,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∵, ,
∴,
∴, ,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,即.
【点睛】本题考查了等腰三角形的性质,相似三角形的判定与性质,三角形中位线定理,三角形外角的性质,明确题意,添加合适辅助线,寻找出相似三角形是解题的关键.
3.(2024·安徽淮南·二模)如图(1),E是菱形边上一点,是等腰三角形,AE=EF,,交于点G,探究与α的数量关系.
(1)如图(2),当时,在上截取,连接,构造全等三角形,可求出的大小,那么______;
(2)如图(1),求与α的数量关系.
(3)如图(3),当时,过A作垂足为P,若,求的值.
【答案】(1)45;
(2);
(3).
【知识点】全等三角形综合问题、四边形其他综合问题、相似三角形的判定与性质综合
【分析】(1)在上截取,使,连接.先证,再由正方形的性质得到,,则,得到,则,进而得到;
(2)在上截取,使,连接,证明,通过边和角的关系即可证明.
(3)过A作,垂足为P,设,则,得PD=,AP=,在证,,再得,,得结论,
【详解】(1)解:在上截取,使,连接.
,,
,
,
,
∴四边形是正方形,
,,
,
,
,
;
故答案为:45;
.
(2)如图(1)在上截取,使,连接,
,
,
,
是等腰三角形,
,
,
,,,
,
α,
,
,
∴;
(3)如图(3)过A作,垂足为P,设,则,,
,
∴PD=,AP=,
由(2)得:,,
,
,代入得:,
由(2)知:,,
∴.
【点睛】本题主要考查了菱形的性质,正方形的性质与判定,相似三角形的性质与判定,勾股定理,解直角三角形,三线合一定理,全等三角形的性质与判定,正确作出辅助线构造全等三角形和相似三角形是解题的关键.
4.(2024·安徽合肥·二模)已知E是外一点,D是所在平面内一点,且满足,.
(1)如图1,点D在外,求证:.
(2)如图2,点D在边上,与交于点F,若,,,,求的值.
【答案】(1)见解析
(2)3
【知识点】相似三角形的判定与性质综合、解直角三角形的相关计算
【分析】此题考查了相似三角形的判定和性质,解直角三角形,熟练掌握相似三角形的判定和性质是解题的关键.
(1)先证明,则,再证明,即可证明;
(2)根据相似三角形的性质得到,,得到,证明,进而即可得到答案.
【详解】(1)证明:,,
,
,
.
,
,
.
(2),,
,,
,
.
,,
,
.
题型二 旋转模型
1.(2024·安徽滁州·二模)如图,在等腰中,,,于点D,点E在线段上,连接,将线段绕点E逆时针旋转,点C的对应点F恰好落在的延长线上.
(1)如图①,当时.
①求证:;
②求的值;
(2)如图②,当时,求的长.
【答案】(1)①见解析;②;
(2).
【知识点】等腰三角形的性质和判定、用勾股定理解三角形、相似三角形的判定与性质综合、求角的正弦值
【分析】(1)①利用“三线合一”的性质结合勾股定理求得,,利用即可证明;②作于点,证明,设,,,利用勾股定理列式计算求得,,再根据正弦函数的定义即可求解;
(2)设,则,证明,推出,利用勾股定理求得,根据,列式计算即可求解.
【详解】(1)①证明:∵等腰中,,于点D,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴;
②解:作于点,
由,
∴,,
∵,,
∴,
∴,,
设,
∴,,
∵,
∴,
解得,
∴,
∴,
∴;
(2)解:设,则,
∵,
∴,,
∵垂直平分,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,,
∵,
∴,
解得,
∴.
【点睛】本题考查了相似三角形的判定和性质,正弦函数的定义,全等三角形的判定和性质,等腰三角形的判定和性质,勾股定理.解题的关键是学会利用参数构建方程解决问题.
2.(2025·安徽芜湖·一模)如图,在等边中,点分别为边上的点,且.
(1)连接.求证:;
(2)将线段绕点顺时针旋转至,连接交于点,求证:.
【答案】(1)见解析;
(2)见解析.
【知识点】全等的性质和SAS综合(SAS)、全等的性质和ASA(AAS)综合(ASA或者AAS)、等边三角形的性质、根据旋转的性质求解
【分析】(1)由等边三角形得到,,然后证明出,得到;
(2)首先求出,由旋转的性质可得,,然后证明出,得到,进而求解即可.
【详解】(1)∵在等边中,
∴,
又∵
∴
∴;
(2)证明:设交于T
由(1)可知,
∴,
∵
∴
∴
由旋转的性质可得,
∴,
∴
∴,
∴
∴
∵
∴.
【点睛】本题主要考查了全等三角形的性质与判定,等边三角形的性质,旋转的性质等知识,添加辅助线构造全等三角形是关键.
3.(2025·安徽芜湖·一模)综合实践课上,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,,,.
【初步感知】(1)如图1,连接、,在纸片绕点C旋转过程中,求的值.
【尝试证明】(2)如图2,在纸片绕点C旋转过程中,当点E恰好落在的中线
的延长线上时,求证:.
【深入探究】(3)如图3,在(2)的条件下,延长交于点F,求.
【答案】(1);(2)见解析;(3)
【知识点】根据旋转的性质求解、相似三角形的判定与性质综合、求角的正切值
【分析】(1)根据勾股定理可得,再由,可得,然后根据,可得,即可求解;
(2)根据直角三角形斜边中线的性质得到,得到,然后结合等边对等角和全等三角形的性质得到,即可求证;
(3)先证明,可得,从而得到,进而得到,再根据,可得,从而得到,在中,利用锐角三角函数解答,即可求解.
【详解】(1)解:∵,,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴;
(2)解:∵是的中线,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴;
(3)解:由(2)得:,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
在中,.
【点睛】本题主要考查了相似三角形的性质和判定,全等三角形的性质和判定,勾股定理,旋转的性质,直角三角形斜边中线的性质等知识,熟练掌握以上知识点并能灵活运用是解决此题的关键.
4.(2024·安徽合肥·二模)已知矩形,,,把矩形绕点顺时针旋转,得到矩形,连接,交于点.
(1)如图1,若点落在边上,过点作,垂足为点,连接,求证:;
(2)如图2,若点在上方,连接交于点,连接,若,
①求证:;
②求的长.
【答案】(1)证明见解析
(2)①证明见解析;②
【知识点】相似三角形的判定与性质综合、根据旋转的性质求解、根据矩形的性质求线段长、用勾股定理解三角形
【分析】(1)先由旋转的性质得到,,则,再由矩形的性质得到,,进而证明,则由角平分线的性质可得,进而得到,据即可利用
(2)①如图所示,过点B作于H,证明,推出,由旋转的性质可得,则,可得或(舍去),则;再证明,得到;设,则,由勾股定理得,解得或(舍去);则,即可由相似三角形的性质得到;②同理可证明,进而证明,则,求出,,则.
【详解】(1)证明:由旋转的性质可得,,
∴,
∵四边形是矩形,
∴,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵四边形是矩形,
∴,
又∵,
∴;
(2)解:①如图所示,过点B作于H,
∵四边形是矩形,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,即,
∵,,
∴由旋转的性质可得,
∴,
∴或(舍去),
∴;
∵,
∴,
∴,
∴;
设,则,
在中,由勾股定理得,
∴,
解得或(舍去);
∴,
∵,
∴;
②由旋转的性质可得,
∴,
∵四边形是矩形,
∴,,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∵,,
∴.
【点睛】本题主要考查了矩形的性质,旋转的性质,相似三角形的性质与判定,勾股定理,全等三角形的性质与判定,等边对等角等等,正确作出辅助线构造相似三角形是解题的关键.
5.(2024·安徽安庆·二模)如图1,在中,,与边分别交于点D、E,连接,点F、G、H分别是的中点,分别连接.
(1)观察、猜想
观察图1,猜想 ,
(2)探究、说理
把绕点C逆时针方向旋转到图2的位置,(1)中的结论还成立吗?如果成立,请予以证明;如果不成立,请说明理由
(3)拓展、思考
在所在的平面内,把绕点C自由旋转,当时,直接写出线段的长度的取值范围
【答案】(1),90
(2)(1)中的结论还成立,理由见解析
(3)
【知识点】与三角形中位线有关的求解问题、根据旋转的性质求解、相似三角形的判定与性质综合、解直角三角形的相关计算
【分析】(1)由平行得,则,由平行得到,则,由三角形中位线定理得到,故,,再根据平行导角即可;
(2)由角正切得到,证明,则,由三角形中位线得到,,再根据平行和相似三角形的性质导角即可;
(3)由题意可知,,则,由于是的中位线,则,继而可求取值范围.
【详解】(1)解:在中,,
∴,
∵,
∴,
∴在中,,
∵,
∴,
∴,
∵点F、G、H分别是的中点,
∴分别为的中位线,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∵,
∴,
故答案为:,90;
(2)解:(1)中的结论还成立,理由如下:
证明:如图2,
在中,,
∴,
在中,∴,
∴
又,
∴
∴
∴
∵是的中位线,
∴.
同理可得,
∴
∵是的中位线,
∴,
∴
∵,
由于,有,
由得:
∴;
(3)解:由题意可知,,
∴,即
∴绕点C旋转时,当D点落在边上时,AD最小值为6;当点D落在延长线上时,最大值为14,
∵是的中位线,,
∴,
故答案为:.
【点睛】本题考查了旋转的性质,三角形的中位线定理,相似三角形的判定与性质,解直角三角形等知识点,难度较大,综合性强,熟练掌握知识点和基本图形是解题的关键.
6.(2025·安徽·二模)如图,和都是等腰直角三角形,且,,,M,N,P分别为,,的中点,可以绕着顶点A自由转动.
(1)求证:;
(2)判断的形状,并说明理由;
(3)若,B,D,E三点在一条直线上,与相交于点F,利用备用图,求的值.
【答案】(1)见解析
(2)等腰直角三角形,见解析
(3)
【知识点】全等的性质和SAS综合(SAS)、等腰三角形的性质和判定、与三角形中位线有关的证明、相似三角形的判定与性质综合
【分析】(1)先证,再利用即可证明结论;
(2)根据中位线的性质及可证明,,,,,再由此证得,即可得结论;
(3)连接.先证,再证,,则,可证得,得,设,则,,
,,,进而可得答案.
【详解】(1)证明:,
则,
,
在与中,,
;
(2)为等腰直角三角形;
证明: M,N,P分别为,,的中点,
,
又
,,
,
,
,
,
,
为等腰直角三角形;
(3)连接.
∵,,
∴,则,
,
,
,
又,为的中点,
∴,,则,
,
,
设,则,,
,
,
,
.
【点睛】本题考查全等三角形的判定及性质,等腰直角三角形的判定及性质,相似三角形的判定及性质,勾股定理,三角形的中位线的性质等知识点,熟练掌握相关图形的性质是解决问题的关键.
7.(2025·安徽合肥·一模)如图1,在中,,,,,分别为边,的中点,连接,将绕着点顺时针旋转,旋转角为.
(1)如图2,当时,设点的初始位置为点,连接,,求证:.
(2)当,,连接,求的值.
(3)如图3,,连接,,交于点,与交于点,当是的中点时,求的长.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3)3
【知识点】利用平行四边形性质和判定证明、根据旋转的性质求解、相似三角形的判定与性质综合、解直角三角形的相关计算
【分析】(1)由题意得,F是的中点,,,再根据旋转的性质证明四边形是平行四边形,即可求证;
(2)过点作,交的延长线于点,推出四边形是矩形,根据勾股定理求出,再结合中位线及旋转的性质求出,,再利用勾股定理求出,最后由可计算出答案;
(3)因为的中点为G,且,,求证即可求解.
【详解】(1)证明:为边的中点,,
,
,,
,
,
,
,
四边形是平行四边形,
;
(2)解:如图,过点作,交的延长线于点,
,
,
四边形是矩形,
,,
,
是题图1中的中位线,
,,
,
在中,,
;
(3)解:,
,
,,
,
,
,
.
,是的中点,
,
,
,
,
,,
,
,
.
【点睛】本题考查了平行旋转的性质,四边形的判定,勾股定理,解直角三角形,相似三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质.
8.(2025·安徽滁州·一模)在正方形中,点是上一动点(不与点,重合),连接,将绕点在平面内按顺时针方向旋转至位置,连接,交于点.
(1)如图1,当点为的中点时,若正方形的边长为4,求的长.
(2)如图2,过点作于点,其延长线交于点.
①连接,求证:平分;
②当时,求的值.
【答案】(1)
(2)①见解析;②.
【知识点】全等三角形综合问题、根据正方形的性质与判定求线段长、求角的正切值
【分析】本题主要考查了旋转、四边形和全等三角形综合,解题关键是构造K字形全等证明,.
(1)过点作于点,过点作于点,交于点,构造K字形全等,可得,,进而可得,再根据点为的中点时,可得,由此得出,进而可得,由此求出,再根据即可求出;
(2)①过点作于点,交于点,过点作于点,由(1)可证明四边形是正方形,再根据到角两边距离相等的点在角的平分线上即可得出结论;
②由已知可得,再根据,可得,由,即可得出.
【详解】(1)解:过点作于点,过点作于点,交于点
由旋转可知:,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵在正方形中,,,
∴四边形是矩形,
∴,
∴,
∴,,
∵四边形是矩形,
∴,,
∴,
∴,
∵当点为的中点时,正方形的边长为4,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴.
(2)①过点作于点,过点作于点,交于点,过点作于点,
由(1)可知:,,
∴四边形是正方形,
∴,
∴平分,
②当时,即,
∴,
∴
∴,
∵在正方形中,,
∴,
由(1)得,
∴.
题型三 翻折模型
1.(2025·安徽合肥·一模)如图1,四边形的对角线,相交于点O,.
(1)在图1中,过点A作交于点E,求证:;
(2)如图2,将沿AB翻折得到.
①求证:;
②若,,求的长.
【答案】(1)证明见解析
(2)①证明见解析;②
【知识点】利用平行四边形的判定与性质求解、相似三角形的判定与性质综合
【分析】(1)由题意易得,则有,然后可得,进而问题可求解;
(2)①过点A作交于E,交于F,由题意易得,,则有,然后问题可求证;
②由题意易得四边形是平行四边形,则有,然后可得,进而可得,,最后根据方程进行求解即可.
【详解】(1)证明:如图1,
,
,
,
,
,
,
;
(2)①证明:过点A作交于E,交于F,如图2,
由(1)知,.
,
是翻折得到的,
,
,
,
,
;
②解:,,
∴四边形是平行四边形,
,
,
,
又,
,
,即,
,
,即,
,
,,
,,
,
解得(负值舍去).
【点睛】本题主要考查相似三角形的性质与判定、平行四边形的性质与判定、平行线的性质及判定及折叠的性质,熟练掌握相似三角形的性质与判定、平行四边形的性质与判定、平行线的性质及判定及折叠的性质是解题的关键.
2.(2025·安徽宣城·一模)已知在正方形中,是边上一动点,将正方形沿着所在的直线折叠,点落在点处,连接.
(1)如图①,延长交于点,判断与的数量关系以及位置关系,并说明理由;
(2)如图②,若为的中点,与的交点为,连接、,求的值.
【答案】(1),,理由见解析
(2)
【知识点】与三角形中位线有关的求解问题、折叠问题、相似三角形的判定与性质综合、解直角三角形的相关计算
【分析】(1)由折叠的性质得,,证明,得到,即可求解.
(2)由折叠的性质得,垂直平分,证明为的中位线,得到,,再证明,得到,,进而得出是等腰直角三角形,即可求解.
【详解】(1)解:,,理由如下:
由折叠的性质得,,
,
四边形是正方形,
,,
,
,
,
.
(2)解:由折叠的性质得,垂直平分,
,即是的中点,
为的中点,
为的中位线,
,,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,,
,.
是等腰直角三角形,
,,
.
【点睛】本题考查了折叠的性质,全等三角形的判定和性质,正方形的性质,三角形中位线定理,相似三角形的判定和性质,等腰直角三角形的判定和性质,解直角三角形的应用,掌握相关知识点是解题关键.
3.(2025·安徽芜湖·一模)如图,已知在矩形中,,,点为边上一点(不与点,点重合),先将矩形沿折叠,使点落在点处,
(1)如图,设,,请判断与的数量关系,并说明理由;
(2)若为中点,求的值;
(3)若点落在矩形的对角线上,求的长.
【答案】(1),理由见解析
(2)
(3)或
【知识点】用勾股定理解三角形、矩形与折叠问题、相似三角形的判定与性质综合、解直角三角形的相关计算
【分析】(1)由矩形的性质得,由翻折的性质得,推得,将、代入即可求解;
(2)延长与的延长线交于点G,证得,得,设,代入,得,利用勾股定理可求得、的值,通过即可求解.
(3)分类讨论:①利用勾股定理推得点不会落在对角线的交点上;②当点落在上时,利用矩形的性质推得,结合三角函数即可求解的值;③当点F落在上时,利用翻折的性质结合三角函数可得,即可求解的值.
【详解】(1)解:∵,
∴,
由翻折的性质可知,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴.
(2)解:如图所示,延长与的延长线交于点G,
故
∵E为中点,
∴,设,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴在中,,
∴,
化简得,解得或(舍去),
∴,
∴,
∵,
∴.
(3)解:①∵,,
∴,
∴,
,
∴点不会落在对角线的交点上;
②当点落在上时,如图所示,
∵四边形是矩形,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
③当点F落在上时,如图所示,
由翻折的性质可知,为的垂直平分线,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴;
综上所述,或.
【点睛】本题主要考查了翻折图形的性质,矩形的判定与性质,勾股定理,解一元二次方程,三角函数,线段垂直平分线的性质,熟练掌握翻折图形的各种性质是解题关键.
4.(2025·安徽·二模)折纸是数学课中常见的操作活动,同学们可由此进行观察、猜想和证明.如图1,在矩形纸片中,点在边上,沿折叠矩形,点落在点处,连接交于点.
(1)小明发现,在图1中如果延长交边于点,如图2,则有,请说明理由;
(2)若矩形是一张纸,且点是边的中点,如图2所示进行折叠与连线,求的值;
(3)在矩形纸片中,点、分别在边和上,连接、、,且平分,,,求的值.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)
【知识点】用勾股定理解三角形、矩形与折叠问题、相似三角形的判定与性质综合、解直角三角形的相关计算
【分析】(1)证明,得出即可;
(2)设,则,,求出,,证明,得出,求出,得出,得出答案即可;
(3)延长到点,使得,连接交与点,连接,根据等腰三角形的性质得出,,证明,得出,再求出结果即可.
【详解】(1)解:点关于折叠到,
,
,
,
四边形是矩形,
,
,
,
,
;
(2)解:由(1)知:,
,
设,则,,
,
,
,
,
又,
,
,
,
,
即,
,
,
.
(3)解:延长到点,使得,连接交与点,连接,如图所示:
平分,
,
,
,,
,
,
又四边形是矩形,
,
,
,
,
,
∵,
∴,
∴,
∵,,
.
【点睛】本题主要考查了矩形的性质,等腰三角形的判定和性质,解直角三角形的应用,勾股定理,解题的关键是熟练掌握相似三角形的判定方法.
5.(2024·安徽六安·二模)在矩形的边上取一点,将沿翻折,点的对应点为点.
(1)当在边上时,
()如图,若,,求;
()如图,作平分交于,若,求证:;
(2)如图,当点在矩形内部时,若平分交于,,直接写出三者关系为:__________.
【答案】(1)();()证明见解析;
(2).
【知识点】全等的性质和ASA(AAS)综合(ASA或者AAS)、用勾股定理解三角形、矩形与折叠问题、相似三角形的判定与性质综合
【分析】()()由折叠可得,,,由矩形的性质可得,,,进而可得,即可得,设,则,由勾股定理得,求出即可求解;()如图,过点作于,证明可得,,设,,则,,证明可得,即得,得到,再利用三角形面积可得,得到,得到,得到,即可求证;
()如图,过点作,过点作于,交于点,可得,证明得到,,又由折叠可得,,,即可得到四边形是矩形,得到,,即得,,再由可得,进而得到,
由勾股定理得到,即得,即可求证;
本题考查了矩形的性质和判定,折叠的性质,角平分线的定义,全等三角形的判定和性质,等腰直角三角形的判定和性质,勾股定理,相似三角形的判定和性质,正确作出辅助线是解题的关键.
【详解】(1)解:()由折叠可得,,,
∵四边形为矩形,
∴,,,
∴,
∴,
设,则,
在中,,
∴,
解得,
∴,
故答案为:;
()如图,过点作于,则,
∵平分,
∴,
又∵,
∴,
∴,,
设,,则,,
∵,,
∴,
∴,
即,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
即;
(2)解:如图,过点作,过点作于,交于点,则,
∵,
∴,
∴,
∵平分,
∴,
又∵,
∴,
∴,,
由折叠可得,,,,
∴,
∴四边形是矩形,
∴,,
∴,,
∵,,
∴为等腰直角三角,
∴,
∴,
在中,,
∴,
∴.
6.(2025·安徽合肥·一模)定义:两组邻边分别相等的四边形叫做“筝形”.
(1)如图1,在菱形中,E是的中点,连接,将沿翻折到,延长交于点P,请写出图中的所有“筝形”;
(2)如图2,将(1)中的“菱形”改为“正方形”其他条件不变,求的值;
(3)如图3,在矩形中,是边的中点,连接,将沿翻折到,点P是线段上一点,若四边形是“筝形”,请直接写出的长.
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】用勾股定理解三角形、四边形其他综合问题、折叠问题、解直角三角形的相关计算
【分析】(1)由折叠的性质得到,即四边形是“筝形”;再根据菱形的性质结合折叠的性质得到,连接,由E是的中点,得到,推出,求出,得到,即四边形是“筝形”;
(2)同理(1)可证四边形是“筝形”,设,则正方形边长为,利用勾股定理求出,连接,证明是直角三角形,利用正切的定义可得,求出,勾股定理求出,即可解答;
(3)延长交于点,连接,同理(1)可证四边形是“筝形”,当重合时,四边形是“筝形”,同理(2)得是直角三角形,,,求出,勾股定理求出,即可得到此时的长.
【详解】(1)解:∵四边形是菱形,
∴,即四边形是“筝形”;
由折叠的性质得:,
即四边形是“筝形”;
由折叠的性质得:,
∵四边形是菱形,
∴,
∴,
∵,
∴,
连接,
∵E是的中点,
∴,
∴,
∴,即,
∴,即四边形是“筝形”;
综上,图中的“筝形”有;
(2)解:同理(1)得:四边形是“筝形”,
设,则,
∵四边形是正方形,
∴,
∴,
连接,
∵四边形是“筝形”,
∴,
∵,
∴,
∴,
由折叠的性质得:,
∵,即,
∴是直角三角形,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
(3)解:延长交于点,连接,
同理(1)可证四边形是“筝形”,
当重合时,四边形是“筝形”,
同理(2)得是直角三角形,,
∴,
∵在矩形中,是边的中点,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴此时.
【点睛】本题考查四边形综合题,涉及菱形的性质,正方形的性质,矩形的性质,解直角三角形,勾股定理,正确作出辅助线,理解“筝形”的定义是解题的关键.
7.(2025·安徽合肥·一模)如图,已知在中,,点是上一点,把沿着对折得到,,连接.
(1)求的度数.
(2)若.
①如图1,若,求的值;
②如图2,过点作的垂线分别交于点,连接.求证:.
【答案】(1)
(2)①;②见解析
【知识点】解一元二次方程——配方法、等腰三角形的性质和判定、折叠问题、相似三角形的判定与性质综合
【分析】(1)根据折叠得到,根据题意及三角形外角的性质得到,,则,根据三角形内角和定理即可求解;
(2)①根据题意得到,设,则,根据平行线的性质得到,,易证,推出,即,求出(负值舍去),进而得到,即可解答;
②由折叠的性质得,由平行线的性质得到,,证明,推出,证明,,得到,证明,即可得出结论.
【详解】(1)解:∵折叠,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,且,
∴,即;
(2)解:①由(1)可得,,
∴,
设,则,
∵,,
∴,,
∴,
∴,即,
整理得,,
解得,,
∴(负值舍去),
∴,
∴;
②由折叠的性质得,
∵,,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
由①知,
∴,即,
∴,
∴,
∵
∴,
∴.
【点睛】本题考查了三角形相似,折叠的性质,三角形全等的判定和性质,勾股定理,等腰直角三角形的判定和性质,熟练掌握三角形相似及三角形全等的判定和性质是解题的关键.
题型四 半角模型
1.(2025·安徽合肥·一模)已知,在正方形中,点E是上一点,点F在射线上,连接,连接.
(1)如图1,当时,求证:;
(2)如图2,当平分时,
①求证:;
②如图3,若正方形边长为2,点E是的中点,连接交于点G,连接交于点H,求的值.
【答案】(1)见解析
(2)①见解析;②
【知识点】全等三角形综合问题、用勾股定理解三角形、根据正方形的性质证明、相似三角形的判定与性质综合
【分析】(1)结合正方形性质,以及垂直的定义,证明,利用全等三角形性质即可证明;
(2)①延长,取,连接,结合正方形性质证明,利用全等三角形性质得到,再根据等腰三角形性质证明,即可解题;
②结合正方形性质得到,得到,进而得到,延长交的延长线于点,结合角平分线性质,以及等腰三角形性质得到,再证明,,利用相似三角形性质求解,即可解题.
【详解】(1)证明:四边形为正方形,
,,
,,
,
,
,
,
;
(2)证明:①延长,在延长线上取,连接,
四边形为正方形,平分
,,,,
,,
,
,
,,
,
.
②解:四边形为正方形,
,,
点E是的中点,
,
,
,
,
延长交的延长线于点,
平分,
,
,
,
,
,
,
,
,,
,,
,
,
.
【点睛】本题考查了正方形性质,等腰三角形性质,全等三角形性质和判定,角平分线定义,相似三角形性质和判定,解题的关键在于熟练掌握相关知识.
2.(2024·安徽阜阳·二模)如图1,四边形是正方形,,点E是边上一点,连接 ,作的平分线交于点F,连接.
(1)如图2,当点E跟点C重合时,求的长;
(2)当点E在上运动时:
①当点F为边的中点,求证:;
②求证:.
【答案】(1)
(2)①见解析;②见解析
【知识点】全等三角形综合问题、等腰三角形的性质和判定、用勾股定理解三角形、根据正方形的性质证明
【分析】本题考查正方形的性质,角平分线的性质,全等三角形的判定和性质,熟练掌握相关知识点,是解题的关键:
(1)过点F作于点G,根据正方形的性质,结合角平分线的性质推出,进而得到,设,,根据,列出方程求解即可;
(2)①如图,证明,,得到,,进而得到,即可得证;
②延长至点H使得,连接,先证明,再证明,根据,即可得证.
【详解】(1)解:如图,过点F作于点G,
∵正方形,
∴,,
∵平分,,,
∴,
∴.
设,,
∴,即:,
解得,
∴.
(2)①如图,
由(1)和题意得:,
∵,
∴,,
,,
,
,即.
②如图,延长至点H使得,连接,
∵,
∴,
∴,,
,
.
∵,
∴,
,
,
.
3.(2024·安徽合肥·三模)如图1,四边形是正方形,点E在边的延长线上,点F在边上,且,连接交于点P,连接交于Q,连接.
(1)求证:;
(2)连接,如图2,
①若,求的长;
②若,则 .
【答案】(1)证明见解析
(2)① ②
【知识点】全等三角形综合问题、根据正方形的性质证明、相似三角形的判定与性质综合
【分析】此题考查了相似三角形的判定和性质、全等三角形的判定和性质、正方形的性质等知识,熟练掌握相似三角形的判定和全等三角形的判定是解题的关键.
(1)过点E作交的延长线于点G,证明,即可得到结论;
(2)①连接,证明,则,得到是等腰直角三角形,由(1)知:点Q是的中点,则,证明,则,得到,设,根据勾股定理,得,得到,,Q是的中点,即可得到;②过F作,证明四边形是矩形,进一步得到,设,则,证明,则,得到,求出,得到,证明,得到,则,即可得到答案.
【详解】(1)证明:如图1,过点E作交的延长线于点G,
∴,
∵四边形是正方形,
∴,
∵,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
又,
∴,
∴;
(2)①解:如图2,连接,
∵四边形是正方形,
∴
∵,
∴,
∴,
∴
∴是等腰直角三角形,
由(1)知:点Q是的中点,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
设,
根据勾股定理,得,
∴,
∴或(舍去),
∴,
∵,Q是的中点,
∴;
②如图3,过F作,
∵
∴四边形是矩形,
∴,
∵,
∴,
由(1)知,,
∴,
设,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴(负值舍去),
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴.
故答案为:
4.(2024·安徽合肥·一模)四边形的两条对角线,相交于点O,.
(1)如图1,已知.
①求证:;
②若,求的值;
(2)如图2,若,,,求的值.
【答案】(1)①见解析;②
(2)
【知识点】全等三角形综合问题、等腰三角形的性质和判定、用勾股定理解三角形、由平行截线求相关线段的长或比值
【分析】(1)过作于,交于,①根据平行线的判定得出和平行,再根据等腰三角形的性质即可求解;②根据平行线分线段成比例,求出和的比,再根据中位线定理得出和的关系,从而得解;
(2)延长到,使得,连接,根据三角形全等得出,从而求得和的关系,再根据勾股定理求出和的关系,从而得解.
【详解】(1)解:过作于,交于,如图:
①证明:设,
,
,
,,
,
,
;
②解:,为中点,
,
,
,
;
(2)解:延长至,使得,连接,如图:
,,
,
,
,
又,
.
在和中,
,
,
,,
,
,
为等腰直角三角形,
,即,,
,
,
.
在直角中.,
.
【点睛】本题主要考查了相似形综合题,合理运用全等三角形的判定与性质、相似三角形的判定与性质、勾股定理以及等腰直角三角形的判定与性质是本题解题的关键.
题型五 十字架模型
1.(2024·安徽合肥·三模)如图1,在矩形中,为边的中点,为的中点,的延长线交于.
(1)分别记矩形的面积为的面积为,求的值;
(2)如图2,连接,若,求证:;
(3)如图3,连接,经过点的直线分别交于,交于,交于,若,求的值.
【答案】(1)
(2)见解析
(3)
【知识点】用SAS间接证明三角形全等(SAS)、与三角形中位线有关的求解问题、利用矩形的性质证明、相似三角形的判定与性质综合
【分析】(1)连接,根据题意得和,则,结合即可;
(2),则,即可证明,即可证明结论成立;
(3)延长交的延长线于,可证,有,结合中点可得.利用矩形的性质得,则有和,那么,即可求得.
【详解】(1)解:如图,连接,
∵为边的中点,
,
为的中点,
,
.
,
;
(2)证明:为边的中点,为的中点,,
,
,
又,
,
;
(3)解:如图,延长交的延长线于.
∵四边形为矩形,
∴,
∴,
∵为的中点,
∴,
∵,
∴,
,
又为的中点,
,
,
,
,
①, ②,
①+②得
.
.
又,
.
【点睛】本题主要考查矩形的性质、中点的性质、直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半、全等三角形的判定和性质和相似三角形的判定和性质,解题的关键是熟悉矩形的性质和相似三角形的性质.
2.(2025·安徽合肥·一模)已知:如图,在矩形中,,对角线交于点,点为对角线上一动点(不与端点重合),连接,过点作.交线段于点.
(1)当点与点重合时,则___________
(2)求证:;
(3)求的值.
【答案】(1);
(2)见解析;
(3)的值为.
【知识点】用SSS证明三角形全等(SSS)、用勾股定理解三角形、相似三角形的判定与性质综合
【分析】本题主要考查了相似三角形的性质与判定,涉及全等三角形的性质与判定,勾股定理得知识点,解题关键是找准相似三角形的对应角及对应边.
(1)证明即可得解;
(2)先求出,再求出,即可得解;
(3)由(2)可知,,进而得出,证明,根据相似三角形的对应边成比例即可得解.
【详解】(1)解:当点与点重合时,如图所示,
,在矩形中,,
,,
,
又点与点重合,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
在和中,
,
,
故答案为:;
(2)解:由(1)可知,,
在矩形中,,
,,
,
,
,
,
;
(3)解:在矩形中,,
,
,
由(2)可知,,
,
又,
,
.
的值为.
3.(2025·安徽合肥·一模)如图1,正方形中,点,分别在边,上,且,点是对角线、的交点,连接,交于点,,交于点.
(1)求证:;
(2)如图2.连接,,;
①若,求证:;
②若,,求线段的长.
【答案】(1)见解析
(2)①见解析;②
【知识点】全等的性质和SAS综合(SAS)、用勾股定理解三角形、根据正方形的性质证明、相似三角形的判定与性质综合
【分析】(1)根据正方形的性质,得到,,结合,得到≌,进一步根据全等三角形的性质进行证明.
(2)①根据全等三角形证得,再证明,,推出,由此推出,得到,由此证明,证明,即可得到结论;
②由,得到,,,由①知,得到,即可求出.
【详解】(1)解:证明:∵四边形为正方形,
∴,,
又∵,
∴,
∴.
(2)解:①∵≌,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴.
∵O为中点,
∴,
∵,
∴,
∴
∵,
∴,
又,
∴,
∴
∴,
∴,
∵
∴,
∴
∴
又∵
∴
∴
∴
∵
∴
∴;
②∵,
∴,,,
∴
由①知,
∴
∴,
解得
【点睛】此题考查正方形的性质,全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,勾股定理,熟练掌握各图形的判定和性质定理是解题的关键.
题型六 中点类模型
1.(2025·安徽滁州·一模)在中,于点,为上的点,连接,,且,为上另一点,且.
(1)如图1,求证:;
(2)如图1,连接,求证:;
(3)如图2,为的中点,连接交于点,且.若,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)
【知识点】全等的性质和ASA(AAS)综合(ASA或者AAS)、根据等角对等边证明边相等、用勾股定理解三角形、相似三角形的判定与性质综合
【分析】(1)先证明,再根据证明,进而可证;
(2)分别证明,,进而可证;
(3)作交于点,设,证明可求出,证明得,由勾股定理求出,由得,由勾股定理求出,然后由列比例式求解即可.
【详解】(1)证明:,
又,
(2)证明:∵,
由(1)知
又,
(3)解:作交于点,设
为中点,
∴,
∵
∴
∴
∵
∴
∵
∴
又
,
解得
【点睛】本题考查了等角对等边,全等三角形的判定与性质,相似三角形的判定与性质,勾股定理等知识,熟练掌握相似三角形的判定与性质是解答本题的关键.
2.(2024·安徽宣城·三模)如图1,在中,点D为的中点,点P为射线上一动点(不与点C,A重合),分别过点A,C向直线作垂线,垂足分别为点E,F,连接,,.
(1)当时,,则k的值为______;
(2)当点P在边上时,求证:;
(3)如图2,当为钝角,且点P在延长线上时,猜想,,之间的数量关系,并证明.
【答案】(1)3
(2)见解析
(3),理由见解析
【知识点】全等三角形综合问题、含30度角的直角三角形、相似三角形的判定与性质综合
【分析】本题考查全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,角的直角三角形的性质;
(1)证明即可解题;
(2)延长交于点,则可得到,即可得到,,然后利用的直角三角形的直角边等于斜边的一半解题即可;
(3)延长和交于点,证明,可以得到,,然后利用的直角三角形的性质解题即可.
【详解】(1)解:,D是中点,
,
由题知,,
,
,
,
,
,即;
(2)证明:如图1,延长交于点,
,,
∥,
,
,,
,
,,
,
,
,
,
,
,
;
(3)解:,证明如下:
如图2,延长和交于点,
,,
,
,
,,
,
,,
,
,
,
,
,
,
.
3.(2025·安徽亳州·二模)综合与实践:在通过构造全等三角形解决的问题中,有一种方法叫倍长中线法.
(1)如图1,是的中线,,,求的取值范围;
(2)如图2,,,,D为的中点,求证,;
(3)如图3,在四边形中,对角线相交于点E,F是的中点,,,试探究与的数量关系,并说明理由.
【答案】(1)
(2)见解析
(3),见解析
【知识点】三角形内角和定理的证明、全等三角形综合问题
【分析】本题考查了全等三角形的判定与性质,三角形三边关系,平行线的判定与性质,三角形的内角和定理等知识.
(1)根据可得,在中利用三角形的三边关系可求得,即可根据求解;
(2)延长至G,使,连接,先证明,得到,,再证明,即可得到;
(3)延长到G,使得,连接,延长到H,使得,连接,先证可得,,再证明,得到,,最后证明,得到.
【详解】(1)解:延长到点E.使,连接,
∵是的中线,
∴,又,
∴,
∴,
∵在中,,
∴,
∵,
∴,
∴,解得,
故答案为:;
(2)证明:延长至G,使,连接,则
∵点D为的中点,
∴,
在和中
,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
在和中
,
∴,
∴.
(3)证明:如图,延长到G,使得,连接,延长到H,使得,连接,
∵点F是边的中点,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴.
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴.
4.(2025·安徽合肥·一模)王老师带领同学们以“直角三角形的旋转”为主题开展探究活动:如图1,在Rt中,,将绕点顺时针旋转,得到,点与点对应,点与点对应.
(1)当时,的长为_____.
(2)如图2,是的中点,连接,过点作且交直线于点.
①求证:.
②在旋转的过程中,当四边形是菱形时,请直接写出此时的长度.
【答案】(1)6
(2)①见解析;②2或18
【知识点】全等三角形综合问题、等边三角形的判定和性质、根据菱形的性质与判定求线段长、根据旋转的性质求解
【分析】(1)根据旋转的性质得到是等边三角形,即可求解;
(2)①如图所示,延长交于点,则,连接,可得,,则,证明,得到,,再证,得到,,最后证明,得到,即可求解;
②在中,运用勾股定理得到,第一种情况,如图所示,四边形是菱形,则;第二种情况,如图所示,四边形是菱形,则,可证共线,点共线,则;由此即可求解.
【详解】(1)解:如图所示,将绕点顺时针旋转,得到,,
∴,,
∴,
∴,
∴是等边三角形,
∴,
故答案为:;
(2)解:∵旋转,
∴,
∴,
①证明:如图所示,延长交于点,则,连接,
∵点是中点,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴,,,,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,,
∴,即,
在和中,
,
∴,
∴;
②在中,,
∴,
第一种情况,如图所示,四边形是菱形,
∵旋转,
∴,
∵四边形是菱形,
∴,,
∴;
第二种情况,如图所示,四边形是菱形,则,
∵,
∴共线,
∵点是的中点,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵四边形是菱形,
∴,
∴,
∴点共线,
∴;
综上所述,的值为或.
【点睛】本题主要考查旋转的性质,等边三角形的判定和性质,勾股定理,菱形的判定和性质,全等三角形的判定和性质等知识的综合,掌握旋转的性质,全等三角形的判定和性质,菱形的判定和性质,数形结合分析思想是解题的关键.
5.(2025·安徽合肥·一模)如图,矩形中为对角线上一动点,过点作交于点,作交于点,连接、.
(1)若,
①求证:平分;
②求证:;
(2)已知,且为的中点,求矩形的周长.
【答案】(1)①见解析;②见解析;
(2)
【知识点】三线合一、用勾股定理解三角形、根据矩形的性质求线段长、相似三角形的判定与性质综合
【分析】(1)①由矩形得到,然后根据等边对等角和平行线得到,等量代换得到,然后结合即可求解;
②证明出,得到,然后等量代换即可证明;
(2)如图所示,过点D作,由相似得到,代数求出,利用三线合一求出,然后利用勾股定理求解即可.
【详解】(1)①∵四边形是矩形,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴平分;
②∵,
∴,
∴,
∵,,,
∴,
∴整理得,;
(2)如图所示,过点D作,
∵,且为的中点,
∴,,
∵,
∴,即,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∴矩形的周长.
【点睛】此题考查了矩形的性质,勾股定理,相似三角形的性质和判定,三线合一性质等知识,解题的关键是掌握以上知识点.
6.(2025·安徽安庆·一模)已知:在矩形中,点是边上中点.
(1)如图1,连接并延长交延长线于点,连接交于点.
①求证:
②求的值;
(2)如图2,过点作直线分别与、的延长线交于点、点,连接、.求证:.
【答案】(1)①证明见解析;②;
(2)证明见解析.
【知识点】全等的性质和ASA(AAS)综合(ASA或者AAS)、根据矩形的性质求线段长、相似三角形的判定与性质综合
【分析】本题考查了矩形的性质,全等三角形的判定与性质,相似三角形的判定与性质等知识,掌握相关知识是解题的关键.
(1)①由矩形的性质得到,再得出,由点是中点,得到,即可证明;
②由,得到,再证明,即可求解;
(2)延长交延长线于点,由 得到,,,,得出,再得到,即可得出结论.
【详解】(1)①证明:∵四边形是矩形,
∴,
∴,
∵点是中点,
∴,
在与中,
,
,
②解:由①可知,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴;
(2)证明:延长交延长线于点,
∵
∴,,,,
∴,
∵,
∴,
在矩形中,,
∴,
∴,
∴,
∴.
7.(2024·安徽合肥·二模)如图1在中,,D是的中点,延长至E,连接、,
(1)求证:;
(2)在图1中,若,其他条件不变得到图2,在图2中过点D作于点F,H是的中点,过点H作,交于点G,交于点M.
①求证:;
②若,,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)①见解析;②
【知识点】用SSS证明三角形全等(SSS)、等腰三角形的性质和判定、相似三角形的判定与性质综合、三角函数综合
【分析】(1)根据,D是的中点,得到,继而得到直线是线段的垂直平分线,得到,证明;
(2)①连接,根据,H是的中点,得到中位线,结合,利用三角函数证明即可.
②根据,,结合三角形中位线定理,利用三角函数,平行线分线段成比例定理,解答即可.
本题考查了三角形全等的判定和性质,三角形中位线定理,三角函数的应用,平行线分线段成比例定理,熟练掌握三角形中位线定理,三角函数的应用,是解题的关键.
【详解】(1)∵,D是的中点,
∴,
∴直线是线段的垂直平分线,
∴,
∵
∴.
(2)①连接,
∵,H是的中点,
∴中位线,
∵,
∴,
∵,,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴.
②∵,,
∴,
设,
则,
解得,
∴,
∴,
∴,
解得,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴.
8.(2025·安徽淮南·二模)在四边形中,,,点在边上,连接,,交于点.
(1)若,如图1.求证:四边形是菱形;
(2)如图2,连接交于点,若点是的中点.
①求证:;
②若,,,求,的长.
【答案】(1)见解析
(2)①见解析;②,
【知识点】证明四边形是菱形、相似三角形的判定与性质综合
【分析】(1)证明,推出,结合,推出四边形是平行四边形,由,得到四边形是菱形;
(2)①证明,推出,结合,得到;
②先证明四边形是平行四边形,再证明,根据相似三角形的性质列式计算即可求解.
【详解】(1)证明:∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴四边形是平行四边形,
∵,
∴四边形是菱形;
(2)解:①∵,
∴,,
∵点是的中点,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴;
②由①得,
∵,
∴四边形是平行四边形,
∴,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,.
【点睛】本题考查了相似三角形的判定和性质,平行四边形的判定和性质,菱形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题.
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