内容正文:
2025年四川省成都市中考数学B卷26题-几何综合压轴预测
一、中考真题再现
1、(成都2022年中考真题26题12分)如图,在矩形ABCD中,AD=nAB(n>1),点E是AD边上一动点(点E不与A,D重合),连接BE,以BE为边在直线BE的右侧作矩形EBFG,使得矩形EBFG∽矩形ABCD,EG交直线CD于点H.
【尝试初探】
(1)在点E的运动过程中,△ABE与△DEH始终保持相似关系,请说明理由.
【深入探究】
(2)若n=2,随着E点位置的变化,H点的位置随之发生变化,当H是线段CD中点时,求tan∠ABE的值.
【拓展延伸】
(3)连接BH,FH,当△BFH是以FH为腰的等腰三角形时,求tan∠ABE的值(用含n的代数式表示).
2、(成都2023年中考真题26题12分)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.
在中,,D是边上一点,且(n为正整数),E是边上的动点,过点D作的垂线交直线于点F.
【初步感知】
(1)如图1,当时,兴趣小组探究得出结论:,请写出证明过程.
【深入探究】
(2)①如图2,当,且点F在线段上时,试探究线段之间的数量关系,请写出结论并证明;
②请通过类比、归纳、猜想,探究出线段之间数量关系的一般结论(直接写出结论,不必证明)
【拓展运用】
(3)如图3,连接,设的中点为M.若,求点E从点A运动到点C的过程中,点M运动的路径长(用含n的代数式表示).
3、(成都2024年中考真题26题12分)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,,,.
【初步感知】
(1)如图1,连接,,在纸片绕点旋转过程中,试探究的值.
【深入探究】
(2)如图2,在纸片绕点旋转过程中,当点恰好落在的中线的延长线上时,延长交于点,求的长.
【拓展延伸】
(3)在纸片绕点旋转过程中,试探究,,三点能否构成直角三角形.若能,直接写出所有直角三角形的面积;若不能,请说明理由.
二、中考压轴预测
预测分析:成都中考B卷26题固定题型考察“平面几何综合”,纵观近3年成都中考B26的考点,不难发现除2022年以矩形入题(但实际还是相似三角形)以外后两年都是以直角三角形入题,题目都是以探究的形式展开,对于这类题目一定要从(1)小问就开始要找准方向,找准解题的侧重点。在思考第(2)(3)小问时要结合第(1)小问来思考解题;本题考察得比较全面,需要有扎实的平面几何功底。
1、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.
2、△ABC中,AB=AC,将AB绕点A逆时针旋转90°到AD,直线AD与直线BC交于点E,过点D作DF∥AB交AC延长线于点F.
(1)如图1,当时,连接,若,求的长度;
(2)如图2,若点G为的中点,连接,请用等式表示线段之间的数量关系并证明;
(3)如图3,在(2)的条件下,,,连接,点P为边上一动点,连接,以为直角边在其右侧作等腰直角,,并将绕点Q旋转至,连接,请直接写出当和均取得最小值时的面积.
3、如图,△ABC和△ADE都是等腰直角三角形,且,,,M,N,P分别为,,的中点,△ADE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.
4、在△ABC中,.
(1)如图1,若,D是边上一点,,是的中线,求的长;
(2)如图2,在平面内将线段绕点A逆时针旋转得到线段,连接,点F是边上一点,连接.若,猜想之间存在的数量关系,并证明你的猜想;
(3)如图3,在(1)的条件下,在平面内将线段绕点A逆时针旋转得到线段,点H,P分别是线段上一点,且,点Q是线段上一点,且,连接,当最小时,请直接写出的面积.
5、一副三角板分别记作和,其中,,,.作于点,于点,如图1.
(1)求证:;
(2)在同一平面内,将图1中的两个三角形按如图2所示的方式放置,点与点重合记为,点与点重合,将图2中的绕按顺时针方向旋转后,延长交直线于点.
①当时,如图3,求证:四边形为正方形;
②当时,写出线段,,的数量关系,并证明;当时,直接写出线段,,的数量关系.
6、在中,,,点是外部的一点,连接、,若,延长至点,连接,若.
(1)如图1,若,,求.
(2)如图2,过点作于点交于点,求证:.
(3)如图3,将关于对称得到,将线段绕点顺时针旋转得到线段,连接,并将线段绕点逆时针旋转得到线段,连接,,当最大时,请直接写出的值.
7、在△ABC中, 为外一点,连接 连接 交 于点 ,且满足
(1)如图1,若 ,求 的长;
(2)如图 为线段 上一点,连接 ,过点 作, 交 的延长线于点 若 求证;
(3)如图 为线段 上一点 ,点 是直线 上的一个动点,连接 将线段 绕点 顺时针旋转 得到线段 ,点 是线段 上的一个动点,连接 若 ,请直接写出 的最小值
8、某校数学兴趣小组的同学在学习了图形的相似后,对三角形的相似进行了深入研究.
(一)拓展探究
如图1,在△ABC中,∠ACB=90°,CD⊥AB,垂足为D.
(1)兴趣小组的同学得出AC2=AD•AB.理由如下:
∵∠ACB=90°
∴∠A+∠B=90°
∵CD⊥AB
∴∠ADC=90°
∴∠A+∠ACD=90°
∴∠B=①_____
∵∠A=∠A
∴△ABC∽△ACD
∴②_____
∴AC2=AD•AB
请完成填空:① ;② ;
(2)如图2,F为线段CD上一点,连接AF并延长至点E,连接CE,当∠ACE=∠AFC时,请判断△AEB的形状,并说明理由.
(二)学以致用
(3)如图3,△ABC是直角三角形,∠ACB=90°,AC=2,,平面内一点D,满足AD=AC,连接CD并延长至点E,且∠CEB=∠CBD,当线段BE的长度取得最小值时.求线段CE的长.
9、在中,,,点为线段上一动点,连接.
(1)如图1,若,,求线段的长.
(2)如图2,以为边在上方作等边,点是的中点,连接并延长,交的延长线于点. 若,求证:.
(3)在取得最小值条件下,以为边在右侧作等边.点为所在直线上一点,将沿所在直线翻折至所在平面内得到. 连接,点为的中点,连接,当取最大值时,连接,将沿所在直线翻折至所在平面内得到,请直接写出此时的值.
10、综合与实践
【思考尝试】
(1)数学活动课上,老师出示了一个问题:如图1,在矩形ABCD中,E是边上一点,于点F,,,.试猜想四边形的形状,并说明理由;
【实践探究】
(2)小睿受此问题启发,逆向思考并提出新的问题:如图2,在正方形中,E是边上一点,于点F,于点H,交于点G,可以用等式表示线段,,的数量关系,请你思考并解答这个问题;
【拓展迁移】
(3)小博深入研究小睿提出的这个问题,发现并提出新的探究点:如图3,在正方形中,E是边上一点,于点H,点M在上,且,连接,,可以用等式表示线段,的数量关系,请你思考并解答这个问题.
11、如图,在正方形中,点是对角线上一点,连接,将线段绕点逆时针旋转,使点落在射线上的点处,连接.
【问题引入】
请你在图或图中证明选择一种情况即可;
【探索发现】
在中你选择的图形上继续探索:延长交直线于点将图形补充完整,猜想线段和线段的数量关系,并说明理由;
【拓展应用】
如图,,延长至点,使,连接当的周长最小时,请你直接写出线段的长.
12、在正方形中,点为边上一点,连接,将沿翻折得到,连接并延长交于点.
(1)如图1,若,直接写出和的数量关系和的度数.
(2)如图2,若为的中点,求的值.
(3)如图3,连接并延长交于点,若,,直接写出的长.
13、【探究】(1)如图1,,,,E是线段的中点,连接并延长交于点F,连接.判断与之间的数量关系,并证明.
【延伸】
(2)如图2,在正方形和正方形中,点A、B、E在同一条直线上,点G在上,P是线段的中点,连接、.判断与之间的数量关系,并证明.
(3)将图2中的正方形绕点B旋转一定的角度(如图3),求证上述和的数量关系仍然成立.
14、在中,是斜边的中点,将线段绕点旋转至位置,点在直线外,连接.
(1)如图1,求的大小;
(2)已知点和边上的点满足.
(ⅰ)如图2,连接,求证:;
(ⅱ)如图3,连接,若,求的值.
15、如图,在等边中,于点,为线段上一动点(不与,重合),连接,,将绕点顺时针旋转得到线段,连接.
(1)如图1,求证:;
(2)如图2,连接交于点,连接,,与所在直线交于点,求证:;
(3)如图3,连接交于点,连接,,将沿所在直线翻折至所在平面内,得到,将沿所在直线翻折至所在平面内,得到,连接,.若,直接写出的最小值.
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2025年四川省成都市中考数学B卷26题-几何综合压轴预测
一、中考真题再现
1、(成都2022年中考真题26题12分)如图,在矩形ABCD中,AD=nAB(n>1),点E是AD边上一动点(点E不与A,D重合),连接BE,以BE为边在直线BE的右侧作矩形EBFG,使得矩形EBFG∽矩形ABCD,EG交直线CD于点H.
【尝试初探】
(1)在点E的运动过程中,△ABE与△DEH始终保持相似关系,请说明理由.
【深入探究】
(2)若n=2,随着E点位置的变化,H点的位置随之发生变化,当H是线段CD中点时,求tan∠ABE的值.
【拓展延伸】
(3)连接BH,FH,当△BFH是以FH为腰的等腰三角形时,求tan∠ABE的值(用含n的代数式表示).
【分析】(1)根据两角对应相等可证明△ABE∽△DEH;
(2)设DH=x,AE=a,则AB=2x,AD=4x,DE=4x﹣a,由△ABE∽△DEH,列比例式可得x=,最后根据正切的定义可得结论;
(3)分两种情况:FH=BH和FH=BF,先根据三角形相似证明F在射线DC上,再根据三角形相似的性质和勾股定理列等式可得结论.
【解答】解:(1)∵四边形EBFG和四边形ABCD是矩形,
∴∠A=∠BEG=∠D=90°,∴∠ABE+∠AEB=∠AEB+∠DEH=90°,
∴∠DEH=∠ABE,∴△ABE∽△DEH,
∴在点E的运动过程中,△ABE与△DEH始终保持相似关系;
(2)如图1,∵H是线段CD中点,
∴DH=CH,设DH=x,AE=a,则AB=2x,AD=4x,DE=4x﹣a,
由(1)知:△ABE∽△DEH,∴=,即=,∴2x2=4ax﹣a2,
∴2x2﹣4ax+a2=0,∴x==,
∵tan∠ABE==,当x=时,tan∠ABE==,
当x=时,tan∠ABE==;综上,tan∠ABE的值是.
(3)分两种情况:
①如图2,BH=FH,设AB=x,AE=a,
∵四边形BEGF是矩形,
∴∠AEG=∠G=90°,BE=FG,
∴Rt△BEH≌Rt△FGH(HL),∴EH=GH,
∵矩形EBFG∽矩形ABCD,∴==n,
∴=n,∴=,由(1)知:△ABE∽△DEH,
∴==,∴=,∴nx=2a,∴=,∴tan∠ABE===;
②如图3,BF=FH,
∵矩形EBFG∽矩形ABCD,
∴∠ABC=∠EBF=90°,=,
∴∠ABE=∠CBF,
∴△ABE∽△CBF,∴∠BCF=∠A=90°,
∴D,C,F共线,∵BF=FH,
∴∠FBH=∠FHB,∵EG∥BF,
∴∠FBH=∠EHB,
∴∠EHB=∠CHB,
∵BE⊥EH,BC⊥CH,∴BE=BC,
由①可知:AB=x,AE=a,BE=BC=nx,由勾股定理得:AB2+AE2=BE2,
∴x2+a2=(nx)2,∴x=(负值舍),∴tan∠ABE===,
综上,tan∠ABE的值是或.
【点评】此题是几何变换综合题,考查了相似三角形的判定与性质,矩形的相似的性质,矩形的性质以及直角三角形的性质,三角形全等的性质和判定等知识,注意运用参数表示线段的长,并结合方程解决问题,还要运用分类讨论的思想.
2、(成都2023年中考真题26题12分)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.
在中,,D是边上一点,且(n为正整数),E是边上的动点,过点D作的垂线交直线于点F.
【初步感知】
(1)如图1,当时,兴趣小组探究得出结论:,请写出证明过程.
【深入探究】
(2)①如图2,当,且点F在线段上时,试探究线段之间的数量关系,请写出结论并证明;
②请通过类比、归纳、猜想,探究出线段之间数量关系的一般结论(直接写出结论,不必证明)
【拓展运用】
(3)如图3,连接,设的中点为M.若,求点E从点A运动到点C的过程中,点M运动的路径长(用含n的代数式表示).
【答案】(1)见解析 (2)①,证明过程略;②当点F在射线上时,,当点F在延长线上时, ;(3)
【解析】【分析】(1)连接,当时,,即,证明,从而得到即可解答;
(2)①过的中点作的平行线,交于点,交于点,当时,,根据,可得是等腰直角三角形,,根据(1)中结论可得,再根据,,即可得到;
②分类讨论,即当点F在射线上时;当点F在延长线上时,画出图形,根据①中的原理即可解答;
(3)如图,当与重合时,取的中点,当与重合时,取的中点,可得的轨迹长度即为的长度,可利用建系的方法表示出的坐标,再利用中点公式求出,最后利用勾股定理即可求出的长度.
【小问1详解】
证明:如图,连接, 当时,,即,
,
,,,
,,即,,
,;在与中,
,,,;
【小问2详解】
①;证明:如图,过的中点作的平行线,交于点,交于点,
当时,,即,是的中点,
,,,
,,,
是等腰直角三角形,且,,
根据(1)中的结论可得,;
故线段之间的数量关系为;
②解:当点F在射线上时,
如图,在上取一点使得,过作的平行线,交于点,交于点,
同①,可得,,,
,,同①可得,
,
即线段之间数量关系为;
当点F在延长线上时,
如图,在上取一点使得,过作的平行线,交于点,交于点,连接;同(1)中原理,可证明,
可得,,,
,,同①可得,
即线段之间数量关系为,
综上所述,当点F在射线上时,;当点F在延长线上时,;
【小问3详解】
解:如图,当与重合时,取的中点,当与重合时,取的中点,可得的轨迹长度即为的长度,
如图,以点为原点,为轴,为轴建立平面直角坐标系,过点作的垂线段,交于点,过点作的垂线段,交于点,
, ,,
,,,
,是的中点,,
,
,
,
根据(2)中的结论,,
,
,,
,
.
【点睛】本题考查了等腰三角形的性质,全等三角形的判定及性质,相似三角形的判定及性质,平行线的性质,正确地画出图形,作出辅助线,找对边之间的关系是解题的关键.
3、(成都2024年中考真题26题12分)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,,,.
【初步感知】
(1)如图1,连接,,在纸片绕点旋转过程中,试探究的值.
【深入探究】
(2)如图2,在纸片绕点旋转过程中,当点恰好落在的中线的延长线上时,延长交于点,求的长.
【拓展延伸】
(3)在纸片绕点旋转过程中,试探究,,三点能否构成直角三角形.若能,直接写出所有直角三角形的面积;若不能,请说明理由.
(1)的值为;(2);(3)直角三角形的面积分别为4,16,12,
解析:(1)∵,,.∴,
∴,,
∴即,∵;;∴,
∴.
(2)连接,延长交于点Q,根据(1)得,
∴,∵中线;∴,
∴,∵,∴即,
∴,∴,∵,∴,
∴,∴四边形是平行四边形,∵;∴矩形,
∴,∴,
∴,∴,设,则,∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
解得;
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
解得.
(3)如图,当与重合时,此时,此时是直角三角形,
故;
如图,当在的延长线上时,此时,此时是直角三角形,
故;
如图,当时,此时是直角三角形,
过点A作于点Q,∵,∴,
∵,,,∴四边形是矩形,
∴,∴,故;
如图,当时,此时是直角三角形,
过点A作于点Q,交于点N,
∴,,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,∴,
∴,∵,
∴,
∴,
解得;
故.
二、中考压轴预测
预测分析:成都中考B卷26题固定题型考察“平面几何综合”,纵观近3年成都中考B26的考点,不难发现除2022年以矩形入题(但实际还是相似三角形)以外后两年都是以直角三角形入题,题目都是以探究的形式展开,对于这类题目一定要从(1)小问就开始要找准方向,找准解题的侧重点。在思考第(2)(3)小问时要结合第(1)小问来思考解题;本题考察得比较全面,需要有扎实的平面几何功底。
1、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)
(1)解:点关于折叠到,
,
,
,
四边形是矩形,
,
,
,
,;
(2)解:由(1)知:,,
设,则,,,,
,∴∠BOE=90°,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,
,
,
,
,
,
∵,
∴,
∴,
∵,,
.
2、△ABC中,AB=AC,将AB绕点A逆时针旋转90°到AD,直线AD与直线BC交于点E,过点D作DF∥AB交AC延长线于点F.
(1)如图1,当时,连接,若,求的长度;
(2)如图2,若点G为的中点,连接,请用等式表示线段之间的数量关系并证明;
(3)如图3,在(2)的条件下,,,连接,点P为边上一动点,连接,以为直角边在其右侧作等腰直角,,并将绕点Q旋转至,连接,请直接写出当和均取得最小值时的面积.
答案:(1);(2),证明见解析;(3)
解析:(1)解:如图所示,过点D作于H,
∵,,
∴是等边三角形,
∴,
∴,
由旋转的性质可得,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
在中,,
∴,
∴,
∴;
(2)解:,证明如下:
如图所示,延长到T,使得,连接,
由旋转的性质可得,
∵,
∴,,
∴,∴,∵,∴,
∴,∵,∴,∴,∴,
∵∠ADF=90°,点G为的中点,∴,∴,∴,∴;
(3)解:如图所示,以B为直角顶点,为直角边作等腰直角,连接,
∵和都是等腰直角三角形,
∴,且,
∴,
∴,∴,
由旋转的性质可得,
∴,∴;
∵,∴,∴四边形是平行四边形,
∴平行四边形是正方形,∴,
∴点Q在直线上运动,且,则K、D、F三点共线,
∴当时,有最小值,设此时点Q与重合,∵将绕点Q旋转至,
∴,∴点M在以点Q为圆心,的长为半径的圆上运动,
∴当M、E、Q三点共线,且点E在上时,有最小值,设此时M与重合;
在中,由勾股定理得,∵,G为的中点,
∴,由(2)的结论可知,∴,∴;
∵,∴,∴,,
∴;如图所示,过点作于N,则,
又∵,∴,∴,即,∴,
∴.
3、如图,△ABC和△ADE都是等腰直角三角形,且,,,M,N,P分别为,,的中点,△ADE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)
(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,,,,
,.
4、在△ABC中,.
(1)如图1,若,D是边上一点,,是的中线,求的长;
(2)如图2,在平面内将线段绕点A逆时针旋转得到线段,连接,点F是边上一点,连接.若,猜想之间存在的数量关系,并证明你的猜想;
(3)如图3,在(1)的条件下,在平面内将线段绕点A逆时针旋转得到线段,点H,P分别是线段上一点,且,点Q是线段上一点,且,连接,当最小时,请直接写出的面积.
答案:(1);(2),证明见解析;(3)
(1)解:∵在中,,,,
∴,,,
∵是的中线,
∴,则,
∴,
∴,,
过D作于F,
∴在中,,
∴在中,;
(2)解:,证明如下:
延长交于T,在上截取,取的中点M,连接、、,
由旋转性质得,,
设,则,
∴,
∴,
∴,
∴;
∵,,
∴是等边三角形,
∴,,则,
∴,
∴,,
∴,又,
∴,
∴,则,
∵,
∴,又,
∴是等边三角形,
∴,,
∴,则,
∴,
∵,
∴,即;
(3)解:如图,过P作于K,
由旋转性质得,
∴,则,
∴,
∵,,
∴,
∴,
过A作于T,连接,则,
∴,,
∵,,∴,∴,即,
作点C关于的对称点,连接,,分别与相交于、M,
则,,,
∴,
当、P、T共线时取等号,此时,取得最小值,点P与重合,
∵,∴四边形是矩形,∴,,
∵,,,
∴,∴,
∴,
∵,,
∴,
如图,在中,在上截取,过H作于L,
∴,∴,∴,,
在中,由得,
解得(负值已舍去),∴.
5、一副三角板分别记作和,其中,,,.作于点,于点,如图1.
(1)求证:;
(2)在同一平面内,将图1中的两个三角形按如图2所示的方式放置,点与点重合记为,点与点重合,将图2中的绕按顺时针方向旋转后,延长交直线于点.
①当时,如图3,求证:四边形为正方形;
②当时,写出线段,,的数量关系,并证明;当时,直接写出线段,,的数量关系.
答案:(1)证明见解析
(2)①证明见解析;②当时,线段,,的数量关系为;当时,线段,,的数量关系为;
解析:(1)证明:设,∵,,∴,∴,
∵,∴,
∵,,
∴,
∴;
(2)证明:①∵,,
∴,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴四边形为矩形,
∵,即,
而,
∴,
∴四边形是正方形;
②如图,当时,连接,
由(1)可得:,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴;
②如图,当时,连接,
由(1)可得:,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,∴,
∴;
6、在中,,,点是外部的一点,连接、,若,延长至点,连接,若.
(1)如图1,若,,求.
(2)如图2,过点作于点交于点,求证:.
(3)如图3,将关于对称得到,将线段绕点顺时针旋转得到线段,连接,并将线段绕点逆时针旋转得到线段,连接,,当最大时,请直接写出的值.
答案:(1);(2)证明见解析;(3)
(1)解:如图,过点作,交的延长线于点,∴,
∵,∴,∴,
∵中,,,,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴;
(2)解:如图,过点作,交的延长线于点,
又∵,,
∴四边形是矩形,,
∴,
∵,,
∴,
∴,又∵,∴,∴,
∵,,∴,∴,
又∵,,∴,∴,
∵,∴,∴,
即;
(3)解:∵将关于对称得到,∴,再结合是定值,
则可构造的外接圆,如图,得,又∵,
∴,∵,,∴,
∴点在上,∴为中点,,
∴点在以中点为圆心,为直径的上;
过点作且,连接,,如图,
∴四边形是平行四边形,
∴,,
∴,
由旋转得,,,
∴,
∴,
∴,
即,
∵,,
∴,
∴,
∴,是定长,
∴点在以定点为圆心,长为半径的上;
利用两相交圆上两点之间的最大距离可得当、、、依次共线时,最大,此时如图所示,
过点作于点,
∵,,,
∴,
∴,
∴,
设,则,
∴,
∴,,
∴,
∴,,
∴.
7、在△ABC中, 为外一点,连接 连接 交 于点 ,且满足
(1)如图1,若 ,求 的长;
(2)如图 为线段 上一点,连接 ,过点 作, 交 的延长线于点 若 求证;
(3)如图 为线段 上一点 ,点 是直线 上的一个动点,连接 将线段 绕点 顺时针旋转 得到线段 ,点 是线段 上的一个动点,连接 若 ,请直接写出 的最小值
答案:(1);(2)见解析;(3)
(1)解:过点作于点,
∵,,∴,
∵,∴,
∵,∴,∴,
∴,∴,∴,
∵,∴,,
∵,∴,∴,
∴,
∴,
∴;
(2)在上取一点,使得,
∵,,
∴,
∴,,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴,
由(1)得,
∴,
∴,
,
,
即;
(3)作点的对称点,连接,,,作于点,作于点,作于点,作于点,
则,
由题意可得,,,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,,
∴点在上运动,
∵,
∴,
∴,
∴,,
∴,,
∴,
∴,
∴,,
∴,
又∵,∴四边形是矩形,∴,
又∵,∴,
∴,
∵,
∴,
∴ 的最小值为:.
8、某校数学兴趣小组的同学在学习了图形的相似后,对三角形的相似进行了深入研究.
(一)拓展探究
如图1,在△ABC中,∠ACB=90°,CD⊥AB,垂足为D.
(1)兴趣小组的同学得出AC2=AD•AB.理由如下:
∵∠ACB=90°
∴∠A+∠B=90°
∵CD⊥AB
∴∠ADC=90°
∴∠A+∠ACD=90°
∴∠B=①_____
∵∠A=∠A
∴△ABC∽△ACD
∴②_____
∴AC2=AD•AB
请完成填空:① ;② ;
(2)如图2,F为线段CD上一点,连接AF并延长至点E,连接CE,当∠ACE=∠AFC时,请判断△AEB的形状,并说明理由.
(二)学以致用
(3)如图3,△ABC是直角三角形,∠ACB=90°,AC=2,,平面内一点D,满足AD=AC,连接CD并延长至点E,且∠CEB=∠CBD,当线段BE的长度取得最小值时.求线段CE的长.
解:(1)①∠ACD,②, 故答案为:∠ACD,;
(2)△AEB是直角三角形,
∵∠ACE=∠AFC,∠CAE=∠FAC,
∴△ACF∽△AEC,
∴,
∴AC2=AF•AE,
由(1)得 AC2=AD•AB,
∴AF•AE=AD•AB,
∴,
∵∠FAD=∠BAE,
∴△AFD∽△ABE,
∴∠ADF=∠AEB=90°,
∴△AEB是直角三角形;
(3)∵∠CEB=∠CBD,∠ECB=∠BCD,
∴△CEB∽△CBD,
∴.
∴CD•CE=CB2=24.
如图,以点A为圆心,2为半径作⊙A,则C,D都在⊙A上,延长CA到E0,使CE0=6,交⊙A于D0,CD0=4,∠CDD0=90°,
∴CD0•CE0=24=CD•CE,则,
∵∠ECE0=∠D0CD,
∴△ECE0~ΔD0CD,
∴∠CDD0=∠CE0E=90°,
∴点E在过点E0且与CE0垂直的直线上运动,
过点B作BE'⊥E0E,垂足为E′,BE′即为最短的BE,连接CE′,
∵∠BCE0=∠CE0E′=∠BE′E0=90°,
∴四边形CE0E'B是矩形,
在RtΔCE0E'中可求得CE′2,
∴CE=2.
9、在中,,,点为线段上一动点,连接.
(1)如图1,若,,求线段的长.
(2)如图2,以为边在上方作等边,点是的中点,连接并延长,交的延长线于点. 若,求证:.
(3)在取得最小值条件下,以为边在右侧作等边.点为所在直线上一点,将沿所在直线翻折至所在平面内得到. 连接,点为的中点,连接,当取最大值时,连接,将沿所在直线翻折至所在平面内得到,请直接写出此时的值.
解析:(1)解:在中,,,∴,
∵,∴;
(2)证明:如图所示,延长使得,连接,
∵是的中点则,,,
∴,∴,∴,∴
∵是等边三角形,∴,
∵,∴四点共圆,
∴,,∴,
∵,∴,∴,
∴;
(3)解:如图所示,
在取得最小值的条件下,即,
设,则,,
∴,,
∵将沿所在直线翻折至所在平面内得到.
∴;∴点在以为圆心,为半径的圆上运动,
取的中点,连接,则是的中位线,∴在半径为的上运动,
当取最大值时,即三点共线时,此时如图,过点作于点,过点作于点, ∵是的中点,
∴,∴是等边三角形,
则,∴,
∵,,∴,
∴,,
∵,∴,
如图所示,连接,交于点,则四边形是矩形,
∴,是的中点,
∴
即是的中位线,同理可得是的中位线,
∴,
∵是等边三角形,将沿所在直线翻折至所在平面内得到,
∴;∴
则;在中,
∴.
10、综合与实践
【思考尝试】
(1)数学活动课上,老师出示了一个问题:如图1,在矩形ABCD中,E是边上一点,于点F,,,.试猜想四边形的形状,并说明理由;
【实践探究】
(2)小睿受此问题启发,逆向思考并提出新的问题:如图2,在正方形中,E是边上一点,于点F,于点H,交于点G,可以用等式表示线段,,的数量关系,请你思考并解答这个问题;
【拓展迁移】
(3)小博深入研究小睿提出的这个问题,发现并提出新的探究点:如图3,在正方形中,E是边上一点,于点H,点M在上,且,连接,,可以用等式表示线段,的数量关系,请你思考并解答这个问题.
解:(1)∵,,,∴,,
∵矩形,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴矩形是正方形.
(2)∵,,,∴,
∴四边形是矩形,
∴,
同理可得:,
∵正方形,
∴,
∴,
∴,,
∴四边形是正方形,
∴,
∴.
(3)如图,连接,
∵,正方形,
∴,,,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴.
11、如图,在正方形中,点是对角线上一点,连接,将线段绕点逆时针旋转,使点落在射线上的点处,连接.
【问题引入】
请你在图或图中证明选择一种情况即可;
【探索发现】
在中你选择的图形上继续探索:延长交直线于点将图形补充完整,猜想线段和线段的数量关系,并说明理由;
【拓展应用】
如图,,延长至点,使,连接当的周长最小时,请你直接写出线段的长.
解析:证明:选择图,四边形是正方形,,,
,≌,,由旋转得:,.
选择图,四边形是正方形,,,
,≌,,由旋转得:,.
解:猜想理由如下:
选择图,过点作交于点,
则, 四边形是正方形,,
,,,
,,
,,,
,,,
,≌,,
,,,,
.
若选择图,过点作交的延长线于点,
则,四边形是正方形,,
,,,
,,
,,
,,,
,≌,
,,,,,.
解:如图,取的中点,连接,
,
点是的中点,
,
的周长,
当的周长最小时,最小,此时,、、三点共线,如图,
四边形是正方形,
,,,
在中,,
点是的中点,
,,
,
∽,
,
,
,
,即,
.
12、在正方形中,点为边上一点,连接,将沿翻折得到,连接并延长交于点.
(1)如图1,若,直接写出和的数量关系和的度数.
(2)如图2,若为的中点,求的值.
(3)如图3,连接并延长交于点,若,,直接写出的长.
答案:(1),;(2);(3)15
(1)解:∵正方形,∴,,,
由翻折的性质可得,,∴,
又∵,∴,即是等边三角形,∴,
∴,∵,∴,,
∴,∴,∴,
∴综上所述,,.
(2)解:∵正方形,∴,,,
由翻折的性质可得,,,
∴,∵为的中点,∴,
延长交延长线于点,∵,∴,
又∵,∴,∴,
又∵,即,∴垂直平分,∴,∴,
∴,
在中,,
∴;
(3)解:如图,延长交于点,连接交于点,
∵正方形,
∴,,
由翻折的性质可得,,,
∴,,∴,
又∵,∴,
∴,∴是的垂直平分线,
∴,,∴,
又∵,∴,即,
又∵,,∴,∴,∴,
∵,∴设,则,∴,
设,则,,
在中,,
∴,
解得:或(舍去),
∴,
∴,即,
又∵,
∴,即,
∴,
∴,
∴,
在中,,
∴,
解得:,∴.
13、【探究】(1)如图1,,,,E是线段的中点,连接并延长交于点F,连接.判断与之间的数量关系,并证明.
【延伸】
(2)如图2,在正方形和正方形中,点A、B、E在同一条直线上,点G在上,P是线段的中点,连接、.判断与之间的数量关系,并证明.
(3)将图2中的正方形绕点B旋转一定的角度(如图3),求证上述和的数量关系仍然成立.
答案:(1),见解析;(2),见解析;(3)见解析
(1):,理由:证明:∵,∴,
∵E是的中点,∴,
∵,∴,∴,
∵,∴;
【延伸】(2),理由:
证明:如图,延长交于点M,
∵四边形,为正方形,
∴,,,
∴,
∴,
∵P为的中点,∴,
∵,∴,
∴;
∵,
∴;
(3)证明:延长到点Q,使,连接,作于点H,
∴,
∴,
由题意,,,,
∴,
∴,,,
∴,,
∵,,
∴,
∴,
在和中,,,,
∴,
∴,
∵,
∴,
即,
∵,
∴.
14、在中,是斜边的中点,将线段绕点旋转至位置,点在直线外,连接.
(1)如图1,求的大小;
(2)已知点和边上的点满足.
(ⅰ)如图2,连接,求证:;
(ⅱ)如图3,连接,若,求的值.
(1)解:∵
∴,
在中,
∴
(2)证明:(ⅰ)证法一:如图,延长,交于点,则,
∵,;∴.又∵,
∴四边形是平行四边形.∴.
∵是的中点,,∴.∴.
∴四边形是平行四边形.∵,∴是菱形.∴.
∵,∴.∴.
∵,即,∴,即点是斜边的中点.∴.
证法二:∵,是斜边的中点,
∴点在以为圆心,为直径的上.
∵,∴垂直平分.∴.∴.
∵,∴.∴.
∴.
证法三:
∵,
∴.
又∵,
∴四边形是平行四边形.
∴.
∵是的中点,,
∴.
∴.
∴四边形是平行四边形.
∵,
∴是菱形.
∴.
∵,是斜边的中点,
∴点在以为圆心,为直径的上.
∴.
(ⅱ)如图所示,过点作于点,
∵,
∴,则,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴
15、如图,在等边中,于点,为线段上一动点(不与,重合),连接,,将绕点顺时针旋转得到线段,连接.
(1)如图1,求证:;
(2)如图2,连接交于点,连接,,与所在直线交于点,求证:;
(3)如图3,连接交于点,连接,,将沿所在直线翻折至所在平面内,得到,将沿所在直线翻折至所在平面内,得到,连接,.若,直接写出的最小值.
解析:(1)证明:∵为等边三角形,∴,,
∵将绕点顺时针旋转得到线段,∴,;∴
∴;即;在和中
,∴,∴;
(2)证明:如图所示,过点作,交点的延长线于点,连接,,
∵是等边三角形,∴,
∵;∴;∴垂直平分,∴
又∵,∴,∴,
∴在的垂直平分线上,
∵;∴在的垂直平分线上,∴垂直平分
∴,;∴
又∵,;∴是等边三角形,∴
∴;∴,
又∵,;∴
∴,∴
在与中,;∴;∴
∴;∴四边形是平行四边形,∴;
(3)解:依题意,如图所示,延长交于点,
由(2)可知是等边三角形,
∴
∵将沿所在直线翻折至所在平面内,得到,将沿所在直线翻折至所在平面内,得到,
∴,
∴,
∴等边三角形,
∴
由(2)可得;∴,
∵,∴,
∵,∴
∴四边形是平行四边形,∴
由(2)可知是的中点,则
∴
∴
∵折叠,
,
∴,
又,
∴,
∴当取得最小值时,即时,取得最小值,此时如图所示,
∴,
∴,
∴.
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