内容正文:
专题08 几何压轴题
考点01 选择题
1.(2024·浙江·中考真题)如图,在中,相交于点O,.过点A作的垂线交于点E,记长为x,长为y.当x,y的值发生变化时,下列代数式的值不变的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】此题考查了平行四边形的性质、全等三角形的判定和性质、勾股定理等知识,过点D作交的延长线于点F,证明,得到,由勾股定理可得,,,则,整理后即可得到答案.
【详解】解:过点D作交的延长线于点F,
∵的垂线交于点E,
∴,
∵四边形是平行四边形,
∴,
∴,
∴
∴,
由勾股定理可得,,
,
∴,
∴
∴
即,解得,
∴当x,y的值发生变化时,代数式的值不变的是,
故选:C
2.(2023·浙江绍兴·中考真题)如图,正方形中,,点E在边上,是的中点,点H在边上,,则的长为( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】首先过点作,连接数 、,延长到点,使,连接,根据可得,利用可证,再利用可证,从而可得,利用勾股定理可得,利用梯形中位线定理可以求出,根据可证,根据相似三角形对应边成比例可以求出的值.
【详解】解:如下图所示,过点作,连接数、,延长到点,使,连接,
四边形是正方形,,
,,
,
,,
,
,,
,
,
在和中,
,
,,
,
,
在和中,
,
,
设,则,,
在中,,
,
解得:,
,
,
点是的中点,
是梯形的中位线,
,,
,
,
又,
,
,
,
解得:.
故选:C.
【点睛】本题考查了正方形的性质,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、梯形的中位线定理等知识,掌握相关知识点是解题关键.
3.(2023·浙江绍兴·中考真题)如图,在中,是边上的点(不与点,重合).过点作交于点;过点作交于点.是线段上的点,;是线段上的点,.若已知的面积,则一定能求出( )
A.的面积 B.的面积
C.的面积 D.的面积
【答案】D
【分析】如图所示,连接,证明,得出,由已知得出,则,又,则,进而得出,可得,结合题意得出,即可求解.
【详解】解:如图所示,连接,
∵,,
∴,,,.
∴,.
∴.
∵,,
∴,
∴.
∴.
又∵,
∴.
∴.
∵
∴.
∴.
∴.
∵,
∴.
∵,
∴.
故选:D.
【点睛】本题考查了相似三角形的知识,解题的关键是掌握相似三角形的性质与判定,平行线的判定和性质,等面积转换.
4.(2023·浙江金华·中考真题)如图,在中,,以其三边为边在的同侧作三个正方形,点在上,与交于点与交于点.若,则的值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设,正方形的边长为,证明,先后求得,,,利用三角形面积公式求得,证明,求得,,据此求解即可.
【详解】解:∵四边形是正方形,且,
设,则,
∵四边形是正方形,
∴,
∴,
∴,即,
∴,
∴,
同理,即,
∴,
同理,
∴,
,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
故选:B.
【点睛】本题考查了正方形的性质,相似三角形的判定和性质,三角函数的定义,解题的关键是学会利用参数构建方程解决问题.
考点02 解答题
1.(2025·浙江·中考真题)在菱形中,.
(1)如图1,求的值.
(2)如图2,E是延长线上的一点,连接,作与关于直线对称,交射线于点P,连接.
①当时,求的长.
②求的最小值.
【答案】(1)
(2)①;②
【分析】(1)先根据菱形的性质可得,再根据勾股定理可得,然后根据正弦的定义求解即可得;
(2)①连接,设交于点,同理求出,则;证明,得到,由轴对称的性质可得,则,据此可得,即可得到;
②由勾股定理得,根据,可求出,根据,可推出当有最小值时,有最小值,即此时有最大值,即当有最小值时,有最小值;过点B作于H,于T,由等面积法可得,则由轴对称的性质可得,由勾股定理得,则当有最小值时,有最小值,由垂线段最短可知,故当点P与点T重合时,有最小值,最小值为,据此求解即可.
【详解】(1)解:如图1,设交于点,
∵在菱形中,,
∴,
∴,
∴;
(2)解:①如图所示,连接,设交于点,
∵四边形是菱形,
∴,,,,
∴,
∴;
∵,,
∴,
∴,
由轴对称的性质可得,
∴,
∴,
∴;
②在中,由勾股定理得
∵,
∴
,
∵,
∴要使的值最小,则要最大,
∴要有最小值,
又∵的值随着的值增大而增大,
∴的值随着的值增大而增大,
∴当有最小值时,有最小值,即此时有最大值,
∴当有最小值时,有最小值;
如图所示,过点B作于H,于T,
∵,
∴,
∴由轴对称的性质可得,
在中,由勾股定理得,
∴当有最小值时,有最小值,
由垂线段最短可知,
∴当点P与点T重合时,有最小值,最小值为,
∴,
∴.
【点睛】本题主要考查了菱形的性质,求角的正弦值,勾股定理,轴对称图形的性质,等角对等边等等,解(2)的关键在于把求出的最小值转换成求出的最小值,进而转换成求出的最小值.
2.(2023·浙江绍兴·中考真题)如图,在矩形中,,点E是边上的动点,连结,以为边作矩形(点D,G在的同侧),且,连结.
(1)如图1,当点E为边的中点时,点B,E,F在同一直线上,求的长.
(2)如图2,若,设与交于点K.求证:.
(3)在点E的运动过程中,的长是否存在最大(小)值?若存在,求出的最值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)见解析
(3)存在,最小值,最大值
【分析】(1)当点E在的中点时可得,则和是等腰直角三角形,分别求出和的长,然后根据线段的和差即可解答;
(2)如图:过B作交于M,由可得,即可得到得到,推出,再由得到,最后证明,然后根据全等三角形的性质即可证明结论;
(3)如图:过点F作的垂线,交延长线于点M,过点E作的平行线交于点N,交于点P.设.然后证明可得,根据勾股定理可得,进而得到,然后根据二次函数的性质求解即可.
【详解】(1)解:∵矩形中,,
∴,,,
∵点E在的中点
∴,
∴,,
∵点B、E、F在同一直线上,
∴,
∵
∴,
∴,
∴.
(2)证明:如图:过B作交于H,
∵,
∴,,
∵,
∴,,
∵
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
,
,
∴.
(3)解:存在,的最小值,最大值.
如图:过点F作的垂线,交延长线于点M,过点E作的平行线交于点N,交于点P.则
设.
∵四边形和四边形都是矩形,
,
∴,
∴,
∵,
,
,即,
,
∴在中,,
即,
当时,y有最小值为.
,
∴当时,y有最大值为,
∴在点E的运动过程中,的长存在最小值,最大值.
【点睛】本题主要考查了矩形的性质、全等三角形的判定和性质、勾股定理、相似三角形的判定与性质、二次函数的应用等知识点,正确添加恰当辅助线构造全等三角形是本题的关键.
3.(2023·浙江衢州·中考真题)如图1,点为矩形的对称中心,,,点为边上一点,连接并延长,交于点,四边形与关于所在直线成轴对称,线段交边于点.
(1)求证:;
(2)当时,求的长;
(3)令,.
①求证:;
②如图2,连接,,分别交,于点,.记四边形的面积为,的面积为.当时,求的值.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)①见解析;②
【分析】(1)根据轴对称和矩形的性质,证明,即可解答;
(2)过点作于,设,则,求得,再利用勾股定理,列方程即可解答;
(3)①过点作于,连接,证明,可得,得到,即可解答;
②连接,证明,进而证明,进而证明,可得,再证明,得到,再得到,最后根据①中结论,即可解答.
【详解】(1)证明:四边形为矩形,
,
,
四边形与关于所在直线成轴对称,
,
,
;
(2)解:如图,过点作于,
设设,则,
,
,
四边形为矩形,
,
点为矩形的对称中心,
,
,
在中,,
可得方程,
解得(此时,故舍去0),
;
(3)解:①证明:过点作于,连接,
点为矩形的对称中心,
,,
,
,
,
,
,
,即,
,,
;
②如图,连接,
由题意可得,
点为矩形的对称中心,
,
同理可得,
由(1)知,
,
即,
,
,
,
,
,
,
,
即,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
当时,由①可得,
解得,
,
,
.
【点睛】本题考查了四边形综合应用,涉及轴对称变换,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,解题的关键是正确作出辅助线,构造全等三角形和相似三角形是解题的关键.
4.(2023·浙江湖州·中考真题)【特例感知】
(1)如图1,在正方形中,点P在边的延长线上,连接,过点D作,交的延长线于点M.求证:.
【变式求异】
(2)如图2,在中,,点D在边上,过点D作,交于点Q,点P在边的延长线上,连接,过点Q作,交射线于点M.已知,,,求的值.
【拓展应用】
(3)如图3,在中,,点P在边的延长线上,点Q在边上(不与点A,C重合),连接,以Q为顶点作,的边交射线于点M.若,(m,n是常数),求的值(用含m,n的代数式表示).
【答案】(1)见解析;(2);(3)
【分析】(1)根据证明即可;
(2)证明,得出,根据勾股定理,根据,得出,求出,得出,求出;
(3),作于点N,证明,得出.证明,得出,求出.
【详解】(1)证明:在正方形中,
,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴.
(2)如图1,作于点N,如图所示:
∵,,
∴四边形是矩形,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
(3)∵, ,
∴,
∴.
∵,
∴,
如图2,作于点N,
∵,
∴,
∴.
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴.
∵,,
∴,
∴,
∴
∴.
【点睛】本题主要考查了三角形全等和三角形相似的判定和性质,勾股定理,矩形的判定和性质,平行线的判定和性质,解题的关键是作出辅助线,熟练掌握三角形相似的判定方法.
5.(2023·浙江台州·中考真题)我们可以通过中心投影的方法建立圆上的点与直线上点的对应关系,用直线上点的位置刻画圆上点的位置,如图,是的直径,直线是的切线,为切点.,是圆上两点(不与点重合,且在直径的同侧),分别作射线,交直线于点,点.
(1)如图1,当,的长为时,求的长.
(2)如图2,当,时,求的值.
(3)如图3,当,时,连接BP,PQ,直接写出的值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据扇形的弧长公式即可求出度数,利用切线的性质和解直角三角形即可求出的长.
(2)根据等弧所对圆周角相等推出,再根据角平分线的性质定理推出,利用直角三角形的性质即可求出,通过等量转化和余弦值可求出答案.
(3)根据三角形相似的性质证明和,从而推出和,利用已知条件将两个比例线段相除,根据正弦值即可求出答案
【详解】(1)解:如图1,连接,设的度数为.
,的长为,
.
,即.
.
直线是的切线,
.
∴.
(2)解:如图2,连接,过点作于点,
为直径,
.
.
,
.
,,
.
,,
.
.
(3)解:,理由如下:
如图3,连接BQ,
,,
,,
,
,
.
,
,
.①
,,
,
.②
,
得,.
,
.
【点睛】本题是圆的综合题,考查了圆周角定理,相似三角形的判定与性质,解直角三角形以及三角函数、切线的性质定理、扇形的弧长公式,角平分线性质定理等,解题的关键在于熟练掌握相关性质定理和相关计算公式.
6.(2023·浙江温州·中考真题)如图1,为半圆的直径,为延长线上一点,切半圆于点,,交延长线于点,交半圆于点,已知,.如图,连接,为线段上一点,过点作的平行线分别交,于点,,过点作于点.设,.
(1)求的长和关于的函数表达式.
(2)当,且长度分别等于,,的三条线段组成的三角形与相似时,求的值.
(3)延长交半圆于点,当时,求的长.
【答案】(1),
(2)或或
(3)
【分析】(1)如图1,连接,根据切线的性质得出,证明,得出,即可得出;证明四边形是平行四边形,得出,代入数据可得;
(2)根据三边之比为,可分为三种情况.当时,当时,当时,分别列出比例式,进而即可求解.
(3)连接,,过点作于点,根据,得出,由,可得,代入(1)中解析式,即可求解.
【详解】(1)解:如图1,连接.
∵切半圆于点,
∴.
∵,,
∴,
∴.
∵,
∴,
∴,
即,
∴.
如图2,,
∴.
∵,
∴四边形是平行四边形,
∴.
∵,
∴,
∴.
(2)∵,,三边之比为(如图2),
∴可分为三种情况.
i)当时,
,,
解得,
∴.
ii)当时,
,,
解得,
∴.
iii)当时,
,,
解得,
∴.
(3)如图3,连接,,过点作于点,
则,,
∴.
∵,,
∴.
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,,
∴,即的长为.
【点睛】本题考查了切线的性质,解直角三角形,相似三角形的性质与判定,函数解析式,分类讨论,作出辅助线是解题的关键.
7.(2023·浙江宁波·中考真题)如图1,锐角内接于,D为的中点,连接并延长交于点E,连接,过C作的垂线交于点F,点G在上,连接,若平分且.
(1)求的度数.
(2)①求证:.
②若,求的值,
(3)如图2,当点O恰好在上且时,求的长.
【答案】(1)
(2)①证明见解析;②;
(3)
【分析】(1)先证明,结合,,可得,从而可得答案;
(2)①证明,再证明,可得;②设, ,证明,可得,即,则,可得,从而可得答案;
(3)解法一:如图,设的半径为,连接交于,过作于,证明,,可得,证明,可得,,证明,,即,再解方程可得答案.
解法二:如图,延长,分别交、于M、N,连接.先证,再证,则可得.根据等腰三角形三线合一,可得,由此可得.由,可得.再证.则可得,即,解出r的值,即可求出的长.
【详解】(1)证明:∵平分,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴;
(2)①∵为中点,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴;
②设, ,
∴,,
∵,,
∴,
∴,即,
∴,即,
∴,
∴,
∴(负根舍去);
(3)解法一:如图,设的半径为,连接交于,过作于,
∵,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,而,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,即,
解得:,(负根舍去),
由(2)①知,
∴.
解法二: 如图,延长,分别交、于M、N,连接,
,
.
又,
,
.
,
,
.
又,
,
.
又,
,.
,
.
,
,
,
,
即,
得,
解得:,(负根舍去),
∴.
【点睛】本题考查的是全等三角形的判定与性质,相似三角形的判定与性质,圆的基本性质,圆周角定理的应用,垂径定理的应用,求解锐角的正切,本题的难度大,作出合适的辅助线是解本题的关键.
8.(2023·浙江嘉兴·中考真题)已知,是半径为1的的弦,的另一条弦满足,且于点H(其中点H在圆内,且).
(1)在图1中用尺规作出弦与点H(不写作法,保留作图痕迹).
(2)连结,猜想,当弦的长度发生变化时,线段的长度是否变化?若发生变化,说明理由:若不变,求出的长度;
(3)如图2,延长至点F,使得,连结,的平分线交的延长线于点P,点M为的中点,连结,若.求证:.
【答案】(1)作图见解析
(2)线段是定长,长度不发生变化,值为
(3)证明见解析
【分析】(1)以为圆心,大于长为半径画弧,交点为,连接,与交点为,与交点为,则,分别以为圆心,大于长为半径画弧,交点为,连接,则,以为圆心,长为半径画弧与交点为,则,以为圆心,长为半径画弧,交直线于,以为圆心,大于长为半径画弧,交点为,连接,则,与交点为,与交点为,即、点即为所求;
(2)如图2,连结,连接并延长交于,连结,,过作于,于,证明四边形是正方形,则可证是等腰直角三角形,则,由,可知,由是的直径,可得,则是等腰直角三角形,;
(3)如图3,延长、,交点为,由题意知是的中位线,则,,由,可得,证明,则,即,如图3,作的外接圆,延长交外接圆于点,连结、,由是的平分线,可得,则,证明,则,即,由,可得,进而结论得证.
【详解】(1)解:如图1,、点即为所求;
(2)当弦的长度发生变化时,线段的长度不变;
如图2,连结,连接并延长交于,连结,,过作于,于,则四边形是矩形,
∵,,
∴,
∴四边形是正方形,
∴,
∴,即,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∵,
∴,
∵是的直径,
∴,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴,
∴线段是定长,长度不发生变化,值为;
(3)证明:如图3,延长、,交点为,
∵,
∴点H为的中点,
又∵点M为的中点,
∴是的中位线,
∴,,
又∵,,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,即,
如图3,作的外接圆,延长交外接圆于点,连结、,
∵是的平分线,
∴,
∴,
∵,,,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴.
【点睛】本题考查了作垂线,同弧或等弧所对的圆周角相等,正弦,正方形的判定与性质,等腰三角形的判定与性质,中位线,直径所对的圆周角为直角,全等三角形的判定与性质,相似三角形的判定与性质,角平分线等知识.解题的关键在于对知识的熟练掌握与灵活运用.
9.(2023·浙江绍兴·中考真题)在平行四边形中(顶点按逆时针方向排列),为锐角,且.
(1)如图1,求边上的高的长.
(2)是边上的一动点,点同时绕点按逆时针方向旋转得点.
①如图2,当点落在射线上时,求的长.
②当是直角三角形时,求的长.
【答案】(1)8
(2)①;②或
【分析】(1)利用正弦的定义即可求得答案;
(2)①先证明,再证明,最后利用相似三角形对应边成比例列出方程即可;
②分三种情况讨论完成,第一种:为直角顶点;第二种:为直角顶点;第三种,为直角顶点,但此种情况不成立,故最终有两个答案.
【详解】(1)在中,,
在中,.
(2)①如图1,作于点,由(1)得,,则,
作交延长线于点,则,
∴.
∵
∴.
由旋转知,
∴.
设,则.
∵,
∴,
∴,
∴,即,
∴,
∴.
②由旋转得,,
又因为,所以.
情况一:当以为直角顶点时,如图2.
∵,
∴落在线段延长线上.
∵,
∴,
由(1)知,,
∴.
情况二:当以为直角顶点时,如图3.
设与射线的交点为,
作于点.
∵,
∴,
∵,
∴,
∴.
又∵,
∴,
∴.
设,则,
∴
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
化简得,
解得,
∴.
情况三:当以为直角顶点时,
点落在的延长线上,不符合题意.
综上所述,或.
【点睛】本题考查了平行四边形的性质,正弦的定义,全等的判定及性质,相似的判定及性质,理解记忆相关定义,判定,性质是解题的关键.
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专题08 几何压轴题
考点01 选择题
1.(2024·浙江·中考真题)如图,在中,相交于点O,.过点A作的垂线交于点E,记长为x,长为y.当x,y的值发生变化时,下列代数式的值不变的是( )
A. B. C. D.
2.(2023·浙江绍兴·中考真题)如图,正方形中,,点E在边上,是的中点,点H在边上,,则的长为( ).
A. B. C. D.
3.(2023·浙江绍兴·中考真题)如图,在中,是边上的点(不与点,重合).过点作交于点;过点作交于点.是线段上的点,;是线段上的点,.若已知的面积,则一定能求出( )
A.的面积 B.的面积
C.的面积 D.的面积
4.(2023·浙江金华·中考真题)如图,在中,,以其三边为边在的同侧作三个正方形,点在上,与交于点与交于点.若,则的值是( )
A. B. C. D.
考点02 解答题
1.(2025·浙江·中考真题)在菱形中,.
(1)如图1,求的值.
(2)如图2,E是延长线上的一点,连接,作与关于直线对称,交射线于点P,连接.
①当时,求的长.
②求的最小值.
2.(2023·浙江绍兴·中考真题)如图,在矩形中,,点E是边上的动点,连结,以为边作矩形(点D,G在的同侧),且,连结.
(1)如图1,当点E为边的中点时,点B,E,F在同一直线上,求的长.
(2)如图2,若,设与交于点K.求证:.
(3)在点E的运动过程中,的长是否存在最大(小)值?若存在,求出的最值;若不存在,请说明理由.
3.(2023·浙江衢州·中考真题)如图1,点为矩形的对称中心,,,点为边上一点,连接并延长,交于点,四边形与关于所在直线成轴对称,线段交边于点.
(1)求证:;
(2)当时,求的长;
(3)令,.
①求证:;
②如图2,连接,,分别交,于点,.记四边形的面积为,的面积为.当时,求的值.
4.(2023·浙江湖州·中考真题)【特例感知】
(1)如图1,在正方形中,点P在边的延长线上,连接,过点D作,交的延长线于点M.求证:.
【变式求异】
(2)如图2,在中,,点D在边上,过点D作,交于点Q,点P在边的延长线上,连接,过点Q作,交射线于点M.已知,,,求的值.
【拓展应用】
(3)如图3,在中,,点P在边的延长线上,点Q在边上(不与点A,C重合),连接,以Q为顶点作,的边交射线于点M.若,(m,n是常数),求的值(用含m,n的代数式表示).
5.(2023·浙江台州·中考真题)我们可以通过中心投影的方法建立圆上的点与直线上点的对应关系,用直线上点的位置刻画圆上点的位置,如图,是的直径,直线是的切线,为切点.,是圆上两点(不与点重合,且在直径的同侧),分别作射线,交直线于点,点.
(1)如图1,当,的长为时,求的长.
(2)如图2,当,时,求的值.
(3)如图3,当,时,连接BP,PQ,直接写出的值.
6.(2023·浙江温州·中考真题)如图1,为半圆的直径,为延长线上一点,切半圆于点,,交延长线于点,交半圆于点,已知,.如图,连接,为线段上一点,过点作的平行线分别交,于点,,过点作于点.设,.
(1)求的长和关于的函数表达式.
(2)当,且长度分别等于,,的三条线段组成的三角形与相似时,求的值.
(3)延长交半圆于点,当时,求的长.
7.(2023·浙江宁波·中考真题)如图1,锐角内接于,D为的中点,连接并延长交于点E,连接,过C作的垂线交于点F,点G在上,连接,若平分且.
(1)求的度数.
(2)①求证:.
②若,求的值,
(3)如图2,当点O恰好在上且时,求的长.
8.(2023·浙江嘉兴·中考真题)已知,是半径为1的的弦,的另一条弦满足,且于点H(其中点H在圆内,且).
(1)在图1中用尺规作出弦与点H(不写作法,保留作图痕迹).
(2)连结,猜想,当弦的长度发生变化时,线段的长度是否变化?若发生变化,说明理由:若不变,求出的长度;
(3)如图2,延长至点F,使得,连结,的平分线交的延长线于点P,点M为的中点,连结,若.求证:.
9.(2023·浙江绍兴·中考真题)在平行四边形中(顶点按逆时针方向排列),为锐角,且.
(1)如图1,求边上的高的长.
(2)是边上的一动点,点同时绕点按逆时针方向旋转得点.
①如图2,当点落在射线上时,求的长.
②当是直角三角形时,求的长.
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