内容正文:
第2课时 几何中的推理与证明
1.下列说法正确的是( )
A.命题一定是正确的
B.不正确的判断就不是命题
C.定理都是真命题
D.基本事实不一定是真命题
2.试说明“若∠A+∠B=180°,∠C+∠D=180°,∠A=∠C,则∠B=∠D”是真命题.以下是排乱的推理过程:
①因为∠A=∠C(已知);
②因为∠A+∠B=180°,∠C+∠D=180°(已知);
③所以∠B=180°-∠A,∠D=180°-∠C(等式的性质);
④所以∠B=∠D(等量代换);
⑤所以∠B=180°-∠C(等量代换).
正确的顺序是( )
A.①→③→②→⑤→④
B.②→③→⑤→①→④
C.②→③→①→⑤→④
D.②→⑤→①→③→④
3.(多选)下列命题是基本事实的是( )
A.两点确定一条直线
B.同一平面内,过一点有且只有一条直线垂直于已知直线
C.两条平行线被第三条直线所截,内错角相等
D.过直线外一点有且只有一条直线与这条直线平行
4.[2024·哈尔滨期末]推理填空:
如图,在△ABC中,AD平分∠BAC,点E在AB边上,且∠BDE=∠C,
点F在AC边上,过点F作FG∥AD,FG交BC于点G.求证:∠BED=
2∠CFG.
证明:因为AD平分∠BAC,
所以∠BAD=______(角平分线定义),
所以______=2∠CAD(等式的性质).
因为_______(已知),
∠CAD
∠BAC
FG∥AD
所以∠CAD=∠CFG(_______________________),
所以______=2∠CFG(等量代换).
因为∠BDE=____(已知),
所以_______(同位角相等,两直线平行),
所以∠BED=∠BAC(_______________________).
又因为______=2∠CFG(已证),
所以∠BED=2∠CFG(_________).
两直线平行,同位角相等
∠BAC
∠C
DE∥CA
两直线平行,同位角相等
∠BAC
等量代换
5.将△ABC纸片沿DE折叠,其中∠B=∠C.
(1)如图1,点C落在BC边上的点F处,AB与DF是否平行?请说明
理由;
(2)如图2,点C落在四边形ABED内部的点G处,探索∠B与∠1+
∠2之间的数量关系,并说明理由.
解:(1)AB与DF平行.理由:
由翻折,得∠DFC=∠C.
又因为∠B=∠C,
所以∠B=∠DFC,
所以AB∥DF;
(2)∠1+∠2=2∠B,理由:
连接GC,如图所示.
由翻折,得∠DGE=∠ACB.
因为∠1=∠DGC+∠DCG,∠2=∠EGC+∠ECG,
所以∠1+∠2=∠DGC+∠DCG+∠EGC+∠ECG=(∠DGC+
∠EGC)+(∠DCG+∠ECG)=∠DGE+∠DCE=2∠ACB.
因为∠B=∠ACB,
所以∠1+∠2=2∠B.
6.[2025·玉林期中]读懂下面的推理过程,并填空(理由或数学式).
中国汉字博大精深,方块文字智慧灵秀,奥妙无穷.如图1是一个“互”字,如图2是由图1抽象出的几何图形,其中AB∥CD,点E,M,F在同一条直线上,点G,N,H在同一条直线上,且∠AEF=∠GHD,MG∥FN.求证:∠EFN=∠G.
证明:如图2,延长EF交CD于点P,
因为AB∥CD(已知),
所以∠AEF=∠EPD(_______________________),
又因为∠AEF=∠GHD(已知),
所以∠EPD=______(等量代换).
所以EP∥GH(_______________________).
所以∠EFN+______=180°(两直线平行,同旁内角互补).
两直线平行,内错角相等
∠GHD
同位角相等,两直线平行
∠FNG
又因为_______(已知),
所以∠FNG+∠G=180°(_________________________).
所以∠EFN=∠G(_______________).
MG∥FN
两直线平行,同旁内角互补
同角的补角相等
7.[2025·临沂期中]如图,点D,E,F分别是三角形ABC的边BC,CA,AB上的点,给定以下三个条件:①DE∥BA ②∠FDE=∠A ③DF∥CA.请从这三个条件中选择两个作为条件(放在已知处),另一个作为结论(放在证明处)组成一个真命题,并进行证明.
已知: , .
求证: .
证明:
解:(答案不唯一)命题一:已知:DE∥BA,DF∥CA,
求证:∠FDE=∠A.
证明:因为DE∥BA,
所以∠FDE=∠BFD(两直线平行,内错角相等).
因为DF∥CA,
所以∠A=∠BFD(两直线平行,同位角相等),
所以∠FDE=∠A(等量代换).
命题二:已知:DE∥BA,∠FDE=∠A,
求证:DF∥CA.
证明:因为DE∥BA,
所以∠FDE=∠BFD(两直线平行,内错角相等).
因为∠FDE=∠A,
所以∠A=∠BFD(等量代换),
所以DF∥CA(同位角相等,两直线平行).
命题三:已知:DF∥CA,∠FDE=∠A,
求证:DE∥BA.
证明:因为DF∥CA,
所以∠A=∠BFD(两直线平行,同位角相等).
因为∠FDE=∠A,
所以∠FDE=∠BFD(等量代换),
所以DE∥BA(内错角相等,两直线平行).
8.已知点A在射线CE上,∠C=∠ADB.
(1)如图1,若AD∥BC,求证:AC∥BD;
(2)如图2,若BD⊥BC,垂足为B,BD交CE于点G,请探究∠DAE与∠C的数量关系,写出你的探究结论,并说明理由;
(3)如图3,在(2)的条件下,过点D作DF∥BC交射线CE于点F,当∠BAC=∠BAD,∠DFE=8∠DAE时,求∠BAD的度数.
解:(1)证明:因为AD∥BC,
所以∠DAE=∠C,
又因为∠C=∠ADB,
所以∠DAE=∠ADB,
所以AC∥BD;
(2)∠DAE+2∠C=90°,理由如下:
如图,过点A作l∥BC交BD于点F,
因为l∥BC,
所以∠DFA=∠CBD=90°,∠C=∠FAE,
所以∠DAE+∠FAE+∠ADB=180°-∠DFA=90°.
因为∠C=∠ADB,∠C=∠FAE,
所以∠DAE+2∠C=90°;
(3)设∠DAE=α,则∠DFE=8α,
所以∠AFD=180°-8α.
因为DF∥BC,
所以∠C=∠AFD=180°-8α,
又因为∠DAE+2∠C=90°,
所以2(180°-8α)+α=90°,
所以α=18°.
又因为∠BAC=∠BAD,
所以∠BAD=∠BAC= (180°+α)=99°,
所以∠BAD的度数为99°.
eq \f(1,2)
$$1.3 几何证明举例
第1课时 几何证明举例(1)
1.下列定理中有逆定理的是( )
A.全等三角形的周长相等
B.若两个数相等,则这两个数的绝对值也相等
C.两直线平行,同旁内角互补
D.如果a=b,那么a2=b2
2.[2024·济南期中]如图,对于下列条件:①∠1=∠2
②∠3=∠4 ③∠C=∠5 ④∠A+∠ADC=180°,其中一
定能得到AD∥BC的条件有( )
A.①② B.②④
C.②③ D.③④
3.如图,把一张两边分别平行的纸条折叠,EF为折痕,ED交BF
于点G,且∠EFB=50°.则下列结论:①∠DEF=50° ②∠AED
=80° ③∠BFC=80° ④∠DGF=100°.其中正确的有( )
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
4.在学习“相交线与平行线”一章时,邱老师组织班上的同学分组开展潜望镜的实践活动,小林同学所在的小组制作了如图1所示的潜望镜模型并且观察成功.大家结合实践活动更好地理解了潜望镜的工作原理.图2中,AB,CD代表镜子摆放的位置,动手制作模型时,应该保证AB与CD平行,已知光线经过镜子反射时,
∠1=∠2,∠3=∠4,若FM⊥MN,则∠1=( )
A.45° B.60°
C.90° D.30°
5.[2024·南阳期末]如图,AB∥CD,∠BEF=60°,则∠1,∠2与∠3之间的关系是( )
A.∠2+∠3-∠1=60°
B.∠1+∠2-∠3=90°
C.∠1+∠3-∠2=60°
D.∠2+∠3-∠1=90°
6.(多选)如图,AB∥CD,EF交AB,CD于点M,N,连接DA并延长
交EF于点E,连接BC并延长交EF于点F.下列结论正确的是( )
A.∠1=∠2
B.∠3=∠B
C.∠E=∠F
D.∠4=∠5
7.[2024·阜新]将一个三角尺(∠A=30°)按如图所示的位置
摆放,直线a∥b,若∠ABD=20°,则∠α的度数是_____.
50°
8.[2024·成都期末]如图,一条公路修到湖边时,需拐弯绕湖
而过,在A,B,C三处经过三次拐弯,此时道路恰好和第一次拐
弯之前的道路平行(即AE∥CD),若∠A=98°,∠B=162°,则
∠C的度数是______.
116°
9.生活中常见的探照灯、汽车大灯等灯具都是凹面镜.如图,
从光源P点照射到凹面镜上的光线PA,PB等反射以后沿着与直线
PF平行的方向射出,若∠CAP=36°,∠DBP=58°,则∠APB的
度数为_____.
94°
10.如图,已知长方形纸片ABCD,点E,F在AD边上,点G,H在
BC边上,分别沿EG,FH折叠,使点D和点A都落在点M处,若∠1+
∠2=116°,则∠EMF的度数是_____.
52°
11.[2024·济南期末]如图,AB∥GE,AG∥BC,∠1=∠2.
(1)DE与AC的位置关系如何?为什么?
(2)∠B与∠G相等吗?请说明理由.
解:(1)DE∥AC,理由略;
(2)∠B=∠G,理由略.
12.[2024·齐齐哈尔期末改编]实践与探究
学习了平行线后,张华通过折纸想出了过点P画直线AB的平行线的方法,折纸过程如下:①-②-③-④.
(1)通过上述的折纸过程,②的折痕PQ与直线AB的位置关系是 ;
(2)下列选项中,能作为判定上述材料中DC∥AB的依据的有 .
(多选)
A.同位角相等,两直线平行
B.内错角相等,两直线平行
C.同旁内角互补,两直线平行
D.平行于同一条直线的两条直线互相平行
E.经过直线外一点,有且只有一条直线与这条直线平行
(3)张华继续探究,他在P,Q两点处安装了绚丽的小射灯,灯P射线从
PD开始绕点P顺时针旋转至PC后立即回转,灯Q射线从QA开始绕点Q顺时
针旋转至QB后立即回转.两灯不停旋转交叉照射,且灯P、灯Q转动的
速度分别是1°/秒、3°/秒,若灯P射线转动20秒后,灯Q射线开始转
动,在灯P射线第一次到达PC之前,当灯Q转动t秒时,灯P射线PN转动
到如⑤的位置,用含t的代数式表示∠DPN=__________;
(20+t)°
(4)在(3)的条件下,在灯P射线第一次到达PC之前,Q灯转动几
秒,两灯的光束互相平行?请直接写出结果.
解:(1)如图1,
因为折叠,
所以直线AB折叠重合为两个角,因为平角为180°,
所以∠AQP=90°,即AQ⊥PQ,
所以PQ与直线AB的位置关系是:垂直;
(2)ABC;
(3)因为灯P、灯Q转动的速度分别是1°/秒、3°/秒,若灯P射线转动20秒后,灯Q射线开始转动,
所以灯P转动20秒后度数为20×1=20°,
又因为当灯Q转动t秒时,灯P射线PN转动到如⑤的位置,
所以此时灯P再次转动了t·1=t°,
所以∠DPN=(20+t)°,
故答案为:(20+t)°;
(4)设灯Q转动t秒,两灯的光束互相平行,
①当0≤t≤70时,如图2,
因为AB∥CD,
所以∠DPN=∠PNA,
因为QH∥PN,
所以∠HQA=∠PNA,
所以∠HQA=∠DPN,
所以3t=1×(20+t),解得t=10;
②当70<t≤160时,如图3,
因为AB∥CD,
所以∠DPN+∠PNB=180°,
因为QH∥PN,
所以∠HQB=∠PNB,
所以∠DPN+∠HQB=180°,
所以3t-180°+1×(20+t)=180°,解得t=85,
综上所述,当t为10秒或85秒时,两灯的光束互相平行.
13.【感知】如图1,若AB∥CD,AM平分∠BAC,求证:∠CAM=∠CMA.
请将下列证明过程补充完整:
证明:因为AM平分∠BAC(已知),
所以∠CAM= (角平分线的定义).
因为AB∥CD(已知),
所以∠CMA= (两直线平行,内错角相等),
所以∠CAM=∠CMA(等量代换).
【探索】如图2,AM平分∠BAC,∠CAM=∠CMA,点E在射线AB上,点F在线段CM上,若∠AEF=∠C,求证:EF∥AC;
【拓展】如图3,将【探索】中的点F移动到线段CM的延长线上,其他条件不变,若∠CAM=3∠MEF=57°,请直接写出∠AME的度数.
解:【感知】∠BAM,∠BAM;
【探索】证明:因为AM平分∠BAC,
所以∠CAM=∠BAM,
因为∠CAM=∠CMA,
所以∠BAM=∠CMA,
所以AB∥CD,
所以∠AEF=∠EFD,
因为∠AEF=∠C,
所以∠EFD=∠C,
所以EF∥AC;
【拓展】由【探索】知EF∥AC,如图,过点M作MG∥AC,
所以EF∥MG,
所以∠GME=∠MEF.
又因为MG∥AC,
所以∠CAM=∠AMG,
所以∠MEF+∠CAM=∠GME+∠AMG=∠AME,
因为∠CAM=3∠MEF=57°,
所以∠MEF=19°,
所以∠AME=∠CAM+∠MEF=57°+19°=76°.
14.[2024·济南期末]【阅读理解】
我们经常过某个点作已知直线的平行线,以便利用平行线的性质来解决问题.
例如:如图1,AB∥CD,点E,F分别在直线AB,CD上,点P在直线AB,CD之间,设∠AEP=∠α,∠CFP=∠β,求证:∠P=∠α+∠β.
证明:如图2,过点P作PQ∥AB,
所以∠EPQ=∠AEP=∠α,
因为PQ∥AB,AB∥CD,所以PQ∥CD,
所以∠FPQ=∠CFP=∠β,
所以∠EPF=∠EPQ+∠FPQ=∠α+∠β.
即∠EPF=∠α+∠β.
可以运用以上结论解答下列问题:
【类比应用】
(1)①如图3,已知AB∥CD,已知∠D=40°,∠GAB=60°,求∠P的度数;
②如图4,已知AB∥CD,点E在直线CD上,点P在直线AB上方,连接PA,PE.设∠A=∠α,∠CEP=∠β,则∠α,∠β,∠P之间有何数量关系?请说明理由;
【拓展应用】
(2)如图5,已知AB∥CD,点E在直线CD上,点P在直线AB上方,连接PA,PE,∠PED的角平分线与∠PAB的角平分线所在直线交于点Q,求 ∠P+∠Q的度数.
解:(1)①如图1,过点P作PQ∥AB,
所以∠APQ=∠GAB=60°,
因为PQ∥AB,AB∥CD,
所以PQ∥CD,
所以∠DPQ=∠D=40°,
所以∠APD=∠APQ+∠DPQ=60°+40°=100°,
即∠APD=100°;
②∠APE=∠α+∠β-180°,理由如下:
如图2,过点P作PQ∥AB,
所以∠A+∠APQ=180°,
因为∠A=∠α,
所以∠APQ=180°-∠A=180°-∠α.
因为PQ∥AB,AB∥CD,
所以PQ∥CD,
所以∠QPE=∠CEP=∠β,
所以∠APE=∠QPE-∠APQ=∠β-(180°-∠α)=∠α+∠β-180°,
即∠APE=∠α+∠β-180°;
(2)设∠BAF=x,∠DEQ=y,
因为AF平分∠PAB,EQ平分∠PED,
所以∠PAB=2∠BAF=2x,
∠PED=2∠DEQ=2y.
所以∠CEP=180°-∠PED=180°-2y,
由(1)可知,∠P=∠PAB+∠CEP-180°=2x-2y,
由材料的结论可知,∠Q=∠BAQ+∠DEQ=(180°-x)+y=180°-x
+y,
所以 ∠P+∠Q= (2x-2y)+180°-x+y=180°.
eq \f(1,2)
eq \f(1,2)
eq \f(1,2)
$$第2课时 几何证明举例(2)
1.[2025·安阳期末]周末,小虎跟着爸爸来到新房装修现场,
在房间内,他们看到了一个人字架(如图所示).爸爸想考考小
虎,便问道:“小虎,这个人字架中的∠3=120°,你能不能
算出∠1比∠2大多少?”请你帮小虎计算一下,正确的答案
是( )
A.80° B.70°
C.60° D.50°
2.[2024·临沂期中]如图,在△ABC中,∠BCD= ∠BCA,
∠CBD= ∠CBA,∠A=75°,则∠D的度数为( )
A.120° B.145°
C.135° D.150°
3.[2024·泰安期中]如图,∠ABC=∠ACB,BD,CD,AD分别平
分△ABC的内角∠ABC,外角∠ACF,外角∠EAC.以下结论:①AD
∥BC ②∠ACB=2∠ADB ③∠BDC= ∠BAC ④2∠ADB+∠CDB
=90° ⑤∠ADC+∠ABD=135°.其中正确的结论有( )
A.2个 B.4个
C.3个 D.5个
4.(多选)如图,下列说法中正确的是( )
A.∠B+∠ACB<180°
B.∠B+∠ACB=180°-∠A
C.∠B<∠ACD
D.∠B>∠AEH
5.[2025·漳州期中]用反证法证明命题“四边形中至少有一个角是钝角或直角”,应先假设( )
A.四边形中有一个内角小于90°
B.四边形中每一个内角都小于90°
C.四边形中有一个内角大于等于90°
D.四边形中每一个内角都大于等于90°
6.[2024·临沂期末]如图是脊柱侧弯的检查示意图,在体检时为方便测出Cobb角∠O的大小,需将∠O转化为与它相等的角,则图中与∠O相等的角是( )
A.∠BEA B.∠EDB
C.∠CEA D.∠ACE
7.[2024·临沂期中]如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC≠BC,
CD是斜边AB上的高,DE⊥AC,DF⊥BC,垂足分别是E,F,则图中
与∠B(∠B除外)相等的角的个数是( )
A.5个 B.4个
C.3个 D.6个
8.[2024·德州期中]如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,∠B=58°,点D,E分别在AB,AC上,将△ADE沿DE折叠得△FDE,且满足EF∥AB,则∠1=( )
A.70° B.72°
C.74° D.68°
9.[2024·济宁期中]如图,在多边形ABCDEF中,若∠D=60°,
则∠A+∠B+∠C+∠E+∠F=____°.
420
10.[规律探究题·双角平分线模型][2024·东营期中]如图,点D
为△ABC边BC延长线上一点,∠ABC与∠ACD的角平分线交于点A1,
∠A1BC与∠A1CD的角平分线交于点A2,…,∠A2 024BC与∠A2 024CD
的角平分线交于点A2 025,若∠A2 025=α,则∠A的值为_______.
22 025α
11.[2024·烟台期末]折纸能锻炼人的综合协调能力,包括手、
眼和大脑. 如图,纸艺社团的小凡拿出一张长方形纸片ABCD,
他先将纸片沿 EF 折叠,再将折叠后的纸片沿GH 折叠,使得
GD′与A′B′重合,展开纸片后测量发现∠AEF=110°, 则
∠D′GH的度数是_____.
25°
12.用反证法求证:三角形的一个外角等于与它不相邻的两个
内角的和.
已知:如图,∠1是△ABC的一个外角.
求证:∠1=∠A+∠B.
证明:假设∠1≠∠A+∠B,
在△ABC中,∠A+∠B+∠2=180°,
如图所示:
所以∠2=180°-∠A-
∠B,
所以∠1+∠2≠180°,
与平角等于180°相矛盾,
所以假设不成立,
所以原命题成立,即∠1=∠A+∠B.
13.[2024·鞍山期中]如图1,CE是△ABC的外角∠ACD的平分线,且CE交BA的延长线于点E.
(1)求证:∠BAC-∠B=2∠E;
(2)如图2,若AF平分∠BAC,∠ECD=50°,∠E=22°,求∠AFC的度数.
解:(1)证明:因为CE平分∠ACD,
所以∠ACE=∠DCE,
因为∠DCE=∠B+∠E,
所以∠ACE=∠B+∠E,
因为∠BAC=∠ACE+∠E,
所以∠BAC=∠B+∠E+∠E=∠B+2∠E,
所以∠BAC-∠B=2∠E;
(2)因为CE是△ABC的外角∠ACD的平分线,
所以∠ACD=2∠ECD=2×50°=100°,
所以∠ACB=180°-100°=80°,
因为∠ECD=50°,∠E=22°,
所以∠B=∠ECD-∠E=50°-22°=28°,
所以∠BAC=∠B+2∠E=28°+2×22°=72°,
因为AF平分∠BAC,
所以∠BAF= ∠BAC=36°,
所以∠AFC=∠B+∠BAF=28°+36°=64°.
14.如图1,在△ABC中,AD平分∠BAC,AE⊥BC,∠B=40°,∠C=70°.
(1)求∠DAE的度数;
(2)如图2,若把“AE⊥BC”变成“点F在DA的延长线上,FE⊥BC”,其他条件不变,∠DFE的度数会变化吗?为什么?
(3)若改变∠B和∠C的度数,但保持∠C>∠B,图1中的∠DAE与∠C-∠B的数量关系会不会改变?试给出结论,并加以证明.
解:(1)因为∠B=40°,∠C=70°,
所以∠BAC=180°-∠B-∠C=180°-40°-70°=70°,
因为AD平分∠BAC,AE⊥BC,
所以∠DAC=∠DAB=35°,∠AEC=90°,
所以∠EAC=90°-∠C=90°-70°=20°,
所以∠DAE=∠DAC-∠EAC=35°-20°=15°;
(2)∠DFE的度数不会变化,理由:
由(1),得∠DAB=35°,
因为∠B=40°,
所以∠FDE=∠B+∠DAB=40°+35°=75°,
因为FE⊥BC,
所以∠FED=90°,
所以∠DFE=180°-∠FDE-∠FED=180°-75°-90°=15°,
所以∠DFE的度数不会变化;
15.[2024·威海期末]【实验探究】
(1)将一副三角板如图1摆放,使三角板DEF的两条直角边分别经过点B,点C,且EF∥BC,则∠ABD+∠ACD= ;
(2)在图1的基础上,三角板ABC保持不动,将三角板DEF旋转得到图2,使三角板DEF的两条直角边依然分别经过点B,点C,则∠ABD+∠ACD= ;
【猜想证明】
如图3,试猜想∠A,∠B,∠C,∠BDC之间的关系,并证明;
【结论应用】
请直接利用以上的结论,解决问题:如图4,∠ABD与∠ACD的角平分线交于点E,若∠A=54°,∠D=98°,求∠E的度数.
解:【实验探究】 (1)因为∠BDC=90°,
所以∠CBD+∠BCD=180°-∠BDC=90°.
因为EF∥BC,
所以∠ABC=90°,∠ACB=45°,
所以∠ABD+∠ACD=∠ABC+∠ACB-(∠CBD+∠BCD)=45°.
故答案为:45°;
(2)因为∠BDC=90°,
所以∠CBD+∠BCD=180°-∠BDC=90°.
因为∠ABC=90°,∠ACB=45°,
所以∠ABD+∠ACD=∠ABC+∠ACB-(∠CBD+∠BCD)=45°.
故答案为:45°;
【猜想证明】∠ABD+∠ACD=∠BDC-∠A,证明如下:
如图,连接BC,
在△ABC中,∠ABC+∠ACB=180°-∠A,
在△DBC中,
∠DBC+∠DCB=180°-∠BDC,
所以∠ABD+∠ACD=(∠ABC+∠ACB)-(∠CBD+∠BCD)=(180°-∠A)-(180°-∠BDC)=∠BDC-∠A,
即∠ABD+∠ACD=∠BDC-∠A;
【结论应用】由【猜想证明】得∠ABD+∠ACD=∠BDC-∠A=98°
-54°=44°,∠ABE+∠ACE=∠BEC-∠A=∠BEC-54°.
因为∠ABD与∠ACD的平分线交于点E,
所以∠ABD=2∠ABE,∠ACD=2∠ACE,
所以∠ABD+∠ACD=2(∠ABE+∠ACE)=2(∠BEC-∠A),
所以44°=2(∠BEC-54°),
所以∠BEC=76°,即∠E=76°.
16.[新定义][2024·济宁期中]在一个三角形中,如果一个角是另一个角的3倍,这样的三角形我们称之为“灵动三角形”.例如,三个内角分别为120°,40°,20°的三角形是“灵动三角形”; 三个内角分别为80°,75°,25°的三角形也是“灵动三角形”等等.如图,∠MON=60°,在射线OM上找一点A,过点A作AB⊥OM于点A,交ON于点B,以A为端点作射线AD,交线段OB于点 C,规定 (0°<∠OAC<90°).
(1)△AOB (填“是”或“不是”) 灵动三角形;
(2)若∠BAC=70°, 则△AOC (填“是”或“不是”) 灵动三角形;
(3)当△ABC为“灵动三角形”时,求∠OAC的度数.
解:(1)是;(2)是;
(3)因为AB⊥OM,
所以∠BAO=90°.
因为∠MON=60°,
所以∠ABO=30°.
①因为△ACB是灵动三角形,∠BAO=90°=3∠BAC>∠BAC,
所以∠BAC≠3∠ABC.
②当∠ACB=3∠ABC时,∠ACB=90°,
所以∠OAC=90°-∠MON=30°;
③当∠ACB=3∠BAC时,∠ABC=30°,
所以∠ACB+∠BAC=150°,
所以4∠BAC=150°,
所以∠BAC=37.5°,
所以∠OAC=90°-∠BAC=52.5°;
④当∠BAC=3∠ACB时,∠ABC=30°,
所以∠ACB+∠BAC=150°,
所以4∠ACB=150°,
所以∠ACB=37.5°,
所以∠BAC=112.5°,不符合题意,舍去;
⑤当∠ABC=3∠BAC时,∠ABC=30°,
所以∠BAC=10°,
所以∠OAC=90°-∠BAC=80°;
⑥当∠ABC=3∠BCA时,∠ABC=30°,
∴∠BCA=10°,
∴∠BAC=140°,不符合题意,舍去.
综上所述,∠OAC的度数为80°或30°或52.5°.
eq \f(1,3)
eq \f(1,3)
eq \f(1,2)
eq \f(1,2)
(3)∠DAE与∠C-∠B的数量关系不会改变,证明:
因为AD平分∠BAC,∠BAC=180°-∠B-∠C,
所以∠DAC=eq \f(1,2)(180°-∠B-∠C)=90°-eq \f(1,2)∠B-eq \f(1,2)∠C,
因为AE⊥BC,所以∠AEC=90°,
所以∠EAC=90°-∠C,因为∠DAE=∠DAC-∠EAC,
所以∠DAE=90°-eq \f(1,2)∠B-eq \f(1,2)∠C-(90°-∠C)=eq \f(1,2)∠C-eq \f(1,2)∠B=eq \f(1,2)(∠C-∠B),
所以∠DAE与∠C-∠B的数量关系不会改变.
$$1.2 证明
第1课时 代数中的推理与证明
1.学习了整式的加减后,嘉淇发现任意三个连续奇数的和一定能被n(n是大于1的整数)整除,关于结论Ⅰ,Ⅱ,下列判断正确的是( )
结论Ⅰ:若设三个连续奇数中最小的奇数为2m-1,则三个连续奇数的和为6m+2;
结论Ⅱ:n的值为3
A.只有Ⅰ正确 B.只有Ⅱ正确
C.Ⅰ,Ⅱ都正确 D.Ⅰ,Ⅱ都不正确
2.[2025·六安期中]在小学我们就知道,如果一个整数的各个数位上的数字的和能被3整除,那么这个整数也能被3整除.如:
3 285的各个数位上的数字的和3+2+8+5=18能被3整除,所以3 285能被3整除;
463的各个数位上的数字的和4+6+3=13不能被3整除,所以463不能被3整除.
设一个三位数的百位数字为a,十位数字为b,个位数字为c,
(1)用代数式表示这个三位数是 ;
(2)若a+b+c能被3整除,试说明这个三位数也能被3整除;
(3)任意三个连续整数的和都能被3整除吗?为什么?
解:(1)100a+10b+c
(2)因为100a+10b+c
=(99a+9b)+(a+b+c)
=3(33a+3b)+(a+b+c),
又因为a+b+c能被3整除,
所以这个三位数也能被3整除;
(3)能,理由如下:
设三个连续整数分别为n-1,n,n+1(n为整数),它们的和为
(n-1)+n+(n+1)=3n,
因为n为整数,
所以(n-1)+n+(n+1)能被3整除.
即任意三个连续整数的和都能被3整除.
3.[2025·石家庄期中]张老师在黑板上写了三个算式,希望同学们认真观察,发现规律.请你结合这些算式,解答下列问题:
请观察以下算式:①32-12=8×1;②52-32=8×2;③72-52=8×3;……
(1)请你写出第④个符合上述规律的算式 ;
(2)验证规律:设两个连续奇数为2n+1,2n-1(其中n为正整数),请验证它们的平方差是8的倍数;
(3)拓展延伸:命题“两个连续偶数的平方差是8的倍数”是 命题.(填“真”或“假”)
解:(1)92-72=8×4
(2)(2n+1)2-(2n-1)2
=4n2+4n+1-(4n2-4n+1)
=4n2+4n+1-4n2+4n-1
=8n;
而8n是8的倍数,则(2n+1)2-(2n-1)2是8的倍数,
即两个连续奇数的平方差是8的倍数;
(3)设两个连续偶数为2n,2n+2,
则(2n+2)2-(2n)2=4n2+8n+4-4n2=4(2n+1),
而2n+1是奇数,
故4(2n+1)不是8的倍数,
即命题:两个连续偶数的平方差是8的倍数是假命题.
故答案为:假.
4.(1)当n=1,2,3时,分别求出代数式n2-12n+35与n2-12n+37的值;
(2)判断下列命题是真命题还是假命题,若是真命题,给出证明;若是假命题,举出反例.
命题1:对任何正整数n,n2-12n+35的值都是自然数;
命题2:对任何正整数n,n2-12n+37的值都是自然数.
解:(1)当n=1时,n2-12n+35
=12-12×1+35
=24,n2-12n+37
=12-12×1+37
=26;
当n=2时,n2-12n+35
=22-12×2+35
=15,n2-12n+37
=22-12×2+37
=17;
当n=3时,n2-12n+35
=32-12×3+35
=8,n2-12n+37
=32-12×3+37=10;
(2)命题1是假命题,命题2是真命题,证明如下:
因为n2-12n+35
=n2-12n+36-1
=(n-6)2-1,
所以当n=6时,n2-12n+35=-1,
此时n2-12n+35不是自然数,故命题1是假命题;
因为n2-12n+37
=n2-12n+36+1
=(n-6)2+1,
所以当n为自然数时,n2-12n+37为大于等于1的整数,
即此时n2-12n+37也为自然数,
故命题2是真命题.
5.[2025·漳州期中]“整体思想”在数学解题中运用广泛,下面例题是运用“整体思想”对多项式进行因式分解:因式分解:(x+1)(x+2)(x+3)(x+4)+1.
解:原式=[(x+1)(x+4)][(x+2)(x+3)]+1
=(x2+5x+4)(x2+5x+6)+1
=(x2+5x)2+10(x2+5x)+24+1
=(x2+5x)2+10(x2+5x)+25
=(x2+5x+5)2.
(1)以上例题解答过程中把 当作一个整体,多项式变形后,运用 公式进行因式分解;
(2)请仿照以上方法对下面多项式进行因式分解:(x-1)(x+2)(x-3)(x+4)+25;
(3)拓展应用:
求证:四个连续自然数n,n+1,n+2,n+3的积与1的和等于一个奇数的平方.
解:(1)(x2+5x);完全平方;
(2)(x-1)(x+2)(x-3)(x+4)+25
=[(x-1)(x+2)][(x-3)(x+4)]+25
=(x2+x-2)(x2+x-12)+25
=(x2+x)2-14(x2+x)+24+25
=(x2+x)2-14(x2+x)+49
=(x2+x-7)2;
(3)证明:n(n+1)(n+2)(n+3)+1
=[n(n+3)][(n+1)(n+2)]+1
=(n2+3n)(n2+3n+2)+1
=(n2+3n)2+2(n2+3n)+1
=(n2+3n+1)2,
因为n是自然数,
所以n(n+3)一定是偶数,
所以n2+3n=n(n+3)是偶数,
所以n2+3n+1是奇数,
所以四个连续自然数n,n+1,n+2,n+3的积与1的和等于一个奇数的平方.
$$第1章 推理与证明
1.1 定义与命题
1.下列语句中属于定义的是( )
A.对顶角相等
B.三角形的内角和等于180°
C.正数大于零
D.能够完全重合的两个图形是全等形
2.命题“等角的补角相等”中的“等角的补角”( )
A.属于条件部分
B.既属于条件部分也属于结论部分
C.属于结论部分
D.既不属于条件部分也不属于结论部分
3.(多选)[2025·广州期中]下列命题为真命题的是( )
A.对顶角相等
B.内错角相等
C.如果a∥b,b∥c,则a∥c
D.实数a,b满足a2=b2,则a=b
4.(多选)下列选项中,可以用来证明命题“若a>b,则|a|>|b|”是假命题的反例是( )
A.a=1,b=0 B.a=1,b=-2
C.a=2,b=-2 D.a=2,b=-1
5.(多选)下列四个命题中,是真命题的是( )
A.两条直线被第三条直线所截,内错角相等
B.如果∠1和∠2是对顶角,那么∠1=∠2
C.一个锐角的余角一定小于这个角的补角
D.如果∠1和∠3互余,∠2与∠3的余角互补,那么∠1和∠2互补
6.“互为余角的两个角之和等于90°”的条件是_____________
___,结论是_____________________.
7.把命题“三条直线两两相交,只有一个交点”写成“如
果……,那么……”的形式为_____________________________
_____________其条件是_________________,结论是_________
_____,该命题是___(填“真”或“假”)命题.
两个角互为余
角
这两个角的和等于90°
如果有三条直线两两相交,那么
只有一个交点
三条直线两两相交
只有一个
交点
假
8.黑板上写有3个命题:
①若a=b,则a2=b2;
②若a,b是有理数,则|a+b|=|a|+|b|;
③若∠A与∠B都是锐角,则这两个角的和是钝角.
(1)上述命题是真命题的是___(填序号),该命题的条件是_____,
结论是______;
①
a=b
a2=b2
(2)对于上述命题中的假命题,请各写出一个反例.
答案:②当a=1,b=-1时,|a+b|=|-1+1|=0,|a|+|b|
=|1|+|-1|=2;
③当∠A=30°,∠B=40°时,∠A与∠B都是锐角,∠A+∠B
=70°.
9.[2025·渭南期中]如图,直线AB,CD被直线BC所截,分别在∠ABC和∠BCD的内部作射线BE和射线CF.现有以下三个条件:①AB⊥BC,CD⊥BC ②∠1=∠2 ③BE∥CF.若以①②为条件,③为结论组成一个命题,请判断这个命题的真假,若为真命题,请说明理由;若为假命题,请举出反例.
解:以①②为条件,③为结论组成一个命题,为:如果AB⊥BC,
CD⊥BC,∠1=∠2,那么BE∥CF,为真命题,理由如下:
因为AB⊥BC,CD⊥BC,
所以∠ABC=∠DCB=90°,
因为∠1=∠2,所以∠ABC-∠1=∠DCB-∠2,
所以∠EBC=∠FCB,
所以BE∥CF.
$$