4 专题4 几何探究综合题-【中考拐点】2026年四川南充中考数学讲义本配套课件
2026-04-06
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教辅
摘要:
该初中数学中考复习课件聚焦几何探究综合题核心考点,覆盖几何变换、动点问题、类比拓展三大类型,对接中考说明分析考点权重,归纳证明、计算、动态探究等常考题型,精选2023-2025年南充中考真题及模拟题,体现备考针对性与实用性。
课件亮点在于“真题解析+素养培养+技巧指导”模式,如通过矩形折叠问题示范构造全等三角形培养推理能力,动点最值问题利用圆的定义渗透几何直观,类比拓展题通过旋转构造模型发展模型意识。典型题型如直角三角形分类讨论、折叠性质应用等解析,帮助学生掌握解题技巧,教师可依此制定冲刺计划,提升复习效率。
内容正文:
专题4 几何探究综合题
《中考拐点》
2026南充数学
1
例1 (2025·南充) 在矩形ABCD中,AB=10,AD=17,E是线段BC上异于点B的一个动点,连接AE,把△ABE沿直线AE折叠,使点B落在点P处.
【初步感知】(1)如图1,当E为BC的中点时,延长AP
交CD于点F,求证:FP=FC;
类型一
几何变换型探究问题
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类型一
类型二
类型三
2
证明:连接EF.
由折叠可得∠APE=∠B=90°,PE=BE.
∴∠FPE=90°.
∵四边形ABCD为矩形,
∴∠C=90°.
∵E为BC的中点,
∴BE=CE.∴PE=CE.
又∵EF=EF,
∴Rt△EPF≌Rt△ECF(HL).
∴FP=FC.
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类型一
类型二
类型三
【深入探究】(2)如图2,点M在线段CD上,CM=4.点E在移动过程中,求PM的最小值;
解:∵AP=AB=10,点E在移动过程中,AP=10不变,
∴点P在以点A为圆心,10为半径的☉A的弧上.连接AM,当点P在线段AM上时,PM有最小值.
∵AD=17,CD=AB=10,CM=4,
∴DM=6.
∴AM==5.
∴PM的最小值为AM-AP=5-10.
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类型一
类型二
类型三
【拓展运用】(3)如图2,点N在线段AD上,AN=4.点E在移动过程中,点P在矩形内部,当△PDN是以DN为斜边的直角三角形时,求BE的长.
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类型一
类型二
类型三
解:如图,过点P作PH⊥AD于点H,延长HP交BC于点G,连接PD,NP.
∵∠NPD=90°,
∴∠1+∠2=90°.
∵∠1+∠3=90°,
∴∠3=∠2.
又∵∠PHN=∠DHP=90°,
∴△PHN∽△DHP.
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类型一
类型二
类型三
∴.
∴HP2=HN·HD.
∵AN=4,AD=17,
∴DN=13.
设HN=x,则HD=13-x,AH=x+4.
∴HP2=x(13-x).
由折叠,得AP=AB=10.
∵HP2=AP2-AH2=102-(x+4)2,
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类型一
类型二
类型三
∴x(13-x)=102-(x+4)2.
解得x=4.
∴HP=6,AH=8.
∵HG=AB=10,
∴PG=4,BG=AH=8.
设BE=m,则PE=m,GE=8-m.
在Rt△PGE中,PE2=GE2+PG2,
∴m2=(8-m)2+42.
解得m=5,即BE的长为5.
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类型一
类型二
类型三
1.(2023·南充) 如图,正方形ABCD中,点M在边BC上,
点E是AM的中点,连接ED,EC.
(1)求证:ED=EC;
针对训练
证明:在正方形ABCD中,AD=BC,∠BAD=∠ABC=90°,
∵E为AM的中点,∴AE=BE=ME.
∴∠EAB=∠EBA.∴∠EAD=∠EBC.
∴△EAD≌△EBC(SAS).
∴ED=EC.
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类型一
类型二
类型三
(2)将BE绕点E逆时针旋转,使点B的对应点B'落在AC上,连接MB'.当点M在边BC上运动时(点M不与B,C重合),判断△CMB'的形状,并说明理由;
解:△CMB'是等腰直角三角形.
理由:根据旋转的性质可得EB'=EB.
∵EB=AE=ME,∴EB'=AE=ME.
∴∠EAB'=∠EB'A,∠EMB'=∠EB'M.
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类型一
类型二
类型三
∵∠EAB'+∠EB'A+∠EB'M+∠EMB'=180°,∴∠AB'M=∠EB'A+∠EB'M=90°.∴∠MB'C=90°.
在正方形ABCD中,∠ACB=45°,
∴∠B'MC=45°.∴B'M=B'C.
∴△CMB'是等腰直角三角形.
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类型三
(3)在(2)的条件下,已知AB=1,当∠DEB'=45°时,求BM的长.
解:延长BE交AD于点F.
∵∠EAB=∠EBA,∠EAB'=∠EB'A,
∴∠BEM=2∠BAE,∠B'EM=2∠B'AE.
∵∠BAB'=45°,∴∠BEB'=90°.
∴∠B'EF=90°.
∵∠DEB'=45°,∴∠DEF=45°.
∵△EAD≌△EBC,∴∠AED=∠BEC.
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类型一
类型二
类型三
∵∠AEF=∠BEM,
∴∠CEM=∠DEF=45°.
∵∠MCA=45°,∴∠CEM=∠MCA.
又∵∠CME=∠AMC,∴△CME∽△AMC.
∴CM∶AM=EM∶CM.
∵EM=AM,∴CM2=AM2.
在正方形ABCD中,BC=AB=1.
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类型一
类型二
类型三
设BM=x,则CM=1-x.根据勾股定理,得
AM2=AB2+BM2=1+x2.
∴(1+x2)=(1-x)2.
解得x=2-或x=2+(舍去).
∴BM=2-.
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类型一
类型二
类型三
2.(2025·南充模拟)在正方形ABCD中,点E在边CD上运动(不与端点重合),作射线AE,将射线AE绕点A顺时针旋转90°,交射线CB于点F.
(1)如图1,与线段AE始终相等的线段是__________;
图1
AF
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类型一
类型二
类型三
解:AF [∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=AD,∠ADE=∠ABC=∠ABF=∠BAD=90°.
由旋转知,∠EAF=90°.
∴∠BAE+∠DAE=∠BAE+∠BAF.
∴∠DAE=∠BAF.
在△BAF和△DAE中,
∴△BAF≌△DAE(ASA).∴AE=AF.]
图1
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类型一
类型二
类型三
(2)如图2,连接EF交AB于点H,过点A作AG⊥EF于点G,连接DG,试探究点E在运动过程中,∠EDG的大小是否发生变化?若不变,请求出它的度数;若变化,请说明理由;
图2
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类型一
类型二
类型三
解:∠EDG的大小不变.由(1)知,AE=AF,∠EAF=90°.
∴∠AFE=∠AEF=45°.
∵AG⊥EF,∴∠AGE=∠ADE=90°,∠EAG=∠EAF=45°,EG=FG=AG.
∴∠AGE+∠ADE=180°.
∴A,D,E,G四点共圆.
∴∠EDG=∠EAG=45°,
即∠EDG 的度数为45°.
图2
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类型一
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类型三
(3)在(2)的条件下,当tan∠CEF=5时,求的值.
图2
解:∵在 Rt△CEF 中,tan∠CEF==5,
∴设CE=x,则CF=5CE=5x.
∴EF=x.
∴AG=EF=.
又由(1)可知BF=DE.又∵CD=BC,
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类型一
类型二
类型三
∴CF=BF+BC=DE+CD=DE+DE+CE=2DE+x.
∴2DE+x=5x.∴BF=DE=2x.
∵∠FHB=∠AHG,∠FBH=∠AGH=90°,
∴△FHB∽△AHG.∴,
即的值为.
图2
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类型一
类型二
类型三
3.(2025·眉山) 综合与实践
【问题情境】下面是某校数学社团在一次折纸活动中的探究过程.
【操作实践】如图1,将矩形纸片ABCD沿过点C
的直线折叠,使点B落在边AD上的点B'处,折痕
交AB于点E,再沿着过点B'的直线折叠,使点D
落在B'C上的点D'处,折痕交CD于点F.将纸片展
平,画出对应点B',D'及折痕CE,B'F,连接
B'E,B'C,D'F.
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类型一
类型二
类型三
【初步猜想】(1)确定CE和B'F的位置关系及线段BE和CF的数量关系.
创新小组经过探究,发现CE∥B'F,证明过程如下:
由折叠可知∠DB'F=∠CB'F=∠DB'C,∠ECB‘
=∠ECB=∠BCB'.
由矩形的性质,可知AD∥BC,
∴∠DB'C=∠BCB'.
∴①____________________.∴CE∥B'F.
∠ECB'=∠CB'F
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类型一
类型二
类型三
智慧小组先测量BE和CF的长度,猜想其关系为②__________.
经过探究,发现验证BE和CF数量关系的方法不唯一:
方法一:证明△AB'E≌△D'CF,得到B'E=CF,
再由B'E=BE可得结论.
方法二:过点B'作AB的平行线交CE于点G,构造
平行四边形CFB'G,然后证B'G=B'E可得结论.
请补充上述过程中横线上的内容.
BE=CF
解:①∠ECB'=∠CB'F ②BE=CF
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类型一
类型二
类型三
【推理证明】(2)请你结合智慧小组的探究思路,选择一种方法验证BE和CF的数量关系,写出证明过程.
解:(答案不唯一)选择方法二:图1中,过点B作
B'G∥AB交CE于点G,则B'G∥AB∥CD.
∵CE∥B'F,∴四边形CFB'G为平行四边形.∴B'G=CF.
∵AB∥B'G,∴∠B'GE=∠BEC.
由折叠可知∠B'EC=∠BEC,B'E=BE.
∴∠B'GE=∠B'EC.∴B'E=B'G.
∴B'E=CF.∴BE=CF.
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类型一
类型二
类型三
【尝试运用】(3)如图2,在矩形ABCD中,AB=6,按上述操作折叠并展开后,过点B'作B'G∥AB交CE于点G,连接D'G.当△B'D'G为直角三角形时,求出BE的长.
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类型一
类型二
类型三
解:∵B'G∥AB,∴∠GB'D=∠A=90°.
由(2)可知B'E=CF.易得CD'=AB',
△AB'E≌△D'CF(AAS).∴D'F=AE.
设BE=x,则B'G=B'E=CF=x,
D'F=AE=AB-BE=6-x.
∴CD'=AB'=.
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类型一
类型二
类型三
当∠B'GD'=90°时,△B'D'G为直角三角形.∴∠GB'D+∠B'GD'=180°.∴GD'∥AD∥BC.∴∠D'GC=∠ECB.
又∵∠GCD'=∠ECB,∴∠D'GC=∠GCD'.∴D'G=D'C=.
∵B'G∥AB∥CD,∴∠GB'D'=∠FCD'.
∴在Rt△B'GD'和Rt△CD'F中,tan∠GB'D'=
tan∠FCD'.∴,即.
∴x(6-x)=12x-36.
解得x=3-3或x=-3-3(舍去).
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类型一
类型二
类型三
∴BE=3-3;
当∠GD'B'=90°时,如答图,∵∠B'D'F=∠D=90°,
∴∠GD'B'+∠B'D'F=180°.∴G,D',F三点共线.
∴B'C⊥GF.∵四边形CFB'G是平行四边形,
∴四边形CFB'G是菱形.∴∠GCD'=∠FCD'.
∵∠GCD'=∠GCB,∴∠GCD'=∠GCB=∠FCD'=30°.∴CF=2D'F.
设CF=a,则DF=D'F=6-a.∴a=2(6-a).解得a=4.∴BE=CF=4.
综上所述,BE的长为3-3或4.
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类型一
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类型三
例2 (2024·南充) 如图,正方形ABCD的边长为6 cm,E为对角线AC上一点,CE=2AE,点P在AB边上以1 cm/s的速度由点A向点B运动,同时点Q在BC边上以2 cm/s的速度由点C向点B运动,设运动时间为t s(0<t≤3).
(1)求证:△AEP∽△CEQ;
类型二
动点型探究问题
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类型一
类型二
类型三
29
证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴∠PAE=∠QCE=45°.
∵CE=2AE,AP=t,CQ=2t,∴.
∴△AEP∽△CEQ.
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类型一
类型二
类型三
(2)当△EPQ是直角三角形时,求t的值;
解:过点E作EM⊥AB于点M,EN⊥BC于点N.
由题意知,CE=4,AE=2,AM=ME=2,
EN=CN=4,AP=t,CQ=2t,BQ=6-2t,
MP=|t-2|,BP=6-t,QN=|2t-4|,
∴EP2=EM2+MP2,即EP2=22+(2-t)2=t2-4t+8,
PQ2=BP2+BQ2,即PQ2=(6-t)2+(6-2t)2=5t2-36t+72,
EQ2=EN2+NQ2,即EQ2=42+(2t-4)2=4t2-16t+32.
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类型一
类型二
类型三
①当∠EPQ=90°时,EQ2=EP2+PQ2,
即4t2-16t+32=t2-4t+8+5t2-36t+72,
整理,得t2-12t+24=0.
解得t1=6-2,t2=6+2(不合题意,舍去);
②当∠PEQ=90°时,PQ2=EP2+EQ2,
即5t2-36t+72=t2-4t+8+4t2-16t+32,
整理,得t-2=0.解得t=2;
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类型一
类型二
类型三
③当∠PQE=90°时,EP2=PQ2+EQ2,
即t2-4t+8=5t2-36t+72+4t2-16t+32.
整理,得t2-6t+12=0,此方程无实数解.
综上所述,当△EPQ是直角三角形时,
t的值为6-2或2.
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类型一
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类型三
(3)连接AQ,当tan∠AQE=时,求△AEQ的面积.
解:如图,过点A作AF⊥AC,交CB的延长线于点F,连接FE交AQ于点G.
∵AF⊥AC,∠ACF=45°,∴AF=AC.
又∵CE=2AE,
∴.∴tan∠AFE=.
∵tan∠AQE=,∴∠AFE=∠AQE.
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类型一
类型二
类型三
又∵∠AGF=∠EGQ,
∴△AGF∽△EGQ.∴.
又∵∠AGE=∠FGQ,
∴△AGE∽△FGQ.∴∠AEG=∠FQG.
∵∠AFE+∠AEF=90°,
∴∠FQG+∠EQG=90°,即∠FQE=90°.
∴AB∥EQ,△EQC是等腰直角三角形.
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类型一
类型二
类型三
∴,即.
∴QC=QE=4.
∴
=QC·AB-QC·EQ
=×4×6-×4×4
=4(cm2).
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类型一
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类型三
4.(2022·南充) 如图,在矩形ABCD中,O是AB的中点,M是射线DC上的动点,点P在线段AM上(不与点A重合),OP=AB.
(1)判断△ABP的形状,并说明理由;
针对训练
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类型一
类型二
类型三
解:△ABP是直角三角形.
理由:∵O是AB的中点,∴AO=OB=AB.
∵OP=AB,∴OP=OA=OB.
∴∠OBP=∠OPB,∠OAP=∠OPA.
∵∠OAP+∠OPA+∠OBP+∠OPB=180°,
∴∠OPA+∠OPB=90°.
∴∠APB=90°.∴△ABP是直角三角形.
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类型一
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类型三
(2)当M为边DC的中点时,连接CP并延长交AD于点N.求证:PN=AN;
证明:如图1,延长AM,BC交于点Q.
∵M是CD的中点,∴DM=CM.
∵∠D=∠MCQ=90°,∠AMD=∠QMC,
∴△ADM≌△QCM(ASA).
∴AD=CQ=BC.
∵∠APB=90°,∴∠BPQ=90°.
∴PC=BQ=BC.∴∠CPB=∠CBP.
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类型一
类型二
类型三
∵∠OPB=∠OBP,
∴∠OPC=∠OBC=90°.
∴∠OPN=∠OPA+∠APN=90°.
∵∠OAP+∠PAN=90°,∠OAP=∠OPA,
∴∠APN=∠PAN.∴PN=AN.
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类型一
类型二
类型三
(3)点Q在边AD上,AB=5,AD=4,DQ=,当∠CPQ=90°时,求DM的长.
解:分两种情况:
①如图2,当点M在CD上时,过点P作GH∥CD,
交AD于点G,交BC于点H.
设DM=x,QG=a,则CH=DG=a+,
BH=AG=4--a=-a.
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类型一
类型二
类型三
∵PG∥DM,∴△AGP∽△ADM.
∴,即.
∴PG=x-ax.
∵∠CPQ=90°,∴∠CPH+∠QPG=90°.
∵∠CPH+∠PCH=90°,
∴∠QPG=∠PCH.
∴tan∠QPG=tan∠PCH,即.
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类型一
类型二
类型三
∴PH·PG=QG·CH.同理,得∠APG=∠PBH,
∴tan∠APG=tan∠PBH,即.
∴PG·PH=AG·BH=AG2.
∴AG2=QG·CH,即=a.
∴a=.
∵PG·PH=AG2,∴·.
解得x1=12(舍去),x2=.∴DM=.
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类型一
类型二
类型三
②如图3,当M在DC的延长线上时,同理,得DM=12.
综上所述,DM的长是或12.
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类型一
类型二
类型三
5.(2020·南充) 如图,边长为1的正方形ABCD中,点K在AD上,连接BK,过点A,C作BK的垂线,垂足分别为M,N,点O是正方形ABCD的中心,连接OM,ON.
(1)求证:AM=BN;
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类型一
类型二
类型三
证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC,∠ABC=90°.
∴∠ABM+∠CBM=90°.
∵AM⊥BM,CN⊥BN,
∴∠AMB=∠BNC=90°.
∴∠MAB+∠ABM=90°.
∴∠MAB=∠CBM.
∴△ABM≌△BCN(AAS).
∴AM=BN.
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类型一
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类型三
(2)请判定△OMN的形状,并说明理由;
解:△OMN是等腰直角三角形.
理由:连接OB.
∵点O是正方形ABCD的中心,
∴OA=OB,∠OBA=∠OAB=45°=∠OBC,
AO⊥BO.
∵∠MAB=∠CBM,
∴∠MAB-∠OAB=∠CBM-∠OBC,
即∠MAO=∠NBO.
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类型二
类型三
又AM=BN,OA=OB,
∴△AOM≌△BON(SAS).
∴MO=NO,∠AOM=∠BON.
∵∠AON+∠BON=90°,
∴∠AON+∠AOM=90°,即∠MON=90°.
∴△OMN是等腰直角三角形.
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类型三
(3)若点K在线段AD上运动(不包括端点),设AK=x,△OMN的面积为y,求y关于x的函数关系式(写出x的范围);若点K在射线AD上运动,且△OMN的面积为,请直接写出AK长.
解:在Rt△ABK中,BK=.
∵AK·AB=BK·AM,
∴AM=.
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类型一
类型二
类型三
∴BN=AM=.
∵cos∠ABK=,
∴BM=.
∴MN=BM-BN=.
∴S△OMN=MN2=,
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类型一
类型二
类型三
即y=(0<x<1).
当点K在线段AD上时,则.
解得x1=3(不合题意,舍去),x2=;
当点K在线段AD的延长线时,同理可求y=(x>1),
∴.
解得x1=3,x2=(不合题意,舍去).
综上所述,AK的长为3或时,△OMN的面积为.
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类型一
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类型三
6.(2019·南充) 如图,在正方形ABCD中,点E是AB边上的一点,以DE为边作正方形DEFG,DF与BC交于点M,延长EM交GF于点H,EF与GB交于点N,连接CG.
(1)求证:CD⊥CG;
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类型三
证明:∵四边形ABCD和四边形DEFG是正方形,∴∠A=∠ADC=∠EDG=90°,
AD=CD,DE=DG.∴∠ADE=∠CDG.
在△ADE和△CDG中,
∴△ADE≌△CDG(SAS).
∴∠A=∠DCG=90°.∴CD⊥CG.
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类型三
(2)若tan∠MEN=,求的值;
解:∵CD⊥CG,DC⊥BC,
∴G,C,M三点共线.
∵四边形DEFG是正方形,
∴DG=DE,∠EDM=∠GDM=45°.
又DM=DM,∴△EDM≌△GDM(SAS).
∴∠DME=∠DMG.
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类型三
又∠DMG=∠NMF,∴∠DME=∠NMF.
又∠EDM=∠NFM=45°,
∴△DME∽△FMN.∴.
又DE∥HF,∴.
又ED=EF,∴.
在Rt△EFH中,tan∠HEF=tan∠MEN=,∴.
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类型三
(3)已知正方形ABCD的边长为1,点E在运动过程中,EM的长能否为?请说明理由.
解:EM的长不可能为.
理由:设AE=x,则BE=1-x,CG=x.
设CM=y,则BM=1-y,EM=GM=x+y.
在Rt△BEM中,BE2+BM2=EM2,
∴(1-x)2+(1-y)2=(x+y)2,
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类型一
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类型三
解得y=.∴EM=x+y=.
若EM=,则.
化简,得2x2-x+1=0.
∵Δ=-7<0,∴方程无解.
故EM的长不能为.
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类型三
例3 通过类比联想、引申拓展研究典型题目,可达到“解一题知一类”的目的.下面是一个案例,请补充完整.
原题:如图1,点E,F分别在正方形ABCD的边BC,CD上,∠EAF=45°,连接EF,则EF=BE+DF,试说明理由.
类型三
类比拓展型探究问题
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类型三
58
(1)思路梳理 ∵AB=AD,∴把△ABE绕点A逆时针旋转90°至△ADG,可使AB与AD重合.
∵∠ADG=∠B=90°,
∴∠FDG=180°,点F,D,G共线.
根据“__________”,易证△AFG≌__________,得EF=BE+DF.
SAS
△AFE
解:SAS △AFE
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类型三
(2)类比引申 如图2,四边形ABCD中,AB=AD,∠BAD=90°,点
E,F分别在边BC,CD上,∠EAF=45°.若∠B,∠D都不是直角,则当∠B与∠D满足等量关系____________________________时,仍有EF=BE+DF.
∠B+∠D=180°(或互补)
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类型三
解:∠B+∠D=180°(或互补) 提示:当∠B+∠ADC=180°时,与(1)类似,将△ABE绕点A逆时针旋转90°后,可得点F,D,G共线,如图①.根据“SAS”易证△AFG≌△AFE,得EF=BE+DF.
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类型三
(3)联想拓展 如图3,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,点D,E均在边BC上,且∠DAE=45°.猜想BD,DE,EC应满足的等量关系,并写出推理过程.
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类型二
类型三
解:BD2+EC2=DE2.理由如下:
∵AB=AC,∠BAC=90°,
∴将△ABD绕点A逆时针旋转90°至△ACF,可使AB与AC重合.
如图②,连接EF.由旋转可知,∠1=∠3,∠B=∠5,AD=AF,BD=CF.
∵∠DAE=45°,∴∠1+∠2=∠2+∠3=45°,
∴∠DAE=∠FAE.
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类型一
类型二
类型三
∵AD=AF,AE=AE,
∴△ADE≌△AFE(SAS).∴DE=EF.
又AB=AC,∠BAC=90°,
∴∠B=∠4=∠5=45°,∴∠ECF=90°.
由勾股定理,得CF2+EC2=EF2,
∴BD2+EC2=DE2.
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7.(2025·成都) 如图,在▱ABCD中,点E在BC边上,点B关于直线AE的对称点F落在▱ABCD内,射线AF交射线DC于点G,交射线BC于点P,射线EF交CD边于点Q.
【特例感知】(1)如图1,当CE=BE时,点P在BC延
长线上,求证:△EFP≌△ECQ;
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证明:由轴对称的性质,得∠B=∠AFE,BE=FE.
∵四边形ABCD是平行四边形,∴AB∥CD.∴∠B=∠PCG.∴∠AFE=∠PCG.
∴∠EFP=∠ECQ.
∵CE=BE,BE=EF,∴EF=EC.
又∵∠FEP=∠CEQ,
∴△EFP≌△ECQ(ASA).
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【问题探究】(2)在(1)的条件下,若CG=3,GQ=5,求DQ的长;
解:∵△EFP≌△ECQ,
∴EQ=EP,∠CQE=∠P.
∵EF=EC,∴FQ=CP.
∵∠FGQ=∠CGP,∠CQE=∠P,
∴△FQG≌△CPG(AAS).
∴FG=CG=3,GP=GQ=5.
由折叠的性质,得AF=AB.
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∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB∥CD,AB=CD.∴△CPG∽△BPA.
∴,即.
∴AB=12.∴CD=12.
∴DQ=CD-CG-QG=4.
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【拓展延伸】(3)如图2,当CE=2BE时,点P在BC边上,若,求的值.(用含n的代数式表示)
解:图2中,延长AD,EQ交于点M.设CQ=a,BE=b.∵,CE=2BE,∴DQ=an,CE=2b.∴AB=CD=(n+1)a,AD=3b.
∵△ABE与△AFE关于AE对称,∴AF=AB=(n+1)a.
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∵AD∥BC,即DM∥EC,∴△DQM∽△CQE.∴,即=n.∴DM=2nb.
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴∠B+∠ECQ=180°.
又∵△ABE与△AFE关于AE对称,
∴∠AFE=∠B.
∵∠AFE+∠EFP=180°,
∴∠ECQ=∠EFP.
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又∵∠FEP=∠CEQ,∴△FEP∽△CEQ.
∴,即.∴PF=a.
∵AD∥BC,∴△AMF∽△PEF.
∴,∴.
∴PE=b.
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∴PC=CE-PE=2b-b=b.
又∵PC∥AD,∴△GPC∽△GAD.
∴.
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8.(2025·达州) 综合与实践
问题提出:探究图形中线段之间的数量关系,通常将一个图形分割成几个图形,根据面积不变,获得线段之间的数量关系.
探究发现:如图1,在△ABC中,AC=BC,P是AB边上
一点,过点P作PD⊥AC于点D,PE⊥BC于点E,过点A
作AF⊥BC于点F,连接CP,由图形面积分割法,得
S△ABC=S△APC+_______,则AF=_______+________;
S△BPC
PD
PE
解:探究发现:S△BPC PD PE
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实践应用:如图2,△ABC是等边三角形,AC=3,G是AB边上一点,连接CG,将线段CG绕点C逆时针旋转60°得CF,连接GF交BC于点P,过点P作PD⊥CG于点D,PE⊥CF于点E,当AG=1时,求PD+PE的值;
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解:实践应用:图2中,过点G作GM⊥AC于点M.
∵△ABC为等边三角形,∴∠A=60°.
在Rt△AMG中,AG=1,∴AM=AG·cos 60°=,GM=AG·
sin 60°=.
∵AC=3,∴CM=AC-AM=.
在Rt△CGM中,CG=.
∵将线段CG绕点C逆时针旋转60°得CF,
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∴CG=CF,∠GCF=60°.∴△CGF是等边三角形.∴GF=CF=CG=,∠F=60°.
图2中,过点G作GN⊥CF于点N.
在Rt△GFN中,GN=GF·sin 60°=.
由探究发现可知PD+PE=GN=.
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拓展延伸:如图3,已知AB是半圆O的直径,AC,BE是弦,AC=BE,P是AB上一点,PD⊥AC,垂足为D,AB=10,AD=2,BD=4,求S△PAC+S△PBE的值.
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解:拓展延伸:图3 中,延长AC,BE交于点Q,连接BC,过点P作PM⊥BE于点M.
设CD=x,则AC=2+x.
∵AB为半圆O的直径,∴∠ACB=90°.
∵AB=10,BD=4,∴在Rt△ACB中,
BC2=AB2-AC2=102-(2+x)2.
在Rt△BCD中,
BC2=BD2-CD2=(4)2-x2.
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∴102-(2+x)2=(4)2-x2.解得x=4.
∴BE=AC=2+x=6.∴.
∴,即.
∴∠ABE=∠BAC.
∴△ABQ为等腰三角形,AQ=BQ.
∵PD⊥AC,BC⊥AC,PM⊥BE,
∴由探究发现可知BC=PD+PM.
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在Rt△ABC中,BC==8,
∴PD+PM=8.
∴S△PAC+S△PBE=AC·PD+BE·PM
=×6×PD+×6×PM=3(PD+PM)
=3×8=24.
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