初中数学几何题(超难)及答案分析

几何经典难题
1、已知：如图，O 是半圆的圆心，C 、E 是圆上的两点，CD ⊥AB ，EF ⊥AB ，EG ⊥CO ． 求证：CD ＝GF ．（初三）
2、已知：如图，P 是正方形ABCD 内点，
∠PAD ＝∠PDA ＝150．
求证：△PBC 是正三角形．（初二）
3、如图，已知四边形ABCD 、A 1B 1C 1D 1都是正方形，A 2、B 2、C 2、D 2分别是AA 1、BB 1、CC 1、DD 1
的中点．
求证：四边形A 2B 2C 2D 2是正方形．（初二）
4、已知：如图，在四边形ABCD 中，AD ＝BC ，M 、N 分别是AB 、CD 的中点，AD 、BC 的延长线交
MN 于E 、F ．
求证：∠DEN ＝∠F ．
5、已知：△ABC 中，H 为垂心（各边高线的交点）
（1）求证：AH ＝2OM ； （2）若∠BAC ＝600，求证：AH ＝AO ．（初三）
A P C D B
A F
G C
E B O D D 2
C 2 B 2 A 2
D 1
C 1
B 1
C B D
A A 1 B
F
6、设MN 是圆O 外一直线，过O 作OA ⊥MN 于A ，自A
，直线EB 及CD 分别交MN 于P 、Q ． 求证：AP ＝AQ ．（初三）
7、如果上题把直线MN 由圆外平移至圆内，则由此可得以下命题：
设MN 是圆O 的弦，过MN 的中点A 任作两弦BC 、DE ，设CD 、EB 分别交MN 于P 、Q ． 求证：AP ＝AQ ．（初三 ）
8、如图，分别以△ABC 的AC 和BC 为一边，在△ABC 的外侧作正方形ACDE 和正方形CBFG ，点P
是EF 的中点．
求证：点P 到边AB 的距离等于AB 的一半．
N
9、如图，四边形ABCD 为正方形，DE ∥AC ，AE ＝AC ，AE 与CD 相交于F ．
求证：CE ＝CF ．（初二）
10、如图，四边形ABCD 为正方形，DE ∥AC ，且CE ＝CA ，直线EC 交DA 延长线于F ．
求证：AE ＝AF ．
11、设P 是正方形ABCD 一边BC
求证：PA ＝PF ．（初二）
12、如图，PC 切圆O 于C ，AC 为圆的直径，PEF 为圆的割线，AE 、AF 与直线PO 相交于B 、D ．求
证：AB ＝DC ，BC ＝AD ．（初三）
E E P
13、已知：△ABC 是正三角形，P 是三角形内一点，PA ＝3，PB ＝4，PC ＝5．
求：∠APB 的度数．（初二）
14、设P 是平行四边形ABCD 内部的一点，且∠PBA ＝∠PDA ．
求证：∠PAB ＝∠PCB ．（初二）
15、设ABCD 为圆内接凸四边形，求证：AB ·CD ＋AD ·BC ＝AC ·BD ．（初三）
16、平行四边形ABCD 中，设E 、F 分别是BC 、AB 上的一点，AE 与CF 相交于P ，且 AE ＝CF ．求证：∠DPA ＝∠DPC ．
17、设P 是边长为1的正△ABC 内任一点，L ＝PA ＋PB ＋PC ，求证：
≤L ＜2．
A
P C B P
A D C
B C
B D A
F
P
D
E
C
B
A
18、已知：P 是边长为1的正方形ABCD 内的一点，求PA ＋PB ＋PC 的最小值．
19、P 为正方形ABCD 内的一点，并且PA ＝a ，PB ＝2a ，PC ＝3a ，求正方形的边长．
20、如图，△ABC 中，∠ABC ＝∠ACB ＝800，D 、E 分别是AB 、AC 上的点，∠DCA ＝300，∠EBA ＝200，求∠BED 的度数．
C
C
D
解答
⊥AB,连接EO 。

由于GOFE 四点共圆，所以∠GFH ＝∠OEG, 即△GHF ∽△OGE,可得
EO GF =GO GH =CO
CD
,又CO=EO ，所以CD=GF 得证。

2. 如下图做△DGC 使与△ADP 全等，可得△PDG 为等边△，从而可得 △DGC ≌△APD ≌△CGP,得出PC=AD=DC,和∠DCG=∠PCG ＝150 所以∠DCP=300 ，从而得出△PBC 是正三角形
3.如下图连接BC 1和AB 12F 与A 2E 并延长相交于Q 点，
连接EB 2并延长交C 2Q 于H 点，连接FB 2并延长交A 2Q 于G 点，
由A 2E=12A 1B 1=12B 1C 1= FB 2 ，EB 2=12AB=12BC=F C 1 ，又∠GFQ+∠Q=900
和
∠GE B 2+∠Q=900,所以∠GE B 2=∠GFQ 又∠B 2FC 2=∠A 2EB 2 ， 可得△B 2FC 2≌△A 2EB 2 ，所以A 2B 2=B 2C 2 ， 又∠GFQ+∠HB 2F=900和∠GFQ=∠EB 2A 2 , 从而可得∠A 2B 2 C 2=900 ， 同理可得其他边垂直且相等，
从而得出四边形A 2B 2C 2D 2是正方形。

4.如下图连接AC并取其中点Q，连接QN和QM，所以可得∠QMF=∠F，∠QNM=∠DEN和∠QMN=
∠QNM，从而得出∠DEN＝∠F。

5.(1)延长AD到F连BF，做OG⊥AF,
又∠F=∠ACB=∠BHD，
可得BH=BF,从而可得HD=DF，
又AH=GF+HG=GH+HD+DF+HG=2(GH+HD)=2OM
(2)连接OB，OC,既得∠BOC=1200，
从而可得∠BOM=600,
所以可得OB=2OM=AH=AO,
得证。

6.证明：作E点关于GA的对称点F，连FQ、FA，FC，
∵OA⊥MN，EF⊥OA，
则有∠FAP=∠EAQ，∠EAP=∠FAQ，FA=EA，
∵∠PAF=∠AFE=∠AEF=180-∠FCD，
∵∠PAF=180-∠FAQ，
∴∠FCD=∠FAQ，
∴FCAQ四点共圆，
∠AFQ=∠ACQ=∠BED，
在△EPA和△FQA中
∠PEA=∠QFA
AF=AE
∠PAE=∠QAF
，
∴△EPA≌△FQA，
∴AP=AQ．
7.作OF⊥CD，OG⊥BE，连接OP，OA，OF，AF，OG，AG，OQ。

由于
2
2
AD AC CD FD FD AB AE BE BG BG
，
由此可得△ADF≌△ABG，从而可得∠AFC=∠AGE。

又因为PFOA与QGOA四点共圆，可得∠AFC=∠AOP和∠AGE=∠AOQ，∠AOP=∠AOQ，从而可得AP=AQ。

8.过E,C,F 点分别作AB 所在直线的高EG ，CI ，FH 。

可得PQ=
2EG
FH。

由△EGA ≌△AIC ，可得EG=AI ，由△BFH ≌△CBI ，可得FH=BI 。

从而可得PQ=
2AI BI
=
2
AB
，从而得证。

9.顺时针旋转△ADE ，到△ABG ，连接CG . 由于∠ABG=∠ADE=900+450=1350
从而可得B ，G ，D 在一条直线上，可得△AGB ≌△CGB 。

推出AE=AG=AC=GC ，可得△AGC 为等边三角形。

∠AGB=300，既得∠EAC=300，从而可得∠A EC=750。

又∠EFC=∠DFA=450+300=750. 可证：CE=CF 。

10.连接BD作CH⊥DE，可得四边形CGDH是正方形。

由AC=CE=2GC=2CH，
可得∠CEH=300，所以∠CAE=∠CEA=∠AED=150，
又∠FAE=900+450+150=1500，
从而可知道∠F=150，从而得出AE=AF。

11.作FG⊥CD，FE⊥BE，可以得出GFEC为正方形。

令AB=Y ，BP=X ,CE=Z ,可得PC=Y-X 。

tan∠BAP=tan∠EPF=X
Y
=
Z
Y X Z
，可得YZ=XY-X2+XZ，
即Z(Y-X)=X(Y-X) ，既得X=Z ，得出△ABP≌△PEF ，得到PA＝PF ，得证。

12.证明：作CQ⊥PD于Q，连接EO，
EQ，EC，OF，QF，CF，
所以PC2=PQ•PO（射影定理），
又PC2=PE•PF，
所以EFOQ四点共圆，
∠EQF=∠EOF=2∠BAD，
又∠PQE=∠OFE=∠OEF=∠OQF，
而CQ⊥PD，所以∠EQC=∠FQC，因为
∠AEC=∠PQC=90°，
故B、E、C、Q四点共圆，
所以∠EBC=∠EQC=1/2∠EQF=1/2∠EOF=∠BAD，
∴CB∥AD，
所以BO=DO，即四边形ABCD是平行四边形，
∴AB=DC，BC=AD．
13.顺时针旋转△ABP 600，连接PQ ，则△PBQ是正三角形。

可得△PQC是直角三角形。

所以∠APB=1500。

14.作过P点平行于AD的直线，并选一点E，使AE∥DC，BE ∥PC.
可以得出∠ABP=∠ADP=∠AEP，可得：
AEBP共圆（一边所对两角相等）。

可得∠BAP=∠BEP=∠BCP，得证。

15.在BD 取一点E ，使∠BCE=∠ACD ，既得△BEC ∽△ADC ，可得：
BE BC =AD AC
，即AD •BC=BE •AC ， ①
又∠ACB=∠DCE ，可得△ABC ∽△DEC ，既得
AB AC =DE
DC
，即AB •CD=DE •AC ， ② 由①+②可得: AB •CD+AD •BC=AC(BE+DE)= AC ·BD ，得证。

16.过D 作AQ ⊥AE ，AG ⊥CF ，由ADE S
=
2
ABCD
S
=DFC
S
，可得：
2AE PQ =2
AE PQ
，由AE=FC 。

可得DQ=DG ，可得∠DPA ＝∠DPC （角平分线逆定理）。

17.（1）顺时针旋转△BPC 600 ，可得△PBE 为等边三角形。

既得PA+PB+PC=AP++PE+EF 要使最小只要AP ，PE ，EF 在一条直线上， 即如下图：可得最小L=
；
（2）过P 点作BC 的平行线交AB,AC 与点D ，F 。

由于∠APD>∠ATP=∠ADP ，
推出AD>AP ①
又BP+DP>BP ② 和PF+FC >PC ③ 又DF=AF ④
由①②③④可得：最大L< 2 ； 由（1）和（2）既得：≤L ＜2 。

18.顺时针旋转△BPC 600 ，可得△PBE 为等边三角形。

既得PA+PB+PC=AP+PE+EF 要使最小只要AP ，PE ，EF 在一条直线上， 即如下图：可得最小PA+PB+PC=AF 。

既得213(1)4
2
= 2
3=
4
23
2
=
2
(31)2
= 231)2
=
62
2。

19.顺时针旋转△ABP 900 ，可得如下图：
既得正方形边长L = 22
22(2
)(
)2
2
a = 522a 。

20.在AB上找一点F，使∠BCF=600，
连接EF，DG，既得△BGC为等边三角形，
可得∠DCF=100 , ∠FCE=200 ,推出△ABE≌△ACF ，
得到BE=CF ，FG=GE 。

推出：△FGE为等边三角形，可得∠AFE=800，
既得：∠DFG=400①又BD=BC=BG ，既得∠BGD=800，既得∠DGF=400②推得：DF=DG ,得到：△DFE≌△DGE ，
从而推得：∠FED=∠BED=300。