中考数学24题 几何证明
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重庆中考数学第24题专题训练
【典题1】如图,在直角梯形ABCD中,AD∥BC,∠ABC=90°,E为AB延长线上一点,连接ED,与BC交于点H.过E作CD的垂线,垂足为CD上的一点F,并与BC交于点G.已知G为CH的中点,且∠BEH=∠HEG.(1)若HE=HG,求证:△EBH≌△GFC;
(2)若CD=4,BH=1,求AD的长.
(1)证明:∵HE=HG,
∴∠HEG=∠HGE,
∵∠HGE=∠FGC,∠BEH=∠HEG,
∴∠BEH=∠FGC,
∵G是HC的中点,
∴HG=GC,
∴HE=GC,
∵∠HBE=∠CFG=90°.
∴△EBH≌△GFC;
(2)解:过点H作HI⊥EG于I,
∵G为CH的中点,
∴HG=GC,
∵EF⊥DC,
HI⊥EF,
∴∠HIG=∠GFC=90°,
∠FGC=∠HGI,
∴△GIH≌△GFC,
∵△EBH≌△EIH(AAS),
∴FC=HI=BH=1,
∴AD=4-1=3.
【典题2】已知,Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠CAB=30°.分别以AB、AC为边,向形外作等边△ABD和等边△ACE.
(1)如图1,连接线段BE、CD.求证:BE=CD;
(2)如图2,连接DE交AB于点F.求证:F为DE中点.
证明:(1)∵△ABD和△ACE是等边三角形,
∴AB=AD,AC=AE,∠DAB=∠EAC=60°,
∴∠DAB+∠BAC=∠EAC+∠BAC,即∠DAC=∠BAE,
在△DAC和△BAE中,
AC=AE ∠DAC=∠BAE AD=AB ,
∴△DAC≌△BAE(SAS),
∴DC=BE;
(2)如图,作DG∥AE,交AB于点G,
由∠EAC=60°,∠CAB=30°得:∠FAE=∠EAC+∠CAB=90°,
∴∠DGF=∠FAE=90°,
又∵∠ACB=90°,∠CAB=30°,
∴∠ABC=60°,
又∵△ABD为等边三角形,∠DBG=60°,DB=AB,
∴∠DBG=∠ABC=60°,
在△DGB和△ACB中,
∠DGB=∠ACB ∠DBG=∠ABC DB=AB ,
∴△DGB≌△ACB(AAS),
∴DG=AC,
又∵△AEC为等边三角形,∴AE=AC,
∴DG=AE,
在△DGF和△EAF中,
∠DGF=∠EAF ∠DFG=∠EFA DG=EA ,
∴△DGF≌△EAF(AAS),
∴DF=EF,即F为DE中点.
【典题3】如图,在梯形ABCD中,AD∥BC,∠C=90°,E为CD的中点,EF∥AB交BC于点F (1)求证:BF=AD+CF;
(2)当AD=1,BC=7,且BE平分∠ABC时,求EF的长.
(1)证明:如图(1),延长AD交FE的延长线于N
∵∠NDE=∠FCE=90°
∠DEN=∠FEC
DE=EC
∴△NDE≌△FCE
∴DN=CF
∵AB∥FN,AN∥BF∴四边形ABFN是平行四边形
∴BF=AD+DN=AD+FC
(2)解:∵AB∥EF,
∴∠ABN=∠EFC,即∠1+∠2=∠3,
又∵∠2+∠BEF=∠3,
∴∠1=∠BEF,∴BF=EF,
∵∠1=∠2,∴∠BEF=∠2,
∴EF=BF,
又∵ BC+AD=7+1
∴ BF+CF+AD=8
而由(1)知CF+AD=BF
∴ BF+BF=8
∴2BF=8,
∴BF=4,∴BF=EF=4
【典题4】在等腰梯形ABCD中,AD∥BC,AB=AD=CD,∠ABC=60°,延长AD到E,使DE=AD,延长DC到F,使DC=CF,连接BE、BF和EF.
⑴求证:△ABE≌△CFB;
⑵如果AD=6,tan∠EBC的值.
解:(1)证明:连结CE,
在△BAE与△FCB中,
∵ BA=FC,∠A=∠BCF,, AE=BC,
∴△BAE≌△FCB;
(2)延长BC交EF于点G,作AH⊥BG于H,作AM⊥BG,∵△BAE≌△FCB,
∴∠AEB=∠FBG,BE=BF,
∴△BEF为等腰三角形,
又∵AE∥BC,
∴∠AEB=∠EBG,
∴∠EBG=∠FBG,
∴BG⊥EF,
∵∠AMG=∠EGM=∠AEG=90°,
∴四边形AMGE为矩形,
∴AM=EG,
在Rt△ABM中,A
B D
E
C
F
AM=AB ?sin60°=6× 23 =33 ,
∴EG=AM=33,
BG=BM+MG=6×2+6×cos60°=15,
∴tan ∠EBC=531533==BG
EG 【典题5】已知:AC 是矩形ABCD 的对角线,延长CB 至E ,使CE=CA ,F 是AE 的中点,连接DF 、CF 分别交AB 于G 、H 点(1)求证:FG=FH ;(2)若∠E=60°,且AE=8时,求梯形AECD 的面积.
(1)证明:连接BF
∵ABCD 为矩形
∴AB ⊥BC AB ⊥AD AD=BC
∴△ABE 为直角三角形
∵F 是AE 的中点
∴AF=BF=BE
∴∠FAB=∠FBA
∴∠DAF=∠CBF
∵ AD=BC, ∠DAF=∠CBF ,AF=BF ,
∴△DAF ≌△CBF
∴∠ADF=∠BCF
∴∠FDC=∠FCD
∴∠FGH=∠FHG
∴FG=FH ;
(2)解:∵AC=CE ∠E=60° ∴△ACE 为等边三角形
∴CE=AE=8
∵AB ⊥BC
∴BC=BE=CE
21=4
∴根据勾股定理AB=34
∴梯形AECD 的面积=21×(AD+CE)×CD=21
×(4+8)×34=324
【典题6】如图,直角梯形ABCD 中,AD ∥BC ,∠BCD=90°,且CD=2AD ,tan ∠ABC=2,过点D 作DE ∥AB ,
交∠BCD 的平分线于点E ,连接BE .
(1)求证:BC=CD ;
(2)将△BCE 绕点C ,顺时针旋转90°得到△DCG ,连接EG .求证:CD 垂直平分EG ;
(3)延长BE 交CD 于点P .求证:P 是CD 的中点.
证明:(1)延长DE 交BC 于F ,
∵AD ∥BC ,AB ∥DF ,
∴AD=BF ,∠ABC=∠DFC .
在Rt △DCF 中,
∵tan ∠DFC=tan ∠ABC=2, ∴CF CD
=2,
即CD=2CF ,
∵CD=2AD=2BF ,
∴BF=CF ,
∴BC=BF+CF=21CD+21
CD=CD .
即BC=CD .
(2)∵CE 平分∠BCD ,
∴∠BCE=∠DCE ,
由(1)知BC=CD ,
∵CE=CE ,
∴△BCE ≌△DCE ,
∴BE=DE ,
由图形旋转的性质知CE=CG ,BE=DG ,
∴DE=DG ,
∴C ,D 都在EG 的垂直平分线上,
∴CD 垂直平分EG .
(3)连接BD ,
由(2)知BE=DE ,
∴∠1=∠2.
∵AB ∥DE ,
∴∠3=∠2.∴∠1=∠3.
∵AD ∥BC ,∴∠4=∠DBC .
由(1)知BC=CD ,
∴∠DBC=∠BDC ,∴∠4=∠BDP .
又∵BD=BD ,∴△BAD ≌△BPD(ASA)
∴DP=AD .
∵AD=21CD ,∴DP=21
CD .
∴P 是CD 的中点.
【典题7】如图,直角梯形ABCD 中,∠DAB=90°,AB ∥CD ,AB=AD ,∠ABC=60度.以AD 为边在直角梯形
ABCD 外作等边三角形ADF ,点E 是直角梯形ABCD 内一点,且∠EAD=∠EDA=15°,连接EB 、EF .
(1)求证:EB=EF ;
(2)延长FE 交BC 于点G ,点G 恰好是BC 的中点,若AB=6,求BC 的长.
(1)证明:∵△ADF 为等边三角形,
∴AF=AD ,∠FAD=60°
∵∠DAB=90°,∠EAD=15°,AD=AB
∴∠FAE=∠BAE=75°,AB=AF ,
∵AE 为公共边
∴△FAE ≌△BAE
∴EF=EB
(2)过C 作CQ ⊥AB 于Q ,
∵CQ=AB=AD=6,
∵∠ABC=60°,
∴BC=6÷ 23 =34.
【典题8】已知,矩形ABCD 中,延长BC 至E ,使BE=BD ,F 为DE 的中点,连结AF 、CF.求证:
(1)∠ADF=∠BCF ;
(2) AF ⊥CF.
证明:(1)在矩形ABCD 中,
∵∠ADC=∠BCD=90°,
∴∠DCE=90°,
在Rt △DCE 中,
∵F 为DE 中点,
∴DF=CF ,
∴∠FDC=∠DCF ,
∴∠ADC+∠CDF=∠BCD+∠DCF ,
即∠ADF=∠BCF ;
(2)连接BF ,
∵BE=BD ,F 为DE 的中点,
∴BF ⊥DE ,
∴∠BFD=90°,即∠BFA+∠AFD=90°,
在△AFD 和△BFC 中 AD=BC ∠ADF=∠BCF CF=DF ,
∴△ADF ≌△BCF ,
∴∠AFD=∠BFC ,
∵∠AFD+∠BFA=90°,
∴∠BFC+∠BFA=90°,
即∠AFC=90°,
∴AF ⊥FC .
【典题9】如图,在直角梯形ABCD 中,AD ⊥DC ,AB ∥DC ,AB=BC ,AD
与BC 延长线交于点F ,G 是DC 延长线上一点,AG ⊥BC 于E .
(1)求证:CF=CG ;
(2)连接DE ,若BE=4CE ,CD=2,求DE 的长.
解答:(1)证明:连接AC ,
∵DC ∥AB ,AB=BC ,
∴∠1=∠CAB ,∠CAB=∠2,
∴∠1=∠2;
∵∠ADC=∠AEC=90°,AC=AC ,
∴△ADC ≌△AEC ,
∴CD=CE ;
∵∠FDC=∠GEC=90°,∠3=∠4,
∴△FDC ≌△GEC ,
∴CF=CG .
(2)解:由(1)知,CE=CD=2,
∴BE=4CE=8,
∴AB=BC=CE+BE=10,
∴在Rt △ABE 中,AE= AB 2-BE 2 =6,
∴在Rt △ACE 中,AC= AE 2+CE 2 =102
由(1)知,△ADC ≌△AEC ,
∴CD=CE ,AD=AE ,
∴C 、A 分别是DE 垂直平分线上的点,
∴DE ⊥AC ,DE=2EH ;(8分)
在Rt △AEC 中,S △AEC =21 AE ?CE=21
AC ?EH , ∴EH=AC CE
AE ? =10226? =5103
∴DE=2EH=2×5103=510
6
【典题10】如图,在正方形ABCD 中,E 、F 分别为BC 、AB 上两点,且BE=BF ,过点B 作AE 的垂线交AC 于点G ,过点G 作CF 的垂线交BC 于点H 延长线段AE 、GH 交于点M .
(1)求证:∠BFC=∠BEA ;
(2)求证:AM=BG+GM .
证明:(1)在正方形ABCD 中,AB=BC ,∠ABC=90°,
在△ABE 和△CBF 中,
AB=BC ∠ABC=∠ABC BE=BF ,
∴△ABE ≌△CBF (SAS ),
∴∠BFC=∠BEA ;
(2)连接DG ,在△ABG 和△ADG 中,
AB=AD ∠DAC=∠BAC=45° AG=AG ,
∴△ABG ≌△ADG (SAS ),
∴BG=DG ,∠2=∠3,
∵BG ⊥AE ,
∴∠BAE+∠2=90°,
∵∠BAD=∠BAE+∠4=90°,
∴∠2=∠3=∠4,
∵GM⊥CF,
∴∠BCF+∠1=90°,
又∠BCF+∠BFC=90°,
∴∠1=∠BFC=∠2,
∴∠1=∠3,
在△ADG中,∠DGC=∠3+45°,
∴∠DGC也是△CGH的外角,
∴D、G、M三点共线,
∵∠3=∠4(已证),
∴AM=DM,
∵DM=DG+GM=BG+GM,
∴AM=BG+GM.
【典题11】直角梯形ABCD中,AB∥CD,∠C=90°,AB=BC,M为BC边上一点.(1)若∠DMC=45°,求证:AD=AM.(2)若∠DAM=45°,AB=7,CD=4,求BM的值.(1)证明:作AF⊥CD交延长线于点F.
∵∠DMC=45°,∠C=90°
∴CM=CD,
又∵∠B=∠C=∠AFD=90°,AB=BC,
∴四边形ABCF为正方形,
∴BC=CF,
∴BM=DF,
在Rt△ABM和Rt△AFD中,AB=AF,∠B=∠AFD=90°,BM=DF,
∴△ABM≌△AFD,
∴AD=AM.
(2)解:把Rt△ABM绕点A顺时针旋转90°,使AB与AE重合,得Rt△AFN.
∵∠DAM=45°,
∴∠BAM+∠DAF=45°,
由旋转知∠BAM=∠NAF,∴∠DAF+∠NAF=45°,
即∠DAM=∠DAN,
由旋转知AM=AN,
∴△ADM≌△ADN,
∴DM=DN,
设BM=x,
∵AB=BC=CF=7,
∴CM=7-x
又∵CD=4,
∴DF=3,BM=FN=x,
∴MD=DN=3+x,
在Rt △CDM 中,(7-x )2+42=(3+x )2
, 解得:x=514
∴BM 的值为514
.
答:BM 的值为514
.
【典题12】如图,AC 是正方形ABCD 的对角线,点O 是AC 的中点,点Q 是AB 上一点,连接CQ ,DP ⊥CQ 于点E ,交BC 于点P ,连接OP ,OQ ;
求证:
(1)△BCQ ≌△CDP ;
(2)OP=OQ .
证明:∵四边形ABCD 是正方形,
∴∠B=∠PCD=90°,BC=CD ,
∴∠2+∠3=90°,
又∵DP ⊥CQ ,
∴∠2+∠1=90°,
∴∠1=∠3,
在△BCQ 和△CDP 中,
∠B=∠PCD BC=CD ∠1=∠3 .
∴△BCQ ≌△CDP .
(2)
连接OB .
由(1):△BCQ ≌△CDP 可知:BQ=PC ,
∵四边形ABCD 是正方形,
∴∠ABC=90°,AB=BC ,
而点O 是AC 中点, ∴BO=21AC=CO ,∠4=21
∠ABC=45°=∠PCO ,
在△BCQ 和△CDP 中, BQ=CP ∠4=∠PCO BO=CO
∴△BOQ ≌△COP ,
∴OQ=OP .