初中数学中考复习 2020中考数学 专题练习:轴对称相关的几何综合题型(含答案)
展开典例探究
在△ABC中,AD是△ABC的角平分线.
(1)如图1,过C作CE∥AD交BA延长线于点E,若F为CE的中点,连结AF,
求证:AF⊥AD;
(2)如图2,M为BC的中点,过M作MN∥AD交AC于点N,
若AB=4, AC=7,求NC的长.
在图-1至图-3中,点B是线段AC的中点,点D是线段CE的中点.四边形BCGF和
CDHN都是正方形.AE的中点是M.
(1)如图-1,点E在AC的延长线上,点N与点G重合时,点M与点C重合,
求证:FM = MH,FM⊥MH;
(2)将图-1中的CE绕点C顺时针旋转一个锐角,得到图-2,
求证:△FMH是等腰直角三角形;
(3)将图-2中的CE缩短到图-3的情况,△FMH还是等腰直角三角形吗?
(不必说明理由)
图-1
A
H
C(M)
D
E
B
F
G(N)
G
图-2
A
H
C
D
E
B
F
N
M
A
H
C
D
E
图-3
B
F
G
M
N
在△ABC中,,,M是AC的中点,P是线段BM上的动点,将线段PA绕点P顺时针旋转得到线段PQ.
(1)若且点P与点M重合(如图1),线段CQ的延长线交射线BM于点D,请补全图形,并写出的度数;
(2)在图2中,点P不与点B,M重合,线段CQ的延长线与射线BM交于点D,猜想的大小(用含的代数式表示),并加以证明;
(3)对于适当大小的,当点P在线段BM上运动到某一位置(不与点B,M重合)时,能使得线段CQ的延长线与射线BM交于点D,且,请直接写出的范围.
题型精练
在四边形ABDE中,C是BD边的中点.
(1)如图(1),若AC平分,=90°, 则线段AE、AB、DE的长度满足的数量关系为 ;(直接写出答案)
图(1)
(2)如图(2),AC平分, EC平分,
若,则线段AB、BD、DE、AE的长度满足怎样的数量关系?写出结论并证明;
图(2)(2)(2)
(3)如图(3),BD = 8,AB=2,DE=8,,则线段AE长度的最大值是____________(直接写出答案).
图(3)
在△ABC中,已知D为直线BC上一点,若.
(1)当D为边BC上一点,并且CD=CA,,时,则AB _____ AC(填“=”或“”);
(2)如果把(1)中的条件“CD=CA”变为“CD=AB”,且的取值不变,那么(1)中的结论是否仍成立?若成立请写出证明过程,若不成立请说明理由;
(3)若CD= CA =AB,请写出y与x的关系式及x的取值范围.(不写解答过程,直接写出结果)
在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,BD是△ABC的角平分线, DE⊥AB于点E.
(1)如图1,连接EC,求证:△EBC是等边三角形;
(2)点M是线段CD上的一点(不与点C,D重合),以BM为一边,在BM的下方作∠BMG=60°,MG交DE延长线于点G.请你在图2中画出完整图形,并直接写出MD,DG与AD之间的数量关系;
(3)如图3,点N是线段AD上的一点,以BN为一边,在BN的下方作∠BNG=60°,NG交DE延长线于点G.试探究ND,DG与AD数量之间的关系,并说明理由.
已知正方形纸片ABCD的边长为2.
操作:如图1,将正方形纸片折叠,使顶点A落在边CD上的点P处(点P与C、D不重合),折痕为EF,折叠后AB边落在PQ的位置,PQ与BC交于点G.
探究:(1)观察操作结果,找到一个与相似的三角形,并证明你的结论;
(2) 当点P位于CD中点时,你找到的三角形与周长的比是多少(图2为备用图)?
直线CD经过的顶点C,CA=CB.E、F分别是直线CD上两点,且.
(1)若直线CD经过的内部,且E、F在射线CD上,请解决下面两个问题:
①如图1,若,则 (填“”,“”或“”号);
②如图2,若,若使①中的结论仍然成立,则 与应满足的关系是 ;
如图3,若直线CD经过的外部,,请探究EF、与BE、AF三条线段的数量关系,并给予证明.
A
B
C
E
F
D
D
A
B
C
E
F
A
D
F
C
E
B
图1
图2
图3
在正方形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,点P在线段BC上(不含点B),∠BPE=∠ACB,PE交BO于点E,过点B作BF⊥PE,垂足为F,交AC于点G.
(1) 当点P与点C重合时(如图①).求证:△BOG≌△POE;
(2)通过观察、测量、猜想:= ,并结合图②证明你的猜想;
(3)把正方形ABCD改为菱形,其他条件不变(如图③),若∠ACB=α,
求的值.(用含α的式子表示)
在矩形中,,,是边上一点,交于点,过点作,交射线于点,交射线于点.
(1)如图1,当点与点重合时,求的长;
(2)如图2,当点在线段上时,设,,求与之间的函数关系式,并写出自变量的取值范围;
(3)连结,当以点E,F,H为顶点的三角形与△AEC相似时,求线段的长.
如图,四边形ABCD是正方形,△ABE是等边三角形,M为对角线BD(不含B点)上任意一点,连结AM、CM.
(1) 当M点在何处时,AM+CM的值最小;
(2)当M点在何处时,AM+BM+CM的值最小,并说明理由;
(3)当AM+BM+CM的最小值为时,求正方形的边长.
在△ABC中,AB=AC,AD,CE分别平分∠BAC和∠ACB,且AD与CE交于点M.点N在射线AD上,且NA=NC.过点N作NF⊥CE于点G,且与AC交于点F,再过点F作FH∥CE,且与AB交于点H.
(1) 如图1,当∠BAC=60°时,点M,N,G重合.
①请根据题目要求在图1中补全图形;
②连结EF,HM,则EF与HM的数量关系是__________;
(2) 如图2,当∠BAC=120°时,求证:AF=EH;
(3) 当∠BAC=36°时,我们称△ABC为“黄金三角形”,此时.若EH=4,
直接写出GM的长.
图1
图2
备用图
如图所示,现有一张边长为4的正方形纸片ABCD,点P为正方形AD边上的一点(不与点A、点D重合)将正方形纸片折叠,使点B落在P处,点C落在G处,PG交DC于H,折痕为EF,连接BP、BH.
(1)求证:∠APB=∠BPH;
(2)当点P在边AD上移动时,△PDH的周长是否发生变化?并证明你的结论;
(3)设AP为x,四边形EFGP的面积为S,请直接写出S与x的函数关系式,并求出S的最小值 .
如图1,在四边形中,,分别是的中点,连结并延长,分别与的延长线交于点,则(不需证明).
问题一:如图2,在四边形中,与相交于点,,分别是的中点,连结,分别交于点,判断的形状,请直接写出结论.
问题二:如图3,在中,,点在上,,分别是的中点,连结并延长,与的延长线交于点,若,连结,判断的形状并证明.
在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠ABC=,点P在△ABC的内部.
(1) 如图1,AB=2AC,PB=3,点M、N分别在AB、BC边上,则cs=_______,
△PMN周长的最小值为_______;
(2) 如图2,若条件AB=2AC不变,而PA=,PB=,PC=1,求△ABC的面积;
(3) 若PA=,PB=,PC=,且,直接写出∠APB的度数.
如图1,在矩形ABCD中,AB=2BC,M是AB的中点.直接写出∠BMD与∠ADM的倍数关系;
(2)如图2,若四边形ABCD是平行四边形, AB=2BC,M是AB的中点,过C作CE⊥AD与AD所在直线交于点E.
①若∠A为锐角,则∠BME与∠AEM有怎样的倍数关系,并证明你的结论;
②当时,上述结论成立;当 时,上述结论不成立.
图1 图2
如图,在四边形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,直线MN经过点O,设锐角∠DOC=∠,将△DOC以直线MN为对称轴翻折得到△D'OC',直线A D'、B C'相交于点P.
(1)当四边形ABCD是矩形时,如图1,请猜想A D'、B C'的数量关系以及∠APB与的大小关系;
(2)当四边形ABCD是平行四边形时,如图2,(1)中的结论还成立吗?
(3)当四边形ABCD是等腰梯形时,如图3,∠APB与有怎样的等量关系?请证明.
已知:在如图1所示的锐角三角形ABC中,CH⊥AB于点H,点B关于直线CH的对称点为D,AC边上一点E满足∠EDA=∠A,直线DE交直线CH于点F.
(1) 求证:BF∥AC;
(2) 若AC边的中点为M,求证:;
(3) 当AB=BC时(如图2),在未添加辅助线和其它字母的条件下,找出图2中所有与BE相等的线段,并证明你的结论.
参考答案
典例探究
例1 证明:∵AD为△ABC的角平分线,
∴.
(1)∵CE∥AD ,
∴,.
∴.
∴AC=AE.
∵F为EC的中点,
∴AF⊥BC.
∴.
∴AF⊥AD.
(2)延长BA与MN延长线于点E,过B作BF∥AC交NM延长线于点F.
A
M
D
C
B
N
E
F
3
54
4
1
2
∴,.
∵M为BC的中点
∴BM=CM.
在△BFM和△CNM中,
∴△BFM≌△CNM(AAS).
∴BF=CN.
∵MN∥AD ,
∴,.
∴.
∴AE=AN,BE=BF.
设CN=x,则BF=x, AE=AN=AC-CN=7-x,BE=AB+AE=4+7-x.
∴4+7-x=x.
解得 x=5.5.
∴CN=5.5.
例2 证明:∵四边形BCGF和CDHN都是正方形,
图-1
A
H
C(M)
D
E
B
F
G(N)
又∵点N与点G重合,点M与点C重合,
∴FB = BM = MG = MD = DH,∠FBM =∠MDH = 90°.
∴△FBM ≌ △MDH.
∴FM = MH.
∵∠FMB =∠DMH = 45°,
∴∠FMH = 90°.
∴FM⊥HM.
(2)证明:连接MB、MD,如图2,设FM与AC交于点P.
图2
A
H
C
D
E
B
F
G
N
M
P
∵B、D、M分别是AC、CE、AE的中点,
∴MD∥BC,且MD = BC = BF;MB∥CD,
且MB=CD=DH.
∴四边形BCDM是平行四边形.
∴ ∠CBM =∠CDM.
又∵∠FBP =∠HDC,∴∠FBM =∠MDH.
∴△FBM ≌ △MDH.
∴FM = MH,
A
H
C
D
E
图-3
B
F
G
M
N
且∠MFB =∠HMD.
∴∠FMH =∠FMD-∠HMD
=∠APM-∠MFB =∠FBP = 90°.
∴△FMH是等腰直角三角形.
(3)是.
例3 (1);(2)连结PC、AD,易得∠PAD=∠PCQ=∠PQC,∴∠PAD+∠PQD=,∴∠APQ+∠ADQ=, 易得∠CDB=;(3) ∵∠CDB=,PQ=QD, ∴∠PAD=∠PCQ=2∠CDB=,∵P不与M、B重合,∴∠BAD>∠PAD>∠MAD, 即>>,∴
题型精练
(1) AE=AB+DE ;
(2)解:猜想:AE=AB+DE+.
证明:在AE上取点F,使AF=AB,连结CF,
在AE上取点G,使EG=ED,连结CG.
∵C是BD边的中点,∴CB=CD=.
∵AC平分,∴∠BAC=∠FAC.
∵AF=AB,AC=AC,∴△ABC≌△AFC.
∴CF=CB,∴∠BCA=∠FCA.
同理可证:CD=CG,∴∠DCE=∠GCE.
∵CB=CD,∴CG=CF
∵,∴∠BCA+∠DCE=180°-120°=60°.
∴∠FCA+∠GCE=60°.∴∠FCG=60°.
∴△FGC是等边三角形.
∴FG=FC=.
∵AE=AF+EG+FG.
∴AE=AB+DE+.
(3).
(1)=
(2)成立.
解法一:
解法二:
如图,作,
交于点.
,
,
.
(3)解:(ⅰ)当D在线段BC上时,
()(取等号时B、D重合).
(ⅱ)当D在CB的延长线上时,
()(取等号时B、D重合)
(ⅲ)当D在BC的延长线上时,
,().
(1)证明:在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,
∴, BC=.
∵BD平分∠ABC,
∴.
∴DA=DB.
∵DE⊥AB于点E.
∴AE=BE=.
∴BC=BE.
∴△BCE是等边三角形.
A
D
G
C
B
M
E
图2
(2)结论:AD = DG+DM.
(3)结论:AD = DG-DN.
理由如下:
延长BD至H,使得DH=DN .
由(1)得DA=DB,.
∵DE⊥AB于点E.
图3
1
2
3
4
5
6
7
A
D
G
C
B
N
E
H
∴.
∴.
∴△NDH是等边三角形.
∴NH=ND,.
∴.
∵,
∴.
即.
在△DNG和△HNB中,
∴△DNG≌△HNB(ASA).
∴DG=HB.
∵HB=HD+DB=ND+AD,
∴DG= ND+AD.
∴AD = DG-ND.
解:(1)与相似的三角形是.
证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴∠A=∠C=∠D=90°.
由折叠知 ∠EPQ=∠A=90°.
∴∠1+∠3=90°,∠1+∠2=90°.
∴∠2=∠3.
∴∽.
(2)设ED=x,则AE=,
由折叠可知:EP=AE=.
∵点P是CD中点,
∴DP=1.
∵∠D=90°,
∴,
即
解得 .
∴.
∵∽,
∴.
∴与周长的比为4∶3.
1
21
31
(1)= ;
(2) ∠α+∠BCA=180°;
(3) 探究结论: EF=BE+AF.
证明:∵∠1+∠2+∠BCA=180°, ∠2+∠3+∠CFA=180°.
又∵∠BCA=∠α=∠CFA,∴∠1=∠3.
∵∠BEC=∠CFA=∠α,CB=CA,
∴△BEC≌△CFA.
∴BE=CF , EC=AF.
∴EF=EC+CF=BE+AF.
解:(1)证明:∵四边形ABCD是正方形,P与C重合,
∴OB=OP , ∠BOC=∠BOG=90°。
∵PF⊥BG ,∠PFB=90°,∴∠GBO=90°—∠BGO,∠EPO=90°—∠BGO。
∴∠GBO=∠EPO 。∴△BOG≌△POE(AAS)。
(2)。证明如下:
如图,过P作PM//AC交BG于M,交BO于N,
∴∠PNE=∠BOC=900, ∠BPN=∠OCB。
∵∠OBC=∠OCB =450, ∴ ∠NBP=∠NPB。
∴NB=NP。
∵∠MBN=900—∠BMN, ∠NPE=900—∠BMN,
∴∠MBN=∠NPE。
∴△BMN≌△PEN(ASA)。∴BM=PE。
∵∠BPE=∠ACB,∠BPN=∠ACB,∴∠BPF=∠MPF。
∵PF⊥BM,∴∠BFP=∠MFP=900。
又∵PF=PF, ∴△BPF≌△MPF(ASA)。∴BF=MF ,即BF=BM。
∴BF=PE, 即。
(3)如图,过P作PM//AC交BG于点M,交BO于点N,
∴∠BPN=∠ACB=α,∠PNE=∠BOC=900。
由(2)同理可得BF=BM, ∠MBN=∠EPN。
∵∠BNM=∠PNE=900,∴△BMN∽△PEN。
∴。
在Rt△BNP中,, ∴,即。
∴。
解:(1)∵,
∴.
∵,
∴.
∵,∴.
∵,∴
(2)过点作,垂足为点.
∴.∵∥,∴,.
∵,∴.∴.
∴.
∵,,,
∴
(3)∵矩形ABCD,
∴.∴.
∵ ,∴.
∴.∴.
当以点E,F,H为顶点的三角形与相似时,
ⅰ)若,
∵,,∴
.∴.
∴,∴.∴.∴.
ⅱ)若,如图所示,记与交于点.
∵,∴.
∴.
∵,, ∴.
∵∥,∴.∴.
∴. ∴.
设,则,
∴. ∴.
∴,. ∴.
综上所述,线段的长为或1.
解:(1)当M点落在BD的中点时,AM+CM的值最小.
(2)如图,连接CE,当M点位于BD与CE的交点处时,AM+BM+CM的值最小.
理由如下:
∵M是正方形ABCD对角线上一点
∴AM=CM
又AB=BC,BM=BM
∴△ABM≌△CBM
∴∠BAM=∠BCM
又BE=BA=BC
∴∠BEC=∠BCM
∴∠BEC=∠BAM
在EC上取一点N使得EN=AM,连结BN
又∵EB=AB
∴△BNE≌△ABM
∴∠EBN=∠ABM,BN=BM
又∵∠EBN+∠NBA=60°
∴∠ABM+∠NBA=60°
即∠NBM=60°
∴△BMN是等边三角形.
∴BM=MN.
∴AM+BM+CM=EN+MN+CM.
根据“两点之间线段最短”,得EN+MN+CM=EC最短
∴当M点位于BD与CE的交点处时,AM+BM+CM的值最小,即等于EC的长.
(3)过E点作EF⊥BC交CB的延长线于F
∴∠EBF=90°-60°=30°
设正方形的边长为x,则BF=x,EF=
在Rt△EFC中,
∵EF2+FC2=EC2,
∴()2+(x+x)2=.
解得,x=(舍去负值).
∴正方形的边长为
图1
解:(1)补全图形见图1,
EF与HM的数量关系是EF=HM ;
(2)连接MF(如图2).
∵AD,CE分别平分∠BAC和∠ACB,
且∠BAC=120°,
图2
∴∠1=∠2=60°,∠3=∠4.
∵AB=AC,
∴AD⊥BC.
∵NG⊥EC,
∴∠MDC =∠NGM =90°.
∴∠4+∠6=90°,∠5+∠6=90°.
∴∠4=∠5.
∴∠3=∠5.
∵NA=NC,∠2=60°,
∴△ANC是等边三角形.
∴AN=AC.
在△AFN和△AMC中,
∴△AFN≌△AMC.
∴AF=AM.
∴△AMF是等边三角形.
∴AF=FM,∠7=60°.
∴∠7=∠1.
∴FM∥AE.
∵FH∥CE,
∴四边形FHEM是平行四边形.
∴EH=FM.
∴AF=EH.
(3) GM的长为.
(1)证明:
∵PE=BE ,
∴EBP=EPB .
又∵EPH=EBC=90°,
A
B
C
D
E
F
G
H
P
Q
∴EPH-EPB=EBC-EBP .
即PBC=BPH .
又∵AD∥BC ,
∴APB=PBC .
∴APB=BPH .
(2)△PHD的周长不变,为定值 8
证明:过B作BQ⊥PH,垂足为Q
由(1)知APB=BPH
又∵ A=BQP=90°,BP=BP
∴ △ABP≌△QBP
∴ AP=QP, AB=BQ
又∵ AB=BC
∴ BC = BQ
又∵ C=BQH=90°,BH=BH
∴ △BCH≌△BQH
∴ CH=QH
∴ △PHD的周长为:
PD+DH+PH=AP+PD+DH+HC=AD+CD=8
(3)
配方得, ,
∴当x=2时,S有最小值6
(1)等腰三角形
(2)判断出直角三角形
证明:如图连结,取的中点,连结,
是的中点,A
B
C
D
F
G
H
E
1
2
3
,,.
同理,,.
,.-------4分
,,
是等边三角形.
,
,
即是直角三角形.
解:(1)=,△PMN周长的最小值为 3 ;
图6
(2)分别将△PAB、△PBC、△PAC沿直线AB、BC、AC翻折,点P的对称点分别是点D、E、F,连接DE、DF,(如图6)
则△PAB≌△DAB,△PCB≌△ECB,△PAC≌△FAC.
∴AD=AP=AF, BD=BP=BE,CE=CP=CF.
∵由(1)知∠ABC=30°,∠BAC=60°,∠ACB=90°,
∴∠DBE=2∠ABC=60°,∠DAF=2∠BAC=120°,
∠FCE=2∠ACB=180°.
∴△DBE是等边三角形,点F、C、E共线.
∴DE=BD=BP=,EF=CE+CF=2CP=2.
∵△ADF中,AD=AF=,∠DAF=120°,
∴∠ADF=∠AFD=30°.
∴DF=AD =.
∴.
∴∠DFE=90°.
∵,
∴.
图7
∴.
(3)∠APB=150°.
说明:作BM⊥DE于M,AN⊥DF于N.(如图7)
由(2)知∠DBE=,∠DAF=.
∵BD=BE=,AD=AF=,
∴∠DBM=,∠DAN=.
∴∠1=,∠3=.
∴DM =,DN=.
∴DE=DF=EF.
∴∠2=60°.
∴∠APB=∠BDA=∠1+∠2+∠3=150°.
(1)∠BMD= 3 ∠ADM
(2)联结CM,取CE的中点F,联结MF,交DC于N
∵M是AB的中点,∴MF∥AE∥BC,
∴∠AEM=∠1,∠2=∠4,
∵AB=2BC,∴BM=BC,∴∠3=∠4.
∵CE⊥AE,∴MF⊥EC,又∵F是EC的中点,
∴ME=MC,∴∠1=∠2.
∴∠1=∠2=∠3.
∴∠BME =3∠AEM.
(3)当0°<∠A<120°时,结论成立;
当时,结论不成立.
解:(1) A D'=B C',∠APB=∠α.
(2) A D'=B C' 仍然成立,∠APB=∠α不一定成立.
(3)∠APB=180°-∠α.
证明:如图3,设OC',PD'交于点E.
∵ 将△DOC以直线MN为对称轴翻折得到△D'OC',
∴ △DOC≌△D'OC',
∴ OD=OD', OC=OC',∠DOC=∠D'OC'.
∵ 四边形ABCD是等腰梯形,
∴ AC=BD,AB=CD, ∠ABC= ∠DCB.
∵ BC=CB,
∴ △ABC≌△DCB.
∴ ∠DBC=∠ACB.
∴ OB=OC,OA=OD.
∵ ∠AOB= ∠COD=∠C'O D',
∴ ∠BOC' = ∠D'O A.
∵ OD'=OA,OC'=OB,
∴ △D'OC'≌△AOB,
∴ ∠OD'C'= ∠OAB .
∵ OD'=OA,OC'=OB,∠BOC' = ∠D'O A,
∴ ∠OD'A = ∠OAD'=∠OBC'=∠OC' B.
∵ ∠C'EP= ∠D'EO,
∴ ∠C'PE= ∠C'OD'=∠COD=∠α.
∵∠C'PE+∠APB=180°,
图6
∴∠APB=180°-∠α.
证明:(1)如图6.
∵ 点B关于直线CH的对称点为D,
CH⊥AB于点H,
直线DE交直线CH于点F,
∴ BF=DF,DH=BH
∴ ∠1=∠2.
图7
又∵ ∠EDA=∠A,∠EDA=∠1,
∴ ∠A=∠2.
∴ BF∥AC
(2)取FD的中点N,连结HM、HN.
∵ H是BD的中点,N是FD的中点,
∴ HN∥BF.
由(1)得BF∥AC,
∴ HN∥AC,即HN∥EM.
∵ 在Rt△ACH中,∠AHC=90°,
AC边的中点为M,
∴ .
∴ ∠A=∠3.
∴ ∠EDA=∠3.
∴ NE∥HM.
∴ 四边形ENHM是平行四边形
∴ HN=EM.
∵ 在Rt△DFH中,∠DHF=90°,DF的中点为N,
∴ ,即.
∴ .
(3)当AB=BC时,在未添加辅助线和其它字母的条件下,原题图2中所有与BE相等的线段是EF和CE. (只猜想结论不给分)
证明:连结CD.(如图8)
∵ 点B关于直线CH的对称点为D,CH⊥AB于点H,
图8
∴ BC=CD,∠ABC=∠5.
∵ AB=BC,
∴ ,
AB=CD.①
∵ ∠EDA=∠A,
∴ ,AE=DE.②
∴ ∠ABC=∠6=∠5.
∵ ∠BDE是△ADE的外角,
∴ .
∵ ,
∴ ∠A=∠4.③
由①,②,③得 △ABE≌△DCE.
∴ BE= CE.
由(1)中BF=DF得 ∠CFE=∠BFC.
由(1)中所得BF∥AC 可得 ∠BFC=∠ECF.
∴ ∠CFE=∠ECF.
∴ EF=CE.
∴ BE=EF.
∴ BE=EF=CE.
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