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初二数学压轴几何证明题(含答案)

1.四边形ABCD是正方形,△BEF是等腰直角三角形,∠BEF=90°,BE=EF,连接DF,G 为DF的中点,连接EG,CG,EC.ﻫ(1)如图1,若点E在CB边的延长线上,直接写出EG与GC 的位置关系及的值;ﻫ(2)将图1中的△BEF绕点B顺时针旋转至图2所示位置,请问(1)中所得的结论是否仍然成立?若成立,请写出证明过程;若不成立,请说明理由;(3)将图1中的△BEF绕点B顺时针旋转α(0°<α<90°),若BE=1,AB=,当E,F,D三点共线时,求DF的长及tan∠ABF的值.解:(1)EG⊥CG,=,ﻫ理由是:过G作GH⊥EC于H,ﻫ∵∠FEB=∠DCB=90°,∴EF∥GH∥DC,ﻫ∵G为DF中点,ﻫ∴H为EC中点,ﻫ∴EG=GC,GH=(EF+DC)=(EB+BC),ﻫ即GH=EH=HC,ﻫ∴∠EGC=90°,即△EGC是等腰直角三角形,∴=;ﻫ(2)ﻫ解:结论还成立,ﻫ理由是:如图2,延长EG到H,使EG=GH,连接CH、EC,过E作BC的垂线EM,延长CD,∵在△EFG和△HDG中ﻫ∴△EFG≌△HDG(SAS),∴DH=EF=BE,∠FEG=∠DHG,∴EF∥DH,ﻫ∴∠1=∠2=90°-∠3=∠4,ﻫ∴∠EBC=180°-∠4=180°-∠1=∠HDC,在△EBC和△HDC中ﻫ∴△EBC≌△HDC.ﻫ∴CE=CH,∠BCE=∠DCH,∴∠ECH=∠DCH+∠ECD=∠BCE+∠ECD=∠BCD=90°,∴△ECH是等腰直角三角形,ﻫ∵G为EH的中点,ﻫ∴EG⊥GC,=,ﻫ即(1)中的结论仍然成立;ﻫﻫ(3)ﻫ解:连接BD,∵AB=,正方形ABCD,ﻫ∴BD=2,ﻫ∴cos∠DBE==,∴∠DBE=60°,ﻫ∴∠ABE=∠DBE-∠ABD=15°,ﻫ∴∠ABF=45°-15°=30°,∴tan∠ABF=,∴DE=BE=,∴DF=DE-EF=-1.解析: (1)过G作GH⊥EC于H,推出EF∥GH∥DC,求出H为EC中点,根据梯形的中位线求出EG=GC,GH=(EF+DC)=(EB+BC),推出GH=EH=BC,根据直角三角形的判定推出△EGC是等腰直角三角形即可;ﻫ(2)延长EG到H,使EG=GH,连接CH、EC,过E作BC的垂线EM,延长CD,证△EFG≌△HDG,推出DH=EF=BE,∠FEG=∠DHG,求出∠EBC=∠HDC,证出△EBC≌△HDC,推出CE=CH,∠BCE=∠DCH,求出△ECH是等腰直角三角形,即可得出答案;3(ﻫ)连接BD,求出cos∠DBE==,推出∠DBE=60°,求出∠ABF=30°,解直角三角形求出即可.2.已知正方形ABCD和等腰直角三角形BEF,BE=EF,∠BEF=90°,按图1放置,使点E在BC上,取DF的中点G,连接EG,CG.(1)延长EG交DC于H,试说明:DH=BE.ﻫ(2)将图1中△BEF绕B点逆时针旋转45°,连接DF,取DF中点G(如图2),莎莎同学发现:EG=CG且EG⊥CG.在设法证明时他发现:若连接BD,则D,E,B三点共线.你能写出结论“EG=CG且EG⊥CG”的完整理由吗?请写出来.ﻫ(3)将图1中△BEF绕B点转动任意角度α(0<α<90°),再连接DF,取DF的中点G(如图3),第2问中的结论是否成立?若成立,试说明你的结论;若不成立,也请说明理由.(1)证明:∵∠BEF=90°,∴EF∥DH,ﻫ∴∠EFG=∠GDH,ﻫ而∠EGF=∠DGH,GF=GD,ﻫ∴△GEF≌△GHD,ﻫ∴EF=DH,而BE=EF,ﻫ∴DH=BE;ﻫ(2)连接DB,如图,ﻫ∵△BEF为等腰直角三角形,∴∠EBF=45°,ﻫ而四边形ABCD为正方形,∴∠DBC=45°,ﻫ∴D,E,B三点共线.ﻫ而∠BEF=90°,∴△FED为直角三角形,ﻫ而G为DF的中点,∴EG=GD=GC,∴∠EGC=2∠EDC=90°,∴EG=CG且EG⊥CG;ﻫﻫ(3)第2问中的结论成立.理由如下:连接AC、BD相交于点O,取BF的中点M,连接OG、EM、MG,如图,ﻫ∵G为DF的中点,O为BD的中点,M为BF的中点,ﻫ∴OG∥BF,GM∥OB,ﻫ∴四边形OGMB为平行四边形,∴OG=BM,GM=OB,而EM=BM,OC=OB,∴EM=OG,MG=OC,∵∠DOG=∠GMF,而∠DOC=∠EMF=90°,∴∠EMG=∠GOC,ﻫ∴△MEG≌△OGC,∴EG=CG,∠EGM=∠OCG,ﻫ又∵∠MGF=∠BDF,∠FGC=∠GDC+∠GCD,∴∠EGC=∠EGM+∠MGF+∠FGC=∠BDF+∠GDC+∠GCD+∠OCG=45°+45°=90°,ﻫ∴EG=CG且EG⊥CG.解析:(1)由∠BEF=90°,得到EF∥DH,而GF=GD,易证得△GEF≌△GHD,得EF=DH,而BE=EF,即可得到结论.ﻫ(2)连接DB,如图2,由△BEF为等腰直角三角形,得∠EBF=45°,而四边形ABCD为正方形,得∠DBC=45°,得到D,E,B三点共线,而G为DF的中点,根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半得到EG=GD=GC,于是∠EGC=2∠EDC=90°,即得到结论.ﻫ(3)连接AC、BD相交于点O,取BF的中点M,连接OG、EM、MG,由G为DF的中点,O为BD的中点,M为BF的中点,根据三角形中位线的性质得OG∥BF,GM∥OB,得到OG=BM,GM=OB,而EM=BM,OC=OB,得到EM=OG,MG=OC,又∠DOG=∠GMF,而∠DOC=∠EMF =90°,得∠EMG=∠GOC,则△MEG≌△OGC,得到EG=CG,∠EGM=∠OCG,而∠MGF=∠BD F,∠FGC=∠GDC+∠GCD,所以有∠EGC=∠EGM+∠MGF+∠FGC=∠BDF+∠GDC+∠GCD+∠OCG=45°+45°=90°.3.已知正方形ABCD和等腰Rt△BEF,BE=EF,∠BEF=90°,按图①放置,使点F在BC上,取DF的中点G,连接EG、CG.ﻫ(1)探索EG、CG的数量关系和位置关系并证明;ﻫ(2)将图①中△BEF绕B点顺时针旋转45°,再连接DF,取DF中点G(如图②),问(1)中的结论是否仍然成立.证明你的结论;(3)将图①中△BEF绕B点转动任意角度(旋转角在0°到90°之间),再连接DF,取DF的中点G(如图③),问(1)中的结论是否仍然成立,证明你的结论.ﻫ解:(1)EG=CG且EG⊥CG.ﻫ证明如下:如图①,连接BD.∵正方形ABCD和等腰Rt△BEF,∴∠EBF=∠DBC=45°.∴B、E、D三点共线.ﻫ∵∠DEF=90°,G为DF的中点,∠DCB=90°,∴EG=DG=GF=CG.ﻫ∴∠EGF=2∠EDG,∠CGF=2∠CDG.ﻫ∴∠EGF+∠CGF=2∠ED C=90°,ﻫ即∠EGC=90°,∴EG⊥CG.ﻫﻫ(2)仍然成立,证明如下:如图②,延长EG交CD于点H.ﻫ∵BE⊥EF,∴EF∥CD,∴∠1=∠2.ﻫ又∵∠3=∠4,FG=DG,ﻫ∴△FEG≌△DHG,∴EF=DH,EG=GH.∵△BEF为等腰直角三角形,∴BE=EF,∴BE=DH.ﻫ∵CD=BC,∴CE=CH.∴△ECH为等腰直角三角形.又∵EG=GH,∴EG=CG且EG⊥CG.ﻫ(3)仍然成立.证明如下:如图③,延长CG至H,使GH=CG,连接HF交BC于M,连接EH、EC.∵GF=GD,∠HGF=∠CGD,HG=CG,ﻫ∴△HFG≌△CDG,ﻫ∴HF=CD,∠GHF=∠GCD,∴HF∥CD.∵正方形ABCD,∴HF=BC,HF⊥BC.∵△BEF是等腰直角三角形,∴BE=EF,∠EBC=∠HFE,∴△BEC≌△FEH,ﻫ∴HE=EC,∠BEC=∠FEH,ﻫ∴∠BEF=∠HEC=90°,ﻫ∴△ECH为等腰直角三角形.又∵CG=GH,∴EG =CG 且EG ⊥C G.解析:(1)首先证明B 、E、D三点共线,根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,即可证明EG=DG=GF=CG,得到∠EGF=2∠EDG ,∠CGF=2∠CDG,从而证得∠EGC=90°;ﻫ(2)首先证明△FE G≌△DHG,然后证明△ECH 为等腰直角三角形.可以证得:EG=CG 且EG ⊥C G.ﻫ(3)首先证明:△BEC ≌△FEH,即可证得:△ECH 为等腰直角三角形,从而得到:EG=C G且EG ⊥CG.已知,正方形A BCD 中,△BEF 为等腰直角三角形,且BF 为底,取DF 的中点G,连接EG 、C G.ﻫ(1)如图1,若△B EF 的底边B F在BC 上,猜想E G和CG 的数量关系为______;ﻫ(2)如图2,若△B EF 的直角边BE 在BC 上,则(1)中的结论是否还成立?请说明理由;(3)如图3,若△B EF 的直角边BE 在∠DB C内,则(1)中的结论是否还成立?说明理由. 解:(1)GC=EG,(1分)理由如下:ﻫ∵△BEF 为等腰直角三角形,ﻫ∴∠DEF=90°,又G为斜边DF 的中点, ∴EG= DF,∵A BCD 为正方形,ﻫ∴∠BCD=90°,又G为斜边DF 的中点,∴CG= DF,ﻫ∴G C=EG;ﻫ(2)成立.如图,延长EG 交CD 于M,D,∵∠BEF =∠FEC=∠BCD=90°,∴EF ∥C1 2 1 2∴∠EFG=∠MD G,ﻫ又∠E GF=∠DGM ,D G=FG ,∴△G EF ≌△GMD,ﻫ∴EG=MG,即G 为EM 的中点.∴CG为直角△EC M的斜边上的中线,ﻫ∴CG=G E= EM;(3)成立.ﻫ取BF 的中点H,连接EH ,GH ,取BD 的中点O,连接O G,OC . ∵CB=CD,∠DCB=90°,∴C O= BD .ﻫ∵DG=G F,ﻫ∴GH ∥BD ,且GH= BD ,ﻫOG ∥BF,且OG= B F,ﻫ∴CO =GH .∵△BEF 为等腰直角三角形. B F∴EH=∴EH=OG . ∵四边形O BHG 为平行四边形, ∴∠BOG =∠BH G.∵∠B OC=∠BH E=90°. ∴∠GOC=∠EHG .ﻫ∴△GOC ≌△E HG .ﻫ∴EG=GC .此题考查了正方形的性质,以及全等三角形的判定与性质.要求学生掌握直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,以及三角形的中位线与第三边平行且等于第三边的一半.掌握这些性质,熟练运用全等知识是解本题的关键.解析:(1)E G=CG,理由为:根据三角形BEF 为等腰直角三角形,得到∠DEF 为直角,又G 为DF 中点,根据在直角三角形中,斜边上的中线等于斜边的一半,得到EG 为DF 的一半,同理在直角三角形DC F中,得到CG 也等于DF 的一半,利用等量代换得证;ﻫ(2)成立.理由为:延长EG 交CD 于M,如图所示,根据“A SA ”得到三角形E FG 与三角形GDM 全等,由全等三角形的对应边相等得到EG 与MG 相等,即G 为EM 中点,根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半得到E G与CG相等都1212 1 2 1 2。

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