2019安徽中考数学几何图形的证明与计算专题训练类型一与全等三角形有关的证明及计算1.如图①，在等腰Rt△ACB中，∠ACB=90°，AC=BC，在等腰Rt△DCE中，∠DCE=90°，CD=CE，点D、E分别在边BC、AC上，连接AD、BE，点N是线段BE的中点，连接CN与AD交于点G．图①图②第1题图（1）若CN=12.5，CE=7，求BD的值．（2）求证：CN⊥AD．（3）若把等腰Rt△DCE绕点C旋转至如图②位置，点N是线段BE的中点，延长NC 交AD于点H，则（2）中的结论还成立吗？若成立，请给出证明，若不成立，请说明理由．（1）解：∵∠ACB=90°，点N是线段BE的中点，∴BE=2CN=25，∵CD=CE=7，∴BD=BC-CD=17；（2）证明：在△ACD与△BCE中，⎪⎩⎨=CE CD ∴△ACD ≌△BCE （SAS ），∴∠CAD =∠CBE ，∵∠ACB =90°，点N 是线段BE 的中点，∴CN =BN ，∴∠CBE =∠NCD ，∴∠NCD =∠CAD ，∵∠NCD +∠NCA =90°，∴∠CAG +∠GCA =90°，∴∠CGA =90°，∴CN ⊥AD ；（3）解：（2）中的结论还成立，如解图，延长CN 至点F 使FN =CN ，连接BF ，在△CEN 与△BFN 中，⎪⎩⎪⎨⎧=∠=∠=BN EN BNF CNE FN CN ，∴△CEN ≌△BNF （SAS ），∴CE =BF ，∠F =∠ECN ，∵∠CBF =180°-∠F -∠BCF ，∠DCA =360°-∠DCE -∠ACB -∠BCE =180°-∠ECF -∠BCF ，∴∠CBF =∠ACD ，∵CE =CD ，∴BF =CD ，在△ACD 与△CBF 中，⎪⎩⎨=BC AC ∴△ACD ≌△CBF （SAS ），∴∠DAC =∠BCF ，∵∠BCF +∠ACH =90°，∴∠CAH +∠ACH =90°，∴∠AHC =90°，∴CN ⊥AD ．第1题解图2.如图，在△ABC 和△ECF 中，∠ABC =∠CEF =90°，AB =BC ，CE =EF ，连接AF ，点M 是AF 的中点，连接MB 、ME .（1）如图①，当点B 在CE 上时，求证：BM ∥CF ；（2）如图②，若∠BCE =45°，AB =a ，CE =22a ，求ME 的长；（3）如图③，若∠BCF =45°，CE :AB =m （m >1），求EM BM 的值（用含m 的代数式表示）.图① 图② 图③第2题图（1）证明：如解图①，连接MC ，在△ABC 中，∠ABC =90°，AB =BC ，∴∠ACB =∠BAC =45°，同理，∠ECF =45°，∴∠ACF =90°.∵M 是AF 的中点，∴AM =MC =MF ，∴∠MCF =∠MFC .在△AMB 和△CMB 中，AM CM MB MBAB BC ===⎧⎪⎨⎪⎩∴△AMB ≌△CMB （SSS ），∴∠AMB =∠BMC .∵∠AMC =∠MFC +∠MCF ，∴2∠AMB =2∠AFC ，∴∠AMB =∠AFC ，∴BM ∥CF ；（2）解：如解图②，延长BM 交CF 于点N ，连接BE 、EN ，∵∠ECF =∠BCE =45°，∴∠BCF =90=∠ABC ，∴AB ∥CF ，∴∠BAM =∠NFM ，∠ABM =∠FNM .∵M 是AF 的中点，∴AM =MF ，∴△ABM ≌△FNM ，∴BM =MN ，NF =AB =BC ，∵AB =a ，CE =22a ，∴BC =NF =a ，CF =4a ，∴CN =3a . 第2题解图①第2题解图②在△BCE 和△NFE 中，⎪⎩⎪⎨⎧=︒=∠=∠=EF CE NFE BCE NF BC 45，∴△BCE ≌△NFE （SAS ），∴BE =EN ，∠BEC =∠FEN ，∴∠BEC +∠CEN =∠FEN +∠CEN =∠CEF =90°，∴△BEN 是等腰直角三角形，∴BM =MN ，∴EM =BM =MN .在Rt △BCN 中，由勾股定理得BN =BC 2+CN 2=a 2+(3a )2=10a ，∴EM =BM =12BN =102a ；（3）解：如解图③，延长MB 交AC 于点N ，连接MC ，∵∠ACB =45°，∠FCB =45°，∴∠ACF =90°，∵M 是AF 的中点，∴MC =MA ，∵BC =BA ，∴MN ⊥AC ，且CN =AN ，∴BN =AN =CN ，MN =12CF =22CE .设AB =1，∵CE :AB =m ，∴CE =m ，∴AC =2，CF =2m ，∴BN =22，MN =22m ，∴BM =MN -BN =22m -22.在△CEM 和△FEM 中，⎪⎩⎪⎨⎧===FM CM EM EM EF CE ，∴△CEM ≌△FEM （SSS ），∴点C 与点F 关于EM 对称，∴EM ⊥CF ，∵AC ⊥CF ，∴EM ∥AC ，∵MN ⊥AC ，∴BM ⊥EM ，连接BE ，第2题解图③在Rt △BEC 中，由勾股定理得BE 2=CB 2+CE 2=1+m 2，在Rt △EMB 中，由勾股定理得)1(22)2222(12222+=--+=-=m m m BM BE EM ， ∴11)1(22)1(22-+=-+=m m m m BM EM . 类型二 与相似三角形有关的证明及计算3.如图①，在锐角△ABC 中，D 、E 分别是AB 、BC 的中点，点F 在AC 上，且满足∠AFE =∠A ，DM ∥EF 交AC 于点M .（1）求证：DM =DA ；（2）如图②，点G 在BE 上，且∠BDG =∠C .①求证：△DEG ∽△ECF ；②若点H 在CE 上，满足∠CFH =∠B ，且BG =5，求EH 的长.图① 图②第3题图（1）证明：∵DM ∥EF ，∴∠AMD =∠AFE ，∵∠AFE =∠A ，∴∠AMD =∠A ，∴DE =DA ；（2）①证明：∵D 、E 分别是AB 、BC 的中点，∴DE ∥AC ，∴∠BDE =∠A ，∠DEG =∠C ，∵∠AFE =∠A ，∴∠BDE =∠AFE ，∴∠BDG +∠GDE =∠C +∠FEC ，∵∠BDG =∠C ，∴∠GDE =∠FEC ，∴△DEG ∽△ECF ；②解：∵∠BDG =∠C =∠DEB ，∠B =∠B ，∴△BDG ∽△BED ， ∴BDBG BE BD =，∴BD 2=BG ·BE ， ∵∠AFE =∠A ，∠CFH =∠B ，∴∠C =180°-∠A -∠B =180°-∠AFE -∠CFH =∠EFH ，又∵∠FEH =∠CEF ，∴△EFH ∽△ECF ， ∴ECEF EF EH =，∴EF 2=EH ·EC ， ∵DE ∥AC ，DM ∥EF ，∴四边形DEFM 是平行四边形，∴EF =DM =DA =BD ，∴BG ·BE =EH ·EC ，∵BE =EC ，∴EH =BG =5.4.如图，在矩形ABCD 中，EH 垂直平分BD ，交BD 于点M ，过BD 上一点F 作FG ∥BE ，FG 恰好平分∥EFD ，FG 与EH 交于点N ．（1）求证：DE •DG =DF •BF ；（2）若AB =3，AD =9，求FN 的长．第4题图（1）证明：∵EH垂直平分BD，∴BE=DE，∠EBD=∠EDB．∵FG平分∠EFD，∴∠EFG=∠GFD．∵FG∥BE，∴∠EFG=∠BEF，∴∠GFD=∠BEF，∴△BEF∽△DFG，∵BE=DE，∴DE•DG=DF•BF；（2）解：设DE=x，则BE=x，∵AB=3，AD=9，∴AE=9-x．在Rt△ABE中，∵∠A=90°，∴AB2+AE2=BE2，即32+（9-x）2=x2，解得x=5．在Rt△ABD中，∵∠A=90°，AB=3，AD=9，∵BE=DE，∴BE2=BF•DB，∵FN∥BE，∴△MNF∽△MEB，类型三与全等和相似三角形有关的证明及计算5.在正方形ABCD中，P为直线CD上一点，以PC为边作正方形CPMN，使点N在直线BC上，连接MB、MD.（1）如图①，若点P在线段DC的延长线上，求证：MB=MD；（2）如图②，若点P在线段DC上，①连接BD，当点P为DC的中点时，求证：△PMD是等腰直角三角形；②当MP平分∠DMB时，求∠DMB的度数.图①图②第5题图（1）证明：∵四边形ABCD和四边形CPMN是正方形，∴BC =DC ，CN =CP =PM =MN ，∠P =∠N =90°，∴BC +CN =DC +PC ，即BN =DP ，∴△BNM ≌△DPM （SAS ），∴MB =MD ；（2）①证明：∵P 是CD 的中点，∴PD =PC ，∵四边形CPMN 是正方形，∴PM =PC ，∠DPM =∠CPM =90°，∴PD =PM ，∴△PMD 是等腰直角三角形；②解：如解图，设PC 与BM 交于点E ，过点E 作EF ⊥BD 于点F ， 设CD =a ，PC =b ，则PD =a -b ，∵MP 平分∠DME ，MP ⊥DE ，∴PE =PD =a -b ,CE =a -2(a -b )=2b -a ，∵PM ∥BC ，∴△PME ∽△CBE ， ∴CE PE BC PM =，即ab b a a b --=2， ∴a =2b .∵∠CDB =45°，∴EF =DE ·sin 45°=22×2(a -b )=2(2b -b )=2b -2b ，∵CE =2b -a =2b -2b ，∴EF =EC ，∵EF ⊥BD ，EC ⊥BC ，∴BE 平分∠DBC ，∴∠EBF =∠EBC =12∠DBC =22.5°，∴PM ∥BC ，∴∠DMP =∠PME =∠EBC =22.5°，∴∠DMB =45°.第5题解图6.在矩形ABCD 中，AD =4，M 是AD 的中点，点E 是线段AB 上一动点，连接 EM 并延长交线段CD 的延长线于点F .（1）如图①，求证：△AEM ≌△DFM ；（2）如图②，若AB =2，过点M 作MG ⊥EF 交线段BC 于点G ，求证：△GEF 是等腰直角三角形；（3）如图③，若AB =23，过点M 作MG ⊥EF 交线段BC 的延长线于点G ，求MG ME 的值.图① 图② 图③第6题图（1）证明：∵四边形ABCD 是矩形，∴∠EAM =∠FDM =90°，∵M 是AD 的中点，∴AM =DM ，在△AEM 和△DFM 中，⎪⎩⎪⎨⎧∠=∠=∠=∠DMFAME DM AM FDB A ，∴△AEM ≌△DFM （ASA ）；（2）证明：如解图①，过点G 作GH ⊥AD 于点H ，∵∠A =∠B =∠AHG =90°，∴四边形ABGH 是矩形，∴GH =AB =2，∵M 是AD 的中点，∴AM =12AD =2，∴AM =GH ，∵MG ⊥EF ，∴∠GME =90°，∴∠AME +∠GMH =90°.∵∠AME +∠AEM =90°，∴∠AEM =∠GMH .在△AEM 和△HMG 中，⎪⎩⎪⎨⎧∠=∠∠=∠=AHGA GMH AEM GH AM ，∴△AEM ≌△HMG （AAS ），∴ME =MG ，∴∠EGM =45°.由（1）得，△AME ≌△DMF ，∴ME =MF .∵MG ⊥EF ，∴GE =GF ，∴∠EGF =2∠EGM =90°，∴△GEF 是等腰直角三角形；（3）解：如解图②，过点 G 作GH ⊥AD 交AD 的延长线于点H ， ∵∠A =∠B =∠AHG =90°，∴四边形ABGH 为矩形，∴GH =AB =23，∵MG ⊥EF ，∴∠GME =90°，∴∠AME +∠GMH =90°，∵∠AME +∠AEM =90°，∴∠AEM =∠GMH .又∵∠A =∠GHM =90°，∴△AEM∽△HMG.∴ME MG =AM GH，∵AD=4，M是AD的中点，∴AM=2.在Rt△GME中，tan∠MEG=MGME=GHAM=232=3.图①图②第6题解图。