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中考数学解答题重难点专题突破:简单几何图形的证明与计算试题(有答案)

中考数学解答题重难点专题突破---解答重难点题型突破题型一 简单几何图形的证明与计算类型一 特殊四边形的探究1.(开封模拟)如图,在Rt △ABC 中,∠BAC =90°,∠B =60°,以边AC 上一点O 为圆心,OA 为半径作⊙O,⊙O 恰好经过边BC 的中点D ,并与边AC 相交于另一点F.(1)求证:BD 是⊙O 的切线;(2)若BC =23,E 是半圆AGF ︵上一动点,连接AE 、AD 、DE. 填空:①当AE ︵的长度是__________时,四边形ABDE 是菱形; ②当AE ︵的长度是__________时,△ADE 是直角三角形.2.(商丘模拟)如图,已知⊙O 的半径为1,AC 是⊙O 的直径,过点C 作⊙O 的切线BC ,E 是BC 的中点,AB 交⊙O 于D 点.(1)直接写出ED 和EC 的数量关系:;(2)DE 是⊙O 的切线吗?若是,给出证明;若不是,说明理由;(3)填空:当BC =__________时,四边形AOED 是平行四边形,同时以点O 、D 、E 、C 为顶点的四边形是__________.3.如图,在菱形ABCD中,∠ABC=60°,BC=5 cm,点E从点A出发沿射线AD以1 cm/s的速度运动,同时点F从点B出发沿射线BC以2 cm/s的速度运动,设运动时间为t(s).(1)连接EF,当EF经过BD边的中点G时,求证:△DGE≌△BGF;(2)填空:①当t为__________s时,△ACE的面积是△FCE的面积的2倍;②当t为__________s时,四边形ACFE是菱形.4.(新乡模拟)如图,AC是▱ABCD的一条对角线,过AC中点O的直线分别交AD,BC于点E,F.(1)求证:AE=CF;(2)连接AF,CE.①当EF和AC满足条件__________时,四边形AFCE是菱形;②若AB=1,BC=2,∠B=60°,则四边形AFCE为矩形时,EF的长是__________.类型二几何问题的证明与计算1.(周口模拟)如图,AB为⊙O的直径,F为弦AC的中点,连接OF并延长交弧AC于点D,过点D作⊙O 的切线,交BA的延长线于点E.(1)求证:AC∥DE;(2)连接CD,若OA=AE=2时,求出四边形ACDE的面积.2.(湘潭)如图,在▱ABCD中,DE=CE,连接AE并延长交BC的延长线于点F.(1)求证:△ADE≌△FCE;(2)若AB=2BC,∠F=36°.求∠B的度数.3.(山西)如图,△ABC内接于⊙O,且AB为⊙O的直径,OD⊥AB,与AC交于点E,与过点C的⊙O的切线交于点D.(1)若AC=4,BC=2,求OE的长.(2)试判断∠A与∠CDE的数量关系,并说明理由.4.(杭州)如图,在正方形ABCD中,点G在对角线BD上(不与点B,D重合),GE⊥DC于点E,GF⊥BC 于点F,连接AG.(1)写出线段AG,GE,GF长度之间的数量关系,并说明理由;(2)若正方形ABCD的边长为1,∠AGF=105°,求线段BG的长.简单几何图形的证明与计算参考答案类型一 特殊四边形的探究1.(1)证明:连接OD ,如解图, ∵∠BAC =90°,点D 为BC 的中点, ∴DB =DA =DC ,∵∠B =60°,∴△ABD 为等边三角形,∴∠DAB =∠ADB =60°,∠DAC =∠C =30°,而OA =OD , ∴∠ODA =∠OAD =30°,∴∠ODB =60°+30°=90°, ∴OD ⊥BC ,又∵OD 是⊙O 的半径, ∴BD 是⊙O 的切线;(2)解:①连接OD 、OE ,∵△ABD 为等边三角形, ∴AB =BD =AD =CD =3, 在Rt △ODC 中,OD =33CD =1, 当DE ∥AB 时,DE ⊥AC ,∴AD =AE , ∵∠ADE =∠BAD =60°, ∴△ADE 为等边三角形,∴AD =AE =DE ,∠ADE =60°,∴∠AOE =2∠ADE =120°,∴AB =BD =DE =AE , ∴四边形ABDE 为菱形,此时,的长度=120·π·1180=23π,②当∠ADE =90°时,AE 为直径,点E 与点F 重合,此时的长度=180·π·1180=π,当∠DAE =90°时,DE 为直径,∠AOE =2∠ADE =60°,此时的长度=60·π·1180=13π,所以当的长度为13π或π时,△ADE 是直角三角形.2.解:(1)连接CD ,如解图,∵AC 是⊙O 的直径,∴∠ADC =90°, ∵E 是BC 的中点, ∴DE =CE ;(2)DE 是⊙O 的切线.理由如下: 连接OD ,如解图,∵BC 为切线,∴OC ⊥BC ,∴∠OCB =90°,即∠2+∠4=90°,∵OC =OD ,ED =EC ,∴∠1=∠2,∠3=∠4,∴∠1+∠3=∠2+∠4=90°,即∠ODE =90°,∴OD ⊥DE , ∴DE 是⊙O 的切线; (3)当BC =2时,∵CA =CB =2,∴△ACB 为等腰直角三角形,∴∠B =45°, ∴△BCD 为等腰直角三角形,∴DE ⊥BC ,DE =12BC =1,∵OA =DE =1,AO ∥DE ,∴四边形AOED 是平行四边形; ∵OD =OC =CE =DE =1,∠OCE =90°, ∴四边形OCED 为正方形. 3.(1)证明:∵G 为BD 的中点, ∴BG =DG ,∵四边形ABCD 是菱形, ∴AD ∥BC ,∴∠EDG =∠FBG ,∠GED =∠GFB , ∴△DGE ≌△BGF(AAS );(2)解:①分两种情况考虑:当点F 在线段BC 上时,如解图①,连接AC ,EC ,设菱形ABCD 边BC 上的高为h ,由题意知S △ACE =12AE·h,S △FCE =12CF·h,∵△ACE 的面积是△FCE 的面积的2倍,∴12AE·h=2×12CF·h,∴AE =2CF ,∵AE =t ,CF =5-2t ,∴t =2(5-2t),解得t =2;当点F 在线段BC 的延长线上时,如解图②,连接AC ,EC ,AE =t ,CF =2t -5,∵△ACE 的面积是△FCE 的面积的2倍,∴AE =2CF ,∴t =2(2t -5),解得t =103;②∵四边形ABCD 为菱形,∴AB =BC ,∵∠ABC =60°,∴△ABC 为等边三角形,∴AC =AB =5,当四边形ACFE 为菱形时,则AE =AC =CF =5,即t =5.4.(1)证明:∵AD ∥BC ,∴∠EAO =∠FCO. ∵O 是AC 的中点,∴OA =OC , 在△AOE 和△COF 中, ⎩⎪⎨⎪⎧∠EAO =∠FCO OA =OC∠AOE =∠COF, ∴△AOE ≌△COF(ASA ). ∴AE =CF.(2)解:①当EF 和AC 满足条件EF ⊥AC 时,四边形AFCE 是菱形; 如解图所示,∵AE ∥CF ,AE =CF ,∴四边形AFCE 是平行四边形,又∵EF ⊥AC ,∴四边形AFCE 是菱形; ②若四边形AFCE 为矩形,则EF =AC ,∠AFB =∠AFC =90°,∵AB =1,BC =2,∠B =60°,∴∠BAF =30°, ∴BF =12AB =12,∴AF =3BF =32,CF =2-12=32, ∴AC =AF 2+CF 2=(32)2+(32)2=3, ∴EF = 3.类型二 几何问题的证明与计算 1.证明:(1)∵F 为弦AC 的中点, ∴AF =CF ,∴OD ⊥AC ,∵DE 切⊙O 于点D ,∴OD ⊥DE , ∴AC ∥DE ;(2)∵AC ∥DE ,且OA =AE , ∴F 为OD 的中点,即OF =FD , 又∵AF =CF , ∠AFO =∠CFD ,∴△AFO ≌△CFD(SAS ),∴S △AFO =S △CFD ,∴S 四边形ACDE =S △ODE .在Rt △ODE 中,OD =OA =AE =2, ∴OE =4,∴DE =OE 2-OD 2=42-22=23,∴S 四边形ACDE =S △ODE =12·OD·DE=12×2×23=2 3.2.(1)证明:∵四边形ABCD 是平行四边形,∴AD ∥BC ,AD =BC , ∴∠D =∠ECF ,在△ADE 和△FCE 中, ⎩⎪⎨⎪⎧∠D =∠ECF DE =CE∠AED =∠FEC,∴△ADE ≌△FCE(ASA );(2)解:∵△ADE ≌△FCE ,∴AD =FC , ∵AD =BC ,AB =2BC ,∴AB =FB ,∴∠BAF =∠F =36°,∴∠B =180°-2×36°=108°. 3.解:(1)∵AB 为⊙O 的直径,∴∠ACB =90°,在Rt △ABC 中,由勾股定理得:AB =AC 2+BC 2=42+22=25,∴OA =12AB =5,∵OD ⊥AB ,∴∠AOE =∠ACB =90°, 又∵∠A =∠A , ∴△AOE ∽△ACB , ∴OE BC =OA AC ,即OE 2=54,解得:OE =52; (2) ∠CDE =2∠A ,理由如下:连接OC ,如解图所示: ∵OA =OC ,∴∠1=∠A ,∵CD 是⊙O 的切线,∴OC ⊥CD ,∴∠OCD =90°, ∴∠2+∠CDE =90°,∵OD ⊥AB ,∴∠2+∠3=90°,∴∠3=∠CDE , ∵∠3=∠A +∠1=2∠A , ∴∠CDE =2∠A.4.解:(1)结论:AG 2=GE 2+GF 2. 理由:如解图,连接CG.∵四边形ABCD 是正方形,∴A 、C 关于对角线BD 对称, ∵点G 在BD 上,∴GA =GC ,∵GE ⊥DC 于点E ,GF ⊥BC 于点F , ∴∠GEC =∠ECF =∠CFG =90°, ∴四边形EGFC 是矩形,∴CF =GE ,在Rt △GFC 中,∵CG 2=GF 2+CF 2,∴AG 2=GF 2+GE 2; (2)如解图,作AH ⊥BG 于点H ,由题意得∠AGB =60°,∠ABH =45°,∴△ABH 是等腰直角三角形,2 2,HG=66,∴BG=32+66.∵AB=1,∴AH=BH=。

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