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免费2017年重庆市中考《题型7:几何图形探究题》课件+真题演练中考数学试卷考点分类汇编目录题型七几何图形旋转探究 2类型一几何图形旋转探究 2类型二几何图形动点探究 4类型三几何图形背景变换探究 4拓展类型几何图形折叠探究 4题型七几何图形旋转探究类型一几何图形旋转探究针对演练1.(2016甘孜州)如图①,AD为等腰直角△ABC的高,点A和点C分别在正方形DEFG的边DG和DE上,连接BG、AE.(1)求证:BG=AE;(2)将正方形DEFG绕点D旋转,当线段EG经过点A时(如图②所示).①求证:BG⊥GE;②设DG与AB交于点M,若AG∶AE=3∶4,求GMMD的值.第1题图2.四边形ABCD是正方形,点E在边BC上(不与端点B、C重合),点F在对角线AC上,且EF⊥AC,连接AE,点G是AE的中点,连接DF、FG.(1)若AB=72,BE=2,求FG的长;(2)求证:DF=2FG;(3)将图①中的△CEF绕点C按顺时针旋转,使边CF恰好在正方形ABCD的边BC上(如图②),连接AE,点G仍是AE的中点,猜想BF与FG之间的数量关系,并证明你的猜想.第2题图3.(2016重庆南开九下半期考试)如图,四边形ABCD为矩形,连接AC,AD=2CD,点E在AD边上.(1)如图①,若∠ECD=30°,CE=4,求△AEC的面积;(2)如图②,延长BA至点F,使得AF=2CD,连接FE并延长交CD于点G,过点D作DH⊥EG于点H,连接AH,求证:FH=2AH+DH;(3)如图③,将线段AE绕点A旋转一定的角度α(0°<α<360°)得到线段AE′,连接CE′,点N始终为CE′的中点,连接DN.已知CD=AE=4,直接写出DN的取值范围.第3题图4.(2016重庆西大附中第七次月考)已知如图①,等腰直角△ABC中,E为斜边AB上一点,过E点作EF⊥AB交BC于F,连接AF,G为AF中点,连接EG,CG.(1)如果BE=2,∠BAF=30°,求EG,GC的长;(2)将图①中△BEF绕B点逆时针旋转45°,如图②所示,取AF中点G,连接EG,CG.延长CG至M,使GM=GC,连接EM、EC,求证:△EMC是等腰直角三角形;(3)将图①中△BEF绕B点旋转任意角度,如图③所示,取AF中点G,再连接EG,CG,问线段EG和GC有怎样的数量关系和位置关系?证明你的结论.第4题图5.(2016重庆巴蜀中学上期期末考试)已知△ABC和△ADE是等腰直角三角形,∠ACB=∠ADE=90°,点F为BE中点,连接DF、CF.(1)如图①,当点D在AB上,点E在AC上,请直接判断此时线段DF、CF的数量关系和位置关系,不需要证明;(2)如图②,在(1)的条件下将△ADE绕点A顺时针旋转45°时,请你判断此时(1)中的结论是否仍然成立,并证明你的判断;(3)如图③,在(1)的条件下将△ADE绕点A顺时针旋转90°时,若AD=1,AC=22,求此时线段CF的长.第5题图6.(2016重庆育才二诊)菱形ABCD中,两条对角线AC,BD相交于点O,点E和点F分别是BC和CD上一动点,且∠EOF+∠BCD=180°,连接EF.(1)如图①,当∠ABC=90°,若AC=42,EC=32,求线段EF的长;(2)如图②,当∠ABC=60°时,求证:CE+CF=12AB;(3)如图③,当∠ABC=90°时,将∠EOF的顶点移到AO上任意一点O′处,∠EO′F绕点O′旋转,仍满足∠EO′F+∠BCD=180°,O′E交BC的延长线于点E,射线O′F交CD的延长线于点F,连接EF,探究在整个运动变化过程中,线段CE、CF,O′C之间满足的数量关系,并证明你的结论.第6题图答案类型一几何图形旋转探究针对演练1.(1)证明:∵AD为等腰直角△ABC的高,∴AD=BD,∠BDG=90°,∵四边形DEFG为正方形,∴∠GDE=90°,DG=DE,在△BDG和△ADE中,,∴△BDG≌△ADE(S),∴BG=AE.(2)①证明:如解图,第1题解图∵四边形DEFG为正方形,∴△DEG为等腰直角三角形,∴∠1=∠2=45°,∵DE=DG,由(1)得AD=BD,BG=AE,∴△BDG≌△ADE(SSS),∴∠3=∠2=45°,∴∠1+∠3=45°+45°=90°,即∠BGE=90°,∴BG⊥GE;②解:设AG=3x,则AE=4x,GE=7x,∴DG=22GE=722x,∵△BDG≌△ADE,∴BG=AE=4x,在Rt△BGA中,AB=BG2+AG2==5x,∵△ABD为等腰直角三角形,∴∠4=45°,BD=22AB=522x,∴∠3=∠4,又∵∠BDM=∠GDB,∴△DBM∽△DGB,∴BD∶DG=DM∶BD,即522x∶722x=DM∶522x,解得:DM=25214x,∴GM=DG-DM=722x-25214x=1227x,∴GMMD==2425.2.(1)解:∵四边形ABCD为正方形,∴∠ABC=90°,根据勾股定理得,AE=AB2+BE2=10,∵EF⊥AC,∴∠AFE=90°,∵点G是AE中点,∴FG=12AE=5.(2)证明:连接BF,BG,如解图①,第2题解图①∵AC是正方形ABCD的对角线,∴AB=AD,∠DAC=∠BAC,∵AF=AF,∴△AFD≌△AFB(S),∴DF=BF,∵四边形ABCD是正方形,∴∠ABC=90°,∵EF⊥AC,∴∠AFE=90°,∵G为AE的中点,∴AG=FG=BG,∴∠GAF=∠GFA,∠GAB=∠GBA,又∵∠BAF=45°,∴∠BGF=∠EGF+∠EGB=∠GAF+∠GFA+∠GAB+∠GBA=45°+45°=90°,∴△BGF为等腰直角三角形,∴BF=2FG,∵DF=BF,∴DF=2FG.(3)解:BF=2FG.证明:连接BG,CG,如解图②,第2题解图②∵四边形ABCD为正方形,∴∠ABC=90°,∠ACB=45°,AB=BC,根据旋转性质可知,∠CFE=90°,∠ECF=45°,∴∠ACE=90°,∵点G是AE的中点,∴EG=CG=AG,∴△ABG≌△CGB(SSS),∴∠ABG=∠CBG=12∠ABC=45°,∵在△EFG和△CFG中,,∴△EFG≌△CFG(SSS),∴∠EFG+∠CFG=360°-∠CFE=360°-90°=270°,∴∠EFG=135°,∵∠BFE=90°,∴∠BFG=45°,∴△BGF为等腰直角三角形,∴BF=2FG.3.(1)解:∵四边形ABCD是矩形,∴∠D=90°.∵∠ECD=30°,∴CD=CE·cos30°=4×32=23,AD=2CD=43,又∵DE=CE·sin30°=4×12=2,∴AE=AD-DE=43-2.∴△AEC的面积为:12×(43-2)×23=12-23.(2)证明:如解图①,在HF上取点M,使MF=DH,连接AM.第3题解图①∵AF∥DC,∴∠F=∠DGH.∵DH⊥FG,∴∠DHG=∠EDG=90°,∴∠ADH=∠DGH=∠F.∵AF=2CD,AD=2CD,∴AF=AD.在△AMF和△AHD中,∴△AMF≌△AHD(S),∴AM=AH,∠FAM=∠DAH.∵∠FAM+∠MAE=90°,∴∠MAE+∠DAH=90°,即∠MAH=90°,∴MH2=2AH2,∴MH=2AH,∴FH=FM+MH=DH+2AH,即FH=2AH+DH.(3)解:25-2≤DN≤25+2.【解法提示】如解图②,取AC的中点O,连接DO、NO,则ON=12AE′=2.第3题解图②∵CD=4,AD=2CD=8,∴AC=AD2+CD2=42+82=45,∴OD-ON≤DN≤OD+ON,∴DN的取值范围是25-2≤DN≤25+2.4.(1)解:∵EF⊥AB,∠BAF=30°,∴∠EFA=60°,∵G是AF的中点,∴CG=EG=12AF=GF,∴EG=EF=GF,∵∠B=45°,∴BE=EF=2,∴GC=EG=EF=2.(2)证明:连接MF,如解图①,第4题解图①在△AGC和△FGM中,∴△AGC≌△FGM(S),∴AC=FM,∠CAG=∠MFG=45°,由旋转性质可知,∠EBF=∠BFE=45°,BE=EF,∴∠EFM=∠EBC=90°,∵BC=AC=MF,∴△BCE≌△FME,∴EC=EM,∠BEC=∠FEM,∴∠BEC+∠CEF=∠FEM+∠CEF=90°,∴△EMC是等腰直角三角形.(3)解:GE⊥GC,EG=GC.证明:连接EC,延长CG到M,使GM=GC,如解图②,易证△ACG≌△FMG,得∠MFG=∠CAG,MF=CA=CB,第4题解图②∵∠EBF=∠ABC=∠BAC=45°,∴∠EFM=360°-∠BFE-∠AFB-∠MFG=360°-45°-(180°-∠ABF-∠BAF)-(45°+∠BAF)=90°+∠ABF,∠CBE=∠EBF+∠ABF+∠ABC=90°+∠ABF,∴∠CBE=∠MFE,∵BE=EF,∴△BCE≌△FME(S),∴EC=EM,∠BCE=∠FME,∵∠ACG=∠FMG,∴∠FME+∠FMG+∠MCE=∠BCE+∠ACG+∠MCE,即∠EMG+∠ECM=∠ACB=90°,∴∠MEC=90°,∵CG=MG,∴GE⊥GC,EG=GC.5.解:(1)DF=CF,DF⊥CF.【解法提示】∵∠ACB=∠ADE=90°,点F为BE中点,∴DF=12BE,CF=12BE,∴DF=CF.∵△ABC和△ADE是等腰直角三角形,∴∠ABC=45°,∵BF=DF,∴∠DBF=∠BDF,∵∠DFE=∠DBF+∠BDF,∴∠DFE=2∠DBF,同理得:∠CFE=2∠CBF,∴∠EFD+∠EFC=2∠DBF+2∠CBF=2∠ABC=90°,∴DF=CF,DF⊥CF.(2)(1)中的结论仍然成立.证明:如解图①所示,此时点D落在AC上,延长DF交BC于点G.第5题解图①∵∠ADE=∠ACB=90°,∴DE∥BC,∴∠DEF=∠GBF,∠EDF=∠BGF.∵F为BE中点,∴EF=BF.在△DEF和△GBF中,,∴△DEF≌△GBF(A),∴DE=GB,DF=GF.∵AD=DE,∴AD=GB,∵AC=BC,∴AC-AD=BC-GB,∴DC=GC.∵∠ACB=90°,∴△DCG是等腰直角三角形,∵DF=GF,∴DF=CF,DF⊥CF.(3)延长DF交BA于点H,如解图②,第5题解图②∵△ABC和△ADE是等腰直角三角形,∴AC=BC,AD=DE,∴∠AED=∠ABC=45°.∵由旋转性质可知,∠CAE=∠BAD=90°,∴AE∥BC,∴∠AEB=∠CBE,∴∠DEF=∠HBF.∵F是BE的中点,∴EF=BF,在△DEF和△HBF中,∴△DEF≌△HBF(A),∴ED=BH,∵AC=22,∴在Rt△ABC中,由勾股定理,得AB=4,∵AD=1,∴ED=BH=1,∴AH=3,在Rt△HAD中,由勾股定理,得DH=10,∴DF=102,∴CF=DF=102.6.(1)解:∵四边形ABCD是菱形,且∠ABC=90°,∴菱形ABCD是正方形,∴OC⊥OD,OC=OD,∠OCE=∠ODF=45°,∠BCD=90°.∵∠EOF+∠BCD=180°,∴∠EOF=90°,∴∠EOF-∠COF=∠COD-∠COF,∴∠EOC=∠FOD.在△COE和△DOF中,∴△COE≌△DOF(A),∴DF=CE=32.∵CD=AC·sin45°=42×22=4,∴CF=CD-DF=4-32=52,在Rt△ECF中,由勾股定理得,∴EF=CE2+CF2=(32)2+(52)2=342.(2)证明:如解图①,取BC的中点G,连接OG,第6题解图①∵四边形ABCD是菱形,∴OC⊥OD,∴OG=12BC=BG=CG.∵∠ABC=60°,∴∠BCD=120°,∴∠BCA=60°,∠BAC=60°,∴△ABC为等边三角形,AC=BC,∴OC=12AC=12BC,∴OG=OC=CG,∴∠OGC=∠COG=60°.∵∠BCD=120°,∠EOF+∠BCD=180°,∴∠EOF=60°,∴∠COF=30°,∴∠EOF=∠COG=60°,∴∠GOE=∠COF.在△COF和△GOE中,∴△COF≌△GOE(A),∴CF=GE.∵EG+CE=CG=12BC=12AB,∴CE+CF=12AB.(3)解:CF-CE=2O′C.证明:如解图②,第6题解图②过O′作O′G⊥AC,与CF相交于点G,∵四边形ABCD是菱形,且∠ABC=90°,∴菱形ABCD是正方形,∴∠ACD=45°.又∵O′G⊥AC,∴∠O′GC=∠ACD=45°,∴O′C=O′G,∠O′GF=∠O′CE=135°.∵∠EO′F+∠BCD=180°,∠BCD=90°,∴∠EO′F=90°,∵∠CO′G=90°,∴∠EO′F-∠EO′G=∠CO′G-∠EO′G,即∠GO′F=∠CO′E,在△O′GF和△O′CE中,∴△O′GF≌△O′CE(A),∴GF=CE.∵CF-GF=CG,∴CF-CE=CG.∵CG=O′C2+O′G2=2O′C,∴CF-CE=2O′C.类型二几何图形动点探究针对演练1.如图,在正方形ABCD中,对角线AC与BD交于点O,在Rt△PFE中,∠EPF=90°,点E、F分别在边AD、AB上.(1)如图①,若点P与点O重合;①求证:AF=DE;②若正方形的边长为23,当∠DOE=15°时,求线段EF的长;(2)如图②,若Rt△PFE的顶点P在线段OB上移动(不与点O、B重合),当BD=3BP时,证明:PE=2PF.第1题图2.(2016重庆南开阶段测试三)已知,在?ABCD中,∠BAD=45°,AB=BD,E为BC上一点,连接AE交BD于F,过点D作DG⊥AE于G,延长DG交BC于H.(1)如图①,若点E与点C重合,且AF=5,求AD的长;(2)如图②,连接FH,求证:∠AFB=∠HFB;(3)如图③,连接AH交BF于M,当M为BF的中点时,请直接写出AF与FH的数量关系.第2题图3.(2016重庆西大附中第九次月考)如图,P为正方形ABCD边BC上任意一点,BG⊥AP于点G,在AP的延长线上取点E,使AG=GE,连接BE,CE.(1)如图①,若正方形的边长为22,PB=1,求BG的长度;(2)如图②,当P点为BC的中点时,求证:CE=2BG;(3)如图③,∠CBE的平分线交AE于N点,连接DN,求证:BN+DN=2AN.第3题图4.△ABC为等腰直角三角形,∠ABC=90°,点D在AB边上(不与点A、B重合),以CD为腰作等腰直角△CDE,∠DCE=90°.(1)如图①,作EF⊥BC于F,求证:DB=FC;(2)在图①中,连接AE交BC于M,求ADBM的值;(3)如图②,过点E作EH⊥CE交CB的延长线于点H,过点D作DG⊥DC,交AC于点G,连接GH.当点D在边AB上运动时,式子HE-GDGH的值会发生变化吗?若不变,求出该值;若变化请说明理由.第4题图5.(2016重庆十一中一诊)如图,在菱形ABCD中,∠ABC=60°,E是对角线AC上任意一点,F是线段BC延长线上一点,且CF=AE,连接BE、EF.(1)如图①,当E是线段AC的中点,且AB=2时,求△ABC的面积;(2)如图②,当点E不是线段AC的中点时,求证:BE=EF;(3)如图③,当点E是线段AC延长线上的任意一点时,(2)中的结论是否成立?若成立,请给予证明;若不成立,请说明理由.第5题图6.(2016重庆A卷)在△ABC中,∠B=45°,∠C=30°.点D是BC上一点,连接AD.过点A作AG⊥AD.在AG上取点F,连接DF,延长DA至E,使AE=AF,连接EG,DG,且GE=DF.(1)若AB=22,求BC的长;(2)如图①,当点G在AC上时,求证:BD=12CG;(3)如图②,当点G在AC的垂直平分线上时,直接写出ABCG的值.第6题图7.(2016重庆一中一模)已知四边形ABCD为菱形,连接BD,点E为菱形ABCD外任意一点.(1)如图①,若∠A=45°,AB=6,点E为过点B作AD边的垂线与CD边的延长线的交点,BE,AD交于点F,求DE的长;(2)如图②,若2∠AEB=180°-∠BED,∠ABE=60°,求证:BC=BE+DE;(3)如图③,若点E在CB的延长线上时,连接DE,试猜想∠BED,∠ABD,∠CDE三个角之间的数量关系,直接写出结论.第7题图答案类型二几何图形动点探究针对演练1.(1)①证明:∵四边形ABCD是正方形,∴OA=OD,∠OAF=∠ODE=45°,∠AOD=90°,∴∠AOE+∠DOE=90°,∵∠EPF=90°,∴∠AOF+∠AOE=90°,∴∠DOE=∠AOF,在△AOF和△DOE中,∴△AOF≌△DOE(A).∴AF=DE;②如解图①,过点O作OG⊥AB于G,第1题解图①∵正方形的边长为23,∴OG=12BC=3,∵∠DOE=15°,由①知△AOF≌△DOE,∴∠AOF=15°,∴∠FOG=45°-15°=30°,∵cos∠FOG=OGOF,∴OF==332=2,又∵OE=OF,∴EF=2OF=22.(2)证明:如解图②,过点P作HP⊥BD交AB于点H,第1题解图②则△HPB为等腰直角三角形,∠HPB=90°,∴HP=BP,∵BD=3BP,∴PD=2BP,∴PD=2HP,又∵∠HPF+∠HPE=90°,∠DPE+∠HPE=90°,∴∠HPF=∠DPE,又∵∠BHP=∠EDP=45°,∴△PHF∽△PDE,∴PFPE=PHPD=12,即PE=2PF.2.(1)解:∵四边形ABCD是平行四边形,∴BF=DF,∵AB=BD,∠BAD=45°,∴∠ABD=90°,AB=2BF,∴在Rt△ABF中,根据勾股定理得AF2=AB2+BF2,即(5)2=5BF2,解得BF=1,AB=2,∴在Rt△ABD中,AD=2AB=22.(2)证明:过B作BP⊥AD于P,交AF于Q,如解图①,第2题解图①则∠ABQ=∠QBD=45°,∵四边形ABCD是平行四边形,∴∠C=∠BAD=45°,∠CDB=∠ABD=90°,∴∠DBH=45°=∠ABQ,又∵∠AFB=∠DFG,∠ABF=∠DGF=90°,∴∠BAQ=∠BDH,∵AB=BD,∴△ABQ≌△DBH,∴BQ=BH,又∵∠QBF=∠HBF=45°,BF=BF,∴△BQF≌△BHF,∴∠BFQ=∠BFH.即∠AFB=∠HFB.(3)解:AF=3FH.【解法提示】延长FH交AB延长线于P,如解图②,第2题解图②∵由(2)知∠AFB=∠PFB,∠ABF=∠PBF=90°,FB=FB,∴△ABF≌△PBF,∴PF=AF,AB=BP,过B作BQ∥FH,交AM于Q,∴∠BQM=∠FHM,∠QBM=∠HFM,∵BM=FM,∴△BMQ≌△FMH,∴BQ=FH.∵BQ∥FH,AB=BP,∴BQ=12PH,∴FH=13FP,即AF=3FH.3.(1)解:∵AB=22,BP=1,∠ABP=90°,∴AP=AB2+BP2=3,∵S△ABP=12AP·BG=12AB·BP,∴BG=223.(2)证明:过点C作CH⊥AE于H,如解图①,则∠BGP=∠CHP=90°,第3题解图①∵P为BC的中点,∴PB=PC,∵∠BPG=∠CPH,∴△BPG≌△CPH,∴BG=CH,∠PBG=∠PCH,∵∠PBG+∠ABG=∠ABG+∠BAG=90°,∴∠PBG=∠BAG,∴∠BAG=∠PCH,∵AB=BE,∴∠BAG=∠BEG,∴∠PCH=∠BEG,∵AB=BE=BC,∴∠BCE=∠BEC,∴∠HCE=∠HEC,∴HC=HE,∵HC2+HE2=CE2,∴2CH=CE,∴CE=2BG.(3)证明:过D作DH⊥AE于H,如解图②,第3题解图②∵BN平分∠CBE,∴∠CBN=∠EBN,由(2)知∠GBP=∠BEP.∵BG⊥AE,∴∠GBN=∠GNB=90°2=45°,∴BG=GN,∵DH⊥AP,∠DAB=90°,∴∠DAH+∠ADH=∠DAH+∠BAG=90°,∴∠ADH=∠BAG,∵∠AHD=∠AGB=90°,AD=AB,∴△ADH≌△BAG(A),∴AH=BG=GN,DH=AG,∴HN=HG+GN=HG+AH=AG,∴DH=HN.∵∠DHN=90°,∴DN=2HN=2AG,∴BN+DN=2GN+2AG=2AN.4.(1)证明:∵△CDE为等腰直角三角形,∠DCE=90°,∴CD=CE,∠DCB+∠ECF=90°.∵EF⊥BC,∴∠ECF+∠CEF=90°,∴∠DCB=∠CEF,在△DBC和△CEF中,∴△DBC≌△CFE,∴DB=CF.(2)解:如解图①,连接AE,第4题解图①∵△DBC≌△CFE,∴BD=CF,BC=EF,∵△ABC为等腰直角三角形,∠ABC=90°,∴AB=BC,∴AB=EF,AD=BF,在△ABM和△EFM中,∴△ABM≌△EFM,∴BM=FM,∴BF=2BM,∴AD=2BM,∴ADBM的值为2.(3)解:HE-GDGH的值不变.在EH上截取EQ=DG,如解图②,第4题解图②在△CDG和△CEQ中,∴△CDG≌△CEQ,∴CG=CQ,∠DCG=∠ECQ,∵∠DCG+∠DCB=45°,∴∠ECQ+∠DCB=45°,而∠DCE=90°,∴∠HCQ=45°,∴∠HCQ=∠HCG,在△HCG和△HCQ中,∴△HCG≌△HCQ,∴HG=HQ,∴HE-GDGH=HQ+QE-GDHG=HG+DG-GDHG=1.5.(1)解:∵AB=BC,∠ABC=60°,∴△ABC是等边三角形,∴AC=AB=BC=2,∵E是线段AC的中点,∴BE⊥AC,∴BE=AB·sin60°=2×32=3,∴S△ABC=12AC·BE=3.(2)证明:连接DE和DF,如解图①,第5题解图①∵四边形ABCD是菱形,∴AB=BC=CD=AD,∠BAC=∠DAC,AB∥CD,∵∠ABC=60°,∴∠BAD=∠BCD=120°,∴∠BAC=∠CAD=∠DCF=60°,在△ABE和△ADE和△CDF中∴△ABE≌△ADE≌△CDF,∴BE=DE=DF,∠ADE=∠CDF,∴∠ADE+∠CDE=∠CDF+∠CDE,∴∠EDF=∠ADC=60°,∴△DEF是等边三角形,∴DE=DF=EF,∴BE=EF.(3)解:仍然成立.证明:连接DE和DF,如解图②,第5题解图②∵四边形ABCD是菱形,∴AB=BC=CD=AD,∠BAC=∠DAC,AB∥CD,∵∠ABC=60°,∴∠BAD=∠BCD=120°,∴∠BAC=∠CAD=∠DCF=60°,在△ABE和△ADE和△CDF中∴△ABE≌△ADE≌△CDF,∴BE=DE=DF,∠ADE=∠CDF,∴∠ADE-∠CDE=∠CDF-∠CDE,∴∠EDF=∠ADC=60°,∴△DEF是等边三角形,∴DE=DF=EF,∴BE=EF.6.(1)解:过点A作AH⊥BC于点H,如解图①,第6题解图①在Rt△ABH中,∠ABH=45°,AB=22,∴BH=AH=2,在Rt△ACH中,∠ACH=30°,∴CH=23,∴BC=BH+CH=2+23.(2)证明:过点A作AM⊥AB交BC于点M,连接GM,如解图②,∵∠BAM=90°,∠ABM=45°,第6题解图②∴AB=AM,∠AMB=45°,∵AG⊥AD,∴∠DAG=∠EAG=90°,∵AE=AF,GE=DF,∴△ADF≌△AGE,∴AD=AG,∵∠BAM=∠DAG=90°,∴∠BAD=∠MAG,∴△ABD≌△AMG,∴BD=GM,∠B=∠AMG=45°,∵∠AMB=45°,∴∠GMC=90°,在Rt△CGM中,∠C=30°,∴12CG=GM=BD.(3)解:1+32.【解法提示】过点A作AH⊥BC于点H,过点G作GQ⊥AC于Q,过点C作CM⊥AG,与其延长线相交于点M,如解图③,第6题解图③∵GQ为AC的垂直平分线,由(2)同理可得AD=AG,∴AD=AG=CG,又∵AH=12AC,易证△ADH≌△AGQ≌△CGQ,得∠DAH=∠GAC=∠GCA=12(∠DAG-∠CAH)=12(90°-60°)=15°,∴∠MGC=30°,设CM=a,则GA=GC=2a,GM=3a,∴AC=AM2+CM2==(6+2)a,∴AH=12AC=12(6+2)a,∴AB=2AH=(1+3)a,∴ABCG==3+12.7.(1)解:在菱形ABCD中,AB=AD=6,AB∥DE,∴∠A=∠ADE=45°,∵AD⊥BE,∴∠AFB=∠DFE=90°,∴∠A=∠ABF=∠FDE=∠FED=45°,AF=BF,DF=EF,则△AFB,△DEF为等腰直角三角形,∴AF=22AB=22×6=3,DF=EF=AD-AF=6-3,∴DE=2DF=23-6.(2)证明:延长BE至K,使EK=ED,连接AK,如解图,第7题解图在菱形ABCD中,AB=BC=AD,∵2∠AEB=180°-∠BED,∴∠AEB+∠BED=180°-∠AEB,∴∠AED=∠AEB+∠BED=180°-∠AEB=∠AEK,在△AEK和△AED中,∴△AEK≌△AED,则AK=AD=AB,∵∠ABK=60°,∴△ABK为等边三角形,∴BK=BE+KE=AB=BC,即:BC=BE+DE.(3)解:∠BED+∠CDE=2∠ABD.【解法提示】∵点E在CB的延长线上,∴CE∥AD,∴∠E=∠ADE,∵四边形ABCD是菱形,∴∠ADC=∠ABC=2∠ABD,∴∠BED+∠CDE=2∠ABD.类型三几何图形背景变换探究针对演练1.△ABC是等边三角形,点D、E分别在边AB、BC上,CD、AE交于点F,∠AFD=60°.(1)如图①,求证:BD=CE;(2)如图②,FG为△AFC的角平分线,点H在FG的延长线上,HG=CD,连接HA、HC,求证:∠AHC=60°;(3)在(2)的条件下,若AD=2BD,FH=9,求AF长.第1题图2.在△ABC中,∠BAC为锐角,AB>AC,AD平分∠BAC交BC于点D,BC的垂直平分线交AD的延长线于点E,交BC于点F,连接CE、BE.(1)如图①,若△ABC是等腰直角三角形,直接写出线段AC,CD,AB之间的数量关系;(2)如图②,若∠ABE=60°,判断AC,CE,AB之间有怎样的数量关系,并加以证明;(3)如图③,若AC+AB=3AE,求∠BAC的度数.第2题图3.(2016重庆八中阶段测试一)如图①,矩形ABCD中,AB=BE,BF=CE,点G是FD的中点,连接GA,GE.(1)若AB=3,AD=4,求GA的长;(2)求证:GA=GE;(3)如图②,若将矩形ABCD改为平行四边形ABCD,其他条件均不变,(2)问中的结论还成立吗?若成立,请证明,若不成立,请说明理由.第3题图4.(2016泰安)(1)已知:△ABC是等腰三角形,其底边是BC,点D在线段AB上,E是直线BC上一点,且∠DEC=∠DCE,若∠A=60°(如图①).求证:EB=AD;(2)若将(1)中的"点D在线段AB上"改为"点D在线段AB的延长线上",其他条件不变(如图②),(1)的结论是否成立,并说明理由;(3)若将(1)中的"若∠A=60°"改为"若∠A=90°",其他条件不变,则EBAD的值是多少?(直接写出结论,不要求写解答过程)第4题图5.在△ABC和△DEC中,AC=BC,DC=EC,∠ACB=∠ECD=90°.(1)如图①,当点A、C、D在同一条直线上时,AC=12,EC=5.①求证:AF⊥BD;②求AF的长度;(2)如图②,当点A、C、D不在同一条直线上时,求证:AF⊥BD;(3)如图③,在(2)的条件下,连接CF并延长交AD于点G,∠AFG是一个固定的值吗?若是,求出∠AFG的度数;若不是,请说明理由.第5题图6.(2016重庆育才模拟)已知,如图①,以△ABC中的AB和AC为斜边,分别向△ABC的外侧作等腰直角△ADB和等腰直角△AEC,M是BC的中点,连接MD和ME,过点D作DF⊥AB于F,连接FM.(1)若MF=3,求AC的长;(2)求证:MD=ME;(3)如图②,在△ABC中,仍分别以AB和AC为斜边,向△ABC的内侧作等腰直角△ABD和等腰直角△ACE,M是BC的中点,连接MD和ME,过点D作DF⊥AB于F,连接FM,猜想:△MDE是否是等腰直角三角形?若是,请证明;若不是,请说明理由.第6题图7.(2016沙坪坝区一诊)在△ABC中,∠A=60°,∠B=45°,点D是边AB上任意一点,连接CD.(1)如图①,若∠BCD=30°,且BD=2,求线段CD的长;(2)如图②,若∠BCD=15°,以线段CD为边在CD的右上方作正△CDE,连接BE,点F在线段CD上,且CF=BD,连接BF.求证:BE=BF;(3)如图③,若以点C为直角顶点,线段CD为腰在CD的右上方作等腰Rt△CDE,点O是线段DE的中点,连接BO,猜想线段OB与CD有怎样的数量关系,请直接写出结论(不需证明).第7题图8.(2015重庆A卷)如图①,在△ABC中,∠ACB=90°,∠BAC=60°,点E是∠BAC角平分线上一点.过点E作AE的垂线,过点A作AB的垂线,两垂线交于点D,连接DB,点F是BD的中点.DH⊥AC,垂足为H,连接EF,HF.(1)如图①,若点H是AC的中点,AC=23,求AB,BD的长;(2)如图①,求证:HF=EF;(3)如图②,连接CF,CE.猜想:△CEF是否是等边三角形?若是,请证明;若不是,请说明理由.第8题图答案类型三几何图形背景变换探究针对演练1.(1)证明:∵△ABC是等边三角形,∴∠B=∠ACE=60°,BC=AC,∵∠AFD=∠CAE+∠ACD=60°,∠BCD+∠ACD=∠ACB=60°,∴∠BCD=∠CAE,在△ACE和△CBD中,∴△ACE≌△CBD(A),∴BD=CE.(2)证明:如解图①,作CM⊥AE交AE的延长线于M,作CN⊥HF于N,第1题解图①∵∠EFC=∠AFD=60°,∴∠AFC=120°,∵FG为△AFC的角平分线,∴∠CFH=∠AFH=60°,∴∠CFH=∠CFE=60°,∵CM⊥AE,CN⊥HF,∴CM=CN,∵∠CEM=∠ACE+∠CAE=60°+∠CAE,∠CGN=∠AFH+∠CAE=60°+∠CAE,∴∠CEM=∠CGN,在△ECM和△GCN中,∴△ECM≌△GCN(A),∴CE=CG,EM=GN,∠ECM=∠GCN,∴∠MCN=∠ECG=60°,由(1)知△ACE≌△CBD,∴AE=CD,∵HG=CD,∴AE=HG,∴AE+EM=HG+GN,即AM=HN,在△AMC和△HNC中,∴△AMC≌△HNC(S),∴∠ACM=∠HCN,AC=HC,∴∠ACM-∠ECM=∠HCN-∠GCN,即∠ACE=∠HCG=60°,∴△ACH是等边三角形,∴∠AHC=60°.(3)解:如解图②,在FH上截取FK=FC,第1题解图②∵∠HFC=60°,∴△FCK是等边三角形,∴∠FKC=60°,FC=KC=FK,∵由(2)知∠ACH=60°,∴∠ACF=∠HCK,在△AFC和△HKC中,∴△AFC≌△HKC(S),∴AF=HK,∴HF=HK+FK=AF+FC=9,∵AD=2BD,BD=CE=CG,AB=AC,∴AG=2CG,∴=AGGC=21,作GW⊥AE于W,GQ⊥DC于Q,∵FG为△AFC的角平分线,∴GW=GQ,∵==AFCF=21,∴AF=2CF,∴AF=6.2.解:(1)AB=AC+CD.【解法提示】过点D作DG⊥AB交AB于点G,如解图①所示,第2题解图①∵AD平分∠BAC,DC⊥AC,∴CD=DG,∴Rt△ACD≌Rt△AGD(HL),∴AC=AG,∵△ABC为等腰直角三角形,∴∠ABC=45°,即△BDG为等腰直角三角形,∴CD=DG=GB,∴AB=AG+GB=AC+CD.(2)AB=AC+CE.证明:在线段AB上截取AH=AC,连接EH,如解图②所示,第2题解图②∵AD平分∠BAC,∴∠CAE=∠BAE,在△ACE和△AHE中,∴△ACE≌△AHE(S),∴CE=HE,∵EF垂直平分BC,∴CE=BE,∴BE=HE.又∵∠ABE=60°,∴△EHB是等边三角形,∴BE=HE=HB,∴AB=AH+HB=AC+CE.(3)在线段AB上截取AH=AC,连接EH,过点E作EM⊥AB于点M,如解图③所示,第2题解图③同(2)问可得△ACE≌△AHE(S),∴CE=HE,∵EF垂直平分BC,∴CE=BE,∴HE=BE,∴△EHB是等腰三角形,∴HM=BM,∴AC+AB=AH+AB=AM-HM+AM+MB=2AM,∵AC+AB=3AE,∴AM=32AE,∵在Rt△AEM中,cos∠EAM=AMAE=32,∴∠EAB=30°,∴∠BAC=2∠EAB=60°.3.(1)解:∵AB=BE,AB=3,∴BE=3,∵BC=AD=4,∴EC=BC-BE=4-3=1,∵BF=CE,∴BF=1,∴AF=AB-BF=3-1=2,∴DF=AF2+AD2=25,∵∠DAF=90°,G是DF的中点,∴AG=12DF=5.(2)证明:如解图①,连接DE、EF,第3题解图①∵四边形ABCD是矩形,∴AB=CD,∠B=∠C=90°,∵AB=BE,∴CD=BE,在△BEF和△CDE中,∴△BEF≌△CDE(S),∴∠BEF=∠CDE,∵∠CED+∠CDE=90°,∴∠CED+∠BEF=90°,∴∠DEF=90°,∵点G是DF的中点,∴GE=12DF,∵AG=12DF,∴GA=GE.(3)解:成立.证明:如解图②,延长CG,与BA的延长线相交于点M,第3题解图②∵AB∥CD,∴∠M=∠DCG,在△GMF和△GCD中,∴△GMF≌△GCD(A),∴GM=GC,FM=DC,∵AB=CD=BE,∴AB=FM,∵BF=CE,∴BE+CE=FM+BF,∴BM=BC,∴∠ABG=∠EBG,在△ABG和△EBG中,∴△ABG≌△EBG(S),∴GA=GE.4.(1)证明:如解图①,过点D作DF∥BC交AC于F,则AD=AF=DF,∠FDC=∠ECD,∵∠DEC=∠DCE,∴∠FDC=∠DEC,ED=CD,∵△ABC是等腰三角形,∠A=60°,∴∠DBE=∠DFC=120°,∴△DBE≌△CFD,∴EB=DF,∴EB=AD.第4题解图①(2)解:EB=AD成立,理由如下:∵△ABC中,AB=AC,∠A=60°,∴△ABC是等边三角形.如解图②,过D点作DF∥BC交AC的延长线于F,第4题解图②则AD=AF=DF,∠FDC=∠ECD,又∵∠DEC=∠ECD,∴∠FDC=∠DEC,ED=CD,又∵∠DBE=∠DFC=60°,∴△DBE≌△CFD,∴EB=DF,∴EB=AD.(3)解:EBAD=2.【解法提示】作DF∥BC交AC于F,如解图③,第4题解图③同(1)得:△DBE≌△CFD(A),∴EB=DF,∵△ABC是等腰直角三角形,DF∥BC,∴△ADF是等腰直角三角形,∴DF=2AD,∴DFAD=2,∴EBAD=2.5.(1)①证明:如解图①,第5题解图①∵在△ACE和△BCD中,∴△ACE≌△BCD,∴∠1=∠2,∵∠3=∠4,∴∠BFE=∠ACE=90°,∴AF⊥BD;②解:∵∠ECD=90°,BC=AC=12,DC=EC=5,∴BD=122+52=13,∵S△ABD=12AD·BC=12BD·AF,即12×17×12=12×13·AF∴AF=20413.(2)证明:如解图②,第5题解图②∵∠ACB=∠ECD,∴∠ACB+∠ACD=∠ECD+∠ACD,∴∠BCD=∠ACE,在△ACE与△BCD中,∴△ACE≌△BCD,∴∠1=∠2,∵∠3=∠4,∴∠BFA=∠BCA=90°,∴AF⊥BD.(3)解:∠AFG是一个固定的值,理由如下:如解图③,过点C作CM⊥BD,CN⊥AE,垂足分别为M、N,第5题解图③∵由(2)知△ACE≌△BCD,∴S△ACE=S△BCD,AE=BD,∵S△ACE=12AE·CN,S△BCD=12BD·CM,∴CM=CN,∵CM⊥BD,CN⊥AE,∴CF平分∠BFE,∵AF⊥BD,∴∠BFE=90°,∴∠EFC=45°,∴∠AFG=45°.6.(1)解:∵DF⊥AB,DB=DA,∴AF=BF,∵BM=MC,∴FM=12AC,∴AC=2FM=6.(2)证明:如解图①,取AC中点G,连接MG、EG.第6题解图①∵△ADB、△AEC都是等腰直角三角形,AF=FB,AG=GC,∴DF=AF=FB,GE=AG=GC,EG⊥AC,∴∠DFB=∠EGC=90°,∵AF=BF,BM=MC,AG=GC,∴FM∥AG,MG∥AF.∴四边形AFMG是平行四边形,∴FM=AG=GE,MG=AF=DF,∠BFM=∠BAC=∠CGM,∵∠DFM=∠DFB+∠BFM,∠EGM=∠EGC+∠CGM,∴∠DFM=∠EGM,在△DFM和△MGE中,∴△DFM≌△MGE,∴DM=EM.(3)解:△EMD是等腰直角三角形,证明:如解图②中,取AC中点G,连接MG、EG,DF交MG于点O.第6题解图②∵△ADB、△AEC都是等腰直角三角形,AF=FB,AG=GC,∴DF=AF=FB,GE=AG=GC,EG⊥AC,∴∠DFB=∠EGC=90°,∵AF=BF,BM=MC,AG=GC,∴FM∥AG,MG∥AF.∴四边形AFMG是平行四边形,∴FM=AG=GE,MG=AF=DF,∠BFM=∠BAC=∠CGM,∵∠DFM=∠DFB-∠BFM,∠EGM=∠EGC-∠CGM,∴∠DFM=∠EGM,在△DFM和△MGE中,∴△DFM≌△MGE.∴DM=EM,∠MDF=∠EMG,∵AB∥MG,∴∠MOD=∠BFD=90°,∴∠OMD+∠MDO=90°,∴∠EMG+∠OMD=90°,∴∠EMD=90°,∴△EMD是等腰直角三角形.7.(1)解:过点D作DE⊥BC于点E,如解图①,第7题解图①在Rt△BDE中,BD=2,∠B=45°,∴DE=BD·sin45°=2,在Rt△CDE中,∠BCD=30°,∴CD=2DE=22.(2)证明:连接EF,如解图②,第7题解图②∵△DCE是等边三角形,∴CE=DE,∠ECD=∠CDE=∠CED=60°,∵∠ADC=∠BCD+∠CBD=15°+45°=60°,∴∠BDE=60°,在△CEF和△DEB中,∴△CEF≌△DEB,∴EF=EB,∠CEF=∠DEB,∴∠CEF+∠DEF=∠DEB+∠DEF,即∠CED=∠BEF=60°,∴△BEF是等边三角形,∴BE=BF.(3)解:OB=22CD.【解法提示】连接BE,如解图③,第7题解图③∵∠DCE=90°,CD=CE,∴DE=2CD,∵∠CED=∠ABC=45°,∠CGE=∠DGB,∴△CGE∽△DGB,∴CGDG=GEGB,∵∠DGC=∠BGE,∴△CDG∽△EBG,∴∠EBG=∠CDG=45°,∴∠DBE=∠DBC+∠CBE=90°,∵O是DE的中点,∴OB=12DE,∵DE=2CD,∴OB=22CD.8.(1)解:在Rt△ABC中,∠BAC=60°,AC=23,∴AB=2AC=43.∵点H是AC中点,∴AH=12AC=3.∵AD⊥AB,∴∠DAH=90°-60°=30°.∵DH⊥AC,∴在Rt△ADH中,cos30°=AHAD,∴AD==332=2,∴BD=22+(43)2=213.(2)证明:连接AF,如解图①.在Rt△ABD中,F为BD中点,第8题解图①∴DF=AF,∴∠FDA=∠FAD.∵∠BAC=60°,AE平分∠BAC,∴∠CAE=∠BAE=30°,由(1)知∠DAH=30°,∴∠DAE=∠CAE+∠CAD=30°+30°=60°.∵DH⊥AC,∴∠ADH=60°=∠DAE,又∵AD=AD,∠AHD=∠AED=90°,∴△AHD≌△DEA(A),∴DH=AE.∵∠FDA=∠FAD,∠ADH=∠DAE,∴∠FDH=∠FAE,∴△FDH≌△FAE(S),∴HF=EF.(3)解:△CEF是等边三角形.证明:取AB的中点M,连接FM、CM,如解图②,第8题解图②∵F为BD的中点,M为AB的中点,∴FM∥AD且FM=12AD.由(2)知,∠CAE=30°,且在Rt△ADE中,AE=12AD,∴AE=MF.在Rt△ABC中,M为AB中点,∴AM=CM.∵∠MAC=60°,∴△ACM为等边三角形,∴AC=CM,∠AMC=∠ACM=60°.∵∠AMF=90°,∴∠CMF=90°-60°=30°=∠CAE,∴△CAE≌△CMF(S),∴CE=CF,∠ACE=∠MCF,∴∠ECF=∠ECM+∠MCF=∠ECM+∠ACE=60°,∴△CEF为等边三角形.拓展类型几何图形折叠探究1.如图①,△ABC中,BE⊥AC于点E,AD⊥BC于点D,连接DE.(1)若AB=BC,DE=1,BE=3,求△ABC的周长;(2)如图②,若AB=BC,AD=BD,∠ADB的平分线DF交BE于点F,求证:BF=2DE;(3)如图③,若AB≠BC,AD=BD,将△ADC沿着AC翻折得到△AGC,连接DG、EG,请猜想线段AE、BE、DG之间的数量关系,并证明你的结论.第1题图2.已知Rt△ABC≌Rt△CDE.现将它们摆放成图①所示位置,其中B、C、D三点在同一直线上,连接AE.(1)如图①,若AB=2,BC=4,求AE的长;(2)如图②,取AE的中点M,连接BM、DM,证明:BM=DM;(3)如图③,将图①的Rt△CDE以直线CD为对称轴向下翻折,仍然连接AE,取AE的中点M,连接BM、DM,请问:BM=DM还成立吗?请说明理由.第2题图答案拓展类型几何图形折叠探究1.(1)解:∵AB=BC,BE⊥AC,∴AE=CE,∠AEB=90°,∵AD⊥BC,∴∠ADC=90°,∴DE=12AC=AE,∴AC=2DE=2,AE=1,∴AB=12+32=10,∴BC=10,∴△ABC的周长=AB+BC+AC=210+2.(2)证明:连接AF,如解图①,第1题解图①∵AB=BC,BE⊥AC,∴∠3=∠4,∵∠ADB=90°,AD=BD,∴△ABD是等腰直角三角形,∴∠DAB=∠DBA=45°,∴∠3=22.5°,∵∠1+∠C=∠3+∠C=90°,∴∠1=∠3=22.5°,∵DF平分∠ADB,∴∠ADF=∠BDF,在△ADF和△BDF中,∴△ADF≌△BDF(S),∴AF=BF,∠2=∠3=22.5°,∴∠EAF=∠1+∠2=45°,∴△AEF是等腰直角三角形,∴AF=2AE,∵DE=AE,AF=BF,∴BF=2DE.(3)解:BE=DG+AE.理由如下:作DH⊥DE交BE于H,如解图②,第1题解图②∵BE⊥AC,AD⊥BC,∴∠1+∠ACD=∠2+∠ACD=90°,∴∠1=∠2,∴∠ADE=90°-∠ADH=∠BDH,在△ADE和△BDH中,∴△ADE≌△BDH(A),∴DH=DE,AE=BH,∴△DHE是等腰直角三角形,∴∠DEH=45°,∴∠3=90°-∠DEH=45°,∵△ADC沿着AC翻折至△AGC,∴DE=GE,∠3=∠4=45°,∴∠DEG=∠EDH=90°,DH=GE,∴DH∥GE,∴四边形DHEG是平行四边形,∴DG=EH,∴BE=EH+BH=DG+AE.2.(1)解:∵Rt△ABC≌Rt△CDE,∴∠BAC=∠DCE,AC=CE,在Rt△ABC中,∵∠BAC+∠BCA=90°,∴∠DCE+∠BCA=90°,∵B,C,D三点共线,∴∠ACE=180°-(∠DCE+∠BCA)=90°,∴AC⊥CE,∴△ACE为等腰直角三角形,∵AC2=AB2+BC2,∴AE=2AC=2·AB2+BC2=2×25=210.(2)证明:连接CM,如解图①,第2题解图①∵△ACE是等腰直角三角形,点M是AE的中点,∴CM=AM=ME,∠CAE=∠CEA.在△ABM和△CDM中,∴△ABM≌△CDM,∴BM=DM.(3)解:成立.理由如下:如解图②,延长BM交DE于点N,第2题解图②∵∠ABD=∠CDE=90°,∴AB∥DE,∴∠BAM=∠DEM,在△ABM和△ENM中,∴△ABM≌△ENM,∴BM=MN,在Rt△BDN中,∵M是BN的中点,∴BM=MN=DM=12BN,∴BM=DM.
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