2023年中考数学压轴专题:以三角形为载体的几何综合问题(含答案解析)
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1、以三角形为载体的几何综合问题【例1】(2022山东枣庄中考真题)已知ABC中,ACB90,ACBC4cm,点P从点A出发,沿AB方向以每秒2cm的速度向终点B运动,同时动点Q从点B出发沿BC方向以每秒1cm的速度向终点C运动,设运动的时间为t秒(1)如图,若PQBC,求t的值;(2)如图,将PQC沿BC翻折至PQC,当t为何值时,四边形QPCP为菱形?【例2】(2022山东菏泽中考真题)如图1,在ABC中,ABC=45,ADBC于点D,在DA上取点E,使DE=DC,连接BE、CE(1)直接写出CE与AB的位置关系;(2)如图2,将BED绕点D旋转,得到BED(点B,E分别与点B,E对应),连接
2、CE、AB,在BED旋转的过程中CE与AB的位置关系与(1)中的CE与AB的位置关系是否一致?请说明理由;(3)如图3,当BED绕点D顺时针旋转30时,射线CE与AD、AB分别交于点G、F,若CG=FG,DC=3,求AB的长【例3】(2022山东济南中考真题)如图1,ABC是等边三角形,点D在ABC的内部,连接AD,将线段AD绕点A按逆时针方向旋转60,得到线段AE,连接BD,DE,CE(1)判断线段BD与CE的数量关系并给出证明;(2)延长ED交直线BC于点F如图2,当点F与点B重合时,直接用等式表示线段AE,BE和CE的数量关系为_;如图3,当点F为线段BC中点,且EDEC时,猜想BAD的
3、度数,并说明理由【例4】(2022内蒙古鄂尔多斯中考真题)在ABC中,ABAC,BAC90,AD是ABC的角平分线(1)如图1,点E、F分别是线段BD、AD上的点,且DEDF,AE与CF的延长线交于点M,则AE与CF的数量关系是 ,位置关系是 ;(2)如图2,点E、F分别在DB和DA的延长线上,且DEDF,EA的延长线交CF于点M(1)中的结论还成立吗?如果成立,请给出证明;如果不成立,请说明理由;连接DM,求EMD的度数;若DM62,ED12,求EM的长【例5】(2022辽宁大连中考真题)综合与实践问题情境:数学活动课上,王老师出示了一个问题:如图1,在ABC中,D是AB上一点,ADC=AC
4、B求证ACD=ABC独立思考:(1)请解答王老师提出的问题实践探究:(2)在原有问题条件不变的情况下,王老师增加下面的条件,并提出新问题,请你解答“如图2,延长CA至点E,使CE=BD,BE与CD的延长线相交于点F,点G,H分别在BF,BC上,BG=CD,BGH=BCF在图中找出与BH相等的线段,并证明”问题解决:(3)数学活动小组河学时上述问题进行特殊化研究之后发现,当BAC=90时,若给出ABC中任意两边长,则图3中所有已经用字母标记的线段长均可求,该小组提出下面的问题,请你解答“如图3,在(2)的条件下,若BAC=90,AB=4,AC=2,求BH的长”26(2022山东烟台中考真题)(1
5、)【问题呈现】如图1,ABC和ADE都是等边三角形,连接BD,CE求证:BDCE(2)【类比探究】如图2,ABC和ADE都是等腰直角三角形,ABCADE90连接BD,CE请直接写出BDCE的值(3)【拓展提升】如图3,ABC和ADE都是直角三角形,ABCADE90,且ABBCADDE34连接BD,CE求BDCE的值;延长CE交BD于点F,交AB于点G求sinBFC的值一、解答题【共20题】1(2022安徽合肥市五十中学新校二模)ABC和ADE都是等腰直角三角形,ABC=AED=90,F是BD的中点,连接CF、EF(1)如图,当点D、E分别是线段AC、AB上的点时,求EFC的度数;(2)如图,当
6、点E是线段AC上的点时,求证:EF=CF;(3)如图,当点A、E、F共线且E是AF的中点时,探究SBCF和SABF之间的数量关系2(2022上海华东师范大学松江实验中学三模)如图所示,BEF的顶点E在矩形ABCD对角线AC的延长线上,BC=1,AB=3,AE与FB交于点G,连接AF,满足ABFCEB,其中A对应C,B对应E,F对应B(1)求证:FAD=30(2)若CE=13,求tanFEA的值3(2022福建厦门市翔安区教师进修学校(厦门市翔安区教育研究中心)模拟预测)(1)问题发现:如图1,ABC与CDE均为等腰直角三角形,ACB=DCE=90,则线段AE、BD的数量关系为_,AE、BD所在
7、直线的位置关系为_;(2)深入探究:在(1)的条件下,若点A,E,D在同一直线上,CM为DCE中DE边上的高,请判断ADB的度数及线段CM,AD,BD之间的数量关系,并说明理由4(2020重庆市育才中学二模)(1)如图,在四边形ABCD中,AB=AD,B=ADC=90 E、F分别是BC、CD上的点,且EF=BE+FD,探究图中BAE、FAD、EAF之间的数量关系小王同学探究此问题的方法:延长FD到点G,使DG=BE连接AG先证明ABEADG,再证AEFAGF,可得出结论,他的结论应是 【灵活运用】(2)如图,若在四边形ABCD中,AB=AD,B+D=180, F、F分别是BC、CD上的点且EF
8、=BE+FD,上述结论是否仍然成立?请说明理由【延伸拓展】(3)如图,在四边形ABCD中,ABC+ADC=180,AB=AD若点E在CB的延长线上,点F在CD的延长线上,仍然满足EF=BE+FD,请写出EAF与DAB的数量关系,并给出证明过程5(2022北京市三帆中学模拟预测)已知四边形ABCD,A=120,C=60,AB=AD,CDBC,AE是BAD的角平分线,交射线BC于E,线段DC的延长线上取一点F使BE=DF,直线EF,AB交于点G(1)补全图形;(2)猜想AEG的形状,并证明你的猜想;(3)求AB与FG的数量关系6(2022北京市第十九中学三模)如图,在ABC中,ACB=90,ACB
9、C,D是AB的中点,F是BC延长线上一点,平移AB到FH,线段FH的中垂线与线段CA的延长线交于点E,连接EH、DE(1)连接CD,求证:BDC=2DAC;(2)依题意补全图形,用等式表示线段DE,DF,EH之间的数量关系,并证明7(2022安徽合肥一六八中学模拟预测)知识呈现(1)如图1,在四边形ABCD中,ABC与ADC互余,我们发现四边形ABCD中这对互余的角可进行拼合:先作ADF=ABC,再过点A作AEAD交DF于点E,连接EC后,易于发现CD,DE,CE之间的数量关系是_;方法运用(2)如图2,在四边形ABCD中,连接AC,BAC=90,点O是ACD两边垂直平分线的交点,连接OA,O
10、AC=ABC求证:ABC+ADC=90;连接BD,如图3,已知AD=m,DC=n,ABAC=2,求BD的长(用含m,n的式子表示)8(2022浙江宁波一模)若一个三角形的两条边的和等于第三条边的两倍,我们把这个三角形叫做和谐三角形(1)已知ABC是和谐三角形,AB=3,BC=4,请直接写出所有满足条件的AC的长;(2)在ABC中AB=4,BC=8,D为BC边上一点,BD=2,连接AD,若ABD为和谐三角形,求AC的长;(3)如图,在等腰ABC中AB=AC,D为AC的中点,且DBC=A,E为AB上一点,满足AE:EB=3:2,连接DE求证:AED为和谐三角形9(2022广东华南师大附中三模)在我
11、们的数学课本上有这样一道练习题:已知,如图1所示,ABC中BAC=90,AB=AC,直线MN经过点A,BDMN,CEMN,垂足分别为点D,E试判断BD+CE与DE的关系,并给出证明(1)还记得是怎么做的吗?请你再做一遍(2)拓展探究:请从上面的练习题中获取灵感来解决下面的问题:已知,如图2,ABC、DEC均为等腰直角三角形,其中ACB=DCE=90,连接BE、AD,过C点作CPBE于P,延长PC交AD于Q,试判断Q点在AD上的位置,并说明理由10(2021吉林长春市赫行实验学校二模)阅读理解在学习中,我们学习了一个定理:直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,即:如图1,在RtABC中,ACB=
12、90,若点D是斜边AB的中点,则CD=12AB灵活应用如图2,ABC中,BAC=90,AB=6,AC=8,点D是BC的中点,将ABD沿AD翻折得到AED,连接BE,CE (1)根据题意,则DE的长为 (2)判断BCE的形状,并说明理由(3)请直接写出CE的长 11(2022广东东莞市光明中学三模)ABC中,BAC=60,AB=AC,点D为直线BC上一动点(点D不与B,C重合),以AD为边在AD右侧作菱形ADEF,使DAF=60,连接CF(1)观察猜想:如图1,当点D在线段BC上时,AB与CF的位置关系为:_BC,CD,CF之间的数量关系为:_;(2)数学思考:如图2,当点D在线段CB的延长线上
13、时,结论,是否仍然成立?若成立,请给予证明;若不成立,请你写出正确结论再给予证明(3)拓展延伸:如图3,当点D在线段BC的延长线上时,设AD与CF相交于点G,若已知AB=4,CD=12AB,求AG的长12(2022辽宁鞍山二模)如图所示,在ABC中,点D是BC中点,点E是AC延长线上一点,连接BE、AD(1)如图1,若ABC是等边三角形,点C是AE中点,若AD=23,求BE的长(2)如图2,过点C作CFAB,交AD的延长线于点F,若FAC=BEC,BE=2AD;BAC=60,求证:AB=EC;如图3,若CE=2AB,求CAB13(2021福建福州一模)如图,直角梯形ABCD中,ADBC,DAB
14、=90,AD=4,AB=8,BC=10点E为线段DC的中点,动点P从点A出发,以每秒1个单位的速度沿折线ABC向点C运动,设点P的运动时间为t(1)点P在运动过程中,BP=_;(用含t的代数式表示)(2)点P在运动过程中,如果以D、P、E为顶点的三角形为等腰三角形,求t的值;(3)当点P运动到线段BC上时,过点P作直线LDC,与线段AB交于点Q,使四边形DQPE为直角梯形,求此时直角梯形DQPE与直角梯形ABCD面积之比14(2021浙江宁波二模)如图,已知RtABC中,ABC90,BC=4,BA8,点D、E分别为BC、BA的中点,作直线AE、CD,设它们的交点为点P(1)猜想:在旋转的过程中
15、,线段AE、CD有怎样的数量和位置关系?答:、(2)利用图2,证明你在(1)中的猜想(3)当点D恰好落在直线AE上时,求线段PC的长(4)在旋转过程中,直接写出PBC面积的最大值15(2021四川乐山三模)在ABC中,CACB,ACB点P是平面内不与点A,C重合的任意一点,将线段AP绕点P逆时针旋转得到线段DP,连接AD,BD,CP(1)观察猜想如图1,当60时,BDCP的值是 ,直线BD与直线CP相交所成的较小角的度数是 (2)类比探究如图2,当90时,请写出BDCP,并就图2的情形说明理由(3)解决问题当90时,若点E,F分别是CA,CB的中点,点P在直线EF上,请直接写出点C,P,D在同
16、一直线上时ADCP的值16(2021四川眉山三模)如图,已知边长为10的正方形ABCD,E是BC边上一动点(与B、C不重合),连接AE,将AE绕着E点沿顺时针方向旋转90后与DCG的角平分线相交于点F,过F点作BC的垂线交BC的延长线于点G(1)求证:ABEEGF;(2)若EC2,求证ABEEGF;(3)当EC为何值时,CEF的面积最大,并求出其最大值17(2018广东陆丰市湖东中学一模)如图,ABC是等边三角形,D是射线BC上的一个动点(点D不与B,C重合),ADF是以AD为边的等边三角形,过点F作BC的平行线交射线AC于点E,连接BF(1)如图1,点D在线段BC上时,求证:AFBADC;(
17、2)请判断图1中四边形BCEF的形状,并说明理由;(3)若D点在BC边的延长线上,如图2,其它条件不变,请问(2)中结论还成立吗?如果成立,请说明理由18(2022山东东营中考真题)ABC和ADF均为等边三角形,点E、D分别从点A,B同时出发,以相同的速度沿AB、BC运动,运动到点B、C停止.(1)如图1,当点E、D分别与点A、B重合时,请判断:线段CD、EF的数量关系是_,位置关系是_;(2)如图2,当点E、D不与点A,B重合时,(1)中的结论是否依然成立?若成立,请给予证明;若不成立,请说明理由;(3)当点D运动到什么位置时,四边形CEFD的面积是ABC面积的一半,请直接写出答案;此时,四
18、边形BDEF是哪种特殊四边形?请在备用图中画出图形并给予证明.19(2022辽宁鞍山中考真题)如图,在ABC中,AB=AC,BAC=120,点D在直线AC上,连接BD,将DE绕点D逆时针旋转120,得到线段DE,连接BE,CE(1)求证:BC=3AB;(2)当点D在线段AC上(点D不与点A,C重合)时,求CEAD的值;(3)过点A作ANDE交BD于点N,若AD=2CD,请直接写出ANCE的值20(2022辽宁朝阳中考真题)【思维探究】如图1,在四边形ABCD中,BAD60,BCD120,ABAD,连接AC求证:BC+CDAC(1)小明的思路是:延长CD到点E,使DEBC,连接AE根据BAD+B
19、CD180,推得B+ADC180,从而得到BADE,然后证明ADEABC,从而可证BC+CDAC,请你帮助小明写出完整的证明过程(2)【思维延伸】如图2,四边形ABCD中,BADBCD90,ABAD,连接AC,猜想BC,CD,AC之间的数量关系,并说明理由(3)【思维拓展】在四边形ABCD中,BADBCD90,ABAD6,AC与BD相交于点O若四边形ABCD中有一个内角是75,请直接写出线段OD的长参考答案解析【例1】(2022山东枣庄中考真题)已知ABC中,ACB90,ACBC4cm,点P从点A出发,沿AB方向以每秒2cm的速度向终点B运动,同时动点Q从点B出发沿BC方向以每秒1cm的速度向
20、终点C运动,设运动的时间为t秒(1)如图,若PQBC,求t的值;(2)如图,将PQC沿BC翻折至PQC,当t为何值时,四边形QPCP为菱形?【答案】(1)当t2时,PQBC(2)当t的值为43时,四边形QPCP为菱形【分析】(1)根据勾股定理求出AB,根据相似三角形的性质列出比例式,计算即可(2)作PDBC于D,PEAC于E,证明出ABC为直角三角形,进一步得出APE和PBD为等腰直角三角形,再证明四边形PECD为矩形,利用勾股定理在RtPCE、RtPDQ中,结合四边形QPCP为菱形,建立等式进行求解【详解】(1)解:(1)如图,ACB90,ACBC4cm,ABAC2+BC242+42=42(
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