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2023學(xué)年二輪復(fù)習(xí)解答題專題五十:與新定義或新定理有關(guān)的閱讀理解典例分析例.(2022青島中考)【圖形定義】有一條高線相等的兩個(gè)三角形稱為等高三角形.例如:如圖①.在和中,分別是和邊上的高線,且,則和是等高三角形.【性質(zhì)探究】如圖①,用,分別表示和的面積.則,∵∴.【性質(zhì)應(yīng)用】(1)如圖②,D是的邊上的一點(diǎn).若,則__________;(2)如圖③,在中,D,E分別是和邊上的點(diǎn).若,,,則__________,_________;(3)如圖③,在中,D,E分別是和邊上的點(diǎn),若,,,則__________.專題過關(guān)1.(2022嘉興中考)小東在做九上課本123頁(yè)習(xí)題:“1:也是一個(gè)很有趣的比.已知線段AB(如圖1),用直尺和圓規(guī)作AB上的一點(diǎn)P,使AP:AB=1:.”小東的作法是:如圖2,以AB為斜邊作等腰直角三角形ABC,再以點(diǎn)A為圓心,AC長(zhǎng)為半徑作弧,交線段AB于點(diǎn)P,點(diǎn)P即為所求作的點(diǎn).小東稱點(diǎn)P為線段AB的“趣點(diǎn)”.(1)你贊同他的作法嗎?請(qǐng)說明理由.(2)小東在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了如下操作和探究:連結(jié)CP,點(diǎn)D為線段AC上的動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)E在AB的上方,構(gòu)造DPE,使得DPE∽CPB.①如圖3,當(dāng)點(diǎn)D運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)A時(shí),求∠CPE的度數(shù).②如圖4,DE分別交CP,CB于點(diǎn)M,N,當(dāng)點(diǎn)D為線段AC的“趣點(diǎn)”時(shí)(CD<AD),猜想:點(diǎn)N是否為線段ME的“趣點(diǎn)”?并說明理由.2.(2022常州中考)(8分)如圖,點(diǎn)A在射線OX上,OA=a.如果OA繞點(diǎn)O按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)n°(0<n≤360)到OA′,那么點(diǎn)A′的位置可以用(a,n°)表示.(1)按上述表示方法,若a=3,n=37,則點(diǎn)A′的位置可以表示為(3,37°);(2)在(1)的條件下,已知點(diǎn)B的位置用(3,74°)表示,連接A′A、A′B.求證:A′A=A′B.3.(2022北京中考)在平面直角坐標(biāo)系中,已知點(diǎn)對(duì)于點(diǎn)給出如下定義:將點(diǎn)向右或向左平移個(gè)單位長(zhǎng)度,再向上或向下平移個(gè)單位長(zhǎng)度,得到點(diǎn),點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)為,稱點(diǎn)為點(diǎn)的“對(duì)應(yīng)點(diǎn)”.(1)如圖,點(diǎn)點(diǎn)在線段的延長(zhǎng)線上,若點(diǎn)點(diǎn)為點(diǎn)的“對(duì)應(yīng)點(diǎn)”.①在圖中畫出點(diǎn);②連接交線段于點(diǎn)求證:(2)的半徑為1,是上一點(diǎn),點(diǎn)在線段上,且,若為外一點(diǎn),點(diǎn)為點(diǎn)的“對(duì)應(yīng)點(diǎn)”,連接當(dāng)點(diǎn)在上運(yùn)動(dòng)時(shí)直接寫出長(zhǎng)的最大值與最小值的差(用含的式子表示)4.(2022常州中考)(10分)在四邊形ABCD中,O是邊BC上的一點(diǎn).若△OAB≌△OCD,則點(diǎn)O叫做該四邊形的“等形點(diǎn)”.(1)正方形不存在“等形點(diǎn)”(填“存在”或“不存在”);(2)如圖,在四邊形ABCD中,邊BC上的點(diǎn)O是四邊形ABCD的“等形點(diǎn)”.已知CD=4,OA=5,BC=12,連接AC,求AC的長(zhǎng);(3)在四邊形EFGH中,EH∥FG.若邊FG上的點(diǎn)O是四邊形EFGH的“等形點(diǎn)”,求的值.5.(2022鄭州外國(guó)語(yǔ)三模)閱讀下列材料,并完成相應(yīng)的任務(wù).西姆松定理是一個(gè)平面幾何定理,其表述為:過三角形外接圓上異于三角形頂點(diǎn)的任意一點(diǎn)作三邊或其延長(zhǎng)線的垂線,則三垂足共線(此線常稱為西姆松線).某數(shù)學(xué)興趣小組的同學(xué)們嘗試證明該定理.如圖(1),已知內(nèi)接于,點(diǎn)P在上(不與點(diǎn)A,B,C重合),過點(diǎn)P分別作,,的垂線,垂足分別為.點(diǎn)D,E,F(xiàn)求證:點(diǎn)D,E,F(xiàn)在同一條直線上.如下是他們的證明過程(不完整):如圖(1),連接,,,,取的中點(diǎn)Q,連接,,則,(依據(jù)1)∴點(diǎn)E,F(xiàn),P,C四點(diǎn)共圓,∴.(依據(jù)2)又∵,∴.同上可得點(diǎn)B,D,P,E四點(diǎn)共圓,……任務(wù):(1)填空:①依據(jù)1指的是中點(diǎn)的定義及________;②依據(jù)2指的是________.(2)請(qǐng)將證明過程補(bǔ)充完整.(3)善于思考的小虎發(fā)現(xiàn)當(dāng)點(diǎn)P是的中點(diǎn)時(shí),,請(qǐng)你利用圖(2)證明該結(jié)論的正確性.6.(2022河南西平一模)閱讀以下材料,并完成相應(yīng)的任務(wù):西姆松定理是一個(gè)平面幾何定理,其表述為:過三角形外接圓上異于三角形頂點(diǎn)的任意一點(diǎn)作三邊或其延長(zhǎng)線的垂線,則三垂足共線(此線常稱為西姆松線).?dāng)?shù)學(xué)興趣小組的同學(xué)們嘗試證明該定理.如圖1,已知內(nèi)接于⊙O,點(diǎn)P在⊙O上(不與點(diǎn)A、B、C重合),過點(diǎn)P分別作AB,BC,AC的垂線,垂足分別為D,E,F(xiàn)求證:點(diǎn)D,E,F(xiàn)在同一條直線上以下是他們的證明過程:
如圖1,連接PB,PC,DE,EF,取PC的中點(diǎn)Q,連接QE,QF,則(依據(jù)1),∴E,F(xiàn),P,C四點(diǎn)共圓.∴(依據(jù)2).又∵,∴.∵,∴B,D,P,E四點(diǎn)共圓.∴(依據(jù)3).∵,∴(依據(jù)4).∴點(diǎn)D,E,F(xiàn)在同一條直線上.任務(wù):(1)填空:①依據(jù)1指的的是中點(diǎn)的定義及______;②依據(jù)2指的是______;③依據(jù)3指的是______;④依據(jù)4指的是______.(2)善于思考的小英發(fā)現(xiàn)當(dāng)點(diǎn)P是的中點(diǎn)時(shí),.請(qǐng)你利用圖2證明該結(jié)論的正確性.7.(2022河南桐柏一模)學(xué)習(xí)過“圓內(nèi)接四邊形”后,劉老師布置了課后閱讀“認(rèn)識(shí)托勒密”,小明讀了托勒密的生平、貢獻(xiàn),對(duì)“托勒密定理”很感興趣,并進(jìn)行了下列的研究,請(qǐng)完成他的研究.托勒密定理:圓的內(nèi)接四邊形兩對(duì)對(duì)邊乘積的和等于兩條對(duì)角線的乘積.已知:如圖1,______.求證:______.證明:如圖2,作,交BD于點(diǎn)E,……∴∽,∴,……∴∽,∴,∴.(1)請(qǐng)幫小明寫出已知和求證,并完成證明過程;(2)如圖3,已知正五邊形ABCDE內(nèi)接于,,求對(duì)角線BD長(zhǎng).8.(2022河南社旗一模)請(qǐng)閱讀下面材料,并完成相應(yīng)的任務(wù):阿基米德折弦定理阿基米德(Archimedes公元前287—公元前212年,古希臘)是有史以來最偉大的數(shù)學(xué)家之一.他與牛頓、高斯并稱為三大數(shù)學(xué)王子.阿拉伯Al-Birni(973年—1050年)的譯文中保存了阿基米德折弦定理的內(nèi)容,蘇聯(lián)在1964年根據(jù)AI-Biruni譯本出版了俄文版《阿基米德全集》,第一題就是阿基米德的折弦定理.阿基米德折弦定理:如圖1,AB和BC是的兩條弦(即折線ABC是圓的一條折弦),,M是弧ABC的中點(diǎn),則從點(diǎn)M向BC所作垂線的垂足D是折弦ABC的中點(diǎn),即.這個(gè)定理有很多證明方法,下面是運(yùn)用“截長(zhǎng)法”證明的部分證明過程.證明:如圖2,在CD上截取,連接MA,MB,MC和MG.∵M(jìn)是弧ABC的中點(diǎn),…任務(wù):(1)請(qǐng)按照上面的證明思路,寫出該證明的剩余部分;(2)如圖3,已知等邊三角形ABC內(nèi)接于,D為弧AC上一點(diǎn),,于點(diǎn)E,,連接AD,則△DAB的周長(zhǎng)是___________.9.(2022河南商水二模)感知:數(shù)學(xué)課上,老師給出了一個(gè)模型:如圖1,點(diǎn)在直線上,且,像這種一條直線上的三個(gè)頂點(diǎn)含有三個(gè)相等的角的模型我們把它稱為“一線三等角”模型.(1)如圖2,中,,,直線經(jīng)過點(diǎn),過作于點(diǎn),過作于點(diǎn).求證:;(2)如圖3,在中,是上一點(diǎn),,,,,求點(diǎn)到邊的距離;(3)如圖4,在中,為邊上的一點(diǎn),為邊上的一點(diǎn).若,,,求的值.10.(2022平頂山三模)請(qǐng)閱讀下列材料,并完成相應(yīng)的任務(wù):阿基米德折弦定理阿基米德(公元前287年一公元前212年),偉大的古希臘哲學(xué)家、百科式科學(xué)家、數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、力學(xué)家,靜態(tài)力學(xué)和流體靜力學(xué)的奠基人,并且享有“力學(xué)之父”的美稱,阿基米德和高斯,牛頓并列為世界三大數(shù)學(xué)家.
阿拉伯Al-Binmi(973年一1050年)的譯文中保存了阿基米德折弦定理的內(nèi)容,蘇聯(lián)在1964年根據(jù)Al-Binmi譯本出版了俄文版《阿基米德全集》,第一題就是阿基米德折弦定理.阿基米德折弦定理:如圖1,AB和BC是⊙O的兩條弦(即折線ABC是圓的一條折弦),,M是的中點(diǎn),則從M向BC所作垂線的垂足D是折弦ABC的中點(diǎn),即.小明同學(xué)運(yùn)用“截長(zhǎng)法”和三角形全等來證明,過程如下:證明:如圖2所示,在CB上截取,連接MA,MB,MC和MG.∵M(jìn)是的中點(diǎn),∴,
任務(wù):(1)請(qǐng)按照上述思路,寫出該證明的剩余部分;(2)如圖3,已知等邊內(nèi)接于⊙O,,D為上一點(diǎn),,于點(diǎn)E,請(qǐng)直接寫出的周長(zhǎng).11.(2022平頂山二模)閱讀下面的材料,完成相應(yīng)的任務(wù):在1815年某雜志上刊登了這樣一個(gè)命題:如圖,圓O中的弦AB的中點(diǎn)為G,過點(diǎn)G任作兩弦CD,EF,弦FC,ED分別交AB于P,Q,則PG=QG.由于其幾何圖形形象奇特、貌似蝴蝶,故稱“蝴蝶定理”、是古代歐氏平面幾何中最精彩的結(jié)果之一.任務(wù):(1)如圖1,AB為⊙O的任一弦.①若G為弦AB的中點(diǎn),連接OG,則OG與AB的位置關(guān)系為______;②若OG⊥AB,判斷AG與BG之間的數(shù)量關(guān)系,并說明理由.(2)下面是“蝴蝶定理”的證明過程(部分),請(qǐng)補(bǔ)充完整.證明:過O作OM⊥FC于點(diǎn)M,ON⊥DE于點(diǎn)N,連接OP,OQ,MG,NG,OG,由任務(wù)(1)可知:CF=2MC,ED=2NE,OG⊥AB且∠OMC=∠OGP=90°,∠ONQ=∠OGQ=90°,∵∠F=∠D,∠C=∠E,∴△FGC∽△DGE,即,又,取PO的中點(diǎn)O′,在四邊形MOGP中,∵∠OMC=∠OGP=90°,∴MO′=OO′=PO′,GO′=OO′=PO′,即:MO′=OO′=GO′=PO′,∴M,O,G,P四點(diǎn)在以O(shè)′為圓心的一個(gè)圓上,∴∠1=∠2(同弧所對(duì)的圓周角相等),同理:∠3=∠4,___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________12.(2022焦作一模)歐幾里得,古希臘數(shù)學(xué)家,被稱為“幾何之父”,他最著名的著作《幾何原本》是歐洲數(shù)學(xué)的基礎(chǔ),總結(jié)了平面幾何五大公設(shè),被廣泛的認(rèn)為是歷史上最成功的教科書.他在第Ⅲ卷中提出這樣一個(gè)命題:“由已知點(diǎn)作直線切于已知圓”.如圖,設(shè)A是已知點(diǎn),小圓O為已知圓.具體作法是:以O(shè)為圓心,為半徑作大圓O,連接交小圓O于點(diǎn)B,過B作,交大圓O于點(diǎn)C,連接,交小圓O于點(diǎn)D,連接,則是小圓O的切線.為了說明這一方法的正確性,需要對(duì)其進(jìn)行證明,如下給出了不完整的“已知”和“求證”,請(qǐng)補(bǔ)充完整,并寫出“證明”的過程.已知:如圖,點(diǎn)A,C和點(diǎn)B,D分別在以O(shè)為圓心的同心圓上,_________.求證:___________.證明:13.(2022河南滑縣一模)閱讀下列材料,并完成相應(yīng)的任務(wù).西姆松定理是一個(gè)平面幾何定理,其表述為:過三角形外接圓上異于三角形頂點(diǎn)的任意一點(diǎn)作三邊或其延長(zhǎng)線的垂線,則三垂足共線(此線常稱為西姆松線).某數(shù)學(xué)興趣小組的同學(xué)們嘗試證明該定理.如圖(1),已知內(nèi)接于,點(diǎn)P在上(不與點(diǎn)A,B,C重合),過點(diǎn)P分別作,,垂線,垂足分別為.點(diǎn)D,E,F(xiàn)求證:點(diǎn)D,E,F(xiàn)在同一條直線上.如下是他們的證明過程(不完整):如圖(1),連接,,,,取的中點(diǎn)Q,連接,,則,(依據(jù)1)∴點(diǎn)E,F(xiàn),P,C四點(diǎn)共圓,∴.(依據(jù)2)又∵,∴.同上可得點(diǎn)B,D,P,E四點(diǎn)共圓,……任務(wù):(1)填空:①依據(jù)1指的是中點(diǎn)的定義及________;②依據(jù)2指的是________.(2)請(qǐng)將證明過程補(bǔ)充完整.(3)善于思考的小虎發(fā)現(xiàn)當(dāng)點(diǎn)P是的中點(diǎn)時(shí),,請(qǐng)你利用圖(2)證明該結(jié)論的正確性.14.(2022鄭州一模)閱讀與思考,請(qǐng)閱讀下列科普材料,并完成相應(yīng)的任務(wù).圖算法圖算法也叫諾模圖,是根據(jù)幾何原理,將某一已知函數(shù)關(guān)系式中的各變量,分別編成有刻度的直線(或曲線),并把它們按一定的規(guī)律排列在一起的一種圖形,可以用來解函數(shù)式中的未知量.比如想知道10攝氏度相當(dāng)于多少華氏度,我們可根據(jù)攝氏溫度與華氏溫度之間的關(guān)系:得出,當(dāng)時(shí),.但是如果你的溫度計(jì)上有華氏溫標(biāo)刻度,就可以從溫度計(jì)上直接讀出答案,這種利用特制的線條進(jìn)行計(jì)算的方法就是圖算法.再看一個(gè)例子:設(shè)有兩只電阻,分別為5千歐和7.5千歐,問并聯(lián)后的電阻值是多少?我們可以利用公式求得的值,也可以設(shè)計(jì)一種圖算法直接得出結(jié)果:我們先來畫出一個(gè)的角,再畫一條角平分線,在角的兩邊及角平分線上用同樣的單位長(zhǎng)度進(jìn)行刻度,這樣就制好了一張算圖.我們只要把角的兩邊刻著7.5和5的兩點(diǎn)連成一條直線,這條直線與角平分線的交點(diǎn)的刻度值就是并聯(lián)后的電阻值.圖算法得出的數(shù)據(jù)大多是近似值,但在大多數(shù)情況下是夠用的,那些需要用同一類公式進(jìn)行計(jì)算的測(cè)量制圖人員,往往更能體會(huì)到它的優(yōu)越性.任務(wù):(1)請(qǐng)根據(jù)以上材料簡(jiǎn)要說明圖算法的優(yōu)越性;(2)請(qǐng)用以下兩種方法驗(yàn)證第二個(gè)例子中圖算法的正確性:①用公式計(jì)算:當(dāng),時(shí),的值為多少;②如圖,在中,,是的角平分線,,,用你所學(xué)的幾何知識(shí)求線段的長(zhǎng).15.(2022太原二模)請(qǐng)閱讀下列材料,并完成相應(yīng)的任務(wù).有趣的布羅卡爾點(diǎn)和布羅卡爾角1816年法國(guó)數(shù)學(xué)家和數(shù)學(xué)教育家克雷爾首次發(fā)現(xiàn)了“布羅卡爾點(diǎn)”,但是他的發(fā)現(xiàn)并未被當(dāng)時(shí)的人們所注意.1875年,這一特殊點(diǎn)被一個(gè)數(shù)學(xué)愛好者——法國(guó)軍官布羅卡爾重新發(fā)現(xiàn),并用他的名字將其命名.他的這一發(fā)現(xiàn)引起一大批數(shù)學(xué)家的興趣,一時(shí)形成了一股研究“三角形幾何”的熱潮.關(guān)于布羅卡爾點(diǎn)的研究與推廣以代數(shù)計(jì)算為主,充分體現(xiàn)了代數(shù)與幾何的聯(lián)系.定義:如圖1,若內(nèi)一點(diǎn)P滿足,則稱P為的布羅卡爾點(diǎn).若設(shè),則稱為布羅卡爾角.人們研究發(fā)現(xiàn),等邊三角形只有一個(gè)布羅卡爾點(diǎn).任務(wù):(1)等邊三角形的布羅卡爾點(diǎn)是這個(gè)三角形的______心;(2)若設(shè)等邊三角形的面積為S,邊長(zhǎng)為a,布羅卡爾角為,求證:;(3)如圖2,在等腰直角三角形ABC中,,若P是它的一個(gè)布羅卡爾點(diǎn),滿足,,求的值.16.(2022鄂州中考)某數(shù)學(xué)興趣小組運(yùn)用《幾何畫板》軟件探究y=ax2(a>0)型拋物線圖象.發(fā)現(xiàn):如圖1所示,該類型圖象上任意一點(diǎn)M到定點(diǎn)F(0,)的距離MF,始終等于它到定直線l:y=﹣上的距離MN(該結(jié)論不需要證明),他們稱:定點(diǎn)F為圖象的焦點(diǎn),定直線l為圖象的準(zhǔn)線,y=﹣叫做拋物線的準(zhǔn)線方程.其中原點(diǎn)O為FH的中點(diǎn),F(xiàn)H=2OF=,例如,拋物線y=x2,其焦點(diǎn)坐標(biāo)為F(0,),準(zhǔn)線方程為l:y=﹣.其中MF=MN,F(xiàn)H=2OH=1.(1)【基礎(chǔ)訓(xùn)練】請(qǐng)分別直接寫出拋物線y=2x2的焦點(diǎn)坐標(biāo)和準(zhǔn)線l的方程:,.(2)【技能訓(xùn)練】如圖2所示,已知拋物線y=x2上一點(diǎn)P到準(zhǔn)線l的距離為6,求點(diǎn)P的坐標(biāo);(3)【能力提升】如圖3所示,已知過拋物線y=ax2(a>0)的焦點(diǎn)F的直線依次交拋物線及準(zhǔn)線l于點(diǎn)A、B、C.若BC=2BF,AF=4,求a的值;(4)【拓展升華】古希臘數(shù)學(xué)家歐多克索斯在深入研究比例理論時(shí),提出了分線段的“中末比”問題:點(diǎn)C將一條線段AB分為兩段AC和CB,使得其中較長(zhǎng)一段AC是全線段AB與另一段CB的比例中項(xiàng),即滿足:==.后人把這個(gè)數(shù)稱為“黃金分割”把點(diǎn)C稱為線段AB的黃金分割點(diǎn).如圖4所示,拋物線y=x2的焦點(diǎn)F(0,1),準(zhǔn)線l與y軸交于點(diǎn)H(0,﹣1),E為線段HF的黃金分割點(diǎn),點(diǎn)M為y軸左側(cè)的拋物線上一點(diǎn).當(dāng)=時(shí),請(qǐng)直接寫出△HME的面積值.17.(2022遂寧中考)(9分)在平面直角坐標(biāo)系中,如果一個(gè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)互為相反數(shù),則稱該點(diǎn)為“黎點(diǎn)”.例如(﹣1,1),(2022,﹣2022)都是“黎點(diǎn)”.(1)求雙曲線y=上的“黎點(diǎn)”;(2)若拋物線y=ax2﹣7x+c(a、c為常數(shù))上有且只有一個(gè)“黎點(diǎn)”,當(dāng)a>1時(shí),求c的取值范圍.18.(2022常州中考)(8分)第十四屆國(guó)際數(shù)學(xué)教育大會(huì)(ICME﹣14)會(huì)徽的主題圖案有著豐富的數(shù)學(xué)元素,展現(xiàn)了我國(guó)古代數(shù)學(xué)的文化魅力,其右下方的“卦”是用我國(guó)古代的計(jì)數(shù)符號(hào)寫出的八進(jìn)制數(shù)3745.八進(jìn)制是以8作為進(jìn)位基數(shù)的數(shù)字系統(tǒng),有0~7共8個(gè)基本數(shù)字.八進(jìn)制數(shù)3745換算成十進(jìn)制數(shù)是3×83+7×82+4×81+5×80=2021,表示ICME﹣14的舉辦年份.(1)八進(jìn)制數(shù)3746換算成十進(jìn)制數(shù)是2022;(2)小華設(shè)計(jì)了一個(gè)n進(jìn)制數(shù)143,換算成十進(jìn)制數(shù)是120,求n的值.19.(2022河北中考)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)已知正整數(shù)之和與這兩個(gè)正整數(shù)之差的平方和一定是偶數(shù),且該偶數(shù)的一半也可以表示為兩個(gè)正整數(shù)的平方和.驗(yàn)證:如,為偶數(shù),請(qǐng)把10的一半表示為兩個(gè)正整數(shù)的平方和.探究:設(shè)“發(fā)現(xiàn)”中的兩個(gè)已知正整數(shù)為m,n,請(qǐng)論證“發(fā)現(xiàn)”中的結(jié)論正確.20.(2022赤峰中考)閱讀下列材料定義運(yùn)算:,當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),.例如:;.完成下列任務(wù)(1)①_________;②_________(2)如圖,已知反比例函數(shù)和一次函數(shù)的圖像交于、兩點(diǎn).當(dāng)時(shí),.求這兩個(gè)函數(shù)的解析式.2023學(xué)年二輪復(fù)習(xí)解答題專題五十:與新定義或新定理有關(guān)的閱讀理解典例分析例.(2022青島中考)【圖形定義】有一條高線相等的兩個(gè)三角形稱為等高三角形.例如:如圖①.在和中,分別是和邊上的高線,且,則和是等高三角形.【性質(zhì)探究】如圖①,用,分別表示和的面積.則,∵∴.【性質(zhì)應(yīng)用】(1)如圖②,D是的邊上的一點(diǎn).若,則__________;(2)如圖③,在中,D,E分別是和邊上的點(diǎn).若,,,則__________,_________;(3)如圖③,在中,D,E分別是和邊上的點(diǎn),若,,,則__________.【答案】(1)(2);(3)【解析】【分析】(1)由圖可知和是等高三角形,然后根據(jù)等高三角形的性質(zhì)即可得到答案;(2)根據(jù),和等高三角形的性質(zhì)可求得,然后根據(jù)和等高三角形的性質(zhì)可求得;(3)根據(jù),和等高三角形的性質(zhì)可求得,然后根據(jù),和等高三角形的性質(zhì)可求得.【小問1詳解】解:如圖,過點(diǎn)A作AE⊥BC,則,∵AE=AE,∴.【小問2詳解】解:∵和是等高三角形,∴,∴;∵和是等高三角形,∴,∴.【小問3詳解】解:∵和是等高三角形,∴,∴;∵和是等高三角形,∴,∴.【點(diǎn)睛】本題主要考查了等高三角形的定義、性質(zhì)以及應(yīng)用性質(zhì)解題,熟練掌握等高三角形的性質(zhì)并能靈活運(yùn)用是解題的關(guān)鍵.專題過關(guān)1.(2022嘉興中考)小東在做九上課本123頁(yè)習(xí)題:“1:也是一個(gè)很有趣的比.已知線段AB(如圖1),用直尺和圓規(guī)作AB上的一點(diǎn)P,使AP:AB=1:.”小東的作法是:如圖2,以AB為斜邊作等腰直角三角形ABC,再以點(diǎn)A為圓心,AC長(zhǎng)為半徑作弧,交線段AB于點(diǎn)P,點(diǎn)P即為所求作的點(diǎn).小東稱點(diǎn)P為線段AB的“趣點(diǎn)”.(1)你贊同他的作法嗎?請(qǐng)說明理由.(2)小東在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了如下操作和探究:連結(jié)CP,點(diǎn)D為線段AC上的動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)E在AB的上方,構(gòu)造DPE,使得DPE∽CPB.①如圖3,當(dāng)點(diǎn)D運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)A時(shí),求∠CPE的度數(shù).②如圖4,DE分別交CP,CB于點(diǎn)M,N,當(dāng)點(diǎn)D為線段AC的“趣點(diǎn)”時(shí)(CD<AD),猜想:點(diǎn)N是否為線段ME的“趣點(diǎn)”?并說明理由.【答案】(1)贊同,理由見解析,(2)①,②點(diǎn)N是線段ME的“趣點(diǎn)”,理由見解析【解析】【分析】(1)利用等腰三角形的性質(zhì)證明再利用從而可得結(jié)論;(2)①由題意可得:再求解證明從而可得答案;②先證明可得再證明從而可得結(jié)論.【小問1詳解】證明:贊同,理由如下:等腰直角三角形ABC,∴點(diǎn)P為線段AB的“趣點(diǎn)”.【小問2詳解】①由題意可得:DPE∽CPB,D,A重合,②點(diǎn)N是線段ME的“趣點(diǎn)”,理由如下:當(dāng)點(diǎn)D為線段AC的“趣點(diǎn)”時(shí)(CD<AD),而同理可得:點(diǎn)N是線段ME的“趣點(diǎn)”.【點(diǎn)睛】本題考查的是等腰直角三角形的性質(zhì),銳角三角函數(shù)的應(yīng)用,相似三角形的判定與性質(zhì),三角形的外角的性質(zhì),等腰三角形的判定與性質(zhì),理解新定義的含義,掌握特殊的幾何圖形的性質(zhì)是解本題的關(guān)鍵.2.(2022常州中考)(8分)如圖,點(diǎn)A在射線OX上,OA=a.如果OA繞點(diǎn)O按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)n°(0<n≤360)到OA′,那么點(diǎn)A′的位置可以用(a,n°)表示.(1)按上述表示方法,若a=3,n=37,則點(diǎn)A′的位置可以表示為(3,37°);(2)在(1)的條件下,已知點(diǎn)B的位置用(3,74°)表示,連接A′A、A′B.求證:A′A=A′B.【分析】(1)根據(jù)點(diǎn)的位置定義,即可得出答案;(2)畫出圖形,證明△AOA′≌△BOA′(SAS),即可由全等三角形的性質(zhì),得出結(jié)論.【解答】(1)解:由題意,得A′(a,n°),∵a=3,n=37,∴A′(3,37°),故答案為:(3,37°);(2)證明:如圖:∵A′(3,74°),B(3,74°),∴∠AOA′=37°,∠AOB=74°,OA=OB=3,∴∠A′OB=∠AOB﹣∠AOA′=74°﹣37°=37°,∵OA′=OA′,∴△AOA′≌△BOA′(SAS),∴A′A=A′B.【點(diǎn)評(píng)】本題考查全等三角形的判定與性質(zhì),新定義題目,旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),理解題意,熟練掌握全等三角形的判定與性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.3.(2022北京中考)在平面直角坐標(biāo)系中,已知點(diǎn)對(duì)于點(diǎn)給出如下定義:將點(diǎn)向右或向左平移個(gè)單位長(zhǎng)度,再向上或向下平移個(gè)單位長(zhǎng)度,得到點(diǎn),點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)為,稱點(diǎn)為點(diǎn)的“對(duì)應(yīng)點(diǎn)”.(1)如圖,點(diǎn)點(diǎn)在線段的延長(zhǎng)線上,若點(diǎn)點(diǎn)為點(diǎn)的“對(duì)應(yīng)點(diǎn)”.①在圖中畫出點(diǎn);②連接交線段于點(diǎn)求證:(2)的半徑為1,是上一點(diǎn),點(diǎn)在線段上,且,若為外一點(diǎn),點(diǎn)為點(diǎn)的“對(duì)應(yīng)點(diǎn)”,連接當(dāng)點(diǎn)在上運(yùn)動(dòng)時(shí)直接寫出長(zhǎng)的最大值與最小值的差(用含的式子表示)【答案】(1)見解析(2)【解析】【分析】(1)①先根據(jù)定義和求出點(diǎn)的坐標(biāo),再根據(jù)點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)為求出點(diǎn)Q的坐標(biāo);②延長(zhǎng)ON至點(diǎn),連接AQ,利用AAS證明,得到,再計(jì)算出OA,OM,ON,即可求出;(2)連接PO并延長(zhǎng)至S,使,延長(zhǎng)SQ至T,使,結(jié)合對(duì)稱的性質(zhì)得出NM為的中位線,推出,得出,則.【小問1詳解】解:①點(diǎn)Q如下圖所示.∵點(diǎn),∴點(diǎn)向右平移1個(gè)單位長(zhǎng)度,再向上平移1個(gè)單位長(zhǎng)度,得到點(diǎn),∴,∵點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)為,,∴點(diǎn)的橫坐標(biāo)為:,縱坐標(biāo)為:,∴點(diǎn),在坐標(biāo)系內(nèi)找出該點(diǎn)即可;②證明:如圖延長(zhǎng)ON至點(diǎn),連接AQ,∵,∴,在與中,,∴,∴,∵,,,∴,,,∴,∴,∴;【小問2詳解】解:如圖所示,連接PO并延長(zhǎng)至S,使,延長(zhǎng)SQ至T,使,∵,點(diǎn)向右或向左平移個(gè)單位長(zhǎng)度,再向上或向下平移個(gè)單位長(zhǎng)度,得到點(diǎn),∴,∵點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)為,∴,又∵,∴OM∥ST,∴NM為的中位線,∴,,∵,∴,∴,在中,,結(jié)合題意,,,∴,即長(zhǎng)的最大值與最小值的差為.【點(diǎn)睛】本題考查點(diǎn)的平移,對(duì)稱的性質(zhì),全等三角形的判定,兩點(diǎn)間距離,中位線的性質(zhì)及線段的最值問題,第2問難度較大,根據(jù)題意,畫出點(diǎn)Q和點(diǎn)的軌跡是解題的關(guān)鍵.4.(2022常州中考)(10分)在四邊形ABCD中,O是邊BC上的一點(diǎn).若△OAB≌△OCD,則點(diǎn)O叫做該四邊形的“等形點(diǎn)”.(1)正方形不存在“等形點(diǎn)”(填“存在”或“不存在”);(2)如圖,在四邊形ABCD中,邊BC上的點(diǎn)O是四邊形ABCD的“等形點(diǎn)”.已知CD=4,OA=5,BC=12,連接AC,求AC的長(zhǎng);(3)在四邊形EFGH中,EH∥FG.若邊FG上的點(diǎn)O是四邊形EFGH的“等形點(diǎn)”,求的值.【分析】(1)根據(jù)“等形點(diǎn)”的定義可知△OAB≌△OCD,則∠OAB=∠C=90°,而O是邊BC上的一點(diǎn).從而得出正方形不存在“等形點(diǎn)”;(2)作AH⊥BO于H,由△OAB≌△OCD,得AB=CD=4,OA=OC=5,設(shè)OH=x,則BH=7﹣x,由勾股定理得,(4)2﹣(7﹣x)2=52﹣x2,求出x的值,再利用勾股定理求出AC的長(zhǎng)即可;(3)根據(jù)“等形點(diǎn)”的定義可得△OEF≌△OGH,則∠EOF=∠HOG,OE=OG,∠OGH=∠OEF,再由平行線性質(zhì)得OE=OH,從而推出OE=OH=OG,從而解決問題.【解答】解:(1)∵四邊形ABCD是正方形,∴∠C=90°,∵△OAB≌△OCD,∴∠OAB=∠C=90°,∵O是邊BC上的一點(diǎn).∴正方形不存在“等形點(diǎn)”,故答案為:不存在;(2)作AH⊥BO于H,∵邊BC上的點(diǎn)O是四邊形ABCD的“等形點(diǎn)”,∴△OAB≌△OCD,∴AB=CD=4,OA=OC=5,∵BC=12,∴BO=7,設(shè)OH=x,則BH=7﹣x,由勾股定理得,(4)2﹣(7﹣x)2=52﹣x2,解得,x=3,∴OH=3,∴AH=4,∴CO=8,在Rt△CHA中,AC===4;(3)如圖,∵邊FG上的點(diǎn)O是四邊形EFGH的“等形點(diǎn)”,∴△OEF≌△OGH,∴∠EOF=∠HOG,OE=OG,∠OGH=∠OEF,∵EH∥FG,∴∠HEO=∠EOF,∠EHO=∠HOG,∴∠HEO=∠EHO,∴OE=OH,∴OH=OG,∴OE=OF,∴=1.【點(diǎn)評(píng)】本題是新定義題,主要考查了全等三角形的性質(zhì),正方形的性質(zhì),勾股定理,平行線的性質(zhì)等知識(shí),理解新定義,并能熟練掌握全等三角形的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.5.(2022鄭州外國(guó)語(yǔ)三模)閱讀下列材料,并完成相應(yīng)的任務(wù).西姆松定理是一個(gè)平面幾何定理,其表述為:過三角形外接圓上異于三角形頂點(diǎn)的任意一點(diǎn)作三邊或其延長(zhǎng)線的垂線,則三垂足共線(此線常稱為西姆松線).某數(shù)學(xué)興趣小組的同學(xué)們嘗試證明該定理.如圖(1),已知內(nèi)接于,點(diǎn)P在上(不與點(diǎn)A,B,C重合),過點(diǎn)P分別作,,的垂線,垂足分別為.點(diǎn)D,E,F(xiàn)求證:點(diǎn)D,E,F(xiàn)在同一條直線上.如下是他們的證明過程(不完整):如圖(1),連接,,,,取的中點(diǎn)Q,連接,,則,(依據(jù)1)∴點(diǎn)E,F(xiàn),P,C四點(diǎn)共圓,∴.(依據(jù)2)又∵,∴.同上可得點(diǎn)B,D,P,E四點(diǎn)共圓,……任務(wù):(1)填空:①依據(jù)1指的是中點(diǎn)的定義及________;②依據(jù)2指的是________.(2)請(qǐng)將證明過程補(bǔ)充完整.(3)善于思考的小虎發(fā)現(xiàn)當(dāng)點(diǎn)P是的中點(diǎn)時(shí),,請(qǐng)你利用圖(2)證明該結(jié)論的正確性.【答案】(1)①直角三角形斜邊上的中線等于斜邊的一半;②圓內(nèi)接四邊形對(duì)角互補(bǔ)(2)見解析(3)見解析【解析】【分析】(1)利用直角直角三角形斜邊上的中線的性質(zhì)和圓內(nèi)接四邊形對(duì)角互補(bǔ)即可;(2)利用直角三角形斜邊上中線性質(zhì)證明點(diǎn)E,F(xiàn),P,C和點(diǎn)B,D,P,E四點(diǎn)分別共圓,再說明∠FEP+∠DEP=180°,可證明結(jié)論;(3)連接PA,PB,PC,利用HL證明Rt△PBD≌Rt△PCF,從而得出結(jié)論.【小問1詳解】①依據(jù)1指的是中點(diǎn)的定義及直角三角形斜邊上的中線等于斜邊的一半,②依據(jù)2指的是圓內(nèi)接四邊形對(duì)角互補(bǔ),故答案為:①直角三角形斜邊上的中線等于斜邊的一半;②圓內(nèi)接四邊形對(duì)角互補(bǔ);【小問2詳解】如圖(1),連接PB,PC,DE,EF,取PC的中點(diǎn)Q,連接QE、QF,則EQ=FQ=PC=PQ=CQ,∴點(diǎn)E,F(xiàn),P,C四點(diǎn)共圓,∴∠FCP+∠FEP=180°,又∵∠ACP+∠ABP=180°,∴∠FEP=∠ABP,同上可得點(diǎn)B,D,P,E四點(diǎn)共圓,∴∠DBP=∠DEP,∵∠ABP+∠DBP=180°,∴∠FEP+∠DEP=180°,∴點(diǎn)D,E,F(xiàn)在同一直線上;【小問3詳解】如圖,連接.∵點(diǎn)P是的中點(diǎn),∴,∴.又∵,∴,∴,∴.【點(diǎn)睛】本題主要考查了四點(diǎn)共圓,以及圓內(nèi)接四邊形的性質(zhì),角平分線的性質(zhì),全等三角形的判定與性質(zhì)等知識(shí),證明Rt△PBD≌Rt△PCF是解題的關(guān)鍵.6.(2022河南西平一模)閱讀以下材料,并完成相應(yīng)的任務(wù):西姆松定理是一個(gè)平面幾何定理,其表述為:過三角形外接圓上異于三角形頂點(diǎn)的任意一點(diǎn)作三邊或其延長(zhǎng)線的垂線,則三垂足共線(此線常稱為西姆松線).?dāng)?shù)學(xué)興趣小組的同學(xué)們嘗試證明該定理.如圖1,已知內(nèi)接于⊙O,點(diǎn)P在⊙O上(不與點(diǎn)A、B、C重合),過點(diǎn)P分別作AB,BC,AC的垂線,垂足分別為D,E,F(xiàn)求證:點(diǎn)D,E,F(xiàn)在同一條直線上以下是他們的證明過程:
如圖1,連接PB,PC,DE,EF,取PC的中點(diǎn)Q,連接QE,QF,則(依據(jù)1),∴E,F(xiàn),P,C四點(diǎn)共圓.∴(依據(jù)2).又∵,∴.∵,∴B,D,P,E四點(diǎn)共圓.∴(依據(jù)3).∵,∴(依據(jù)4).∴點(diǎn)D,E,F(xiàn)在同一條直線上.任務(wù):(1)填空:①依據(jù)1指的的是中點(diǎn)的定義及______;②依據(jù)2指的是______;③依據(jù)3指的是______;④依據(jù)4指的是______.(2)善于思考的小英發(fā)現(xiàn)當(dāng)點(diǎn)P是的中點(diǎn)時(shí),.請(qǐng)你利用圖2證明該結(jié)論的正確性.【答案】(1)①直角三角形斜邊上的中線等于斜邊的一半;②圓內(nèi)接四邊形對(duì)角互補(bǔ);③同弧或等弧所對(duì)的圓周角相等;④等量代換(2)見解析【解析】【分析】(1)根據(jù)直角三角形斜邊上的中線的性質(zhì),圓內(nèi)接四邊形的性質(zhì),同弧或等弧所對(duì)的圓周角相等進(jìn)行求解即可;(2)如圖,連接PA,PB,PC,只需要證明即可證明結(jié)論.【小問1詳解】解:①直角三角形斜邊上的中線等于斜邊的一半;②圓內(nèi)接四邊形對(duì)角互補(bǔ);③同弧或等弧所對(duì)的圓周角相等;④等量代換;【小問2詳解】證明:如圖,連接PA,PB,PC.
∵點(diǎn)P是的中點(diǎn),∴.∴,.又∵,,∴.∴(HL).∴.【點(diǎn)睛】本題主要考查了圓內(nèi)接四邊形的性質(zhì),直角三角形斜邊上的中線的性質(zhì),全等三角形的性質(zhì)與判定,弧,弦,圓周角的關(guān)系,同弧或等弧所對(duì)的圓周角相等等等,正確作出輔助線和熟知相關(guān)知識(shí)是解題的關(guān)鍵.7.(2022河南桐柏一模)學(xué)習(xí)過“圓內(nèi)接四邊形”后,劉老師布置了課后閱讀“認(rèn)識(shí)托勒密”,小明讀了托勒密的生平、貢獻(xiàn),對(duì)“托勒密定理”很感興趣,并進(jìn)行了下列的研究,請(qǐng)完成他的研究.托勒密定理:圓的內(nèi)接四邊形兩對(duì)對(duì)邊乘積的和等于兩條對(duì)角線的乘積.已知:如圖1,______.求證:______.證明:如圖2,作,交BD于點(diǎn)E,……∴∽,∴,……∴∽,∴,∴.(1)請(qǐng)幫小明寫出已知和求證,并完成證明過程;(2)如圖3,已知正五邊形ABCDE內(nèi)接于,,求對(duì)角線BD長(zhǎng).【答案】(1)已知:如圖1,四邊形ABCD內(nèi)接于;求證:;證明見解析.(2)【解析】【分析】(1)理解題意,再根據(jù)同弧所對(duì)的圓周角相等證明.(2)連接AD、AC,正五邊形分割出的三個(gè)三角形全等,再由托勒密定理即可求出.【小問1詳解】已知:如圖1,四邊形ABCD內(nèi)接于,求證:,證明:如圖2,作,交BD于點(diǎn)E,∵∴,∴∴.∵∴.∵∴即,∴∴,∴.【小問2詳解】在圖3中,連接AD、AC.∵五邊形ABCDE是正五邊形∴∴設(shè).在圓內(nèi)接四邊形ABCD中,由托勒密定理可得:即,解得,(舍去)∴對(duì)角線BD的長(zhǎng)為.【點(diǎn)睛】本題考查了圓和四邊形的性質(zhì),解題的關(guān)鍵在于理解題意,明確同弧所對(duì)的圓周角相等即可證明.8.(2022河南社旗一模)請(qǐng)閱讀下面材料,并完成相應(yīng)的任務(wù):阿基米德折弦定理阿基米德(Archimedes公元前287—公元前212年,古希臘)是有史以來最偉大的數(shù)學(xué)家之一.他與牛頓、高斯并稱為三大數(shù)學(xué)王子.阿拉伯Al-Birni(973年—1050年)的譯文中保存了阿基米德折弦定理的內(nèi)容,蘇聯(lián)在1964年根據(jù)AI-Biruni譯本出版了俄文版《阿基米德全集》,第一題就是阿基米德的折弦定理.阿基米德折弦定理:如圖1,AB和BC是的兩條弦(即折線ABC是圓的一條折弦),,M是弧ABC的中點(diǎn),則從點(diǎn)M向BC所作垂線的垂足D是折弦ABC的中點(diǎn),即.這個(gè)定理有很多證明方法,下面是運(yùn)用“截長(zhǎng)法”證明的部分證明過程.證明:如圖2,在CD上截取,連接MA,MB,MC和MG.∵M(jìn)是弧ABC的中點(diǎn),…任務(wù):(1)請(qǐng)按照上面的證明思路,寫出該證明的剩余部分;(2)如圖3,已知等邊三角形ABC內(nèi)接于,D為弧AC上一點(diǎn),,于點(diǎn)E,,連接AD,則△DAB的周長(zhǎng)是___________.【答案】(1)見解析(2)2+4【解析】【分析】(1)首先證明△MBA≌△MGC(SAS),進(jìn)而得出MB=MG,再利用等腰三角形的性質(zhì)得出BD=GD,即可得出答案;(2)首先證明△CBF≌△CAD(SAS),進(jìn)而得出CF=CD,AD+DE=BE,進(jìn)而求出BE和AB的長(zhǎng)即可得出答案.【小問1詳解】證明:如圖2,在CB上截取CG=AB,連接MA,MB,MC和MG.∵M(jìn)是的中點(diǎn),∴MA=MC.在△MBA和△MGC中∵∴△MBA≌△MGC(SAS),∴MB=MG,∴△MBG是等腰三角形又∵M(jìn)D⊥BC,∴BD=GD,∴DC=GC+GD=AB+BD;【小問2詳解】)解:如圖4,截取BF=AD,連接CF,CD,∵△ABC是等邊三角形∴BC=AC,∠CBF=∠CAD,∠ABC=60°,在△CBF和△CAD中∵∴△CBF≌△CAD(SAS),∴CF=CD,∠BCF=∠ACD=∠ABD=15°∴△CDF是等腰三角形,∵CE⊥BD,∴FE=DE,∠BCE=90°則AD+DE=BE,∵∠ABD=15°∴∠CBE=∠ABC-∠ABD=45°∴∠BCE=90°-∠CBE=45°∴△BCE是等腰直角三角形∴BE=CE=2,BC=∴AD+DE=BE=2,AB=BC=2∴△DAB的周長(zhǎng)=AB+AD+DE+BE=2+4故答案為:2+4【點(diǎn)睛】本題考查了圓周角定理、全等三角形的判定與性質(zhì)、等腰三角形的性質(zhì)、等邊三角形的性質(zhì)、勾股定理等知識(shí),解題的關(guān)鍵是正確作出輔助線構(gòu)造全等三角形解決問題.9.(2022河南商水二模)感知:數(shù)學(xué)課上,老師給出了一個(gè)模型:如圖1,點(diǎn)在直線上,且,像這種一條直線上的三個(gè)頂點(diǎn)含有三個(gè)相等的角的模型我們把它稱為“一線三等角”模型.(1)如圖2,中,,,直線經(jīng)過點(diǎn),過作于點(diǎn),過作于點(diǎn).求證:;(2)如圖3,在中,是上一點(diǎn),,,,,求點(diǎn)到邊的距離;(3)如圖4,在中,為邊上的一點(diǎn),為邊上的一點(diǎn).若,,,求的值.【答案】(1)見解析(2)(3)【解析】【分析】(1)根據(jù)“AAS”證明即可;(2)過作于點(diǎn),過作交延長(zhǎng)線于點(diǎn),可根據(jù)“AAS”證即可求解;(3)過作交的延長(zhǎng)線于點(diǎn),可得,由平行四邊形ABCD易證,故,由相似三角形的性質(zhì)可求.【小問1詳解】證明:∵,,∴.∵,,∴,,∴.又∵,∴.【小問2詳解】解:如圖,過作于點(diǎn),過作交延長(zhǎng)線于點(diǎn).∵,∴,∴.∵,∴.∵,∴.在和中,,∴,∴,即點(diǎn)到邊的距離為.【小問3詳解】解:如圖,過作交的延長(zhǎng)線于點(diǎn),∴.∵四邊形是平行四邊形,∴,,∴.∵,,∴,∴,∴.【點(diǎn)睛】本題考查了全等三角形的判定與性質(zhì),平行四邊形的性質(zhì),相似三角形的判定與性質(zhì),熟練運(yùn)用全等三角形的判定與性質(zhì)、相似三角形的判定與性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.10.(2022平頂山三模)請(qǐng)閱讀下列材料,并完成相應(yīng)的任務(wù):阿基米德折弦定理阿基米德(公元前287年一公元前212年),偉大的古希臘哲學(xué)家、百科式科學(xué)家、數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、力學(xué)家,靜態(tài)力學(xué)和流體靜力學(xué)的奠基人,并且享有“力學(xué)之父”的美稱,阿基米德和高斯,牛頓并列為世界三大數(shù)學(xué)家.
阿拉伯Al-Binmi(973年一1050年)的譯文中保存了阿基米德折弦定理的內(nèi)容,蘇聯(lián)在1964年根據(jù)Al-Binmi譯本出版了俄文版《阿基米德全集》,第一題就是阿基米德折弦定理.阿基米德折弦定理:如圖1,AB和BC是⊙O的兩條弦(即折線ABC是圓的一條折弦),,M是的中點(diǎn),則從M向BC所作垂線的垂足D是折弦ABC的中點(diǎn),即.小明同學(xué)運(yùn)用“截長(zhǎng)法”和三角形全等來證明,過程如下:證明:如圖2所示,在CB上截取,連接MA,MB,MC和MG.∵M(jìn)是的中點(diǎn),∴,
任務(wù):(1)請(qǐng)按照上述思路,寫出該證明的剩余部分;(2)如圖3,已知等邊內(nèi)接于⊙O,,D為上一點(diǎn),,于點(diǎn)E,請(qǐng)直接寫出的周長(zhǎng).【答案】(1)證明見解析;(2)的周長(zhǎng)為【解析】【分析】(1)首先證明,進(jìn)而得出,再利用等腰三角形的性質(zhì)得出,即可得出答案;(2)首先證明,進(jìn)而得出,以及,進(jìn)而求出BE的長(zhǎng)即可得出答案.【小問1詳解】證明:如圖2所示,在CB上截取,連接MA,MB,MC和MG.
∵M(jìn)是的中點(diǎn),∴,在和中,∴,∴.又∵,∴,∴;【小問2詳解】解:如圖3,截取,連接AF,AD,CD.
則.∵是等邊三角形,∴,在和中,∴,∴.∵,∴,則.∵,∴,∴.∵,∴,∴,∴的周長(zhǎng)為:.【點(diǎn)睛】本題主要考查了全等三角形的判定與性質(zhì)以及等腰三角形以及等邊三角形的性質(zhì),正確作出輔助線利用全等三角形的判定與性質(zhì)解題是解題關(guān)鍵.11.(2022平頂山二模)閱讀下面的材料,完成相應(yīng)的任務(wù):在1815年某雜志上刊登了這樣一個(gè)命題:如圖,圓O中的弦AB的中點(diǎn)為G,過點(diǎn)G任作兩弦CD,EF,弦FC,ED分別交AB于P,Q,則PG=QG.由于其幾何圖形形象奇特、貌似蝴蝶,故稱“蝴蝶定理”、是古代歐氏平面幾何中最精彩的結(jié)果之一.任務(wù):(1)如圖1,AB為⊙O的任一弦.①若G為弦AB的中點(diǎn),連接OG,則OG與AB的位置關(guān)系為______;②若OG⊥AB,判斷AG與BG之間的數(shù)量關(guān)系,并說明理由.(2)下面是“蝴蝶定理”的證明過程(部分),請(qǐng)補(bǔ)充完整.證明:過O作OM⊥FC于點(diǎn)M,ON⊥DE于點(diǎn)N,連接OP,OQ,MG,NG,OG,由任務(wù)(1)可知:CF=2MC,ED=2NE,OG⊥AB且∠OMC=∠OGP=90°,∠ONQ=∠OGQ=90°,∵∠F=∠D,∠C=∠E,∴△FGC∽△DGE,即,又,取PO的中點(diǎn)O′,在四邊形MOGP中,∵∠OMC=∠OGP=90°,∴MO′=OO′=PO′,GO′=OO′=PO′,即:MO′=OO′=GO′=PO′,∴M,O,G,P四點(diǎn)在以O(shè)′為圓心的一個(gè)圓上,∴∠1=∠2(同弧所對(duì)的圓周角相等),同理:∠3=∠4,___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________【答案】(1)①OG⊥AB;②AG=BG,理由見解析(2)見解析【解析】【分析】(1)①利用“SSS”證明△AGO≌△BGO,即可解決問題;②利用“HL”證明Rt△AGO≌Rt△BGO,即可解決問題;(2)證明△MGC∽△NGE,推出∠1=∠4,∠2=∠3,利用“SAS”證明△PGO≌△QGO,即可證得PG=QG.【小問1詳解】解:①OG⊥AB;連接OA、OB,∵G為弦AB的中點(diǎn),∴AG=BG,在△AGO和△BGO中,,∴△AGO≌△BGO(SSS),∴∠AGO=∠BGO=90°,即OG⊥AB;②AG=BG,理由如下,連接OA、OB,
∵OG⊥AB,∴∠AGO=∠BGO=90°,在Rt△AGO和Rt△BGO中,,∴Rt△AGO≌Rt△BGO(HL),∴AG=BG;【小問2詳解】補(bǔ)充如下:∵,又,∴△MGC∽△NGE,∴∠1=∠4,∴∠2=∠3,在△PGO和△QGO中,,∴△PGO≌△QGO(SAS),∴PG=QG.【點(diǎn)睛】本題考查了圓周角定理,垂徑定理,相似三角形的判定和性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì),熟記各圖形的性質(zhì)并準(zhǔn)確識(shí)圖是解題的關(guān)鍵.12.(2022焦作一模)歐幾里得,古希臘數(shù)學(xué)家,被稱為“幾何之父”,他最著名的著作《幾何原本》是歐洲數(shù)學(xué)的基礎(chǔ),總結(jié)了平面幾何五大公設(shè),被廣泛的認(rèn)為是歷史上最成功的教科書.他在第Ⅲ卷中提出這樣一個(gè)命題:“由已知點(diǎn)作直線切于已知圓”.如圖,設(shè)A是已知點(diǎn),小圓O為已知圓.具體作法是:以O(shè)為圓心,為半徑作大圓O,連接交小圓O于點(diǎn)B,過B作,交大圓O于點(diǎn)C,連接,交小圓O于點(diǎn)D,連接,則是小圓O的切線.為了說明這一方法的正確性,需要對(duì)其進(jìn)行證明,如下給出了不完整的“已知”和“求證”,請(qǐng)補(bǔ)充完整,并寫出“證明”的過程.已知:如圖,點(diǎn)A,C和點(diǎn)B,D分別在以O(shè)為圓心的同心圓上,_________.求證:___________.證明:【答案】,是小圓O切線,證明見解析【解析】【分析】通過證明三角形全等即可得到,從而證明切線.【詳解】已知:如圖,點(diǎn)A,C和點(diǎn)B,D分別在以O(shè)為圓心的同心圓上,求證:是小圓O的切線證明:∵點(diǎn)A,C和點(diǎn)B,D分別在以O(shè)為圓心的同心圓上,∴.在和中,∴,∴,∵,∴,∴,∵是小圓O的切線.【點(diǎn)睛】本題考查切線的證明,找準(zhǔn)判斷切線的三個(gè)因素是解題的關(guān)鍵.13.(2022河南滑縣一模)閱讀下列材料,并完成相應(yīng)的任務(wù).西姆松定理是一個(gè)平面幾何定理,其表述為:過三角形外接圓上異于三角形頂點(diǎn)的任意一點(diǎn)作三邊或其延長(zhǎng)線的垂線,則三垂足共線(此線常稱為西姆松線).某數(shù)學(xué)興趣小組的同學(xué)們嘗試證明該定理.如圖(1),已知內(nèi)接于,點(diǎn)P在上(不與點(diǎn)A,B,C重合),過點(diǎn)P分別作,,垂線,垂足分別為.點(diǎn)D,E,F(xiàn)求證:點(diǎn)D,E,F(xiàn)在同一條直線上.如下是他們的證明過程(不完整):如圖(1),連接,,,,取的中點(diǎn)Q,連接,,則,(依據(jù)1)∴點(diǎn)E,F(xiàn),P,C四點(diǎn)共圓,∴.(依據(jù)2)又∵,∴.同上可得點(diǎn)B,D,P,E四點(diǎn)共圓,……任務(wù):(1)填空:①依據(jù)1指的是中點(diǎn)的定義及________;②依據(jù)2指的是________.(2)請(qǐng)將證明過程補(bǔ)充完整.(3)善于思考的小虎發(fā)現(xiàn)當(dāng)點(diǎn)P是的中點(diǎn)時(shí),,請(qǐng)你利用圖(2)證明該結(jié)論的正確性.【答案】(1)①直角三角形斜邊上的中線等于斜邊的一半;②圓內(nèi)接四邊形對(duì)角互補(bǔ)(2)見解析(3)見解析【解析】【分析】(1)利用直角直角三角形斜邊上的中線的性質(zhì)和圓內(nèi)接四邊形對(duì)角互補(bǔ)即可;(2)利用直角三角形斜邊上中線的性質(zhì)證明點(diǎn)E,F(xiàn),P,C和點(diǎn)B,D,P,E四點(diǎn)分別共圓,再說明∠FEP+∠DEP=180°,可證明結(jié)論;(3)連接PA,PB,PC,利用HL證明Rt△PBD≌Rt△PCF,從而得出結(jié)論.【小問1詳解】①依據(jù)1指的是中點(diǎn)的定義及直角三角形斜邊上的中線等于斜邊的一半,②依據(jù)2指的是圓內(nèi)接四邊形對(duì)角互補(bǔ),故答案為:①直角三角形斜邊上的中線等于斜邊的一半;②圓內(nèi)接四邊形對(duì)角互補(bǔ);【小問2詳解】如圖(1),連接PB,PC,DE,EF,取PC的中點(diǎn)Q,連接QE、QF,則EQ=FQ=PC=PQ=CQ,∴點(diǎn)E,F(xiàn),P,C四點(diǎn)共圓,∴∠FCP+∠FEP=180°,又∵∠ACP+∠ABP=180°,∴∠FEP=∠ABP,同上可得點(diǎn)B,D,P,E四點(diǎn)共圓,∴∠DBP=∠DEP,∵∠ABP+∠DBP=180°,∴∠FEP+∠DEP=180°,∴點(diǎn)D,E,F(xiàn)在同一直線上;【小問3詳解】如圖,連接.∵點(diǎn)P是的中點(diǎn),∴,∴.又∵,∴,∴,∴.【點(diǎn)睛】本題主要考查了四點(diǎn)共圓,以及圓內(nèi)接四邊形性質(zhì),角平分線的性質(zhì),全等三角形的判定與性質(zhì)等知識(shí),證明Rt△PBD≌Rt△PCF是解題的關(guān)鍵.14.(2022鄭州一模)閱讀與思考,請(qǐng)閱讀下列科普材料,并完成相應(yīng)的任務(wù).圖算法圖算法也叫諾模圖,是根據(jù)幾何原理,將某一已知函數(shù)關(guān)系式中的各變量,分別編成有刻度的直線(或曲線),并把它們按一定的規(guī)律排列在一起的一種圖形,可以用來解函數(shù)式中的未知量.比如想知道10攝氏度相當(dāng)于多少華氏度,我們可根據(jù)攝氏溫度與華氏溫度之間的關(guān)系:得出,當(dāng)時(shí),.但是如果你的溫度計(jì)上有華氏溫標(biāo)刻度,就可以從溫度計(jì)上直接讀出答案,這種利用特制的線條進(jìn)行計(jì)算的方法就是圖算法.再看一個(gè)例子:設(shè)有兩只電阻,分別為5千歐和7.5千歐,問并聯(lián)后的電阻值是多少?我們可以利用公式求得的值,也可以設(shè)計(jì)一種圖算法直接得出結(jié)果:我們先來畫出一個(gè)的角,再畫一條角平分線,在角的兩邊及角平分線上用同樣的單位長(zhǎng)度進(jìn)行刻度,這樣就制好了一張算圖.我們只要把角的兩邊刻著7.5和5的兩點(diǎn)連成一條直線,這條直線與角平分線的交點(diǎn)的刻度值就是并聯(lián)后的電阻值.圖算法得出的數(shù)據(jù)大多是近似值,但在大多數(shù)情況下是夠用的,那些需要用同一類公式進(jìn)行計(jì)算的測(cè)量制圖人員,往往更能體會(huì)到它的優(yōu)越性.任務(wù):(1)請(qǐng)根據(jù)以上材料簡(jiǎn)要說明圖算法的優(yōu)越性;(2)請(qǐng)用以下兩種方法驗(yàn)證第二個(gè)例子中圖算法的正確性:①用公式計(jì)算:當(dāng),時(shí),的值為多少;②如圖,在中,,是的角平分線,,,用你所學(xué)的幾何知識(shí)求線段的長(zhǎng).【答案】(1)圖算法方便;直觀;或不用公式計(jì)算即可得出結(jié)果等;(2)①;②【解析】【分析】(1)根據(jù)題意可直接進(jìn)行求解問題;(2)①利用公式可直接把,代入求解即可;②過點(diǎn)作,交的延長(zhǎng)線于點(diǎn),由題意易得,則有,,然后可得為等邊三角形,則,所以可得,最后利用相似三角形的性質(zhì)可求解.【詳解】(1)解:答案不唯一,如:圖算法方便;直觀;或不用公式計(jì)算即可得出結(jié)果等.(2)①解:當(dāng),時(shí),,∴.②解:過點(diǎn)作,交的延長(zhǎng)線于點(diǎn),如圖所示:∵平分,∴,∵,∴,,∴,∴,∴為等邊三角形,∴,∵,,∴,∴,∴,∴.【點(diǎn)睛】本題主要考查相似三角形的性質(zhì)與判定及等邊三角形的性質(zhì)與判定,熟練掌握相似三角形的性質(zhì)與判定及等邊三角形的性質(zhì)與判定是解題的關(guān)鍵.15.(2022太原二模)請(qǐng)閱讀下列材料,并完成相應(yīng)的任務(wù).有趣的布羅卡爾點(diǎn)和布羅卡爾角1816年法國(guó)數(shù)學(xué)家和數(shù)學(xué)教育家克雷爾首次發(fā)現(xiàn)了“布羅卡爾點(diǎn)”,但是他的發(fā)現(xiàn)并未被當(dāng)時(shí)的人們所注意.1875年,這一特殊點(diǎn)被一個(gè)數(shù)學(xué)愛好者——法國(guó)軍官布羅卡爾重新發(fā)現(xiàn),并用他的名字將其命名.他的這一發(fā)現(xiàn)引起一大批數(shù)學(xué)家的興趣,一時(shí)形成了一股研究“三角形幾何”的熱潮.關(guān)于布羅卡爾點(diǎn)的研究與推廣以代數(shù)計(jì)算為主,充分體現(xiàn)了代數(shù)與幾何的聯(lián)系.定義:如圖1,若內(nèi)一點(diǎn)P滿足,則稱P為的布羅卡爾點(diǎn).若設(shè),則稱為布羅卡爾角.人們研究發(fā)現(xiàn),等邊三角形只有一個(gè)布羅卡爾點(diǎn).任務(wù):(1)等邊三角形的布羅卡爾點(diǎn)是這個(gè)三角形的______心;(2)若設(shè)等邊三角形的面積為S,邊長(zhǎng)為a,布羅卡爾角為,求證:;(3)如圖2,在等腰直角三角形ABC中,,若P是它的一個(gè)布羅卡爾點(diǎn),滿足,,求的值.【答案】(1)答案不唯一,如內(nèi)、外、中、重等.(2)證明見解析(3)6【解析】【分析】(1)本小題答案不唯一,可以先猜想,再證明,比如根據(jù)題意,△ABC是等邊三角形,可知∠PAC=∠PCB=∠PBA=30°,得到∠ACB=∠ABC=∠BAC=60°,所以∠PCA=∠PBC=∠PAB=30°,即可證明P是∠ABC、∠BCA、∠BAC的角平分線的交點(diǎn)所以P是△ABC的內(nèi)心.(2)由材料可知,等邊三角形布羅卡爾角為.求.根據(jù)三角函數(shù)求得等邊三角形一邊上的高為.根據(jù)三角形面積公式即可求得;(3)由是等腰直角三角形,得到,,,再證明.得到.求出,進(jìn)而求得,,即可求解.【小問1詳解】根據(jù)題意,可知∠PAC=∠PCB=∠PBA=30°,∵△ABC是等邊三角形,∴∠ACB=∠ABC=∠BAC=60°,∴∠PCA=∠PBC=∠PAB=30°,∴P是∠ABC、∠BCA、∠BAC的角平分線的交點(diǎn)∴P是△ABC的內(nèi)心.【小問2詳解】證明:由材料可知,等邊三角形布羅卡爾角為.∴.∵等邊三角形的面積為S,邊長(zhǎng)為a,∴等邊三角形一邊上的高為.∴.又∵,∴.【小問3詳解】∵是等腰直角三角形,,∴,.∵,∴.又∵,∴.∴.∵,∴,,∴的值為6.【點(diǎn)睛】本題是屬于三角形的幾何綜合題型,也是壓軸題,較難,內(nèi)容有等邊三角形的性質(zhì),內(nèi)心,外心,等邊三角形角平分線,等腰直角三角形的性質(zhì),相似三角形的性質(zhì)和判定的綜合,求三角形的面積,以及銳角三角函數(shù)等知識(shí),熟悉并靈活利用以上性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.16.(2022鄂州中考)某數(shù)學(xué)興趣小組運(yùn)用《幾何畫板》軟件探究y=ax2(a>0)型拋物線圖象.發(fā)現(xiàn):如圖1所示,該類型圖象上任意一點(diǎn)M到定點(diǎn)F(0,)的距離MF,始終等于它到定直線l:y=﹣上的距離MN(該結(jié)論不需要證明),他們稱:定點(diǎn)F為圖象的焦點(diǎn),定直線l為圖象的準(zhǔn)線,y=﹣叫做拋物線的準(zhǔn)線方程.其中原點(diǎn)O為FH的中點(diǎn),F(xiàn)H=2OF=,例如,拋物線y=x2,其焦點(diǎn)坐標(biāo)為F(0,),準(zhǔn)線方程為l:y=﹣.其中MF=MN,F(xiàn)H=2OH=1.(1)【基礎(chǔ)訓(xùn)練】請(qǐng)分別直接寫出拋物線y=2x2的焦點(diǎn)坐標(biāo)和準(zhǔn)線l的方程:,.(2)【技能訓(xùn)練】如圖2所示,已知拋物線y=x2上一點(diǎn)P到準(zhǔn)線l的距離為6,求點(diǎn)P的坐標(biāo);(3)【能力提升】如圖3所示,已知過拋物線y=ax2(a>0)的焦點(diǎn)F的直線依次交拋物線及準(zhǔn)線l于點(diǎn)A、B、C.若BC=2BF,AF=4,求a的值;(4)【拓展升華】古希臘數(shù)學(xué)家歐多克索斯在深入研究比例理論時(shí),提出了分線段的“中末比”問題:點(diǎn)C將一條線段AB分為兩段AC和CB,使得其中較長(zhǎng)一段AC是全線段AB與另一段CB的比例中項(xiàng),即滿足:==.后人把這個(gè)數(shù)稱為“黃金分割”把點(diǎn)C稱為線段AB的黃金分割點(diǎn).如圖4所示,拋物線y=x2的焦點(diǎn)F(0,1),準(zhǔn)線l與y軸交于點(diǎn)H(0,﹣1),E為線段HF的黃金分割點(diǎn),點(diǎn)M為y軸左側(cè)的拋物線上一點(diǎn).當(dāng)=時(shí),請(qǐng)直接寫出△HME的面積值.【答案】(1)(0,),,(2),4)或(,4)(3)(4)或【解析】【分析】(1)根據(jù)交點(diǎn)和準(zhǔn)線方程的定義求解即可;(2)先求出點(diǎn)P的縱坐標(biāo)為4,然后代入到拋物線解析式中求解即可;(3)如圖所示,過點(diǎn)B作BD⊥y軸于D,過點(diǎn)A作AE⊥y軸于E,證明△FDB∽△FHC,推出,則,點(diǎn)B的縱坐標(biāo)為,從而求出,證明△AEF∽△BDF,即可求出點(diǎn)A的坐標(biāo)為(,),再把點(diǎn)A的坐標(biāo)代入拋物線解析式中求解即可;(4)如圖,當(dāng)E為靠近點(diǎn)F的黃金分割點(diǎn)的時(shí)候,過點(diǎn)M作MN⊥l于N,則MN=MF,先證明△MNH是等腰直角三角形,得到NH=MN,設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為(m,),則,求出,然后根據(jù)黃金分割點(diǎn)的定義求出,則;同理可求當(dāng)點(diǎn)E
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