類(lèi)型一 非動(dòng)態(tài)探究題【典例1】綜合與實(shí)踐問(wèn)題情境:如圖,點(diǎn)為正方形內(nèi)一點(diǎn),,將繞點(diǎn)按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn),得到(點(diǎn)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)為點(diǎn)),延長(zhǎng)于點(diǎn),連接猜想證明:(1)試判斷四邊形的形狀,并說(shuō)明理由;(2)如圖,若,請(qǐng)猜想線段的數(shù)量關(guān)系并加以證明;解決問(wèn)題:(3)如圖,若,,請(qǐng)直接寫(xiě)出的長(zhǎng).【答案】(1)四邊形是正方形,理由詳見(jiàn)解析;(2),證明詳見(jiàn)解析;(3)【解析】【分析】(1)由旋轉(zhuǎn)可知:,,再說(shuō)明可得四邊形是矩形,再結(jié)合即可證明;(2)過(guò)點(diǎn),垂足為,先根據(jù)等腰三角形的性質(zhì)得到,再證可得,再結(jié)合、即可解答;(3)過(guò)E作EGAD,先說(shuō)明1=2,再設(shè)EF=x、則BE=FE'=EF=BE'=x、CE'=AE=3+x,再在RtAEB中運(yùn)用勾股定理求得x,進(jìn)一步求得BE和AE的長(zhǎng),然后運(yùn)用三角函數(shù)和線段的和差求得DG和EG的長(zhǎng),最后在RtDEG中運(yùn)用勾股定理解答即可.【詳解】解:(1)四邊形是正方形理由:由旋轉(zhuǎn)可知:,,四邊形是矩形.四邊形是正方形;(2)證明:如圖,過(guò)點(diǎn),垂足為,四邊形是正方形,,,,【典例2】數(shù)學(xué)課上,李老師出示了這樣一道題目:如圖,正方形的邊長(zhǎng)為,P為邊延長(zhǎng)線上的一點(diǎn),E為DP的中點(diǎn),DP的垂直平分線交邊DC于M,交邊AB的延長(zhǎng)線于N.當(dāng)CP=6時(shí),EM與EN的比值是多少?經(jīng)過(guò)思考,小明展示了一種正確的解題思路:過(guò)E作直線平行于BC交DC,分別于F,G,如圖,則可得:,因?yàn)?/span>,所以.可求出的值,進(jìn)而可求得EM與EN的比值.(1) 請(qǐng)按照小明的思路寫(xiě)出求解過(guò)程.(2) 小東又對(duì)此題作了進(jìn)一步探究,得出了的結(jié)論.你認(rèn)為小東的這個(gè)結(jié)論正確嗎?如果正確,請(qǐng)給予證明;如果不正確,請(qǐng)說(shuō)明理由.         【答案】(1)解:過(guò)作直線平行于分別于點(diǎn),,,.,. ,.. (2)證明:作于點(diǎn),,..,...                 【典例3】已知:在AOB與COD中,OA=OB,OC=OD,AOB=COD=90°(1)如圖1,點(diǎn)C、D分別在邊OA、OB上,連結(jié)AD、BC,點(diǎn)M為線段BC的中點(diǎn),連結(jié)OM,則線段AD與OM之間的數(shù)量關(guān)系是            ,位置關(guān)系是             (2)如圖2,將圖1中的COD繞點(diǎn)O逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)角為α(0°α<90°).連結(jié)AD、BC,點(diǎn)M為線段BC的中點(diǎn),連結(jié)OM.請(qǐng)你判斷(1)中的兩個(gè)結(jié)論是否仍然成立.若成立,請(qǐng)證明;若不成立,請(qǐng)說(shuō)明理由;(3)如圖3,將圖1中的COD繞點(diǎn)O逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到使COD的一邊OD恰好與AOB的邊OA在同一條直線上時(shí),點(diǎn)C落在OB上,點(diǎn)M為線段BC的中點(diǎn).請(qǐng)你判斷(1)中線段AD與OM之間的數(shù)量關(guān)系是否發(fā)生變化,寫(xiě)出你的猜想,并加以證明.【思路點(diǎn)撥】(1)AD與OM之間的數(shù)量關(guān)系為AD=2OM,位置關(guān)系是ADOM;(2)(1)中的兩個(gè)結(jié)論仍然成立,利用中位線定理得到FC=2OM,利用SAS得到三角形AOD與三角形FOC全等,利用全等三角形的對(duì)應(yīng)邊相等得到FC=AD,等量代換得到AD=2OM;由OM為三角形BCF的中位線,利用中位線定理得到OM與CF平行,利用兩直線平行同位角相等得到BOM=F,由全等三角形的對(duì)應(yīng)角相等得到F=OAD,等量代換得到BOM=OAD,根據(jù)BOM與AOM互余,得到OAD與AOM互余,即可確定出OM與AD垂直,得證;(3)(1)中線段AD與OM之間的數(shù)量關(guān)系沒(méi)有發(fā)生變化,理由為:如圖3所示,延長(zhǎng)DC交AB于E,連結(jié)ME,過(guò)點(diǎn)E作ENAD于N,由三角形COD與三角形AOB都為等腰直角三角形,利用等腰直角三角形的性質(zhì)得到四個(gè)角為45度,進(jìn)而得到三角形MCE與三角形AED為等腰直角三角形,根據(jù)EN為直角三角形ADE斜邊上的中線得到AD=2EN,再利用三個(gè)角為直角的四邊形為矩形得到四邊形OMEN為矩形,可得出EN=OM,等量代換得到AD=2OM.【答案與解析】       解:(1)線段AD與OM之間的數(shù)量關(guān)系是AD=2OM,位置關(guān)系是ADOM;(2)(1)的兩個(gè)結(jié)論仍然成立,理由為:證明:如圖2,延長(zhǎng)BO到F,使FO=BO,連結(jié)CF,M為BC中點(diǎn),O為BF中點(diǎn),MO為BCF的中位線,FC=2OM,∵∠AOB=AOF=COD=90°,∴∠AOB+BOD=AOF+AOC,即AOD=FOC,AOD和FOC中,,∴△AOD≌△FOC(SAS),FC=AD,AD=2OM,MO為BCF的中位線,MOCF,∴∠MOB=F,∵△AOD≌△FOC,∴∠DAO=F,∵∠MOB+AOM=90°,∴∠DAO+AOM=90°,即ADOM;(3)(1)中線段AD與OM之間的數(shù)量關(guān)系沒(méi)有發(fā)生變化,理由為:證明:如圖3,延長(zhǎng)DC交AB于E,連結(jié)ME,過(guò)點(diǎn)E作ENAD于N,OA=OB,OC=OD,AOB=COD=90°,∴∠A=D=B=BCE=DCO=45°,AE=DE,BE=CE,AED=90°,DN=AN,AD=2NE,M為BC的中點(diǎn),EMBC,四邊形ONEM是矩形.NE=OM,AD=2OM.故答案為:AD=2OM;ADOM. (3)如圖:過(guò)E作EGADGE//AB∴∠1=2設(shè)EF=x,則BE=FE'=EF=BE'=x,CE'=AE=3+x在RtAEB中,BE=x,AE=x+3,AB=15AB2=BE2+AE2,即152=x2+(x+3)2,解得x=-12(舍),x=9BE=9,AE=12sin1= ,cos1=sin2= ,cos2=AG=7.2,GE=9.6DG=15-7.2=7.8DE=【點(diǎn)睛】本題考查了正方形的性質(zhì)、旋轉(zhuǎn)變換、勾股定理、解三角形等知識(shí),綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)是解答本題的關(guān)鍵.【典例4】正方形ABCD中,將一個(gè)直角三角板的直角頂點(diǎn)與點(diǎn)A重合,一條直角邊與邊BC交于點(diǎn)E(點(diǎn)E不與點(diǎn)B和點(diǎn)C重合),另一條直角邊與邊CD的延長(zhǎng)線交于點(diǎn)F.(1)如圖,求證:AE=AF;(2)如圖,此直角三角板有一個(gè)角是45°,它的斜邊MN與邊CD交于G,且點(diǎn)G是斜邊MN的中點(diǎn),連接EG,求證:EG=BE+DG; (3)在(2)的條件下,如果=,那么點(diǎn)G是否一定是邊CD的中點(diǎn)?請(qǐng)說(shuō)明你的理由. 【答案與解析】解:(1)如圖,四邊形ABCD是正方形,∴∠B=BAD=ADC=C=90°,AB=AD.∵∠EAF=90°∴∠EAF=BAD,∴∠EAF﹣∠EAD=BAD﹣∠EAD,∴∠BAE=DAF.ABE和ADF中,∴△ABE≌△ADF(ASA)AE=AF;(2)如圖,連接AG,∵∠MAN=90°,M=45°∴∠N=M=45°AM=AN.點(diǎn)G是斜邊MN的中點(diǎn),∴∠EAG=NAG=45°∴∠EAB+DAG=45°∵△ABE≌△ADF,∴∠BAE=DAF,AE=AF,∴∠DAF+DAG=45°,GAF=45°,∴∠EAG=FAG.AGE和AGF中,,∴△AGEAGF(SAS),EG=GF.GF=GD+DF,GF=GD+BE,EG=BE+DG;(3)G不一定是邊CD的中點(diǎn).理由:設(shè)AB=6k,GF=5k,BE=x,CE=6kx,EG=5k,CF=CD+DF=6k+x,CG=CFGF=k+x,在RtECG中,由勾股定理,得(6kx)2+(k+x)2=(5k)2,解得:x1=2k,x2=3k,CG=4k或3k.點(diǎn)G不一定是邊CD的中點(diǎn).【典例4】已知,點(diǎn)D為直線BC上一動(dòng)點(diǎn)(點(diǎn)D不與點(diǎn)B、C重合),BAC=90°,AB=AC,DAE=90°,AD=AE,連接CE.(l)如圖1,當(dāng)點(diǎn)D在線段BC上時(shí),求證:BDCE,CE=BCCD;(2)如圖2,當(dāng)點(diǎn)D在線段BC的延長(zhǎng)線上時(shí),其他條件不變,請(qǐng)直接寫(xiě)出CE、BC、CD三條線段之間的關(guān)系;(3)如圖3,當(dāng)點(diǎn)O在線段BC的反向延長(zhǎng)線上時(shí),且點(diǎn)A、E分別在直線BC的兩側(cè),點(diǎn)F是DE的中點(diǎn),連接AF、CF,其他條件不變,請(qǐng)判斷ACF的形狀,并說(shuō)明理由.【答案與解析】(1)證明:如圖1中,∵∠BAC=DAE=90°,∴∠BAD=CAE,ABD和ACE中,,∴△ABD≌△ACE,∴∠ABD=ACE=45°,BD=CE,∴∠ACB+ACE=90°∴∠ECB=90°,BDCE,CE=BCCD.(2)如圖2中,結(jié)論:CE=BC+CD,理由如下:∵∠BAC=DAE=90°∴∠BAD=CAE,ABD和ACE中,,∴△ABD≌△ACE,BD=CE,CE=BC+CD.(3)如圖3中,結(jié)論:ACF是等腰三角形.理由如下:∵∠BAC=DAE=90°,∴∠BAD=CAE,ABD和ACE中,∴△ABD≌△ACE,∴∠ABD=ACE,∵∠ABC=ACB=45°,∴∠ACE=ABD=135°∴∠DCE=90°點(diǎn)F是DE中點(diǎn),AF=CF=DE,∴△ACF是等腰三角形.  【典例5】如圖(a)、(b)、(c),在ABC中,分別以AB,AC為邊,向ABC外作正三角形、正四邊形、正五邊形,BE,CD相交于點(diǎn)O.(1)如圖(a),求證:ADC≌△ABE;  探究:圖(a)中,BOC=________;圖(b)中,BOC=________;圖(c)中,BOC=________;(2)如圖(d),已知:AB,AD是以AB為邊向ABC外所作正n邊形的一組鄰邊;AC,AE是以AC為邊向ABC外所作正n邊形的一組鄰邊.BE,CD的延長(zhǎng)相交于點(diǎn)O.猜想:圖(d)中,BOC=________________;(用含n的式子表示)根據(jù)圖(d)證明你的猜想.【答案與解析】 (1)證法一:∵△ABD與ACE均為等邊三角形,AD=AB,AC=AE,且BAD=CAE=60°∴∠BAD+BAC=CAE+BAC,DAC=BAE.∴△ADC≌△ABE.證法二:∵△ABD與ACE均為等邊三角形,AD=AB,AC=AE,BAD=CAE=60°∴△ADC可由ABE繞著點(diǎn)A按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)60°得到.∴△ABE≌△ADC.120°,90°,72°(2)證法一:依題意,知BAD和CAE都是正n邊形的內(nèi)角,AB=AD,AE=AC,∴∠BAD=CAE=∴∠BAD-DAE=CAE-DAE,BAE=DAC.∴△ABE≌△ADC.∴∠ABE=ADC.∵∠ADC+ODA=180°,∴∠ABO+ODA=180°∴∠ABO+ODA+DAB+BOC=360°∴∠BOC+DAB=180°∴∠BOC=180°DAB=證法二:延長(zhǎng)BA交CO于F,證BOC=DAF=180°-BAD.證法三:連接CE.證BOC=180°CAE. 【典例6】如圖(a),梯形ABCD中,ADBC,ABC=90°, AD=9,BC=12,AB=a,在線段BC上任取一點(diǎn)P(P不與B,C重合),連接DP,作射線.PEDP,PE與直線AB交于點(diǎn)E.    (1)試確定CP=3時(shí),點(diǎn)E的位置;    (2)若設(shè)CP=x(x>0),BE=y(tǒng)(y>0),試寫(xiě)出y關(guān)于自變量x的函數(shù)關(guān)系式;(3)若在線段BC上能找到不同的兩點(diǎn)P1,P2,使按上述作法得到的點(diǎn)E都與點(diǎn)A重合,試求出此時(shí)a的取值范圍.【答案與解析】   解:(1)作DFBC,F(xiàn)為垂足.    當(dāng)CP=3時(shí),四邊形ADFB是矩形,則CF=3.    點(diǎn)P與點(diǎn)F重合.BFFD,此時(shí)點(diǎn)E與點(diǎn)B重合.    (2)(i)當(dāng)點(diǎn)P在BF上(不與B,F(xiàn)重合)時(shí),(見(jiàn)圖(a))∵∠EPB+DPF=90°,EPB+PEB=90°∴∠DPF=PEB.    RtPEB∽△ARtDPF.    BE=y(tǒng),BP=12-x,F(xiàn)P=x-3,F(xiàn)D=a,代入式,得,整理,    (ii)當(dāng)點(diǎn)P在CF上(不與C,F(xiàn)重合)時(shí),(見(jiàn)上圖(b))同理可求得由FP=3-x得 (3)解法一:當(dāng)點(diǎn)E與A重合時(shí),y=EB=a,此時(shí)點(diǎn)P在線段BF上.式得整理得   在線段BC上能找到兩個(gè)不同的點(diǎn)P1與P2滿足條件,    方程有兩個(gè)不相等的正實(shí)根.    ∴△=(-15)2-4×(36+a2)>0.    解得a>0,    解法二:當(dāng)點(diǎn)E與A重合時(shí),∵∠APD=90°,點(diǎn)P在以AD為直徑的圓上.設(shè)圓心為M,則M為AD的中點(diǎn).    在線段BC上能找到兩個(gè)不同的點(diǎn)P1與P2滿足條件,    線段BC與M相交.即圓心M到BC的距離d滿足    ADBC,d=a.式得【典例7】點(diǎn)A,B分別是兩條平行線m,n上任意兩點(diǎn),在直線n上找一點(diǎn)C,使BC=k·AB.連接AC,在直線AC上任取一點(diǎn)E,作BEF=ABC,EF交直線m于點(diǎn)F.(1)如圖(a),當(dāng)k=1時(shí),探究線段EF與EB的關(guān)系,并加以說(shuō)明;說(shuō)明:如果你經(jīng)過(guò)反復(fù)探索沒(méi)有解決問(wèn)題,請(qǐng)寫(xiě)出探索過(guò)程(要求至少寫(xiě)三步);    在完成之后,可以自己添加條件(添加的條件限定為ABC為特殊角),在圖(b)中補(bǔ)全圖形,完成證明.(2)如圖(c),若ABC=90°,kl,探究線段EF與EB的關(guān)系,并說(shuō)明理由. 【答案與解析】解:(1)EF=EB.證明:如圖(d),以E為圓心,EA為半徑畫(huà)弧交直線m于點(diǎn)M,連接EM.EM=EA,∴∠EMA=EAM.BC=k·AB,k=1,BC=AB.∴∠CAB=ACB.mn,∴∠MAC=ACB,FAB=ABC.∴∠MAC=CAB.∴∠CAB=EMA.∵∠BEF=ABC,∴∠BEF=FAB.∵∠AHF=EHB,∴∠AFE=ABE.    ∴△AEB≌△MEF.    EF=EB.探索思路:如上圖(a),BC=k·AB,k=1,BC=AB.∴∠CAB=ACB.mn,∴∠MAC=ACB.添加條件:ABC=90°證明:如圖(e),在直線m上截取AM=AB,連接ME.  BC=k·AB,k=1,  BC=AB.  ABC=90°,  CAB=ACB=45°  mn,  MAE=ACB=CAB=45°,FAB=90°      AE=AE,∴△MAE∽△BAE.      EM=EB,AME=ABE.      BEF=ABC=90°  FAB+BEF=180°  ABE+EFA=180°,   EMF=EFA.  EM=EF.  EF=EB.    (2)EF=EB.說(shuō)明:如圖(f),過(guò)點(diǎn)E作EMm,ENAB,垂足為M,N.  EMF=ENA=ENB=90°      mn,ABC=90°      MAB=90°  四邊形MENA為矩形.  ME=NA,MEN=90°∵∠BEF=ABC=90°∴∠MEF=NEB.∴△MEF∽△NEB.,在RtANE和RtABC中,,  

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