數學中考題型解析:巧用特殊三角形性質,解決關於圓的幾何證明題

2021-01-10 陳老師初中數理化

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圓與特殊三角形相結合的幾何證明計算題是初中幾何的難題,也是數學中考經常會出現的一類題型,本文就例題詳細解析這類題型的解題思路,在複習迎考的最後階段,希望能給考生們帶來幫助。

例題

如圖,點P在y軸的正半軸上,⊙P交x軸於B、C兩點,以AC為直角邊作等腰Rt△ACD,BD分別交y軸和⊙P於E、F兩點,連接AC、FC。

(1)求證:∠ACF=∠ADB;

(2)若點A到BD的距離為m,BF+CF=n,求線段CD的長;

(3)當⊙P的大小發生變化而其他條件不變時,DE/AO的值是否發生變化?若不發生變化,請求出其值;若發生變化,請說明理由。

1、證明∠ACF=∠ADB

連接AB

根據圓周角定理和題目中的條件:同弧所對的圓周角相等,∠ACF與ABF所對的圓弧相同,則∠ACF=∠ABF。

根據垂徑定理和題目中的條件:垂直於弦的直徑平分弦,AO在⊙P的直徑上,BC⊥AO,則BO=CO。

根據中垂線定理、題目中的條件和結論:中垂線上的點到線段兩端的距離相等,BC⊥AO,BO=CO,則AB=AC。

根據等腰直角三角形的性質和題目中的條件:△ACD為等腰直角三角形,則AC=AD。

根據結論:AB=AC,AC=AD,則AB= AD。

根據等腰三角形的性質和結論:等腰三角形的底角相等,AB= AD,則∠ABF=∠ADB。

根據結論:∠ABF=∠ADB,∠ACF=∠ABF,則∠ADB=∠ACF。

2、求線段CD的長

根據等腰三角形的性質和題目中的條件:等腰三角形的底角相等,△ACD為等腰直角三角形,則∠ADC=∠ACD。

根據結論:∠ADC=∠ACD,∠ADB=∠ACF,∠FDC=∠ADC-∠ADB,∠FCD=∠ACD-∠ACF,則∠FDC=∠FCD。

根據等邊對等角的逆定理和結論:三角形中相等的角所對的邊相等,∠FDC=∠FCD,則FC=FD。

根據題目中的條件和結論:BF+CF=n,FC=FD,則BF+ FD =n。

根據題目中的條件和結論:BD= BF+ FD,BF+ FD =n,則BD=n。

過A點作AG⊥BD,交BD於G

根據題目中的條件:點A到BD的距離為m,AG⊥BD,則AG=m。

根據題目中的條件和結論: AB= AD, AG⊥BD,BD=n則DG=BD/2=n/2。

根據勾股定理和結論:AD=AG+DG,AG=m,DG=n/2,則AD=√(m+n/4)。

根據等腰直角三角形的三邊關係和結論:CD=√2AD,AD=√(m+n/4),

則CD=√(2m+n/2)。

3、求DE/AO的值

過點D作DH⊥y軸,交y軸於H,連接AF

根據題目中的條件:∠ DAC=90°,∠OAC+∠ DAC+∠ DAH=180°,則∠OAC+∠ DAH=90°。

根據題目中的條件: AO⊥BC,DH⊥y軸,則∠ AOC=∠ DHA=90°。

根據題目中的條件和結論:∠ AOC=90°,∠OAC+∠ AOC+∠OCA=180°,則∠OAC+∠OCA=90°。

根據結論:∠OAC+∠ DAH=90°,∠OAC+∠OCA=90°,則∠ DAH=∠OCA。

根據全等三角形的判定定理和結論:兩組角及其夾邊相等的兩個三角形全等,∠ AOC=∠ DHA,CA =AD,∠OCA=∠ DAH,則△AOC≌△DHA。

根據全等三角形的性質和結論:全等三角形的對應邊相等,△AOC≌△DHA,則AO=DH。

根據全等三角形的判定定理和結論:三組邊分別相等的兩個三角形全等,AC=AD,CF=CD,AF=AF,則△ACF≌△ADF。

根據全等三角形的性質和結論:全等三角形的對應角相等,△ACF≌△ADF,則∠CAF=∠ DAF。

根據題目中的條件和結論:∠CAF+∠ DAF=90°,∠CAF=∠ DAF,則∠CAF=45°。

根據圓周角定理和結論:同弧所對的圓周角相等,∠CAF與∠CBF所對的是同弧,∠CAF=45°,則∠CBF=∠CAF=45°。

根據題目中的條件和結論:∠CBF+∠BEO+∠BOE=180°,∠BOE=90°,∠CBF=45°,則∠BEO=45°。

根據對頂角的關係和結論:對頂角相等,∠BEO=45°,則∠DEA=∠BEO=45°。

根據結論:∠ DHA=90°,∠DEA =45°,則△DEH為等腰直角三角形。

根據等腰三角形的三邊關係和結論:△DEH為等腰直角三角形, DE/DH=√2,AO=DH,則DE/AO=√2。

結語

圓與特殊三角形相結合的幾何證明計算題的解題思路:

認真審題,根據題目中給出的條件,確定圖形中的特殊三角形;

利用特殊三角形的性質,得到相關的邊與角之間的數量位置關係;

結合圓周角定理、垂徑定理等,得到其他相關的邊與角之間的數量位置關係。

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