幾何證明及通過幾何計算進行說理問題

2022-01-04 15:26:17 字數 2633 閱讀 3998

3.2幾何證明及通過幾何計算進行說理問題

例1 2023年上海市黃浦區中考模擬第24題

已知二次函式y=-x2+bx+c的影象經過點p(0, 1)與q(2, -3).

(1)求此二次函式的解析式;

(2)若點a是第一象限內該二次函式影象上一點,過點a作x軸的平行線交二次函式影象於點b,分別過點b、a作x軸的垂線,垂足分別為c、d,且所得四邊形abcd恰為正方形.

①求正方形的abcd的面積;

②聯結pa、pd,pd交ab於點e,求證:△pad∽△pea.

滿分解答

(1)將點p(0, 1)、q(2, -3)分別代入y=-x2+bx+c,得

解得所以該二次函式的解析式為y=-x2+1.

(2)①如圖1,設點a的座標為(x, -x2+1),當四邊形abcd恰為正方形時,ad=ab.

此時ya=2xa.

解方程-x2+1=2x,得.

所以點a的橫座標為.

因此正方形abcd的面積等於.

②設op與ab交於點f,那麼.

所以.又因為,

所以∠pae=∠pda.

又因為∠p公用,所以△pad∽△pea.

圖1圖2

考點伸展

事實上,對於矩形abcd,總有結論△pad∽△pea.證明如下:

如圖2,設點a的座標為(x, -x2+1),那麼pf=op-of=1-(-x2+1)=x2.

所以.又因為,

所以∠pae=∠pda.因此△pad∽△pea.

例2 2023年江西省中考第24題

某數學活動小組在作三角形的拓展圖形,研究其性質時,經歷了如下過程:

(1)操作發現:

在等腰△abc中,ab=ac,分別以ab、ac為斜邊,向△abc的外側作等腰直角三角形,如圖1所示,其中df⊥ab於點f,eg⊥ac於點g,m是bc的中點,鏈結md和me,則下列結論正確的是填序號即可).

①af=ag=;②md=me;③整個圖形是軸對稱圖形;④md⊥me.

(2)數學思考:

在任意△abc中,分別以ab、ac為斜邊,向△abc的外側作等腰直角三角形,如圖2所示,m是bc的中點,鏈結md和me,則md與me有怎樣的數量關係?請給出證明過程;

(3)模擬**:

在任意△abc中,仍分別以ab、ac為斜邊,向△abc的內側作等腰直角三角形,如圖3所示,m是bc的中點,鏈結md和me,試判斷△mde的形狀.答

圖1 滿分解答

(1)填寫序號①②③④.

(2)如圖4,作df⊥ab,eg⊥ac,垂足分別為f、g.

因為df、eg分別是等腰直角三角形abd和等腰直角三角形ace斜邊上的高,

所以f、g分別是ab、ac的中點.

又已知m是bc的中點,所以mf、mg是△abc的中位線.

所以,,mf//ac,mg//ab.

所以∠bfm=∠bac,∠mgc=∠bac.

所以∠bfm=∠mgc.所以∠dfm=∠mge.

因為df、eg分別是直角三角形abd和直角三角形ace斜邊上的中線,

所以,.

所以mf=eg,df=ng.

所以△dfm≌△mge.所以dm=me.

(3)△mde是等腰直角三角形.

圖4圖5

考點伸展

第(2)題和第(3)題證明△dfm≌△mge的思路是相同的,不同的是證明∠dfm=∠mge的過程有一些不同.

如圖4,如圖5,∠bfm=∠bac=∠mgc.

如圖4,∠dfm=90°+∠bfm,∠mge=90°+∠mgc,所以∠dfm=∠mge.

如圖5,∠dfm=90°-∠bfm,∠mge=90°-∠mgc,所以∠dfm=∠mge.

2:如圖,已知sin∠abc=,⊙o的半徑為2,圓心o在射

線bc上,⊙o與射線ba相交於e、f兩點,ef=,

(1) 求bo的長;

(2) 點p在射線bc上,以點p為圓心作圓,

使得⊙p同時與⊙o和射線ba相切,

求所有滿足條件的⊙p的半徑.

如圖9,已知正比例函式和反比例函式的圖象都經過點.

(1)求正比例函式和反比例函式的解析式;

(2)把直線oa向下平移後與反比例函式的圖象交於點,求的值和這個一次函式的解析式;

(3)第(2)問中的一次函式的圖象與軸、軸分別交於c、d,求過a、b、d三點的二次函式的解析式;

(4)在第(3)問的條件下,二次函式的圖象上是否存在點e,使四邊形oecd的面積與四邊形oabd的面積s滿足:?若存在,求點e的座標;

若不存在,請說明理由.

【017】如圖,已知拋物線經過,兩點,頂點為.

(1)求拋物線的解析式;

(2)將繞點順時針旋轉90°後,點落到點的位置,將拋物線沿軸平移後經過點,求平移後所得圖象的函式關係式;

(3)設(2)中平移後,所得拋物線與軸的交點為,頂點為,若點在平移後的拋物線上,且滿足的面積是面積的2倍,求點的座標.

如圖(9)-1,拋物線經過a(,0),c(3,)兩點,與軸交於點d,與軸交於另一點b.

(1)求此拋物線的解析式;

(2)若直線將四邊形abcd面積二等分,求的值;

(3)如圖(9)-2,過點e(1,1)作ef⊥軸於點f,將△aef繞平面內某點旋轉180°得△mnq(點m、n、q分別與點a、e、f對應),使點m、n在拋物線上,作mg⊥軸於點g,若線段mg︰ag=1︰2,求點m,n的座標.

3 2幾何證明及通過幾何計算進行說理問題

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