第十六章 幾何證明選講

2022-01-24 03:29:46 字數 4934 閱讀 7835

重點:平行線分線段成比例定理,相似三角形的判定與性質及應用等.

難點:平行線截割定理與直角三角形射影定理的應用等.

題型一相似三角形的判定與性質

【例1】 如圖,已知在△abc中,d是bc邊的中點,且ad=ac,de⊥bc,de與ab相交於點e,ec與ad相交於點f.

(1)求證:△abc∽△fcd;

(2)若s△fcd=5,bc=10,求de的長.

【思路分析】(1)欲證兩三角形相似,需證它們的對應角相等,由條件易證得;(2)欲求de,首先作輔助線am⊥bc,垂足為m,然後利用三角形面積公式及相似比求解.

【解析】(1)因為de⊥bc,d是bc的中點,所以eb=ec,所以∠b=∠1.又因為ad=ac,所以∠2=∠acb.所以△abc∽△fcd.

(2)過點a作am⊥bc,垂足為點m.因為△abc∽△fcd,bc=2cd,所以=()2=4,又因為s△fcd=5,所以s△abc=20.因為s△abc=bc·am,bc=10,所以20=×10×am,所以am=4.

又因為de∥am,所以=,因為dm=dc=,bm=bd+dm,bd=bc=5,所以=,所以de=.

【方法歸納】對於兩三角形間周長、邊長、高、中線長、面積等的比例關係,經常利用兩三角形的相似比來解決,所以判定兩三角形相似是關鍵.

【舉一反三】1.如右圖,在△abc中,ab=14 cm,=,de∥bc,cd⊥ab,cd=12 cm.求△ade的面積和周長.

【解析】由ab=14 cm,cd=12 cm,cd⊥ab,得s△abc=84 cm2.

再由de∥bc可得△abc∽△ade.由=()2可求得s△ade=cm2.利用勾股定理求出bc,ac,再由相似三角形性質可得△ade的周長為15 cm.

題型二探求幾何結論

【例2】如圖,在梯形abcd中,點e、f分別在ab、cd上,ef∥ad,假設ef做上下平行移動.

(1)若=,求證:3ef=bc+2ad;

(2)若=,試判斷ef與bc、ad之間的關係,並說明理由;

(3)請你**一般結論,即若=,那麼你可以得到什麼結論?

【思路分析】題中有三條平行線,可考慮平行線分線段成比例定理,並作ah∥dc,利用定理求解即可,由(1)(2)兩種特殊情況猜想一般情況的結論並證明.

【解析】 過點a作ah∥cd分別交ef,bc於點g、h.

(1)因為=,所以=,

又eg∥bh,所以==,即3eg=bh,

又eg+gf=eg+ad=ef,

從而ef=(bc-hc)+ad,

所以ef=bc+ad,即3ef=bc+2ad.

(2)ef與bc,ad的關係式為5ef=2bc+3ad,理由和(1)類似.

(3)因為=,所以=,

又eg∥bh,所以=,即eg=bh.

ef=eg+gf=eg+ad=(bc-ad)+ad,

所以ef=bc+ad,

即(m+n)ef=mbc+nad.

【方法歸納】在相似三角形中,平行輔助線是常作的輔助線之一;探求幾何結論可按特殊到一般的思路去獲取,但結論證明應從特殊情況得到啟迪.

【舉一反三】2.如右圖,正方形abcd的邊長為1,p是cd邊上中點,點q**段bc上,設bq=k,是否存在這樣的實數k,使得以q,c,p為頂點的三角形與△adp相似?若存在,求出k的值;若不存在,請說明理由.

【解析】設存在滿足條件的實數k,

則在正方形abcd中,∠d=∠c=90°,

由rt△adp∽rt△qcp或rt△adp∽rt△pcq得

=或=,由此解得cq=1或cq=.

從而k=0或k=.

題型三解決線的位置或數量關係

【例3】如圖,在四邊形abcd中,△abc≌△bad,求證:ab∥cd.

【思路分析】欲證ab∥cd,先證∠cdb=∠dba,再利用兩三角形全等及四點共圓得證.

由△abc≌△bad得∠acb=∠bda,所以a、b、c、d四點共圓,

所以∠cab=∠cdb.

再由△abc≌△bad得∠cab=∠dba,

所以∠dba=∠cdb,即ab∥cd.

【方法歸納】對於有關線段的位置或數量關係,應利用兩三角形全等或相似證明角相等再證兩直線平行或線段相等.

【舉一反三】3.如圖,aa1與bb1相交於點o,ab∥a1b1且ab=a1b1,△aob的外接圓的直徑為1,則△a1ob1的外接圓的直徑為 2 .

【解析】因為ab∥a1b1且ab=a1b1,

所以△aob∽△a1ob1.

因為兩三角形外接圓的直徑之比等於相似比.

所以△a1ob1的外接圓直徑為2.

(2011陝西)如圖,∠b=∠d,ae⊥bc,∠acd=90°,且ab=6,ac=4,ad=12,則be

【解析】在rt△acd中,cd==8,所以cos d=,由於∠d=∠b,則在rt△aeb中,cos b=,所以be=ab·cos b=4.

重點:與圓有關的若干定理及其應用,並將其運用到立體幾何中.

難點:對平面截圓柱、圓錐所得的曲線為圓、橢圓、雙曲線、拋物線的證明途徑與方法.

題型一切線的判定和性質的運用

【例1】如圖,ab是⊙o的直徑,ac是弦,∠bac的平分線ad交⊙o於點d,de⊥ac,交ac的延長線於點e,oe交ad於點f.

(1)求證:de是⊙o的切線;

(2)若=,求的值.

【思路分析】(1)欲證de是⊙o的切線,先證de⊥od,連線od易證;(2)欲求,先證△aef∽△dof,再利用比例關係求解.

【解析】(1)證明:連線od,可得∠oda=∠oad=∠dac,

所以od∥ae,又ae⊥de,所以de⊥od,又od為半徑,

所以de是⊙o的切線.

(2)過d作dh⊥ab於h,則有∠doh=∠cab,

=cos ∠doh=cos ∠cab==,設od=5x,則ab=10x,oh=2x,所以ah=7x.

由△aed≌△ahd可得ae=ah=7x,又由△aef∽△dof可得af∶df=ae∶od=,

所以=.

【方法歸納】在計算與證明過程中,可以使用如下定理作為推理的依據:切點與圓心的連線與圓的切線垂直,過切點且與圓的切線垂直的直線過圓心.

【舉一反三】1.已知點c在圓o的直徑be的延長線上,ca與圓o相切於點a,∠acb的平分線分別交ab、ae於點d、f,則∠adf= 45° .

【解析】因為ac為圓o的切線,則∠b=∠eac.

又cd平分∠acb,則∠acd=∠bcd.

所以∠b+∠bcd=∠eac+∠acd.

因為be是圓o的直徑,則∠bae=90°,

所以∠b+∠bcd=∠eac+∠acd=45°,

故∠adf=∠b+∠bcd=45°.

題型二圓中有關定理的綜合應用

【例2】如圖所示,已知⊙o1與⊙o2相交於a、b兩點,過點a作⊙o1的切線交⊙o2於點c,過點b作兩圓的割線,分別交⊙o1、⊙o2於點d、e,de與ac相交於點p.

(1)求證:ad∥ec;

(2)若ad是⊙o2的切線,且pa=6,pc=2,bd=9,求ad的長.

【思路分析】(1)欲證ad∥ec,先證∠d=∠e,利用弦切角、圓周角定理易證;(2)利用相交弦、切割線定理易求ad.

【解析】(1)證明:連線ab,因為ac是⊙o1的切線,

所以∠bac=∠d,

又因為∠bac=∠e,所以∠d=∠e,所以ad∥ec.

(2)因為pa是⊙o1的切線,pd是⊙o1的割線,所以pa2=pb·pd,所以62=pb·(pb+9),

所以pb=3.

在⊙o2中,由相交弦定理得pa·pc=bp·pe,

所以pe=4.

因為ad是⊙o2的切線,de是⊙o2的割線,

所以ad2=db·de=9×16,所以ad=12.

【方法歸納】對於圓中的弦長、切線長問題,一般可用相交弦定理、切割線定理或割線定理來求解.有關角的問題則用圓周角定理、弦切角定理等來解決.

【舉一反三】2.(2011廣東)如圖,過圓o外一點p分別作圓的切線和割線交圓於a、b,且pb=7,c是圓上一點,使得bc=5,∠bac=∠apb,則ab= .

【解析】由弦切角定理得∠pab=∠acb,又因為∠bac=∠apb,所以△pab∽△acb,可得=,將pb=7,bc=5代入得ab=.

題型三四點共圓問題

【例3】如圖,圓o與圓p相交於a、b兩點,圓心p在圓o上,圓o的弦bc切圓p於點b,cp及其延長線交圓p於d、e兩點,過點e作ef⊥ce,交cb的延長線於點f.

(1)求證:b、p、e、f四點共圓;

(2)若cd=2,cb=2,求出由b、p、e、f四點所確定的圓的直徑.

【思路分析】(1)要證b、p、e、f四點共圓,先證四邊形bpef的對角互補,由條件易證得;(2)利用切割線定理及三角形相似求出pf的長,即為所求圓的直徑.

【解析】(1)證明:連線pb.

因為bc切圓p於點b,所以pb⊥bc.

又因為ef⊥ce,所以∠pbf+∠pef=180°,

所以∠epb+∠efb=180°,

所以b,p,e,f四點共圓.

(2)因為b,p,e,f四點共圓,且ef⊥ce,pb⊥bc,所以此圓的直徑就是pf.

因為bc切圓p於點b,且cd=2,cb=2,所以由切割線定理cb2=cd·ce,得

ce=4,de=2,bp=1.

又因為rt△cbp∽rt△cef,所以ef∶pb=ce∶cb,得ef=.

在rt△fep中,pf==,

即由b、p、e、f四點確定的圓的直徑為.

【方法歸納】判斷四點共圓有以下幾種方法:

(1)如果四個點與一定點的距離相等,那麼這四個點共圓;

(2)如果乙個四邊形的一組對角互補,那麼這個四邊形的四個頂點共圓;

(3)如果乙個四邊形的乙個外角等於它的內對角,那麼這個四邊形的四個頂點共圓;

(4)如果兩個三角形有公共邊,公共邊所對的角相等且在公共邊的同側,那麼這兩個三角形的四個頂點共圓.

【舉一反三】3.如圖,△abc是直角三角形,∠abc=90°.以ab為直徑的圓o交ac於點e,點d是bc邊的中點.連線od交圓o於點m.求證:

(1)o、b、d、e四點共圓;

(2)2de2=dm·ac+dm·ab.

第十六章工程總結

16.1 目的及用途 工程總結是對已完工程的重要事物進行系統提煉 歸類 記載。其主要目的是把工程管理中的經驗教訓 技術總結 經營資料等供後人使用,為公司積累大量施工和管理方面的資料,對後續工程產生影響和作用,使別人少走彎路,提高公司的整體實力和市場競爭力。其主要用途有 經驗介紹 作對比 找差距 工程...

第十六章知識管理

隨著資訊科技 生物醫藥等高新技術的發展,新技術在傳統行業的廣泛應用。以及新的經營理念新的商業模式的湧現,知識在企業經營活動中的地位日趨重要。近20年,知識管理研究蓬勃發展,逐漸對如何管理企業中的知識形成了較清晰,系統的認識。本章主要介紹了企業知識管理的理論,方法。16.1知識管理概述 知識本身的含義...

第十六章單元小結

單元小結 重點難點 重點 了解分式的概念,會利用分式的基本性質進行約分和通分,會進行簡單的分式加減乘除乘方運算 能夠根據具體問題的數量關係列出簡單的分式方程,體會方程時刻畫現實世界的乙個有效的數學模型 會解簡單的可化為一元一次方程的分式方程。難點 應用分式方程解決實際問題。學習本章應注意的問題 在學...