中考数学线段数量关系探索

  几何中的基本图形就是线段。与线段有关的问题主要是考查数量关系与位置关系。

  线段的数量关系的问题比较多,有2条、3条或者4条之间的关系。

  简单的就是相等、倍数,乘积或者勾股、截长补短等等各种关系。方法考查相似、全等、勾股等居多。

  其中以下地区都有涉及:

  2019•泰安、2019•怀化、2019•大庆

  2019•柳州、2019•兰州、2019•广元

  2019•苏州、2019•天门、2019•岳阳

  2019•泰州、2019•聊城、2019•广东

  2019•荆门、2019•孝感、2019•常德

  2019•黄石、2019•河池、2019•毕节

  2019•宜昌、2019•宜昌、2019•深圳

  2019•广西、2019•黄石、2019•杭州

  2019•成都、2019•湘西、2019•哈尔滨

  【中考真题】

  一、3、4条线段的比例或乘积关系

  1.(2019•泰安)在矩形ABCD中,AE⊥BD于点E,点P是边AD上一点.

  (1)若BP平分∠ABD,交AE于点G,PF⊥BD于点F,如图,证明四边形AGFP是菱形;

  (2)若PE⊥EC,如图,求证:AE•AB=DE•AP;

  【分析】

  题(1)比较基础,主要是证明菱形的四条吧相等来证明菱形;

  题(2)设计4条线段的乘积关系,首先想到的就是转化为比例式,再找三角形相似。

  如果AE与DE组成三角形,那么AB与AP也组成三角形。

  AE•AB=DE•AP

  发现两个三角形并不相似。

  如果AE与AP组成三角形,则AB、DE无法组成三角形。

  AE•AB=DE•AP

  因此题目暗示需要进行转化才可以。

  由题目中AE⊥DE,PE⊥CE,可以得到∠AEP=∠DEC。

  观察易得△AEP∽△DEC。

  所以把AB用CD来代换即可。

  【答案】(1)证明:如图中,

  ∵四边形ABCD是矩形,

  ∴∠BAD=90°,

  ∵AE⊥BD,

  ∴∠AED=90°,

  ∴∠BAE ∠EAD=90°,∠EAD ∠ADE=90°,

  ∴∠BAE=∠ADE,

  ∵∠AGP=∠BAG ∠ABG,∠APD=∠ADE ∠PBD,∠ABG=∠PBD,

  ∴∠AGP=∠APG,

  ∴AP=AG,

  ∵PA⊥AB,PF⊥BD,BP平分∠ABD,

  ∴PA=PF,

  ∴PF=AG,

  ∵AE⊥BD,PF⊥BD,

  ∴PF∥AG,

  ∴四边形AGFP是平行四边形,

  ∵PA=PF,

  ∴四边形AGFP是菱形.

  (2)证明:如图中,

  ∵AE⊥BD,PE⊥EC,

  ∴∠AED=∠PEC=90°,

  ∴∠AEP=∠DEC,

  ∵∠EAD ∠ADE=90°,∠ADE ∠CDE=90°,

  ∴∠EAP=∠EDC,

  ∴△AEP∽△DEC,

  ∴AE/DE=AP/DC,

  ∵AB=CD,

  ∴AE•AB=DE•AP;

  【总结】

  绝大多数的乘积比例问题都是转化为相似来求解。常常需要等量代换进行转化。

  2.(2019•广元)如图,AB是⊙O的直径,点P是BA延长线上一点,过点P作⊙O的切线PC,切点是C,过点C作弦CD⊥AB于E,连接CO,CB.

  (1)求证:PD是⊙O的切线;

  (2)若AB=10,tanB=1/2,求PA的长;

  (3)试探究线段AB,OE,OP之间的数量关系,并说明理由.

  【答案】(3)AB²=4OE•OP

  如图2,∵PC切⊙O于C,

  ∴∠OCP=∠OEC=90°,

  ∴△OCE∽△OPC

  ∴OE/OC=OC/OP,即OC2=OE•OP

  ∵OC=1/2AB

  ∴(1/2 AB)²=OE⋅OP

  即AB²=4OE•OP.

  3.(2019•泰州)如图,⊙O的半径为5,点P在⊙O上,点A在⊙O内,且AP=3,过点A作AP的垂线交⊙O于点B、C.设PB=x,PC=y,则y与x的函数表达式为 .

  【答案】解:连接PO并延长交⊙O于D,连接BD,

  则∠C=∠D,∠PBD=90°,

  ∵PA⊥BC,

  ∴∠PAC=90°,

  ∴∠PAC=∠PBD,

  ∴△PAC∽△PBD,

  ∴PB/PA=PD/PC,

  ∵⊙O的半径为5,AP=3,PB=x,PC=y,

  ∴x/3=10/y,

  ∴xy=30,

  ∴y=30/x,

  故答案为:y=30/x.

  4.(2019•哈尔滨)如图,在▱ABCD中,点E在对角线BD上,EM∥AD,交AB于点M,EN∥AB,交AD于点N,则下列式子一定正确的是()

  A.AM/BM=NE/DE

  B.AM/AB=AN/AD

  C.BC/ME=BE/BD

  D.BD/BE=BC/EM

  【答案】解:

  ∵在▱ABCD中,EM∥AD

  ∴易证四边形AMEN为平行四边形

  ∴易证△BEM∽△BAD∽△END

  ∴AM/BM=NE/BM=DE/BE,A项错误

  AM/AB=ND/AD,B项错误

  BC/ME=AD/ME=BD/BE,C项错误

  BD/BE=AD/ME=BC/ME,D项正确

  故选:D.

  三、证明线段相等

  5.(2019•聊城)如图,△ABC内接于⊙O,AB为直径,作OD⊥AB交AC于点D,延长BC,OD交于点F,过点C作⊙O的切线CE,交OF于点E.

  (1)求证:EC=ED;

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  【答案】(1)证明:连接OC,

中考数学线段数量关系探索
  ∵CE与⊙O相切,为C是⊙O的半径,

  ∴OC⊥CE,

  ∴∠OCA ∠ACE=90°,

  ∵OA=OC,

  ∴∠A=∠OCA,

  ∴∠ACE ∠A=90°,

  ∵OD⊥AB,

  ∴∠ODA ∠A=90°,

  ∵∠ODA=∠CDE,

  ∴∠CDE ∠A=90°,

  ∴∠CDE=∠ACE,

  ∴EC=ED;

  备注:证明等腰

  6.(2019•广东)如图1,在△ABC中,AB=AC,⊙O是△ABC的外接圆,过点C作∠BCD=∠ACB交⊙O于点D,连接AD交BC于点E,延长DC至点F,使CF=AC,连接AF.

  (1)求证:ED=EC;

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  【答案】解:(1)∵AB=AC,

  ∴∠ABC=∠ACB,

  又∵∠ACB=∠BCD,∠ABC=∠ADC,

  ∴∠BCD=∠ADC,

  ∴ED=EC;

  7.(2019•河池)如图,五边形ABCDE内接于⊙O,CF与⊙O相切于点C,交AB延长线于点F.

  (1)若AE=DC,∠E=∠BCD,求证:DE=BC;

  【答案】(1)证明:∵AE=DC,

  ∴(AE) ̂=(DC) ̂,

  ∴∠ADE=∠DBC,

  在△ADE和△DBC中,{■(∠ADE=∠DBC&@∠E=∠BCD&@AE=DC&)┤,

  ∴△ADE≌△DBC(AAS),

  ∴DE=BC;

  备注:全等

  三、线段倍数关系

  8.(2019•毕节市)如图,点P在⊙O外,PC是⊙O的切线,C为切点,直线PO与⊙O相交于点A、B.

  (1)若∠A=30°,求证:PA=3PB;

  【答案】解:(1)∵AB是直径

  ∴∠ACB=90°,

  ∵∠A=30°,

  ∴AB=2BC

  ∵PC是⊙O切线

  ∴∠BCP=∠A=30°,

  ∴∠P=30°,

  ∴PB=BC,BC=1/2AB,

  ∴PA=3PB

  9.(2019•黄石)如图,矩形ABCD中,AC与BD相交于点E,AD:AB=√3:1,将△ABD沿BD折叠,点A的对应点为F,连接AF交BC于点G,且BG=2,在AD边上有一点H,使得BH EH的值最小,此时BH/CF=()

  A.√3/2B.(2√3)/3C.√6/2D.3/2

  【答案】解:如图,设BD与AF交于点M.设AB=a,AD=√3a,

  ∵四边形ABCD是矩形,

  ∴∠DAB=90°,tan∠ABD=AD/AB=√3/1,

  ∴BD=AC=√(AB^2 AD^2 )=2a,∠ABD=60°,

  ∴△ABE、△CDE都是等边三角形,

  ∴BE=DE=AE=CE=AB=CD=a.

  ∵将△ABD沿BD折叠,点A的对应点为F,

  ∴BM垂直平分AF,BF=AB=a,DF=DA=√3a.

  在△BGM中,∵∠BMG=90°,∠GBM=30°,BG=2,

  ∴GM=1/2BG=1,BM=√3GM=√3,

  ∴DM=BD﹣BM=2a-√3.

  ∵矩形ABCD中,BC∥AD,

  ∴△ADM∽△GBM,

  ∴AD/BG=DM/BM,即(√3 a)/2=(2a-√3)/√3,

  ∴a=2√3,

  ∴BE=DE=AE=CE=AB=CD=2√3,AD=BC=6,BD=AC=4√3.

  易证∠BAF=∠FAC=∠CAD=∠ADB=∠BDF=∠CDF=30°,

  ∴△ADF是等边三角形,

  ∵AC平分∠DAF,

  ∴AC垂直平分DF,

  ∴CF=CD=2√3.

  作B点关于AD的对称点B′,连接B′E,设B′E与AD交于点H,则此时BH EH=B′E,值最小.

  如图,建立平面直角坐标系,则A(3,0),B(3,2√3),B′(3,﹣2√3),E(0,√3),

  易求直线B′E的解析式为y=-√3x √3,

  ∴H(1,0),

  ∴BH=√((3-1)^2 (2√3-0)^2 )=4,

  ∴BH/CF=4/(2√3)=(2√3)/3.

  故选:B.

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  10.(2019•杭州)如图,已知锐角三角形ABC内接于圆O,OD⊥BC于点D,连接OA.

  (1)若∠BAC=60°,

  求证:OD=1/2OA.

  【答案】解:(1)连接OB、OC,

  则∠BOD=1/2∠BOC=∠BAC=60°,

  ∴∠OBC=30°,

  ∴OD=1/2OB=1/2OA;

  备注:特殊的三角形30°,考虑倍半。

  四、垂径定理

  11.(2019•成都)如图,AB为⊙O的直径,C,D为圆上的两点,OC∥BD,弦AD,BC相交于点E.

  (1)求证:弧AC=弧CD;

  【答案】证明:(1)∵OC=OB

  ∴∠OBC=∠OCB

  ∵OC∥BD

  ∴∠OCB=∠CBD

  ∴∠OBC=∠CBD

  ∴弧AC=弧CD

  五、线段和差关系

  12.(2019•宜昌)已知:在矩形ABCD中,E,F分别是边AB,AD上的点,过点F作EF的垂线交DC于点H,以EF为直径作半圆O.

  (1)填空:点A在(填“在”或“不在”)⊙O上;当(AE) ̂=(AF) ̂时,tan∠AEF的值是;

  (2)如图1,在△EFH中,当FE=FH时,求证:AD=AE DH;

  【答案 】(2)∵EF⊥FH,

  ∴∠EFH=90°,

  在矩形ABCD中,∠A=∠D=90°,

  ∴∠AEF ∠AFE=90°,

  ∠AFE ∠DFH=90°,

  ∴∠AEF=∠DFH,

  又FE=FH,

  ∴△AEF≌△DFH(AAS),

  ∴AF=DH,AE=DF,

  ∴AD=AF DF=AE DH;

  13.(2019•宜昌)已知:在矩形ABCD中,E,F分别是边AB,AD上的点,过点F作EF的垂线交DC于点H,以EF为直径作半圆O.

  (1)填空:点A在(填“在”或“不在”)⊙O上;当(AE) ̂=(AF) ̂时,tan∠AEF的值是;

  (2)如图1,在△EFH中,当FE=FH时,求证:AD=AE DH;

  (3)如图2,当△EFH的顶点F是边AD的中点时,求证:EH=AE DH;

  【答案】(3)延长EF交HD的延长线于点G,

  ∵F分别是边AD上的中点,

  ∴AF=DF,

  ∵∠A=∠FDG=90°,∠AFE=∠DFG,

  ∴△AEF≌△DGF(ASA),

  ∴AE=DG,EF=FG,

  ∵EF⊥FH,

  ∴EH=GH,

  ∴GH=DH DG=DH AE,

  ∴EH=AE DH;

  14.(2019•常德)在等腰三角形△ABC中,AB=AC,作CM⊥AB交AB于点M,BN⊥AC交AC于点N.

  (1)在图1中,求证:△BMC≌△CNB;

  (2)在图2中的线段CB上取一动点P,过P作PE∥AB交CM于点E,作PF∥AC交BN于点F,求证:PE PF=BM;

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  【答案】(2)∵△BMC≌△CNB,

  ∴BM=NC,

  ∵PE∥AB,

  ∴△CEP∽△CMB,

  ∴PE/BM=CP/CB,

  ∵PF∥AC,

  ∴△BFP∽△BNC,

  ∴PF/NC=BP/BC,

  ∴PE/BM PF/BM=CP/CB BP/CB=1,

  ∴PE PF=BM;

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