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专题帖:全等与几何综合【持续更新】

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首先声明:本帖的所有解题思路均为本人做题时的思路。
本帖为全等与几何综合专题帖,所有题目会标注难度,最简单的题为1☆,最难题为5☆,所有题目解法均为初中课内知识,少部分题目会用到四点共圆或梯形的相关内容。
1☆-3☆为初中课内题目难度;4☆题目的解法中会用到一些比较复杂的技巧(比如导角),或者会使用一些熟知但课内很少介绍的性质(我会在“引理”部分详细证明),或者用到非90°的四点共圆内容;5☆题基本是比较复杂的题目,初中不会考到。
其中1☆-3☆适合中考,中考生中水平较高的可以阅读4☆,5☆题目不建议中考生阅度。如果你是参加高联选手,建议从4☆读起,高联水平以上的选手可详细阅读5☆题目。
纯几何吧选手请自动离开此贴。


IP属地:北京1楼2020-03-20 08:36回复
    其中1-3☆题目建议大家有时间的话在阅读解析前自己尝试做一下


    IP属地:北京2楼2020-03-20 08:54
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      前排


      IP属地:北京来自Android客户端3楼2020-03-20 08:58
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        5星除了你 我 折棒 残夜 能做做还有谁能做


        IP属地:江苏来自Android客户端4楼2020-03-20 09:07
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          【第1题】难度:1.5☆
          【题目】

          【解析】首先,我们分析图形特征:菱形的一个角为60°,并且还有一个等边三角形。这意味着在这个图中,有很多相等线段以及相等角,再加上等边三角形这一强烈的条件,告诉我们大概率是构造“手拉手”解决问题。
          接下来思考如何添加辅助线。注意到Q为CN中点。中点的常见辅助线有:倍长过中点线段和构造中位线。此题我们应选择怎样的辅助线呢?我做辅助线的原则一向是一条辅助线要有两个作用。那么构造中位线显然满足这一原则,因为当我们倍长CD至P时,DP=CD=AD且∠PDA=60°,也就意味着△ADP是等边三角形!这样,我们就产生了共顶点旋转的等边三角形,由“手拉手”可以得到,△PNA≌△PMA。这样,DM=PN=2DQ,(1)问证毕。
          接下来就是证明∠DQM=90°,我们只需证∠DMQ=30°或∠MDQ=60°即可,这个工作大概率可以通过导角完成,因为有一堆60°,并且中位线还有平行。注意到∠ADC=120°,所以证明∠MDQ=60°似乎更加简单,因为我们只需证∠ADM+∠QDC=60°即可,而∠QDC=∠NPC,∠ADM=∠APN,∠NPC+∠APN=60°,故(2)问证毕。


          IP属地:北京5楼2020-03-20 09:16
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            【第2题】难度:4☆ 给大家感受一下4☆题的难度哈(其实也不难……)
            注:=>即为推出符号⇒,<=>为等价符号⇔,我懒得敲了。。。
            【题目】

            【解析】首先我们分析图形特征。我们发现题目中要求证明的两个线段是分离的,那我们最好把它们放在一个三角形中。发现题目要求证明直角和√3倍,这不是含30°的直角三角形嘛!那我们不如直接以AP为直角边,构造含30°的Rt△APE,然后再证明AECB为平行四边形。其次,我们发现题目中给了我们两个等边三角形,这暗示我们有可能需要构造共顶点旋转的等边三角形,也就是“手拉手”来转移相等线段。
            那么这个辅助线有没有第二个作用呢?注意到△PMN为一120°为顶角的等腰△,等腰三角形常见辅助线三线合一,我们作MN边上的高PQ,发现“手拉手”来了!△PQN同样为含30°的Rt△,故△PQN与△PNE旋转相似,并且PN=2PQ,故AQ=2NE!

            此时,我们应当如何继续呢?我们刚刚提到,等腰三角形三线合一,Q为MN中点!中点的常见辅助线有什么?有倍长中线和构造中位线。那么我们当然要选择构造中位线!因为在前面我们推出了AQ=2NE,我们只要倍长MA至D,构造中位线,那么ND=2AQ,就有相等线段ND=NE了(这还是个等腰三角形)!

            诶我们画完图发现,△DNE好像不止是个等腰三角形,还是个等边三角形啊!而且,如果这真是一个等边三角形,那么△NAC与△NDE就构成了“手拉手”!那我们来尝试证明其中一个角是60°。
            设∠NPE=x,∠NEP=y,则∠PQA=∠PNE=180°-x-y=>∠MND=∠MQA=360°-(180°-x-y)-90°=90°+x+y=>∠DNE=360°-(180°-x-y)-30°-(90°+x+y)=60°(注:此处用有向角更为简便,但是校内肯定不认!)
            故△NDE为等边三角形!

            故由“手拉手”可以得到,△AND≌△NCE,CE=AD=AM=BA!我们要证AECB为平行四边形,现在有了一组边等,我们只需证明AB∥CE即可!这该怎么办呢?导角!
            设∠ABC=a,∠BCA=b,则∠BAC=180°-a-b,∠MAN=60°+a+b,∠NCE=∠NAD=120°-a-b=>∠ABC+∠BCE=a+b+60°+120°-a-b=180°=>AB∥CE=>平行四边形ABCE.
            Q.E.D


            IP属地:北京6楼2020-03-20 09:46
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              如果自己做的时候有其它解法,欢迎发表!


              IP属地:北京7楼2020-03-20 09:52
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                留爪〃∀〃


                IP属地:黑龙江来自Android客户端8楼2020-03-20 10:03
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                  在下也发表下拙见


                  IP属地:黑龙江来自Android客户端10楼2020-03-20 10:21
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                    主要思路:看到等边和顶角120的等腰,只要作垂,很容易构造出30度的旋转相似,而等边三角形的特殊性导致作垂后会得到中点,连接以后自然得到中位线@Zhaoº昔


                    IP属地:黑龙江来自Android客户端11楼2020-03-20 10:25
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                      四星题不过如此


                      IP属地:黑龙江来自Android客户端12楼2020-03-20 10:27
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                        【第3题】难度:5☆ 唉总有人说题水
                        【题目】

                        【解析】题目要证切线,毫不犹豫连接OQ,试图证明∠OQP=90°即可。我们来分析图形特征。观察此图,不难发现△AKD圆心O'似乎在OE垂直平分线上,这意味着什么呢?AOED为等腰梯形!由于已经有了一组平行,我们只需证两底角相等即可,也就是证明∠OAD=∠EDA。
                        ∠ADE=∠ABP+∠BAD-90°=∠BAD-(90°-∠ABP)=∠DAC-∠OAC=∠OAD=>OAED为等腰梯形,根据等腰梯形的性质,有EK=EA=OD,O'在AD中垂线上,故O'也在OE中垂线上,即O'O=EK.我们将相等角标在图中。

                        结合圆的半径相等,我们不难发现有两组旋转型全等,就是△O'OD≌△O'EK(SSS)和△O'OQ≌△O'ED,所以全等能够转化角,∠PQO=∠PQD+∠OQD=∠PKD+∠OQD,所以∠PKD+∠KDE=90°!
                        继续导角,∠OQD=∠O'OQ-∠O'OD=∠O'ED-∠O'EK=∠KED,则我们发现又有一组全等出现了,△ODQ≌△EDK(SSS)
                        故有∠OQD=∠EDK,则∠OQP=∠PQD+∠OQD=∠PKD+∠OQD=∠PKD=∠EDK=90°.

                        Q.E.D


                        IP属地:北京13楼2020-03-20 12:20
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                          好厉害,一看就是我这个高中生也不会的题。


                          IP属地:河南来自Android客户端14楼2020-03-20 12:46
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                            【第4题】难度:2☆(看在它是19年高联二试的推广的份上,给他2☆吧。。。其实很简单)
                            【题目】

                            这个题一上来给我的感觉就是导角,因为有两个圆,还有一个角分线,圆里导角是最为方便的,然后一个角分线将两个圆联系在了一起.
                            连接BD,CE,很容易得到∠BAP=∠BDP=∠CAP。继续看题目条件,M为中点,中点常见辅助线倍长中线。至于倍长那个线段呢,我们选择倍长HM至N,主要原因是有一个直角,这时,BH=NC且∠N=90°。

                            于是,△BHD≌△ENC,故DH=EN,DE=HN=2HM.
                            Q.E.D


                            IP属地:北京15楼2020-03-20 13:27
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                              【第5题】难度:1.5☆
                              【题目】

                              【解析】看到这个题,需要我们求证△EAF为等腰Rt△,我们反推,假设该命题成立,则有“手拉手”出现!即△BEA≌△DEF.那我们只需证明这两个三角形全等即可.先找条件,平行四边形ADCF得到DF=AC=AB,再加上BE=ED,我们只需证∠EBA=∠EDF即可,这个工作看起来用导角完成。我们该如何导角呢?
                              既然有平行,我们不妨延长FD交AB于G,这样才能更好利用平行这一条件。我们发现∠BGD=∠BAC=90°,诶,B,E,D,G四点共圆了,这样,∠EBA≌△EDF,即命题成立

                              Q.E.D


                              IP属地:北京16楼2020-03-20 13:46
                              收起回复