几何证明选讲知识点(精选10篇)
1.平行线等分线段定理:如果一组平行线在一条直线上截得的线段相等,那么在其他直线上截得的线段相等。
推论1: 经过三角形一边的中点与另一边平行的直线必平分第三边。
三角形中位线定理:三角形的中位线平行于第三边并且等于它的一半.
推论2: 经过梯形一腰的中点,且与底边平行的直线必平分另一腰。
梯形中位线定理:梯形的中位线平行于两底,并且等于两底和的一半.
2.平行线分线段成比例定理:三条平行线截两条直线,所得的对应线段成比例。
推论:平行于三角形一边的直线截其他两边(或两边的延长线)所得的对应线段成比例。
3.相似三角形的判定
定理1:两角对应相等的两个三角形相似.
定理2:三边对应成比例的两个三角形相似.
定理3:两边对应成比例,并且夹角相等的两个二角形相似.
4.相似三角形的性质定理
性质1:相似三角形对应边上的高、中线和它们周长的比都等于相似比.
性质2:相似三角形的面积比等于相似比的平方.
推论:相似三角形外接圆的直径比、周长比等于相似比,外接圆的面积比等于相似比的平方.
5.射影定理
直角三角形中,每一条直角边是这条直角边在斜边上的射影和斜边的比例中项;斜边上的高是两条直角边在斜边上的射影的比例中项.
6.直线与圆的位置关系
如果直线与圆没有公共点,就说直线与圆相离,这时圆心到直线的距离大于半径; 如果直线与圆有一个公共点,就说直线与圆相切,这时圆心到直线的距离等于半径; 如果直线与圆有两个公共点,就说直线与圆相交,这时圆心到直线的距离小于半径.
7.圆周角定理
定理:圆上一条弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半。
推论1:同弧或等弧所对的圆周角相等;同圆或等圆中,相等的圆周角所对的弧相等。
o推论2:半圆(或直径)所对的圆周角是直角;90的圆周角所对的弦是直径。
8.弦切角定理:弦切角等于它所夹的弧所对的圆周角。
9.圆的切线的判定及性质
定理:过圆的半径的端点且与半径垂直的直线与圆相切.
定理:圆的切线垂直于过切点的半径.
7.相交弦定理
圆内的两条相交弦,被交点分成的两段线段的积相等.
8.割线定理
从圆外一点引圆的两条割线,这点到割线与圆交点的两条线段长的积相等。
9.切割线定理
从圆外一点引圆的切线与割线,切线长是这点到割线与圆交点的两条线段长的比例中项.
10.切线长定理
从圆外一点引圆的两条切线,它们的切线长____;圆心和这点的连线平分_____的夹角。
11.圆的内接四边形
(1)判定1:如果一个四边形的对角互补,则这个四边形是圆内接四边形.
判定2:如果直线AB同侧的两点C,D向线段AB张的角相等,则A,B,C,D四点共圆.
(2)性质:圆的内接四边形的对角互补,并且任何一个外角都等于它的内对角.
12.平行投影的性质
(1)直线或线段的平行投影仍是直线或线段;
(2)平行直线的平行投影是平行或重合的直线;
(3)平行于投射面的线段,它的投影与这条线段平行且相等.
13.圆锥面的截线、平面截圆锥面
在空间中,取直线l为轴,直线l′与1相交于O点,其夹角为α,l′围绕l旋转得到以O为顶点,l′为母线的圆锥面,任取平面n,若它与轴l的夹角为β,则:
(1)β>α,平面n与圆锥的交线为椭圆;
(2)β=α,平面n与圆锥的交线为抛物线;
(3)β<α,平面n与圆锥的交线为双曲线.
几何证明选讲专题复习
1、如图,已知AP是⊙O的切线,P为切点,AC是⊙O的割线,与⊙O交于B、C两点,圆心O在∠PAC的内部,点M是BC的中点。⑴证明:A、P、O、M四点共圆。⑵求∠OAM+∠APM的大小。
2、如图,BA是⊙O的直径,AD是⊙O的切线,BF、BD是割线。证明:BE·BF=BC·BD3、△ABC内接于⊙O,AB=AC,直线MN切⊙O 于C,弦BD∥MN,AC、BD交于点E
⑴求证:△ABE≌△ACD⑵AB=6,BC=4,求AE4、如图所示,AB是⊙O 的直径,G为AB延长线上的一点,GCD是⊙O的割线,过点G作AB的垂线,交AC的延长线于点E,交AD的延长线于点F,过G作⊙O 的切线,切点为H。
求证:⑴C、D、F、E四点共圆;⑵GH2=GE·GF.第 1页
5、如图,梯形ABCD内接于⊙O,AD∥BC,过点C作⊙O的切线,交BD的延长线于点P,交AD的延长线于点E..⑴求证: AB2=DE·BC;
⑵若BD=9,AB=6,BC=9,求切线PC的长。
6、已知C点在⊙O直径BE的延长线上,CA切⊙O于A点,∠ACB的平分线分别交AE、AB于点F、D。⑴求∠ADF的度数; ⑵若AB=AC,求AC/BC的值。
7、如图所示,AB为⊙O的直径,BC、CD为⊙O的切线,B、D为切点。⑴求证:AD∥OC;⑵若⊙O的半径为1,求AD·OC的值。
8、在△ABC中,AB=AC,过点A的直线与其外接圆交于点P,交BC延长线于点D。
⑴求证:
⑵若AC=3,求AP·AD的值。
9、在平面四边形ABCD中,△ABC≌△BAD.求证:AB∥CD10、已知:直线AB过圆心O,交⊙O于AB,直线AF交⊙O于A、F(不与B重合),直线l与⊙O相切于C,交AB于E,且与AF垂直,垂足为G,连结AC。
⑴求证:∠BAC=∠CAG;⑵AC2=AE·AF11、如图,PA切⊙O于点A,割线PBC经过圆心O,OB=PB=1,绕点O逆时针旋转600到OD。
⑴求线段PD的长;
⑵在如图所示的图形中是否有长度为的线段?若有,指出该线段;若没有,说明理由。
12、如图,⊙O的直径AB=6,C为圆周上一点,BC=3,过C做圆的切线l,过A做l的垂线AD,AD分别与直线l,圆O交于点D,E。⑴求∠DAC;⑵求线段AE的长。
13、如图所示,已知PA与⊙O相切,A为切点,PBC为割线,弦CD∥AP,AD、2BC相交于E点,F为CE上一点,且DE=EF·EC.⑴求证: ∠P=∠EDF;⑵求证:CE·EB=EF·EP.14、如图,AB是圆O的直径,D为圆O上一点,过D做圆O的切线交AB的延长线于点C,若DA=DC,求证:AB=2BC。
15、如图,点A、B、C是圆O上的点,且AB=4,∠ACB=300,则圆O的面积等于_____________。
16、如图,AB、CD是半径为a的圆O的两条弦,它们相交于AB的中点P,0PD=2a/3,∠OAP=30,则CP=______________。
17、如图,⊙O的弦ED,CB的延长线交于点A,若
一、几何证明选讲考点分析
①相似三角形的定义与性质;
②平行线截割定理;
③直角三角形射影定理;
④圆周角与圆心角定理;
⑤圆的切线的判定定理及性质定理;
⑥弦切角的性质;
⑦相交弦定理;
⑧圆内接四边形的性质定理和判定定理;
⑨切割线定理;
但各地试卷对几何证明选读内容的试题要么以圆为载体,要么隐含圆的相关知识,总之,试题均涉及圆的有关平面几何知识。特别地,圆周角定理和圆心角定理的考查频率极高。
2008年:
2009年:
2010年:习题2.4(1)及2.5例
52011年:2.2例
2三、命题方法实例剖析
几何证明选讲高考试题大多以课本中的例题、习题等为源题变化而来而来。这些题目中一些是利用课本 结论,赋予具体的数值而得到,可视为课本源题重现;一些题目是把题目中的条件或结论稍加得到,试题结构并没有改变,可视为课本源题简单变形;还有一些试题的主体结构和课本题目基本一致,但仅从题目外形很难将两者联系起来,可视为课本 源题深层次变形。
⒈课本源题重现:
(2010年广东省高考理科第14题)如图,AB、CD是半径为a的圆O的两条弦,它们相交于AB的中点P,PD=
______________.2a,∠OAP=30°,则CP=
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源题:如图所示,点P为圆O的弦AB上的任意点,连结PO.PC⊥OP,PC交圆于C.求证:PA∙PB=PC2(P40,习题2.5第3题)
此两题外形基本一致,两题的结构完全相同,该试题在其源题的结论基础上赋予了具体的数值而得到,是一种结论特殊化的过程。
⒉课本源题简单变形
(2010年陕西省高考(文)第15B题)如图,已知RT△ABC的两条直角边AC、BC的长分别为3cm、4cm,以AC为直径的圆与AB交于点D,则BD=_________________
源题:如图所示,圆O上一点C在直径AB上的射影为D.AD=2,DB=8,求CD、AC和BC的长(P21,1.4例1)
从命题的角度看,两题的外形稍有不同:在源题中,圆是以直角三角形的斜边为直径,在该试题中,圆是以直角三角形的直角边为直径。其相同之处,两题原理一致,本质直角三角形射影定理,只是射影定理的条件的推导方式不同。该试题是在其源泉题的基础上,把试题的条件圆心,本质内容不变,采用了变换条件的办法。该试题可视为课本源题的简单变形。
⒊课本源题深层次变形
(2010年广东省高考(文)第14题)如图,在直角梯形ABCD中,DC∥AB,CB⊥AB,AB=AD=a,CD=
则EF=________________
无锡物流公司dbfq a,点E、F分别为线段AB、AD的中点,2源题:如图,OA是圆O的半径,以OA为直径的圆C与圆O的弦AB相交于D,求证:D是AB的中点(P26,习题2.1第1题)
分析命题方法,两题貌似毫无关联,实际上问题结构有共同之处。在源题中,连结OD、BE,很容易看出四边形OBDE为直角梯形,再取OE、BE中点分别为F、G,连结OB,显然GF=OBOE=。至此,可见梯形可以不要求OE=2
2BE,这个对试题的结论不会产生影响。梯形ODBE内部结构是该试题结构的加强,该试题是从源题的问题结构中提出,并将其特殊化而得到的。
四、对教学的启示:
⒈试题对几何证明选讲内容的考查虽然考点多,但从各省市的试题来看,主要还是集中在对圆的相关内容的考查,而圆中又主要以与切线有关的性质、圆幂定理、四点共圆这几个内容的考查为主,可以说考查难度并不大,所以教学时我们不需要有太多的顾虑;
⒉虽然本书内容主要是由原初三内容改编过来,而在初中,相关内容也已经删去,似乎教师教与学生学都有一定难度,但是由于学生经过两年的高中学习,逻辑性、严密性都有了较大的提高,只要教学得法,学生对这部分的学习应该并不会感到困难,这样,他们考试时对此部分的试题应该有把握正确解答;
⒊教学中应该紧扣课本中的例习题进行教学,要重视各个定理的教学,使学生弄清楚来龙去脉,理解其中渗透的重要的数学思想方法,因为高考试题中所采取的一些方法多来自课本中定理的证明方法及例习题的证明方法;
⒋教学中要重视对课本例习题的拓展,要结合课本中的例题引导学生进行探究,特别是对题目条件、结论进行改编,将其特殊化或一般化,形成新的猜想,获得一些新的结论,在探究中提升学生对问题本质的理解,只有通过这样的训练,学生在解答高考试题时才能游刃有余;
⒌教师应该阅读《几何原本》等书籍,对教材中给出的一些定理、例习题的历史地位及重要作用要有一定的认识,使自己的教学能够站在一定的高度之上,只有这样,才能对高考的命题有更进一步的认识,才能在教学中对高考有更充分的准备。
兰州五十七中 汤敬鹏
一、填空题:
1.(2011年高考天津卷文科13)如图,已知圆中两条弦AB与CD相交于点F,E是AB延长线上一点,且
若CE与圆相切,则线段CE的长为.2【解析】设AF=4x,BF==2x,BE=x,则由相交弦定理得:DFAFFB,2即8x2,即x21722,由切割线定理得:CEEBEA7x,所以CE.442.(2011年高考广东卷文科15)(几何证明选讲选做题)如图4,在梯形ABCD中,AB∥CD,AB=4,CD=2,E、F分别为AD、BC上点,且EF=3,EF∥AB,则梯形ABFE与梯形EFCD的面积比为.
5【答案】.7
【解析】由题得EF是梯形的中位线,S梯形ABFE
S梯形EFCD1(23)h5 17(34)h23.(2011年高考陕西卷文科15)B.(几何证明选做题)如图,BD,AEBC,ACD900,且AB6,AC4,AD12,则AE=_______.【答案】
2【解析】:RtABERtADC所以
即AEABAE,ADACABAC642 AD12
二、解答题:
4.(2011年高考江苏卷21)选修4-1:几何证明选讲(本小题满分10分)如图,圆O1与圆O2内切于点A,其半径分别为r1与r2(r1r2),第21-A图
圆O1的弦AB交圆O2于点C(O1不在AB上),求证:AB:AC为定值。
解析:考察圆的切线的性质、三角形相似的判定及其性质,容易题。证明:由弦切角定理可得AO2CAO1B,ABO1Br1 ACO2Cr
5.(2011年高考全国新课标卷文科22)(本小题满分10分)选修4-1几何证明选讲 如图,D,E分别是AB,AC边上的点,且不与顶点重合,已知C
EAEm,ACn,AD,AB
为方程x14xmn0的两根,(1)证明 C,B,D,E四点共圆; 2D第22题图
(2)若A90,m4,n6,求C,B,D,E四点所在圆的半径。
6.(2011年高考辽宁卷文科22)(本小题满分10分)选修4-1:几何证明选讲
如图,A,B,C,D四点在同一圆上,AD的延长线与BC的延长线交于E点,且EC=ED。
(I)证明:CD//AB;
一、选择题:
二、填空题:
1.(2007广东文)(坐标系与参数方程选做题)在极坐标系中,直线l的方程为ρsinθ=3,则点(2,π/6)到直线l的距离为.
【解析】法1:画出极坐标系易得答案2;法2:化成直角方程y
3及直角坐标可得答案2.2.(2007广东理)(坐标系与参数方程选做题)在平面直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为xt3x2cos(参数tR),圆C的参数方程为(参数0,2),则y3ty2sin2
题C的圆心坐标为.(0,2),圆心到直线l的距离为22.3.(2007广东文)(几何证明选讲选做题)如图4所示,圆O的直径AB=6,C为圆周上一点,BC=3过C作圆的切线l,过A作l的垂线AD,垂足为D,则∠DAC=.
【解析】由某定理可知DCAB60,又ADl,故DAC30.4.(2007广东理)(几何证明选讲选做题)如图5所法,圆O的直径
AB6,C为圆周上一点,BC3,过C作圆的切线l,过
A作l的垂线AD,AD分别与直线l、圆交于点D、E,则
∠DAC= 30°,线段AE的长为3.图
5三、解答题:
1.(2007海南、宁夏理)请考生在A,B,C三题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题记分.作答时,用2B铅笔在答题卡上把所选题目对应的标号涂黑.
1.A(本小题满分10分)选修4-1:几何证明选讲 如图,已知AP是O的切线,P为切点,AC是O的割线,与O交于B,C两点,圆心O在PAC的内部,点M是BC的中点.,P,O,M四点共圆;(Ⅰ)证明A(Ⅱ)求OAMAPM的大小. 1.A
E-mail:第1页(共2页)
(Ⅰ)证明:连结OP,OM.
因为AP与O相切于点P,所以OPAP.
因为M是O的弦BC的中点,所以
A
OMBC. 于是OPAOMA180°.
由圆心O在PAC的内部,可知四边形APOM的对角互补,所以A,P,O,M四点共圆.,P,O,M四点共圆,所以OAMOPM.(Ⅱ)解:由(Ⅰ)得A
由(Ⅰ)得OPAP.
由圆心O在PAC的内部,可知OPMAPM90°.
所以OAMAPM90°.
1.B(2007海南、宁夏文、理)(本小题满分10分)选修4-4:坐标系与参数方程 O1和O2的极坐标方程分别为4cos,4sin.
O1和O2的极坐标方程化为直角坐标方程;
(Ⅱ)求经过O1,O2交点的直线的直角坐标方程.(Ⅰ)把
1.B
解:以极点为原点,极轴为x轴正半轴,建立平面直角坐标系,两坐标系中取相同的长度单位.
(Ⅰ)xcos,ysin,由4cos得24cos.
所以x2y24x.
即x2y24x0为
22O1的直角坐标方程. O2的直角坐标方程. 同理xy4y0为
22xy4x0,x10,x22(Ⅱ)由2解得. 2y0,y212xy4y0
教学目标:
了解角平分线、垂直平分线的有关性质和定理,并能解决一些实际问题。
重点、难点:
1、应用三角形全等的知识,解释角平分线的原理
2、会用尺规作一个已知角的平分线.3、角的平分线的性质.4、会叙述角的平分线的性质及“到角两边距离相等的点在角的平分线上
考点及考试要求:
1、要求学生掌握线段垂直平分线和角平分线的性质定理及判定定理,能够利用这些定理解决一些问题。
2、能够证明线段垂直平分线角平分线的性质定理及判定定理。
知识点总结:
命题和证明:
1、命题:判断一件事情的句子。
判断为正确的命题,叫做真命题
判断为错误的命题,叫做假命题。
说明: 命题通常由题设、结论两部分组成,题设是已知的事项,结论是由已知事项推出的事项,可以写成“如果„„那么„„”的形式,“如果”开始的部分是题设,“那么”开始的部分是结论
2、演绎证明(简称证明)
从已知的概念、条件出发,依据已被确认的事实和公认的逻辑规则,推导出某结论为正确的过程。
3、公理:人们从长期的实践中总结出来的真命题叫做公理,它们可以作为判断其他命题真
假的原始依据。
4、定理:从公理或其他真命题出发,用推理方法证明为正确的,并能进一步作为判断其他
命题真假的依据的真命题。
5、互逆命题:在两个命题中,如果第一个命题的题设是第二个命题的结论,而第一个命题的结论又是第二个命题的题设,则这两个命题叫互逆命题。
其中一个命题叫原命题;另一个命题叫它的逆命题。
6、互逆定理:如果一个定理的逆命题经过证明也是定理,则这两个定理叫做互逆定理,其
中一个叫另一个的逆定理。
说明:(1)一个命题(定理)的逆命题(逆定理)并不是唯一的,这是因为一个命题的题设
中可能有两个或多个条件,结论也可能不止一个。
(2)逆命题的真假与原命题的真假没有关系
确认一个命题是真命题,要经过证明
7、证明真命题的一般步骤
1、理解题意,分清命题的条件(已知)、结论(求证)
2、根据题意,画出图形,并在图中标出必要的字母或符号
3、结合图形,用符号语言写出“已知”和“求证”
4、分析题意,探索证明思路(由“因”导“果”,执“果”索“因”)
5、依据思路,运用数学符号和数学语言条理清晰的写出证明过程
6、检查表达过程是否正确、完善
线段垂直平分线
1、线段垂直平分线的性质定理及逆定理
垂直于一条线段并且平分这条线段的直线是这条线段的垂直平分线。
线段垂直平分线的性质定理:线段垂直平分线上的点和这条线段两个端点的距离相等。逆定理:和一条线段两个端点距离相等的点,在这条线段的垂直平分线上。
角的平分线,垂线
2、角的平分线及其性质
一条射线把一个角分成两个相等的角,这条射线叫做这个角的平分线。
角的平分线有下面的性质定理:
(1)角平分线上的点到这个角的两边的距离相等。
(2)到一个角的两边距离相等的点在这个角的平分线上。
3垂线的性质:
性质1:过一点有且只有一条直线与已知直线垂直。
性质2:直线外一点与直线上各点连接的所有线段中,垂线段最短。简称:垂线段最短。
【归纳和方法指导】
1、线段的垂直平分线定理与逆定理往往与边相等、角相等的证明密切相关,它提供了证明
边、角相等的又一种重要的方法,在以后的学习中还会与直角三角形、角平分线、勾股定理等连在一起综合应用;
2、当题目中的条件涉及到角平分线上的点与角的两边的垂直关系时,利用角的平分线性质
可直接得到垂线段相等,而不必全等三角形来证,但是在书写过程中,不要漏掉垂直关系;
3、已知角的平分线,有两种常用的添加辅助线的方法:一是把角沿着角平分线翻折,在这
个角的两边截取相等线段,从而创设两个全等的三角形;二是过角平分线上的点向角两边做垂线段,利用角平分线的性质定理及其逆定理来解题。
1、把符合某些条件的所有点的集合叫做点的轨迹。
轨迹定义包含以下两层含义:
其一、轨迹图形是由符合条件的那些点组成的,就是说,图形上的任何一点都符合条件(也称图形的纯粹性);
其二、轨迹图形包含了符合条件的所有的点,就是说,符合条件的任何一点都在图形上(也称图形的完备性);
所谓轨迹问题的证明就是用论证的方法证明得到的轨迹符合上述两层含义。
2、三条基本轨迹:
轨迹1:和已知线段两个端点距离相等的点的轨迹是这条线段的垂直平分线;
轨迹2:到已知角的两边距离相等的点的轨迹是这个角的平分线;
轨迹
3、到定点的距离等于定长的点的轨迹是以定点为圆心、以定长为半径的圆。
交轨法作图
利用轨迹相交进行作图的方法叫做交轨法。
如果要求作的点(图形)同时要满足两个条件时,我们通常先作出满足条件A的轨迹,然后再作出满足条件B的轨迹,两轨迹的交点则同时满足条件A和条件B。
交轨法是常用的作图方法,我们在利用尺规作三角形、线段的垂直平分线、角平分线时,都运用了交轨法。
【说明】“尺规作图”是指限用无刻度直尺和圆规来作几何图形,基本的尺规作图有如下几种:
1、作一条线段等于已知线段;
2、作一个角等于已知角;
3、作已知角的平分线;
4、经过一点作已知直线的垂线;
5、作线段的垂直平分线。
直角三角形全等的判定定理
直角三角形全等一般判定定理:
直角三角形是特殊的三角形,一般三角形全等的判定方法也用于直角三角形,即
(SAS、ASA、SSS、AAS)
直角三角形全等的HL判定定理:
如果两个直角三角形的斜边和一条直角边对应相等,那么这两个直角三角形全等
(简记为:HL)
综上:直角三角形全等的判定方法有SAS、ASA、SSS、AAS、HL
直角三角形全等的性质
定理:直角三角形的两个锐角互余;
定理:直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半;
推论:在直角三角形中,如果一个锐角等于30°,那么它所对的直角边等于斜边的一半;
推论:在直角三角形中,如果一条直角边等于斜边的一半,那么这条直角边所对的角等于30°。
勾股定理
定理:在直角三角形中,斜边大于直角边;
勾股定理:直角三角形两条直角边的平方和,等于斜边的平方;
勾股定理的逆定理:如果三角形的一条边的平方等于其他两条边的平方和,那么这个三角形是直角三角形;
勾股定理证明思路:面积分割法(勾股定理逆定理证明思路:三角形全等)
勾股数组:如果正整数a、b、c满足abc,那么a、b、c叫做勾股数组,常见的勾股数组有:3、4、5;5、12、13;7、24、25;8、15、17
两点之间的距离公式
如果直角坐标平面内有两点Ax1,y1、Bx2,y2,那么A、B两点的距离:222ABx1x22y1y2
2两种特殊情况:
(1)在直角坐标平面内,x轴或平行于x轴的直线上的两点Ax1,y、Bx2,y的距离为: ABx1x22yy2x1x22x1x
2(2)在直角坐标平面内,y轴或平行于y轴的直线上的两点Ax,y1、Bx,y2的距离为: AB
1、(本题14分)如图5所示,AF、DE分别世O、O1的直径,AD与两圆所在的平面均垂直,AD8.BC是O的直径,ABAC6,OE//AD.D(I)求二面角BADF的大小;
(II)求直线BD与EF所成的角.AF图
5解:(Ⅰ)∵AD与两圆所在的平面均垂直,∴AD⊥AB, AD⊥AF,故∠BAD是二面角B—AD
—F的平面角,依题意可知,ABCD是正方形,所以∠BAD=450.即二面角B—AD—F的大小为450;
(Ⅱ)以O为原点,BC、AF、OE所在直线为坐标轴,建立空间直角坐标系(如图所示),则O(0,0,0),A(0,2,0),B(32,0,0),D(0,32,8),E(0,0,8),F(0,32,0)所以,(2,32,8),(0,2,8)
cosBD,EFBD与01864EF 10设异面直线所成角为,则
cos|cosBD,EF| 10
10直线BD与EF所成的角为
2.(本题满分13分)
如图,已知正三棱柱ABC—A1B1C1的底面边长是2,D是侧棱CC1的中点,直线AD与侧面BB1C1C所成的角为45.
(Ⅰ)求此正三棱柱的侧棱长;
(Ⅱ)求二面角ABDC的大小;
(Ⅲ)求点C到平面ABD的距离.
A1B
1C
1解:(Ⅰ)设正三棱柱ABC—A1B1C1的侧棱长为x.取BC中点E,连AE.
A1
ABC是正三角形,AEBC. 又底面ABC侧面BB1C1C,且交线为BC
.1AE侧面BB1C1C.
B
C1
连ED,则直线AD与侧面BB1C1C所成的角为ADE45.……………2分 在RtAED中,tan45
AE
ED,解得x…………3分
此正三棱柱的侧棱长为……………………4分
注:也可用向量法求侧棱长.
(Ⅱ)解法1:过E作EFBD于F,连AF,AE侧面BB1C1C,AFBD.
AFE为二面角ABDC的平面角.……………………………6分 在RtBEF中,EFBEsinEBF,又
BE1,sinEBF
又AE
CDEF.
BD在RtAEF中,tanAFE
AE
3.…………………………8分 EF
故二面角ABDC的大小为arctan3.…………………………9分
解法2:(向量法,见后)
BD平面AEF,平面AEF平面ABD,(Ⅲ)解法1:由(Ⅱ)可知,且交线为AF,过E作EGAF于G,则EG平面ABD.…………10分
在RtAEF中,EG
AEEF
AF
.…………12分 E为BC中点,点C到平面ABD的距离为2EGACB解法2:(思路)取AB中点H,连CH和DH,由C
.…………13分 10
ADB,D,易得平面ABD
平面CHD,且交线为DH.过点C作CIDH于I,则CI的长为点C到平面ABD的距离.
解法3:(思路)等体积变换:由VCABDVABCD可求. 解法4:(向量法,见后)题(Ⅱ)、(Ⅲ)的向量解法:
(Ⅱ)解法2:如图,建立空间直角坐标系
则AB(0,1,0),C(0,1,0),D(
设n1(x,y,z)为平面ABD的法向量.
yn10,由 得y0n02
取n1().…………6分
又平面BCD的一个法向量n2(0,0,1).…………7分
n1n2(6,3,1)(0,0,1).…………8分 cosn1,n2
n1n21(6)2()21210
.…………9分
(Ⅲ)解法4:由(Ⅱ)解法2,n1(),CA(0,1…………10分
结合图形可知,二面角ABDC的大小为点C到平面ABD的距离d来源:(深圳家教)
(0,1,)(6,,1)(6)2(3)212
=
姓名:_________班级:_______
一、互补”。
E
D
二、证明下列各题:
1、如图,已知∠1=∠2,∠3=∠D,求证:DB//EC.E D
3ACB2、如图,已知AD//BC,∠1=∠B,求证:AB//DE.AD BCE3、如图,已知∠1+∠2=1800,求证:∠3=∠4.EC
A1 O
4B
D F4、如图,已知DF//AC,∠C=∠D,求证:∠AMB=∠ENF.E DF
N
M
AC B5、如图,在三角形ABC中,D、E、F分别为AB、AC、BC上的点且DE//BC、EF//AB,求证:∠ADE=∠EFC.C
EF
AB D6、如图,已知EC、FD与直A线AB交于C、D两点且∠1=∠2,1求证:CE//DF.CE
FD
2B7、如图,已知∠ABC=∠ADC,BF和DE分别是∠ABC和∠ADC的平分线,AB//CD,求证:DE//BF.FDC
A E8、如图,已知AC//DE,DC//EF,CD平分∠BCA,求证:EF平分∠BED.B
F
ED
AC9、如图,AB⊥BF,CD⊥BF, ∠A=∠C,求证: ∠AEB=∠F.CFBDE10、如图,AD⊥BC,EF⊥BC,∠1=∠2,求证:DG//AB.A
EGBCDF11、在三角形ABC中,AD⊥BC于D,G是AC上任一点,GE⊥BC于E,GE的延长线与BA的延长线交于F,∠BAD=∠CAD,求证:∠AGF=∠F.F
A
G
BCDE12、如图,∠1=∠2,∠3=∠4,∠B=∠5,求证:CE//DF.F
E 4G1AD 5 2B13、如图,AB//CD,求证:∠BCD=∠B+∠D.A
CBED14、如上图,已知∠BCD=∠B+∠D,求证:AB//CD.15、如图,AB//CD,求证:∠BCD=∠B-∠D.BA
ED
C16、如上图,已知∠BCD=∠B-∠D,求证:AB//CD.17、如图,AB//CD,求证:∠B+∠D+∠BED=3600.BA
E
学生:钱寒松教师:周亚新时间:2010-11-27
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【教材研学】
一、命题
1.概念:对事情进行判断的句子叫做命题.
2.组成部分:命题由题设和结论两部分组成.每个命题都可以写成“如果„„,那么„„”的形式,“如果”的内容部分是题设,“那么”的内容部分是结论.
3.分类:命题分为真命题和假命题两种.判断正确的命题称为真命题,反之称为假命题.验证一个命题是真命题,要经过证明;验证一个命题是假命题,可以举出一个反例.
二、互逆命题
1.概念:在两个命题中,如果第一个命题的题设是第二个命题的结论,而第一个
命题的结论是第二个命题的题设,那么这两个命题叫做互逆命题,其中一个叫做原命题,则另一个就叫做它的逆命题.
2.说明:
(1)任何一个命题都有逆命题,它们互为逆命题,“互逆”是指两个命题之间的关系;
(2)把一个命题的题设和结论交换,就得到它的逆命题;
(3)原命题成立,它的逆命题不一定成立,反之亦然.
三、互逆定理
1.概念:如果一个定理的逆命题也是定理(即真命题),那么这两个定理叫做互逆定理,其中一个定理叫做另一个定理的逆定理.
2.说明:
(1)不是所有的定理都有逆定理,如“对顶角相等”的逆命题是“如果两个角相等,那么这两个角是对顶角”,这是一个假命题,所以“对顶角相等”没有逆定理.
(2)互逆定理和互逆命题的关系:互逆定理首先是互逆命题,是互逆命题中要求更为严谨的一类,即互逆命题包含互逆定理.
所以∠C=∠C’=90°,即△ABC是直角三角形.
【点石成金】
例1. 指出下列命题的题设和结论,并写出它们的逆命题.
(1)两直线平行,同旁内角互补;
(2)直角三角形的两个锐角互余;
(3)对顶角相等.
分析:解题的关键是找出原命题的题设和结论,然后再利用互逆命题的特征写出它们的逆命题.
(1)题设是“两条平行线被第三条直线所截”,结论是“同旁内角互补”;逆命题是“如果两条直线被第三条直线所截,同旁内角互补,那么这两条直线平行”.
(2)题设是“如果一个三角形是直角三角形”,结论是“那么这个三角形的两个锐角互余”;逆命题是“如果一个三角形中两个锐角互余,那么这个三角形是直角三角形”.
(3)题设是“如果两个角是对顶角”,结论是“那么这两个角相等”;逆命题是“如果有两个角相等,那么它们是课题:几何证明
对顶角”.
名师点金:当一个命题的逆命题不容易写时,可以先把这个命题写成“如果„„,那么„„”的形式,然后再把题设和结论倒过来即可.
例2.某同学写出命题“直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半”的逆命题是“如果一个三角形斜边上的中线等于斜边的一半,那么这个三角形是直角三角形”,你认为他写得对吗?
分析:写出一个命题的逆命题,是把原命题的题设和结论互换,但有时需要适当的变通,例如“等腰三角形的两底角相等”的逆命题不能写成“两底角相等的三角形是等腰三角形”,因为我们还没有判断出是等腰三角形,所以不能有“底角”这个概念.
解:上面的写法不对.原命题条件是直角三角形,斜边是直角三角形的边的特有称呼,该同学写的逆命题的条件中提到了斜边,就已经承认了直角三角形,就不需要再得这个结论了.因此,逆命题应写成“如果一个三角形一边上的中线等于这边的一半,那么这个三角形是直角三角形”.
名师点金:在写一个命题的逆命题时,千万要注意一些专用词的用法.
例3.如图,在△ABD和△ACE中,有下列四个等式:① AB=AC;②AD=AE;③ ∠1=∠2;④BD=CE.请你以其中三个等式作为题设,余下的作为结论,写出一个真命题(要求写出已知,求证及证明过程)
解:选①②③作为题设,④作为结论.
已知:如图19—4—103,AB=AC,AD=AE,∠1=∠2.
求证:BD=CE,证明:∵∠1=∠2,∴∠1+∠CAD=∠2+∠CAD.
即∠BAD=∠CAE.
在△BAD和△CAE中,AB=AC.∠BAD=∠CAE,AD=AE,∴△BAD≌△CAE(S.A.S.)∴BD=CE.
名师点金:本题考查的是证明三角形的全等,但条件较为开放.当然,此题的条件还可以任选其他三个.
【练习】
1.“两直线平行,内错角相等”的题设是____________________,结论是_________________________
2.判断:(1)任何一个命题都有逆命题.()
(2)任何一个定理都有逆定理.()
【升级演练】
一、基础巩固
1.下列语言是命题的是()
A.画两条相等的线段B.等于同一个角的两个角相等吗
C.延长线段AD到C,使OC=OAD.两直线平行,内错角相等
2.下列命题的逆命题是真命题的是()
A.直角都相等B.钝角都小于180。
龙文教育浦东分校个性化教案ABDEC.cn
C.如果x+y=0,那么x=y=0D.对顶角相等
3.下列说法中,正确的是()
A.一个定理的逆命题是正确的B.命题“如果x<0,y>0,那么xy<0”的逆命题是正确的C.任何命题都有逆命题
D.定理、公理都应经过证明后才能用
4.下列这些真命题中,其逆命题也真的是()
A.全等三角形的对应角相等
B.两个图形关于轴对称,则这两个图形是全等形
C.等边三角形是锐角三角形
D.直角三角形中,如果一个锐角等于30°,那么它所对的直角边等于斜边的一半
5.证明一个命题是假命题的方法有__________.
6.将命题“所有直角都相等”改写成“如果„„那么„”的形式为___________。
7.举例说明“两个锐角的和是锐角”是假命题。
二、探究提高
8.下列说法中,正确的是()
A.每个命题不一定都有逆命题B.每个定理都有逆定理
c.真命题的逆命题仍是真命题D.假命题的逆命题未必是假命题
9.下列定理中,没有逆定理的是()
A.内错角相等,两直线平行B.直角三角形中两锐角互余
c.相反数的绝对值相等D.同位角相等,两直线平行
三、拓展延伸
10.下列命题中的真命题是()
A.锐角大于它的余角B.锐角大于它的补角
c.钝角大于它的补角D.锐角与钝角之和等于平角
11.已知下列命题:①相等的角是对顶角;②互补的角就是平角;③互补的两个角一定是一个锐角,另一个为钝角;④平行于同一条直线的两直线平行;⑤邻补角的平分线互相垂直.其中,正确命题的个数为()
A.0个B.1个C.2个D.3个
(一)例1.已知:A,B,C三点在同一直线上,△ABD和△BCE都是等边三角形,AE交BD于M,CD交BE于N求证:MN∥AC
C
例2.已知:AD是Rt△ABC斜边上的高,角平分线BE交AD于F,EG⊥BC交BC于G
求证:FG∥AC,AG⊥BE
例3.△ABC中∠ABC=∠ACB =80°,点P在AB上,且∠BPC=30°,求证:AP=BC
例4.从三角形的一个顶点向其他的两个角的平分线引垂线,两个垂足的连线平行于这个角的对边。
例5.已知:正方形ABCD中,P是AC上的任意点,过点P作PE⊥AB作PF⊥BC。求证:PD⊥EF
例6: △ABC内,∠BAC=60,∠ACB=40,P,Q分别在边BC,CA上,并且AP,BQ分别是∠BAC,∠ABC的角平分线,求证:BQ+AQ=AB+BP.例7:设等腰直角三角形ABC中,D是腰AC的中点,E在斜边BC上,且AE⊥BD,求证: ∠BDA=∠EDC
例8: 设△ABE, △ACF都是等腰直角三角形,AE,AF分别是各自的斜边,G是EF中点,求证:⊿GCB也是等腰直角三角形
例9: 分别以△ABC的边AB,AC为边在△ABC外侧作等边三角形△ABE,△ACF,D,M,N分别为BC,AE,AF的中点,求证:△DMN为等边三角形。
例10已知:⊙O和⊙Q相交于A,B,⊙Q经过点O,C是⊙O优弧AB上的一点,CB延长线交⊙Q于D,求证:DO⊥AC
D
练习:
1.四边形ABCD中,∠A=∠B,AD=BC,则AB∥CD
2.分别以△ABC的边AB和BC为一边,向形外作两个正方形ABEF和BCGH,求证 AH=CE,AH⊥CE
3.已知:D,E,F是△ABC边BC,CA,AB的中点,H,G在形外,且HE
11⊥AC,HE=AC,GD⊥BC,GD=BC 22
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