幾何證明
一、填空題
1. 在平面幾何中有:rt△abc的直角邊分別為a,b,斜邊上的高為h,則.
模擬這一結論,在三稜錐p—abc中,pa、pb、pc兩兩互相垂直,且pa=a,pb=b,pc=c,此三稜錐p—abc的高為h,則結論為
2. 若e、f、g、h順次為空間四邊形abcd四條邊ab、bc、cd、da的中點,且eg=3,fh=4,則ac2+bd2
3.(幾何證明選講選做題)如圖4,點是圓上的點, 且, 則圓的面積等於 .
4. 如圖,圓o是△abc的外接圓,過點c作圓o的切線,交ab的延長線於點d.若,ab=bc=3,則bd的長為ac的長為
二、解答題
5. 如圖,設矩形abcd(ab>ad)的周長為24,把它關於ac摺起來,ab折過去後,交dc於點p. 設ab=x, 求△的最大面積及相應的x值.
6如圖、空間四邊形中,分別是線段的中點,且,,證明:四邊形為矩形。
7. △abc中,d是bc邊上任意一點(d與b,c不重合),且│ab│2=│ad│2+│bd│·│dc│.用解析法證明:△abc為等腰三角形.
8. △abc 的內心為i,三角形內一點p 滿足 ∠pba+∠pca=∠pbc+∠pcb.求證, ap≥ai,而且等號當且僅當p=i 時成立.
9. 直角三角形中,分別是直角邊上的任意點,自向引垂線,垂足分別是.
證明:四點共圓.
10. 已知點是的中線上的一點, 直線交邊於點, 且是的外接圓的切線, 設, 試求(用表示).
11. 乙個正方形被剖分為4個正方形,剖分圖的邊數為12,若乙個正方形被剖分為2005個凸多邊形,試求剖分圖中邊數的最大值。
12. (10分)選修4-1:幾何證明選講
已知點在圓直徑的延長線上,切圓於點,的平分線分別交、於點、.
(1)求的度數;
(2)若,求的值.
答案一、填空題
1..解析: pa、pb、pc兩兩互相垂直, pa⊥平面pbc. 由已知有:pd=, 即.
2. 50.
解析:,
,,3. 且.
解析:且.
4. 4;
二、解答題
5. 解析: ∵ab=x, ∴ad=12-x1分
又,於是3分
由勾股定理得整理得 …………5分
因此的面積. ……8分
由得9分
∴w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
11分當且僅當時,即當時,s有最大值……12分
答:當時,的面積有最大值13分
6. 證明: 分別是線段的中點
由此可知,四邊形是平行四邊形。————(5分)
設的中點,鏈結。
, 又, 又
, 由此可知,平行四邊形是矩形。————(10分)
7. 解析:作,垂足為,以所在直線為軸,以所在直線為軸,建立直角座標系.
設,,,.
因為,所以,由距離公式可得,
所以,為等腰三角形.
8. 證明:∠pbc+∠pcb= (∠abc+∠acb)=∠ibc+∠icb,故∠pbi=∠pci,從而
p,b,c,i 四點共圓.但由內外角平分線相垂直知 b,c,i 與 bc 邊上的旁切圓心t 共圓,且it 是這個圓的直徑,it 的中點o為圓心.由於a,i,t 共線(∠bac 的平分線),且 p在圓周上,ap+po≥ao=ai+io , po=io,故ap≥ai.
等號當且僅當p 為線段ao與圓周的交點即p=i 時成立.
9. 證明:共圓,共圓,
又共圓,由共圓,得所以
故共圓.
10. 證明:在中,由menelaus定理得
.因為,所以
6分由,知 ∽,則
.所以,, 即12分
因此,. 又, 故
15分11. 解析:由尤拉定理可知,簡單多面體的頂點數,面數,稜數有關係:
由尤拉定理容易看出,若乙個凸多邊形被剖分為個凸多邊形,則剖分圖中的頂點數,多邊形數,邊數有關係1)
下面在一般的情況下,即正方形被剖分為個凸多邊形時,求剖分圖中邊數的最大值,設剖分圖中的頂點數為,多邊形數為,邊數為
(一)先求邊數的上界
設原正方形的4個頂點是,若凸多邊形的頂點v則易知
≥(這裡用表示通過頂點的邊數),於是有 ≤
這樣的頂點有個,於是有個上面的不等式,將它們相加求和,並注意到除去正方形四邊的每條邊恰是兩個凸多邊形的邊,有
≤即有≥
因為≥,≥,≥,≥,
所以2)
由公式(1),有,3)
將(2)式代入(3)式,並整理有≤4)
(二)構造例子,使邊數
過正方形的一邊相繼作條鄰邊的平行線,正方形被剖分為個矩形,
易知,邊數
綜合兩方面,剖分圖中邊數的最大值為,所以正方形剖分為個凸多邊形的邊數最大值為
12. 解析:a. 為圓的切線,∴,
又是的平分線, ∴,
∴,即4分
又因為為圓的直徑, ∴
∴………………6分
(28分
又, ∴,∴
由及三角形內角和知,
∴在中10分
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