题目
在正方形
ABCD中,对角线
AC,
BD交于点
O,
E,
F是
BC上的两点,连接
OE,分别过点
B,
F作
OE的垂线
BH,
FM,垂足分别为
H,
M.
(1)若
∠COE=22.5∘,求证:
△OBH≌△EBH;
(2)若
OH=FM,求证:
FE=CE;
(3)若
F是
BC的中点,则线段
BH,
OH,
FM之间存在一定的数量关系,请直接写出来.
知识点:三角形的中位线定理、三角形中位线定理的证明、圆内接四边形的性质、四点共圆、全等三角形的判定与性质、相似三角形的判定与性质章节:第28章 圆 / 28.2 过三点的圆
答案与解析
答案
(1)证明:
∵四边形
ABCD是正方形,
∴AB=CB=AD=CD,
∠ABC=∠ADC=∠BCD=90∘,
∴∠BCA=∠BAC=∠DCA=∠DAC=∠CBD=∠CDB=45∘,
∴∠OBC=∠OCB=45∘,
∴OB=OC,
∠BOC=90∘,
∵∠COE=22.5∘,
∴∠BOH=90∘−22.5∘=67.5∘,
∴∠BEH=180∘−45∘−67.5∘=67.5∘,
∴∠BOH=∠BEH,
∴BO=BE,
∵BH⊥OE于点
H,
∴∠BHO=∠BHE=90∘,
在
△OBH和
△EBH中,
⎩⎨⎧∠BHO=∠BHE∠BOH=∠BEHBO=BE,
∴△OBH≌△EBH(AAS).
(2)证明:如图
1,作
CG⊥OE交
OE的延长线于点
G,则
∠G=∠BHO=90∘,
∴∠COG=∠OBH=90∘−∠BOH,
在
△COG和
△OBH中,
⎩⎨⎧∠G=∠BHO∠COG=∠OBHCO=OB,
∴△COG≌△OBH(AAS),
∴CG=OH,
∵FM⊥OE于点
M,
OH=FM,
∴∠FME=∠G=90∘,
FM=CG,
在
△FEM和
△CEG中,
⎩⎨⎧∠FME=∠G∠FEM=∠CEGFM=CG,
∴△FEM≌△CEG(AAS),
∴FE=CE.
(3)BH−OH=2FM,
理由:如图
2,作
CL⊥OE交
OE的延长线于点
L,则
∠L=∠BHE=90∘,
∴CL∥BH,
由(2)得
△COL≌△OBH,
∴CL=OH,
连接并延长
LF交
BH于点
I,连接
FH,则
∠FCL=∠FBI,
∵F是
BC的中点,
∴CF=BF,
在
△CFL和
△BFI中,
⎩⎨⎧∠FCL=∠FBICF=BF∠CFL=∠BFI,
∴△CFL≌△BFI(ASA),
∵CL=BI,
FL=FI,
∴OH=BI,
FH=FL=FI=21LI,
∴BH−OH=BH−BI=IH,
ML=MH,
∴IH=2FM,
∴BH−OH=2FM.
解析
(1)证明:
∵四边形
ABCD是正方形,
∴AB=CB=AD=CD,
∠ABC=∠ADC=∠BCD=90∘,
∴∠BCA=∠BAC=∠DCA=∠DAC=∠CBD=∠CDB=45∘,
∴∠OBC=∠OCB=45∘,
∴OB=OC,
∠BOC=90∘,
∵∠COE=22.5∘,
∴∠BOH=90∘−22.5∘=67.5∘,
∴∠BEH=180∘−45∘−67.5∘=67.5∘,
∴∠BOH=∠BEH,
∴BO=BE,
∵BH⊥OE于点
H,
∴∠BHO=∠BHE=90∘,
在
△OBH和
△EBH中,
⎩⎨⎧∠BHO=∠BHE∠BOH=∠BEHBO=BE,
∴△OBH≌△EBH(AAS).
(2)证明:如图
1,作
CG⊥OE交
OE的延长线于点
G,则
∠G=∠BHO=90∘,
∴∠COG=∠OBH=90∘−∠BOH,
在
△COG和
△OBH中,
⎩⎨⎧∠G=∠BHO∠COG=∠OBHCO=OB,
∴△COG≌△OBH(AAS),
∴CG=OH,
∵FM⊥OE于点
M,
OH=FM,
∴∠FME=∠G=90∘,
FM=CG,
在
△FEM和
△CEG中,
⎩⎨⎧∠FME=∠G∠FEM=∠CEGFM=CG,
∴△FEM≌△CEG(AAS),
∴FE=CE.
(3)BH−OH=2FM,
理由:如图
2,作
CL⊥OE交
OE的延长线于点
L,则
∠L=∠BHE=90∘,
∴CL∥BH,
由(2)得
△COL≌△OBH,
∴CL=OH,
连接并延长
LF交
BH于点
I,连接
FH,则
∠FCL=∠FBI,
∵F是
BC的中点,
∴CF=BF,
在
△CFL和
△BFI中,
⎩⎨⎧∠FCL=∠FBICF=BF∠CFL=∠BFI,
∴△CFL≌△BFI(ASA),
∵CL=BI,
FL=FI,
∴OH=BI,
FH=FL=FI=21LI,
∴BH−OH=BH−BI=IH,
ML=MH,
∴IH=2FM,
∴BH−OH=2FM.