1. 如图,BD,AE 是钝角三角形 ABC 的两条高,M,N 分别是 AB,DE 的中点。
求证:$MN⊥ DE$。

求证:$MN⊥ DE$。
答案:
1. 证明:连接 EM,MD,如答图.
∵BD,AE 是钝角三角形 ABC 的两条高,
∴∠BEA=90°,∠BDA=90°.
∵M是AB的中点,
∴DM=EM=$\frac{1}{2}$AB,
∴△DME是等腰三角形.
∵N是DE的中点,
∴MN⊥DE.

1. 证明:连接 EM,MD,如答图.
∵BD,AE 是钝角三角形 ABC 的两条高,
∴∠BEA=90°,∠BDA=90°.
∵M是AB的中点,
∴DM=EM=$\frac{1}{2}$AB,
∴△DME是等腰三角形.
∵N是DE的中点,
∴MN⊥DE.
解析:
【分析】
要证明$MN⊥DE$,已知N是DE的中点,可联想到等腰三角形“三线合一”的性质,只要证明$△ DME$是等腰三角形(即$MD=ME$)即可。观察已知条件:BD、AE是三角形的高,因此$△ ABD$和$△ ABE$都是直角三角形,M是公共斜边AB的中点,根据直角三角形斜边中线的性质,可推出$MD=ME$,进而结合等腰三角形性质得到垂直结论。
【解析】
1. 作辅助线:连接$EM$、$MD$。
2. 由高的定义得直角:因为BD、AE是钝角$△ ABC$的两条高,所以$∠ BDA=90°$,$∠ BEA=90°$,即$△ ABD$和$△ ABE$均为直角三角形。
3. 利用直角三角形斜边中线性质得等线段:因为M是直角三角形斜边AB的中点,因此$DM=\frac{1}{2}AB$,$EM=\frac{1}{2}AB$,可得$DM=EM$,即$△ DME$是等腰三角形。
4. 结合等腰三角形性质推导垂直:因为N是等腰$△ DME$底边DE的中点,根据等腰三角形三线合一的性质,可得$MN⊥DE$。
【答案】
证明:连接 EM,MD,如答图.
∵BD,AE 是钝角三角形 ABC 的两条高,
∴∠BEA=90°,∠BDA=90°.
∵M是AB的中点,
∴DM=EM=$\frac{1}{2}$AB,
∴△DME是等腰三角形.
∵N是DE的中点,
∴MN⊥DE.

【知识点】
直角三角形斜边中线定理;等腰三角形三线合一;三角形高的定义
【点评】
本题是典型的中点类几何证明题,解题关键是遇到直角三角形斜边中点时,联想到斜边中线的性质,通过构造辅助线得到相等线段,再结合等腰三角形的性质推导垂直关系,是中点问题的常规考法。
【难度系数】
0.7
要证明$MN⊥DE$,已知N是DE的中点,可联想到等腰三角形“三线合一”的性质,只要证明$△ DME$是等腰三角形(即$MD=ME$)即可。观察已知条件:BD、AE是三角形的高,因此$△ ABD$和$△ ABE$都是直角三角形,M是公共斜边AB的中点,根据直角三角形斜边中线的性质,可推出$MD=ME$,进而结合等腰三角形性质得到垂直结论。
【解析】
1. 作辅助线:连接$EM$、$MD$。
2. 由高的定义得直角:因为BD、AE是钝角$△ ABC$的两条高,所以$∠ BDA=90°$,$∠ BEA=90°$,即$△ ABD$和$△ ABE$均为直角三角形。
3. 利用直角三角形斜边中线性质得等线段:因为M是直角三角形斜边AB的中点,因此$DM=\frac{1}{2}AB$,$EM=\frac{1}{2}AB$,可得$DM=EM$,即$△ DME$是等腰三角形。
4. 结合等腰三角形性质推导垂直:因为N是等腰$△ DME$底边DE的中点,根据等腰三角形三线合一的性质,可得$MN⊥DE$。
【答案】
证明:连接 EM,MD,如答图.
∵BD,AE 是钝角三角形 ABC 的两条高,
∴∠BEA=90°,∠BDA=90°.
∵M是AB的中点,
∴DM=EM=$\frac{1}{2}$AB,
∴△DME是等腰三角形.
∵N是DE的中点,
∴MN⊥DE.
【知识点】
直角三角形斜边中线定理;等腰三角形三线合一;三角形高的定义
【点评】
本题是典型的中点类几何证明题,解题关键是遇到直角三角形斜边中点时,联想到斜边中线的性质,通过构造辅助线得到相等线段,再结合等腰三角形的性质推导垂直关系,是中点问题的常规考法。
【难度系数】
0.7
2. 如图,$OA=OB=OC$,$OC⊥ AB$,$CE⊥ CD$,$CE=CD$。
(1)求证:$∠ EBC=∠ CAB$;
(2)取$DE$的中点$F$,连接$OF$,试判断$OF$与$AC$的位置关系,并说明理由。

(1)求证:$∠ EBC=∠ CAB$;
(2)取$DE$的中点$F$,连接$OF$,试判断$OF$与$AC$的位置关系,并说明理由。
答案:
2. (1)证明:
∵CO⊥AB,
∴∠COA=∠COB=90°.
∵AO=CO=BO,
∴AC=BC,
∴∠CAO=∠CBO=∠ACO=∠BCO=45°,
∴△AOC,△BOC均为等腰直角三角形,
∴∠ACB=90°,即∠ACD+∠BCD=90°.
∵CE⊥CD,
∴∠ECB+∠BCD=90°,
∴∠ACD=∠ECB.
在△ACD与△BCE中,$\begin{cases} AC=BC, \\ ∠ACD=∠BCE, \\ CD=CE, \end{cases}$
∴△ACD≌△BCE(SAS),
∴∠EBC=∠CAB.
(2)解:OF//AC,理由:连接CF,BF,如答图.
由(1)知∠EBC=∠CAB=45°,∠CBA=45°,
∴∠DBE=90°.
∵F为DE的中点,
∴BF=$\frac{1}{2}$DE.
∵CE⊥CD,
∴∠DCE=90°,
∴CF=$\frac{1}{2}$DE,
∴CF=BF.
∵OB=OC,
∴OF垂直平分BC.
∵AC⊥BC,OF⊥BC,
∴OF//AC.

2. (1)证明:
∵CO⊥AB,
∴∠COA=∠COB=90°.
∵AO=CO=BO,
∴AC=BC,
∴∠CAO=∠CBO=∠ACO=∠BCO=45°,
∴△AOC,△BOC均为等腰直角三角形,
∴∠ACB=90°,即∠ACD+∠BCD=90°.
∵CE⊥CD,
∴∠ECB+∠BCD=90°,
∴∠ACD=∠ECB.
在△ACD与△BCE中,$\begin{cases} AC=BC, \\ ∠ACD=∠BCE, \\ CD=CE, \end{cases}$
∴△ACD≌△BCE(SAS),
∴∠EBC=∠CAB.
(2)解:OF//AC,理由:连接CF,BF,如答图.
由(1)知∠EBC=∠CAB=45°,∠CBA=45°,
∴∠DBE=90°.
∵F为DE的中点,
∴BF=$\frac{1}{2}$DE.
∵CE⊥CD,
∴∠DCE=90°,
∴CF=$\frac{1}{2}$DE,
∴CF=BF.
∵OB=OC,
∴OF垂直平分BC.
∵AC⊥BC,OF⊥BC,
∴OF//AC.
解析:
【分析】
(1)要证明∠EBC=∠CAB,可通过证明两角所在的三角形全等推导。首先根据已知OA=OB=OC、OC⊥AB,可判断△AOC、△BOC都是等腰直角三角形,得到AC=BC、∠ACB=90°;再结合CE⊥CD推出∠ACD=∠BCE,结合已知CE=CD,即可利用SAS证明△ACD≌△BCE,从而得到对应角相等。
(2)判断OF与AC的位置关系,猜想为平行。已知F是DE中点,结合图中的直角,可利用直角三角形斜边中线的性质推导线段相等:先连接CF、BF,由(1)的结论可推出∠DBE=90°,分别在Rt△DCE和Rt△DBE中,根据斜边中线等于斜边的一半,得到CF=BF,结合OB=OC可证明OF垂直平分BC;再结合AC⊥BC,即可由“垂直于同一直线的两直线平行”得到结论。
【解析】
(1)证明:
∵CO⊥AB,
∴∠COA=∠COB=90°。
∵AO=CO=BO,
∴AC=BC,
∴∠CAO=∠CBO=∠ACO=∠BCO=45°,
∴△AOC,△BOC均为等腰直角三角形,
∴∠ACB=90°,即∠ACD+∠BCD=90°。
∵CE⊥CD,
∴∠ECB+∠BCD=90°,
∴∠ACD=∠ECB。
在△ACD与△BCE中,$\begin{cases} AC=BC, \\ ∠ACD=∠BCE, \\ CD=CE, \end{cases}$
∴△ACD≌△BCE(SAS),
∴∠EBC=∠CAB。
(2)解:OF//AC,理由如下:
连接CF,BF,如答图。
由(1)知∠EBC=∠CAB=45°,∠CBA=45°,
∴∠DBE=∠CBA+∠EBC=45°+45°=90°。
∵F为DE的中点,
∴在Rt△DBE中,BF=$\frac{1}{2}$DE。
∵CE⊥CD,
∴∠DCE=90°,
∴在Rt△DCE中,CF=$\frac{1}{2}$DE,
∴CF=BF。
又
∵OB=OC,
∴OF是BC的垂直平分线,即OF⊥BC。
∵AC⊥BC,OF⊥BC,
∴OF//AC。
【答案】
(1) 证明见解析,可证得∠EBC=∠CAB;
(2) OF//AC,理由见解析。

【知识点】
全等三角形的判定与性质;直角三角形斜边中线定理;平行线的判定
【点评】
本题综合考查了等腰直角三角形、全等三角形、直角三角形斜边中线的性质以及垂直平分线的判定,解题的关键是合理构造辅助线,通过全等转化角的等量关系,再结合中点的特殊性质推导线段的位置关系,对几何逻辑推理能力有一定的训练价值。
【难度系数】
0.6
(1)要证明∠EBC=∠CAB,可通过证明两角所在的三角形全等推导。首先根据已知OA=OB=OC、OC⊥AB,可判断△AOC、△BOC都是等腰直角三角形,得到AC=BC、∠ACB=90°;再结合CE⊥CD推出∠ACD=∠BCE,结合已知CE=CD,即可利用SAS证明△ACD≌△BCE,从而得到对应角相等。
(2)判断OF与AC的位置关系,猜想为平行。已知F是DE中点,结合图中的直角,可利用直角三角形斜边中线的性质推导线段相等:先连接CF、BF,由(1)的结论可推出∠DBE=90°,分别在Rt△DCE和Rt△DBE中,根据斜边中线等于斜边的一半,得到CF=BF,结合OB=OC可证明OF垂直平分BC;再结合AC⊥BC,即可由“垂直于同一直线的两直线平行”得到结论。
【解析】
(1)证明:
∵CO⊥AB,
∴∠COA=∠COB=90°。
∵AO=CO=BO,
∴AC=BC,
∴∠CAO=∠CBO=∠ACO=∠BCO=45°,
∴△AOC,△BOC均为等腰直角三角形,
∴∠ACB=90°,即∠ACD+∠BCD=90°。
∵CE⊥CD,
∴∠ECB+∠BCD=90°,
∴∠ACD=∠ECB。
在△ACD与△BCE中,$\begin{cases} AC=BC, \\ ∠ACD=∠BCE, \\ CD=CE, \end{cases}$
∴△ACD≌△BCE(SAS),
∴∠EBC=∠CAB。
(2)解:OF//AC,理由如下:
连接CF,BF,如答图。
由(1)知∠EBC=∠CAB=45°,∠CBA=45°,
∴∠DBE=∠CBA+∠EBC=45°+45°=90°。
∵F为DE的中点,
∴在Rt△DBE中,BF=$\frac{1}{2}$DE。
∵CE⊥CD,
∴∠DCE=90°,
∴在Rt△DCE中,CF=$\frac{1}{2}$DE,
∴CF=BF。
又
∵OB=OC,
∴OF是BC的垂直平分线,即OF⊥BC。
∵AC⊥BC,OF⊥BC,
∴OF//AC。
【答案】
(1) 证明见解析,可证得∠EBC=∠CAB;
(2) OF//AC,理由见解析。
【知识点】
全等三角形的判定与性质;直角三角形斜边中线定理;平行线的判定
【点评】
本题综合考查了等腰直角三角形、全等三角形、直角三角形斜边中线的性质以及垂直平分线的判定,解题的关键是合理构造辅助线,通过全等转化角的等量关系,再结合中点的特殊性质推导线段的位置关系,对几何逻辑推理能力有一定的训练价值。
【难度系数】
0.6