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平面几何历届高中数学联赛真题分类汇编含详细答案

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平面几何部分

2018A二、(本题满分40分)

如图所示, ?ABC为锐角三角形,AB?AC,M为边BC的中点,点D和E分别为?ABC的外接圆弧BAC和BC的中点,F为?ABC内切圆在AB边上的切点,G为AE与BC的交点,N在线段EF上,满足NB?AB.

证明:若BN?EM,则DF?FG。(答题时请将图画在答卷纸上)

★证明:由条件知,DE为?ABC外接圆的直径,DE?BC于M,AE?AD。记I为?ABC的内心,则I在AE上,IF?AB。由NB?AB可知,

?NBE??ABE??ABN?(1800??ADE)?900?900??ADE??MEI

又根据内心性质,有?EBI??EBC??CBI??EAC??ABI??EAB??ABI??EIB 从而BE?EI。结合BN?EM,所以?NBE??MEI,

于是?EMI??BNE?90??BFE?180??EFI,故E,F,I,M四点共圆。 进而可知?AFM?90??IFM?90??IEM??AGM,故A,F,G,M四点共圆。

再由?DAG??DMG?90知,A,G,M,D四点共圆,所以A,F,G,M,D五点共圆,从而

00000?DFG??DAG?900,即DF?FG。

2018B二、(本题满分40分)如图所示, 在等腰?ABC中,AB?AC,边AC上一点D及BC延长线上一点E满足

ADBC?,以AB为直径的圆?与线段DE交于一点F。 DC2CE证明:B,C,F,D四点共圆。(答题时请将图画在答卷纸上)

★证明:取BC中点H,则由AB?AC知AH?BC,故H在圆?上.延长FD至G,使得

AG//BC,结合已知条件得,

AGADBC1??,故AG?BC?BH?CH, CEDC2CE2从而AGBH为矩形,AGHC为平行四边形。

由AGBH为矩形知,G在圆?上,故?HGF??HBF,

又AGHC为平行四边形,由AC//GH,得?CDF??HGF, 所以?CBF??HBF??CDF,所以B,C,F,D四点共圆。

2017A一、(本题满分40分)如图所示,在?ABC中,AB?AC,I为?ABC的内心,以A为圆心,AB为半径作圆?1,以I为圆心,IB为半径作圆?2,过点B,I的圆?3与?1、?2分别交于点P、

Q(不同于点B)。设IP与BQ交于点R。证明:BR?CR(答题时请将图画在答卷纸上)

★证明:连接IB,IC,IQ,PB,PC,由于点点Q在圆?2上,故IB?IQ,所以?IBQ??IQB。 又B,I,P,Q四点共圆,所以?IPB??IQB,于是?IBQ??IPB,

故?IBP~?IRB,从而?IRB??IBP,且

IBIP?, IRIBICIP? IRIC又AB?AC,且I为?ABC的内心,故IB?IC,所以所以?ICP~?IRC,则?IRC??ICP

1?A, 2因此,?BRC??IRB??IRC??IBP??ICP

又点P在圆?1的弧BC上,故?BPC?180?0?3600??BIC??BPC

11?????3600??900??A???1800??A??900,即BR?CR

22????

2017B三、(本题满分50分)如图,点D是锐角?ABC的外接圆?上弧BC的中点,直线DA与圆

?过点B,C的切线分别相交于点P,Q,BQ与AC的交点为X,CP与AB的交点为Y,BQ与CP的交点为T.求证:AT平分线段XY. (答题时请将图画在答卷纸上) ★证明:首先证明YX//BC,即证

AXAY?XCYB

连接BD,CD,因为

S?ACQS?ABCS?ABCS?ACQ, ??S?ABPS?ABP111AC?CQsin?ACQAC?BCsin?ACBAC?AQsin?CAQ222所以, ① ??111AB?BCsin?ABCAB?BPsin?ABPAB?APsin?BAP222由题设,BP,CQ是圆?的切线,所以?ACQ??ABC,?ACB??ABP,又

?CAQ??DBC??DCB??BAP(注意D是弧BC的中点),于是由①知

因为?CAQ??BAP,所以?BAQ??CAP,

AB?AQCQ? ②

AC?APBP于是

S?ABQS?ACP1AB?AQsin?BAQAB?AQ ③ ?2?1AC?APAC?APsin?CAP2

S?BCQS?BCP1BC?CQsin?BCQCQ ④ ?2?1BPBC?BPsin?CBP2由②,③,④得

S?ABQS?ACP?S?CBQS?BCP,

S?ABQS?CBQS?ABQS?CBQ?S?ACP S?BCPAXS?ACPAY, ?XCS?BCPYB又

?故

AXAY? XCYB设边BC的中点为M,因为

AXCMBY???1, XCMBYA所以由塞瓦定理知,AM,BX,CY三线共点,交点即为T,故由YX//BC可得AT平分线段XY

2016A二、(本题满分40分)如图所示,在?ABC中,X,Y是直线BC上两点(X,B,C,Y顺序排列),使得BX?AC?CY?AB,设?ACX,?ABY的外心分别为O1,O2,直线O1O2与AB,AC分别交于点U,V.证明:?AUV是等腰三角形。

★证明:作?BAC的内角平分线交BC于点P.设?ACX,?ABY的外接圆分别为?1和?2,由角平分线定理知,从而

BPABBXAB??,又又条件可得, CPACCYAC

PXBX?BPABBP???,即CP?PX?BP?PY,故P对圆?1和?2的幂相等, PYCY?CPACCP所以P在圆?1和?2的根轴上。

于是AP?O1O2,这表明点U,V关于直线AP对称,从而?AUV是等腰三角形。

2016B三、(本题满分50分)如图所示, ABCD是平行四边形,G是?ABD的重心,点P,Q在直线BD上,使得GP?PC,GQ?QC证明:AG平分?PAQ

★解析:连接AC,与BD交于点M.由平行四边形的性质,点M是AC,BD的中点.因此,

点G在线段AC上.由于?GPC??GQC?90,所以P,G,Q,C四点共圆,并且其外接圆是以GC为直径的圆.由相交弦定理知PM?MQ?GM?MC. ①

1取GC的中点O.注意到AG:GM:MC?2:1:3,故有OC?GC?AG,

2因此G,O关于点M对称.于是GM?MC?AM?MO. ②

结合①、②,有PM?MQ?AM?MO,因此A,P,O,Q四点共圆. 1又OP?OQ?GC,所以?PAO??QAO,即AG平分?PAQ.

2

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