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文档简介

探究类比归纳〔2012/5/26〕27.〔2011年青海,27,10分〕认真阅读下面关于三角形内外角平分线所夹的探究片段,完成所提出的问题.探究1:如图11-1,在△ABC中,O是∠ABC与∠ACB的平分线BO和CO的交点,∠BOC与∠A的关系为探究2:如图11-2中,O是∠ABC与外角∠ACD的平分线BO和CO的交点,试分析∠BOC与∠A有怎样的关系?请说明理由.探究3:如图11-3中,O是外角∠DBC与外角∠ECB的平分线BO和CO的交点,那么∠BOC与∠A有怎样的关系?〔只写结论,不需证明〕结论:.25.〔2011四川乐山〕如图〔1〕,在直角△ABC中,∠ACB=90,CD⊥AB,垂足为D,点E在AC上,BE交CD于点G,EF⊥BE交AB于点F,假设AC=mBC,CE=nEA(m,n为实数).试探究线段EF与EG的数量关系.如图〔2〕,当m=1,n=1时,EF与EG的数量关系是证明:如图〔3〕,当m=1,n为任意实数时,EF与EG的数量关系是证明如图〔1〕,当m,n均为任意实数时,EF与EG的数量关系是(写出关系式,不必证明)27.〔2011盐城〕〔此题总分值12分〕情境观察将矩形ABCD纸片沿对角线AC剪开,得到△ABC和△A′C′D,如图1所示.将△A′C′D的顶点A′与点A重合,并绕点A按逆时针方向旋转,使点D、A(A′)、B在同一条直线上,如图2所示.观察图2可知:与BC相等的线段是,∠CAC′=.图1图1图2问题探究向△ABC外作等腰Rt△ABE和等腰Rt△ACF,过点E、F作射线GA的垂线,垂足分别为P、Q.试探究EP与FQ之间的数量关系,并证明你的结论.图3图4图3图4拓展延伸如图4,△ABC中,AG⊥BC于点G,分别以AB、AC为一边向△ABC外作矩形ABME和矩形ACNF,射线GA交EF于点H.假设AB=kAE,AC=kAF,试探究HE与HF之间的数量关系,并说明理由.25.〔11·南平〕〔12分〕〔1〕操作发现:如图1,在矩形ABCD中,E是BC的中点,将△ABE沿AE折叠后得到△AFE,点F在矩形ABCD内部,延长AF交CD于点G.猜测线段GF与GC有何数量关系?并证明你的结论.〔2〕类比探究:如图2,将〔1〕中的矩形ABCD改为平行四边形,其它条件不变,〔1〕中的结论是否仍然成立?请说明理由.ABABEFGCD〔11·辽阜新〕如图,点P是正方形ABCD对角线AC上一动点,点E在射线BC上,且PE=EB,连接PD,O为AC中点.〔1〕如图1,当点P在线段AO上时,试猜测PE与PD的数量关系和位置关系,不用说明理由;〔2〕如图2,当点P在线段OC上时,〔1〕中的猜测还成立吗?请说明理由;〔3〕如图3,当点P在AC的延长线上时,请你在图3中画出相应的图形〔尺规作图,保存作图痕迹,不写作法〕,并判断〔1〕中的猜测是否成立?假设成立,请直接写出结论;假设不成立,请说明理由.ABCABCDO·ABCDPEO·ABCDPEO·25、〔2011•临沂〕如图1,将三角板放在正方形ABCD上,使三角板的直角顶点E与正方形ABCD的顶点A重合,三角扳的一边交CD于点F.另一边交CB的延长线于点G.〔1〕求证:EF=EG;〔2〕如图2,移动三角板,使顶点E始终在正方形ABCD的对角线AC上,其他条件不变,〔1〕中的结论是否仍然成立?假设成立,请给予证明:假设不成立.请说明理由:〔3〕如图3,将〔2〕中的“正方形ABCD”改为“矩形ABCD”,且使三角板的一边经过点B,其他条件不变,假设AB=a、BC=b,求EFEG〔2011湖北黄石〕⊙与⊙相交于、两点,点在⊙上,为⊙上一点〔不与,,重合〕,直线与⊙交于另一点。〔1〕如图〔8〕,假设是⊙的直径,求证:;〔2〕如图(9),假设是⊙外一点,求证:;〔3〕如图〔10〕,假设是⊙内一点,判断〔2〕中的结论是否成立〔四川乐山〕25.〔1〕图甲:连接DE,∵AC=mBC,CD⊥AB,当m=1,n=1时∴AD=BD,∠ACD=45°,∴CD=AD=AB,∵AE=nEC,∴DE=AE=EC=AC,∴∠EDC=45°,DE⊥AC,∵∠A=45°,∴∠A=∠EDG,∵EF⊥BE,∵∠AEF+∠FED=∠EFD+∠DEG=90°,∴∠AEF=∠DEG,∴△AEF≌△DEG〔ASA〕,∴EF=EG.〔2〕解:EF=EG证明:作EM⊥AB于点M,EN⊥CD于点N,∵EM∥CD,∴△AEM∽△ACD,∴即EM=CD,同理可得,EN=AD,∵∠ACB=90°,CD⊥AB,∴tanA=,∴,又∵EM⊥AB,EN⊥CD,∴∠EMF=∠ENG=90°,∵EF⊥BE,∴∠FEM=∠GEN,∴△EFM∽△EGN,∴,即EF=EG;〔3〕EF=EG.〔2011江苏盐城〕27.解:情境观察AD〔或A′D〕,90问题探究结论:EP=FQ.证明:∵△ABE是等腰三角形,∴AB=AE,∠BAE=90°.∴∠BAG+∠EAP=90°.∵AG⊥BC,∴∠BAG+∠ABG=90°,∴∠ABG=∠EAP.∵EP⊥AG,∴∠AGB=∠EPA=90°,∴Rt△ABG≌Rt△EAP.∴AG=EP.同理AG=FQ.∴EP=FQ.拓展延伸结论:HE=HF.理由:过点E作EP⊥GA,FQ⊥GA,垂足分别为P、Q.∵四边形ABME是矩形,∴∠BAE=90°,∴∠BAG+∠EAP=90°.AG⊥BC,∴∠BAG+∠ABG=90°,∴∠ABG=∠EAP.∵∠AGB=∠EPA=90°,∴△ABG∽△EAP,∴eq\f(AG,EP)=eq\f(AB,EA).同理△ACG∽△FAQ,∴eq\f(AG,FP)=eq\f(AC,FA).∵AB=kAE,AC=kAF,∴eq\f(AB,EA)=eq\f(AC,FA)=k,∴eq\f(AG,EP)=eq\f(AG,FP).∴EP=FQ.∵∠EHP=∠FHQ,∴Rt△EPH≌Rt△FQH.∴HE=HF〔2011福建南平〕〔1〕连接FC,ABEFGCD1234由折叠知:BEABEFGCD1234∴∠EFG=∠C=90°∵E是BC的中点,∴BE=CE∴CE=EF∴∠1=∠2∵∠EFG=∠C∴∠3=∠4∴FG=CGCEDFCEDFBAG1234由折叠知:BE=EF∠AFE=∠B∵E是BC的中点,∴BE=CE∴CE=EF∴∠1=∠2又∵∠AFE+∠EFG=180°∠B+∠ECG=180°∴∠EFG=∠ECG∴∠3=∠4∴FG=CGABABCDPEO·12543〔1〕PE=PD且PE⊥PD………………2分〔2〕成立………………3分理由:∵四边形ABCD是正方形∴BC=DC,∠BCP=∠DCP=45°,∠BCD=90°又∵PC=PC∴△BCP≌△DCP∴PB=PD,∠1=∠2又∵PE=PB∴PE=PD,∠1=∠3………………5分ABCDO·PEABCDO·PE∵∠BCD=90°∴∠DCE=90°∴∠DPE=180°―∠2―∠5∠DCE=180°―∠3―∠4又∵∠4=∠5∴∠DPE=∠DCE=90°即PE⊥PD………………9分〔3〕仍然成立………………10分作图如图………………12分2011山东临沂〔1〕证明:∵∠GEB+∠BEF=90°,∠DEF+∠BEF=90°,∴∠DEF=∠GEB,又∵ED=BE,∴Rt△FED≌Rt△GEB,∴EF=EG;〔2〕成立.证明:如图,过点E分别作BC、CD的垂线,垂足分别为H、I,那么EH=EI,∠HEI=90°,∵∠GEH+∠HEF=90°,∠IEF+∠HEF=90°,∴∠IEF=∠GEH,∴Rt△FEI≌Rt△GEH,∴EF=EG;〔3〕解:如图,过点E分别作BC、CD的垂线,垂足分别为M、N,那么∠MEN=90°,∴EM∥AB,EN∥AD.∴△CEN∽△CAD,△CEM∽△CAB,∴NEAD=CE∴NEAD=EMAB,即EN∵∠IEF+∠FEM=∠GEM+∠FEM=90°,∴∠GEM=∠FEN,∵∠GME=∠FNE=90°,∴△GME∽△FNE,∴EFEG=ENEM点评:此题考查了正方形,矩形的性质,以及全等三角形与相似三角形的判定与性质.此题综合性较强,注意数形结合思想的应用.〔2011湖北黄石〕证明:〔1〕如图〔一〕,连接,∵为⊙的直径∴∴为⊙的直径∴在上又,为的中点∴△是以为底边的等腰三角形∴ 〔3分〕〔2〕如图〔二〕,连接,并延长交⊙与点,连∵四边形内接于⊙∴又∵∴∴又为⊙的直径∴∴ 〔3分〕〔3〕如图〔三〕,连接,并延长交⊙与点,连∵又∴∴又∴ 〔3分〕9.解:〔1〕把x=0代入y=-EQ\F(1,4)(x-1)2+3,得y=EQ\F(11,4)∴点A的坐标为〔0,EQ\F(11,4)〕∵BC为对称轴,B〔1,3〕,∴OC=1图1ABOCxyDEPQMN〔2〕①如图1,过点D图1ABOCxyDEPQMN∵PQ∥BC,∴∠DMQ=∠DNQ=∠MDN=90°∴四边形MDNQ为矩形∵∠CDE=∠MDN=90°,∴∠CDM=∠EDN又∵DC=DE,∴Rt△DCM≌Rt△DEN∴DM=DN,∴四边形MDNQ为正方形∴∠DQC=45°,∴△BCQ为等腰直角三角形∴CQ=BC=3,∴OQ=4,∴Q〔4,0〕设直线BQ的函数解析式y=kx+b,把B〔1,3〕,Q〔4,0〕代入求得k=-1,b=4∴线BQ的函数解析式y=-x+4②当点P在对称轴的右侧时,如图2,过点D分别作DM⊥x轴于M,DN⊥PQ于N图2ABOCxy图2ABOCxyDEPQMN∵∠CDM+∠MDE=∠EDN+∠MDE=90°∴∠CDM=∠EDN,∴Rt△CDM≌Rt△EDN∴EQ\F(CD,DE)=EQ\F(DM,DN)∵DN=MQ,∴EQ\F(CD,DE)=EQ\F(DM,MQ)∵DM∥BC,∴EQ\F(DM,MQ)=EQ\F(BC,CQ),∴EQ\F(CD,DE)=EQ\F(3,m-1)当∠DCE=30°时,EQ\F(CD,DE)=EQ\F(3,m-1)=eq\r(,3)∴m=1+eq\r(,3),代入抛物线的解析式,得y=EQ\F(9,4)∴P1〔1+eq\r(,3),EQ\F(9,4)〕当∠DCE=60°时,EQ\F(CD,DE)=EQ\F(3,m-1)=EQ\F(eq\r(,3),3)∴m=1+3eq\r(,3),代入抛物线的解析式,得y=-EQ\F(15,4)∴P2〔1+3eq\r(,3),-EQ\F(15,4)〕当点P在对称轴的左侧时,由对称性知∴P3〔1-eq\r(,3),EQ\F(9,4)〕,P4〔1-3eq\r(,3),-EQ\F(15,4)〕综上所述,满足条件的点P的坐标为:P1〔1+eq\r(,3),EQ\F(9,4)〕,P2〔1+3eq\r(,3),-EQ\F(15,4)〕,P3〔1-eq\r(,3),EQ\F(9,4)〕,P4〔1-3eq\r(,3),-EQ\F(15,4)〕4.在□ABCD中,∠BAD的平分线交直线BC于点E,交直线DC于点F.〔1〕在图1中证明CE=CF;〔2〕假设∠ABC=90°,G是EF的中点〔如图2〕,直接写出∠BDG的度数〔3〕假设∠ABC=120°,FG∥CE,FG=CE,分别连结DB、DG〔如图3〕,求∠BDG的度数.图3AD图3ADBCEFG图2ABCFDEG图1ABCFDE4.〔1〕证明:如图1图1ABCFDE∵AF平分BAD,图1ABCFDE∵四边形ABCD是平行四边形,∴AD∥BC,AB∥CD∴DAF=CEF,BAF=F∴CEF=F∴CE=CF 2分〔2〕BDG=45 3分〔3〕解:分别连结GB、GE、GC〔如图3〕∵AB∥DC,ABC=120,∴ECF=ABC=120图3ADBCEFG123∵FG∥图3ADBCEFG123由〔1〕得CE=CF,∴CEGF是菱形∴EG=EC,GCE=GCF=EQ\F(1,2)ECF=60∴△ECG是等边三角形∴EG=CG①GEC=EGC=60,∴GEC=GCF∴BEG=DCG②由AD∥BC及AF平分BAD可得BAE=AEB,∴AB=BE在□ABCD中,AB=DC∴BE=DC③由①②③得△BEG≌△DCG,∴BG=DG,∠1=∠2∴BGD=1+3=2+3=EGC=60∴△BDG是等边三角形∴BDG=60 7分10.矩形纸片ABCD中,AD=12cm,现将这张纸片按以下图示方式折叠,AE是折痕.〔1〕如图1,P,Q分别为AD,BC的中点,点D的对应点F在PQ上,求PF和AE的长;〔2〕如图2,DP=EQ\F(1,3)AD,CQ=EQ\F(1,3)BC,点D的对应点F在PQ上,求AE的长;〔3〕如图3,DP=EQ\F(1,n)AD,CQ=EQ\F(1,n)BC,点D的对应点F在PQ上.①直接写出AE的长〔用含n的代数式表示〕;②当n越来越大时,AE的长越来越接近于_________.图2C图2CAFBDEPQ图1CAFBDEPQ图3CAFBDEPQ10.解:〔1〕∵P,Q分别是矩形ABCD中AD,BC的中点图1CAFBDEPQ∴AP=EQ\F(1,2)AD=EQ\F(1,2)AF,∠APF=90°,∴∠AFP=图1CAFBDEPQ∴∠PF=eq\r(,3)AP=EQ\F(eq\r(,3),2)AD=EQ\F(eq\r(,3),2)×12=6eq\r(,3)〔cm〕DAF=60°,∴∠DAE=30°∴AE=EQ\F(AD,cos30°)=EQ\F(12,cos30°)=8eq\r(,3)〔cm〕〔2〕∵DP=EQ\F(1,3)AD=4〔cm〕,∴AP=EQ\F(2,3)AD=8〔cm〕图2CAFBDEPQG∴FP=eq\r(,122-82)=4图2CAFBDEPQG∵DE=EF,∠AED=∠AEF,∠AED=∠FGE∴∠FGE=∠FEG,∴GF=EF=DE设DE=x,那么GF=x∵△APG∽△ADE,∴EQ\F(PG,DE)=EQ\F(AP,AD)=EQ\F(2,3),∴PG=EQ\F(2,3)x∴EQ\F(2,3)x+x=4eq\r(,5),∴x=EQ\F(12,5)eq\r(,5)∴AE=eq\r(,AD2+DE2)=EQ\F(12,5)eq\r(,30)〔3〕①AE=12eq\r(,EQ\F(2n,2n-1))②1212.如图①,将矩形ABCD折叠,使点B落在边AD〔含端点〕上,落点记为E,此时折痕与边BC或边CD〔含端点〕交于点F,然后展开铺平,那么以B、E、F为顶点的△BEF称为矩形ABCD的“折痕三角形”.〔1〕由“折痕三角形”的定义可知,矩形ABCD的任意一个“折痕△BEF”是一个_________三角形;〔2〕如图②,在矩形ABCD中,AB=2,BC=4,当它的“折痕△BEF”的顶点E位于AD的中点时,画出这个“折痕△BEF”,并求出点F的坐标;〔3〕如图③,在矩形ABCD中,AB=2,BC=4,该矩形是否存在面积最大的“折痕△BEF”?假设存在,说明理由,并求出此时点E的坐标?假设不存在,为什么?CAECAEDFO(B)xy图①CADO(B)xy图③CAEDO(B)xy图②20.在正方形ABCD的边AB上任取一点E,作EF⊥AB交BD于点F,如图1.〔1〕将图1中的△BEF绕点B逆时针旋转90°,取DF的中点G,连接EG,CG,如图2,那么线段EG和CG有怎样的数量关系和位置关系?请直接写出你的猜测;〔2〕将图1中的△BEF绕点B逆时针旋转180°,取DF的中点G,连接EG,CG,如图3,那么线段EG和CG有怎样的数量关系和位置关系?请写出你的猜测,并加以证明;〔3〕将图1中的△BEF绕点B逆时针旋转任意角度,取DF的中点G,连接EG,CG,如图3,那么线段EG和CG又有怎样的数量关系和位置关系?请写出你的猜测,并加以证明.CABDCABDEGF图2CABDEGF图4CABDEGF图3CABDEF图120.解:〔1〕EG=CG,EG⊥CG 2分〔2〕EG=CG,EG⊥CG 4分CABDEGF图2H证明:如图3CABDEGF图2H∵∠AEH=90°,∠EBC=90°,∠BCH=90°∴四边形BEHC是矩形,∴BE=CH,∠EHC=90°又∵BE=EF,∴EF=CH∵∠EHC=90°,FG=DG,∴HG=EQ\F(1,2)DF=FG∵BC=EH,BC=CD,∴EH=CD∵EF=CH,∴FH=DH,∴∠F=45°CABDEGF图3H又FG=DG,∴∠CHG=EQ\F(1,2CABDEGF图3H∴∠F=∠CHG,∴△EFG≌△CHG∴EG=CG,∠EGF=∠CGH 6分∵∠FHC=90°,FH=DH,FG=DG,∴HG⊥DF∴∠EGF+∠EGH=90°∴∠CGH+∠EGH=90°,即∠EGC=90°∴EG⊥CG 8分〔3〕EG=CG,EG⊥CG 9分证明:如图4,延长CG至H,使GH=CG,连接HF、HE、EC∵GF=GD,∠HGF=∠CGD,GH=GC,∴△HFG≌△CDGCABDEGF图4H∴HF=CD,∠GHFCABDEGF图4H∵正方形ABCD,∴HF=BC,HF⊥BC∵△BEF是等腰直角三角形,∴EF=BE,EF⊥BE∴∠HFE=∠CBE,∴△HFE≌△CBE∴EH=EC,∠FEH=∠BEC,∴∠HEC=∠BEF=90°∴△ECH为等腰直角三角形又∵GH=GC∴EG=CG,EG⊥CG 12分24.在四边形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,设锐角∠DOC=α,将△DOC绕点O按逆时针方向旋转得到△D′OC′〔0°<旋转角<90°〕,连接AC′、BD′,AC′与BD′相交于点M.〔1〕当四边形ABCD是矩形时,如图1,请猜测AC′与BD′的数量关系以及∠AMB与α的大小关系,并证明你的猜测;〔2〕当四边形ABCD是平行四边形时,如图2,AC=kBD,请猜测此时AC′与BD′的数量关系以及∠AMB与α的大小关系,并证明你的猜测;〔3〕当四边形ABCD是等腰梯形时,如图3,AD∥BC,此时〔1〕AC′与BD′的数量关系是否成立?∠AMB与α的大小关系是否成立?不必证明,直接写出结论.MBCMBCAODC′D′图2MBCAODC′D′图3MBCAODC′D′图124.解:〔1〕AC′=BD′,∠AMB=α 2分证明:在矩形ABCD中,AC=BD,OA=OC=EQ\F(1,2)AC,OB=OD=EQ\F(1,2)BDMBCAODC′DMBCAODC′D′图1又∵OD=OD′,OC=OC′,∴OB=OD′=OA=OC′∵∠D′OD=∠C′OC,∴180°-∠D′OD=180°-∠C′OC∴∠BOD′=∠AOC′,∴△BOD′≌△AOC′∴BD′=AC′,∴∠OBD′=∠OAC′设BD′与OA相交于点N,∴∠BNO=∠ANM∴180°-∠OAC′-∠ANM=180°-∠OBD′-∠BNO即∠AMB=∠AOB=∠COD=α综上所述,AC′=BD′,∠AMB=α 5分〔2〕AC′=kBD′,∠AMB=α 7分证明:在平行四边形ABCD中,OB=OD,OA=OC又∵OD=OD′,OC=OC′,∴OB:OA=OD′:OC′MBCAODC′D′图2∵∠D′OD=∠C′OC,∴180°-∠MBCAODC′D′图2∴∠BOD′=∠AOC′,∴△BOD′∽△AOC′∴BD′:AC′=OB:OA=BD:AC∵AC=kBD,∴AC′=kBD′∵△BOD′∽△AOC′,∴∠OBD′=∠OAC′设BD′与OA相交于点N,∴∠BNO=∠ANM∴180°-∠OAC′-∠ANM=180°-∠OBD′-∠BNO即∠AMB=∠AOB=α综上所述,AC′=kBD′,∠AMB=α 10分〔3〕AC′=BD′成立,∠AMB=α不成立 12分25.如图l,己知正方形ABCD,点E、F分别在边AB、AD上,且AE=AF.〔1〕如图2,将△AEF绕点A顺时针旋转∠α,当0°<α<90°时,连接BE、DF,判断线段BE、DF的数量关系和位置关系,并加以证明;〔2〕如图3,将△AEF绕点A顺时针旋转∠α,当α=90°时,连接BE、DF,当AE与AD满足什么数量关系时,直线DF垂直平分BE?请说明理由;〔3〕如图4,将△AEF绕点A顺时针旋转∠α,当90°<α<180°时,连接BD、DE、EF、FB得到四边形BDEF,那么顺次连接四边形BDEF各边中点所组成的四边形是什么特殊四边形?请说明理由.BDACBDACEF图3BDACEF图2BDACEF图1BDACEF图4BDACEF图2HG25.〔1BDACEF图2HG证明:在△ABE和△ADF中AB=AD,∠BAE=∠DAF=90°-∠BAF,AE=AF∴△ABE≌△ADF∴BE=DF,∠ABE=∠ADF延长DF交AB、BE于点G、H,如图2∵∠ADF+∠DGA=90°,∠BGH=∠DGA∴∠ABE+∠BGH=90°,∴∠BHG=90°BDACEBDACE图3〔2〕当AE=(eq\r(,2)-1)AD时,直线DF垂直平分BE理由如下:∵直线DF垂直平分BE,∴EF=BF∵△AEF是等腰直角三角形,AE=AF,∴EF=eq\r(,2)AE∴AE+eq\r(,2)AE=AB=AD∴AE=(eq\r(,2)-1)AD〔3〕正方形理由如下:连接BE、DF,设DF与AB交于点G证明:在△ABE和△ADF中AB=AD,∠BAE=∠DAF=90°+∠BAF,AE=AFBDACEBDACEF图4PQRSG∴BE=DF,∠ABE=∠ADF∵∠ADF+∠DGA=90°,∠BGF=∠DGA∴∠ABE+∠BGF=90°,∴BE⊥DF在△BDE中∵DP=PB,DQ=QE,∴PQ∥BE,PQ=EQ\F(1,2)BE同理,RS∥BE,RS=EQ\F(1,2)BE,PS∥DF,PS=EQ\F(1,2)DF,QR∥DF,QR=EQ\F(1,2)DF∵BE=DF,BE⊥DF,∴PQ=QR=RS=PS,PQ⊥QR∴四边形PQRS是正方形37.在矩形ABCD中,点P在AD上,AB=2,AP=1.将直角尺的顶点放在P处,直角尺的两边分别交AB、BC于点E、F,连接EF〔如图1〕.〔1〕当点E与点B重合时,点F恰好与点C重合〔如图2〕,求PC的长;AEBDFCP图1ABDCPAEBDFCP图1ABDCP图2(F)(E)①tan∠PEF的值是否发生变化?请说明理由;②直接写出从开始到停止,线段EF的中点经过的路线长.37.解:〔1〕在矩形ABCD中,∠A=∠D=90°,AP=1,CD=AB=2∴PB=eq\r(,5),∠ABP+∠APB=90°又∵∠BPC=90°,∴∠APB+∠DPC=90°∴∠DPC=∠APB,∴△DCP∽△APB∴EQ\F(PC,PB)=EQ\F(CD,AP),即EQ\F(PC,eq\r(,5))=EQ\F(2,1)∴PC=2eq\r(,5) 5分〔2〕tan∠PEF的值不变 6分AEBDFCP图1G理由:过FAEBDFCP图1G那么四边形ABFG是矩形∴∠A=∠PGF=90°,GF=AB=2∴∠AEP+∠APE=90°又∵∠EPF=90°,∴∠APE+∠GPF=90°∴∠GPF=∠AEP,∴△GFP∽△APE∴EQ\F(PF,PE)=EQ\F(GF,AP)=EQ\F(2,1)=2∴在Rt△EPF中,tan∠PEF=EQ\F(PF,PE)=2∴tan∠PEF的值不变10分〔3〕线段EF的中点经过的路线长为eq\r(,5) 14分解答过程如下〔本人添加,仅供参考〕设线段EF的中点为M,作MH⊥BF于H,如图2设BH=x,MH=y,那么BF=2x,BE=2y,AE=2-2yAEBDFCP图2HMG由△GFP∽△APE得:EQ\F(PG,GF)=EQ\F(AEAEBDFCP图2HMG即EQ\F(PG,2)=EQ\F(AE,1),∴PG=2AE,∴AG=1+2AE=5-4y又∵AG=BF,∴5-4y=2x∴y=-EQ\F(1,2)x+EQ\F(5,4)可见线段EF的中点的运动路线是一条线段,如图3∵M点的起始位置是BC的中点M1,终点位置是AF的中点M2ABDCP图3FEMABDCP图3FEM1M2∵tan∠PBC=EQ\F(PC,PB)=2,PB=eq\r(,5),∴PC=2eq\r(,5)∴M1M2=eq\r(,5)即线段EF的中点经过的路线长为eq\r(,5)38.菱形ABCD的边长为1,∠ADC=60°,等边△AEF两边分别交边DC、CB于点E、F.〔1〕特殊发现:如图1,假设点E、F分别是边DC、CB的中点,求证:菱形ABCD对角线AC、BD的交点O即为等边△AEF的外心;〔2〕假设点E、F始终分别在边DC、CB上移动,记等边△AEF的外心为点P.①猜测验证:如图2,猜测△AEF的外心P落在哪一直线上,并加以证明;②拓展运用:如图3,当△AEF面积最小时,过点P任作一直线分别交边DA于点M,交边DC的延长线于点N,试判断EQ\F(1,DM)+EQ\F(1,DN)是否为定值.假设是,请求出该定值;假设不是,请说明理由.图3图3AEBDFCPNM图2AEBDFCP图1图1AEBDFCO38.〔1〕证明:如图1,分别连接OE、OF图1AEBDFCO图1AEBDFCO∴AC⊥BD,BD平分∠ADC,AD=DC=BC∴∠COD=∠COB=∠AOD=90°∠ADO=EQ\F(1,2)∠ADC=EQ\F(1,2)×60°=30°又∵E、F分别为DC、CB中点∴OE=EQ\F(1,2)CD,OF=EQ\F(1,2)BC,AO=EQ\F(1,2)AD 3分∴OE=OF=OA,∴点O即为△AEF的外心 4分〔2〕①猜测:外心P一定落在直线DB上 5分图2AEBDFCPIJ证明:如图2,分别连接PE、PA,过点P分别作PI图2AEBDFCPIJ∴∠PIE=∠PJD=90°,∵∠ADC=60°∴∠IPJ=360°-∠PIE-∠PJD-∠JDI=120° 6分∵点P是等边△AEF的外心,∴∠EPA=120°,PE=PA 7分∴∠IPJ=∠EPA,∴∠IPE=∠JPA∴△PIE≌△PJA,∴PI=PJ图3AEBDFCPNMG∴点图3AEBDFCPNMG②EQ\F(1,DM)+EQ\F(1,DN)为定值2 9分当AE⊥DC时.△AEF面积最小此时点E、F分别为DC、CB中点 10分连接BD、AC交于点P,由〔1〕可得点P即为△AEF的外心解法一:如图3,设MN交BC于点G设DM=x,DN=y〔x≠0.y≠0〕,那么CN=y-1∵BC∥DA,∴△GBP≌△MDP,∴BG=DM=x∴CG=1-x 11分∵BC∥DA,∴△NCG∽△NDM 12分∴EQ\F(CN,DN)=EQ\F(CG,DM),∴EQ\F(y-1,y)=EQ\F(1-x,x)∴x+y=2xy 13分图4AEBDFCPNM∴EQ\F(1,x)+EQ\F(1,y)=2,即EQ\F(1,DM)+EQ\F(1,DN)=2 14分图4AEBDFCPNM解法二:如图4,连接PE,∵P、E分别为AC、DC的中点∴PE=EQ\F(1,2)DA=EQ\F(1,2),PE∥DA 11分∴△NEP∽△NDM,∴EQ\F(NE,ND)=EQ\F(EP,DM) 12分设DM=x,DN=y,那么NE=y-EQ\F(1,2)∴EQ\F(y-EQ\F(1,2),y)=EQ\F(EQ\F(1,2),x) 13分∴xy-EQ\F(1,2)x=EQ\F(1,2)y∴EQ\F(1,x)+EQ\F(1,y)=2,即EQ\F(1,DM)+EQ\F(1,DN)=2 14分图5AEBDFCPNMIJ解法三:如图5,过点P作PI⊥DC于I,PJ⊥DA于J,那么PI=PJ=EQ\F(eq\r(,3图5AEBDFCPNMIJ∵S△DNP+S△DMP=S△DMN 11分∴EQ\F(1,2)·DN·PI+EQ\F(1,2)·DM·PJ=EQ\F(1,2)·DM·DN·sin60° 12分∴EQ\F(1,2)·DN·EQ\F(eq\r(,3),4)+EQ\F(1,2)·DM·EQ\F(eq\r(,3),4)=EQ\F(1,2)·DM·DN·EQ\F(eq\r(,3),2)∴DN+DM=2DM·DN 13分∴EQ\F(1,DM)+EQ\F(1,DN)=2 14分解法四:如图6,以点D为坐标一定,DA所在直线为x轴,建立平面直角坐标系图6AEBDFCPN图6AEBDFCPNMxy可求得点P的坐标为〔EQ\F(3,4),EQ\F(eq\r(,3),4)〕,∴EQ\F(3,4)k+b=EQ\F(eq\r(,3),4)∴b=EQ\F(eq\r(,3),4)-EQ\F(3,4)k∴直线MN的解析式为y=kx+EQ\F(eq\r(,3),4)-EQ\F(3,4)k 11分求得直线DN的解析式为y=eq\r(,3)x令y=kx+EQ\F(eq\r(,3),4)-EQ\F(3,4)k=0,那么x=EQ\F(EQ\F(3,4)k-EQ\F(eq\r(,3),4),k),即DM=EQ\F(EQ\F(3,4)k-EQ\F(eq\r(,3),4),k) 13分∴EQ\F(1,DM)+EQ\F(1,DN)=EQ\F(k,EQ\F(3,4)k-EQ\F(eq\r(,3),4))+EQ\F(k-eq\r(,3),EQ\F(3,2)k-EQ\F(eq\r(,3),2))=EQ\F(3k-eq\r(,3),EQ\F(1,2)(3k-eq\r(,3)))=2 14分49.正方形ABCD,点P是对角线AC所在直线上的动点,点E在DC边所在直线上,且始终保持PE=PD.〔1〕如图1,当点P在对角线AC上时,请你通过测量、观察,猜测PE与PB有怎样的关系?〔直接写出结论不必证明〕;〔2〕如图2,当点P运动到CA的延长线上时,〔1〕中猜测的结论是否成立?如果成立,请给出证明;如果不成立,请说明理由;〔3〕如图3,当点P运动到CA的反向延长线上时,请你利用图3画出满足条件的图形,并判断此时PE与PB有怎样的关系?〔直接写出结论不必证明〕AABPDCE图2ABABPDC图3ABPDCE图149.解:〔1〕①PE=PB,②PE⊥PB 2分〔2〕〔1〕中的结论成立ABPDCEABPDCEMFN∴CD=CB,∠ACD=∠ACB 3分又PC=PC,∴△PDC≌△PBC 4分∴PD=PB 5分∵PE=PD,∴PE=PB 6分②法一:由①,得△PDC≌△PBC∴∠PDC=∠PBC 7分又PE=PD,∴∠PDE=∠PED 8分∴∠PDE+∠PDC=∠PEC+∠PBC=180°∴∠EPB=360°-(∠PEC+∠PBC+∠DCB)=90° 9分∴PE⊥PB 10分法二:作PM∥BC交CD的延长线于点M,作PN∥DC交CB的延长线于点N那么四边形PMCN为平行四边形又∠MCN=90°,∴四边形PMCN为矩形∵∠MCA=∠NCA=45°,∴四边形PMCN为正方形∴PM=PN,∠MPN=90° 8分又由①,得PE=PB∴Rt△PEM≌Rt△PBN 9分∴∠EPM=∠BPN∴∠EPB=∠EPM+∠MPB=∠BPN+∠MPB=∠MPN=90°∴PE⊥PB 10分法三:作PM⊥DC交CD的延长线于点M,作PN⊥BC交CB的延长线于点N∵∠MCN=90°,∴四边形PMCN为矩形又∠MCA=∠NCA=45°,∴四边形PMCN为正方形∴PM=PN,∠MPN=90° 8分又由①,得PE=PB∴Rt△PEM≌Rt△PBN 9分∴∠EPM=∠BPN∴∠EPB=∠EPM+∠MPB=∠BPN+∠MPB=∠MPN=90°∴PE⊥PB 10分法四:作PM⊥DC交CD的延长线于点M,延长BA交PM于点F,易得四边形FMCB为矩形,∴∠BFM=90°∴∠MPB+∠PBF=90°∵PE=PD,AD∥MP,∴∠EPM=∠DPM=∠PDA由①,得△PDA≌△PBA,∴∠PBF=∠PDA=∠EPM∴∠EPB=∠EPM+∠MPB=∠PBF+∠MPB=90°∴PE⊥PB 10分法五:作PM⊥DC交CD的延长线于点M,那么PM∥BC∴∠MPB+∠PBC=180°∵∠ABC=90°,∴∠MPB+∠PBA=90°∵PE=PD,AD∥PM,∴∠EPM=∠DPM=∠PDAABEDCP由①,得△PDA≌△PBA,∴∠PBA=ABEDCP∴∠EPB=∠EPM+∠MPB=∠PBA+∠MPB=90°∴PE⊥PB 10分〔3〕正确画出图形 12分结论:①PE=PB,②PE⊥PB 14分50.菱形ABCD的边长为5,∠DAB=60°.将菱形ABCD绕点A逆时针旋转得到菱形AEFG,设∠EAB=α,且0°<α<90°,连接DG、BE、CE、CF.〔1〕如图1,求证:△AGD≌△AEB;〔2〕当α=60°时,在图2中画出图形并求出线段CF的长;〔3〕假设∠CEF=90°,在图3中画出图形并求出△CEF的面积.ABDABDC图3ABDC图2ABFDCE图1ABFDCE图1G50.解:〔ABFDCE图1G∴AG=AE=AB=AD,∠GAD=∠EAB=α∴△ADG≌△ABE 3分〔2〕解法一:如图2,当α=60°时,AE与AD重合 4分作DH⊥CF于H.由可得∠CDF=120°,DF=DC=5∴∠CDH=EQ\F(1,2)∠CDF=60°,CH=EQ\F(1,2)CF在Rt△CDH中,∵CH=DC·sin60°=5×eq\f(\r(3),2)=eq\f(5\r(3),2) 6分∴CF=2CH=5eq\r(3) 7分解法二:如图2,当α=60°时,AE与AD重合 4分ABFDCO图2G(E)HABFDCO图2G(E)H由题意,知AF=AC,∠FAC=60°∴△ACF是等边三角形,∴CF=AC由,∠DAO=EQ\F(1,2)∠BAD=30°,AC⊥BD∴AO=AD·cos30°=eq\f(5\r(3),2) 6分∴AC=2AO=5eq\r(3)∴CF=5eq\r(3) 7分〔3〕如图3,当∠CEF=90°时,延长CE交AG于点M,连接AC 8分ABFDCE图ABFDCE图3GM∴∠GME=∠CEF=90°∴∠AME=90° 9分在Rt△AME中,AE=5,∠MAE=60°∴AM=AE·cos60°=EQ\F(5,2),EM=AE·sin60°=eq\f(5\r(3),2)在Rt△AMC中,易求AC=5eq\r(3)∴MC=eq\r(,AC2-AM2)=eq\r(,52-42)=eq\f(5\r(11),2)∴EC=MC-ME=eq\f(5\r(11),2)-eq\f(5\r(3),2)=EQ\F(5,2)(eq\r(,11)-eq\r(3)) 11分∴S△CEF=EQ\F(1,2)EC·EF=EQ\F(25,4)(eq\r(,11)-eq\r(3)) 12分52.探究问题:〔1〕方法感悟:如图①,在正方形ABCD中,点E,F分别为DC,BC边上的点,且满足∠EAF=45°,连接EF,求证DE+BF=EF.感悟解题方法,并完成以下填空:将△ADE绕点A顺时针旋转90°得到△ABG,此时AB与AD重合,由旋转可得:AB=AD,BG=DE,∠1=∠2,∠ABG=∠D=90°∴∠ABG+∠ABF=90°+90°=180°因此,点G,B,F在同一条直线上∵∠EAF=45°,∴∠2+∠3=∠BAD-∠EAF=90°-45°=45°∵∠1=∠2,∴∠1+∠3=45°即∠GAF=∠_________.又AG=AE,AF=AF,∴△GAF≌_________.∴_________=EF,故DE+BF=EF.〔2〕方法迁移:如图②,将Rt△ABC沿斜边AC翻折得到△ADC,点E,F分别为DC,BC边上的点,且∠EAF=EQ\F(1,2)∠DAB.试猜测DE,BF,EF之间有何数量关系,并证明你的猜测.〔3〕问题拓展:如图③,在四边形ABCD中,AB=AD,E,F分别为DC,BC上的点,满足∠EAF=EQ\F(1,2)∠DAB,试猜测当∠B与∠D满足什么关系时,可使得DE+BF=EF.请直接写出你的猜测〔不必说明理由〕.CFBCFBADE图②CFBADE图③CFBGADE123图①52.解:〔1〕∠FAE△EAFGF 3分〔每空1分〕〔2〕DE+BF=EF 4分CFBADE图②G证明:将△ADECFBADE图②G那么∠BAG=∠DAE,AG=AE,∠ABG=∠D=90°∴∠ABG+∠ABF=180°∴点G、B、F在同一直线上 5分∵∠GAB+∠BAF=∠DAE+∠BAF=EQ\F(1,2)∠BAD=∠FAE∴∠GAF=∠EAF 6分在△AGF和△AEF中AG=AE,∠GAF=∠EAF,AF=AF∴△AGF≌△AEF 7分∴GF=EF,∴GB+BF=EF∴DE+BF=EF 8分〔2〕∠B+∠D=180°〔填∠B=∠D=90°给1分〕 10分55.〔1〕如图①,在正方形ABCD中,△AEF的顶点E,F分别在BC,CD边上,高AG与正方形的边长相等,求∠EAF的度数;〔2〕如图②,在Rt△ABD中,∠EAF=90°,AB=AD,点M,N是BD边上的任意两点,且∠MAN=45°,将△ABM绕点A逆时针旋转90°至△ADH位置,连接NH,试判断MN,ND,DH之间的数量关系,并说明理由.〔3〕在图①中,连接BD分别交AE,AF于点M,N,假设EG=4,GF=6,BM=3eq\r(,2),求AG,MN的长.CCFBADEG图①HHBADMN图②HBADMN图②55.解:〔1〕在Rt△ABE和Rt△AGE中,HBADMN图②∴△ABE≌△AGE,∴∠BAE=∠GAE 1分同理,∠GAF=∠DAF∴∠EAF=EQ\F(1,2)∠BAD=45° 2分〔2〕MN2=ND2+DH2 3分理由如下:CFBADEG图①MN∵∠BAD=90°,∠MAN=45°CFBADEG图①MN∵∠BAM=∠DAH,∴∠HAN=∠DAH+∠DAN=45°∴∠HAN=∠MAN又∵AM=AH,AN=AN,∴△AMN≌△AHN∴MN=HN 5分∵∠BAD=90°,AB=AD,∴∠ABD=∠ADB=45°∴∠HDN=∠HDA+∠ADB=90°∴HN2=ND2+DH2∴MN2=ND2+DH2 6分〔3〕由〔1〕知,BE=EG,DF=FG设AG=x,那么CE=x-4,CF=x-6∵CE2+CF2=EF2,∴(x-4)2+(x-6)2=(4+6)2解得x1=12,x2=-2〔舍去〕∴AG=12 8分∴BD=eq\r(,AB2+AD2)=eq\r(,2AG2)=12eq\r(,2)在〔2〕中,MN2=ND2+DH2,DH=BM∴MN2=ND2+BM2 9分设MN=a,那么a2=(12eq\r(,2)-3eq\r(,2)-a)2+(3eq\r(,2))2解得a=5eq\r(,2),即MN=5eq\r(,2) 10分71.如图,将边长为a的正方形纸片ABCD沿EF折叠〔点E、F分别在边AB、DC上〕,使点B落在AD边上的点G处,点C落在点H处,GH与DC交于点M,连接BG与EF交于点N.ABEFCCDMCGCHCNK〔1〕求证:①BGABEFCCDMCGCHCNK〔2〕当四边形AEFD的面积最大时,求AG的长.71.〔1〕①证明:过F作FK⊥AB于K,由题意知BG⊥EF于N∴∠GBA=∠EFK又AB=KF,∠A=∠EKF=90°,∴△ABG≌△KFE∴BG=EF 2分ABEFCCDMCGCHCNK②设AG=x,在Rt△AEG中,AEABEFCCDMCGCHCNK∴AE2+x2=(a-AE)2,得AE=EQ\F(a2-x2,2a)∵∠MGE=90°,∴Rt△DGM∽Rt△AEG设△DGM和△AEG的周长分别为C△DGM、C△AEG那么EQ\F(C△DGM,C△AEG)=EQ\F(DG,AE),即EQ\F(C△DGM,a+x)=EQ\F(a-x,EQ\F(a2-x2,2a))∴C△DGM=2a故△DGM的周长为定值 6分〔2〕解:设AG=x,在Rt△AEG中,GE2=AE2+AG2即(a-AE)2=AE2+x2,解得AE=EQ\F(a2-x2,2a)在正方形ABCD中,KF=BC=AB,EKF=∠A=90°∴△KFE≌△ABG,∴EK=AG=x,AK=AE+EK=AE+AG=EQ\F(a2-x2,2a)+xS梯形AEFD=EQ\F(1,2)(AE+DF)·AD=EQ\F(1,2)(AE+AK)·AD=EQ\F(1,2)(EQ\F(a2-x2,2a)+EQ\F(a2-x2,2a)+x)·a=-EQ\F(1,2)(x-EQ\F(1,2)a)2+EQ\F(5,8)a2〔0<x<a〕当x=EQ\F(1,2)a,即AG的长为EQ\F(1,2)a时,四边形AEFD的面积最大,为EQ\F(5,8)a2 10分75.正方形ABCD中,点M、N分别在CB、DC的延长线上,且MN=DN-BM,连接AM、AN.〔1〕如图1,求证:∠MAN=45°;〔2〕如图2,过D作DP⊥AN交AM于点P,连接PC、求证:PA+PC=eq\r(,2)PD;〔3〕在〔2〕的条件下,假设AB=1,C为DN的中点,如图3,求PC的长.MACMACBND图3PMACBND图1MACBND图2P75.〔1〕证明:如图1,在DN上截取DE=BM,连接AEMACBND图1E∵∠ABM=∠D=90°,MACBND图1E∴△ABM≌△ADE∴AM=AE,∠BAM=∠DAE∴∠MAN=∠BAM+∠BAN=∠DAE+∠BAN又∵MN=DN-BM,EN=DN-DE∴MN=EN又∵AN=AN,∴△AMN≌△AENMACBND图2MACBND图2PF又∵∠DAE+∠BAN+∠EAN=90°∴∠MAN+∠EAN=90°∴∠MAN=45° 3分〔2〕证明:如图2,过D作FD⊥DP交PA的延长线于点F∵DP⊥AN,∠MAN=45°,∴∠APD=45°∴△DPF为等腰直角三角形∴PF=PA+FA=eq\r(,2)PD,FD=PD又∵∠ADF=∠CDP=90°-∠ADP,AD=CD∴△ADF≌△CDP,∴FA=PC∴PA+PC=eq\r(,2)PD 7分MACBND图3PMACBND图3PG∵DP⊥AN,∠MAN=45°∴△AGP为等腰直角三角形∴PA=eq\r(,2)PG,又∵PA+PC=eq\r(,2)PD,∴PC=eq\r(,2)(PD-PG)=eq\r(,2)DG∵AB=BC=CD=DA=1,C为DN的中点∴DN=2,∴AN=eq\r(,DA2+DN2)=eq\r(,5)∵sin∠N=eq\f(DG,DN)=eq\f(DA,AN),∴DG=eq\f(DA·DN,AN)=eq\f(2eq\r(,5),5)∴PC=eq\r(,2)×eq\f(2eq\r(,5),5)=eq\f(2eq\r(,10),5) 10分77.:在四边形ABCD中,AD∥BC,∠BAC=∠D,点E、F分别在BC、CD上,且∠AEF=∠ACD.〔1〕如图1,假设AB=BC=AC,求证:AE=EF;〔2〕如图2,假设AB=BC,〔1〕中的结论是否仍然成立?证明你的结论;EDCBAF图3〔3〕如图3,假设AB=kBC,〔1〕中的结论是否仍然成立?假设成立,请EDCBAF图3EDEDCBAF图1EDCBAF图2EDCBAF图1OG77.〔1〕证明:如图1,过E作EG∥AB交ACEDCBAF图1OG那么∠BAC+∠AGE=180°,∠BAC=∠EGC∵AB=BC=AC,∴∠BAC=∠B=∠ACB=60°∴∠EGC=∠ACB=∠B=60°∴EG=EC∵AD∥BC,∴∠FCE=180°-∠B=120°EDCBAF图2OG又∠AGE=180°-∠BACEDCBAF图2OG∵∠AOE=∠FOC,∠AEF=∠ACD,∴∠EAG=∠EFC∴△AEG≌△FEC∴AE=EF 3分〔2〕仍然成立 4分证明:如图2,过E作EG∥AB交AC于G,设AC、EF相交于O那么∠BAC+∠AGE=180°,∠BAC=∠EGC∵AB=BC,∴∠BAC=∠ACB∴∠EGC=∠ACB,∴EG=EC∵AD∥BC,∴∠D+∠FCE=180°∵∠BAC=∠D,∴∠AGE=∠FCE∵∠AOE=∠FOC,∠AEF=∠ACD,∴∠EAG=∠EFC∴△AEG≌△FEC∴AE=EF 7分〔3〕不成立,此时AE=kEF 8分证明:如图3,过E作EG∥AB交AC于G,设AC、EF相交于OEDCBAF图3OG同〔2〕可得∠AGE=EDCBAF图3OG∴△AEG∽△FEC∴AE:EF=EG:EC∵EG∥AB,∴△GEC∽△ABC∴EG:EC=AB:BC=k∴AE:EF=k∴AE=kEF 10分20.如图1,⊙O中AB是直径,C是⊙O上一点,∠ABC=45°,等腰直角三角形DCE中∠DCE是直角,点D在线段AC上.〔1〕证明:B、C、E三点共线;〔2〕假设M是线段BE的中点,N是线段AD的中点,证明:MN=eq\r(,2)OM;图2ABOCD1E1M1N1图1ABOCDEMN〔3〕将△DCE绕点C逆时针

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