内容正文:
模型4:角平分线模型
图示
特点
OP 平分∠MON,PA⊥OM 于点A,PB⊥ON于点B
结论
PA=PB,OA=OB,∠APO=∠BPO,∠OAP=∠OBP
1. 找模型
遇到图形中含角平分线,考虑用角平分线模型
2. 用模型
直接用角平分线性质,或构造等腰三角形、全等三角形解决相关问题
结论:PA=PB,OA=OB,∠APO=∠BPO,∠OAP=∠OBP
证明:∵OP 平分∠MON,
∴∠AOP=∠BOP,
在△AOP和△BOP中,
∴△AOP≌△BOP(AAS),
∴PA=PB,OA=OB,∠APO=∠BPO,∠OAP=∠OBP.
拓展方向:角平分线常用到的辅助线作法
类型
利用角平分线作对称
角平分线的中垂线
角平分线+平行线构造等腰三角形
图示
特点
OP 平分∠MON,A为OM上一点
OP平分∠MON,AP⊥OP
OP 平分∠MON
辅助线作法
在 ON 上 截取OB=OA,连接PB
延长 AP 交 ON于点 B
过点 P作PQ∥ON交OM于点Q
结论
PA=PB,
∠APO=∠BPO
PA=PB,
OA=OB
OQ=PQ,
∠QOP=∠QPO
满分技法
1. 角平分线的性质:①角平分线平分角;②角平分线上的点到角两边的距离相等;
2. 常见辅助线作法,构造等腰或全等三角形
例 模型构造 在△ABC中,BD平分∠ABC.(1)如图①,若∠C=2∠A,BC=16,CD=8,则线段AB的长角平分线+角度关系为 ;
思路点拨:已知角平分线+角度关系,作对称,构造全等三角形,将线段AB用已知线段表示求解
(2)如图②,过点C作CE⊥BD于点E,∠ABC=66°,∠BCD=角平分线+垂线产生全等80°,则∠DCE的度数为 ;
思路点拨:已知角平分线+垂线,延长垂线,构造全等三角形,应用全等三角形的性质和等腰三角形的性质进行角度转换求解.
(3)如图③,过点D作DE∥BC交AB于点E,∠A=50°,∠ADE=角平分线+平行线产生等腰三角形70°,若BE=2,则线段BD的长为 .
思路点拨:已知角平分线+平行线构造等腰三角形,结合等腰三角形性质及锐角三
角函数求线段的长。
针对训练
1. 如图,在四边形ABCD中,∠A=90°,AD=6,BC=10,对角线BD平分∠ABC,则S△BCD=( )
A. 10 B. 15 C. 30 D. 40
2. 如图,在△ABC中,AB=AC=8,∠ABC=30°,AD 是△ABC 的高,AE 平分∠BAD,过点 D作 DF∥AB交AE的延长线于点 F,则 DF的长是 ( )
A. 2 B. 4 C. 6 D. 8
3. 模型叠加 如图,在Rt△ABC中,∠A=90°,AB=AC,BD 平分∠ABC,过点 C 作 CE⊥BD交BD的延长线于点E,若CE=4,则BD的长为 ( )
A. 4 B. 8 C. 10 D. 12
4. ( 创新题型-回归教材)如图是人教版八年级上册数学教材第48页的部分内容.从思考中告诉了我们一种作已知角的平分线的方法.
已知:∠AOB.
求作:∠AOB的平分线.
作法:(1)以点 O 为圆心,适当长为半径画弧,交 OA于点 M,交 OB于点 N;(2)分别以点M,N为圆心,大 ₂M的长为半径画弧,两弧在∠AOB 的内部相交于点 C;
(3)画射线 OC,射线 OC 即为所求,如图①.
猜想角的平分线性质:角平分线上的点到角两边的距离相等.
已知:如图②,∠AOC=∠BOC,点 P 在OC 上,PD⊥OA,PE⊥OB,垂足分别为D,E.
求证:PD=PE.
请写出完整的证明过程.
(1)完成上述证明过程;
(2)性质应用:如图,△ABC 的周长是 12,BO,CO 分别平分∠ABC和∠ACB,OD⊥BC于点 D,若 OD=3,求△ABC的面积.
课后练习
1.已知:中,为的中点,平分于,连结,若,求的长.
2.(23-24八年级上·辽宁抚顺·阶段练习)如图,已知平分,点E,D分别为垂足,.求证:.
3.(23-24八年级上·辽宁葫芦岛·阶段练习)如图,,,为垂足,,为垂足,,相交于点,连接,求证:
(1);
(2) 平分.
4.(22-23八年级上·河南新乡·阶段练习)如图,平分,为上一点,,,垂足分别为,,连接,与交于点.
(1)求证:;
(2)若,求的长.
5.(23-24八年级下·重庆开州·阶段练习)已知:如图,中,为上一点,连接交于点,交于.
(1)使用尺规完成基本作图:作的角平分线交于点,交于点.(保留作图痕迹,不写作法,不下结论)
(2)求证:.
证明:,
①_________,
平分,
,
②_________,
,
,
③_________,
④_________,
又,
在和中
⑤_________,
.
6.(2019九年级·全国·专题练习)如图,在中,,平分,交于,于,求证:.
7.已知:等腰直角三角形ABC中,∠ACB=90°;AC=BC;∠1=∠3;BE⊥AD.
求证:BE=AD.
8、(2024八年级·全国·专题练习)如图,是的角平分线,,则 .
9、(2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测)如图,在中,平分,为高,的面积为6,,则的长为 .
10、(23-24八年级·江苏苏州·阶段练习)如图在中,D为中点,,,交于F,,, 则的长为 .
11、(23-24八年级·陕西咸阳·期中)如图,在四边形中,点是的中点,平分.求证:.
12、(23-24八年级·河北邢台·阶段练习)如图,在中,点D在边上,,的平分线交于点E,过点E作,垂足为F,且,连接.
(1)求证:平分;
(2)若,,,且,求的面积.
13、(23-24七年级下·山西太原·期末)如图,和的平分线交于点E,过点E作于点于点G.
(1)试说明:.
(2)猜想之间的数量关系,并说明理由.
14、(2024·重庆·三模)如图,四边形中,平分,于点E,,则的长为 .
15、(21-22八年级上·江苏南京·期中)如图,△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,CD平分∠ACB,BE⊥CD,垂足E在CD的延长线上.求证:BE=CD.
16、(23-24八年级下·江西吉安·期末)如图,是的角平分线,,垂足为,若,,则的度数为( )
A. B. C. D.
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模型4:角平分线模型
图示
特点
OP 平分∠MON,PA⊥OM 于点A,PB⊥ON于点B
结论
PA=PB,OA=OB,∠APO=∠BPO,∠OAP=∠OBP
1. 找模型
遇到图形中含角平分线,考虑用角平分线模型
2. 用模型
直接用角平分线性质,或构造等腰三角形、全等三角形解决相关问题
结论:PA=PB,OA=OB,∠APO=∠BPO,∠OAP=∠OBP
证明:∵OP 平分∠MON,
∴∠AOP=∠BOP,
在△AOP和△BOP中,
∴△AOP≌△BOP(AAS),
∴PA=PB,OA=OB,∠APO=∠BPO,∠OAP=∠OBP.
拓展方向:角平分线常用到的辅助线作法
类型
利用角平分线作对称
角平分线的中垂线
角平分线+平行线构造等腰三角形
图示
特点
OP 平分∠MON,A为OM上一点
OP平分∠MON,AP⊥OP
OP 平分∠MON
辅助线作法
在 ON 上 截取OB=OA,连接PB
延长 AP 交 ON于点 B
过点 P作PQ∥ON交OM于点Q
结论
PA=PB,
∠APO=∠BPO
PA=PB,
OA=OB
OQ=PQ,
∠QOP=∠QPO
满分技法
1. 角平分线的性质:①角平分线平分角;②角平分线上的点到角两边的距离相等;
2. 常见辅助线作法,构造等腰或全等三角形
例 模型构造 在△ABC中,BD平分∠ABC.(1)如图①,若∠C=2∠A,BC=16,CD=8,则线段AB的长角平分线+角度关系为 ;
思路点拨:已知角平分线+角度关系,作对称,构造全等三角形,将线段AB用已知线段表示求解
(2)如图②,过点C作CE⊥BD于点E,∠ABC=66°,∠BCD=角平分线+垂线产生全等80°,则∠DCE的度数为 ;
思路点拨:已知角平分线+垂线,延长垂线,构造全等三角形,应用全等三角形的性质和等腰三角形的性质进行角度转换求解.
(3)如图③,过点D作DE∥BC交AB于点E,∠A=50°,∠ADE=角平分线+平行线产生等腰三角形70°,若BE=2,则线段BD的长为 .
思路点拨:已知角平分线+平行线构造等腰三角形,结合等腰三角形性质及锐角三
角函数求线段的长。
(1)24 【解析】如解图①,在 AB 边上截取BF=BC,连接 DF,∵ BD 是∠ABC 的平分线,∴∠ABD=∠CBD,在△BDF和△BDC中,
∴∠C=∠BFD,∵ ∠C=2∠A,∴∠BFD=2∠A.∴∠A=∠FDA,∴AF=FD=CD(等腰三角形两腰相等),∴AB=BF+AF=BC+CD=16+8=24.
(2)23° 【解析】∵ BD 平分∠ABC,∴∠ABD=∠CBD,∵ CE⊥BD,∴ 如解图②,延长CE 交AB 于点 F,在△BFE 和△BCE中,
能够随LOGE,MONE,CONE,△ABE≌△ABC(△AD).
∴BF=BC,∠BFE=∠BCE,∵∠ABC=66°,
∵∠BCD=80°,∴∠DCE=80°-57°=23°.
(3)2 【解析】∵BD平分∠ABC,∴∠ABD=∠CBD,∵ DE ∥BC,∴ ∠EDB = ∠CBD,∴∠ABD=∠EDB,∴EB=ED,又∵∠A=50°,∠ADE= 70°,∴ ∠AED= 60°,又∵ ∠AED =∠EBD+∠EDB,∴∠EBD=30°.如解图③,过点 E 作EF⊥BD 于点 F,在 Rt△BEF中,
针对训练
1. 如图,在四边形ABCD中,∠A=90°,AD=6,BC=10,对角线BD平分∠ABC,则S△BCD=( )
A. 10 B. 15 C. 30 D. 40
1. C 【解析】如解图,过点 D 作DE⊥BC 于点E,∵BD平分∠ABC,DE⊥BC,∠A=90°,∴DE=
2. 如图,在△ABC中,AB=AC=8,∠ABC=30°,AD 是△ABC 的高,AE 平分∠BAD,过点 D作 DF∥AB交AE的延长线于点 F,则 DF的长是 ( )
A. 2 B. 4 C. 6 D. 8
2. B 【解析】∵ △ABC 是等腰三角形,AD⊥BC,∴ ∠BAD =∠CAD (“三线合一”性质),∵∠ABC = 30°,∴ ∠BAD = 60°,∠ADB =90°,∵ AE 是∠BAD 的平分线,∴ ∠DAE =∠BAE=30°,∵ DF∥AB,∴∠F =∠BAE =
30°,∴∠DAF=∠F=30°,∴AD=DF,∵AB=
3. 模型叠加 如图,在Rt△ABC中,∠A=90°,AB=AC,BD 平分∠ABC,过点 C 作 CE⊥BD交BD的延长线于点E,若CE=4,则BD的长为 ( )
A. 4 B. 8 C. 10 D. 12
3. B 【解析】如解图,延长CE,BA交于点 F,∵CE⊥BD 交BD 的延长线于点 E,∠BAC=90°,∴ ∠BAD =∠CED,∴ ∠ABD =∠ACF(“8字”模型),又∵AB=AC,∠BAD=∠CAF=90°,∴△ABD≌△ACF(ASA),∴BD=CF,∵BD平分∠ABC,∴∠CBE=∠FBE,∵BE=BE,∠BEC=∠BEF=90°,∴△BCE≌△BFE(ASA),∴CE=EF,∴BD=CF=2CE,∵ CE=4,∴BD=8.
4. ( 创新题型-回归教材)如图是人教版八年级上册数学教材第48页的部分内容.从思考中告诉了我们一种作已知角的平分线的方法.
已知:∠AOB.
求作:∠AOB的平分线.
作法:(1)以点 O 为圆心,适当长为半径画弧,交 OA于点 M,交 OB于点 N;(2)分别以点M,N为圆心,大 ₂M的长为半径画弧,两弧在∠AOB 的内部相交于点 C;
(3)画射线 OC,射线 OC 即为所求,如图①.
猜想角的平分线性质:角平分线上的点到角两边的距离相等.
已知:如图②,∠AOC=∠BOC,点 P 在OC 上,PD⊥OA,PE⊥OB,垂足分别为D,E.
求证:PD=PE.
请写出完整的证明过程.
(1)完成上述证明过程;
(2)性质应用:如图,△ABC 的周长是 12,BO,CO 分别平分∠ABC和∠ACB,OD⊥BC于点 D,若 OD=3,求△ABC的面积.
4. (1)证明:∵PD⊥OA,PE⊥OB,∴∠PEO=∠PDO=90°,在△OEP和△ODP 中,
∴△OEP≌△ODP(AAS),
∴PE=PD;
(2)解:如解图,过点O 分别作 OE⊥AB 于点E,OF⊥AC于点F,
∵ BO,CO分别平分∠ABC 和∠ACB,
∴EO=DO,FO=DO,
∵OD=3,
∴EO=FO=3,
∵△ABC 的周长是 12,
∴AB+BC+AC=12,
课后练习
1.已知:中,为的中点,平分于,连结,若,求的长.
1.
【分析】延长CG交AB于点E. 根据等腰三角形的判定与性质得CG=EG,AE=AC,再根据三角形中位线的性质得出DG=BE=(AB-AC),从而得出的长.
【详解】解:延长CG交AB于点E.
AG平分,于,
,,
,
∵ ,为的中点,
.
故答案为.
【点拨】本题考查 等腰三角形的判定与性质,三角形中位线定理,根据题意作出辅助线,利用三角形中位线定理求解是解题的关键.
2.(23-24八年级上·辽宁抚顺·阶段练习)如图,已知平分,点E,D分别为垂足,.求证:.
2.详见解析
【分析】本题考查了全等三角形的判定和性质,角平分线的性质,利用角平分线的性质得到,然后证明,从而得到,能根据角平分线上的点到角的两边的距离相等解答是解此题的关键.
【详解】∵平分,
∴,
在和中,
,
∴,
∴.
3.(23-24八年级上·辽宁葫芦岛·阶段练习)如图,,,为垂足,,为垂足,,相交于点,连接,求证:
(1);
(2) 平分.
3.(1)详见解析
(2)详见解析
【分析】本题考查全等三角形的判定和性质,角平分线的判定定理
(1)根据垂直的定义和全等三角形的判定证明即可;
(2)根据角平分线的判定定理证明即可.
【详解】(1)证明:,,
,
在和中,
,
,
;
(2)证明:,,,
平分.
4.(22-23八年级上·河南新乡·阶段练习)如图,平分,为上一点,,,垂足分别为,,连接,与交于点.
(1)求证:;
(2)若,求的长.
4.(1)见解析
(2)
【分析】本题主要考查了全等三角形的判定与性质,角平分线的性质,在应用全等三角形的判定时,要注意三角形间的公共边和公共角,必要时添加适当辅助线构造三角形.
(1)依据,,可得,,即可根据得到;
(2)依据可得,再依据,,可利用证明,即可得到,进而得出.
【详解】(1)证明:,,平分,
,,
在和中,
,
;
(2)解:由(1)知,
,
又,
在和中,
,
,
,
,
,
.
5.(23-24八年级下·重庆开州·阶段练习)已知:如图,中,为上一点,连接交于点,交于.
(1)使用尺规完成基本作图:作的角平分线交于点,交于点.(保留作图痕迹,不写作法,不下结论)
(2)求证:.
证明:,
①_________,
平分,
,
②_________,
,
,
③_________,
④_________,
又,
在和中
⑤_________,
.
5.(1)见详解
(2)①③④⑤
【分析】本题考查了作图复杂作图:解决此类题目的关键是熟悉基本几何图形的性质,结合几何图形的基本性质把复杂作图拆解成基本作图,逐步操作.也考查了全等三角形的判定与性质和等腰直角三角形的性质.
(1)利用基本作图作的平分线即可;
(2)先利用等腰直角三角的性质得到,再根据角平分线的性质得到,则,接着根据等角的余角相等得到,于是可判断,从而得到.
【详解】(1)解:如图,为所作;
(2)求证:.
证明:,
平分,
,
,
,
又,
在和中
,
.
故答案为:①③④⑤
6.(2019九年级·全国·专题练习)如图,在中,,平分,交于,于,求证:.
6.详见解析
【分析】延长BD至N,使DN=BD,易得AD垂直平分BN,继而证得AE=EN,则可证得结论.
【详解】延长BD至N,使DN=BD,连接AN.
∵AD⊥BE,
∴AD垂直平分BN,
∴AB=AN,
∴∠N=∠ABN,
又∵BE平分∠ABC,∠ABC=2∠C,
∴∠ABN=∠NBC=∠C,
∴∠NBC=∠C,
∴AN∥BC,
∴∠C=∠NAC,
∴∠NAC=∠N,
∴AE=EN,
∵BE=EC,
∴AC=BN=2BD.
【点拨】本题考查了等腰三角形的性质与判定、线段垂直平分线的性质以及平行线的判定与性质.注意掌握辅助线的作法,注意数形结合思想的应用.
7.已知:等腰直角三角形ABC中,∠ACB=90°;AC=BC;∠1=∠3;BE⊥AD.
求证:BE=AD.
7.见解析.
【分析】延长AC、BE交于F,首先由ASA证明△AEF≌△AEB,得到BE=BF,然后再次通过ASA证明△ACD≌△BCF,得到AD=BF,问题得解.
【详解】证明:延长AC、BE交于F,
∵∠1=∠3,BE⊥AE,
在△AEF和△AEB中,,
∴△AEF≌△AEB(ASA),
∴FE=BE,
∴BE=BF,
∵∠ACD=∠BED=90°,∠ADC=∠BDE,
∴∠1=∠2,
在△ACD和△BCF中,,
∴△ACD≌△BCF(ASA),
∴AD=BF,
∴BE=AD.
【点拨】本题主要考查了全等三角形的判定和性质,正确作出辅助线,两次证明全等是解题关键,也考查学生的推理能力,题目比较好,有一定的难度.
8、(2024八年级·全国·专题练习)如图,是的角平分线,,则 .
【答案】6
【分析】本题考查了角平分线的性质定理,三角形的面积,掌握“角平分线上的点到角两边的距离相等”是解题的关键.
作于点,于点,根据角平分线的性质可得,利用三角形的面积公式可得,代入数据计算即可.
【详解】解:过点作于点,于点,如图所示,
∵是的角平分线,,,
∴,
∴,
又∵,
∴,即,
解得:.
故答案为:.
9、(2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测)如图,在中,平分,为高,的面积为6,,则的长为 .
【答案】3
【分析】本题主要考查了角平分线的性质,全等三角形的判定和性质,解题的关键是正确画出辅助线,构造全等三角形.
延长,过点A作于点F,易得,则,进而推出,,则,通过证明,得出,结合三角形的面积公式,即可解答.
【详解】解:延长,过点A作于点F,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵平分,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∵, ,
∴,
∴,
∵的面积为6,
∴,
解得:,
故答案为:3.
10、(23-24八年级·江苏苏州·阶段练习)如图在中,D为中点,,,交于F,,, 则的长为 .
【答案】
【分析】本题考查了线段垂直平分线的性质定理,全等三角形的判定及性质,角平分线的性质定理等;连接,过点E作交的延长线于点G,由线段垂直平分线的性质得 ,由角平分线的性质得,由得由全等三角形的性质得,同理可得,即可求解;掌握相关的判定方法及性质,能根据题意作出恰当的辅助线,构建全等三角形是解题的关键.
【详解】解:如图,连接,过点E作交的延长线于点G,
为中点,,
,
,
,
,
,,
,
在和中,
,
(),
,
同理可得:,
,
,
,
解得:,
,
故答案:.
11、(23-24八年级·陕西咸阳·期中)如图,在四边形中,点是的中点,平分.求证:.
【答案】见解析
【分析】本题主要考查角平分线的性质,全等三角形的判定和性质,掌握全等三角形的判定和性质是解题的关键.
如图所示,作于点,根据角平分线的性质可得,根据中点的性质可得,再根据全等三角形的判定可得,,由此可得,,由此即可求解.
【详解】证明:如图所示,作于点,则,
∵,
∴,
∵平分,
∴,
∵点是的中点,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∵,且,
∴.
12、(23-24八年级·河北邢台·阶段练习)如图,在中,点D在边上,,的平分线交于点E,过点E作,垂足为F,且,连接.
(1)求证:平分;
(2)若,,,且,求的面积.
【答案】(1)证明见解析
(2)的面积为9.
【分析】本题主要考查了角平分线的判定与性质,三角形内角和定理,三角形的高.熟练掌握:角平分线上的点到角的两边距离相等,到角两边距离相等的点在角的平分线上是解题的关键.
(1)过点E作于G,于H,先通过计算得出,根据角平分线的判定与性质得,则,由到角两边距离相等的点在角的平分线上结论得证;
(2)设,则,根据,即:,求得,,根据,计算求解即可.
【详解】(1)证明:如图,过点E作于G,于H,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴为的平分线,
又,
∴,
∵是的平分线,
∴,
∴,
∴点E在的平分线上,
∴平分;
(2)设,则,
∵,
∴,
∵,,
∴,
解得,,
∵,
∴,
∴的面积为9.
13、(23-24七年级下·山西太原·期末)如图,和的平分线交于点E,过点E作于点于点G.
(1)试说明:.
(2)猜想之间的数量关系,并说明理由.
【答案】(1)证明见解析;(2),理由见解析.
【分析】本题考查了角平分线的性质,全等三角形的判定与性质,掌握相关知识是解题的关键.
(1)过点作,交于点,根据角平分线的性质可得,即可求证;
(2)先证明,得到,同理可得:,即可求解.
(1)证明:过点作,交于点,如图:
∵平分,,,
∴,
∵平分,,,
∴,
∴;
(2)解:,理由如下:
∵平分,,,
∴,,
∴,
∵ ,
∴,
∴,
同理可得:,
∵,
∴.
14、(2024·重庆·三模)如图,四边形中,平分,于点E,,则的长为 .
【答案】
【分析】此题考查了角平分线的性质、全等三角形的判定和性质等知识,过点C作交的延长线于点F,证明,则,证明,则,得到,即可得到的长.
解:过点C作交的延长线于点F,
∵平分,于点E,于F,
∴,
∵
∴,
∴,
∵,
∴
∴,
∴,
∴
∴,
故答案为:
15、(21-22八年级上·江苏南京·期中)如图,△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,CD平分∠ACB,BE⊥CD,垂足E在CD的延长线上.求证:BE=CD.
【答案】见解析
【分析】分别延长BE、CA交于点F,首先结合题意推出△CFE≌△CBE,从而得到BE=EF=BF,然后证明△BFA≌△CDA,得到BF=CD,即可得出结论.
证明:分别延长BE、CA交于点F,
∵BE⊥CD,
∴∠BEC=∠FEC=90°.
∵CD平分∠ACB,
∴∠FCE=∠BCE.
在△CFE与△CBE中,
∵∠BEC=∠FEC,∠FCE=∠BCE,CE=CE,
∴△CFE≌△CBE,
∴BE=EF=BF.
在△CFE与△CAD中,
∵∠F+∠FCE=∠ADC+∠ACD= 90°,
∴∠F=∠ADC.
在△BFA与△CDA中,
∵∠F=∠ADC,∠BAC=∠FAB,AB=AC,
∴△BFA≌△CDA,
∴BF=CD.
∴BE=CD.
【点拨】本题考查全等三角形的判定与性质,理解角平分线的基本定义,熟练运用角平分线的性质构造辅助线,并且准确判定全等三角形是解题关键.
16、(23-24八年级下·江西吉安·期末)如图,是的角平分线,,垂足为,若,,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查三角形内角和定理,角平分线的定义,全等三角形的判定与性质等知识,解题的关键是熟练掌握全等三角形的判定与性质.
根据,求出,,从而求得,再根据三角形全等证明即可.
解:,,
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平分,
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,,
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故选:B.
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