内容正文:
第十三章 轴对称(B卷·培优卷)
考试时间:120分钟,满分:120分
一、选择题:共10题,每题3分,共30分。
1.(本题3分)下列图形中是轴对称图形的是( )
A. B. C. D.
2.(本题3分)若等腰三角形的顶角为,则它的一个底角的度数为( )
A. B. C. D.
3.(本题3分)在中国传统戏剧《白蛇传》中,许仙与白蛇在西湖断桥之上以一把红色油纸伞为媒,演绎了一段千古奇缘.如图,油纸伞是我国传统工艺品之一,伞圈D沿着伞柄滑动时,伞骨的点固定不动,且满足,伞柄平分,当点D在滑动的过程中,下列说法错误的是( )
A. B.平分
C.线段垂直平分线段 D.
4.(本题3分)如图,是的角平分线,交于E,若,则( ).
A.8 B.11 C.10 D.9
5.(本题3分)如图,在中,,边的垂直平分线交于,点在上,连接,,,则的周长为( )
A.6 B.4 C.3 D.12
6.(本题3分)如图,中,若,,根据图中尺规作图的痕迹推断,以下结论错误的是( )
A. B. C. D.
7.(本题3分)下列命题中,是真命题的有( )个
①等腰三角形是轴对称图形,它的对称轴为底边上的高;②角、线段是轴对称图形;
③成轴对称的两个图形一定全等;④全等的两个图形一定是轴对称的;
⑤角的对称轴是这个角的平分线;⑥一个轴对称图形的对称轴可能不止一条.
A.2 B.3 C.4 D.5
8.(本题3分)我们知道光的反射是一种常见的物理现象.如图,某 V 型路口放置如图所示的两个平面镜,,两个平面镜所成的夹角为,位于点 D 处的甲同学在平面镜 中看到位于点A处的乙同学的像,其中光的路径为入射光线 经过平面镜反射后,又沿射向平面镜,在点 C 处再次反射,反射光线为,已知入射光线,反射光线 ,则等于( )
A. B. C. D.
9.(本题3分)如图,在中,,平分,若P、Q分别是和上的动点,则的最小值是( )
A.1.2 B.2.4 C.4.8 D.9.6
10.(本题3分)如图,在中,、分别是高、角平分线,为线段上的一个动点(不与、重合),与交于点,给出下列四个说法:
①若点为线段的中点,则;
②若等于,则等于;
③当时,;
④当时,,其中正确的说法的个数是( )
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
二、填空题:共6题,每题3分,共18分。
11.(本题3分)若和点.关于轴对称,则 .
12.(本题3分)如图,在△ABC中,AB=AC,D、E分别为AB、AC上的点,∠BDE、∠CED的平分线分别交BC于点F、G,EG∥AB.若∠BGE=110°,则∠BDF的度数为
13.(本题3分)如图,等边△AOB,且OA=OC,∠CAB=20°,则∠ABC的大小是 .
14.(本题3分)如图,在△ABC中,AB=AC,AD是BC边上的高,点E、F是AD的三等分点,若△ABC的面积为12,则图中△BEF的面积为 .
15.(本题3分)如图,在四边形中,,,,面积为18,的垂直平分线分别交,于点,,若点和点分别是线段和边上的动点,则的最小值为 .
16.(本题3分)如图,在锐角中,点O为和的角平分线交点,过点O作一条直线l,交线段,分别于点N,点M.点B关于直线l的对称点为,连接,,分别交线段于点E,点F.连接,.若,那么的度数为 (用含有m的代数式表示).
三、解答题:共9题,共72分,其中第17~18题每小题4分,第19~20题每小题6分,第21题8分,第22~23题每小题10分,第24~25题每小题12分。
17.(本题4分)如图所示,在中,,分别是和的平分线,两点在上,且,,求的周长.
18.(本题4分)如图,在△ABC中,AB=AC,AD⊥BC,∠BAD=40°,AD=AE,求∠CDE的度数.
19.
(本题6分)已知在等腰中,,D是边上的一点,连接,若和都是等腰三角形,求的度数.
20.(本题6分)如图,在等腰△ABC中,AB=AC,点D在BC上,且AD=AE.
(1)若∠BAC=90°,∠BAD=30°,求∠EDC的度数?
(2)猜想∠EDC与∠BAD的数量关系?(不必证明)
21.(本题8分)如图,在的正方形网格中,每个小正方形的边长都为1,网格中有一个格点(即三角形的顶点都在格子上)
(1)在图中作出关于直线l对称的(A与,B与,C与对应);
(2)在直线l对上找一个点P,使最短;
(3)在(1)问的结果下,连接,,求四边形的面积.
22.(本题10分)如图所示,以△ABC的两边AB、AC为边向外作等边△ABD和等边△ACE,DC、BE相交于点O.
(1)求证:DC=BE;
(2)求∠BOC的度数;
(3)当∠BAC的度数发生变化时,∠BOC的度数是否变化?若不变化,请求出∠BOC的度数;若发生变化,请说明理由.
23.(本题10分)如图,∠BAD=∠CAE=90°,AB=AD,AE=AC,AF⊥CB,垂足为F.
(1)求证:△ABC≌△ADE;
(2)求∠FAE的度数;
(3)求证:CD=2BF+DE.
24.(本题12分)在中,的平分线交边于点D.
(1)如图1,求证:为等腰三角形;
(2)如图2,若的平分线交边于点E,在上截取,连接,求证:;
(3)如图3,若外角的平分线交延长线于点E,请你探究(2)中的结论是否仍然成立?若不成立,请写出正确的结论,并说明理由.
25.(本题12分)已知点C为线段AB上一点,分别以AC、BC为边在线段AB同侧作△ACD和△BCE,且CA=CD,CB=CE,∠ACD=∠BCE,直线AE与BD交于点F,
(1)如图1,若∠ACD=60°,则∠AFB= ;如图2,若∠ACD=90°,则∠AFB= ;如图3,若∠ACD=120°,则∠AFB= ;
(2)如图4,若∠ACD=α,则∠AFB= (用含α的式子表示);
(3)将图4中的△ACD绕点C顺时针旋转任意角度(交点F至少在BD、AE中的一条线段上),变成如图5所示的情形,若∠ACD=α,则∠AFB与α的有何数量关系?并给予证明.
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第十三章 轴对称(B卷·培优卷)
考试时间:120分钟,满分:120分
一、选择题:共10题,每题3分,共30分。
1.(本题3分)下列图形中是轴对称图形的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】此题主要考查了轴对称图形的概念.轴对称图形的关键是寻找对称轴,折叠后对称轴两旁的图形重合.
根据轴对称图形的意义:如果一个平面图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,这个图形就叫做轴对称图形,这条直线叫做对称轴.据此判断即可.
【详解】解:A、该图形不是轴对称图形,故此选项不合题意;
B、该图形是轴对称图形,故此选项符合题意;
C、该图形不是轴对称图形,故此选项不合题意;
D、该图形不是轴对称图形,故此选项不合题意.
故选:B.
2.(本题3分)若等腰三角形的顶角为,则它的一个底角的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查等腰三角形的性质和三角形内角和定理,根据等腰三角形的两底角相等即可求解.
【详解】解:等腰三角形的顶角为,
则它的一个底角的度数为,
故选:B.
3.(本题3分)在中国传统戏剧《白蛇传》中,许仙与白蛇在西湖断桥之上以一把红色油纸伞为媒,演绎了一段千古奇缘.如图,油纸伞是我国传统工艺品之一,伞圈D沿着伞柄滑动时,伞骨的点固定不动,且满足,伞柄平分,当点D在滑动的过程中,下列说法错误的是( )
A. B.平分
C.线段垂直平分线段 D.
【答案】D
【分析】本题主要考查了三角形全等的判定和性质,线段垂直平分线的判定,先证明,得出,,,根据,,得出点A、D在线段的垂直平分线,证明线段垂直平分线段.
【详解】解:∵平分,
∴,
∵,,
∴,
∴,,,
∴平分,
∵,,
∴点A、D在线段的垂直平分线,
∴线段垂直平分线段,
无法证明,故D符合题意,不符合题意.
故选:D.
4.(本题3分)如图,是的角平分线,交于E,若,则( ).
A.8 B.11 C.10 D.9
【答案】A
【分析】根据是的角平分线,可得∠DCB=∠DCE,,由,可得∠DCB=∠EDC,可求CE=DE=3cm即可.
【详解】解:∵是的角平分线,
∴∠DCB=∠DCE,
∵,
∴∠DCB=∠EDC,
∴∠EDC=∠DCE,
∴CE=DE=3cm,
∴AC=AE+CE=5+3=8cm.
故选择A.
【点睛】本题考查角平分线定义,平行线性质,等腰三角形判定与性质,线段的和差计算,掌握角平分线定义,平行线性质,等腰三角形判定与性质,线段的和差计算是解题关键.
5.(本题3分)如图,在中,,边的垂直平分线交于,点在上,连接,,,则的周长为( )
A.6 B.4 C.3 D.12
【答案】A
【分析】本题考查了垂直平分线的性质、等角对等边,正确掌握相关性质内容是解题的关键.先根据,得出,结合垂直平分线的性质,得出,即可作答.
【详解】解:∵
∴
∵边的垂直平分线交于
∴
∵的周长
∴的周长
故选:A
6.(本题3分)如图,中,若,,根据图中尺规作图的痕迹推断,以下结论错误的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据线段的垂直平分线的性质,角平分线的定义,三角形外角的性质,直角三角形的性质判断即可.
【详解】∵,,
∴∠B=180°-∠BAC-∠ACB=30°,
A.由作图可知,平分,
∴,
故选项A正确,不符合题意;
B.由作图可知,MQ是BC的垂直平分线,
∴,
∵,∴,
故选项B正确,不符合题意;
C.∵,,∴,
∵,∴,
故选项C正确,不符合题意;
D.∵,,
∴;
故选项D错误,符合题意.
故选:D.
【点睛】本题考查了线段的垂直平分线的性质,角平分线的定义,三角形外角的性质,直角三角形的性质等知识,解题的关键是读懂图象信息.
7.(本题3分)下列命题中,是真命题的有( )个
①等腰三角形是轴对称图形,它的对称轴为底边上的高;②角、线段是轴对称图形;
③成轴对称的两个图形一定全等;④全等的两个图形一定是轴对称的;
⑤角的对称轴是这个角的平分线;⑥一个轴对称图形的对称轴可能不止一条.
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【分析】根据轴对称图形的性质逐一分析,把一个图形沿着某一条直线折叠,如果它能够与另一个图形完全重合,称这两个图形成轴对称,这条直线叫做对称轴.
【详解】解:①等腰三角形是轴对称图形,它的对称轴为底边上的高所在的直线,①是假命题;
②角、线段是轴对称图形,是真命题;
③成轴对称的两个图形一定全等,是真命题;
④全等的两个图形一定是轴对称的,是假命题;
⑤角的对称轴是这个角的平分线所在的直线,⑤是假命题;
⑥一个轴对称图形的对称轴可能不止一条,是真命题,
即是真命题的有②③⑥
故选:B.
【点睛】本题考查真假命题,涉及轴对称图形的性质,是基础考点,掌握相关知识是解题关键.
8.(本题3分)我们知道光的反射是一种常见的物理现象.如图,某 V 型路口放置如图所示的两个平面镜,,两个平面镜所成的夹角为,位于点 D 处的甲同学在平面镜 中看到位于点A处的乙同学的像,其中光的路径为入射光线 经过平面镜反射后,又沿射向平面镜,在点 C 处再次反射,反射光线为,已知入射光线,反射光线 ,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了光的反射定律,平行线的性质,三角形的内角和定理,熟练掌握以上知识点是解题的关键.由光的反射定律以及平行线的性质,推出,再结合三角形内角和,推出的度数.
【详解】如图所示,由光的反射定律,可以知道,
,
,
故选:C .
9.(本题3分)如图,在中,,平分,若P、Q分别是和上的动点,则的最小值是( )
A.1.2 B.2.4 C.4.8 D.9.6
【答案】C
【分析】本题考查了轴对称的性质、垂线段最短等知识,熟练掌握轴对称的性质是解题关键.作点关于的对称点,连接,则,从而可得,先根据两点之间线段最短可得当点共线时,的值最小,最小值为,再根据轴对称的性质可得点在边上,然后根据垂线段最短可得当时,的值最小,最后利用三角形的面积公式求解即可得.
【详解】解:如图,作点关于的对称点,连接,
由轴对称的性质得:,
∴,
由两点之间线段最短可知,当点共线时,的值最小,最小值为,
∵平分,
∴点在边上,
由垂线段最短可知,当时,的值最小,
则此时,即,
解得,
即的最小值是,
故选:C.
10.(本题3分)如图,在中,、分别是高、角平分线,为线段上的一个动点(不与、重合),与交于点,给出下列四个说法:
①若点为线段的中点,则;
②若等于,则等于;
③当时,;
④当时,,其中正确的说法的个数是( )
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
【答案】B
【分析】由中线可知,进而可判断①的正误;由、分别是高、角平分线,可得,,当时,,由,可知此时无法求解,进而可判断②的正误;由题意知,,,由,可得,即是的平分线,由题意知,,进而可判断③的正误;如图,记的交点为,则,即,由是角平分线,可证是等腰三角形,则,,进而可判断④的正误.
【详解】解:由题意知,当点为线段的中点,,①正确,故符合要求;
∵、分别是高、角平分线,
∴,,
当时,,
∴,此时无法求解,②错误,故不符合要求;
由题意知,,,
∵,
∴,即,
∴是的平分线,
由题意知,,
∴,③正确,故符合要求;
如图,记的交点为,
∵,,,
∴,即,
∵是角平分线,
∴是等腰三角形,
∴,
∴,④正确,故符合要求;
故选:B.
【点睛】本题考查了中线与面积,角平分线,三角形内角和定理,三角形外角的性质,等腰三角形的判定与性质等知识.熟练掌握中线与面积,角平分线,三角形内角和定理,三角形外角的性质,等腰三角形的判定与性质是解题的关键.
二、填空题:共6题,每题3分,共18分。
11.(本题3分)若和点.关于轴对称,则 .
【答案】-1
【分析】根据关于x轴对称的点的坐标特点,列方程解答即可.
【详解】解:∵点和点关于轴对称,
∴,
解得:,
∴;
故答案为:.
【点睛】本题考查的是关于x轴对称的两点的坐标特点,即横坐标相等,纵坐标不等.解题的关键是掌握关于x轴对称的点坐标.
12.(本题3分)如图,在△ABC中,AB=AC,D、E分别为AB、AC上的点,∠BDE、∠CED的平分线分别交BC于点F、G,EG∥AB.若∠BGE=110°,则∠BDF的度数为
【答案】70°
【详解】分析:根据等腰三角形的性质与三角形外角的性质可得出∠B、∠C的度数,再利用平行线的性质和角平分线的定义得出结论.
详解:∵AB=AC,∴∠B=∠C, ∵EG∥AB, ∴∠B+∠BGE=180°, ∠B=∠CGE,∵∠B+∠C+∠A=180°, ∴∠BGE=∠C+∠A=110°, ∴∠B=∠C=∠CGE =70°, ∴∠A=40°, ∠CEG=40°, ∵EG平分∠CED, ∴∠CED=∠DEG, ∵EG∥AB, ∴∠DEG=∠EDA=40°, ∴∠BDE=180°-40°=140°, ∵DF平分∠BDE, ∴∠BDF=∠BDE=70°.故答案为70°.
点睛:本题考查了等腰三角形的性质、三角形外角的性质、平行线的性质及角平分线的性质,解答本题的关键是利用等腰三角形及三角形外角的性质求出∠B=∠C=40°.
13.(本题3分)如图,等边△AOB,且OA=OC,∠CAB=20°,则∠ABC的大小是 .
【答案】130°.
【分析】由等腰三角形的性质可求∠ACO=60°﹣,由外角性质可求∠BOC=40°,即可求解.
【详解】∵△AOB是等边三角形,
∴∠OAB=∠OBA=∠AOB=60°,OA=OB=AB,
∵OA=OC,
∴∠ACO=∠OAC===60°﹣,
∵∠CAB+∠OBA=∠COB+∠ACO,
∴20°+60°=∠COB+60°﹣,
∴∠BOC=40°,
∵OC=OA=OB,
∴∠OBC=70°,
∴∠ABC=∠ABO+∠OBC=130°,
故答案为:130°.
【点睛】本题考查等腰三角形的性质、等边三角形的性质和外角的性质,解题的关键是掌握等腰三角形的性质、等边三角形的性质和外角的性质.
14.(本题3分)如图,在△ABC中,AB=AC,AD是BC边上的高,点E、F是AD的三等分点,若△ABC的面积为12,则图中△BEF的面积为 .
【答案】2
【分析】根据等腰三角形三线合一的性质可求出△ABD的面积,再根据点E、F是AD的三等分点,可得△BEF的面积为△ABD的面积的,依此即可求解.
【详解】解:∵在△ABC中,AB=AC,AD是BC边上的高,S△ABC=12,
∴S△ABD=6,
∵点E、F是AD的三等分点,
∴S△BEF=S△ABD=2.
故答案为2.
【点睛】本题考查了等腰三角形的性质,根据等腰三角形三线合一的性质求出△ABD的面积是正确解答本题的关键.
15.(本题3分)如图,在四边形中,,,,面积为18,的垂直平分线分别交,于点,,若点和点分别是线段和边上的动点,则的最小值为 .
【答案】6
【分析】连接AQ,过点D作于H.利用三角形的面积公式求出DH,由题意得: ,求出AQ的最小值,AQ最小值是与DH相等,也就是时,根据面积公式求出DH的长度即可得到结论.
【详解】解:连接AQ,过点D作于H.
∵面积为18,BC=6,
∴,
∴,
∵MN垂直平分线段AB,
∴,
∴,
∴当AQ的值最小时,的值最小,
根据垂线段最短可知,当时,AQ的值最小,
∵,
∴AQ=DH=6,
∴的最小值为6.
故答案为:6.
【点睛】本题考查轴对称最短问题,平行线的性质,三角形的面积,线段的垂直平分线的性质等知识,把最短问题转化为垂线段最短是解题关键.
16.(本题3分)如图,在锐角中,点O为和的角平分线交点,过点O作一条直线l,交线段,分别于点N,点M.点B关于直线l的对称点为,连接,,分别交线段于点E,点F.连接,.若,那么的度数为 (用含有m的代数式表示).
【答案】
【分析】此题考查了角平分线的性质定理,全等三角形的性质和判定,轴对称性质等知识,
过点O作,,,,,根据角平分线的性质定理得到,然后证明出,得到,,然后求出,然后根据对称的性质得到,进而求解即可.
【详解】如图所示,过点O作,,,,
∵点O为和的角平分线交点,
∴
∵点B关于直线l的对称点为,
∴平分,平分
∴,
∴
∵,
∴
∴
同理可得,
∴
∵点B关于直线l的对称点为,
∴
∵
∴
∴.
故答案为:.
三、解答题:共9题,共72分,其中第17~18题每小题4分,第19~20题每小题6分,第21题8分,第22~23题每小题10分,第24~25题每小题12分。
17.(本题4分)如图所示,在中,,分别是和的平分线,两点在上,且,,求的周长.
【答案】
【分析】本题考查了角平分线的定义,平行线的性质,由是的平分线,得到,由得到,进而得到,即,同理得到,即可得到的周长,解题的关键是将的周长转化为边的长.
【详解】解:∵是的平分线,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
同理可得,
∴的周长为.
18.(本题4分)如图,在△ABC中,AB=AC,AD⊥BC,∠BAD=40°,AD=AE,求∠CDE的度数.
【答案】20°
【详解】试题分析:根据等腰三角形三线合一性质可得到AD同时还是顶角的角平分线和底边的高线,从而可求得∠CAD与∠ADC的度数,再根据AD=AE,利用三角形内角和定理可求得∠ADE的度数,从而不难求解.
试题解析:解:∵AB=AC,AD⊥BC
∴∠CAD=∠BAD=40°,∠ADC=90°
又∵AD="AE"
∴∠ADE==70°
∴∠CDE=90°—70°=20°
考点:等腰三角形的性质,三角形内角和
19.(本题6分)已知在等腰中,,D是边上的一点,连接,若和都是等腰三角形,求的度数.
【答案】或
【分析】设,分;,;,三种情况,利用等腰三角形的性质、外角性质及三角形内角和列方程求出的值即可得答案.
【详解】①如图所示,当时符合题意,
设,
∵,
∴.
∵,
∴,,
∴,
∴,即.
②如图所示,当,时符合题意.
设,
∵,
∴,
∵,
∴.
∴.
∵,
∴.
在中,,
∴,
解得:,即.
③当,时符合题意,
同②可得:
综上所述,或.
【点睛】本题考查等腰三角形的性质、三角形外角性质、三角形内角和定理及及一元一次方程,分情况讨论,正确画出图形,得到各种情况里所求的角的关系是解题关键.
20.(本题6分)如图,在等腰△ABC中,AB=AC,点D在BC上,且AD=AE.
(1)若∠BAC=90°,∠BAD=30°,求∠EDC的度数?
(2)猜想∠EDC与∠BAD的数量关系?(不必证明)
【答案】(1)15°(2)
【分析】(1)根据等腰三角形性质求出∠B的度数,根据三角形的外角性质求出∠ADC,求出∠DAC,根据等腰三角形性质求出∠ADE即可;
(2)根据(1)的结论猜出即可.
【详解】(1)∵
∴
∴
∵
∵AD=AE,
∴
∴
答:∠EDC的度数是15°.
(2)∠EDC与∠BAD的数量关系是.
【点睛】考查等腰三角形的性质,三角形内角和定理,三角形的外角性质,比较基础,难度不大.
21.(本题8分)如图,在的正方形网格中,每个小正方形的边长都为1,网格中有一个格点(即三角形的顶点都在格子上)
(1)在图中作出关于直线l对称的(A与,B与,C与对应);
(2)在直线l对上找一个点P,使最短;
(3)在(1)问的结果下,连接,,求四边形的面积.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)12
【分析】本题考查轴对称作图,利用成轴对称的性质求解:
(1)根据成轴对称的性质,作图即可;
(2)利用成轴对称的性质求解即可.
(3)根据梯形面积公式求解即可;
【详解】(1)解:如图,是关于直线l的对称图形.
(2)解:如图,点P就是求作的点;
,此时最小.
(3)解:由图可知,四边形是等腰梯形,,,高,
∴.
22.(本题10分)如图所示,以△ABC的两边AB、AC为边向外作等边△ABD和等边△ACE,DC、BE相交于点O.
(1)求证:DC=BE;
(2)求∠BOC的度数;
(3)当∠BAC的度数发生变化时,∠BOC的度数是否变化?若不变化,请求出∠BOC的度数;若发生变化,请说明理由.
【答案】(1)证明见解析; (2)∠BOC=120°;(3)当∠BAC的度数发生变化时,∠BOC的度数不变.∠BOC=120°.
【分析】(1)易证∠DAB=∠EAC=60°,AD=AB,AE=AC,即可求得∠DAC=∠BAE,即可证明△DAC≌△BAE;
(2)根据(1)中结论可得∠ADC=∠ABE,即可求得∠ODB+∠OBD=∠ADB+∠ABD,根据三角形外角性质即可解题;
(3)由(2)可得∠ODB+∠OBD=∠ADB+∠ABD,因此可以判定∠BOC和∠BAC大小无关.
【详解】(1)证明:∵△ADB和△AEC都是等边三角形,
∴∠DAB=∠EAC=60°,AD=AB,AE=AC,
∴∠DAC=∠BAE,
在△DAC和△BAE中,
,
∴△DAC≌△BAE(SAS);
∴DC=BE
(2)解:∵△DAC≌△BAE,
∴∠ADC=∠ABE,
∴∠ODB+∠OBD=∠ADB-∠ADC+∠ABD+∠ABE=∠ADB+∠ABD=120°,
∴∠BOC=∠ODB+∠OBD=120°,
(3)解:∵由(2)可得∠ODB+∠OBD=∠ADB+∠ABD,
∴∠BOC和∠BAC大小无关.
【点睛】本题考查了全等三角形的判定,考查了全等三角形对应角相等的性质,本题中求证△DAC≌△BAE是解题的关键.
23.(本题10分)如图,∠BAD=∠CAE=90°,AB=AD,AE=AC,AF⊥CB,垂足为F.
(1)求证:△ABC≌△ADE;
(2)求∠FAE的度数;
(3)求证:CD=2BF+DE.
【答案】(1)见解析;
(2);
(3)见解析
【分析】(1)先根据等角的余角相等证得,再根据全等三角形的判定证明即可;
(2)根据等腰直角三角形的性质和全等三角形的性质求得,再根据直角三角形的两锐角互余求得即可求解;
(3)延长BF到G,使得,根据全等三角形的判定与性质证明,得到即可证得结论.
【详解】(1)证明:∵,
∴,,
∴,
在△BAC和△DAE中,
∵,
∴;
(2)解:∵,,
∴,
由(1)知,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴;
(3)证明:延长BF到G,使得,
∵,
∴,
在△AFB和△AFG中,
∴,
∴,
∴,,
∵,
∴,,,
∴,,
∴,
∵,
∴在△CGA和△CDA中,
,
∴,
∴,
∵,
∴.
【点睛】本题考查全等三角形的判定与性质、等角的余角相等、等腰三角形的性质、直角三角形的性质、线段的和差等知识,熟练掌握全等三角形的判定与性质,添加辅助线构造全等三角形求解线段问题是解答的关键.
24.(本题12分)在中,的平分线交边于点D.
(1)如图1,求证:为等腰三角形;
(2)如图2,若的平分线交边于点E,在上截取,连接,求证:;
(3)如图3,若外角的平分线交延长线于点E,请你探究(2)中的结论是否仍然成立?若不成立,请写出正确的结论,并说明理由.
【答案】(1)证明见详解
(2)证明见详解
(3)探究(2)中的结论不成立,正确结论:,理由见详解
【分析】(1)先根据三角形内角和得:,由角平分线及已知角可得,即可证明为等腰三角形;
(2)由(1)证的条件还有已知条件可以证明即可得到,,即可得结论;
(3)通过已知条件,推出线段关系,即,,然后即可得以证明.
【详解】(1)证明:在中,,
.
平分,
,
,
即,
为等腰三角形
(2)证明:由(1)得:为等腰三角形,
,
.
平分,
,
又,
,
,
.
,
,
(3)解:探究(2)中的结论不成立,正确结论:,理由是:
如图3,在上截取,连接,
,
,
.
平分,
,
,
.
,
,
.
【点睛】本题考查了角平分线的定义、全等三角形的判定方法和等腰三角形的定义及性质,解题关键是掌握等腰三角形的定义和性质运用,根据“等边对等角”计算角度.
25.(本题12分)已知点C为线段AB上一点,分别以AC、BC为边在线段AB同侧作△ACD和△BCE,且CA=CD,CB=CE,∠ACD=∠BCE,直线AE与BD交于点F,
(1)如图1,若∠ACD=60°,则∠AFB= ;如图2,若∠ACD=90°,则∠AFB= ;如图3,若∠ACD=120°,则∠AFB= ;
(2)如图4,若∠ACD=α,则∠AFB= (用含α的式子表示);
(3)将图4中的△ACD绕点C顺时针旋转任意角度(交点F至少在BD、AE中的一条线段上),变成如图5所示的情形,若∠ACD=α,则∠AFB与α的有何数量关系?并给予证明.
【答案】(1)120°,90°,60°;(2)180°﹣α;(3)∠AFB=180°﹣α,证明详见解析.
【分析】(1)如图1,证明△ACE≌△DCB,根据全等三角形的性质可得∠EAC=∠BDC,再根据∠AFB是△ADF的外角求出其度数即可;如图2,证明△ACE≌△DCB,得出∠AEC=∠DBC,又有∠FDE=∠CDB,进而得出∠AFB=90°;如图3,证明△ACE≌△DCB,得出∠EAC=∠BDC,又有∠BDC+∠FBA=180°-∠DCB得到∠FAB+∠FBA=120°,进而求出∠AFB=60°;(2)由∠ACD=∠BCE得到∠ACE=∠DCB,再由三角形的内角和定理得∠CAE=∠CDB,从而得出∠DFA=∠ACD,得到结论∠AFB=180°-α;(3)由∠ACD=∠BCE得到∠ACE=∠DCB,通过证明△ACE≌△DCB得∠CBD=∠CEA,由三角形内角和定理得到结论∠AFB=180°-α.
【详解】解:(1)如图1,CA=CD,∠ACD=60°,
所以△ACD是等边三角形.
∵CB=CE,∠ACD=∠BCE=60°,
所以△ECB是等边三角形.
∵AC=DC,∠ACE=∠ACD+∠DCE,∠BCD=∠BCE+∠DCE,
又∵∠ACD=∠BCE,
∴∠ACE=∠BCD.
∵AC=DC,CE=BC,
∴△ACE≌△DCB.
∴∠EAC=∠BDC.
∠AFB是△ADF的外角.
∴∠AFB=∠ADF+∠FAD=∠ADC+∠CDB+∠FAD=∠ADC+∠EAC+∠FAD=∠ADC+∠DAC=120°.
如图2,∵AC=CD,∠ACE=∠DCB=90°,EC=CB,
∴△ACE≌△DCB.
∴∠AEC=∠DBC,
又∵∠FDE=∠CDB,∠DCB=90°,
∴∠EFD=90°.
∴∠AFB=90°.
如图3,∵∠ACD=∠BCE,
∴∠ACD﹣∠DCE=∠BCE﹣∠DCE.
∴∠ACE=∠DCB.
又∵CA=CD,CE=CB,
∴△ACE≌△DCB.
∴∠EAC=∠BDC.
∵∠BDC+∠FBA=180°﹣∠DCB=180°﹣(180﹣∠ACD)=120°,
∴∠FAB+∠FBA=120°.
∴∠AFB=60°.
故填120°,90°,60°.
(2)∵∠ACD=∠BCE,
∴∠ACD+∠DCE=∠BCE+∠DCE.
∴∠ACE=∠DCB.
∴∠CAE=∠CDB.
∴∠DFA=∠ACD.
∴∠AFB=180°﹣∠DFA=180°﹣∠ACD=180°﹣α.
(3)∠AFB=180°﹣α;
证明:∵∠ACD=∠BCE=α,则∠ACD+∠DCE=∠BCE+∠DCE,
即∠ACE=∠DCB.
在△ACE和△DCB中 ,
则△ACE≌△DCB(SAS).
则∠CBD=∠CEA,由三角形内角和知∠EFB=∠ECB=α.
∠AFB=180°﹣∠EFB=180°﹣α.
【点睛】本题考查了全等三角形的性质和判定、三角形的外角性质及三角形的内角和定理,熟练运用三角形全等的判定方法证明三角形全等,利用全等三角形的性质解决问题是解决这类题目的基本思路.
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