内容正文:
2024-2025学年度第一学期开学阶段性检测九年级数学试题
一、选择题(每小题3分,共30分)
1. 若二次根式在实数范围内有意义,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
2. 下列正确的是( )
A. B.
C. D.
3. 如图,在 中,点D,E分别是 , 边的中点,点F在 的延长线上.添加一个条件,使得四边形为平行四边形,则这个条件可以是( )
A. B. C. D.
4. 计算的结果是( )
A. B. 1 C. D. 3
5. 《九章算术》是中国古代重要的数学著作,该著作中给出了勾股数 , , 的计算公式:,,,其中 , , 是互质的奇数.下列四组勾股数中,不能由该勾股数计算公式直接得出的是( )
A. 3,4,5 B. 5,12,13 C. 6,8,10 D. 7,24,25
6. 如图,四边形OABC为矩形,点A,C分别在x轴和y轴上,连接AC,点B的坐标为(8,6),以A为圆心,任意长为半径画弧,分别交AC、AO于点M、N,再分别以M、N为圆心,大于MN长为半径画弧两弧交于点Q,作射线AQ交y轴于点D,则点D的坐标为( )
A. B. C. D.
7. 如图所示的是我国古代著名的“赵爽弦图”的示意图,此图是由四个全等的直角三角形拼接而成,其中,,则的值是( )
A. 128 B. 64 C. 32 D. 144
8. 如图,在四边形ABCD中,∠A=∠B=90°,AD=10cm,BC=8cm,点P从点D出发,以1cm/s的速度向点A运动,点M从点B同时出发,以相同的速度向点C运动,当其中一个动点到达端点时,两个动点同时停止运动.设点P的运动时间为t(单位:s),下列结论正确的是( )
A. 当时,四边形ABMP为矩形
B. 当时,四边形CDPM为平行四边形
C. 当时,
D. 当时,或6s
9. 如图,四边形ABCD中,AD∥BC,∠ABC+∠DCB=90°,且BC=2AD,以AB、BC、DC为边向外作正方形,其面积分别为S1、S2、S3,若S1=3,S3=9,则S2的值为( )
A. 12 B. 18 C. 24 D. 48
10. 如图,菱形 的对角线 长度为4,边长,M为菱形外一个动点,满足,N为中点,连接.则当M运动的过程中,长度的最大值为( )
A. B. C. 1 D. 2
二、填空题(每小题3分,共24分)
11. 当时,的值是______.
12. 如果一个三角形的三边分别为1,,,则其面积为______.
13. 如图,在矩形 中,对角线相交于点O,过点O作于点E,,则 的长为 ___________.
14. 已知:,,则________.
15. 如图,在平行四边形 中,点 为边上一点,,点,点 分别是中点,若,则 的长为__________.
16. 如图,四边形ABCD中,AC⊥BD于O,AB=6,BC=8,CD=10.则AD的长为_____.
17. 如图,在正方形 中,对角线 与 相交于点O,E为 上一点,,F为 的中点,若的周长为32,则的长为___________.
18. 如图,在四边形 中,, ,, ,垂足为,且.若,则线段 的长为______.
三、解答题(共66分)
19. 计算:
(1);
(2);
(3);
(4).
20. 已知a、b、c满足.
(1)求a、b、c的值.
(2)试问:以a、b、c为三边长能否构成三角形,如果能,请求出这个三角形的周长,如不能构成三角形,请说明理由.
21. 如图,在菱形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,点E是AD的中点,连接OE,过点D作DF∥AC交OE的延长线于点F,连接AF.
(1)求证:≌;
(2)判定四边形AODF的形状并说明理由.
22. 如图1,在△OAB中,∠OAB=90°,∠AOB=30°,OB=8.以OB为边,在△OAB
外作等边△OBC,D是OB的中点,连接AD并延长交OC于E.
(1)求证:四边形ABCE是平行四边形;
(2)如图2,将图1中的四边形ABCO折叠,使点C与点A重合,折痕为FG,求OG的长.
23. 【阅读学习】
小明在学习二次根式后,发现一些含根号的式子可以写成另一个式子的平方,如.善于思考的小明进行了以下探索:
设(其中 , , , 均为整数),则有.
∴,.这样小明就找到了一种把的式子化为平方式的方法.
【解决问题】
(1)当 , , , 均为正整数时,若,用含 , 的式子分别表示 , ,得:______, ______;
(2)利用(1)的结论,找一组正整数,使得成立,且的值最小.请直接写出 , , , 的值;
(3)若,且 , , 均为正整数,求 的值.
24. 我们规定:一组邻边相等且对角互补的四边形叫做完美四边形.
(1)在以下四种四边形中,一定是完美四边形的是______(请填序号);
①平行四边形 ②菱形 ③矩形 ④正方形
(2)如图1,菱形 中,,, 分别是 , 上的点,且,求证:四边形是完美四边形;
(3)如图2和如图3中,四边形 均为完美四边形, ,,连接 .
①在图2中,求证: 平分;
②在图3中,当时,直接用等式写出线段 , , 之间的数量关系.
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2024-2025学年度第一学期开学阶段性检测九年级数学试题
一、选择题(每小题3分,共30分)
1. 若二次根式在实数范围内有意义,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据二次根式的定义,令二次根式的被开方数大于或等于零即可求出结论.
【详解】 二次根式在实数范围内有意义,
,解得.
故选:A.
【点睛】本题考查二次根式的定义的理解与掌握情况.形如的式子叫作二次根式,根号下的数 叫作被开方数.正确理解只有当被开方数是非负实数时,二次根式才在实数范围内有意义是解本题的关键.
2. 下列正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】本题主要考查二次根式的计算,熟练掌握运算法则是解题的关键.根据运算法则进行计算即可.
【详解】解:,故选项A错误,不符合题意;
,故选项B正确,符合题意;
,故选项C错误,不符合题意;
,故选项D错误,不符合题意;
故选B.
3. 如图,在 中,点D,E分别是 , 边的中点,点F在 的延长线上.添加一个条件,使得四边形为平行四边形,则这个条件可以是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】利用三角形中位线定理得到DE∥AC且DE=AC,结合平行四边形的判定定理进行选择.
【详解】解:∵在△ABC中,D,E分别是AB,BC的中点,
∴DE是△ABC的中位线,
∴DE∥AC且DE=AC,
A、根据∠B=∠F不能判定CF∥AD,即不能判定四边形ADFC为平行四边形,故本选项错误.
B、根据DE=EF可以判定DF=AC,由“一组对边平行且相等的四边形是平行四边形”得到四边形ADFC为平行四边形,故本选项正确.
C、根据AC=CF不能判定AD∥DF,即不能判定四边形ADFC为平行四边形,故本选项错误.
D、根据AD=CF,FD∥AC不能判定四边形ADFC为平行四边形,故本选项错误.
故选:B.
【点睛】本题主要考查了三角形的中位线的性质和平行四边形的判定.三角形中位线定理:三角形的中位线平行于第三边,且等于第三边的一半.
4. 计算的结果是( )
A. B. 1 C. D. 3
【答案】B
【解析】
【分析】把括号内的每一项分别乘以 再合并即可.
【详解】解:
故选:B.
【点睛】本题考查的是二次根式的乘法运算,掌握“二次根式的乘法运算法则”是解本题的关键.
5. 《九章算术》是中国古代重要的数学著作,该著作中给出了勾股数 , , 的计算公式:,,,其中 , , 是互质的奇数.下列四组勾股数中,不能由该勾股数计算公式直接得出的是( )
A. 3,4,5 B. 5,12,13 C. 6,8,10 D. 7,24,25
【答案】C
【解析】
【分析】首先证明出,得到a,b是直角三角形的直角边然后由 , , 是互质的奇数逐项求解即可.
【详解】∵,
∴.
∵,
∴.
∴a,b是直角三角形的直角边,
∵ , 是互质的奇数,
∴A.,
∴当 , 时,,,,
∴3,4,5能由该勾股数计算公式直接得出;
B.,
∴当 , 时,,,,
∴5,12,13能由该勾股数计算公式直接得出;
C.,,
∵ , 是互质的奇数,
∴6,8,10不能由该勾股数计算公式直接得出;
D.,
∴当, 时,,,,
∴7,24,25能由该勾股数计算公式直接得出.
故选:C.
【点睛】本题考查了勾股数的应用,通过 , , 是互质的奇数这两个条件去求得符合题意的t的值是解决本题的关键.
6. 如图,四边形OABC为矩形,点A,C分别在x轴和y轴上,连接AC,点B的坐标为(8,6),以A为圆心,任意长为半径画弧,分别交AC、AO于点M、N,再分别以M、N为圆心,大于MN长为半径画弧两弧交于点Q,作射线AQ交y轴于点D,则点D的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】过点D作DE⊥AC于点E,由勾股定理可求AC=10,由“AAS”可证△ADO≌△ADE,可证AE=AO=8,OD=DE,可得CE=2,由勾股定理可求OD的长,即可求点D坐标.
【详解】解:如图,过点D作DE⊥AC于点E,
∵四边形OABC为矩形,点B的坐标为(8,6),
∴OA=8,OC=6
∴AC==10
由题意可得AD平分∠OAC
∴∠DAE=∠DAO,AD=AD,∠AOD=∠AED=90°
∴△ADO≌△ADE(AAS)
∴AE=AO=8,OD=DE
∴CE=2,
∵CD2=DE2+CE2,
∴(6-OD)2=4+OD2,
∴OD=
∴点D(0,)
故选B.
【点睛】本题考查了矩形的性质,坐标与图形的性质,勾股定理,全等三角形的判定和性质,证明△ADO≌△ADE是本题的关键.
7. 如图所示的是我国古代著名的“赵爽弦图”的示意图,此图是由四个全等的直角三角形拼接而成,其中,,则的值是( )
A. 128 B. 64 C. 32 D. 144
【答案】A
【解析】
【分析】13和5为两条直角边长时,求出小正方形的边长8,即可利用勾股定理得出EF2的长.
【详解】解:根据题题得:小正方形的边长等于BE-AE,
∵,,
∴小正方形的边长=13-5=8,
∴.
故选:A
【点睛】本题考查了勾股定理、正方形的性质;熟练掌握勾股定理是解决问题的关键.
8. 如图,在四边形ABCD中,∠A=∠B=90°,AD=10cm,BC=8cm,点P从点D出发,以1cm/s的速度向点A运动,点M从点B同时出发,以相同的速度向点C运动,当其中一个动点到达端点时,两个动点同时停止运动.设点P的运动时间为t(单位:s),下列结论正确的是( )
A. 当时,四边形ABMP为矩形
B. 当时,四边形CDPM为平行四边形
C. 当时,
D. 当时,或6s
【答案】D
【解析】
【分析】计算AP和BM的长,得到AP≠BM,判断选项A;计算PD和CM的长,得到PD≠CM,判断选项B;按PM=CD,且PM与CD不平行,或PM=CD,且PM∥CD分类讨论判断选项C和D.
【详解】解:由题意得PD=t,AP=AD-PD=10-t,BM=t,CM=8-t,∠A=∠B=90°,
A、当时,AP=10-t=6 cm,BM=4 cm,AP≠BM,则四边形ABMP不是矩形,该选项不符合题意;
B、当时,PD=5 cm,CM=8-5=3 cm,PD≠CM,则四边形CDPM不是平行四边形,该选项不符合题意;
作CE⊥AD于点E,则∠CEA=∠A=∠B=90°,
∴四边形ABCE是矩形,
∴BC=AE=8 cm,
∴DE=2 cm,
当PM=CD,且PM与CD不平行时,作MF⊥AD于点F,CE⊥AD于点E,
∴四边形CEFM是矩形,
∴FM=CE;
∴Rt△PFM≌Rt△DEC(HL),
∴PF=DE=2,EF=CM=8-t,
∴AP=10-4-(8-t)=10-t,
解得t=6 s;
当PM=CD,且PM∥CD时,
∴四边形CDPM是平行四边形,
∴DP=CM,
∴t=8-t,
解得t=4 s;
综上,当PM=CD时,t=4s或6s;选项C不符合题意;选项D符合题意;
故选:D.
【点睛】此题重点考查矩形的判定与性质、全等三角形的判定与性质,解题的关键是正确地作出解题所需要的辅助线,应注意分类讨论,求出所有符合条件的t的值.
9. 如图,四边形ABCD中,AD∥BC,∠ABC+∠DCB=90°,且BC=2AD,以AB、BC、DC为边向外作正方形,其面积分别为S1、S2、S3,若S1=3,S3=9,则S2的值为( )
A. 12 B. 18 C. 24 D. 48
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】解:∵S1=3,S3=9,
∴AB=,CD=3,
过A作AE∥CD交BC于E,则∠AEB=∠DCB,
∵AD∥BC,
∴四边形AECD是平行四边形,
∴CE=AD,AE=CD=3,
∵∠ABC+∠DCB=90°,
∴∠AEB+∠ABC=90°,
∴∠BAE=90°,
∴BE= =2,
∵BC=2AD,
∴BC=2BE=4,
∴S2=(4)2=48,
故选D.
【点睛】本题考查了平行四边形的判定与性质,正方形的性质,勾股定理等,正确地添加辅助线是解题的关键.
10. 如图,菱形 的对角线 长度为4,边长,M为菱形外一个动点,满足,N为中点,连接.则当M运动的过程中,长度的最大值为( )
A. B. C. 1 D. 2
【答案】A
【解析】
【分析】连接 ,交 于点 ,连接 ,易得 是的中位线,得到,取 的中点,连接,得到,得到当三点共线时,最长,进行求解即可.
【详解】解:连接 ,交 于点 ,连接 ,
∵菱形 的对角线 长度为4,边长,
∴,,,
∴,
∵N为中点,
∴,
∵,
∴,
∴,
取 的中点,连接,
则:,
∵,
∴当三点共线时,的长度最大为;
故选A.
【点睛】本题考查菱形的性质,三角形的中位线定理,勾股定理,直角三角形斜边上的中线.掌握并灵活运用相关知识点,构造三角形的中位线是解题的关键.
二、填空题(每小题3分,共24分)
11. 当时,的值是______.
【答案】
【解析】
【分析】本题考查了二次根式的化简求值,把代入计算即可求解,掌握二次根式的性质是解题的关键.
【详解】解:∵,
∴,
故答案为:.
12. 如果一个三角形的三边分别为1,,,则其面积为______.
【答案】
【解析】
【分析】本题考查了勾股定理的逆定理:如果三角形的三边长a,b,c满足,那么这个三角形就是直角三角形,熟练掌握勾股定理的逆定理是解题的关键.
先根据勾股定理的逆定理判定三角形是直角三角形,再利用三角形的面积公式即可求解.
【详解】解:∵,
∴该三角形为直角三角形,
∴边1,为直角边,
∴三角形面积.
故答案为:.
13. 如图,在矩形 中,对角线相交于点O,过点O作于点E,,则 的长为 ___________.
【答案】8
【解析】
【分析】先由矩形的性质得出 ,从而得出,再推出,最后利用含角的直角三角形的性质即可求解.
【详解】解:∵四边形 是矩形,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴.
故答案为:8.
【点睛】本题考查了矩形的性质和特殊直角三角形的性质,综合运用图形的性质解题是关键.
14. 已知:,,则________.
【答案】10
【解析】
【分析】将a、b的值代入求值即可.
【详解】
,
.
故答案为:10
【点睛】本题主要考查二次根式的加减、乘法混合运算,熟记二次根式的加减法、乘法运算法则是解题关键.
15. 如图,在平行四边形 中,点 为边上一点,,点,点 分别是中点,若,则 的长为__________.
【答案】8
【解析】
【分析】先根据三角形中位线定理可得BC的长,再根据平行四边形的性质可得AD的长,然后根据即可得.
【详解】 点,点 分别是中点
是的中位线
四边形ABCD是平行四边形
又
故答案为:8.
【点睛】本题考查了三角形中位线定理、平行四边形的性质等知识点,解题的关键是熟记三角形中位线定理.
16. 如图,四边形ABCD中,AC⊥BD于O,AB=6,BC=8,CD=10.则AD的长为_____.
【答案】
【解析】
【分析】如图,利用勾股定理得到:a2+d2=62,c2+d2=82,b2+c2=102,将三个等式相加,求得a2+b2的值即可.
【详解】解:如图,∵AC⊥BD,
∴由勾股定理得到:a2+d2=62①,
c2+d2=82②,
b2+c2=102③,
由①+②+③得:a2+b2+2(c2+d2)=62+82+102,
即a2+b2+2×82=62+82+102,
∴a2+b2=72,
∴AD2=72,
∴AD=,
故答案为:.
【点睛】本题考查了勾股定理,注意:勾股定理应用的前提条件是在直角三角形中,方程思想在解题过程中的巧妙应用.
17. 如图,在正方形 中,对角线 与 相交于点O,E为 上一点,,F为 的中点,若的周长为32,则的长为___________.
【答案】
【解析】
【分析】利用斜边上的中线等于斜边的一半和的周长,求出的长,进而求出 的长,勾股定理求出 的长,进而求出 的长,利用三角形的中位线定理,即可得解.
【详解】解:的周长为32,
.
为DE的中点,
.
,
,
,
,
.
四边形 是正方形,
,O为BD的中点,
是的中位线,
.
故答案为:.
【点睛】本题考查正方形的性质,斜边上的中线,三角形的中位线定理.熟练掌握斜边上的中线等于斜边的一半,是解题的关键.
18. 如图,在四边形 中,, ,, ,垂足为,且.若,则线段 的长为______.
【答案】
【解析】
【分析】本题考查了矩形的判定和性质,直角三角形的性质,勾股定理,过点 作的延长线于点 ,可得四边形 是矩形,,即得,由求出,即可求得,再由求出 ,即得,最后利用勾股定理即可求解,正确作出辅助线是解题的关键.
【详解】解:过点 作的延长线于点 ,则,
∵,
∴,
∴,,
∵ ,
∴,
∴四边形 是矩形,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
故答案为:.
三、解答题(共66分)
19. 计算:
(1);
(2);
(3);
(4).
【答案】(1);
(2) ;
(3) ;
(4).
【解析】
【分析】( )利用二次根式的性质化简,再合并即可求解;
( )利用完全平方公式和二次根式的性质分别运算,再合并即可求解;
( )利用二次根式的乘除法运算法则计算,再合并即可求解;
( )利用二次根式的性质先化简括号内的二次根式,再进行除法运算即可求解;
本题考查了二次根式的运算,掌握二次根式的性质和运算法则是解题的关键.
【小问1详解】
解:原式
;
【小问2详解】
解:原式
;
【小问3详解】
解:原式
,
,
;
【小问4详解】
解:原式
,
.
20. 已知a、b、c满足.
(1)求a、b、c的值.
(2)试问:以a、b、c为三边长能否构成三角形,如果能,请求出这个三角形的周长,如不能构成三角形,请说明理由.
【答案】(1),,
(2)能构成三角形,周长为
【解析】
【分析】(1)根据非负数的性质,求出a、b、c的值;
(2)根据三角形三边关系,实数大小的比较方法,二次根式加减运算法则进行解答即可.
【小问1详解】
解:∵,
∴,,,
解得:,,;
【小问2详解】
解:能构成三角形,理由如下:
由(1)知:,,,
∵,
∴,
∴能构成三角形,
三角形的周长为:.
21. 如图,在菱形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,点E是AD的中点,连接OE,过点D作DF∥AC交OE的延长线于点F,连接AF.
(1)求证:≌;
(2)判定四边形AODF的形状并说明理由.
【答案】(1)
证明:∵E是AD的中点,
∴AE=DE,
∵DF∥AC,
∴∠OAD=∠ADF,
∵∠AEO=∠DEF,
∴△AOE≌△DFE(ASA);
(2)
解:四边形AODF为矩形.
理由:∵△AOE≌△DFE,
∴AO=DF,
∵DF∥AC,
∴四边形AODF为平行四边形,
∵四边形ABCD为菱形,
∴AC⊥BD,
即∠AOD=90°,
∴平行四边形AODF为矩形.
【解析】
【分析】(1)利用全等三角形的判定定理即可;
(2)先证明四边形AODF为平行四边形,再结合∠AOD=90°,即可得出结论.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
略
【点睛】本题考查菱形的性质、全等三角形的判定与性质、矩形的判定,熟练掌握全等三角形的判定与性质以及矩形的判定是解题的关键.
22. 如图1,在△OAB中,∠OAB=90°,∠AOB=30°,OB=8.以OB为边,在△OAB
外作等边△OBC,D是OB的中点,连接AD并延长交OC于E.
(1)求证:四边形ABCE是平行四边形;
(2)如图2,将图1中的四边形ABCO折叠,使点C与点A重合,折痕为FG,求OG的长.
【答案】(1)见解析;(2)OG=1.
【解析】
【分析】(1)首先根据直角三角形中斜边上的中线等于斜边的一半可得DO=DA,再根据等边对等角可得∠DAO=∠DOA=30°,进而算出∠AEO=60°,再证明BC∥AE,CO∥AB,进而证出四边形ABCE是平行四边形.
(2)设OG=x,由折叠可得:AG=GC=8-x,再利用三角函数可计算出AO,再利用勾股定理计算出OG的长即可.
【详解】解:(1)证明:在Rt△OAB中,D为OB的中点,∴DO="DA" .
∴∠DAO=∠DOA ="30°," ∠EOA="90°" .∴∠AEO ="60°" .
又∵△OBC为等边三角形,∴∠BCO=∠AEO =60°.∴BC∥AE.
∵∠BAO=∠COA =90°,∴OC∥AB.
∴四边形ABCE是平行四边形.
(2)设OG=x,由折叠可知:AG=GC=8-x.
在Rt△ABO中,∵∠OAB =90°,∠AOB =30°,OB=8,∴OA=OB·cos30°=8×=.
在Rt△OAG中,OG2+OA2=AG2,即,解得,.
∴OG=1.
23. 【阅读学习】
小明在学习二次根式后,发现一些含根号的式子可以写成另一个式子的平方,如.善于思考的小明进行了以下探索:
设(其中 , , , 均为整数),则有.
∴,.这样小明就找到了一种把的式子化为平方式的方法.
【解决问题】
(1)当 , , , 均为正整数时,若,用含 , 的式子分别表示 , ,得:______, ______;
(2)利用(1)的结论,找一组正整数,使得成立,且的值最小.请直接写出 , , , 的值;
(3)若,且 , , 均为正整数,求 的值.
【答案】(1),
(2)
(3)14或46
【解析】
【分析】(1)利用完全平方公式计算,由此即可得;
(2)先根据(1)的结论可得,再根据都是正整数,且可得当时,的值最小,即的值最小,然后代入求出的值即可;
(3)先利用完全平方公式可得,,再根据均为正整数可得 , 或, ,然后代入求出 的值即可.
【小问1详解】
解:,
,
,
∴,.
【小问2详解】
解:由(1)可知,,,
,
都是正整数,且,
当时,的值最小,即的值最小,
则,,
综上,.
【小问3详解】
解:∵,
∴,
∴,,即,
∵ , 均为正整数,
∴ , 或, ,
当 , 时,,
当, 时,,
综上, 的值为14或46.
【点睛】本题考查了完全平方公式的应用、二次根式乘法的应用,熟记完全平方公式是解题关键.
24. 我们规定:一组邻边相等且对角互补的四边形叫做完美四边形.
(1)在以下四种四边形中,一定是完美四边形的是______(请填序号);
①平行四边形 ②菱形 ③矩形 ④正方形
(2)如图1,菱形 中,,, 分别是 , 上的点,且,求证:四边形是完美四边形;
(3)如图2和如图3中,四边形 均为完美四边形, ,,连接 .
①在图2中,求证: 平分;
②在图3中,当时,直接用等式写出线段 , , 之间的数量关系.
【答案】(1)④ (2)见解析
(3)①见解析,②BC+CD=AC
【解析】
【分析】(1)根据“完美四边形”的定义即可判断;
(2)连接BD,先证△ABD是等边三角形得AD=BD,再证△ADE≌△BDF得DE=DF,∠AED=∠BFD,结合∠AED+∠DEB=180°知∠BFD+∠DEB=180°,从而得证;
(3)①延长CB至点E,使BE=CD,连接AE,证△ADC≌△ABE得∠ACD=∠E,AC=AE,继而知∠ACE=∠E,从而得∠ACD=∠ACE,即可得证;
②延长CB使BE=CD,连接AE,由“SAS“可证△ADC≌△ABE,可得AC=AE,∠EAB=∠CAD,CD=BE,在Rt△CAE中,由勾股定埋可求CE=AC,即可求解.
【小问1详解】
解:根据完美四边形的定义,可知“正方形”是完美四边形;
故答案为:④;
【小问2详解】
证明:如图,连接BD,
∵菱形ABCD,
∴AB=AD,AD∥BC.
∵∠A=60°,
∴△ABD是等边三角形,∠ABC=120°,
∴AD=BD
∵BD平分∠ABC,
∴∠DBC=60°=∠A,
∵AE=BF,
∴△ADE≌△BDF(SAS),
∴DE=DF,∠AED=∠BFD,
∵∠AED+∠DEB=180°,
∴∠BFD+∠DEB=180°,
∴四边形DEBF是完美四边形.
【小问3详解】
①证明:延长CB至点E,使BE=CD,连接AE,
∵∠ABC+∠D=180°,∠ABC+∠ABE=180°,
∴∠ABE=∠D,
又∵AB=AD,
∴△ADC≌△ABE(SAS),
∴∠ACD=∠E,AC=AE,
∴∠ACE=∠E,
∴∠ACD=∠ACE,
∴CA平分∠DCB;
②BC+CD=AC,理由如下:如图2,延长CB,使BE=CD,连接AE,
∵∠ADC+∠ABC=180°,∠ABE+∠ABC=180°,
∴∠ADC=∠ABE,
又∵AD=AB,BE=CD,
∴△ADC≌△ABE(SAS),
∴AC=AE,∠EAB=∠CAD,CD=BE,
∴∠CAE=∠DAB=90°,
∴,
∴CD+BC=AC.
【点睛】本题考查了完美四边形的定义,三角形面积,三角形全等的性质和判定,圆内接四边形的性质等知识,是四边形综合题,解题的关键是理解题意,灵活运用所学知识解决问题,属于中考压轴题.
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