内容正文:
15.1 图形的轴对称
讲解目录
【知识点1】生活中的轴对称现象 1
【知识点2】轴对称的性质 2
【知识点3】轴对称图形 4
【知识点4】线段垂直平分线的性质 5
【题型1】轴对称图形 6
【题型2】对称轴的条数 7
【题型3】画轴对称图形的对称轴 7
【题型4】轴对称图形的性质 8
【题型5】线段垂直平分线的性质 9
【题型6】线段垂直平分线的判定 10
【题型7】与尺规作图相关的线段垂直平分线性质与判定 12
知识巩固
【知识点1】生活中的轴对称现象
(1)轴对称的概念:把一个图形沿某一条直线折叠,如果它能够与另一个图形重合,那么就说这两个图形关于这条直线对称,也称轴对称;这条直线叫做对称轴.
(2)轴对称包含两层含义:
①有两个图形,且这两个图形能够完全重合,即形状大小完全相同;
②对重合的方式有限制,只能是把它们沿一条直线对折后能够重合
· 即学即练
1.(2024秋•道里区期末)视力表中的字母“E”有各种不同的摆放形式,下面各种组合中的两个字母“E”不能关于某条直线成轴对称的是( )
A.
B.
C.
D.
2.(2024秋•南乐县月考)数学在我们的生活中无处不在,就连小小的台球桌上都有数学问题,如图所示,∠1=∠2,若∠3=35°,为了使白球反弹后能将黑球直接撞入袋中,那么击打白球时,必须保证∠1为( )
A.65°
B.60°
C.55°
D.50°
3.(2023•蚌山区模拟)有一些含有特殊数学规律的车牌号码,如:皖C80808、皖C22222、皖C12321等,这些牌照中的五个数字都是关于中间的一个数字“对称”的,给人以对称的美的感受,我们不妨把这样的牌照叫做“数字对称”牌照.如果让你负责制作只以8或9开头且有五个数字的“数字对称”牌照,那么最多可制作( )
A.200个
B.400个
C.1000个
D.2000个
4.(2023秋•樊城区期末)如图所示,有一个英语单词,四个字母都关于直线l对称,请依据轴对称的知识,写出这个单词所指的物品 ______.
5.(2023秋•阳谷县期中)数学在我们的生活中无处不在,就连小小的台球桌上都有数学问题,如图所示,∠1=∠2,若∠3=35°,为了使白球反弹后能将黑球直接撞入袋中,那么击打白球时,必须保证∠1为 ______.
【知识点2】轴对称的性质
(1)如果两个图形关于某直线对称,那么对称轴是任何一对对应点所连线段的垂直平分线.
由轴对称的性质得到一下结论:
①如果两个图形的对应点的连线被同一条直线垂直平分,那么这两个图形关于这条直线对称;
②如果两个图形成轴对称,我们只要找到一对对应点,作出连接它们的线段的垂直平分线,就可以得到这两个图形的对称轴.
(2)轴对称图形的对称轴也是任何一对对应点所连线段的垂直平分线.
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1.(2024•南皮县二模)下列图形中,点A与点B关于直线l对称的是( )
A.
B.
C.
D.
2.(2024•河北)如图,AD与BC交于点O,△ABO和△CDO关于直线PQ对称,点A,B的对称点分别是点C,D.下列不一定正确的是( )
A.AD⊥BC
B.AC⊥PQ
C.△ABO≌△CDO
D.AC∥BD
3.(2024秋•霞山区校级期中)如图,△ABC与△A′B′C′关于直线l对称,且∠A=96°,∠C′=46°,则∠B的度数为( )
A.28°
B.38°
C.48°
D.58°
4.(2025春•天宁区校级期中)如图,△ABC与△DEF关于直线l对称,若∠C=40°,∠B=80°,则∠D= ______.
5.(2025春•建邺区校级期末)如图,点P关于OA,OB的对称点分别为C、D,连接CD,交OA于M,交OB于N,若△PMN的周长为10cm,则CD的长为______cm.
【知识点3】轴对称图形
(1)轴对称图形的概念:
如果一个图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,这个图形叫做轴对称图形,这条直线叫做对称轴,这时,我们也可以说这个图形关于这条直线(成轴)对称.
(2)轴对称图形是针对一个图形而言的,是一种具有特殊性质图形,被一条直线分割成的两部分沿着对称轴折叠时,互相重合;轴对称图形的对称轴可以是一条,也可以是多条甚至无数条.
(3)常见的轴对称图形:
等腰三角形,矩形,正方形,等腰梯形,圆等等.
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1.(2025春•成华区期末)下列图形中,是轴对称图形的是( )
A.
B.
C.
D.
2.(2025春•蓝田县期末)在下列四个图案中,不是轴对称图形的是( )
A.
B.
C.
D.
3.(2025春•沛县期末)正方体的下列展开图为轴对称图形的是( )
A.
B.
C.
D.
4.(2025•鼎湖区模拟)下列由数字组成的图形中,是轴对称图形的是( )
A.
B.
C.
D.
【知识点4】线段垂直平分线的性质
(1)定义:经过某一条线段的中点,并且垂直于这条线段的直线,叫做这条线段的垂直平分线(中垂线)垂直平分线,简称“中垂线”.
(2)性质:①垂直平分线垂直且平分其所在线段.
②垂直平分线上任意一点,到线段两端点的距离相等.
③三角形三条边的垂直平分线相交于一点,该点叫外心,并且这一点到三个顶点的距离相等.
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1.(2025春•顺德区期末)如图,在△ABC中,DE垂直平分AB.若BD=4,CD=2,则AC的长是( )
A.6
B.8
C.9
D.10
2.(2025春•灌云县期中)如图,在△ABC中,AC的垂直平分线DE交AB于点D,垂足为点E,CD平分∠ACB,若∠A=46°,则∠B的度数为( )
A.25°
B.30°
C.42°
D.44°
3.(2025•温江区二模)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,分别以点A和点C为圆心,大于的长为半径作弧,两弧相交于M,N两点,作直线MN,直线MN与AB相交于点D,连接CD,若BD=5,AC=8,则BC的长为( )
A.4
B.5
C.6
D.7
4.(2024秋•裕华区校级期末)如图,已知∠BAC=135°,若PM和QN分别垂直平分AB和AC,则∠PAQ= ______°.
5.(2024秋•苏州期末)如图,在△ABC中,边AB的垂直平分线l1与边BC相交于点D,边AC的垂直平分线l2与边BC相交于点E(D在E的左侧).若△ADE的周长为8,∠DAE=60°.
(1)求BC的长;
(2)求∠BAC的度数.
题型专练
【题型1】轴对称图形
【典型例题】下列图案中是轴对称图形的是( )
A.
B.
C.
D.
【举一反三1】在下列表示的运动项目标志的图案中,是轴对称图形的是( )
A.
B.
C.
D.
【举一反三2】在等边三角形、等腰梯形、平行四边形、正五边形中,是轴对称图形的有( )
A.1个
B.2个
C.3个
D.4个
【举一反三3】下列几何图形中:(1)等边三角形;(2)线段;(3)角;(4)正方形;(5)任意三角形.其中一定是轴对称图形的有 .(填序号)
【举一反三4】已知以下四个汽车标志图案:
其中是轴对称图形的图案是 (只需填入图案代号).
【题型2】对称轴的条数
【典型例题】下列图形分别是等边三角形、直角三角形、等腰梯形和长方形,其中有且只有一条对称轴的轴对称图形是( ).
A.
B.
C.
D.
【举一反三1】下列图案中,有且只有三条对称轴的是( )
A.
B.
C.
D.
【举一反三2】下列图形中,对称轴最多的是( )
A.等腰三角形
B.等边三角形
C.直角三角形
D.等腰直角三角形
【举一反三3】下列四个图形:
其中是轴对称图形,且对称轴的条数为2的图形的个数是( )
A.4
B.3
C.2
D.1
【题型3】画轴对称图形的对称轴
【典型例题】画出下列轴对称图形的对称轴.
【举一反三1】如图是由三个小正方形组成的图形,请你在下面四幅图中各补画一个位置不同的小正方形,使补画后的图形为轴对称图形,并画出对称轴.(画出两个即可)
【举一反三2】找出图中的轴对称图形,并画出它们的对称轴.
【举一反三3】观察下面的图形,哪些图形是轴对称图形?如果是轴对称图形,请画出对称轴.
【题型4】轴对称图形的性质
【典型例题】如图是轴对称图形,若∠B=78°,则∠C的大小是( )
A.80°
B.78°
C.87°
D.108°
【举一反三1】如图是一个风筝的图案,它是轴对称图形,量得∠B=30°,则∠E的大小为( )
A.30°
B.35°
C.40°
D.45°
【举一反三2】如图,六边形ABCDEF是轴对称图形,CF所在的直线是它的对称轴,若∠AFE+∠BCD=280°,则∠AFC+∠BCF的大小是( )
A.80°
B.140°
C.160°
D.180°
【举一反三3】如图,直线m是多边形ABCDE的对称轴,若∠B=110°,则∠D等于( )
A.110°
B.70°
C.90°
D.30°
【举一反三4】如图,在Rt△ACB中,∠BAC=90°,AD⊥BC,垂足为D,△ABD与△ADB′关于直线AD对称,若∠B′AC=14°,则∠B的度数为( )
A.38°
B.48°
C.50°
D.52°
【题型5】线段垂直平分线的性质
【典型例题】如图,在△ABC中,AC的垂直平分线分别交AC,BC于E,D两点,EC=3,△ABD的周长为9,则△ABC的周长为( )
A.6
B.12
C.15
D.18
【举一反三1】如图,在△ABC中,AB的垂直平分线交AB于点D,交BC于点E,连接AE,若AC=10,△ACE的周长为22,则BC的长为( )
A.16
B.18
C.10
D.12
【举一反三2】如图,Rt△ABC中,∠C=90°,直线DE是AB的垂直平分线,∠CAD:∠DAB=2:1,则∠B的度数为( )
A.20°
B.22.5°
C.25°
D.30°
【举一反三3】如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,DE垂直平分AB交BC于点D,若△ACD的周长为50cm,则AC+BC等于( )
A.25cm
B.45cm
C.50cm
D.55cm
【举一反三4】如图所示,MP和NQ分别垂直平分AB和AC.
(1)若△APQ的周长为12,求BC的长;
(2)∠BAC=105°,求∠PAQ的度数.
【题型6】线段垂直平分线的判定
【典型例题】如图,AC=AD,BC=BD,则有( )
A.AB垂直平分CD
B.CD垂直平分AB
C.AB与CD互相垂直平分
D.CD平分∠ACB
【举一反三1】如图,在足球场内,A,B,C表示三个足球运动员,为做折返跑游戏,现准备在足球场内放置一个足球,使它到三个运动员的距离相等,则足球应放置在( )
A.AC,BC两边高线的交点处
B.AC,BC两边中线的交点处
C.AC,BC两边垂直平分线的交点处
D.∠A,∠B两内角平分线的交点处
【举一反三2】2023年10月17日至18日,第三届“一带一路”国际合作高峰论坛在北京举行,中国与150多个国家、30多个国际组织签署了230多份合约,携手实现经济共同发展.北京、莫斯科、雅典三地之间想建立一个货物中转仓,使其到三地的距离相等,如图所示,则中转仓的位置应选在( )
A.三边垂直平分线的交点
B.三边中线的交点
C.三条角平分线的交点
D.三边上高的交点
【举一反三3】某景区有一块三角形的草坪,A、B、C是三个商店,现要在草坪上建一凉亭供大家休息,要使凉亭到三个商店的距离相等,凉亭的位置应选在( )
A.△ABC的三条中线的交点
B.△ABC三条角平分线的交点
C.△ABC三条高所在直线的交点
D.△ABC三边垂直平分线的交点
【举一反三4】如图,点D在△ABC的边BC上,且BC=BD+AD,则点D在( )的垂直平分线上.
A.AB
B.AC
C.BC
D.不能确定
【题型7】与尺规作图相关的线段垂直平分线性质与判定
【典型例题】如图,在△ABC中,∠C=80°,∠B=30°,分别以点A和点B为圆心,大于AB的长为半径画弧,两弧相交于点M,N,交BC于点D,连接AD,则∠CAD的度数为( )
A.50°
B.45°
C.40°
D.35°
【举一反三1】如图,在△ABC中,分别以点A和点B为圆心,大于AB的长为半径画弧,两弧相交于点M,N,作直线MN,交BC于点D,连接AD.若△ADC的周长为10,AB=7,则△ABC的周长为( )
A.7
B.14
C.17
D.20
【举一反三2】如图,分别以线段AB的两端点A,B为圆心,大于AB长为半径画弧,在线段AB的两侧分别交于点C,D,作直线CD交AB于点O,在直线CD上任取一点E(不与O重合),连接EA,EB,则下列结论不一定成立的是( )
A.EA=EB
B.OA=OB
C.OA=OE
D.EO⊥AB
【举一反三3】如图,已知在Rt△ABC中,∠ABC=90°,点D是BC边的中点,分别以B、C为圆心,大于线段BC长度一半的长为半径圆弧,两弧在直线BC上方的交点为P,直线PD交AC于点E,连接BE,则下列结论:
①ED⊥BC;②∠A=∠EBA;③EB平分∠AED;④ED=AB中,一定正确的是( )
A.①②③
B.①②④
C.①③④
D.②③④
【举一反三4】如图,已知△ABC中,∠C=90°,∠B=30°,以A为圆心,任意长为半径画弧交边AB,AC于点M和N,再分别以M、N为圆心,大于的长为半径画弧,两弧交于点P,连结AP并延长交BC于点D.
求证:点D在线段AB的垂直平分线上;
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15.1 图形的轴对称
讲解目录
【知识点1】生活中的轴对称现象 1
【知识点2】轴对称的性质 3
【知识点3】轴对称图形 6
【知识点4】线段垂直平分线的性质 8
【题型1】轴对称图形 12
【题型2】对称轴的条数 13
【题型3】画轴对称图形的对称轴 14
【题型4】轴对称图形的性质 16
【题型5】线段垂直平分线的性质 18
【题型6】线段垂直平分线的判定 20
【题型7】与尺规作图相关的线段垂直平分线性质与判定 23
知识巩固
【知识点1】生活中的轴对称现象
(1)轴对称的概念:把一个图形沿某一条直线折叠,如果它能够与另一个图形重合,那么就说这两个图形关于这条直线对称,也称轴对称;这条直线叫做对称轴.
(2)轴对称包含两层含义:
①有两个图形,且这两个图形能够完全重合,即形状大小完全相同;
②对重合的方式有限制,只能是把它们沿一条直线对折后能够重合
· 即学即练
1.(2024秋•道里区期末)视力表中的字母“E”有各种不同的摆放形式,下面各种组合中的两个字母“E”不能关于某条直线成轴对称的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【分析】把一个图形沿某一条直线折叠,如果它能够与另一个图形重合,那么就说这两个图形关于这条直线对称,也称轴对称,这条直线叫做对称轴.
【解答】解:B,C,D选项中,两个字母“E”关于某条直线成轴对称,而A选项中,两个字母“E”不能沿着直线翻折互相重合.
故选:A.
2.(2024秋•南乐县月考)数学在我们的生活中无处不在,就连小小的台球桌上都有数学问题,如图所示,∠1=∠2,若∠3=35°,为了使白球反弹后能将黑球直接撞入袋中,那么击打白球时,必须保证∠1为( )
A.65°
B.60°
C.55°
D.50°
【答案】C
【分析】根据图形得出∠2的度数,即可求出∠1的度数.
【解答】解:∵∠2+∠3=90°,∠3=35°,
∴∠2=55°,
∵∠1=∠2,
∴∠1=55°,
故选:C.
3.(2023•蚌山区模拟)有一些含有特殊数学规律的车牌号码,如:皖C80808、皖C22222、皖C12321等,这些牌照中的五个数字都是关于中间的一个数字“对称”的,给人以对称的美的感受,我们不妨把这样的牌照叫做“数字对称”牌照.如果让你负责制作只以8或9开头且有五个数字的“数字对称”牌照,那么最多可制作( )
A.200个
B.400个
C.1000个
D.2000个
【答案】A
【分析】有五个数字的“数字对称”牌照,第一个数与第五个数相同,第二个数和第四个数相同.
【解答】解:根据题意,若以8开头,则第五个也是8,只需考虑中间3位,又因为第二位和第四位是相等的,只需考虑第二位和第三位,共有10×10=100种情况.
同样地,以9开头只需考虑中间3位,又因为第二位和第四位是相等的,只需考虑第二位和第三位,共有10×10=100种情况,所以最多可制作200个.
故选:A.
4.(2023秋•樊城区期末)如图所示,有一个英语单词,四个字母都关于直线l对称,请依据轴对称的知识,写出这个单词所指的物品 ______.
【答案】见试题解答内容
【分析】根据轴对称图形的概念:如果一个图形沿一条直线折叠后,直线两旁的部分能够互相重合,那么这个图形叫做轴对称图形,解答即可.
【解答】解:根据轴对称的知识,这个单词是book,
这个单词所指的物品是书,
故答案为:书
5.(2023秋•阳谷县期中)数学在我们的生活中无处不在,就连小小的台球桌上都有数学问题,如图所示,∠1=∠2,若∠3=35°,为了使白球反弹后能将黑球直接撞入袋中,那么击打白球时,必须保证∠1为 ______.
【答案】55°.
【分析】根据图形得出∠2的度数,即可求出∠1的度数.
【解答】解:∵∠2+∠3=90°,∠3=35°,
∴∠2=55°,
∵∠1=∠2,
∴∠1=55°,
故答案为:55°.
【知识点2】轴对称的性质
(1)如果两个图形关于某直线对称,那么对称轴是任何一对对应点所连线段的垂直平分线.
由轴对称的性质得到一下结论:
①如果两个图形的对应点的连线被同一条直线垂直平分,那么这两个图形关于这条直线对称;
②如果两个图形成轴对称,我们只要找到一对对应点,作出连接它们的线段的垂直平分线,就可以得到这两个图形的对称轴.
(2)轴对称图形的对称轴也是任何一对对应点所连线段的垂直平分线.
· 即学即练
1.(2024•南皮县二模)下列图形中,点A与点B关于直线l对称的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【分析】根据轴对称的性质,对应点的连线被对称轴垂直平分解答.
【解答】解:点A与点B关于直线l对称的是A选项图形.
故选:A.
2.(2024•河北)如图,AD与BC交于点O,△ABO和△CDO关于直线PQ对称,点A,B的对称点分别是点C,D.下列不一定正确的是( )
A.AD⊥BC
B.AC⊥PQ
C.△ABO≌△CDO
D.AC∥BD
【答案】A
【分析】根据△ABO和△CDO关于直线PQ对称得出△ABO≌△CDO,PQ⊥AC,PQ⊥BD,然后逐项判断即可.
【解答】解:如图,连接AC、BD,
∵△ABO和△CDO关于直线PQ对称,
∴△ABO≌△CDO,PQ⊥AC,PQ⊥BD,
∴AC∥BD,
故B、C、D选项正确,
AD不一定垂直BC,故A选项不一定正确,
故选:A.
3.(2024秋•霞山区校级期中)如图,△ABC与△A′B′C′关于直线l对称,且∠A=96°,∠C′=46°,则∠B的度数为( )
A.28°
B.38°
C.48°
D.58°
【答案】B
【分析】根据△ABC与△A′B′C′关于直线l对称,则依据轴对称的性质,两三角形对应边对应角都相等得出∠C,再根据三角形内角和定理即可求得∠B.
【解答】解:∵△ABC与△A′B′C′关于直线l对称,
∠C=∠C′=46°,
∴∠B=180°-∠A-∠C=38°.
故选:B.
4.(2025春•天宁区校级期中)如图,△ABC与△DEF关于直线l对称,若∠C=40°,∠B=80°,则∠D= ______.
【答案】见试题解答内容
【分析】根据轴对称的性质得到△ABC≌△DEF,即可得到∠D=∠A=180°-∠B-∠C,由此求出答案.
【解答】解:∵△ABC与△DEF关于直线l对称,
∴△ABC≌△DEF,
∴∠D=∠A,
∵∠A=180°-∠B-∠C=60°,
∴∠D=60°.
故答案为:60°.
5.(2025春•建邺区校级期末)如图,点P关于OA,OB的对称点分别为C、D,连接CD,交OA于M,交OB于N,若△PMN的周长为10cm,则CD的长为______cm.
【答案】见试题解答内容
【分析】根据轴对称的性质和三角形周长的定义可知.
【解答】解:根据题意点P关于OA、OB的对称点分别为C、D,
故有MP=MC,NP=ND;
则CD=CM+MN+ND=PM+MN+PN=10cm.
故答案为:10.
【知识点3】轴对称图形
(1)轴对称图形的概念:
如果一个图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,这个图形叫做轴对称图形,这条直线叫做对称轴,这时,我们也可以说这个图形关于这条直线(成轴)对称.
(2)轴对称图形是针对一个图形而言的,是一种具有特殊性质图形,被一条直线分割成的两部分沿着对称轴折叠时,互相重合;轴对称图形的对称轴可以是一条,也可以是多条甚至无数条.
(3)常见的轴对称图形:
等腰三角形,矩形,正方形,等腰梯形,圆等等.
· 即学即练
1.(2025春•成华区期末)下列图形中,是轴对称图形的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】如果一个图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,这个图形叫做轴对称图形,据此进行判断即可.
【解答】解:A、B、D选项中的图形都不能找到一条直线,使图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,所以不是轴对称图形;
C选项中的图形能找到一条(或多条)直线,使图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,所以是轴对称图形;
故选:C.
2.(2025春•蓝田县期末)在下列四个图案中,不是轴对称图形的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】根据轴对称图形的定义逐项分析即可,一个图形沿着一条直线对折后直线两侧的部分能够重合,那么这个图形就叫做轴对称图形,这条直线叫做对称轴.
【解答】解:选项C的图形不能找到这样的一条直线,使图形沿该直线对折后直线两旁的部分能够完全重合,所以不是轴对称图形;
选项A、B、D的图形均能找到这样的一条直线,使图形沿该直线对折后直线两旁的部分能够完全重合,所以是轴对称图形.
故选:C.
3.(2025春•沛县期末)正方体的下列展开图为轴对称图形的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】根据轴对称图形的定义解答即可.
【解答】解:由题意可知,只有选项C的图形能找到一条直线,使图形沿直线对折们两边能完全重合,故选项C是轴对称图形,选项A、B、D不是轴对称图形.
故选:C.
4.(2025•鼎湖区模拟)下列由数字组成的图形中,是轴对称图形的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【分析】根据轴对称图形的定义:如果一个图形沿着一条直线对折后两部分完全重合,这样的图形叫做轴对称图形,进行判断即可.
【解答】解:A、是轴对称图形,本选项正确;
B、不是轴对称图形,本选项错误;
C、不是轴对称图形,本选项错误;
D、不是轴对称图形,本选项错误.
故选:A.
【知识点4】线段垂直平分线的性质
(1)定义:经过某一条线段的中点,并且垂直于这条线段的直线,叫做这条线段的垂直平分线(中垂线)垂直平分线,简称“中垂线”.
(2)性质:①垂直平分线垂直且平分其所在线段.
②垂直平分线上任意一点,到线段两端点的距离相等.
③三角形三条边的垂直平分线相交于一点,该点叫外心,并且这一点到三个顶点的距离相等.
· 即学即练
1.(2025春•顺德区期末)如图,在△ABC中,DE垂直平分AB.若BD=4,CD=2,则AC的长是( )
A.6
B.8
C.9
D.10
【答案】A
【分析】由线段垂直平分线的性质推出AD=BD=4,即可求出AC的长.
【解答】解:∵DE垂直平分AB,
∴AD=BD=4,
∴AC=AD+CD=4+2=6.
故选:A.
2.(2025春•灌云县期中)如图,在△ABC中,AC的垂直平分线DE交AB于点D,垂足为点E,CD平分∠ACB,若∠A=46°,则∠B的度数为( )
A.25°
B.30°
C.42°
D.44°
【答案】C
【分析】根据线段的垂直平分线的性质得到DC=DA,得到∠DCA=∠A=46°,根据角平分线的定义、三角形内角和定理计算,得到答案.
【解答】解:∵DE是AC的垂直平分线,
∴DC=DA,
∴∠DCA=∠A=46°,
∵CD平分∠ACB,
∴∠ACB=2∠DCA=92°,
∴∠B=180°-46°-92°=42°,
故选:C.
3.(2025•温江区二模)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,分别以点A和点C为圆心,大于的长为半径作弧,两弧相交于M,N两点,作直线MN,直线MN与AB相交于点D,连接CD,若BD=5,AC=8,则BC的长为( )
A.4
B.5
C.6
D.7
【答案】C
【分析】先由线段垂直平分线的性质得到AD=CD,则可得到∠A=∠ACD,再证明∠B=∠BCD得到BD=CD,据此求出AB的长,再由勾股定理求出BC的长.
【解答】解:由作图方法可知MN垂直平分AC,
∴AD=CD,
∴∠A=∠ACD,
∵∠ACB=90°,
∴∠A+∠B=90°,∠ACD+∠BCD=90°,
∴∠B=∠BCD,
∴BD=CD,
∴AB=AD+BD=2BD=10,
∴BC===6,
故选:C.
4.(2024秋•裕华区校级期末)如图,已知∠BAC=135°,若PM和QN分别垂直平分AB和AC,则∠PAQ= ______°.
【答案】90.
【分析】先由PM和QN分别垂直平分AB和AC得到AP=PB,AQ=QC,则可得出∠BAP=∠B,∠CAQ=∠C,根据三角形内角和得到∠B+∠C=180°-∠BAC=45°,则∠BAP+∠CAQ=45°,再由角的和差关系可得答案.
【解答】解:∵PM和QN分别垂直平分AB和AC,
∴AP=PB,AQ=QC,
∴∠BAP=∠B,∠CAQ=∠C,
∵∠BAC=135°,
∴∠B+∠C=180°-∠BAC=45°,
∴∠BAP+∠CAQ=45°,
∴∠PAQ=∠BAC-(∠BAP+∠CAQ)=90°,
故答案为:90.
5.(2024秋•苏州期末)如图,在△ABC中,边AB的垂直平分线l1与边BC相交于点D,边AC的垂直平分线l2与边BC相交于点E(D在E的左侧).若△ADE的周长为8,∠DAE=60°.
(1)求BC的长;
(2)求∠BAC的度数.
【答案】(1)8;
(2)120°.
【分析】(1)根据线段垂直平分线的性质得到DA=DB,EA=EC,再根据三角形的周长公式计算,得到答案;
(2)根据三角形内角和定理求出∠ADE+∠AED=120°,再根据等腰三角形的性质、三角形外角性质求出∠BAD+∠EAC=60°,最后根据角的和差求解即可.
【解答】解:(1)∵l1垂直平分AB,
∴DB=DA,
同理EA=EC,
∵△ADE的周长=AD+AE+DE=8,
∴BC=BD+DE+EC=DA+DE+EA=8;
(2)∵∠DAE=60°,
∴∠ADE+∠AED=180°-60°=120°,
∵DA=DB,EA=EC,
∴∠BAD=∠ABC,∠EAC=∠ACB,
∵∠ADE=∠BAD+∠ABC,∠AED=∠EAC+∠ACB,
∴∠BAD+∠EAC=(∠ADE+∠AED)=60°,
∴∠BAC=60°+60°=120°.
题型专练
【题型1】轴对称图形
【典型例题】下列图案中是轴对称图形的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】解:A,B,C选项中的图形不都能找到这样的一条直线,使图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,所以不是轴对称图形;
D选项中的图形能找到这样的两条直线,使图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,所以是轴对称图形;
故选:D.
【举一反三1】在下列表示的运动项目标志的图案中,是轴对称图形的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】解:A、该图不是轴对称图形,故不符合题意;
B、该图不是轴对称图形,故不符合题意;
C、该图是轴对称图形,故符合题意;
D、该图不是轴对称图形,故不符合题意;
故选:C.
【举一反三2】在等边三角形、等腰梯形、平行四边形、正五边形中,是轴对称图形的有( )
A.1个
B.2个
C.3个
D.4个
【答案】C
【解析】解:根据轴对称图形的定义: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,这个图形叫做轴对称图形.可以判断等边三角形、等腰梯形、正五边形都是轴对称图形,共3个.故选C.
【举一反三3】下列几何图形中:(1)等边三角形;(2)线段;(3)角;(4)正方形;(5)任意三角形.其中一定是轴对称图形的有 .(填序号)
【答案】(1)(2)(3)(4)
【解析】解:根据轴对称图形的概念求解.解:(1)等边三角形一定是轴对称图形;(2)线段一定是轴对称图形;(3)角一定是轴对称图形;(4)正方形一定是轴对称图形;(5)任意三角形不一定是轴对称图形.故答案为:(1)(2)(3)(4).
【举一反三4】已知以下四个汽车标志图案:
其中是轴对称图形的图案是 (只需填入图案代号).
【答案】①和③
【解析】解:根据轴对称图形的定义: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,这个图形叫做轴对称图形.可以判断在这四个图片中只有①、③两幅幅图片符合轴对称图形的特征:该图形沿着某一条直线对折后,直线两旁的部分能互相重合.所以它们是轴对称图形.
【题型2】对称轴的条数
【典型例题】下列图形分别是等边三角形、直角三角形、等腰梯形和长方形,其中有且只有一条对称轴的轴对称图形是( ).
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】解:等边三角形有3条对称轴,直角三角形没有对称轴,等腰梯形有1条对称轴,长方形有2条对称轴,故答案选C.
【举一反三1】下列图案中,有且只有三条对称轴的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】解:因为A中图形有2条对称轴,所以A错误;
因为B中图形有4条对称轴,所以B错误;
因为C中图形不是对称轴图形,所以没有对称轴,所以C错误;
因为D中图形有3条对称轴,所以D正确;
故选:D.
【举一反三2】下列图形中,对称轴最多的是( )
A.等腰三角形
B.等边三角形
C.直角三角形
D.等腰直角三角形
【答案】B
【解析】解:A.等腰三角形有一条对称轴;
B.等边三角形有三条对称轴;
C.直角三角形不一定是轴对称图形;
D.等腰直角三角形有一条对称轴.所以,对称轴最多的是等边三角形.故选B.
【举一反三3】下列四个图形:
其中是轴对称图形,且对称轴的条数为2的图形的个数是( )
A.4
B.3
C.2
D.1
【答案】B
【解析】解:第一个图形是轴对称图形,有2条对称轴,第二个图形是轴对称图形,有2条对称轴,第三个图形是轴对称图形,有2条对称轴,第四个图形是轴对称图形,有3条对称轴,所以,是轴对称图形,且对称轴的条数为2的图形的个数是3.故选B.
【题型3】画轴对称图形的对称轴
【典型例题】画出下列轴对称图形的对称轴.
【答案】如图所示:
【举一反三1】如图是由三个小正方形组成的图形,请你在下面四幅图中各补画一个位置不同的小正方形,使补画后的图形为轴对称图形,并画出对称轴.(画出两个即可)
【答案】解:
【举一反三2】找出图中的轴对称图形,并画出它们的对称轴.
【答案】解:(1)(4)是轴对称图形,
对称轴如图所示:
【举一反三3】观察下面的图形,哪些图形是轴对称图形?如果是轴对称图形,请画出对称轴.
【答案】解:图(1)(3)(4)(5)(7)(8)是轴对称图形,
【题型4】轴对称图形的性质
【典型例题】如图是轴对称图形,若∠B=78°,则∠C的大小是( )
A.80°
B.78°
C.87°
D.108°
【答案】B
【解析】解:图形是轴对称图形,并且可以知道它只有一条对称轴,从而可知∠C和∠B是对应角,所以∠C=∠B=78°.故选B.
【举一反三1】如图是一个风筝的图案,它是轴对称图形,量得∠B=30°,则∠E的大小为( )
A.30°
B.35°
C.40°
D.45°
【答案】A
【解析】解:根据轴对称图形的性质,可知对称轴两旁的部分全等.∵∠B与∠E是对应角,∠B=30°,AF为对称轴,∴∠E=∠B=30°.故选A.
【举一反三2】如图,六边形ABCDEF是轴对称图形,CF所在的直线是它的对称轴,若∠AFE+∠BCD=280°,则∠AFC+∠BCF的大小是( )
A.80°
B.140°
C.160°
D.180°
【答案】B
【解析】解:根据题意可得CF所在的直线是六边形ABCDEF的对称轴,故∠AFC=∠EFC,∠BCF=∠DCF,∵∠AFE+∠BCD=280°,故∠AFC+∠BCF=140°.故选B.
【举一反三3】如图,直线m是多边形ABCDE的对称轴,若∠B=110°,则∠D等于( )
A.110°
B.70°
C.90°
D.30°
【答案】A
【解析】解:由轴对称的性质可知,∠D=∠B,
∵∠B=110°,
∴∠D=110°,
故选:A.
【举一反三4】如图,在Rt△ACB中,∠BAC=90°,AD⊥BC,垂足为D,△ABD与△ADB′关于直线AD对称,若∠B′AC=14°,则∠B的度数为( )
A.38°
B.48°
C.50°
D.52°
【答案】D
【解析】解:∵∠BAC=90°,∠B′AC=14°,
∴∠BAB′=∠BAC﹣∠B′AC=90°﹣14°=76°,
∵△ABD与△ADB′关于直线AD对称,
∴,
∵AD⊥BC,
∴∠ADB=90°,
∴∠B=90°﹣38°=52°.
故选:D.
【题型5】线段垂直平分线的性质
【典型例题】如图,在△ABC中,AC的垂直平分线分别交AC,BC于E,D两点,EC=3,△ABD的周长为9,则△ABC的周长为( )
A.6
B.12
C.15
D.18
【答案】C
【解析】解:∵DE垂直平分AC,
∴DA=DC,AE=CE=3,
∵△ABD的周长为9,
∴AB+BD+AD=9,
∴AB+BD+DC=9,
即AB+BC=9,
∴△ABC的周长=AB+BC+AC=9+2×3=15.
故选:C.
【举一反三1】如图,在△ABC中,AB的垂直平分线交AB于点D,交BC于点E,连接AE,若AC=10,△ACE的周长为22,则BC的长为( )
A.16
B.18
C.10
D.12
【答案】D
【解析】解:∵DE垂直平分AB,
∴AE=BE,
∴△ACE的周长为AC+CE+AE=AC+CE+BE=AC+BC=10+BC=22.
∴BC=12
故选:D.
【举一反三2】如图,Rt△ABC中,∠C=90°,直线DE是AB的垂直平分线,∠CAD:∠DAB=2:1,则∠B的度数为( )
A.20°
B.22.5°
C.25°
D.30°
【答案】B
【解析】解:在Rt△ABC中,∵DE是AB的垂直平分线,
∴DA=DB,EA=EB,∠AED=∠AEB=90°,
∴Rt△DAE≌Rt△DBE,∴∠B=∠BAD,
∵∠CAD:∠DAB=2:1,
∴4∠B=90°,∴∠B=22.5°,故选B.
【举一反三3】如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,DE垂直平分AB交BC于点D,若△ACD的周长为50cm,则AC+BC等于( )
A.25cm
B.45cm
C.50cm
D.55cm
【答案】C
【解析】解:∵DE垂直平分AB交BC于点D,
∴AD=DB,
∵△ACD的周长为50cm,
即AC+AD+CD=AC+CD+DB=AC+BC=50cm,
故选:C.
【举一反三4】如图所示,MP和NQ分别垂直平分AB和AC.
(1)若△APQ的周长为12,求BC的长;
(2)∠BAC=105°,求∠PAQ的度数.
【答案】解:(1)∵MP和NQ分别垂直平分AB和AC,
∴AP=BP,AQ=CQ,
∴△APQ的周长=AP+PQ+AQ=BP+PQ+CQ=BC,
∵△APQ的周长为12,
∴BC=12;
(2)∵MP垂直平分AB
∴AP=BP,∠AMP=∠BMP=90°
在Rt△AMP和Rt△BMP中,
∴Rt△AMP≌Rt△BMP(HL)
∴∠B=∠BAP,
同理可得∠C=∠CAQ,
∵∠BAC=105°,
∴∠BAP+∠CAQ=∠B+∠C=180°﹣∠BAC=180°﹣105°=75°,
∴∠PAQ=∠BAC﹣(∠BAP+∠CAQ)=105°﹣75°=30°.
【题型6】线段垂直平分线的判定
【典型例题】如图,AC=AD,BC=BD,则有( )
A.AB垂直平分CD
B.CD垂直平分AB
C.AB与CD互相垂直平分
D.CD平分∠ACB
【答案】A
【解析】解:∵AC=AD,BC=BD,
∴点A,B在线段CD的垂直平分线上.
∴AB垂直平分CD.
故选A.
【举一反三1】如图,在足球场内,A,B,C表示三个足球运动员,为做折返跑游戏,现准备在足球场内放置一个足球,使它到三个运动员的距离相等,则足球应放置在( )
A.AC,BC两边高线的交点处
B.AC,BC两边中线的交点处
C.AC,BC两边垂直平分线的交点处
D.∠A,∠B两内角平分线的交点处
【答案】C
【解析】解:如图,在足球场内,A,B,C表示三个足球运动员,为做折返跑游戏,现准备在足球场内放置一个足球,使它到三个运动员的距离相等,则足球应放置在AC,BC两边垂直平分线的交点处(中垂线的判定)
故选:C.
【举一反三2】2023年10月17日至18日,第三届“一带一路”国际合作高峰论坛在北京举行,中国与150多个国家、30多个国际组织签署了230多份合约,携手实现经济共同发展.北京、莫斯科、雅典三地之间想建立一个货物中转仓,使其到三地的距离相等,如图所示,则中转仓的位置应选在( )
A.三边垂直平分线的交点
B.三边中线的交点
C.三条角平分线的交点
D.三边上高的交点
【答案】A
【解析】解:∵中转仓到到北京、莫斯科、雅典三地的距离相等
∴中转仓在北京、莫斯科、雅典三地构成的三角形三边的垂直平分线交点处(线段垂直平分线的判定).
故选:A.
【举一反三3】某景区有一块三角形的草坪,A、B、C是三个商店,现要在草坪上建一凉亭供大家休息,要使凉亭到三个商店的距离相等,凉亭的位置应选在( )
A.△ABC的三条中线的交点
B.△ABC三条角平分线的交点
C.△ABC三条高所在直线的交点
D.△ABC三边垂直平分线的交点
【答案】D
【解析】解:∵凉亭到三个商店的距离相等,
∴凉亭的位置应选在△ABC三边垂直平分线的交点上(中垂线的判定)
故选:D.
【举一反三4】如图,点D在△ABC的边BC上,且BC=BD+AD,则点D在( )的垂直平分线上.
A.AB
B.AC
C.BC
D.不能确定
【答案】B
【解析】解:∵BC=BD+AD=BD+CD,
∴AD=CD,
∴点D在AC的垂直平分线上.
故选B.
【题型7】与尺规作图相关的线段垂直平分线性质与判定
【典型例题】如图,在△ABC中,∠C=80°,∠B=30°,分别以点A和点B为圆心,大于AB的长为半径画弧,两弧相交于点M,N,交BC于点D,连接AD,则∠CAD的度数为( )
A.50°
B.45°
C.40°
D.35°
【答案】C
【解析】解:根据作图过程可知:
点M和点N到线段AB两端的距离相等,
∴MN是AB的垂直平分线,设垂足为H(中垂线的判定)
∴DA=DB,AH=BH,
∵DH=DH
∴△ADH≌△BDH(SSS)
∴∠DAB=∠B=30°,
在△ABC中,
∵∠C=80°,∠B=30°,
∴∠CAB=180°﹣80°﹣30°=70°,
∴∠CAD=70°﹣30°=40°.
故选:C.
【举一反三1】如图,在△ABC中,分别以点A和点B为圆心,大于AB的长为半径画弧,两弧相交于点M,N,作直线MN,交BC于点D,连接AD.若△ADC的周长为10,AB=7,则△ABC的周长为( )
A.7
B.14
C.17
D.20
【答案】C
【解析】解:∵在△ABC中,分别以点A和点B为圆心,大于AB的长为半径画弧,两弧相交于点M,N,作直线MN,交BC于点D,连接AD.∴MN是AB的垂直平分线,∴AD=BD,∵△ADC的周长为10,∴AC+AD+CD=AC+BD+CD=AC+BC=10,∵AB=7,∴△ABC的周长为:AC+BC+AB=10+7=17.故选C.
【举一反三2】如图,分别以线段AB的两端点A,B为圆心,大于AB长为半径画弧,在线段AB的两侧分别交于点C,D,作直线CD交AB于点O,在直线CD上任取一点E(不与O重合),连接EA,EB,则下列结论不一定成立的是( )
A.EA=EB
B.OA=OB
C.OA=OE
D.EO⊥AB
【答案】C
【解析】解:由作图可知,CD垂直平分AB,
∴EA=EB,OA=OB,EO⊥AB,
∴根据已知条件不能得到OA和OE的关系.
【举一反三3】如图,已知在Rt△ABC中,∠ABC=90°,点D是BC边的中点,分别以B、C为圆心,大于线段BC长度一半的长为半径圆弧,两弧在直线BC上方的交点为P,直线PD交AC于点E,连接BE,则下列结论:
①ED⊥BC;②∠A=∠EBA;③EB平分∠AED;④ED=AB中,一定正确的是( )
A.①②③
B.①②④
C.①③④
D.②③④
【答案】B
【解析】解:根据作图过程可知:PB=CP,∵D为BC的中点,∴PD垂直平分BC,∴①ED⊥BC正确;∵∠ABC=90°,∴PD∥AB,∴E为AC的中点,∴EC=EA,∵EB=EC,∴②∠A=∠EBA正确;③EB平分∠AED错误;④ED=AB正确,故正确的有①②④,故选B.
【举一反三4】如图,已知△ABC中,∠C=90°,∠B=30°,以A为圆心,任意长为半径画弧交边AB,AC于点M和N,再分别以M、N为圆心,大于的长为半径画弧,两弧交于点P,连结AP并延长交BC于点D.
求证:点D在线段AB的垂直平分线上;
【答案】证明:∵∠C=90°,∠B=30°,
∴∠CAB=60°,
根据作图方法可知,AD是∠CAB的角平分线,
∴∠DAC=∠DAB=∠BAC=30°,
∴∠DAB=∠B=30°,
作DE⊥AB于E.
∴∠DEB=∠DEA=90°
在△DEB和△DEA中
∴△DEB≌△DEA(AAS)
∴AD=BD,
∴点D在线段AB的垂直平分线上;
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