内容正文:
第01讲 相交线(知识详解+8典例分析+习题巩固)
【知识点01】:两直线相交于对顶角
1.两直线相交
概念
表示方法
如果两条直线只有一个公共点,就说这两条直线相交,这个公共点叫作这两条直线的交点。
_____________________________
直线𝐴𝐵与直线𝐶𝐷 相交于点𝑂 。
2.对顶角的概念及性质
概念
特征
性质
图示
如图,直线𝐴𝐵与𝐶𝐷 相交,其交点是𝑂 ,∠1,∠2,∠𝐴𝑂𝐷 和∠𝐶𝑂𝐵是𝐴𝐵与𝐶𝐷 相交所成的角。
对顶角的顶点相同,角的两边互为反向延长线。
对顶角相等。如∠1=∠2 ,∠𝐴𝑂𝐷 =∠𝐶𝑂𝐵 。
______________
注意:对顶角是成对出现的,指两个角之间的位置关系,单独的一个角不能称为对顶角。
【知识点02】:垂直
垂直的概念及表示方法
概念
图示
表示方法
垂直
当两条直线相交所构成的四个角中有一个是直角时,我们就说这两条直线互相垂直,
直线AB与CD垂直,记作AB⊥CD ,交点O 是垂足。
直线l与m 垂直,记作l⊥m ,交点O 是垂足。
【知识点03】:垂线的画法及基本事实
1.垂线的画法
①用三角尺画,具体画法如下。
步骤
内容
图示
一落
让三角尺的一条直角边落在已知直线上,使其与已知直线重合。
二移
沿直线移动三角尺,使其另一条直角边经过已知点。
三画
沿此直角边画直线,则这条直线就是已知直线的垂线。
②用量角器画,如图所示。
:同一平面内,画已知直线的垂线,能画出无数条,但过一点画已知直线的垂线只能画出一条。
2.基本事实
在同一平面内,过一点有且只有一条直线与已知直线垂直。强调“存在性”“唯一性”
:其中“一点”可以在已知直线外,也可以在已知直线上。
【知识点04】:垂线段及点到直线的距离
垂线段
如图,𝑃为直线𝑙外一点,𝑃𝑂⊥𝑙,垂足为𝑂,称𝑃𝑂 为点𝑃到直线𝑙 的垂线段。
垂线的性质
一般地,连结直线外一点与直线上各点的所有线段中,垂线段最短。如图,点𝑃与直线𝑙 上各点的连线中,线段𝑃𝑂 最短。简单说成:垂线段最短
点到直线的距离
直线外一点到这条直线的垂线段的长度,叫作点到直线的距离。如图,线段𝑃𝑂的长度是点𝑃到直线𝑙 的距离。
图示
注意:(1)“垂线”与“垂线段”的区别:垂线是一条直线,长度不可以度量,而垂线段是一条线段,长度可以度量,如上表中图,PO所在直线是垂线,线段PO 是垂线段。
(2) “垂线段”与“点到直线的距离”的区别:垂线段是几何图形,而点到直线的距离是点到直线的垂线段的长度,是一个数量。
(3)“点到直线的距离”与“两点间的距离”的区别:点到直线的距离是直线外一点到这条直线的垂线段的长度,而两点间的距离指连结两点间的线段的长度,如上表中图,线段的长度是点的距离。
【知识点05】:同位角、内错角、同旁内角
1.如下表中图,直线与相交(也可以说两条直线被第三条直线所截),构成8个角,简称“三线八角”。
定义
举例(如右图)
图示
同位角
如右图,∠1与∠5 都在第三条直线 的同侧,并且分别位于直线 的同侧,这样的一对角叫作同位角。
∠1与∠5 ,∠2与∠6 ,∠3与∠7 ,∠4与∠8 。
内错角
如右图,∠3与∠5 分别位于第三条直线 的异侧,并且都在两条直线与 之间,这样的一对角叫作内错角。
∠3与∠5 ,∠4与∠6 。
同旁内角
如右图,∠3与∠6 都在第三条直线 的同侧,并且在直线 与 之间,这样的一对角叫作同旁内角。
∠3与∠6 ,∠4与∠5 。
2. 同位角、内错角、同旁内角的特征
角的名称
位置特征
基本图形
图形的结构特征
同位角
在截线同侧,两条被截直线同一侧。
______________
形如字母“F ”(或倒置、反置、旋转)。
内错角
在截线两侧,两条被截直线之间。
___________
形如字母“Z ”(或倒置、反置、旋转)。
同旁内角
在截线同侧,两条被截直线之间。
__________________
形如字母“U ”(或倒置、反
置、旋转)。
【题型一】相交线
例1.平面上画三条直线,交点的个数最多有( )
A.3个 B.2个 C.1个 D.0个
变式1.(23-24七年级·浙江温州·月考)一平面内,三条直线两两相交,最多有3个交点;4条直线两两相交,最多有6个交点;5条直线两两相交,最多有 个交点;8条直线两两相交,最多有 个交点.
变式2.按下列要求画图,并填空.
(1)画直线AB和CD相交于点O(要求∠AOD比∠AOC小);
(2)用直尺和圆规作∠EFG,使得(保留作图痕迹).
【题型二】对顶角的定义
例2.(24-25七年级下·浙江杭州·月考)下面四个图形中,与是对顶角的图形为( )
A. B. C. D.
变式1.如图,直线、、、相交于一点,则图中对顶角一共有 对.
变式2.观察以下一系列图形,过已知直线外一点作直线与已知直线相交,请你补全探究过程.
【规律探究】如图1,作条直线与已知直线相交,则图中共有______对对顶角;如图2,作条直线与已知直线相交,则图中共有______对对顶角;如图3,作条直线与已知直线相交,则图中共有______对对顶角.
【归纳总结】若过直线外一点作条直线与该直线相交,则可形成______对对顶角.
【规律应用】若过直线外一点作条直线与该直线相交,则可形成几对对顶角?
【题型三】对顶角相等
例3.(23-24七年级下·浙江台州·期末)如图,当剪刀口减少时,的度数( )
A.增大 B.减少 C.增大 D.减少
变式1.(24-25七年级下·浙江杭州·月考)如图的剪刀构造可以看成是两条相交的直线,交于点O,若,则的度数是 .
变式2.如图,直线AB、CD相交于点O,,射线OE把分成两个角,且.
(1)求的度数.
(2)过点O作射线,求的度数.
【题型四】垂线的定义理解
例4.(24-25七年级下·浙江绍兴·月考)如图,直线与相交于点,,若,则( )
A. B. C. D.
变式1.(24-25七年级下·浙江宁波·期末)图为《天工开物》记载用于春()捣谷物的工具“碓()”的平面结构示意图,与水平线相交于点,于点,于点,.若,则的大小为 度.
变式2.如图所示,已知直线与交于点,,垂足为,且.
(1)求的度数;
(2)过点在上方作射线,若,求的度数.
【题型五】画垂线
例5.在数学课上,同学们在练习过点B作线段所在直线的垂线段时,有部分同学画出了下列四种图形,其中画法正确的是( )
A.图① B.图② C.图③ D.图④
变式1.(22-23七年级下·浙江宁波·期末)如图,已知三个点A、B、C,按下列要求画图.
(1)画直线;
(2)画射线;
(3)过B点画直线的垂线段,垂足为F.(画图工具不限,不需写出结论,只需画出图形、标注字母)
变式2.(22-23七年级下·浙江金华·月考)如图的正方形网格中,点A、B、C在各正方形的顶点上,按下列要求画出图形:
(1)作射线、线段、直线;
(2)过点B作直线,垂足为H.
【题型六】垂线段最短
例6.(24-25七年级下·浙江温州·期末)测量跳远项目的成绩时,老师会测量学生后脚跟落地点到起跳线的垂线段长度.现一学生跳远训练情况如图所示,点表示后脚跟落点,点表示前脚跟落点,垂直于起跳线,垂足分别为,则测量成绩的线段是( )
A. B. C. D.
变式1.(24-25七年级下·浙江台州·期末)校运动会测量跳远成绩时,应用的数学基本事实是 .
变式2.(23-24七年级·浙江宁波·期末)如图,是的边上一点.
(1)过点画的垂线,垂足为点.
(2)________(填“”、“”或“”),依据是________________.
【题型七】点到直线的距离
例7.(24-25七年级下·浙江宁波·期末)如图是小明在体育课上进行跳远测试的示意图,,C为垂足.分别测得米,米,米,则小明的跳远成绩应该是( )
A.2.19米 B.2.16米 C.2.25米 D.2.20米
变式1.如图,在体育测试中,裁判员测量某同学的跳远成绩,在直线上的三点中,应测量落在沙坑中的脚印点到点 的距离.
变式2.(22-23七年级下·浙江台州·期末)定义:连接已知线段外一点与这条线段上各点的所有线段中,最短线段的长度叫做这点到已知线段的距离.
(1)如图,已知线段和点C,D,分别画出表示点C,D到线段距离的线段.
(2)若,动点P到线段的距离为,请画出动点P运动的路径.并求出运动路径的长(精确到).
【题型八】同位角、内错角、同旁内角
例8.(23-24七年级下·浙江温州·期中)如图,与为同旁内角的是( )
A. B. C. D.
变式1.(24-25七年级下·浙江杭州·月考)如图,直线a,b被直线c所截,的同位角是 .
变式2.(2023七年级下·浙江·专题练习)如图所示.
(1)与,与,与各是什么角,是哪两条直线被哪一条直线所截得的?
(2)的内错角有哪些?
(3)写出直线,被所截得的同旁内角,直线,被所截得的同旁内角.
一、单选题
1.下列各选项中,和是对顶角的是( )
A.B. C. D.
2.如图,已知直线AB,CD相交于点O,OA平分∠EOC,∠EOC=70°,则∠BOD=( )
A.35° B.40° C.55° D.70°
3.如图所示,与是同位角的是( )
A.B.C. D.
4.如图,直线,相交于点,下列条件:①;②;③,其中能说明的有( )
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
5.下列说法正确的个数有( )
①内错角相等;
②相等的角是对顶角;
③过一点有且只有一条直线垂直于已知直线;
④直线外一点到这条直线的垂线段,叫做这个点到这条直线的距离.
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
6.如图,直线AB,CD相交于点O,OE平分,于点O.若,则的度数为( )
A. B. C. D.
7.如图,已知直线、相交于点,,点为垂足,平分.若,则的度数是( )
A. B. C. D.
8.如图,是直线外一点,三点均在直线上,且于点,.有下列结论:①线段是点到直线的距离;②线段的长是点到直线的距离;③三条线段中,最短;④线段的长是点到直线的距离.其中正确的是( )
A.②③ B.①② C.③④ D.①②③④
9.如图,,第1次,作相交、,则产生了4对同位角,第2次,作相交、、,则又产生了12组同位角,第3次,作相交、、、,则又产生了24组同位角,推测第6次又产生了( )对同位角.
A.60 B.84 C.112 D.144
二、填空题
10.如图,于点C,若,则∠BCE的度数为 .
11.如图所示的是“自由式滑雪大跳台”项目图标的部分示意图,下列说法:①与是对顶角;②与是同旁内角;③与是同旁内角;④与是内错角.其中正确的是 (填序号).
12.若两条直线相交所成的四个角中,有两个角分别是和,则 .
13.在小河旁有一村庄,现要建一取水点,为使该村村民到河边取水最近,则取水点应建在 点处.
14.如图,,垂足为,则下面的结论正确有 .
①与互相垂直;②与互相垂直;③点到的垂线段是线段;④线段的长度是点到的距离;⑤线段是点到的距离.
15.已知在同一个平面内,一个角的度数是70°,另一个角的两边分别与它的两边垂直,则另一个角的度数是 .
16.如图,直线,相交于点O,,平分,,则的度数为 .
17.如图,直线相交于点O,,垂足为O,且平分.
(1)若,则的度数为 ;
(2)与的数量关系为 .
三、解答题
18.如图,过点P分别画出的垂线(保留画图痕迹,不写画法).
19.如图,淇淇把筷子的一端放入水杯中,筷子的另一端露出水面,可以看见筷子在水中会偏折,原本下端应在位置的筷子出现在了的位置,这就是光的折射现象,光从空气中射入水中,光的传播方向发生了改变,我们所看见的筷子的位置也就发生了改变.
(1)的同位角有 ;
(2)淇淇使用工具测得,,求的度数.
20.如图:已知,,,,在同一条直线上.
(1)的余角是_________,的补角是_________.
(2)如果,求的度数.
(3)找出图中所有相等的角(除直角外),并对其中一对相等的角说明理由.
21.直线,相交于点O.
(1),分别是,的平分线.画出这个图形.
(2)射线,在同一条直线上吗?
(3)画的平分线.与有什么位置关系?
22.如图,已知三个点A,B,C.请按下列语句画出图形.
(1)画射线.
(2)画直线.
(3)在直线上找一点D,连结,使线段最短.
23.如图,直线相交于点,平分,平分.
(1)有什么位置关系,请说明理由;
(2)若,求的度数.
24.直线相交于点O,于点O,作射线,且在的内部.
(1)①当在如图1所示位置时,若,求的度数;
②当在如图2所示位置时,若平分,证明:平分;
(2)若,请直接写出与之间的数量关系.
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第01讲 相交线(知识详解+8典例分析+习题巩固)
【知识点01】:两直线相交于对顶角
1.两直线相交
概念
表示方法
如果两条直线只有一个公共点,就说这两条直线相交,这个公共点叫作这两条直线的交点。
_____________________________
直线𝐴𝐵与直线𝐶𝐷 相交于点𝑂 。
2.对顶角的概念及性质
概念
特征
性质
图示
如图,直线𝐴𝐵与𝐶𝐷 相交,其交点是𝑂 ,∠1,∠2,∠𝐴𝑂𝐷 和∠𝐶𝑂𝐵是𝐴𝐵与𝐶𝐷 相交所成的角。
对顶角的顶点相同,角的两边互为反向延长线。
对顶角相等。如∠1=∠2 ,∠𝐴𝑂𝐷 =∠𝐶𝑂𝐵 。
______________
注意:对顶角是成对出现的,指两个角之间的位置关系,单独的一个角不能称为对顶角。
【知识点02】:垂直
垂直的概念及表示方法
概念
图示
表示方法
垂直
当两条直线相交所构成的四个角中有一个是直角时,我们就说这两条直线互相垂直,
直线AB与CD垂直,记作AB⊥CD ,交点O 是垂足。
直线l与m 垂直,记作l⊥m ,交点O 是垂足。
【知识点03】:垂线的画法及基本事实
1.垂线的画法
①用三角尺画,具体画法如下。
步骤
内容
图示
一落
让三角尺的一条直角边落在已知直线上,使其与已知直线重合。
二移
沿直线移动三角尺,使其另一条直角边经过已知点。
三画
沿此直角边画直线,则这条直线就是已知直线的垂线。
②用量角器画,如图所示。
:同一平面内,画已知直线的垂线,能画出无数条,但过一点画已知直线的垂线只能画出一条。
2.基本事实
在同一平面内,过一点有且只有一条直线与已知直线垂直。强调“存在性”“唯一性”
:其中“一点”可以在已知直线外,也可以在已知直线上。
【知识点04】:垂线段及点到直线的距离
垂线段
如图,𝑃为直线𝑙外一点,𝑃𝑂⊥𝑙,垂足为𝑂,称𝑃𝑂 为点𝑃到直线𝑙 的垂线段。
垂线的性质
一般地,连结直线外一点与直线上各点的所有线段中,垂线段最短。如图,点𝑃与直线𝑙 上各点的连线中,线段𝑃𝑂 最短。简单说成:垂线段最短
点到直线的距离
直线外一点到这条直线的垂线段的长度,叫作点到直线的距离。如图,线段𝑃𝑂的长度是点𝑃到直线𝑙 的距离。
图示
注意:(1)“垂线”与“垂线段”的区别:垂线是一条直线,长度不可以度量,而垂线段是一条线段,长度可以度量,如上表中图,PO所在直线是垂线,线段PO 是垂线段。
(2) “垂线段”与“点到直线的距离”的区别:垂线段是几何图形,而点到直线的距离是点到直线的垂线段的长度,是一个数量。
(3)“点到直线的距离”与“两点间的距离”的区别:点到直线的距离是直线外一点到这条直线的垂线段的长度,而两点间的距离指连结两点间的线段的长度,如上表中图,线段的长度是点的距离。
【知识点05】:同位角、内错角、同旁内角
1.如下表中图,直线与相交(也可以说两条直线被第三条直线所截),构成8个角,简称“三线八角”。
定义
举例(如右图)
图示
同位角
如右图,∠1与∠5 都在第三条直线 的同侧,并且分别位于直线 的同侧,这样的一对角叫作同位角。
∠1与∠5 ,∠2与∠6 ,∠3与∠7 ,∠4与∠8 。
内错角
如右图,∠3与∠5 分别位于第三条直线 的异侧,并且都在两条直线与 之间,这样的一对角叫作内错角。
∠3与∠5 ,∠4与∠6 。
同旁内角
如右图,∠3与∠6 都在第三条直线 的同侧,并且在直线 与 之间,这样的一对角叫作同旁内角。
∠3与∠6 ,∠4与∠5 。
2. 同位角、内错角、同旁内角的特征
角的名称
位置特征
基本图形
图形的结构特征
同位角
在截线同侧,两条被截直线同一侧。
______________
形如字母“F ”(或倒置、反置、旋转)。
内错角
在截线两侧,两条被截直线之间。
___________
形如字母“Z ”(或倒置、反置、旋转)。
同旁内角
在截线同侧,两条被截直线之间。
__________________
形如字母“U ”(或倒置、反
置、旋转)。
【题型一】相交线
例1.平面上画三条直线,交点的个数最多有( )
A.3个 B.2个 C.1个 D.0个
【答案】A
【知识点】相交线
【分析】根据相交线的性质可得答案.
【详解】平面内,三条直线两两相交,最多有3个交点.
故选:A.
【点睛】本题考查相交线,理解平面内两条直线相交只有一个交点,三条直线两两相交最多有3个交点是正确判断的前题,也是解题的关键.
变式1.(23-24七年级·浙江温州·月考)一平面内,三条直线两两相交,最多有3个交点;4条直线两两相交,最多有6个交点;5条直线两两相交,最多有 个交点;8条直线两两相交,最多有 个交点.
【答案】
【知识点】图形类规律探索、相交线
【分析】由已知一平面内,三条直线两两相交,最多有3个交点;4条直线两两相交,最多有6个交点;5条直线两两相交,最多有10个交点总结出:在同一平面内,n条直线两两相交,则有 个交点,代入即可求解.
【详解】解:∵由已知总结出在同一平面内,n条直线两两相交,则最多有 个交点,
∴8条直线两两相交,交点的个数最多为 .
故答案为:.
【点睛】此题考查的知识点是相交线,关键是此题在相交线的基础上,着重培养学生的观察、实验和猜想、归纳能力,掌握从特殊到一般猜想的方法.
变式2.按下列要求画图,并填空.
(1)画直线AB和CD相交于点O(要求∠AOD比∠AOC小);
(2)用直尺和圆规作∠EFG,使得(保留作图痕迹).
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【知识点】尺规作一个角等于已知角、相交线
【分析】(1)作两条相交线段AB,CD交点为O,使∠AOC>∠AOD.
(2)在OA异侧作∠AOM,使∠AOM=∠AOD,再作∠EFG,使∠EFG=∠MON.
【详解】(1)
(2)作法:1.以点O为圆心,适当长为半径画弧交OA,OC,OD于点H,N,P,
2.以点H为圆心,PH长为半径画弧交前弧于点M,
3.作射线OM,
4.作射线FQ,
5. 以点F为圆心,OH长为半径画弧交FQ于点E,
6. 以点E为圆心,MN长为半径画弧交前弧于点G,
7作射线FG,则∠EFG就是所求作的角.
【点睛】本题考查了基本尺规作图,解决问题的关键是熟练掌握基本尺规作图.(1)任意作相交线段AB,CD交点为O,使∠AOC>∠AOD.(2)分别作∠AOM,∠EFG,使∠AOM=∠AOD,∠EFG=∠MON.
【题型二】对顶角的定义
例2.(24-25七年级下·浙江杭州·月考)下面四个图形中,与是对顶角的图形为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】对顶角的定义
【分析】本题考查了对顶角:有一个公共顶点,且一个角的两条边分别是另一个角的两条边的反向延长线,那么这两个角就叫做对顶角,熟练掌握对顶角的定义是解题关键.利用对顶角的定义判断即可得.
【详解】解:利用对顶角的定义可知,只有图C中与是对顶角,
故选:C.
变式1.如图,直线、、、相交于一点,则图中对顶角一共有 对.
【答案】12
【知识点】对顶角的定义
【分析】本题考查了对顶角的定义,注意对顶角是两条直线相交而成的四个角中,没有公共边的两个角.根据对顶角的定义找出规律,再判断对顶角的对数.
【详解】解:两条直线相交于一点,形成对对顶角,
三条直线相交于一点,有对不同的对顶角,
四条直线相交于一点,有对不同的对顶角,
故答案为:12.
变式2.观察以下一系列图形,过已知直线外一点作直线与已知直线相交,请你补全探究过程.
【规律探究】如图1,作条直线与已知直线相交,则图中共有______对对顶角;如图2,作条直线与已知直线相交,则图中共有______对对顶角;如图3,作条直线与已知直线相交,则图中共有______对对顶角.
【归纳总结】若过直线外一点作条直线与该直线相交,则可形成______对对顶角.
【规律应用】若过直线外一点作条直线与该直线相交,则可形成几对对顶角?
【答案】【规律探究】;;;【归纳总结】;【规律应用】
【知识点】图形类规律探索、对顶角的定义
【分析】本题考查对顶角的概念以及多条直线相交于一点,所形成的对顶角的个数的计算规律.
规律探究:作条直线与已知直线相交,数一数即可得出成对对顶角;作条直线与已知直线相交,数一数即可得出对对顶角,作条直线与已知直线相交,数一数即可得出对对顶角;
归纳总结:依次可找出规律,过直线外一点作条直线与该直线相交,则可形成对对顶角.
规律应用:根据归纳总结得出得结论代入求解即可.
【详解】解:规律探究:作条直线与已知直线相交,则图中共有对对顶角;
作条直线与已知直线相交,则图中共有对对顶角;
作条直线与已知直线相交,则图中共有对对顶角;
故答案为:;;;
归纳总结:过直线外一点作条直线与该直线相交,则可形成对对顶角,
故答案为:;
规律应用:过直线外一点作条直线与该直线相交,则可形成对对顶角.
【题型三】对顶角相等
例3.(23-24七年级下·浙江台州·期末)如图,当剪刀口减少时,的度数( )
A.增大 B.减少 C.增大 D.减少
【答案】B
【知识点】对顶角相等
【分析】本题考查对顶角,理解对顶角的定义是正确解答的前提.根据对顶角的性质进行判断即可.
【详解】解:∵与是对顶角,
∴,
∴当剪刀口减少时,的度数也减少,
故选∶B.
变式1.(24-25七年级下·浙江杭州·月考)如图的剪刀构造可以看成是两条相交的直线,交于点O,若,则的度数是 .
【答案】/75度
【知识点】对顶角相等
【分析】本题考查了对顶角相等,根据对顶角相等即可得解,熟练掌握对顶角相等是解此题的关键.
【详解】解:由题意可得,,
故答案为:.
变式2.如图,直线AB、CD相交于点O,,射线OE把分成两个角,且.
(1)求的度数.
(2)过点O作射线,求的度数.
【答案】(1)40°
(2)50°或130°
【知识点】对顶角相等、几何图形中角度计算问题
【分析】(1)根据对顶角相等可得∠BOD=∠AOC=70°,然后根据比例求解即可;
(2)先求出∠DOE,再分OF在∠AOD的内部时,∠DOF=∠EOF-∠DOE,OF在∠BOC的内部时,∠DOF=∠EOF+∠DOE进行计算即可得解.
【详解】(1)∵∠AOC=70°,∠BOD=∠AOC,
∴∠BOD=70°,
∵∠BOE:∠EOD=3:4,
∴∠EOD=70°×=40°;
(2)
如图:
∵OF⊥OE,
∴∠EOF=90°,
当OF在∠AOD的内部时,
∠DOF=∠EOF-∠DOE
=90°-40°
=50°,
当OF在∠BOC的内部时,
∠DOF=∠EOF+∠DOE
=90°+40°
=130°,
综上所述∠DOF=50°或130°.
【点睛】本题考查了对顶角相等的性质,角的计算,熟记概念并准确识图是解题的关键.
【题型四】垂线的定义理解
例4.(24-25七年级下·浙江绍兴·月考)如图,直线与相交于点,,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】对顶角相等、垂线的定义理解
【分析】本题考查了垂线、对顶角的定义,解题的关键是掌握相关知识.由垂线的定义可得,根据对顶角的定义可得,最后根据,即可求解.
【详解】解:,
,
,,
,
,
故选:B.
变式1.(24-25七年级下·浙江宁波·期末)图为《天工开物》记载用于春()捣谷物的工具“碓()”的平面结构示意图,与水平线相交于点,于点,于点,.若,则的大小为 度.
【答案】
【知识点】垂线的定义理解
【分析】本题主要考查了垂线的定义,根据垂直定义可得,从而可得,然后利用四边形内角和是进行计算,即可求解,根据题目的已知条件并结合图形进行分析是解题的关键.
【详解】解:∵于点,于点,,
∴,
∵,
∴,
∴,
故答案为:.
变式2.如图所示,已知直线与交于点,,垂足为,且.
(1)求的度数;
(2)过点在上方作射线,若,求的度数.
【答案】(1)
(2)
【知识点】垂线的定义理解、几何图形中角度计算问题
【分析】本题主要考查垂线的定义,掌握垂线的定义及对顶角、邻补角是解题的关键.
(1)根据垂线的定义得到,根据求出,再加上即可;
(2)先由平角得出,根据知,继而由可得答案.
【详解】(1)解:,
,
,,
,
;
(2)解:,,
,
,
,
,
.
【题型五】画垂线
例5.在数学课上,同学们在练习过点B作线段所在直线的垂线段时,有部分同学画出了下列四种图形,其中画法正确的是( )
A.图① B.图② C.图③ D.图④
【答案】A
【知识点】画垂线
【分析】本题考查画垂线.满足两个条件:①经过点B,②垂直;由此即可判断.
【详解】解:根据垂线段的定义可知,图①线段,是过点B作线段所在直线的垂线段,
故选:A.
变式1.(22-23七年级下·浙江宁波·期末)如图,已知三个点A、B、C,按下列要求画图.
(1)画直线;
(2)画射线;
(3)过B点画直线的垂线段,垂足为F.(画图工具不限,不需写出结论,只需画出图形、标注字母)
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)见解析
【知识点】画垂线、画出直线、射线、线段
【分析】(1)根据要求画直线即可;
(2)根据要求画射线即可;
(3)过B点作,垂足为点F,即为直线的垂线段.
【详解】(1)解:如图,直线为所求作的直线;
(2)解:如图,射线为所求作的射线;
(3)解:如图,线段为所求作的垂线段.
【点睛】本题主要考查了画直线、射线和垂线段,解题的关键是熟练掌握直线、射线的定义,垂线的画法.
变式2.(22-23七年级下·浙江金华·月考)如图的正方形网格中,点A、B、C在各正方形的顶点上,按下列要求画出图形:
(1)作射线、线段、直线;
(2)过点B作直线,垂足为H.
【答案】(1)图见解析
(2)图见解析
【知识点】画垂线、画出直线、射线、线段
【分析】(1)根据射线、线段、直线的概念作图即可得;
(2)利用网格的特征作图可得.
【详解】(1)解:如图所示,射线、线段、直线即为所求.
(2)如图,线段即为所求.
【点睛】本题主要考查作图应用与设计作图,解题的关键是掌握射线、线段、直线的概念.
【题型六】垂线段最短
例6.(24-25七年级下·浙江温州·期末)测量跳远项目的成绩时,老师会测量学生后脚跟落地点到起跳线的垂线段长度.现一学生跳远训练情况如图所示,点表示后脚跟落点,点表示前脚跟落点,垂直于起跳线,垂足分别为,则测量成绩的线段是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】垂线段最短
【分析】本题考查了垂线段最短,根据垂线段最短,以及测试时以距离起跳线进的脚后跟为起点,测量成绩,进行判断即可.
【详解】解:由图和题意,得:测量成绩的线段是;
故选:B.
变式1.(24-25七年级下·浙江台州·期末)校运动会测量跳远成绩时,应用的数学基本事实是 .
【答案】垂线段最短
【知识点】垂线段最短
【分析】本题主要考查了垂线的性质.根据垂线段最短进行解答即可.
【详解】解:校运动会测量跳远成绩时,应用的数学基本事实是垂线段最短,
故答案为:垂线段最短.
变式2.(23-24七年级·浙江宁波·期末)如图,是的边上一点.
(1)过点画的垂线,垂足为点.
(2)________(填“”、“”或“”),依据是________________.
【答案】(1)图见解析
(2),垂线段最短
【知识点】垂线段最短、画垂线
【分析】本题考查画垂线,垂线段最短.掌握垂线段最短,是解题的关键.
(1)根据题意,画出垂线即可;
(2)根据垂线段最短,进行作答即可.
【详解】(1)解:如图,即为所求;
(2)∵,
∴(垂线段最短)
故答案为:,垂线段最短.
【题型七】点到直线的距离
例7.(24-25七年级下·浙江宁波·期末)如图是小明在体育课上进行跳远测试的示意图,,C为垂足.分别测得米,米,米,则小明的跳远成绩应该是( )
A.2.19米 B.2.16米 C.2.25米 D.2.20米
【答案】B
【知识点】点到直线的距离
【分析】本题考查了点到直线的距离的含义,解答此题的关键是要明确:直线外一点到直线的垂线段的长度,叫做点到直线的距离,特别注意是“垂线段的长度”.根据点A到起跳线的垂线段的长度,据此判断出跳远成绩应该为多少米即可.
【详解】解∶∵,米,
∴小明的跳远成绩应该是米,
故选∶B.
变式1.如图,在体育测试中,裁判员测量某同学的跳远成绩,在直线上的三点中,应测量落在沙坑中的脚印点到点 的距离.
【答案】B
【知识点】点到直线的距离
【分析】根据点到直线的距离解答即可.
【详解】解:根据点到直线的距离可知,在直线上的三点中,应测量落在沙坑中的脚印点到点B的距离.
故答案为:B.
【点睛】此题考查了点到直线的距离,熟练掌握定义是解题关键.
变式2.(22-23七年级下·浙江台州·期末)定义:连接已知线段外一点与这条线段上各点的所有线段中,最短线段的长度叫做这点到已知线段的距离.
(1)如图,已知线段和点C,D,分别画出表示点C,D到线段距离的线段.
(2)若,动点P到线段的距离为,请画出动点P运动的路径.并求出运动路径的长(精确到).
【答案】(1)见解析
(2)见解析,约为厘米
【知识点】点到直线的距离
【分析】(1)根据点到已知线段的距离的定义画出图形即可;
(2)由题意可知,点P的运动路径为如图2所示的图形,根据点P的运动路径长为两个以半径为的半圆长加上两个线段的长求解即可.
【详解】(1)解:如图1,线段为点C到线段的距离,线段为点D到线段的距离;
(2)如图2,点P的运动路径如图所示,
点P的运动路径长.
【点睛】本题考查了作图—复杂作图,点到线段的距离,正确理解点到线段的距离是解题的关键.
【题型八】同位角、内错角、同旁内角
例8.(23-24七年级下·浙江温州·期中)如图,与为同旁内角的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】同位角、内错角、同旁内角
【分析】本题考查了同旁内角的概念,熟练掌握概念是解题的关键.
根据在截线的同旁,在被截线之间的角是同旁内角进行判断即可.
【详解】解:根据同旁内角的概念可得:和是同旁内角.
故选:D.
变式1.(24-25七年级下·浙江杭州·月考)如图,直线a,b被直线c所截,的同位角是 .
【答案】
【知识点】同位角、内错角、同旁内角
【分析】本题考查同位角,关键是掌握同位角的定义.两条直线被第三条直线所截形成的角中,若两个角都在两直线的同侧,并且在第三条直线(截线)的同旁,则这样一对角叫做同位角,由此即可判断.
【详解】解:如图,直线a,b被直线c所截,的同位角是,
故答案为:.
变式2.(2023七年级下·浙江·专题练习)如图所示.
(1)与,与,与各是什么角,是哪两条直线被哪一条直线所截得的?
(2)的内错角有哪些?
(3)写出直线,被所截得的同旁内角,直线,被所截得的同旁内角.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)见解析
【知识点】同位角、内错角、同旁内角
【分析】(1)根据同位角概念解答即可;
(2)根据内错的概念解答即可;
(3)根据同旁内角的概念解答即可.
【详解】(1)解:与是直线、被直线所截形成的同位角,
与是直线、被直线所截形成的同位角,
与是直线、被直线所截形成的同位角;
(2)解:当直线与被所截时,与是内错角,
当直线和被所截时,与是内错角;
(3)解:直线,被所截得的同旁内角有与,
直线,被所截得的同旁内角与.
【点睛】本题考查了同位角、内错角、同旁内角,解本题的关键要抓住各类角的特征,这也是学生易错的地方,并且还容易出现漏解的情况.
一、单选题
1.下列各选项中,和是对顶角的是( )
A.B. C. D.
【答案】D
【分析】根据对顶角的定义:两个角有公共顶点,且一个角的两边是另一个角两边的反向延长线,来判断每个选项.
【详解】解:A、 和的两边不是互为反向延长线,不符合对顶角的定义,不符合题意;
B、 和 只有一条边互为反向延长线,另一条边不满足,不符合对顶角的定义,不符合题意;
C、和 的两边不是互为反向延长线,不符合对顶角的定义,不符合题意;
D、和有公共顶点,且两边互为反向延长线,符合对顶角的定义,符合题意。
故选:D.
【点睛】本题考查了对顶角的定义,解题关键是准确把握 “两边互为反向延长线” 这一核心特征来识别对顶角.
2.如图,已知直线AB,CD相交于点O,OA平分∠EOC,∠EOC=70°,则∠BOD=( )
A.35° B.40° C.55° D.70°
【答案】A
【分析】根据OA平分∠EOC,可得,再由对顶角相等,即可求解.
【详解】解:∵OA平分∠EOC,∠EOC=70°,
∴,
∵∠BOD=∠AOC,
∴∠BOD=35°.
故选:A
【点睛】本题主要考查了有关角平分线的计算,对顶角的性质,熟练掌握对顶角相等是解题的关键.
3.如图所示,与是同位角的是( )
A.B.C. D.
【答案】A
【分析】利用同位角的定义判断即可得出答案.
【详解】解:A图中,∠1与∠2有一边在同一条直线上,另一条边在被截线的同一方,是同位角,符合题意;
B图中,∠1与∠2的两条边都不在同一条直线上,不是同位角,不符合题意;
C图中,∠1与∠2的两条边都不在同一条直线上,不是同位角,不符合题意;
D图中,∠1与∠2的两条边都不在同一条直线上,不是同位角,不符合题意;
故选A.
【点睛】本题考查了同位角,熟记同位角的定义是解题的关键.
4.如图,直线,相交于点,下列条件:①;②;③,其中能说明的有( )
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
【答案】A
【分析】此题主要考查了垂直定义,关键是通过条件计算出其中一个角为.
根据垂直定义:当两条直线相交所成的四个角中,有一个角是直角时,就说这两条直线互相垂直进行判定即可.
【详解】解:①,可以得出;
②,,
,可以得出;
③,不能得到;
故能说明的有①②.
故选:A.
5.下列说法正确的个数有( )
①内错角相等;
②相等的角是对顶角;
③过一点有且只有一条直线垂直于已知直线;
④直线外一点到这条直线的垂线段,叫做这个点到这条直线的距离.
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【答案】A
【分析】根据内错角的定义、对顶角的定义、垂线的性质、点到直线的距离的定义,对选项一一进行分析,即可得出结果.
【详解】解:①内错角不一定相等,只有两直线平行,内错角才相等,故原说法错误;
②对顶角相等,但相等的角不一定是对顶角,故原说法错误;
③在同一平面内,过一点有且只有一条直线垂直于已知直线,故原说法错误;
④直线外一点到这条直线的垂线段的长度,叫做这个点到这条直线的距离,故原说法错误;
综上可得:说法正确的0个.
故选:A
【点睛】本题考查了内错角的定义、对顶角的定义、垂线的性质、点到直线的距离的定义,熟练掌握相关定义是解本题的关键.
6.如图,直线AB,CD相交于点O,OE平分,于点O.若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由可得到,通过角度的和差关系可得到,根据对顶角相等可得到,最后根据角平分线的定义可得到的度数.也可以根据可得到,通过角度的和差关系得到,再根据邻补角的定义得到,最后根据角平分线的定义可得到的度数.
【详解】解:∵,
∴.
又∵,
∴.
∵,
∴.
∵OE平分,
∴.
一题多解法∵,
∴.
又∵,
∴,
∴.
∵OE平分,
∴.
故选:C
【点睛】本题考查了对顶角、邻补角、角平分线,利用邻补角的定义和角平分线的定义是解题的关键.
7.如图,已知直线、相交于点,,点为垂足,平分.若,则的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了垂直的定义,角平分线的定义,平角,对顶角相等,熟练掌握以上知识点是解题的关键.先利用垂直和算得,然后利用平角算得,接着利用角平分线,得到,最后利用算得答案.
【详解】解:,
,
,
,
,,
平分,
,
.
故选:B.
8.如图,是直线外一点,三点均在直线上,且于点,.有下列结论:①线段是点到直线的距离;②线段的长是点到直线的距离;③三条线段中,最短;④线段的长是点到直线的距离.其中正确的是( )
A.②③ B.①② C.③④ D.①②③④
【答案】A
【分析】本题考查了点到直线的距离,垂线段最短,点到点的距离,根据以上知识点逐项判断即可求解,掌握以上知识点是解题的关键.
【详解】解:①线段的长是点到直线的距离,该选项说法错误;
②线段的长是点到直线的距离,该选项说法正确;
③三条线段中,最短,该选项说法正确;
④线段的长是点到点的距离,该选项说法错误;
∴正确的是②③,
故选:.
9.如图,,第1次,作相交、,则产生了4对同位角,第2次,作相交、、,则又产生了12组同位角,第3次,作相交、、、,则又产生了24组同位角,推测第6次又产生了( )对同位角.
A.60 B.84 C.112 D.144
【答案】B
【分析】本题主要考查了同位角的概念和规律题,可先通过分析前几次作直线后产生同位角的数量,找出其规律,再根据规律计算第6次产生同位角的数量,即可求解.
【详解】解: 设作第n次直线后产生的同位角对数为,
第1次,作相交,此时有2条被截直线 ,1条截线,产生了对同位角;
第2次,作相交,此时有3条被截直线,1条截线,产生了对同位角;
第3次,作相交,此时有4条被截直线,1条截线,产生了对同位角;
以此类推,可得到规律:作第n次直线后,有条被截直线,1条截线,产生的同位角对数;
当时,代入上述规律公式可得:(对)
故选项为:B.
二、填空题
10.如图,于点C,若,则∠BCE的度数为 .
【答案】/32度
【分析】根据垂线的定义即可求解.
【详解】解:∵,
∴∠BCD=90°,
∴∠BCE=∠BCD-∠DCE=90°-58°=32°,
故答案为:32°.
【点睛】本题考查了垂直的定义,熟练掌握两直线垂直,构成的角为90°是解题的关键.
11.如图所示的是“自由式滑雪大跳台”项目图标的部分示意图,下列说法:①与是对顶角;②与是同旁内角;③与是同旁内角;④与是内错角.其中正确的是 (填序号).
【答案】①②④
【分析】本题主要考查对顶角(角的两边互为反向延长线的两个角互为对顶角)、内错角(两条直线被第三条直线所截,在被截线之间并且在截线两侧的两个角是内错角)、同旁内角(两条直线被第三条直线所截,在被截线之间并且在截线同一侧的两个角是同旁内角),根据对顶角、内错角、同旁内角的定义解决此题.
【详解】解:①与是对顶角,正确;
②与是同旁内角,正确;
③与不是同旁内角,原说法错误;
④与是内错角,正确.
∴其中正确的有①②④.
故答案为:①②④.
12.若两条直线相交所成的四个角中,有两个角分别是和,则 .
【答案】40或80/80或40
【分析】此题考查了两条直线相交所成角的关系,一元一次方程的应用,正确理解两条直线相交所成角的关系是解题的关键.
由两条直线相交所成的四个角中,有邻补角有对顶角,由此列方程解答.
【详解】解:当两个角是对顶角时,,解得;
当两个角是邻补角时,,解得,
故答案为:40或80.
13.在小河旁有一村庄,现要建一取水点,为使该村村民到河边取水最近,则取水点应建在 点处.
【答案】C
【分析】根据垂线段最短即可作答.
【详解】点C与村庄的连线与小河所在直线垂直,
根据垂线段最短可知:在C点建一取水点,使该村村民到河边取水最近,
故答案为:C.
【点睛】本题主要考查了垂线段最短的实际应用,理解垂线段最短,是解答本题的关键.
14.如图,,垂足为,则下面的结论正确有 .
①与互相垂直;②与互相垂直;③点到的垂线段是线段;④线段的长度是点到的距离;⑤线段是点到的距离.
【答案】①④/④①
【分析】根据点到直线的距离和两条直线互相垂直即可逐项判断.
【详解】解:,
,
①与互相垂直,正确;
,
②与互相垂直,不正确;
③点到的垂线段是线段,而不是,不正确;
④线段的长度是点到的距离,正确;
⑤线段是点到的距离,不正确,应该是线段的长度是点到的距离.
①④正确.
故答案为:①④.
【点睛】本题考查了点到直线的距离和两直线垂直,解题的关键在于点到直线的距离是一个长度,即垂线段长度,而不是垂线段.
15.已知在同一个平面内,一个角的度数是70°,另一个角的两边分别与它的两边垂直,则另一个角的度数是 .
【答案】70°或110°
【分析】由两个角的两边互相垂直,即可得这两个角互补或相等,又由其中一角度数,即可求另一角的度数.
【详解】解:同一平面内的两个角的两边互相垂直(如图所示),
这两个角互补或相等,
其中一个角为,
另一角的度数为:或.
故答案为:或.
【点睛】此题考查了垂线的意义,熟练运用画图分析以及分类讨论是此题的难点,也是解决此题的关键.
16.如图,直线,相交于点O,,平分,,则的度数为 .
【答案】/75度
【分析】本题考查垂直的定义,角平分线的定义.先由垂直得到,进而求得,从而求得,再由角平分线的定义即可求解.
【详解】解:因为,
所以,
因为,
所以,,
所以.
因为平分,
所以.
故答案为:.
17.如图,直线相交于点O,,垂足为O,且平分.
(1)若,则的度数为 ;
(2)与的数量关系为 .
【答案】
【分析】(1)邻补角求出,角平分线求出,再根据对顶角相等,即可得解;
(2)垂直和角平分线,得到,平角的定义,推出,,即可得出结论.
【详解】解:(1)∵,
∴,
∵平分,
∴,
∴;
故答案为:;
(2)∵,平分,
∴,
∵,,
∴;
故答案为:.
【点睛】本题考查几何图形中角度的计算,正确的识图,找准角之间的和差,倍数关系,是解题的关键.
三、解答题
18.如图,过点P分别画出的垂线(保留画图痕迹,不写画法).
【答案】见详解
【分析】本题主要考查了作垂线,理解垂线的定义是解题关键.分别过图①,图②,图③的点P作的垂线即可.
【详解】解:过点P分别画出的垂线如下:
19.如图,淇淇把筷子的一端放入水杯中,筷子的另一端露出水面,可以看见筷子在水中会偏折,原本下端应在位置的筷子出现在了的位置,这就是光的折射现象,光从空气中射入水中,光的传播方向发生了改变,我们所看见的筷子的位置也就发生了改变.
(1)的同位角有 ;
(2)淇淇使用工具测得,,求的度数.
【答案】(1),,
(2)
【分析】本题考查三线八角,几何图形中角度的计算,熟练掌握同位角的定义,是解题的关键:
(1)根据同位角的定义找型即可;
(2)平角的定义求出的度数,再利用角的和差关系求出的度数即可.
【详解】(1)解:由图可知:的同位角有,,;
故答案为:,,;
(2)∵,
∴,
∵,
∴.
20.如图:已知,,,,在同一条直线上.
(1)的余角是_________,的补角是_________.
(2)如果,求的度数.
(3)找出图中所有相等的角(除直角外),并对其中一对相等的角说明理由.
【答案】(1);
(2)
(3),理由见(1)详解
【分析】(1)根据垂直的定义得到,再根据同角或等角的余角相等得到,最后根据补角和余角的定义求解即可;
(2)根据补角的定义进行求解即可;
【详解】(1)解:∵,,
∴,
∴,
∴,
∴的余角是,的补角是,
故答案为:;;
(2)解:∵,
∴,
(3)解:由(1)得.
【点睛】本题主要考查了与余角补角有关的计算,熟知余角与补角的定义是解题的关键.
21.直线,相交于点O.
(1),分别是,的平分线.画出这个图形.
(2)射线,在同一条直线上吗?
(3)画的平分线.与有什么位置关系?
【答案】(1)见解析
(2)射线、射线在同一条直线上.理由见解析
(3)见解析,垂直
【分析】本题考查了角平分线的定义:从一个角的顶点出发,把这个角分成相等的两个角的射线叫做这个角的平分线.也考查了邻补角和对顶角.熟练掌握角平分线、对顶角及邻补角的定义等知识是解题的关键.
(1)根据题意画图;
(2)根据邻补角和对顶角的定义得到,,再根据角平分线的定义得,,则,所以,于是可判断射线、射线在同一条直线上;
(3)根据(2)得,,再由平分得,所以,即可得结论.
【详解】(1)解:如图所示,
(2)射线、射线在同一条直线上.理由如下:
∵直线、相交于点O,
∴,
∵,分别是、的平分线,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴射线、射线在同一条直线上;
(3)如图,理由如下:
∵平分,
∴,
∵,,
∴,
即,
∴.
22.如图,已知三个点A,B,C.请按下列语句画出图形.
(1)画射线.
(2)画直线.
(3)在直线上找一点D,连结,使线段最短.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)见解析
【分析】本题考查了射线、直线、垂线段的画法;解题的关键是理解直线,射线,线段的定义.
(1)根据射线的定义画出图形即可;
(2)根据直线的定义画出图形即可;
(3)根据垂线段最短可得线段垂直于直线,根据垂线段的定义画出图形即可.
【详解】(1)解:如图:射线即为所求;
(2)解:如图:直线即为所求;
(3)解:如图:线段即为所求.
23.如图,直线相交于点,平分,平分.
(1)有什么位置关系,请说明理由;
(2)若,求的度数.
【答案】(1),理由见解析;
(2).
【分析】本题主要考查了角平分线的定义、平角的定义、垂直的定义等知识点,熟练掌握角平分线和垂直的定义是解题的关键.
()由平分,平分,则,,所以,从而可得,然后通过垂直定义即可求证;
()由平分,平分,则,,设,,所以,解得,然后由角度和差即可求解.
【详解】(1)解:,理由如下,
∵平分,平分,
∴,,
∴,
∵,,
∴,
∴;
(2)解:∵平分,平分,
∴,,
∵,
∴设,,
则,,
∴,解得:,
∴,
∴.
24.直线相交于点O,于点O,作射线,且在的内部.
(1)①当在如图1所示位置时,若,求的度数;
②当在如图2所示位置时,若平分,证明:平分;
(2)若,请直接写出与之间的数量关系.
【答案】(1)①的度数为;②见解析;
(2)或.
【分析】(1)①利用余角的定义以及角之间的关系可求出;②利用平分,可得:,再利用垂直得到:,即可证明,平分.
(2)需要分类讨论,当点E,F在直线的同侧和点E,F在直线的异侧两种情况,再分别表示出与,再消去即可.
【详解】(1)解:①∵于点O,
∴,
∵,
∴,
∴;
∴的度数为;
②∵平分,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴平分.
(2)解:设,则,
当点E,F在直线的同侧时,如图:
,
∴,①
,②
令①×3+②×2可得:,
当点E,F在直线的异侧时,如图:
,
∴,①
,②
令②×2+①可得:,
综上所述:或.
【点睛】本题考查几何图形角度的计算,与余角有关的计算,对顶角,角平分线的定义,(2)稍有难度,关键是对E点的位置进行讨论,考查学生的计算能力.
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