摘要:
**基本信息**
聚焦线段垂直平分线性质与判定,通过概念辨析、性质应用、定理推导构建系统性训练,强化几何直观与推理能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|概念辨析|选择1、3|外心性质辨析|从定义到三角形垂直平分线交点性质|
|性质应用|选择2、11、15(2)|“垂直平分线上点到两端距离相等”直接应用|性质与等腰三角形、周长计算结合|
|作图与综合|选择5、8、17|尺规作图(大于1/2AC画弧)、中垂线性质综合|作图原理到角度/周长综合计算|
|定理推导|解答18|性质定理“线段垂直平分线上点到两端距离相等”证明|从折叠操作抽象出逻辑证明,培养推理意识|
内容正文:
1.4.1线段的垂直平分线专项练习
答案解析
一、选择题
1、答案:B
解析:根据线段垂直平分线的性质,线段垂直平分线上的点到线段两端的距离相等,因此三角形三边垂直平分线的交点到三个顶点的距离都相等,这个点是三角形的外心。
2、答案:B
解析:直线 l 是线段 AB 的垂直平分线,因此可以得到:
AO=BO(垂直平分线平分线段 AB),A 选项正确;
点 A、B 关于直线 l 对称(垂直平分线是线段的对称轴),C 选项正确;
PA=PB(垂直平分线上的点到线段两端距离相等),D 选项正确;
PO 是点 P 到 AB 中点的距离,AO 是 AB 的一半,二者没有必然相等的关系,因此 B 选项不一定正确。
3、答案:B
解析:要让休息厅到三个景点的距离相等,即该点到△ABC 三个顶点的距离相等,根据垂直平分线的性质,这个点是三角形三边垂直平分线的交点。
4、答案:D
解析:在筝形 ABCD 中,AD=CD,AB=CB,BD 为公共边,因此:
在△ABD 和△CBD 中:
∴△ABD≌△CBD(SSS)
由此可得:
∠BAD=∠BCD,∠ADB=∠CDB,∠ABD=∠CBD,即 BD 平分∠ADC 和∠ABC;
同时可得∠DAC=∠BAC,∠DCA=∠BCA,即 AC 平分∠DAB 和∠DCB,因此 AC 平分一组对角,D 选项正确。
由于 AD 与 AB 长度不一定相等,因此 DO 与 BO 长度不一定相等,即 BD 不一定被 AC 平分,因此 AC 与 BD 不是互相垂直平分,AC 也无法垂直平分 BD,因此 A、B 错误;BD 本身平分两组对角,C 选项描述不准确。
5、答案:D
解析:根据作图过程可知,FD 是 AC 的垂直平分线,因此 AE=CE,且 AC=2AD=4。
△ABE 的周长为,
因此△ABC 的周长为。
6、答案:B
解析:AB 的垂直平分线交 AC 于 E,因此 AE=BE。
△BCE 的周长为,
已知 AC=27,因此。
7、答案:B
解析:AB 的垂直平分线交 BC 于 E,因此 AE=BE,可得∠B=∠BAE;
同理 AC 的垂直平分线交 BC 于 F,因此 AF=CF,可得∠C=∠CAF。
在△ABC 中,∠BAC=115°,因此∠B+∠C=180°-115°=65°,
则∠BAE+∠CAF=∠B+∠C=65°,
因此∠EAF=∠BAC-(∠BAE+∠CAF)=115°-65°=50°。
8、答案:C
解析:根据作图可知,MN 是 AC 的垂直平分线,因此 AD=CD,可得∠CAD=∠C=36°。
在△ABC 中,∠B=72°,∠C=36°,因此∠BAC=180°-72°-36°=72°,
因此∠BAD=∠BAC-∠CAD=72°-36°=36°。
9、答案:C
解析:等腰△ABC 中,D 是 BC 中点,因此 AD⊥BC,
△ABC 的面积为 18,BC=6,因此,解得 AD=6。
EF 是 AC 的垂直平分线,因此点 A、C 关于 EF 对称,即对于 EF 上的任意点 M,都有 AM=CM。
因此△CDM 的周长为,
根据两点之间线段最短,的最小值为 AD 的长度,当 M 为 AD 与 EF 的交点时取到最小值。
CD=,因此周长最小值为。
10、答案:C
解析:已知 AB=AC,OB=OC,因此点 A 和点 O 都在 BC 的垂直平分线上,即 AO 所在直线是 BC 的垂直平分线。
点 A 到 BC 的距离是 6,点 O 到 BC 的距离是 4:
若 O 在△ABC 内部,即 A、O 在 BC 的同侧,则 AO=6-4=2;
若 O 在△ABC 外部,即 A、O 在 BC 的异侧,则 AO=6+4=10。
因此 AO 的长度为 2 或 10。
二、填空题
11、答案:27
解析:AB=AC,AD⊥BC,因此 AD 是 BC 的垂直平分线,
点 P 在 AD 上,根据垂直平分线的性质,PB=PC,因此 PC=27。
12、答案:AC⊥BD
解析:筝形中,AB=AD,CB=CD,因此 AC 是 BD 的垂直平分线,
13、答案:32
解析:DE 是 AB 的垂直平分线,因此 AE=BE=6,AB=2AE=12,且 BD=AD。
△ACD 的周长为,
因此△ABC 的周长为。
14、答案:22
解析:
BD 是△ABC 的中线,因此 D 是 AC 中点,AD=DC,△ADG 和△CDG 等底同高,因此。
四边形 ACGE 的面积为 13,四边形 CDGE 的面积为 8,因此,则。
由此可得。
EF 是 BC 的中垂线,因此 E 是 BC 中点,BE=EC,△BEG 和△CEG 等底同高,因此。
△CBD 的面积为,
由于 BD 是中线,。
三、解答题
15、解答:
(1) ∵AB=AC,∠A=50°,
∴△ABC 为等腰三角形,。
∵DE 是 AB 的垂直平分线,
∴AD=BD,∴∠ABD=∠A=50°,
∴。
(2) ∵DE 是 AB 的垂直平分线,AE=4,
∴AB=2AE=8,且 AD=BD。
∵AB=AC,∴AC=8。
△CBD 的周长为,
∴。
16、证明:
∵AD 是∠BAC 的平分线,DE⊥AB,DF⊥AC,
∴DE=DF(角平分线上的点到角两边的距离相等),且∠AED=∠AFD=90°。
在 Rt△ADE 和 Rt△ADF 中:
∴Rt△ADE≌Rt△ADF(HL),
∴AE=AF。
∵AE=AF,DE=DF,
∴点 A 和点 D 都在 EF 的垂直平分线上,
∴AD 垂直平分 EF。
17、解答:
(1) ∵l₁是 AB 的垂直平分线,
∴AD=BD,
∵l₂是 AC 的垂直平分线,
∴AE=CE。
△ADE 的周长为,
已知△ADE 的周长为 12cm,因此 BC=12cm。
(2) ∵l₁、l₂是垂直平分线,交点为 O,
∴OA=OB,OA=OC,即 OA=OB=OC。
△OBC 的周长为,已知 BC=12cm,
∴,
∴OB=OC=10cm,
∴OA=OB=10cm。
18、解答:
(1) 线段垂直平分线上的点到这条线段两个端点的距离相等。
(2) 已知:如图 1,MN⊥AB 于点 C,AC=BC,点 P 是直线 MN 上的任意一点.
求证:PA=PB
证明:
∵MN⊥AB,∴∠PCA=∠PCB=90°,
在△PCA 和△PCB 中:
∴△PCA≌△PCB(SAS),
∴PA=PB。
(3) 答案:72°
∵CD是线段AB的垂直平分线,∴AC=BC,∠APC=90°,
∴∠CAB=∠CBA=50°。
∵∠CAD+∠DAP=∠CAB,
∴∠DAP=∠CAB−∠CAD=50°−22°=28°。
∵∠DAP+∠ADP=90°,
∴∠ADP=90°−∠DAP=90°−28°=62°。
19、解答:
(1) 证明:
∵BG∥AC,
∴∠GBD=∠C。
∵D 为 BC 的中点,
∴BD=CD。
在△BDG 和△CDF 中:
∴△BDG≌△CDF(ASA),
∴BG=CF。
(2) 猜想:,理由如下:
由 (1) 可知△BDG≌△CDF,
因此 BG=CF,DG=DF。
∵DE⊥GF,
∴DE 是 GF 的垂直平分线,因此 EG=EF。
在△BEG 中,根据三角形三边关系,,
∵BG=CF,EG=EF,
∴。
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1.4.1线段的垂直平分线专项练习
一、选择题
1、到三角形三个顶点距离都相等的点是这个三角形的()
A.三角形的三条角平分线的交点 B.三角形的三边垂直平分线的交点
C.三角形的三条高线的交点 D.三角形的三条中线的交点
2、如图,直线l是线段AB的垂直平分线,P是l上一点,下列说法不一定正确的是( )
A.AO=BO B.PO=AO C.点A、B关于直线l对称 D.PA=PB
3、如图,某景区有A,B,C三处景点,景点之间均以最短路线修建公路,为了便于游客游玩与休息,现计划建设一座游客休息厅提供给游客休息,为了确保各个景点到游客休息厅的距离相等,则游客休息厅应建设在( )
A. △ABC 三条中线的交点 B. △ABC 三边垂直平分线的交点
C. △ABC 三条高的交点 D. △ABC 三条角平分线的交点
4、如图,在四边形 ABCD 中,AD=CD,AB=CB,我们把这种两组邻边分别相等的四边形叫作 “筝形”,根据所学知识,下列选项中正确的是 ( )
A. AC 与 BD 互相垂直平分 B. AC 垂直平分 BD
C. BD 平分一组对角 D. AC 平分一组对角
5、如图,在△ABC 中,D 是 AC 的中点,分别以点 A,C 为圆心,大于 AC 的长为半径作弧,两弧交于点 F,直线 FD 交 BC 于点 E,连接 AE,若 AD=2,△ABE 的周长为 12,则△ABC 的周长为 ( )
A. 13 B. 14 C. 15 D. 16
6、在△ABC 中,已知 AC=27,AB 的垂直平分线交 AB 于点 D,交 AC 于点 E,△BCE 的周长等于 50,则 BC 的长是( )
A.22 B.23 C.32 D.33
7、如图,△ABC 中,∠BAC=115°,AB、AC 的垂直平分线分别交 BC 于点 E、F,连接 AE、AF,则∠EAF 的度数是( )
A.40° B.50° C.55° D.60°
8、如图,在△ABC 中,∠B=72°,∠C=36°,分别以点 A 和点 C 为圆心,大于 AC 的长为半径画弧,两弧相交于 M、N,作直线 MN,交 BC 于点 D,连接 AD,则∠BAD 的度数为( )
A.40° B.38° C.36° D.32°
9、如图,等腰的底边的长为 6,面积是 18,腰的垂直平分线分别交,边于 E,F 点.若点 D 为边的中点,点 M 为线段上一动点,则的周长的最小值为( )
A.6 B.8 C.9 D.10
10、在△ABC 中,AB=AC,OB=OC,点 A 到 BC 的距离是 6,点 O 到 BC 的距离是 4,则 AO 为 ( )
A. 2 B. 10 C. 2 或 10 D. 无法测量
二、填空题
11、如图,在△ABC 中,AB = AC ,AD ⊥ BC,点 P 是 AD 上一点,连接 PB、PC,若 PB=27,则 PC 的长为 .
12、如图,四边形 ABCD 中,AB=AD,CB=CD,我们把这种两组邻边分别相等的四边形叫做 “筝形”,请结合图形写出一个正确的数学结论 .
13、 如图,将三角形纸片ABC的一角沿AB的垂直平分线翻折,折痕为DE,点B与点A重合,已知△ACD的周长是20,AE=6,则△ABC的周长是______
14、如图,在△ABC中,BD是△ABC的中线,EF是BC边的中垂线,且BD与EF相交于点G,连接AG,CG,若四边形CDGE与四边形ACGE的面积分别为8和13,则△ABC的面积为______
三、解答题
15、如图,在△ABC中,AB =AC,AB的垂直平分线DE分别交AC,AB于点D,E .
(1)若∠A =50°,求∠CBD的度数;
(2)若AE =4,△CBD的周长为13,求BC的长.
16、如图,在△ABC 中,AD 是∠BAC 的平分线,DE⊥AB 于点 E,DF⊥AC 于点 F.求证∶AD 垂直平分 EF.
17、如图,在△ABC中,AB边的垂直平分线l1交BC于点D,AC边的垂直平分线l2交BC于点E,l1与l2相交于点O,连接OB,OC,AD,AE.若△ADE的周长为12cm,△OBC的周长为32cm.
(1)求线段BC的长;
(2)连接OA,求线段OA的长.
18、演绎推理的方法是研究图形属性的重要方法,请你认真阅读并完整解答.
(1) 如图 1,直线是线段的垂直平分线,P 是MN上任一点,连接PA,PB,将线段AB沿MN直线对折,我们发现PA与PB完全重合,由此可得线段垂直平分线的性质定理: .
(2) 请你结合图形把已知和求证补充完整,并写出证明过程.
已知:如图 1,MN⊥AB 于点 C, ,点 P 是直线上的任意一点.求证:
证明:
(3) 如图 2,CD 是线段 AB 的垂直平分线,∠CAD=22°,∠CBA=50°,则∠ADP= °.
19、如图,在△ABC中,D为BC的中点,过D点的直线GF交AC于点F,交AC的平行线BG于点G,DE⊥GF,并交AB于点E,连接EG,EF.
(1)求证:BG=CF.
(2)请你猜想BE+CF与EF的大小关系,并说明理由
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