2020年中考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 壓軸專題 三角形(含解析)
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2020年中考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 壓軸專題 三角形(含解析)
《三角形》
1.在△ABC中,∠BAC=45°,CD⊥AB,垂足為點D,M為線段DB上一動點(不包括端點),點N在直線AC左上方且∠NCM=135°,CN=CM,如圖①
(1)求證:∠ACN=∠AMC
(2)記△ANC得面積為5,記△ABC得面積為5.求證:
(3)延長線段AB到點P,使BP=BM,如圖②.探究線段AC與線段DB滿足什么數(shù)量關(guān)系時對于滿足條件的任意點M,AN=CP始終成立?(寫出探究過程)
解:(1)∵∠BAC=45°,
∴∠AMC=180°﹣45°﹣∠ACM=135°﹣∠ACM,
∵∠NCM=135°,
∴∠ACN=135°﹣∠ACM,
∴∠ACN=∠AMC;
(2)過點N作NE⊥AC于E,
∵∠CEN=∠CDM=90°,∠ACN=∠AMC,CM=CN,
∴△NEC≌△CDM(AAS)
∴NE=CD,CE=DM;
∵S1=AC?NE,S2=AB?CD,
∴=;
(3)當(dāng)AC=2BD時,對于滿足條件的任意點N,AN=CP始終成立,
理由如下:過點N作NE⊥AC于E,
由(2)可得NE=CD,CE=DM,
∵AC=2BD,BP=BM,CE=DM,
∴AC﹣CE=BD+BD﹣DM
∴AE=BD+BP=DP,
∵NE=CD,∠NEA=∠CDP=90°,AE=DP,
∴△NEA≌△CDP(SAS)
∴AN=PC.
2.如圖1,OA=2,OB=4,以點A為頂點,AB為腰在第三象限作等腰直角△ABC.
(Ⅰ)求C點的坐標(biāo);
(Ⅱ)如圖2,OA=2,P為y軸負(fù)半軸上的一個動點,若以P為直角頂點,PA為腰等腰直角△APD,過D作DE⊥x軸于E點,求OP﹣DE的值;
(Ⅲ)如圖3,點F坐標(biāo)為(﹣4,﹣4),點G(0,m)在y軸負(fù)半軸,點H(n,0)x軸的正半軸,且FH⊥FG,求m+n的值.
解:(Ⅰ)如圖1,過C作CM⊥x軸于M點,如圖1所示:
∵CM⊥OA,AC⊥AB,
∴∠MAC+∠OAB=90°,∠OAB+∠OBA=90°,
∴∠MAC=∠OBA,
在△MAC和△OBA中,,
∴△MAC≌△OBA(AAS),
∴CM=OA=2,MA=OB=4,
∴OM=6,
∴點C的坐標(biāo)為(﹣6,﹣2),
故答案為(﹣6,﹣2);
(Ⅱ)如圖2,過D作DQ⊥OP于Q點,
則四邊形OEDQ是矩形,
∴DE=OQ,
∵∠APO+∠QPD=90°,∠APO+∠OAP=90°,
∴∠QPD=∠OAP,
在△AOP和△PDQ中,,
∴△AOP≌△PDQ(AAS),
∴AO=PQ=2,
∴OP﹣DE=OP﹣OQ=PQ=OA=2;
(Ⅲ)如圖3,過點F分別作FS⊥x軸于S點,F(xiàn)T⊥y軸于T點,
則∠HSF=∠GTF=90°=∠SOT,
∴四邊形OSFT是正方形,
∴FS=FT=4,∠EFT=90°=∠HFG,
∴∠HFS=∠GFT,
在△FSH和△FTG中,,
∴△FSH≌△FTG(AAS),
∴GT=HS,
又∵G(0,m),H(n,0),點F坐標(biāo)為(﹣4,﹣4),
∴OT═OS=4,
∴GT=﹣4﹣m,HS=n﹣(﹣4)=n+4,
∴﹣4﹣m=n+4,
∴m+n=﹣8.
3.如圖1,點C在線段AB上,(點C不與A、B重合),分別以AC、BC為邊在AB同側(cè)作等邊三角形ACD和等邊三角形BCE,連接AE、BD交于點P
(1)觀察猜想:①線段AE與BD的數(shù)量關(guān)系為 AE=BD?。?
②∠APC的度數(shù)為 60°?。?
(2)數(shù)學(xué)思考:如圖2,當(dāng)點C在線段AB外時,(1)中的結(jié)論①,②是否仍然成立?若成立,請給予證明;若不成立,請你寫出正確結(jié)論再給予證明
(3)拓展應(yīng)用:如圖3,分別以AC、BC為邊在AB同側(cè)作等腰直角三角形ACD和等腰直角三角形BCE,其中∠ACD=∠BCE=90°,CA=CD,CB=CE,連接AE=BD交于點P,則線段AE與BD的關(guān)系為 AE=BD,AE⊥BD?。?
解:(1)觀察猜想:①如圖1,
設(shè)AE交CD于點O.過點C作CH⊥AE,CG⊥BD,
∵△ADC,△ECB都是等邊三角形,
∴CA=CD,∠ACD=∠ECB=60°,CE=CB,
∴∠ACE=∠DCB,
∴△ACE≌△DCB(SAS),
∴AE=BD,∠CAO=∠ODP,S△ACE=S△BCD,
∵∠AOC=∠DOP,
∴∠DPO=∠ACO=60°,
∴∠APB=120°,
∵S△ACE=S△BCD,
∴×AE×CH=×BD×CG,
∴CH=CG,且CH⊥AE,CG⊥BD,
∴CP平分∠APB,
∴∠APC=60°,
故答案為AE=BD,60°.
(2)數(shù)學(xué)思考::①成立,②不成立,
理由:設(shè)AC交BD于點O.過點C作CH⊥AE,CG⊥BD,
∵△ADC,△ECB都是等邊三角形,
∴CA=CD,∠ACD=∠ECB=60°,CE=CB,
∴∠ACE=∠DCB
∴△ACE≌△DCB(SAS),
∴AE=BD,∠PAO=∠ODC,
∵∠AOP=∠DOC,
∴∠APO=∠DCO=60°,
∴∠DPE=120°,
∵S△ACE=S△BCD,
∴×AE×CH=×BD×CG,
∴CH=CG,且CH⊥AE,CG⊥BD,
∴CP平分∠DPE,
∴∠DPC=60°,
∴∠APC=120°,
∴①成立,②不成立;
拓展應(yīng)用:
設(shè)AC交BD于點O.
∵∠ACD=∠BCE=90°,CA=CD,CB=CE,
∴∠ACE=∠DCB
∴△AEC≌△DBC(SAS),
∴AE=BD,∠CDB=∠CAE,
∵∠AOP=∠COD,∠CDB=∠CAE,
∴∠DCO=∠APO=90°,
∴AE⊥BD,
故答案為:AE=BD,AE⊥BD.
4.如圖,△ABC是等邊三角形,D是BC邊的中點,以D為頂點作一個120°的角,角的兩邊分別交直線AB、直線AC于M、N兩點.以點D為中心旋轉(zhuǎn)∠MDN(∠MDN的度數(shù)不變),當(dāng)DM與AB垂直時(如圖①所示),易證BM+CN=BD.
(1)如圖②,當(dāng)DM與AB不垂直,點M在邊AB上,點N在邊AC上時,BM+CN=BD是否仍然成立?若成立,請給予證明;若不成立,請說明理由;
(2)如圖③,當(dāng)DM與AB不垂直,點M在邊AB上,點N在邊AC的延長線上時,BM+CN=BD是否仍然成立?若不成立,請寫出BM,CN,BD之間的數(shù)量關(guān)系,不用證明.
解:(1)結(jié)論BM+CN=BD成立,理由如下:
如圖②,過點D作DE∥AC交AB于E,
∵△ABC是等邊三角形,
∴∠A=∠B=∠C=60°,
∵DE∥AC,
∴∠BED=∠A=60°,∠BDE=∠C=60°,
∴∠B=∠BED=∠BDE=60°,
∴△BDE是等邊三角形,∠EDC=120°,
∴BD=BE=DE,∠EDN+∠CDN=120°,
∵∠EDM+∠EDN=∠MDN=120°,
∴∠CDN=∠EDM,
∵D是BC邊的中點,
∴DE=BD=CD,
在△CDN和△EDM中,
,
∴△CDN≌△EDM(ASA),
∴CN=EM,
∴BD=BE=BM+EM=BM+CN;
(2)上述結(jié)論不成立,BM,CN,BD之間的數(shù)量關(guān)系為:BM﹣CN=BD;理由如下:
如圖③,過點D作DE∥AC交AB于E,
∵△ABC是等邊三角形,
∴∠A=∠B=∠C=60°,
∴∠NCD=120°,
∵DE∥AC,
∴∠BED=∠A=60°,∠BDE=∠C=60°,
∴∠B=∠BED=∠BDE=60°,
∴△BDE是等邊三角形,∠MED=∠EDC=120°,
∴BD=BE=DE,∠NCD=∠MED,∠EDM+∠CDM=120°,
∵∠CDN+∠CDM=∠MDN=120°,
∴∠CDN=∠EDM,
∵D是BC邊的中點,
∴DE=BD=CD,
在△CDN和△EDM中,
,
∴△CDN≌△EDM(ASA),
∴CN=EM,
∴BD=BE=BM﹣EM=BM﹣CN,
∴BM﹣CN=BD.
5.△ABC是等邊三角形,P為平面內(nèi)的一個動點,BP=BA,0°<∠PBC<180°,DB平分∠PBC,且DB=DA.
(1)當(dāng)BP與BA重合時(如圖1),求∠BPD的度數(shù);
(2)當(dāng)BP在∠ABC的內(nèi)部時(如圖2),求∠BPD的度數(shù);
(3)當(dāng)BP在∠ABC的外部時,請你直接寫出∠BPD的度數(shù).
解:(1)∵△ABC是等邊三角形,BD平分∠PBC,
∴∠PBD=∠CBD=30°,
∵DB=DA,
∴∠PBD=∠BPD=30°;
(2)如圖2,連接CD,
∵點D在∠PBC的平分線上,
∴∠PBD=∠CBD,
∵△ABC是等邊三角形,
∴BA=BC=AC,∠ACB=60°,
∵BP=BA,
∴BP=BC,
∵BD=BD,
∴△PBD≌△CBD(SAS),
∴∠BPD=∠BCD,
∵DB=DA,BC=AC,CD=CD,
∴△BCD≌△ACD(SSS),
∴∠BCD=∠ACD=∠ACB=30°,
∴∠BPD=30°;
(3)
如圖3,連接CD,
∵AD=BD,CD=CD,BC=AC,
∴△ACD≌△BCD(SSS)
∴∠ACD=∠BCD=30°,
∵BD=BD,∠PBD=∠CBD,PB=AB=BC,
∴△PBD≌△CBD(SAS)
∴∠BPD=∠BCD=30°,
如圖4,連接CD,
∵AD=BD,CD=CD,BC=AC,
∴△ACD≌△BCD(SSS)
∴∠ACD=∠BCD=30°,
∵BD=BD,∠PBD=∠CBD,PB=AB=BC,
∴△PBD≌△CBD(SAS)
∴∠BPD=∠BCD=30°,
如圖5,連接CD,
∵AD=BD,CD=CD,BC=AC,
∴△ACD≌△BCD(SSS)
∴∠ACD=∠BCD==150°,
∵BD=BD,∠PBD=∠CBD,PB=AB=BC,
∴△PBD≌△CBD(SAS)
∴∠BPD=∠BCD=150°,
6.在△ABC中,AC=BC,∠ACB=90°,D為AB邊的中點,以D為直角頂點的Rt△DEF的另兩個頂點E,F(xiàn)分別落在邊AC,CB(或它們的延長線)上.
(1)如圖1,若Rt△DEF的兩條直角邊DE,DF與△ABC的兩條直角邊AC,BC互相垂直,則S△DEF+S△CEF=S△ABC,求當(dāng)S△DEF=S△CEF=2時,AC邊的長;
(2)如圖2,若Rt△DEF的兩條直角邊DE,DF與△ABC的兩條直角邊AC,BC不垂直,S△DEF+S△CEF=S△ABC,是否成立?若成立,請給予證明;若不成立,請直接寫出S△DEF,S△CEF,S△ABC之間的數(shù)量關(guān)系;
(3)如圖3,若Rt△DEF的兩條直角邊DE,DF與△ABC的兩條直角邊AC,BC不垂直,且點E在AC的延長線上,點F在CB的延長線上,S△DEF+S△CEF=S△ABC是否成立?若成立,請給予證明;若不成立,請直接寫出S△DEF,S△CEF,S△ABC之間的數(shù)量關(guān)系.
解:(1)∵∠ACB=90°,DE⊥AC,DF⊥BC,
∴四邊形DECF是矩形,
∵∠ACB=90°,
∴BC⊥AC,
∵DE⊥AC,
∴DE∥BC,
∵D為AB邊的中點,
∴DE是△ABC的中位線,
∴DE=BC,AC=2CE,
同理:DF=AC,
∵AC=BC,
∴DE=DF,
∴四邊形DECF是正方形,
∴CE=DF=CF=DE,
∵S△DEF=S△CEF=2=DE?DF=DF2,
∴DF=2,
∴CE=2,
∴AC=2CE=4;
(2)S△DEF+S△CEF=S△ABC成立,理由如下:
連接CD;如圖2所示:
∵AC=BC,∠ACB=90°,D為AB中點,
∴∠B=45°,∠DCE=∠ACB=45°,CD⊥AB,CD=AB=BD,
∴∠DCE=∠B,∠CDB=90°,S△ABC=2S△BCD,
∵∠EDF=90°,
∴∠CDE=∠BDF,
在△CDE和△BDF中,,
∴△CDE≌△BDF(ASA),
∴DE=DF.S△CDE=S△BDF.
∴S△DEF+S△CEF=S△CDE+S△CDF=S△BCD=S△ABC;
(3)不成立;S△DEF﹣S△CEF=S△ABC;理由如下:
連接CD,如圖3所示:
同(1)得:△DEC≌△DBF,∠DCE=∠DBF=135°,
∴S△DEF=S五邊形DBFEC,
=S△CFE+S△DBC,
=S△CFE+S△ABC,
∴S△DEF﹣S△CFE=S△ABC.
∴S△DEF、S△CEF、S△ABC的關(guān)系是:S△DEF﹣S△CEF=S△ABC.
7.教材呈現(xiàn):如圖是華師版八年級上冊數(shù)學(xué)教材第94頁的部分內(nèi)容
2.線段垂直平分線
我們已經(jīng)知道線段是軸對稱圖形,線段的垂直平分線是線段的對稱軸,如圖,直線MN是線段AB的垂直平分線,P是MN上任一點,連結(jié)PA、PB,將線段AB沿直線MN對稱,我們發(fā)現(xiàn)PA與PB完全重合,由此即有:
線段垂直平分線的性質(zhì)定理 線段垂直平分線上的點到線段的距離相等.
已知:如圖,MN⊥AB,垂足為點C,AC=BC,點P是直線MN上的任意一點.
求證:PA=PB.
分析:圖中有兩個直角三角形APC和BPC,只要證明這兩個三角形全等,便可證明PA=PB.
定理證明:請根據(jù)教材中的分析,結(jié)合圖①,寫出“線段垂直平分線的性質(zhì)定理”完整的證明過程.
定理應(yīng)用:
(1)如圖②,在△ABC中,直線m、n分別是邊BC、AC的垂直平分線,直線m、n的交點為O.過點O作OH⊥AB于點H.求證:AH=BH.
(2)如圖③,在△ABC中,AB=BC,邊AB的垂直平分線l交AC于點D,邊BC的垂直平分線k交AC于點E.若∠ABC=120°, AC=15,則DE的長為 5?。?
解:定理證明:
∵MN⊥AB,
∴∠PCA=∠PCB=90°.
又∵AC=BC,PC=PC,
∴△PAC≌△PBC(SAS),
∴PA=PB.
定理應(yīng)用:(1)如圖2,連結(jié)OA、OB、OC.
∵直線m是邊BC的垂直平分線,
∴OB=OC,
∵直線n是邊AC的垂直平分線,
∴OA=OC,
∴OA=OB
∵OH⊥AB,
∴AH=BH;
(2)如圖③中,連接BD,BE.
∵BA=BC,∠ABC=120°,
∴∠A=∠C=30°,
∵邊AB的垂直平分線交AC于點D,邊BC的垂直平分線交AC于點E,
∴DA=DB,EB=EC,
∴∠A=∠DBA=30°,∠C=∠EBC=30°,
∴∠BDE=∠A+∠DBA=60°,∠BED=∠C+∠EBC=60°,
∴△BDE是等邊三角形,
∴AD=BD=DE=BE=EC,
∵AC=15=AD+DE+EC=3DE,
∴DE=5,
故答案為:5.
8.如圖,在△ABC中,AB=AC,以BC為直角邊作等腰Rt△BCD,∠CBD=90°,斜邊CD交AB于點E.
(1)如圖1,若∠ABC=60°,BE=4,作EH⊥BC于H,求線段BC的長;
(2)如圖2,作CF⊥AC,且CF=AC,連接BF,且E為AB中點,求證:CD=2BF.
解:(1)∵∠ABC=60°,EH⊥BC,
∴∠BEH=30°,
∴BE=2BH=4,EH=BH,
∴BH=2,EH=2,
∵∠CBD=90°,BD=BC,
∴∠BCD=45°,且EH⊥BC,
∴∠BCD=∠BEC=45°,
∴EH=CH=2,
∴BC=BH+HC=2+2;
(2)如圖,過點A作AM⊥BC,
∵AB=AC,AM⊥BC,
∴BM=MC=BC=DB,
∵∠DCB=45°,AM⊥BC,
∴∠DCB=∠MNC=45°,
∴MN=MC=BD,
∵AM∥DB,
∴△CNM∽△CBD
∴,
∴CD=2CN,AN=BD,
∵CF⊥AC,∠BCD=45°,
∴∠ACD+∠BCF=45°,且∠ACD+∠MAC=45°,
∴∠BCF=∠MAC,且AC=CF,BC=AN,
∴△ACN≌△CFB(SAS)
∴BF=CN,
∴CD=2BF
9.【問題】如圖1,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,過點C作直線l平行于AB.∠EDF=90°,點D在直線L上移動,角的一邊DE始終經(jīng)過點B,另一邊DF與AC交于點P,研究DP和DB的數(shù)量關(guān)系.
【探究發(fā)現(xiàn)】(1)如圖2,某數(shù)學(xué)興趣小組運用從特殊到一般的數(shù)學(xué)思想,發(fā)現(xiàn)當(dāng)點D移動到使點P與點C重合時,通過推理就可以得到DP=DB,請寫出證明過程;
【數(shù)學(xué)思考】(2)如圖3,若點P是AC上的任意一點(不含端點A、C),受(1)的啟發(fā),這個小組過點D作DG⊥CD交BC于點G,就可以證明DP=DB,請完成證明過程.
【探究發(fā)現(xiàn)】
證明:(1)∵∠ACB=90°,AC=BC
∴∠CAB=∠CBA=45°
∵CD∥AB
∴∠CBA=∠DCB=45°,且BD⊥CD
∴∠DCB=∠DBC=45°
∴DB=DC
即DP=DB;
【數(shù)學(xué)思考】
證明:(2)∵DG⊥CD,∠DCB=45°
∴∠DCG=∠DGC=45°
∴DC=DG,∠DCP=∠DGB=135°,
∵∠BDP=∠CDG=90°
∴∠CDP=∠BDG
,在△CDP和△GDB中,,
∴△CDP≌△GDB(ASA)
∴DP=DB.
10.已知,在平面直角坐標(biāo)系中,A(m,0)、B(0,n),m、n滿足(m﹣n)2+|m﹣5|=0.C為AB的中點,P是線段AB上一動點,D是x軸正半軸上一點,且PO=PD,DE⊥AB于E.
(1)如圖1,當(dāng)點P在線段AB上運動時,點D恰在線段OA上,則PE與AB的數(shù)量關(guān)系為 AB=2PE
(2)如圖2,當(dāng)點D在點A右側(cè)時,(1)中結(jié)論是否成立?若成立,寫出證明過程;若不成立,說明理由!
(3)設(shè)AB=5,若∠OPD=45°,直接寫出點D的坐標(biāo).
解:(1)∵(m﹣n)2+|m﹣5|=0,
∴m﹣n=0,m﹣5=0,
∴m=n=5,
∴A(5,0)、B(0,5),
∴AC=BC=5,
∴△AOB為等腰直角三角形,
∴∠AOC=∠BOC=45°,OC⊥AB,
∵PO=PD,
∴∠POD=∠PDO,
∵D是x軸正半軸上一點,
∴點P在BC上,
∵∠POD=45°+∠POC,∠PDO=45°+∠DPE,
∴∠POC=∠DPE,
在△POC和△DPE中,
,
∴△POC≌△DPE(AAS),
∴OC=PE,
∵C為AB的中點,
∴AB=2OC,
∴AB=2PE.
故答案為:AB=2PE.
(2)成立,理由如下:
∵點C為AB中點,
∴∠AOC=∠BOC=45°,OC⊥AB,
∵PO=PD,
∴∠POD=∠PDO,
∵∠POD=45°﹣∠POC,∠PDO=45°﹣∠DPE,
∴∠POC=∠DPE,
在△POC和△DPE中,
,
∴△POC≌△DPE(AAS),
∴OC=PE,
又∠AOC=∠BAO=45°
∴OC=AC=AB
∴AB=2PE;
(3)∵AB=5,
∴OA=OB=5,
∵OP=PD,
∴∠POD=∠PDO==67.5°,
∴∠APD=∠PDO﹣∠A=22.5°,∠BOP=90°﹣∠POD=22.5°,
∴∠APD=∠BOP,
在△POB和△DPA中,
,
∴△POB≌△DPA(SAS),
∴PA=OB=5,DA=PB,
∴DA=PB=5﹣5,
∴OD=OA﹣DA=5﹣(5﹣5)=10﹣5,
∴點D的坐標(biāo)為(10﹣5,0).
11.如圖1,直線AB分別與x軸、y軸交于A、B兩點,OC平分∠AOB交AB于點C,點D為線段AB上一點,過點D作DE∥OC交y軸于點E,已知AO=m,BO=n,且m、n滿足n2﹣8n+16+|n﹣2m|=0.
(1)求A、B兩點的坐標(biāo);
(2)若點D為AB中點,求OE的長;
(3)如圖2,若點P(x,﹣2x+4)為直線AB在x軸下方的一點,點E是y軸的正半軸上一動點,以E為直角頂點作等腰直角△PEF,使點F在第一象限,且F點的橫、縱坐標(biāo)始終相等,求點P的坐標(biāo).
解:(1)∵n2﹣8n+16+|n﹣2m|=0,
∴(n﹣4)2+|n﹣2m|=0,
∵(n﹣4)2≥0,|n﹣2m|≥0,
∴(n﹣4)2=0,|n﹣2m|=0,
∴m=2,n=4,
∴點A為(2,0),點B為(0,4);
(2)延長DE交x軸于點F,延長FD到點G,使得DG=DF,連接BG,
設(shè)OE=x,
∵OC平分∠AOB,
∴∠BOC=∠AOC=45°,
∵DE∥OC,
∴∠EFO=∠FEO=∠BEG=∠BOC=∠AOC=45°,
∴OE=OF=x,
在△ADF和△BDG中,
,
∴△ADF≌△BDG(SAS),
∴BG=AF=2+x,∠G=∠AFE=45°,
∴∠G=∠BEG=45°,
∴BG=BE=4﹣x,
∴4﹣x=2+x,解得:x=1,
∴OE=1;
(3)如圖2,分別過點F、P作FM⊥y軸于點M,PN⊥y軸于點N,設(shè)點E為(0,m),
∵點P的坐標(biāo)為(x,﹣2x+4),
∴PN=x,EN=m+2x﹣4,
∵∠PEF=90°,
∴∠PEN+∠FEM=90°,
∵FM⊥y軸,
∴∠MFE+∠FEM=90°,
∴∠PEN=∠MFE,
在△EFM和△PEN中,
,
∴△EFM≌△PEN(AAS),
∴ME=NP=x,F(xiàn)M=EN=m+2x﹣4,
∴點F為(m+2x﹣4,m+x),
∵F點的橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)相等,
∴m+2x﹣4=m+x,
解得:x=4,
∴點P為(4,﹣4).
12.在等邊△ABC中,線段AM為BC邊上的中線.動點D在直線AM上時,以CD為一邊在CD的下方作等邊△CDE,連結(jié)BE.
(1)若點D在線段AM上時(如圖1),則AD?。健E(填“>”、“<”或“=”),∠CAM= 30 度;
(2)設(shè)直線BE與直線AM的交點為O.
①當(dāng)動點D在線段AM的延長線上時(如圖2),試判斷AD與BE的數(shù)量關(guān)系,并說明理由;
②當(dāng)動點D在直線AM上時,試判斷∠AOB是否為定值?若是,請直接寫出∠AOB的度數(shù);若不是,請說明理由.
解:(1))∵△ABC與△DEC都是等邊三角形
∴AC=BC,CD=CE,∠ACB=∠DCE=60°
∴∠ACD+∠DCB=∠DCB+∠BCE
∴∠ACD=∠BCE.
在△ADC和△BEC中
,
∴△ACD≌△BCE(SAS),
∴AD=BE;
∵△ABC是等邊三角形,
∴∠BAC=60°.
∵線段AM為BC邊上的中線
∴∠CAM=∠BAC,
∴∠CAM=30°.
故答案為:=,30;
(2)①AD=BE,
理由如下:∵△ABC和△CDE都是等邊三角形
∴AB=BC,DC=EC,∠ACB=∠DCE=60°,
∵∠ACD=∠ACB﹣∠DCB,∠BCE=∠DCE﹣∠DCB,
∴∠ACD=∠BCE,
∴△ACD≌△BCE(SAS)
∴AD=BE.
②∠AOB是定值,∠AOB=60°,
理由如下:
當(dāng)點D在線段AM上時,如圖1,由①知△ACD≌△BCE,則∠CBE=∠CAD=30°,
又∠ABC=60°,
∴∠CBE+∠ABC=60°+30°=90°,
∵△ABC是等邊三角形,線段AM為BC邊上的中線
∴AM平分∠BAC,即,
∴∠BOA=90°﹣30°=60°.
當(dāng)點D在線段AM的延長線上時,如圖2,
∵△ABC與△DEC都是等邊三角形
∴AC=BC,CD=CE,∠ACB=∠DCE=60°
∴∠ACB+∠DCB=∠DCB+∠DCE
∴∠ACD=∠BCE
在△ACD和△BCE中
,
∴△ACD≌△BCE(SAS)
∴∠CBE=∠CAD=30°,
同理可得:∠BAM=30°,
∴∠BOA=90°﹣30°=60°.
13.小明在學(xué)習(xí)等邊三角形時發(fā)現(xiàn)了直角三角形的一個性質(zhì):直角三角形中,30°角所對的直角邊等于斜邊的一半.小明同學(xué)對以上結(jié)論作了進一步探究.如圖1,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=AB,則:∠ABC=30°.
探究結(jié)論:(1)如圖1,CE是AB邊上的中線,易得結(jié)論:△ACE為 等邊 三角形.
(2)如圖2,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=AB,CP是AB邊上的中線,點D是邊CB上任意一點,連接AD,在AB邊上方作等邊△ADE,連接BE.試探究線段BE與DE之間的數(shù)量關(guān)系,寫出你的猜想加以證明.
拓展應(yīng)用:如圖3,在平面直角坐標(biāo)系中,點A的坐標(biāo)為(﹣,1),點B是x軸正半軸上的一動點,以AB為邊作等邊△ABC,當(dāng)點C在第一象內(nèi),且B(2,0)時,求點C的坐標(biāo).
解:探究結(jié)論(1)∵CE是AB邊上的中線,
∴CE=AE=AB,
∵AC=AB,
∴AC=CE=AE,
∴△ACE是等邊三角形.
故答案為:等邊;
(2)如圖2中,結(jié)論:ED=EB.
理由:取AB的中點P,連接CP、PE.
∵△ACP,△ADE都是等邊三角形,
∴AC=AP=PC,AD=AE=DE,∠CAP=∠DAE=60°,
∴∠CAD=∠PAE,
∴△CAD≌△PAE(SAS),
∴∠ACD=∠APE=90°,
∴EP⊥AB,
∵PA=PB,
∴EA=EB,
∵DE=AE,
∴ED=EB.
拓展應(yīng)用:如圖3中,作AH⊥x軸于H,CF⊥OB于F,連接OA.
∵A(﹣,1),
∴∠AOH=30°,
由(2)
可知,CO=CB,
∵CF⊥OB,
∴OF=FB=1,
∴可以假設(shè)C(1,n),
∵OC=BC=AB,
∴1+n2=1+(+2)2,
∴n=2+,
∴C(1,2+).
14.如圖,等邊△ABC外有一點D,連接DA,DB,DC.
(1)如圖1,若∠DAB+∠DCB=180°,求證:BD平分∠ADC;
(2)如圖2,若∠BDC=60°,求證:BD﹣CD=AD;
(3)如圖3,延長AD交BC的延長線于點F,以BF為邊向下作等邊△BEF,若點D,C,E在同一直線上,且∠ABD=α,直接寫出∠CEF的度數(shù)為 60°﹣α?。ńY(jié)果用含α的式子表示).
(1)證明:過點B作BM⊥CD于點M,BN⊥AD于點N,
∴∠ANB=∠CMB=90°,
∵△ABC為等邊三角形,
∴AB=BC,
∵∠DAB+∠DCB=180°,
∠DCB+∠BCM=180°,
∴∠OAB=∠BCM,
∴△ABN≌△CBM(AAS),
∴BM=BN,
∴BD平分∠ADC;
(2)證明:在BD上取點E,使DE=CD,
∵∠BDC=60°
∴△CDE為等邊三角形,
∴∠DCE=∠ACB=60°,
∴∠ACD=∠BCE,
∵AC=BC,
∴△ADC≌△BEC(SAS),
∴AD=BE,
∴BD﹣CD=AD;
(3)解:∵△ABC,△BEF為等邊三角形,∴AB=CB,BF=BE,∠ABF=∠CBE
∴△ABF≌CBE(SAS),
∴∠DFB=∠CEB,
∵∠CEB+∠CEF=60°,∠EFB=60°
∴∠FDE=180°﹣∠DFB﹣∠EFB﹣∠CEF=60°
∴∠ADC=120°,
∴∠ADC+∠ABC=180°,
由(1)得BD平分∠ADC
∴∠BDE=60°,
∴∠FDB=120°,
∴∠FDB+∠FEB=180°,
∴F,E,B,D四點共圓,
∴∠CEF=∠DBF
∵∠DBF=60°﹣α.
∴∠CEF=60°﹣α.
故答案為:60°﹣α.
15.已知,在平面直角坐標(biāo)系中,點A(0,2),B(﹣2,m),過B點作直線a與x軸互相垂直,C為x軸上的一個動點,且∠BAC=90°.
(1)如圖1,若點B是第二象限內(nèi)的一個點,且m>2時,求點C的坐標(biāo);(用m的代數(shù)式表示)
(2)如圖2,若點B是第三象限內(nèi)的一個點,設(shè)C點的坐標(biāo)(x,0),求x的取值范圍:
(3)如圖3,連接BC,作∠ABC的平分線BD,點E、F分別是射線BD與邊BC上的兩個動點,連接CE、EF,當(dāng)m=3時,試求CE+EF的最小值.
解:(1)如圖1,過B點作BH⊥y軸于點H,
∴∠BHA=90°,∠ABH+∠BAH=90°,
∴∠BHA=∠AOC=90°,
∵∠BAC=90°,
∴∠BAH+∠CAO=90°,
∴∠ABH=∠CAO,
∵點A(0,2),B(﹣2,m),
∴AO=BH=2,OH=m,
∵AO=BH,∠ABH=∠CAO,∠BHA=∠AOC=90°,
∴△BHA≌△AOC(ASA)
∴CO=AH=OH﹣AO=m﹣2,
∵m>2,點C在x軸負(fù)半軸,
∴點C(2﹣m,0);
(2)如圖2,過B點作BK⊥y軸于點K,則∠AKB=90°,
∵∠BAC=90°,
∴∠BAK+∠CAK=90°,且∠BAK+∠ABK=90°,
∴∠CAK=∠ABK,
∵點A(0,2),B(﹣2,m),
∴AO=BK=2,OH=m,
∵AO=BK,∠CAK=∠ABK,∠AOC=∠AKB=90°,
∴△ABK≌△CAO(AAS)
∴CO=AK=2﹣m,
∵C點的坐標(biāo)(x,0),
∴CO=x=2﹣m,
∵點B是第三象限內(nèi)的一個點,
∴m<0,
∴2﹣m>2,
∴x>2;
(3)如圖3,在AB上截取BN=BF,
∵BD是∠ABC的平分線,
∴∠ABE=∠CBE,且BE=BE,BF=BN,
∴△BEF≌△BEN(SAS)
∴EF=EN,
∴CE+EF=CE+EN,
∴當(dāng)C,E,F(xiàn)三點共線,且N與點A重合時,CE+EF有最小值,
此時最小值為AC,
由(1)可知:點C(2﹣m,0);
且m=3,
∴點C(﹣1,0),
∴CO=1,
∴AC===,
∴CE+EF的最小值為.