2020-2021学年湖北省武汉市洪山区八年级(上)期末数学试卷
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一、选择题(共10小题,每小题3分,共30分)
1.(3分)汉字是世界上最美的文字,形美如画、有的汉字是轴对称图形,下面四个汉字中是轴对称图形的是( )
A. B. C. D.
2.(3分)若分式无意义,则x的值为( )
A.0 B.1 C.﹣1 D.2
3.(3分)下列各式中计算结果为x6的是( )
A.x2+x4 B.x8﹣x2 C.x2•x4 D.x12÷x2
4.(3分)在△ABC中,∠A=x°,∠B=(2x+10)°,∠C的外角大小(x+40)°,则x的值等于( )
A.15 B.20 C.30 D.40
5.(3分)下列等式中,从左到右的变形是因式分解的是( )
A.9﹣a2=(3+a)(3﹣a) B.x2﹣2x=(x2﹣x)﹣x
C. D.y(y﹣2)=y2﹣2y
6.(3分)如图为正方形网格,则∠1+∠2+∠3=( )
A.105° B.120° C.115° D.135°
7.(3分)如图,阴影部分是边长为a的大正方形中剪去一个边长为b的小正方形后所得到的图形,将阴影部分通过割、拼,形成新的图形,给出下列3种割拼方法,其中能够验证平方差公式的是( )
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
8.(3分)如图,在△ABC中,AB=6,BC=5,AC=4,AD平分∠BAC交BC于点D,在AB上截取AE=AC,则△BDE的周长为( )
A.8 B.7 C.6 D.5
9.(3分)我国古代著作《四元玉鉴》记载“买椽多少”问题:“六贯二百一十钱,倩人去买几株椽.每株脚钱三文足,无钱准与一株椽.”其大意为:现请人代买一批椽,这批椽的价钱为6210文.如果每株椽的运费是3文,那么少拿一株椽后,剩下的椽的运费恰好等于一株椽的价钱,试问6210文能买多少株椽?设这批椽的数量为x株,则符合题意的方程是( )
A.3(x﹣1)= B.=3
C.3x﹣1= D.=3
10.(3分)如图,点A在y轴上,G、B两点在x轴上,且G(﹣3,0),B(﹣2,0),HC与GB关于y轴对称,∠GAH=60°,P、Q分别是AG、AH上的动点,则BP+PQ+CQ的最小值是( )
A.6 B.7 C.8 D.9
二、填空题(共6小题,每小题3分,共18分)
11.(3分)△ABC的外角和等于 .
12.(3分)纳秒(ns)是非常小的时间单位,1ns=10﹣9s.北斗全球导航系统的授时精度优于20ns.用科学记数法表示20ns是 s.
13.(3分)若x2﹣mx+9是个完全平方式,则m的值是 .
14.(3分)如图,在x、y轴上分别截取OA、OB,使OA=OB,再分别以点A、B为圆心,以大于AB的长度为半径画弧,两弧交于点C.若C的坐标为(3a,a+10),则a= .
15.(3分)由奇数1,3,5,…,2021组成的和式:+++…+,化简后的结果为 .
16.(3分)已知x2﹣3x﹣1=0,则2x3﹣3x2﹣11x+1= .
三、解答题(共8小题,共72分)
17.(8分)利用乘法公式计算:
(1)198×202;
(2)(2y+1)(﹣2y﹣1).
18.(8分)因式分解:
(1)2ax2﹣4axy+2ay2;
(2)x2﹣2x﹣8.
19.(8分)先化简,再求值:(1﹣)÷,其中x=.
20.(8分)如图,已知△ABC的三个顶点的坐标分别为A(﹣2,3),B(﹣3,2),C(﹣1,1).
(1)将△ABC向右平移7个单位,试作出平移后的△A1B1C1,并写出点A1的坐标 ;
(2)在图中作出△ABC关于y轴对称的△A2B2C2,观察可知△A1B1C1与△A2B2C2关于直线l对称,请写出直线l与x轴的交点D的坐标 ;
(3)在x轴上找一点P,使PB+PC最短,则P点坐标为 .
21.(8分)第一步:阅读材料,掌握知识.
要把多项式am+an+bm+bn分解因式,可以先把它的前两项分成一组,并提出公因式a,再把它的后两项分成一组,提出公因式b,从而得:
am+an+bm+bn=a(m+n)+b(m+n).这时,由于a(m+n)+b(m+n)中又有公因式(m+n),于是可提出(m+n),从而得到(m+n)(a+b),因此有:
am+an+bn+bn=(am+an)+(bm+bn)=a(m+n)+b(m+n)=(m+n)(a+b).
这种方法称为分组法.
第二步:理解知识,尝试填空.
(1)ab﹣ac+bc﹣b2=(ab﹣ac)+(bc﹣b2)=a(b﹣c)﹣b(b﹣c)= .
第三步:应用知识,解决问题.
(2)因式分解:x2y﹣4y﹣2x2+8.
第四步:提炼思想,拓展应用.
(3)已知三角形的三边长分别是a、b、c,且满足a2+2b2+c2=2b(a+c),试判断这个三角形的形状,并说明理由.
22.(10分)新冠肺炎疫情暴发后,某医疗设备公司紧急复工,但受疫情影响,医用防护服生产车间仍有7人不能到厂工作,为了应对疫情,在每个工人每小时完成的工作量不变的前提下,已复工的工人加班生产,每天的工作时间由原来8个小时增加到10个小时.该公司原来每天能生产防护服800套,现在每天能生产防护服650套.
(1)求该公司原来生产防护服的工人有多少人?
(2)复工10天后,未到的7名工人到岗且同时加入了生产,每天生产时间仍然为10小时.为了支援灾区,公司复工后决定生产15500套防护服,问至少还需要多少天才能完成任务?
23.(10分)如图,△ABC为等边三角形,直线l经过点C,在l上位于C点右侧的点D满足∠BDC=60°.
(1)如图1,在l上位于C点左侧取一点E,使∠AEC=60°,求证:△AEC≌△CDB;
(2)如图2,点F、G在直线l上,连AF,在l上方作∠AFH=120°,且AF=HF,∠HGF=120°,求证:HG+BD=CF;
(3)在(2)的条件下,当A、B位于直线l两侧,其余条件不变时(如图3),线段HG、CF、BD的数量关系为 .
24.(12分)(1)如图1,平面直角坐标系中A(0,a),B(a,0)(a>0).C为线段AB的中点,CD⊥x轴于D,若△AOB的面积为2,则△CDB的面积为 .
(2)如图2,△AOB为等腰直角三角形,O为直角顶点,点E为线段OB上一点,且OB=3OE,C与E关于原点对称,线段AB交x轴于点D,连CD,若CD⊥AE,试求的值.
(3)如图3,点C、E在x轴上,B在y轴上,OB=OC,△BDE是以B为直角顶点的等腰直角三角形,直线CB、ED交于点A,CD交y轴于点F,试探究:是否为定值?如果是定值,请求出该定值;如果不是,请求出其取值范围.
2020-2021学年湖北省武汉市洪山区八年级(上)期末数学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(共10小题,每小题3分,共30分)
1.(3分)汉字是世界上最美的文字,形美如画、有的汉字是轴对称图形,下面四个汉字中是轴对称图形的是( )
A. B. C. D.
【分析】根据轴对称图形的概念对各选项分析判断即可得解.
【解答】解:A、不是轴对称图形,故本选项不合题意;
B、不是轴对称图形,故本选项不合题意;
C、是轴对称图形,故本选项符合题意;
D、不是轴对称图形,故本选项不合题意.
故选:C.
2.(3分)若分式无意义,则x的值为( )
A.0 B.1 C.﹣1 D.2
【分析】根据分式的分母为零分式无意义,可得答案.
【解答】解:由分式无意义,得
x+1=0.
解得x=﹣1,
故选:C.
3.(3分)下列各式中计算结果为x6的是( )
A.x2+x4 B.x8﹣x2 C.x2•x4 D.x12÷x2
【分析】根据合并同类项、同底数幂乘除法的性质进行计算即可.
【解答】解:x2与x4不是同类项,不能合并计算,它是一个多项式,因此A选项不符合题意;
同理选项B不符合题意;
x2•x4=x2+4=x6,因此选项C符合题意;
x12÷x2=x12﹣2=x10,因此选项D不符合题意;
故选:C.
4.(3分)在△ABC中,∠A=x°,∠B=(2x+10)°,∠C的外角大小(x+40)°,则x的值等于( )
A.15 B.20 C.30 D.40
【分析】根据三角形的一个外角等于与它不相邻的两个内角的和,列式计算即可得解.
【解答】解:∵∠C的外角=∠A+∠B,
∴x+40=2x+10+x,
解得x=15.
故选:A.
5.(3分)下列等式中,从左到右的变形是因式分解的是( )
A.9﹣a2=(3+a)(3﹣a) B.x2﹣2x=(x2﹣x)﹣x
C. D.y(y﹣2)=y2﹣2y
【分析】直接利用因式分解的意义分别分析得出答案.
【解答】解:A、9﹣a2=(3+a)(3﹣a),从左到右的变形是因式分解,符合题意;
B、x2﹣2x=(x2﹣x)﹣x,不符合题意因式分解的定义,不合题意;
C、x+2无法分解因式,不合题意;
D、y(y﹣2)=y2﹣2y,是整式的乘法,不合题意.
故选:A.
6.(3分)如图为正方形网格,则∠1+∠2+∠3=( )
A.105° B.120° C.115° D.135°
【分析】首先证明△ABC≌△AEF,然后证明∠1+∠3=90°,再根据等腰直角三角形的性质可得∠2=45°,进而可得答案.
【解答】解:∵在△ABC和△AEF中,,
∴△ABC≌△AEF(SAS),
∴∠4=∠3,
∵∠1+∠4=90°,
∴∠1+∠3=90°,
∵AD=MD,∠ADM=90°,
∴∠2=45°,
∴∠1+∠2+∠3=135°,
故选:D.
7.(3分)如图,阴影部分是边长为a的大正方形中剪去一个边长为b的小正方形后所得到的图形,将阴影部分通过割、拼,形成新的图形,给出下列3种割拼方法,其中能够验证平方差公式的是( )
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
【分析】分别在两个图形中表示出阴影部分的面积,继而可得出验证公式.
【解答】解:在图①中,左边的图形阴影部分的面积=a2﹣b2,右边图形中阴影部分的面积=(a+b)(a﹣b),故可得:a2﹣b2=(a+b)(a﹣b),可以验证平方差公式;
在图②中,阴影部分的面积相等,左边阴影部分的面积=a2﹣b2,右边阴影部分面积=(2b+2a)•(a﹣b)=(a+b)(a﹣b),可得:a2﹣b2=(a+b)(a﹣b),可以验证平方差公式;
在图③中,阴影部分的面积相等,左边阴影部分的面积=a2﹣b2,右边阴影部分面积=(a+b)•(a﹣b),可得:a2﹣b2=(a+b)(a﹣b),可以验证平方差公式.
故选:D.
8.(3分)如图,在△ABC中,AB=6,BC=5,AC=4,AD平分∠BAC交BC于点D,在AB上截取AE=AC,则△BDE的周长为( )
A.8 B.7 C.6 D.5
【分析】利用已知条件证明△ADE≌△ADC(SAS),得到ED=CD,从而BC=BD+CD=DE+BD=5,即可求得△BDE的周长.
【解答】解:∵AD是∠BAC的平分线,
∴∠EAD=∠CAD
在△ADE和△ADC中,
,
∴△ADE≌△ADC(SAS),
∴ED=CD,
∴BC=BD+CD=DE+BD=5,
∴△BDE的周长=BE+BD+ED=(6﹣4)+5=7.
故选:B.
9.(3分)我国古代著作《四元玉鉴》记载“买椽多少”问题:“六贯二百一十钱,倩人去买几株椽.每株脚钱三文足,无钱准与一株椽.”其大意为:现请人代买一批椽,这批椽的价钱为6210文.如果每株椽的运费是3文,那么少拿一株椽后,剩下的椽的运费恰好等于一株椽的价钱,试问6210文能买多少株椽?设这批椽的数量为x株,则符合题意的方程是( )
A.3(x﹣1)= B.=3
C.3x﹣1= D.=3
【分析】根据单价=总价÷数量结合少拿一株椽后剩下的椽的运费恰好等于一株椽的价钱,即可得出关于x的分式方程,此题得解.
【解答】解:依题意,得:3(x﹣1)=.
故选:A.
10.(3分)如图,点A在y轴上,G、B两点在x轴上,且G(﹣3,0),B(﹣2,0),HC与GB关于y轴对称,∠GAH=60°,P、Q分别是AG、AH上的动点,则BP+PQ+CQ的最小值是( )
A.6 B.7 C.8 D.9
【分析】作B点关于AG的对称点B',BB'交GA于点E,作C点关于AH的对称点C',CC'交AH于点Q,连接B'C'交AG、AH于点P、Q,BP+PQ+CQ的值最小为B'C',由已知可证△AGH为等边三角形,再由对称性可得B'C'∥x轴,证明Rt△EGB≌Rt△EPB'(ASA),可求B'P=BP=1,PE=EG=,GP=1,AP=5,由对称性可知C'Q=1,由PQ∥GH,求得PQ=5,则B'C'=1+5+1=7即为所求.
【解答】解:作B点关于AG的对称点B',BB'交GA于点E,作C点关于AH的对称点C',CC'交AH于点Q,连接B'C'交AG、AH于点P、Q,
∵BP=B'P,CQ=C'Q,
∴BP+PQ+CQ=B'P+PQ+C'Q=B'C',此时BP+PQ+CQ的值最小,
∵HC与GB关于y轴对称,
∴GO=OH,
∵∠GAH=60°,
∴△AGH为等边三角形,
∵G(﹣3,0),B(﹣2,0),
∴OG=OH=3,GB=CH=1,
∴GH=6,
∵B点、C点关于y轴对称,
∴B'C'∥x轴,
∵BB'⊥AG,∠AGH=60°,
在Rt△GEB中,EG=GB•sin30°=,EB=GB•sin60°=,
在Rt△EGB和Rt△EPB'中,
,
∴Rt△EGB≌Rt△EPB'(ASA),
∴B'P=BP=1,PE=EG=,
∴GP=1,
∴AP=5,
由对称性可知C'Q=1,
∵PQ∥GH,
∴=,
∴PQ=5,
∴B'C'=1+5+1=7,
∴BP+PQ+CQ的最小值是7,
故选:B.
二、填空题(共6小题,每小题3分,共18分)
11.(3分)△ABC的外角和等于 360° .
【分析】根据三角形的外角和等于360°解答即可.
【解答】解:△ABC的外角和等于360°,
故答案为:360°.
12.(3分)纳秒(ns)是非常小的时间单位,1ns=10﹣9s.北斗全球导航系统的授时精度优于20ns.用科学记数法表示20ns是 2×10﹣8 s.
【分析】科学记数法的表示形式为a×10n的形式,其中1≤|a|<10,n为整数.确定n的值时,要看把原数变成a时,小数点移动了多少位,n的绝对值与小数点移动的位数相同.当原数绝对值>10时,n是正整数;当原数的绝对值<1时,n是负整数.
【解答】解:20ns=20×10﹣9s=2×10﹣8s,
故答案为:2×10﹣8.
13.(3分)若x2﹣mx+9是个完全平方式,则m的值是 ±6 .
【分析】先根据两平方项确定出这两个数,再根据完全平方公式的乘积二倍项即可确定m的值.
【解答】解:∵x2﹣mx+9=x2﹣mx+32,
∴﹣mx=±2•x•3,
解得m=±6.
故答案为:±6.
14.(3分)如图,在x、y轴上分别截取OA、OB,使OA=OB,再分别以点A、B为圆心,以大于AB的长度为半径画弧,两弧交于点C.若C的坐标为(3a,a+10),则a= 5 .
【分析】根据题目中尺规作图可知,点C在∠AOB角平分线上,所以C点的横坐标和纵坐标相等,即可以求出a的值.
【解答】解:根据题目尺规作图可知,交点C是∠AOB角平分线上的一点,
∵点C在第一象限,
∴点C的横坐标和纵坐标都是正数且横坐标等于纵坐标(角平分线性质),即3a=a+10,
得a=5,
故答案为:5.
15.(3分)由奇数1,3,5,…,2021组成的和式:+++…+,化简后的结果为 .
【分析】首先分析数列,分母为1,3,3,5,5,7,…2019,2021,然后进行裂项,把乘法转换为减法,再进行抵消即可得到答案.
【解答】解:…+
=×(1﹣++﹣+…+)
=(1﹣)
=
=
答案:.
16.(3分)已知x2﹣3x﹣1=0,则2x3﹣3x2﹣11x+1= 4 .
【分析】根据已知x2﹣3x﹣1=0,可得x2=3x+1.可以利用这个等式对预求的代数式进行降次、化简.
【解答】解:2x3﹣3x2﹣11x+1
=2x×x2﹣3x2﹣11x+1
=2x×(3x+1)﹣3(3x+1)﹣11x+1
=6x2+2x﹣9x﹣3﹣11x+1
=6x2﹣18x﹣2
=6×(3x+1)﹣18x﹣2
=18x+6﹣18x﹣2
=4.
故答案为4.
三、解答题(共8小题,共72分)
17.(8分)利用乘法公式计算:
(1)198×202;
(2)(2y+1)(﹣2y﹣1).
【分析】(1)根据平方差公式即可求出答案;
(2)根据完全平方公式即可求出答案.
【解答】解:(1)原式=(200﹣2)(200+2)
=2002﹣22
=40000﹣4
=39996;
(2)原式=﹣(2y+1)2
=﹣(4y2+2×2y×1+12)
=﹣(4y2+4y+1)
=﹣4y2﹣4y﹣1.
18.(8分)因式分解:
(1)2ax2﹣4axy+2ay2;
(2)x2﹣2x﹣8.
【分析】(1)先提取公因式2a,再利用完全平方公式继续分解;
(2)利用十字相乘法进行因式分解即可.
【解答】解:(1)2ax2﹣4axy+2ay2
=2a(x2﹣2xy+y2)
=2a(x﹣y)2;
(2)x2﹣2x﹣8
=(x﹣4)(x+2).
19.(8分)先化简,再求值:(1﹣)÷,其中x=.
【分析】原式括号中两项通分并利用同分母分式的减法法则计算,同时利用除法法则变形,约分得到最简结果,把x的值代入计算即可求出值.
【解答】解:原式=•
=•
=,
当x=时,原式==﹣1.
20.(8分)如图,已知△ABC的三个顶点的坐标分别为A(﹣2,3),B(﹣3,2),C(﹣1,1).
(1)将△ABC向右平移7个单位,试作出平移后的△A1B1C1,并写出点A1的坐标 (5,3) ;
(2)在图中作出△ABC关于y轴对称的△A2B2C2,观察可知△A1B1C1与△A2B2C2关于直线l对称,请写出直线l与x轴的交点D的坐标 (3.5,0) ;
(3)在x轴上找一点P,使PB+PC最短,则P点坐标为 (﹣,0) .
【分析】(1)分别作出A,B,C的对应点A1,B1,C1即可.
(2)分别作出A,B,C的对应点A2,B2,C2即可.
(3)作点C关于x轴的对称点C′,连接BC′交x轴于点P,连接PC,点P即为所求作.再求出直线BC′的解析式,可得点P的坐标.
【解答】解:(1)如图,△A1B1C1,即为所求作,点A1的坐标(5,3).
故答案为:(5,3).
(2)如图,△A2B2C2即为所求作,直线l与x轴的交点D的坐标(3.5,0),
故答案为:(3.5,0).
(3)作点C关于x轴的对称点C′,连接BC′交x轴于点P,连接PC,点P即为所求作.
∵B(﹣3,2),C′(﹣1,﹣1),
∴直线BC′的解析式为y=﹣x﹣,
∴P(﹣,0),
故答案为:(﹣,0).
21.(8分)第一步:阅读材料,掌握知识.
要把多项式am+an+bm+bn分解因式,可以先把它的前两项分成一组,并提出公因式a,再把它的后两项分成一组,提出公因式b,从而得:
am+an+bm+bn=a(m+n)+b(m+n).这时,由于a(m+n)+b(m+n)中又有公因式(m+n),于是可提出(m+n),从而得到(m+n)(a+b),因此有:
am+an+bn+bn=(am+an)+(bm+bn)=a(m+n)+b(m+n)=(m+n)(a+b).
这种方法称为分组法.
第二步:理解知识,尝试填空.
(1)ab﹣ac+bc﹣b2=(ab﹣ac)+(bc﹣b2)=a(b﹣c)﹣b(b﹣c)= (b﹣c)(a﹣b) .
第三步:应用知识,解决问题.
(2)因式分解:x2y﹣4y﹣2x2+8.
第四步:提炼思想,拓展应用.
(3)已知三角形的三边长分别是a、b、c,且满足a2+2b2+c2=2b(a+c),试判断这个三角形的形状,并说明理由.
【分析】(1)仿照例题,先分组,再利用提取公因式法分解即可;
(2)先分组,用提取公因式法分解,再用平方差公式分解即可;
(3)移项后分解因式,可得出a=b=c,则可得出答案.
【解答】解:(1)ab﹣ac+bc﹣b2
=(ab﹣ac)+(bc﹣b2)
=a(b﹣c)﹣b(b﹣c)
=(b﹣c)(a﹣b).
故答案为:(b﹣c)(a﹣b).
(2)x2y﹣4y﹣2x2+8
=(x2y﹣4y)﹣(2x2﹣8)
=y(x2﹣4)﹣2(x2﹣4)
=(y﹣2)(x2﹣4)
=(y﹣2)(x+2)(x﹣2).
(3)这个三角形为等边三角形.
理由如下:
∵a2+2b2+c2=2b(a+c),
∴a2+2b2+c2﹣2ba﹣2bc=0,
∴a2﹣2ab+b2+b2﹣2bc+c2=0,
∴(a﹣b)2+(b﹣c)2=0,
∵(a﹣b)2≥0,(b﹣c)2≥0,
∴a﹣b=0,b﹣c=0,
∴a=b=c,
∴这个三角形是等边三角形.
22.(10分)新冠肺炎疫情暴发后,某医疗设备公司紧急复工,但受疫情影响,医用防护服生产车间仍有7人不能到厂工作,为了应对疫情,在每个工人每小时完成的工作量不变的前提下,已复工的工人加班生产,每天的工作时间由原来8个小时增加到10个小时.该公司原来每天能生产防护服800套,现在每天能生产防护服650套.
(1)求该公司原来生产防护服的工人有多少人?
(2)复工10天后,未到的7名工人到岗且同时加入了生产,每天生产时间仍然为10小时.为了支援灾区,公司复工后决定生产15500套防护服,问至少还需要多少天才能完成任务?
【分析】(1)设原来生产防护服的工人有x人,根据每人每小时完成的工作量不变列出关于x的方程,求解即可;
(2)设还需要生产y天才能完成任务.根据前面10天完成的工作量+后面y天完成的工作量≥15500列出关于y的不等式,求解即可.
【解答】解:(1)设原来生产防护服的工人有x人,
由题意得:=,
解得:x=20.
经检验,x=20是原方程的解,
答:原来生产防护服的工人有20人;
(2)设还需要生产y天才能完成任务,
=5(套),
即每人每小时生产5套防护服.
由题意得,10×650+20×5×10y≥15500,
解得:y≥9,
答:至少还需要生产9天才能完成任务.
23.(10分)如图,△ABC为等边三角形,直线l经过点C,在l上位于C点右侧的点D满足∠BDC=60°.
(1)如图1,在l上位于C点左侧取一点E,使∠AEC=60°,求证:△AEC≌△CDB;
(2)如图2,点F、G在直线l上,连AF,在l上方作∠AFH=120°,且AF=HF,∠HGF=120°,求证:HG+BD=CF;
(3)在(2)的条件下,当A、B位于直线l两侧,其余条件不变时(如图3),线段HG、CF、BD的数量关系为 HG=CF+BD .
【分析】(1)根据一线三等角可得∠BCD=∠EAC,再由AAS证明△AEC≌△CDB即可;
(2)如图2,在l上位于C点左侧取一点E,使∠AEC=60°,连接AE,根据一线三等角得:∠FAE=∠GFH,证明∠HGF≌△FEA(AAS),可得结论;
(3)如图3,作辅助线构建全等三角形,证明△BDM是等边三角形,得∠DBM=60°,再证明△ACE≌△CBM(ASA)和△HGF≌△FEA(AAS),可得结论.
【解答】(1)证明:如图1,∵△ABC是等边三角形,
∴AC=BC,∠ACB=60°,
∴∠BCD+∠ACE=120°,
∵∠AEC=60°,
∴∠ACE+∠EAC=120°,
∴∠BCD=∠EAC,
∵∠AEC=∠BDC=60°,
∴△AEC≌△CDB(AAS);
(2)证明:如图2,在l上位于C点左侧取一点E,使∠AEC=60°,连接AE,
由(1)知:△AEC≌△CDB,
∴BD=CE,
∵∠AEF=∠AFH=60°,
∴∠AFE+∠FAE=∠AFE+∠GFH=60°,
∴∠FAE=∠GFH,
∵∠HGF=∠AEF=120°,AF=FH,
∴∠HGF≌△FEA(AAS),
∴GH=EF,
∴CF=EF+CE=HG+BD;
(3)解:HG=CF+BD,理由是:
如图3,在l上位于C点右侧取一点E,使∠AED=60°,连接AE,在l上取一点M,使BM=BD,
∵∠BDC=60°,
∴△BDM是等边三角形,
∴∠DBM=60°,
∴∠CBM+∠ABM=∠ABM+∠ABD,
∴∠ABD=∠CBM,
∵∠CAB=∠BDC=60°,∠ANC=∠DNB,
∴∠ACE=∠ABD=∠CBM,
∵∠ACE+∠BCE=∠ACE+∠CAE=60°,
∴∠CAE=∠BCE,
∵AC=BC,
∴△ACE≌△CBM(ASA),
∴CE=BM=BD,
∵∠AFH=120°,
∴∠AFC+∠GFH=∠AFC+∠FAE=60°,
∴∠GFH=∠FAE,
∵∠HGF=∠AEF=120°,AF=FH,
∴△HGF≌△FEA(AAS),
∴GH=FE,
∵EF=CF+CE
∴HG=CF+BD.
故答案为:HG=CF+BD.
24.(12分)(1)如图1,平面直角坐标系中A(0,a),B(a,0)(a>0).C为线段AB的中点,CD⊥x轴于D,若△AOB的面积为2,则△CDB的面积为 .
(2)如图2,△AOB为等腰直角三角形,O为直角顶点,点E为线段OB上一点,且OB=3OE,C与E关于原点对称,线段AB交x轴于点D,连CD,若CD⊥AE,试求的值.
(3)如图3,点C、E在x轴上,B在y轴上,OB=OC,△BDE是以B为直角顶点的等腰直角三角形,直线CB、ED交于点A,CD交y轴于点F,试探究:是否为定值?如果是定值,请求出该定值;如果不是,请求出其取值范围.
【分析】(1)根据三角形AOB的面积可求出a的值,求出点C的坐标,则可得出答案;
(2)连AC,过点D作DM⊥BC于M,AO⊥BO,由等腰直角三角形的性质得出AO=BO,∠B=∠OAB=45°,证明△AOE≌△CMD(AAS),由全等三角形的性质得出OE=DM,根据三角形的面积可得出=3,则可得出答案;
(3)作点C关于y轴的对称点N,连接BN,作DM∥BC交y轴于M,证明△BMD≌△ENB(AAS),由全等三角形的性质得出EN=BM,BN=DM=BC,证明△BCF≌△MDF(AAS),由全等三角形的性质得出BF=MF,则可得出答案.
【解答】解:(1)∵A(0,a),B(a,0)(a>0),
∴OA=a,OB=a,
∵△AOB的面积为2,
∴S△AOB=×a×a=2,
∴a=2(负值舍去),
∴A(0,2),B(2,0),
∵C为线段AB的中点,
∴C(1,1),
∴OD=BD=CD=1,
∴S△CDB=×1×1=.
故答案为:.
(2)连AC,过点D作DM⊥BC于M,
∵△AOB是等腰直角三角形,
∴AO⊥BO,AO=BO,∠B=∠OAB=45°,
又CO=EO,
∴AO是CE的垂直平分线,
∴AE=AC,
不妨设AE、CD交于F,AO、CD交于G,
∴∠CGA=∠OAE+∠AFC=∠OCD+∠COA,
∵∠AFC=∠COA=90°,
∴∠OAE=∠OCD=∠OAC,
又∵∠CAD=∠CAO+∠OAB=∠OCD+∠B=∠CDA,
∴CD=CA=EA,
∴△AOE≌△CMD(AAS),
∴OE=DM,
∴===3,
∴=2;
(3)=2,
理由如下:
作点C关于y轴的对称点N,连接BN,作DM∥BC交y轴于M,
∵OB=OC=ON,∠BON=90°,
∴△BON等腰直角三角形,
∴∠BNO=∠BMD=45°,
∴∠MBD=∠OBE+∠DBE=∠OBE+∠BOE=∠BEN,
又∵BD=BE,
∴△BMD≌△ENB(AAS),
∴EN=BM,BN=DM=BC,
又∵∠BFC=∠DFM,∠BCF=∠FDM,
∴△BCF≌△MDF(AAS),
∴BF=MF,
∴CO﹣EO=NO﹣EO=NE=BM=2BF,
即=2.
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