江苏省无锡市江阴市直属学校2021-2022学年八年级上学期期中数学试题(Word版含答案)
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一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分.在每小题所给出的四个选项中,只有一项是正确的,请用2B铅笔把答题卡上相应的选项标号涂黑)
1.16的平方根是( )
A.±8 B.8 C.4 D.±4
2.下列图形是四家电信公司的标志,其中是轴对称图形的是( )
A. B.
C. D.
3.给出下列长度的四组线段:①1,2,2;②5,13,12;③6,7,8;④3,4,5其中能组成直角三角形的有( )
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
4.已知等腰三角形的周长为21,其中一边长为5,则该等腰三角形的底边长是( )
A.5 B.8 C.11 D.5或11
5.如图,已知AB=AD,那么添加下列一个条件后,仍无法判定△ABC≌△ADC的是( )
A.CB=CD B.∠BCA=∠DCA C.∠BAC=∠DAC D.∠B=∠D=90°
6.到三角形三个顶点距离相等的点是此三角形( )
A.三条角平分线的交点 B.三条中线的交点
C.三条高的交点 D.三边中垂线的交点
7.如图,在△ABC中,∠C=90°,AB=10,AD平分∠BAC.若CD=3,则△ABD的面积为( )
A.15 B.24 C.30 D.48
8.如图,在△ABC中,AD⊥BC于点D,若AB=3,BD=2,CD=1,则AC的长为( )
A.6 B. C. D.4
9.如图,将一个直角三角形纸片ABC(∠ACB=90°),沿线段CD折叠,使点B落在B′处,若∠ACB′=70°,则∠ACD的度数为( )
A.30° B.20° C.15° D.10°
10.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=4,BC=3,D为BC边上一点,CD=1,E为AC边上一动点,连接DE,以DE为边并在DE的右侧作等边△DEF,连接BF,则BF的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.
二、填空题(本大题共8小题,10个空,每小空3分,共30分.不需写出解答过程,只需把答案直接填写在答题卡上相应的位置)
11.(6分)化简= ,= .
12.已知△ABC≌△DEF,∠A=40°,∠B=70°,则∠F= °.
13.如果等腰三角形的顶角等于50°,那么它的底角为 °.
14.如图,在Rt△ABC中,CD是斜边AB上的中线,若AB=10,则CD= .
15.如图,∠AOB=90°,OA=OB,直线l经过点O,分别过A、B两点作AC⊥l于点C,BD⊥l于点D,若AC=5,BD=3,则CD= .
16.如图,在△ABC中,AB=AC=5,BC=6,点M为BC中点,MN⊥AC于点N,则MN的长是 .
17.(6分)如图所示,△ABC中,∠ACB=90°,AB=13,BC=12,AD是∠CAB的平分线,若P、Q分别是AD和AC上的动点,则AC= ,PC+PQ的最小值是 .
18.如图,△ABC中,CA=CB,∠ACB=90°,E为BC边上一动点(不与点B、点C重合),连接AE并延长,在AE延长线上取点D,使CD=CA,连接CD,过点C作CF⊥AD交AD于点F,交DB的延长线于点G,若CD=3,BG=1,则DB= .
三、解答题(本大题共10小题,共60分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
19.(6分)求下列各式的x的值
(1)4x2﹣121=0;
(2)(x﹣5)3+8=0
20.(6分)如图,在长度为1个单位长度的小正方形组成的正方形中,点A、B、C在小正方形的顶点(格点)上.
(1)在图中画出与△ABC关于直线l成轴对称的△A′B′C′;
(2)三角形ABC的面积为 ;
(3)顶点在格点,与△ABC全等且仅有1条公共边,这样的三角形共能画出 个.
21.(4分)如图,在△ABC中,AB=AC,角平分线BD,CE相交于点O,求证:OB=OC.
22.(4分)已知:如图,点E、F在线段BD上,BE=DF,AB∥CD,∠A=∠C.求证:△ABF≌△CDE.
23.(6分)如图,在△ABC中,AB=AC,AC的垂直平分线分别交AB、AC于点D、E.
(1)若∠A=42°,求∠DCB的度数.
(2)若AE=5,△DCB的周长为16,求△ABC的周长.
24.(6分)如图,CD是△ABC的高,点D在AB边上,若AD=16,CD=12,BD=9.
(1)求AC,BC的长.
(2)判断△ABC的形状并加以说明.
25.(6分)如图,在△ABC中,AB=AC,D是BC中点,AC的垂直平分线交AC、AD、AB于点E、F、G,连接CF,BF.
(1)点F到△ABC的边 和 的距离相等.
(2)若AF=3,∠BAC=45°,求∠BFC的度数和BC的长.
26.(6分)如图,在△ABC中,CA=CB,∠ACB=90°,AB=5,点D是边AB上的一个动点,连接CD,过C点在上方作CE⊥CD,且CE=CD,点P是DE的中点.
(1)如图①,连接AP,判断线段AP与线段DE的数量关系并说明理由;
(2)如图②,连接CP并延长交AB边所在直线于点Q,若AQ=2,求BD的长.
27.(8分)如图1,在Rt△ABC中,∠C=90°,EA⊥AB于点A,EB交AC于点D,且AD=AE.
(1)求证:BD平分∠ABC;
(2)如图2,过E作EF⊥AC于点F.
①求证:AF=CD;
②若BC=6,AB=10,则线段DE的长为 .
28.(8分)如图,△ABC中,∠ACB=90°,AB=5cm,BC=4cm,过点A作射线l∥BC,若点P从点A出发,以每秒2cm的速度沿射线l运动,设运动时间为t秒(t>0),作∠PCB的平分线交射线l于点D,记点D关于射线CP的对称点是点E,连接AE、PE、BP.
(1)求证:PC=PD;
(2)当△PBC是等腰三角形时,求t的值;
(3)是否存在点P,使得△PAE是直角三角形,如果存在,请直接写出t的值,如果不存在,请说明理由.
江苏省无锡市江阴市直属学校2021-2022学年八年级上学期期中数学试题
【参考答案】
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分.在每小题所给出的四个选项中,只有一项是正确的,请用2B铅笔把答题卡上相应的选项标号涂黑)
1.16的平方根是( )
A.±8 B.8 C.4 D.±4
【分析】根据平方根的概念解答即可.
【解答】解:∵(±4)2=16,
∴16的平方根是±4.
故选:D.
【点评】此题考查的是平方根的概念,掌握其概念是解决此题的关键.
2.下列图形是四家电信公司的标志,其中是轴对称图形的是( )
A. B.
C. D.
【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,利用轴对称图形的定义进行解答即可.
【解答】解:选项A、B、D不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,
选项C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,所以是轴对称图形,
故选:C.
【点评】此题主要考查了轴对称图形,识别轴对称图形的关键是寻找对称轴,图形两部分沿对称轴折叠后可重合.
3.给出下列长度的四组线段:①1,2,2;②5,13,12;③6,7,8;④3,4,5其中能组成直角三角形的有( )
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
【分析】判定是否为直角三角形,这里给出三边的长,只要验证两小边的平方和是否等于最长边的平方即可.
【解答】解:①12+22=5≠22,故不是直角三角形,故A错误;
②122+52=132,故是直角三角形,故B正确;
③62+72=85≠82,故不是直角三角形,故C错误;
④42+32=52,故是直角三角形,故D正确.
故选:C.
【点评】本题考查勾股定理的逆定理的应用.判断三角形是否为直角三角形,已知三角形三边的长,只要利用勾股定理的逆定理加以判断即可.
4.已知等腰三角形的周长为21,其中一边长为5,则该等腰三角形的底边长是( )
A.5 B.8 C.11 D.5或11
【分析】题目给出等腰三角形有一条边长为5,而没有明确腰、底分别是多少,所以要进行讨论,还要应用三角形的三边关系验证能否组成三角形.
【解答】解:当腰长为5时,底边长为21﹣2×5=11,三角形的三边长为5,5,11,不能构成三角形;
当底边长为5时,腰长为(21﹣5)÷2=8,三角形的三边长为8,8,5,构成等腰三角形;
所以等腰三角形的底边为5.
故选:A.
【点评】本题考查了等腰三角形的性质和三角形的三边关系;已知没有明确腰和底边的题目一定要想到两种情况,分类进行讨论,还应验证各种情况是否能构成三角形进行解答,这点非常重要,也是解题的关键.
5.如图,已知AB=AD,那么添加下列一个条件后,仍无法判定△ABC≌△ADC的是( )
A.CB=CD B.∠BCA=∠DCA C.∠BAC=∠DAC D.∠B=∠D=90°
【分析】由图形可知AC=AC,结合全等三角形的判定方法逐项判断即可.
【解答】解:
在△ABC和△ADC中
∵AB=AD,AC=AC,
∴当CB=CD时,满足SSS,可证明△ABC≌△ACD,故A可以;
当∠BCA=∠DCA时,满足SSA,不能证明△ABC≌△ACD,故B不可以;
当∠BAC=∠DAC时,满足SAS,可证明△ABC≌△ACD,故C可以;
当∠B=∠D=90°时,满足HL,可证明△ABC≌△ACD,故D可以;
故选:B.
【点评】本题主要考查全等三角形的判定,掌握全等三角形的判定方法是解题关键,即SSS、SAS、ASA、AAS和HL.
6.到三角形三个顶点距离相等的点是此三角形( )
A.三条角平分线的交点 B.三条中线的交点
C.三条高的交点 D.三边中垂线的交点
【分析】根据线段垂直平分线的性质进行解答即可.
【解答】解:∵垂直平分线上任意一点,到线段两端点的距离相等,
∴到三角形三个顶点的距离相等的点是三角形三边垂直平分线的交点.
故选:D.
【点评】本题考查的是线段垂直平分线的性质,熟知垂直平分线上任意一点,到线段两端点的距离相等是解答此题的关键.
7.如图,在△ABC中,∠C=90°,AB=10,AD平分∠BAC.若CD=3,则△ABD的面积为( )
A.15 B.24 C.30 D.48
【分析】过D点作DE⊥AB于E,如图,根据角平分线的性质得DE=DC=3,然后根据三角形面积公式计算S△ABD.
【解答】解:过D点作DE⊥AB于E,如图,
∵AD平分∠BAC,DE⊥AB,DC⊥AC,
∴DE=DC=3,
∴S△ABD=×10×3=15.
故选:A.
【点评】本题考查了角平分线的性质,熟练掌握角的平分线上的点到角的两边的距离相等是解题的关键.
8.如图,在△ABC中,AD⊥BC于点D,若AB=3,BD=2,CD=1,则AC的长为( )
A.6 B. C. D.4
【分析】由勾股定理先求出Rt△ADB的直角边AD的长,然后再根据勾股定理求Rt△ADC的斜边AC的长即可.
【解答】解:如图,
∵在△ABC中,AD⊥BC于点D,
∴∠ADB=∠ADC=90°.
∵在Rt△ADB中,AB=3,BD=2,
∴AD===
在Rt△ADC中,AD=,CD=1,
∴AC===
故选:B.
【点评】本题考查了勾股定理的应用,解题的关键是理解勾股定理.
9.如图,将一个直角三角形纸片ABC(∠ACB=90°),沿线段CD折叠,使点B落在B′处,若∠ACB′=70°,则∠ACD的度数为( )
A.30° B.20° C.15° D.10°
【分析】由折叠的性质可求解.
【解答】解:∵∠B'CB=∠ACB+∠ACB'
∴∠B'CB=160°
∵折叠
∴∠B'CD=∠BCD=∠B'CB=80°
∴∠ACD=∠ACB﹣∠BCD=10°
故选:D.
【点评】本题考查了翻折变换,折叠的性质,熟练运用折叠的性质是本题的关键.
10.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=4,BC=3,D为BC边上一点,CD=1,E为AC边上一动点,连接DE,以DE为边并在DE的右侧作等边△DEF,连接BF,则BF的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.
【分析】以BD为边,在BD右侧作等边三角形BDM,连接EM,证明△BDF≌△MDE(SAS),可得BF=ME,故当ME最小时,BF最小,此时ME⊥AC,过M作MN⊥BC于N,即可得ME=NC=2,从而知BF最小值是2.
【解答】解:以BD为边,在BD右侧作等边三角形BDM,连接EM,如图:
∵△BDM和△DEF是等边三角形,
∴DE=DF,DM=BD,∠BDM=∠FDE=60°,
∴∠BDM﹣∠MDF=∠FDE﹣∠MDF,即∠BDF=∠MDE,
∴△BDF≌△MDE(SAS),
∴BF=ME,
∴当ME最小时,BF最小,此时ME⊥AC,如图:
过M作MN⊥BC于N,
∵BC=3,CD=1,
∴BD=2,
∴ND=BD=1,NC=2,
而∠MNC=∠NCE=∠CEM=90°,
∴四边形MNCE是矩形,
∴ME=NC=2,
而BF=ME,
∴BF最小值是2.
故选:B.
【点评】本题考查直角三角形及等边三角形的综合应用,涉及动点问题,解题的关键是作辅助线,构造全等三角形,把求BF最小值问题转化为求EM最小值.
二、填空题(本大题共8小题,10个空,每小空3分,共30分.不需写出解答过程,只需把答案直接填写在答题卡上相应的位置)
11.(6分)化简= 2 ,= 3 .
【分析】根据算术平方根、立方根的定义解决此题.
【解答】解:=2,=3.
故答案为:2,3.
【点评】本题主要考查算术平方根、立方根,熟练掌握算术平方根、立方根的定义是解决本题的关键.
12.已知△ABC≌△DEF,∠A=40°,∠B=70°,则∠F= 70 °.
【分析】根据三角形内角和定理求出∠C,根据全等三角形的性质解答即可.
【解答】解:∵∠A=40°,∠B=70°,
∴∠C=180°﹣∠A﹣∠B=70°,
∵△ABC≌△DEF,
∴∠F=∠C=70°,
故答案是:70.
【点评】本题考查的是全等三角形的性质、三角形内角和定理,掌握全等三角形的对应角相等是解题的关键.
13.如果等腰三角形的顶角等于50°,那么它的底角为 65 °.
【分析】利用等腰三角形的性质及三角形内角和定理直接可求得答案.
【解答】解:∵等腰三角形的顶角等于50°,
又∵等腰三角形的底角相等,
∴底角等于(180°﹣50°)×=65°.
故答案为:65.
【点评】本题考查了三角形内角和定理和等腰三角形的性质,熟记等腰三角形的性质是解题的关键.
14.如图,在Rt△ABC中,CD是斜边AB上的中线,若AB=10,则CD= 5 .
【分析】根据直角三角形斜边上的中线等于斜边上的一半可求得CD.
【解答】解:在Rt△ABC中,CD是斜边AB上的中线,
则AB=2CD=10,
∴CD=5.
故答案为:5.
【点评】本题主要考查直角三角形的性质,利用直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半求得AB的长是解题的关键.
15.如图,∠AOB=90°,OA=OB,直线l经过点O,分别过A、B两点作AC⊥l于点C,BD⊥l于点D,若AC=5,BD=3,则CD= 2 .
【分析】先根据AC⊥l于点C,BD⊥l于点D,证明∠ACO=∠ODB=90°,再由∠AOB=90°及同角的余角相等推出∠A=∠BOD,再根据全等三角形的判定定理证明△ACO≌△ODB,得AC=OD=5,OC=BD=3,即可求出CD的长.
【解答】解:如图,∵AC⊥l于点C,BD⊥l于点D,
∴∠ACO=∠ODB=90°,
∵∠AOB=90°,
∴∠A=90°﹣∠AOC=∠BOD,
在△ACO和△ODB中,
,
∴△ACO≌△ODB(AAS),
∴AC=OD=5,OC=BD=3,
∴CD=OD﹣OC=5﹣3=2,
故答案为:2.
【点评】此题考查全等三角形的判定与性质,其中根据同角的余角相等导出∠A=∠BOD是关键的一步.
16.如图,在△ABC中,AB=AC=5,BC=6,点M为BC中点,MN⊥AC于点N,则MN的长是 .
【分析】连接AM,根据等腰三角形三线合一的性质得到AM⊥BC,根据勾股定理求得AM的长,再根据在直角三角形的面积公式即可求得MN的长.
【解答】解:连接AM,
∵AB=AC,点M为BC中点,
∴AM⊥CM(三线合一),BM=CM,
∵AB=AC=5,BC=6,
∴BM=CM=3,
在Rt△ABM中,AB=5,BM=3,
∴根据勾股定理得:AM===4,
又S△AMC=MN•AC=AM•MC,
∴MN==.
【点评】综合运用等腰三角形的三线合一,勾股定理.特别注意结论:直角三角形斜边上的高等于两条直角边的乘积除以斜边.
17.(6分)如图所示,△ABC中,∠ACB=90°,AB=13,BC=12,AD是∠CAB的平分线,若P、Q分别是AD和AC上的动点,则AC= 5 ,PC+PQ的最小值是 .
【分析】过点D作DE⊥AB于点E,过点E作EQ⊥AC于点Q,EQ交AD于点P,连接CP,此时PC+PQ=EQ取最小值,根据勾股定理可求出AB的长度,再根据EQ⊥AC、∠ACB=90°即可得出EQ∥BC,进而可得出比例,代入数据即可得出EQ的长度,此题得解.
【解答】解:过点D作DE⊥AB于点E,过点E作EQ⊥AC于点Q,EQ交AD于点P,连接CP,此时PC+PQ=EQ取最小值,如图所示.
在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AB=13,BC=12,
∴AC===5.
∵AD是∠BAC的平分线,
∴∠CAD=∠EAD,
在△ACD和△AED中,
,
∴△ACD≌△AED(AAS),
∴AE=AC=5.
∵EQ⊥AC,∠ACB=90°,
∴EQ∥BC,
∴=,即=,
∴EQ=,
故答案为:5,.
【点评】本题考查了勾股定理、轴对称中的最短路线问题以及平行线的性质,找出点P、Q的位置是解题的关键.
18.如图,△ABC中,CA=CB,∠ACB=90°,E为BC边上一动点(不与点B、点C重合),连接AE并延长,在AE延长线上取点D,使CD=CA,连接CD,过点C作CF⊥AD交AD于点F,交DB的延长线于点G,若CD=3,BG=1,则DB= ﹣1 .
【分析】如图,连接AG.设∠DCB=x.首先证明∠ADB=45°,再证明AG=GD,设BD=m,利用勾股定理构建方程求出m即可.
【解答】解:如图,连接AG.设∠DCB=x.
设∠DCB=x.
∵CA=CB=CD,
∴∠CAD=∠CDA=(180°﹣90°﹣x)=45°﹣x,∠CDB=∠CBD=(180°﹣x)=90°﹣x,
∴∠ADB=∠CDB﹣∠CDA=90°﹣x﹣(45°﹣x)=45°,
∵CG⊥AD,CA=CD,
∴DF=AF,
∴GA=BG,
∴∠GAD=∠GDA=45°,
∴∠AGB=90°,
设BD=m,则AG=DG=m+1,
∵AB===3,
∴(3)2=12+(m+1)2,
解得m=﹣1.
故答案为:﹣1.
【点评】本题考查等腰直角三角形,勾股定理等知识,解题的关键是推出∠ADG=45°,证明△ADG是等腰直角三角形.
三、解答题(本大题共10小题,共60分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
19.(6分)求下列各式的x的值
(1)4x2﹣121=0;
(2)(x﹣5)3+8=0
【分析】(1)根据平方根的定义解答即可;
(2)根据立方根的定义解答即可.
【解答】解:(1)4x2﹣121=0,
4x2=121,
,
;
(2)(x﹣5)3+8=0,
(x﹣5)3=﹣8,
,
x=3.
【点评】本题主要考查了平方根与立方根的定义,注意:正数有两个互为相反数的平方根.
20.(6分)如图,在长度为1个单位长度的小正方形组成的正方形中,点A、B、C在小正方形的顶点(格点)上.
(1)在图中画出与△ABC关于直线l成轴对称的△A′B′C′;
(2)三角形ABC的面积为 3 ;
(3)顶点在格点,与△ABC全等且仅有1条公共边,这样的三角形共能画出 4 个.
【分析】(1)分别作出A、B、C关于直线l的对称点即可;
(2)用一个矩形的面积分别减去三个直角三角形的面积去计算△ABC的面积;
(3)根据轴对称的性质画出即可得出结论.
【解答】解:(1)如图,△A′B′C′为所作;
(2)△ABC的面积=2×4﹣×4×1﹣×1×2﹣×2×2=3;
故答案为3;
(3)如图,顶点在格点,与△ABC全等且仅有1条公共边,这样的三角形共能画出4个;
故答案为4.
【点评】本题考查了作图﹣轴对称变换:几何图形都可看作是由点组成,我们在画一个图形的轴对称图形时,也是先从确定一些特殊的对称点开始的.
21.(4分)如图,在△ABC中,AB=AC,角平分线BD,CE相交于点O,求证:OB=OC.
【分析】证明∠DBC=∠ECB即可解决问题.
【解答】证明:∵AB=AC,
∴∠EBC=∠DCB,
∵BD,CE是角平分线,
∴∠DBC=∠ABC,∠ECB=∠ACB,
∴∠DBC=∠ECB,
∴OB=OC.
【点评】本题考查了等腰三角形的性质和判定,解题的关键是熟练掌握基本知识,属于中考常考题型.
22.(4分)已知:如图,点E、F在线段BD上,BE=DF,AB∥CD,∠A=∠C.求证:△ABF≌△CDE.
【分析】两角及其中一个角的对边对应相等的两个三角形全等,据此利用AAS进行判定即可.
【解答】证明:∵BE=DF,
∴BE+EF=DF+EF,
即BF=DE,
∵AB∥CD,
∴∠B=∠D,
在△ABF和△CDE中,
,
∴△ABF≌△CDE(AAS).
【点评】此题考查了全等三角形的判定,熟练掌握全等三角形的判定方法是解本题的关键.
23.(6分)如图,在△ABC中,AB=AC,AC的垂直平分线分别交AB、AC于点D、E.
(1)若∠A=42°,求∠DCB的度数.
(2)若AE=5,△DCB的周长为16,求△ABC的周长.
【分析】(1)根据等腰三角形的性质和线段垂直平分线的性质解答即可;
(2)根据三角形的周长公式解答即可.
【解答】解:(1)∵AB=AC,∠A=42°,
∴∠ACB=∠ABC=69°,
∵DE垂直平分AC,
∵AD=CD,
∴∠ACD=∠A=42°,
∴∠DCB=∠ACB﹣∠ACD=69°﹣42°=27°,
(2)∵DE垂直平分AC,
∴AC=2AE=10,
∴AB=AC=10,
∵△DCB的周长=CD+BD+BC
=AD+BD+BC
=AB+BC=16,
BC=16﹣AB=16﹣10=6,
∴△ABC的周长=AB+AC+BC=26.
【点评】此题考查等腰三角形的性质,关键是根据等腰三角形的性质解答.
24.(6分)如图,CD是△ABC的高,点D在AB边上,若AD=16,CD=12,BD=9.
(1)求AC,BC的长.
(2)判断△ABC的形状并加以说明.
【分析】(1)根据勾股定理解答即可;
(2)根据勾股定理的逆定理解答即可.
【解答】解:(1)∵CD是△ABC的高,
∴∠ADC=∠CDB=90°,
△ADC中,∠ADC=90°,AD=16,CD=12,
由勾股定理可得:AC==20,
△CDB中,∠CDB=90°,BD=9,CD=12,
由勾股定理可得:CB==15;
(2)△ABC是直角三角形.
∵AD=16,BD=9,
∴AB2=(AD+BD)2=252=625,
∵AC=20,BC=15,
∴AC2+BC2=400+225=625,
∴AB2=AC2+BC2,
∴△ABC是直角三角形.
【点评】此题考查勾股定理,关键是根据勾股定理和勾股定理的逆定理解答.
25.(6分)如图,在△ABC中,AB=AC,D是BC中点,AC的垂直平分线交AC、AD、AB于点E、F、G,连接CF,BF.
(1)点F到△ABC的边 AB 和 AC 的距离相等.
(2)若AF=3,∠BAC=45°,求∠BFC的度数和BC的长.
【分析】(1)根据等腰三角形的性质和角平分线的性质解答即可;
(2)根据线段垂直平分线的性质和三角形内角和定理解答即可.
【解答】解:(1)∵AB=AC,D是BC中点,
∴∠CAD=∠BAD,
∴点F到△ABC的边AB和AC的距离相等;
故答案为:AB和AC(或AC和AB);
(2)∵AB=AC,D是BC中点,
∴AD垂直平分BC,
∴CF=BF,
∵EG垂直平分BC,
∴AF=CF,
∴AF=CF=BF=3,
∵AF=CF,
∴∠FAC=∠FCA,
∴∠CFD=∠FAC+∠FCA=2∠CAD,
同理可得:∠BFD=2∠BAD,
∴∠BFC=2∠CAD+2∠BAD=2∠BAC=90°,
在Rt△BFC中,∠BFC=90°,
∴BC===3.
【点评】此题考查等腰三角形的性质,关键是根据等腰三角形的性质解答.
26.(6分)如图,在△ABC中,CA=CB,∠ACB=90°,AB=5,点D是边AB上的一个动点,连接CD,过C点在上方作CE⊥CD,且CE=CD,点P是DE的中点.
(1)如图①,连接AP,判断线段AP与线段DE的数量关系并说明理由;
(2)如图②,连接CP并延长交AB边所在直线于点Q,若AQ=2,求BD的长.
【分析】(1)连接AE,根据全等三角形的判定定理判定△BCD≌△ACE,利用直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半解答即可;
(2)连接AE,EQ,分两种情况,设BD=AE=x,利用勾股定理列出方程解答即可.
【解答】解:(1)AP=DE,理由:
连接AE,如图,
∵CA=CB,∠ACB=90°,
∴∠CAB=∠CBA=45°.
∵∠ACB=∠ECD=90°,
∴∠ECA=∠DCB.
在△BCD和△ACE中,
,
∴△BCD≌△ACE(SAS).
∴∠EAC=∠B=45°.
∴∠EAD=∠EAC+∠BAC=90°.
又∵P为DE中点,
∴AP=DE.
(2)情况(一),当Q在线段AB上时,连接AE,EQ,如图,
∵CE⊥CD,且CE=CD,点P是DE的中点,
∴CP⊥DE.
即CQ垂直平分DE,
∴EQ=DQ.
设BD=AE=x,
由(1)知:∠EAB=90°,
∴EA2+AQ2=EQ2.
∵DQ=AB﹣AQ﹣BD=3﹣x,
∴x2+22=(3﹣x)2,
解得x=.
情况(二),当Q在线段BA延长线上时,连接AE,EQ,如图,
∵CE⊥CD,且CE=CD,点P是DE的中点,
∴CP⊥DE.
即CQ垂直平分DE,
∴EQ=DQ.
设BD=AE=x,
同理可得方程:x2+22=(7﹣x)2,
解得x=.
综上:BD=或.
【点评】本题主要考查了全等三角形的判定与性质,等腰直角三角形的性质,勾股定理,利用分类讨论的思想解答是解题的关键.
27.(8分)如图1,在Rt△ABC中,∠C=90°,EA⊥AB于点A,EB交AC于点D,且AD=AE.
(1)求证:BD平分∠ABC;
(2)如图2,过E作EF⊥AC于点F.
①求证:AF=CD;
②若BC=6,AB=10,则线段DE的长为 2 .
【分析】(1)根据等腰三角形的性质得到∠E=∠ADE,求得∠E=∠BDC,根据余角的性质得到∠DBC=∠ABE,由角平分线的定义即可得到结论;
(2)①如图2,过D作DH⊥AB于H,根据角平分线的性质得到CD=DH,根据余角的性质得到∠AEF=∠DAH,根据全等三角形的性质即可得到结论;
②根据勾股定理得到AC=8,根据全等三角形的性质得到BH=BC=6,EF=AE=4,设AF=CD=x,根据勾股定理即可得到答案.
【解答】(1)证明:如图1,
∵AD=AE,
∴∠E=∠ADE,
∵∠ADE=∠BDC,
∴∠E=∠BDC,
∵EA⊥AB,
∴∠BAE=90°,
∴∠E+∠ABE=90°,
∵∠C=90°,
∴∠BDC+∠DBC=90°,
∴∠DBC=∠ABE,
∴BD平分∠ABC;
(2)①证明:如图2,过D作DH⊥AB于H,
∵BD平分∠ABC,∠C=90°,
∴CD=DH,
∵EA⊥AB,EF⊥AC,
∴∠EAF=∠AFE=∠AHD=90°,
∴∠AEF+∠EAF=∠EAF+∠DAH=90°,
∴∠AEF=∠DAH,
在△ADH与△EAF中,
,
∴△ADH≌△EAF(AAS),
∴AF=DH,
∴AF=CD;
②解:∵BC=6,AB=10,
∴AC=8,
∵CD=DE,BD=BD,
∴Rt△BCD≌Rt△BHD(HL),
∴BH=BC=6,
∴AH=4,
∵△ADH≌△EAF,
∴EF=AE=4,
设AF=CD=x,
∴AE=AD=8﹣x,
∵AE2=AF2+EF2,
∴(8﹣x)2=x2+42,
∴x=3,
∴AF=CD=3,
∴DF=2,
∴DE===2.
故答案为:2.
【点评】本题考查了全等三角形的判定和性质,角平分线的性质,正确的作出辅助线是解题的关键.
28.(8分)如图,△ABC中,∠ACB=90°,AB=5cm,BC=4cm,过点A作射线l∥BC,若点P从点A出发,以每秒2cm的速度沿射线l运动,设运动时间为t秒(t>0),作∠PCB的平分线交射线l于点D,记点D关于射线CP的对称点是点E,连接AE、PE、BP.
(1)求证:PC=PD;
(2)当△PBC是等腰三角形时,求t的值;
(3)是否存在点P,使得△PAE是直角三角形,如果存在,请直接写出t的值,如果不存在,请说明理由.
【分析】(1)由l∥BC及CD平分∠BCP,推出∠PCD=∠PDC即可得证结论;
(2)分①BP=BC=4,②PC=BC=4,③PC=PB=4,三种情况讨论求出t值即可;
(3)分①∠PAE=90°,②∠APE=90°,③∠AEP=90°三种情况讨论求值即可.
【解答】解:(1)∵l∥BC,
∴∠1=∠2,
∵CD平分∠BCP,
∴∠1=∠3,
∴∠2=∠3,
∴PC=PD;
(2)在△ABC中,∠ACB=90°,AB=5cm,BC=4cm,
∴AC===3,
若△PBC是等腰三角形,存在以下三种情况:
①当BP=BC=4时,作PH⊥BC,
∵∠ACB=90°,l∥BC,
∴四边形ACHP是矩形,
∴PH=AC=3,
由勾股定理BH===,
∴CH=4﹣,
∴AP=CH=4﹣,
即2t=4﹣,
解得t=,
②当PC=BC=4时,
由勾股定理AP===,
即2t=,
解得t=,
③当PC=PB=4时,P在BC的垂直平分线上,
∴CH=BC=2,
∴AP=CH=2,
即2t=2,
解得t=1,
综上:t=1或或;
(3)∵D关于射线CP的对称点是点E,
∴PD=PE,
由(1)知,PD=PC,
∴PC=PE,
要使△PAE是直角三角形,则存在以下三种情况:
①∠PAE=90°,
此时点C、A、E在一条直线上,且AE=AC=3,
∵PE=PD,
∴PE平分∠ECD,
又∵CD平分∠BCP,
∴∠ACP=∠ACB=30°,
∴AP=AC•tan30°=3×=,
即2t=,
解得t=,
②∠APE=90°,
∵∠ACB=90°,l∥BC,
∴四边形ACBP是矩形,
∴AP=BC,
又∵D关于射线CP的对称点是点E,
∴PC平分∠EPD,
即∠APC=∠EPC=45°,
即AP=AC,
∵AC≠BC,
∴此种情况不存在;
③∠AEP=90°,
在Rt△ACP中,PC>AP,
在Rt△AEP中,AP>PE,
∵PC=PE=PD,
故此情况不存在,
综上,△PAE是直角三角形时t=.
【点评】本题主要考查等腰三角形的性质,角平分线的性质,勾股定理等知识,熟练掌握等腰三角形的性质,等腰三角形的性质等知识是解题的关键.
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