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考点15 等腰三角形-备战2023届中考数学一轮复习考点梳理(解析版)
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这是一份考点15 等腰三角形-备战2023届中考数学一轮复习考点梳理(解析版),共73页。
考点15 等腰三角形
等腰三角形的性质及判定是初中数学最为重要的知识点之一,也是重要几何模型的“发源地”,最为经典的“手拉手”模型就是以等腰三角形为特征总结的。而数学中考中,等腰三角形单独出题的可能性还是比较大的,多以选择填空题型出现,但是因为等腰三角形可以放在很多模型中,所以等腰三角形结合其他考点出成压轴题的几率特别大,所占分值也是比较多,属于是中考必考的中等偏上难度的考点。
一、 等腰三角形的性质和判定
二、 角平分线的性质定理与判定定理
三、 线段垂直平分线的性质定理与判定定理
考向一:等腰三角形的性质和判定
一. 等腰三角形的性质和判定
定义
有两边长相等的三角形是等腰三角形,相等的两边长叫做腰,第三边叫做底
性质
轴对称性:一般等腰三角形是轴对称图形,有1条对称轴
等边对等角
三线合一(顶角的平分线、底边上的中线、底边上的高线互相重合)。
判定
①定义法;②等角对等边
二. 等边三角形的性质和判定
定义
三边长都相等的三角形是等边三角形
性质
轴对称性:等边三角形是轴对称图形,有3条对称轴
等边三角形三个角都相等,分别都等于60°
三线合一(等边三角形三边上均存在三线合一)。
判定
定义法
有两个角相等的等腰三角形是等边三角形
有两个角等于60°的三角形是等边三角形
Ø 特别注意:当一个三角形的角平分线与高线,或者中线出现重合时,虽然不能直接得等腰三角形,但是也可以用三角形全等来证明该三角形是等腰三角形。
Ø 等边三角形面积的求解方法:
1.等腰三角形的周长为15cm,其中一边长为3cm.则该等腰三角形的腰长为( )
A.3cm B.6cm C.3cm或6cm D.3cm或9cm
【分析】已知的边可能是腰,也可能是底边,应分两种情况进行讨论.
【解答】解:当腰是3cm时,则另两边是3cm,9cm.而3+3<9,不满足三边关系定理,因而应舍去.
当底边是3cm时,另两边长是6cm,6cm.则该等腰三角形的底边为3cm.
故选:B.
2.等腰三角形一腰上的高与另一腰的夹角为50°,则它的底角的大小是( )
A.25° B.20° C.25°或65° D.20°或70°
【分析】分两种情况讨论:①若∠A<90°;②若∠A>90°;先求出顶角∠BAC,即可求出底角的度数.
【解答】解:分两种情况讨论:
①若∠A<90°,如图1所示:
∵BD⊥AC,
∴∠A+∠ABD=90°,
∵∠ABD=50°,
∴∠A=90°﹣50°=40°,
∵AB=AC,
∴∠ABC=∠C=(180°﹣40°)=70°;
②若∠A>90°,如图2所示:
同①可得:∠DAB=90°﹣50°=40°,
∴∠BAC=180°﹣40°=140°,
∵AB=AC,
∴∠ABC=∠C=(180°﹣140°)=20°;
综上所述:等腰三角形底角的度数为70°或20°,
故选:D.
3.如图,等腰△ABC中,AB=AC=10,BC=5,AB的垂直平分线DE交AB于点D,交AC于点E,则△BEC的周长为( )
A.12 B.8 C.15 D.13
【分析】根据线段垂直平分线上的点到线段两端点的距离相等可得AE=BE,然后求出△BEC周长=AC+BC,再根据等腰三角形两腰相等可得AC=AB,代入数据计算即可得解.
【解答】解:∵DE是AB的垂直平分线,
∴AE=BE,
∴△BEC周长=BE+CE+BC=AE+CE+BC=AC+BC,
∵腰长AB=10,
∴AC=AB=10,
∴△BEC周长=10+5=15.
故选:C.
4.如图,在△ABC中,D为BC边上一点,BD=AD=AC,∠BAC=108°,则∠DAC的度数为( )
A.75° B.80° C.85° D.84°
【分析】由BD=AD=AC得∠1=∠2,∠3=∠4,由∠4=∠1+∠2得,∠3=∠4=2∠1=2∠2,由∠BAC=108°得∠2+∠3=180°﹣∠BAC=180°﹣108°=72°,即可求出∠2=24°,最后便可求出∠DAC的度数.
【解答】解:∵BD=AD=AC,
∴∠1=∠2,∠3=∠4,
∵∠4=∠1+∠2,
∴∠3=∠4=2∠1=2∠2,
∵∠BAC=108°,
∴∠2+∠3=180°﹣∠BAC=180°﹣108°=72°,
∴∠2+2∠2=72°,
∴∠2=24°,
∴∠1=24°,
∴∠DAC=∠BAC﹣∠1=108°﹣24°=84°,
故选:D.
5.如图,在△ABC中,AB=AC,AD平分∠BAC,DE⊥AB,DF⊥AC,E,F分别为垂足,则下列四个结论:(1)∠DEF=∠DFE;(2)AE=AF;(3)AD平分∠EDF;(4)AD垂直平分EF,其中正确的有 (1)(2)(3)(4) .(填序号)
【分析】由在△ABC中,AB=AC,AD平分∠BAC,DE⊥AB,DF⊥AC,根据角平分线的性质,可得DE=DF,即可证得∠DEF=∠DFE;又由等角的余角相等,可得∠ADE=∠ADF,然后由角平分线的性质,证得AE=AF,又由等腰三角形的三线合一的性质,证得AD垂直平分EF.
【解答】解:(1)∵AD平分∠BAC,DE⊥AB,DF⊥AC,
∴DE=DF,
∴∠DEF=∠DFE;正确;
(2)∵AD平分∠BAC,DE⊥AB,DF⊥AC,
∴∠ADE=∠ADF,ED=FD,
∴AE=AF,正确;
(3)∵AE=AF,AD平分∠BAC,
∴AD垂直平分EF,故(4)正确;
由(2)知ED=FD,
∴AD平分∠EDF;
故(3)正确.
故答案为:(1)(2)(3)(4).
6.等腰△ABC中,AB=AC,点E为底边BC上一点,以点E为圆心,EA长为半径画弧,交AB于点D,测得∠CAE=80°,∠EAD=54°,则∠DEB= 31 °.
【分析】根据角的和差关系结合等腰三角形的性质可求∠C,根据三角形内角和定理可求∠AEC,根据等腰三角形的性质可求∠AED,再根据平角的定义即可求解.
【解答】解:∵∠CAE=80°,∠EAD=54°,
∴∠CAB=134°,
∵AB=AC,
∴∠C=(180°﹣134°)÷2=23°,
∴∠AEC=180°﹣∠CAE﹣∠C=77°,
由作图可知EA=ED,
∴∠EDA=54°,
∴∠AED=180°﹣54°×2=72°,
∴∠DEB=180°﹣77°﹣72°=31°.
故答案为:31.
7.如图所示,在坐标平面中,A(0,4),C为x轴负半轴上一点,CO=3,AC=5,若点P为y轴上一动点,以PC为腰作等腰三角形△PCQ,已知∠CPQ=2∠ACO=2α(α为定值),连接OQ,则OQ的最小值为 .
【分析】延长AC至点M,连接PM,使PM=AP,证出∠CPM=∠APQ,进而证明△CPM≌△QPA( SAS),得到∠PAQ=∠M=∠CAO,求出OC=ON,当OQ⊥AN时,OQ有最小值,利用S△AON=S△AOC,求出OQ的最小值.
【解答】解:延长AC至点M,连接PM,使PM=AP,
∵∠ACO=α,
∴∠M=∠CAO=90°﹣α,
∴∠APQ=180°﹣2α,
∴∠APM=2α=∠CPQ,
∴∠CPM=∠APQ,
又∵CP=PQ,PM=PA,
∴△CPM≌△QPA( SAS),
∴∠PAQ=∠M=∠CAO,
∴OC=ON,
∴当OQ⊥AN时,OQ有最小值,
∵S△AON=S△AOC,
∴,
∴3×4=5OQ,
解得,
∴OQ的最小值是,
故答案为:.
8.如图,已知点P是射线MN上一动点,∠AMN=35°,当∠A为 110°或72.5°或35° 时,△AMP是等腰三角形.
【分析】若△AMP为等腰三角形则有AM=AP、AM=MP和MP=AP三种情况,分别利用等腰三角形的两底角相等可求得∠A的值.
【解答】解:若△AMP为等腰三角形则有AM=AP、AM=MP和MP=AP三种情况,
①当AM=AP时,则有∠M=∠APM=35°,
∴∠A=110°;
②当AM=MP时,则∠A=∠APM=72.5°;
③当MP=AP时,则∠A=∠AMN=35°,
综上可知∠A为110°或72.5°或35°,
故答案为:110°或72.5°或35°.
9.在如图所示的3×3方格中,以AB为边,第三个顶点也在格点上的等腰三角形有 4 个.
【分析】根据等腰三角形的定义,分别以A、B为圆心,AB长为半径画弧,即可得出第三个顶点的位置.
【解答】
解:如图所示,
分别以A、B为圆心,AB长为半径画弧,则圆弧经过的格点C1、C2、C3、C4,即为第三个顶点的位置;
故以AB为一边,第三个顶点也在格点上的等腰三角形可以作出4个.
故答案为:4
10.如图所示,∠AOB=60°,C是BO延长线上的一点,OC=12cm,动点P从点C出发沿CB以3cm/s的速度移动,动点Q从点O出发沿OA以2cm/s的速度移动,如果点P、Q同时出发,用t(s)表示移动的时间,当t= 或12 s时,△POQ是等腰三角形.
【分析】根据等腰三角形的判定,分两种情况:(1)当点P在线段OC上时;(2)当点P在CO的延长线上时.分别列式计算即可求.
【解答】解:分两种情况:(1)当点P在线段OC上时,
设t时后△POQ是等腰三角形,
有OP=OC﹣CP=OQ,
即12﹣3t=2t,
解得,t=s;
(2)当点P在CO的延长线上时,此时经过CO时的时间已用5s,
当△POQ是等腰三角形时,∵∠POQ=60°,
∴△POQ是等边三角形,
∴OP=OQ,
即3t﹣12=2t,
解得,t=12s
故答案为或12.
11.如图,△ABC中,AB=BC,∠C=60°,AD是BC上的高,DE∥AC,图中与BD(BD除外)相等的线段共有( )条.
A.1 B.2 C.3 D.4
【分析】由已知条件可判断△ABC为等边三角形,根据等边三角形的性质可得BD=CD,再根据平行线的性质可得∠BED=∠EDB=60°,可得△BED是等边三角形,即可得出BD=ED=BE,再根据BD=CD,ED∥AC,可得ED是△ABC的中位线,即可得出BE=AE,即可得出答案.
【解答】解:△ABC中,AB=BC,∠C=60°,
∴△ABC为等边三角形,
∵AD是BC上的高,
∴BD=CD,
∵DE∥AC,
∴∠BED=∠EDB=60°,∠B=60°,
∴△BED是等边三角形,
∴BD=ED=BE,
∵BD=CD,ED∥AC,
∴ED是△ABC的中位线,
∴BE=AE,
∴BD=AE.
∴图中与BD(BD除外)相等的线段有CD、DE、BE、AE共4条.
故选:D.
12.已知:如图,△ABC和△DEC都是等边三角形,D是BC延长线上一点,AD与BE相交于点P,AC、BE相交于点M,AD、CE相交于点N,则下列五个结论:①AD=BE;②∠BMC=∠ANC;③∠APM=60°;④AN=BM;⑤△CMN是等边三角形.其中,正确的有( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【分析】根据先证明△BCE≌△ACD,得出AD=BE,根据已知给出的条件即可得出答案;
【解答】解:∵△ABC和△DEC都是等边三角形,
∴AC=BC,CD=CE,∠ACB=∠ECD=60°,
∴∠ACB+∠ACE=∠ECD+∠ACE,即∠BCE=∠ACD,
∴△BCE≌△ACD(SAS),
∴AD=BE,故选项①正确;
∵∠ACB=∠ACE=60°,由△BCE≌△ACD得:∠CBE=∠CAD,
∴∠BMC=∠ANC,故选项②正确;
由△BCE≌△ACD得:∠CBE=∠CAD,
∵∠ACB是△ACD的外角,
∴∠ACB=∠CAD+∠ADC=∠CBE+∠ADC=60°,
又∠APM是△PBD的外角,
∴∠APM=∠CBE+∠ADC=60°,故选项③正确;
在△ACN和△BCM中,
,
∴△ACN≌△BCM,
∴AN=BM,故选项④正确;
∴CM=CN,
∴△CMN为等腰三角形,∵∠MCN=60°,
∴△CMN是等边三角形,故选项⑤正确;
故选:D.
13.如图,已知AB=AC,AD平分∠BAC,∠DEB=∠EBC=60°,若BE=5,DE=2,则BC= 7 .
【分析】作出辅助线后根据等腰三角形的性质得出△BEM为等边三角形,得出BM=EM=BE=5,从而得出BN的长,进而求出答案.
【解答】解:延长ED交BC于M,延长AD交BC于N,如图,
∵AB=AC,AD平分∠BAC,
∴AN⊥BC,BN=CN,
∵∠EBC=∠DEB=60°,
∴△BEM为等边三角形,
∴BM=EM=BE=5,∠EMB=60°,
∵DE=2,
∴DM=3,
∵AN⊥BC,
∴∠DNM=90°,
∴∠NDM=30°,
∴NM=DM=,
∴BN=BM﹣MN=5﹣=,
∴BC=2BN=7.
故答案为:7.
14.如图,点O是等边△ABC内一点,∠AOB=110°,∠BOC=α.以OC为一边作等边三角形OCD,连接AC、AD.
(1)当α=150°时,试判断△AOD的形状,并说明理由;
(2)探究:当α为多少度时,△AOD是等腰三角形?
【分析】(1)首先根据已知条件可以证明△BOC≌△ADC,然后利用全等三角形的性质可以求出∠ADO的度数,由此即可判定△AOD的形状;
(2)利用(1)和已知条件及等腰三角形的性质即可求解.
【解答】解:(1)∵△OCD是等边三角形,
∴OC=CD,
而△ABC是等边三角形,
∴BC=AC,
∵∠ACB=∠OCD=60°,
∴∠BCO=∠ACD,
在△BOC与△ADC中,
∵,
∴△BOC≌△ADC,
∴∠BOC=∠ADC,
而∠BOC=α=150°,∠ODC=60°,
∴∠ADO=150°﹣60°=90°,
∴△ADO是直角三角形;
(2)∵设∠CBO=∠CAD=a,∠ABO=b,∠BAO=c,∠CAO=d,
则a+b=60°,b+c=180°﹣110°=70°,c+d=60°,
∴b﹣d=10°,
∴(60°﹣a)﹣d=10°,
∴a+d=50°,
即∠DAO=50°,
①要使AO=AD,需∠AOD=∠ADO,
∴190°﹣α=α﹣60°,
∴α=125°;
②要使OA=OD,需∠OAD=∠ADO,
∴110°+80°+60°+α=360°
∴α=110°;
③要使OD=AD,需∠OAD=∠AOD,
110°+50°+60°+α=360°,
∴α=140°.
所以当α为110°、125°、140°时,三角形AOD是等腰三角形.
15.如图,在等腰△ABC中,AB=AC,过点A作BC的平行线交∠ABC的角平分线于点D,连接CD.
(1)求证:△ACD为等腰三角形;
(2)若∠BAD=140°,求∠ACD的度数.
【分析】(1)利用平行线的性质得出∠1=∠3,进而利用等腰三角形的性质得出AC=AD即可;
(2)由(1)知∠1=∠2=∠3,根据已知条件得到∠1=∠2=∠3=(180°﹣∠BAD)=20°,根据等腰三角形的性质得到∠ACB=∠ABC=40°,根据平行线的选择得到∠ADC+∠ACD=180°,于是得到结论.
【解答】(1)证明:∵BD平分∠ABC,
∴∠1=∠2.
∵AD∥BC,
∴∠2=∠3.
∴∠1=∠3.
∴AB=AD.
∵AB=AC,
∴AC=AD,
∴△ACD为等腰三角形;
(2)解:由(1)知,∠1=∠2=∠3,
∵∠BAD=140°,∠BAD+∠1+∠3=180°,
∴∠1=∠2=∠3=(180°﹣∠BAD)=20°,
∴∠ABC=40°,
∵AB=AC,
∴∠ACB=∠ABC=40°,
由(1)知,AD=AC,
∴∠ACD=∠ADC=∠BDC+∠3=∠BDC+20°,
∵AD∥BC,
∴∠ADC+∠BCD=180°,
∴40°+(∠BDC+20°)+(∠BDC+20°)=180°,
∴∠BDC=50°,
∴∠ADC=70°,
∵AC=AD,
∴∠ACD=∠ADC=70°.
16.如图,在△ABC中,AB=AC,D为CA延长线上一点,DE⊥BC于点E,交AB于点F,若AF=BF.
求证:(1)△ADF是等腰三角形.
(2)DF=2EF.
【分析】(1)由等腰三角形的性质和余角的性质可证得∠D=∠DFA,根据等腰三角形的判定即可证得结论;
(2)过A作AH⊥DE于H,由等腰三角形的性质可得DH=FH,根据全等三角形的判定证得△AFH≌△BFE,得到DH=FH=EF,即可求出DF=2EF.
【解答】证明:(1)∵AB=AC,
∴∠B=∠C,
∵DE⊥BC,
∴∠B+∠BFE=∠C+∠D=90°,
∴∠D=∠BFE,
∵∠BFE=∠DFA,
∴∠D=∠DFA,
∴AD=AF,
∴△ADF是等腰三角形;
(2)过A作AH⊥DE于H,
∵DE⊥BC,
∴∠AHF=∠BEF=90°,
由(1)知,AD=AF,
∴DH=FH,
在△AFH和△BFE中,
,
∴△AFH≌△BFE(AAS),
∴FH=EF,
∴DH=FH=EF,
∴DF=2EF.
考向二:角平分线的性质与判定
一. 角平分线的性质定理与判定定理
性质定理:角平分线上的点到角两边的距离相等。
判定定理:角的内部,到角两边距离相等的点在这个角的角平分线上。
角平分线常见的处理策略:
1.角平分线+∥→等腰△
特别地:①AD为角平分线;②DE∥AB;③AE=ED
若以上3个条件中有2个成立,则剩余的那个就会成立。即:三条件满足“知2得1”
☆其中:
1.平行线的引入方法常见的有:
①直接给出的平行;②平行四边形及特殊平行四边形;③梯形的上下底边;
④辅助线作出的平行;⑤其他条件证明得到的平行;
2.当等腰△是结论时,常接着用等腰△的性质;
3.“知2得1”在圆中应用时,常用“角平分线+等腰→∥”,进而得某角=Rt∠,证直线与圆相切。
2.角平分线+⊥→等腰△;
(即“三线合一”的你应用,此类问题常和圆的性质结合考察)
3.见角平分线,作双垂→得全等或线段相等,亦可以用;
(作“⊥”,即作“高”;有“高”想“面积”,进而拓展想“等积法”;
其中,“得线段相等”是因为其性质定理;更深一步的应用方向可以是:
①用于“等量代换”;②再证全等的条件;③将“双垂”看作“双高线”,进而得两个△面积之间的关系;④当角平分线多于1条时,可能要结合其判定定理证其他线也是角平分线
再往后还可延伸“平行线等积模型”、面积比=底边之比等)
4.见角平分线,作对称
(即截长补短构全等)
5.圆中:由角平分线得角相等,进而推知1得4;
6.重要思想→倍半角模型:
与角平分线有关的问题,经常会出现“倍半角”关系,可利用“倍半角模型”解题。
1.三条公路将A,B,C三个村庄连成一个如图的三角形区域,如果在这个区域内修建一个集贸市场,使集贸市场到三条公路的距离相等,那么这个集贸市场应建的位置是( )
A.三边高线的交点 B.三条垂直平分线的交点
C.三边中线的交点 D.三个角的平分线的交点
【分析】根据角平分线上的点到角的两边的距离相等解答即可.
【解答】解:在这个区域内修建一个集贸市场,要使集贸市场到三条公路的距离相等,
根据角平分线的性质,集贸市场应建在∠A、∠B、∠C的角平分线的交点处.
故选:D.
2.如图,在△ABC中,∠C=90°,AD平分∠CAB,若AB=10,CD=3,则△ABD的面积是( )
A.9 B.12 C.15 D.24
【分析】过点D作DE⊥AB于E,根据角平分线上的点到角的两边距离相等可得DE=CD,再利用三角形的面积公式列式计算即可得解.
【解答】解:如图,过点D作DE⊥AB于E,
∵∠C=90°,AD平分∠BAC,
∴DE=CD=3,
∴△ABD的面积=.
故选:C.
3.如图,已知△ABC的面积为10,BP平分∠ABC,且AP⊥BP于点P,则△BPC的面积是( )
A.10 B.8 C.5 D.4
【分析】延长AP交BC于E,根据已知条件证得△ABP≌△EBP,根据全等三角形的性质得到AP=PE,得出S△ABP=S△EBP,S△ACP=S△ECP,推出.
【解答】解:延长AP交BC于E,
∵BP平分∠ABC,
∴∠ABP=∠EBP,
∵AP⊥BP,
∴∠APB=∠EPB=90°,
在△ABP和△EBP中,
,
∴△ABP≌△EBP(ASA),
∴AP=PE,
∴S△ABP=S△EBP,S△ACP=S△ECP,
∴,
故选:C.
4.如图,∠BOP=∠AOP=15°,PC∥OB,PD⊥OB于D,PC=4,则PD的长度为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【分析】作PE⊥OA于E,根据角平分线的性质可得PE=PD,根据平行线的性质可得∠ACP=∠AOB=30°,由直角三角形中30°的角所对的直角边等于斜边的一半,可求得PE,即可求得PD.
【解答】解:作PE⊥OA于E,
∵∠AOP=∠BOP,PD⊥OB,PE⊥OA,
∴PE=PD(角平分线上的点到角两边的距离相等),
∵∠BOP=∠AOP=15°,
∴∠AOB=30°,
∵PC∥OB,
∴∠ACP=∠AOB=30°,
∴在Rt△PCE中,PE=PC=×4=2(在直角三角形中,30°角所对的直角边等于斜边的一半),
∴PD=PE=2,
故选:A.
5.如图:已知在△ABC中,∠ACB=90°,BC=6,AC=8,CE为△ABC的角平分线,EF∥AC,则EF的长度是( )
A. B. C. D.4
【分析】根据EF∥AC,得到EF⊥BC,过点E作ED⊥AC,易得:EF=ED,利用等积法,求出EF的长度即可.
【解答】解:∵EF∥AC,
∴∠EFB=∠ACB=90°,
∴EF⊥BC,
过点E作ED⊥AC,交AC于点D,
∵CE为△ABC的角平分线,
∴DE=EF,
∵S△ABC=S△AEC+S△CEB,即:•AC•BC=•AC•ED+•BC•EF=•(AC+BC)•EF,
∴6×8=(6+8)•EF,
∴;
故选:B.
6.如图,△ABC中,∠ABC、∠FCA的角平分线BP、CP交于点P,延长BA、BC,PM⊥BE于M,PN⊥BF于N,则下列结论:①AP平分∠EAC;②∠ABC+2∠APC=180°;③∠BAC=2∠BPC;④S△PAC=S△MAP+S△NCP.其中正确结论的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【分析】过点P作PD⊥AC于D,根据角平分线的判定定理和性质定理判断①;证明Rt△PAM≌Rt△PAD,根据全等三角形的性质得出∠APM=∠APD,判断②;根据三角形的外角性质判断③;根据全等三角形的性质判断④.
【解答】解:①过点P作PD⊥AC于D,
∵PB平分∠ABC,PC平分∠FCA,PM⊥BE,PN⊥BF,PD⊥AC,
∴PM=PN,PN=PD,
∴PM=PD,
∵PM⊥BE,PD⊥AC,
∴AP平分∠EAC,故①正确;
②∵PM⊥AB,PN⊥BC,
∴∠ABC+90°+∠MPN+90°=360°,
∴∠ABC+∠MPN=180°,
在Rt△PAM和Rt△PAD中,
,
∴Rt△PAM≌Rt△PAD(HL),
∴∠APM=∠APD,
同理:Rt△PCD≌Rt△PCN(HL),
∴∠CPD=∠CPN,
∴∠MPN=2∠APC,
∴∠ABC+2∠APC=180°,②正确;
③∵PA平分∠CAE,BP平分∠ABC,
∴∠CAE=∠ABC+∠ACB=2∠PAM,∠PAM=∠ABC+∠APB,
∴∠ACB=2∠APB,③正确;
④由②可知Rt△PAM≌Rt△PAD(HL),Rt△PCD≌Rt△PCN(HL),
∴S△APD=S△MAP,S△CPD=S△NCP,
∴S△PAC=S△MAP+S△NCP,故④正确,
故选:D.
7.如图,A、B两点分别在射线OM,ON上,点C在∠MON的内部,且AC=BC,CD⊥OM,CE⊥ON,垂足分别为D,E,且AD=BE.
(1)求证:OC平分∠MON;
(2)若AD=3,BO=4,求AO的长.
【分析】(1)根据全等三角形的判定定理推出Rt△ADC≌Rt△BEC,根据全等三角形的性质得出CD=CE,再得出答案即可;
(2)根据全等三角形的性质得出AD=BE=3,根据全等三角形的判定定理推出Rt△ODC≌Rt△OEC,Rt根据全等三角形的性质得出OD=OB,再求出答案即可.
【解答】(1)证明:∵CD⊥OM,CE⊥ON,
∴∠ADC=∠CEB=90°,
在Rt△ADC和Rt△BEC中,
,
∴Rt△ADC≌Rt△BEC(HL),
∴CD=CE,
∵CD⊥OM,CE⊥ON,
∴OC平分∠MON;
(2)解:∵Rt△ADC≌Rt△BEC,AD=3,
∴BE=AD=3,
∵BO=4,
∴OE=OB+BE=4+3=7,
∵CD⊥OM,CE⊥ON,
∴∠CDO=∠CEO=90°,
在Rt△DOC和Rt△EOC中,
,
∴Rt△DOC≌Rt△EOC(HL),
∴OD=OE=7,
∵AD=3,
∴OA=OD+AD=7+3=10.
8.如图,点A,B,C三点在一直线上,在BC同侧作△BCD、△BCE,若BE,CE分别平分∠ABD,∠BCD,过点B作∠CBD的平分线交CE于点F.
(1)已知∠E=27°,求∠D的度数;
(2)若BE∥CD,BD=8,求线段BE的长;
(3)在(2)的条件下,若BF=6,求线段CD的长.
【分析】(1)由∠E+∠EBD=∠D+∠DCE,再由角平分线定义,三角形外角的性质,可推出∠D=2∠E;
(2)由平行线的性质,角平分线的性质,等腰三角形的判定,可以推出BE=BD;
(3))延长BF交DC于G,作BH⊥EC于H,由勾股定理可以求出CF的长,列出关于FG的方程,求出FG,再由勾股定理求出CG的长,即可求出CD的长.
【解答】解:(1)BE,CE分别平分∠ABD,∠BCD,
∴∠EBD=∠ABD,∠DCE=∠BCD,
∵∠ABD=∠D+∠DCB,
∴∠EBD=∠D+∠DCB,
∵∠E+∠EBD=∠D+∠DCE,
∴∠E+∠D+∠DCB=∠D+∠BCD,
∴∠D=2∠E=54°;
(2)∵BE∥DC,
∴∠D=∠EBD,∠DCB=∠EBA,∠E=∠DCE,
∵∠EBD=∠EBA,∠DCE=∠BCE,
∴∠D=∠DCB,∠E=∠ECB,
∴BE=BC,BD=BC,
∴BE=BD=8;
(3)延长BF交DC于G,作BH⊥EC于H,
∵∠EBD=∠ABD,∠DBF=∠DBC,
∴∠EBD+∠DBF=(∠ABD+∠DBC),
∴∠EBF=∠ABC=90°,
∴EF===10,
∵EF•BH=BE•BF,
∴10BH=8×6,
∴BH=4.8,
∴CH===6.4,
FH===3.6,
∴CF=CH﹣FH=2.8,
∵BD=BC,BG平分∠CBD,
∴BG⊥DC,
∵CG2=BC2﹣BG2=CF2﹣FG2,
∴82﹣(6+FG)2=2.82﹣FG2,
∴FG=1.68,
∴CG===2.24,
∴CD=2CG=4.48.
考向三:线段垂直平分线的性质与判定
线段垂直平分线的性质定理与判定定理
性质定理:线段垂直平分线上的点到这条线段两端的距离相等。
判定定理:到线段两端的距离相等点在这条线段的垂直平分线上。
角平分线与线段垂直平分线常见辅助线的区别:
角平分线:过点作到边的垂线段;
线段垂直平分线:连接两个端点
1.下列说法正确的是( )
A.三角形的角平分线将三角形的面积平分
B.三角形的外角一定大于它的任意一个内角
C.在△ABC中,若∠A+∠B=∠C,则这个三角形是直角三角形
D.若线段AB垂直平分线段CD,则线段CD必垂直平分线段AB
【分析】利用线段垂直平分线的性质,三角形的中线,三角形的内角和定理,逐一判断即可解答.
【解答】解:A、三角形的中线将三角形的面积平分,故A不符合题意;
B、三角形的外角一定大于它的任意一个与它不相邻的内角,故B不符合题意;
C、在△ABC中,若∠A+∠B=∠C,则这个三角形是直角三角形,故C符合题意;
D、若线段AB垂直平分线段CD,而线段CD不一定垂直平分线段AB,故D不符合题意;
故选:C.
2.如图,在△ABC中,DE是AB的垂直平分线,BC=10,AC=14,则△BCD的周长为( )
A.14 B.24 C.10 D.26
【分析】依据DE是△ABC中AB边的垂直平分线,即可得到AD=BD,再根据BC=10,AC=14,即可得到△BCE的周长.
【解答】解:∵DE是△ABC中AB边的垂直平分线,
∴AD=BB,
又∵BC=10,AC=14,
∴△BCD的周长=BC+CD+BD
=BC+CD+AED
=BC+AC
=24,
故选:B.
3.如图,∠BAC=105°,AB=AC,若MP和NQ分别垂直平分AB和AC,则∠PAQ的度数是( )
A.10° B.20° C.30° D.45°
【分析】由AB=AC,∠BAC=100°,可求得∠B+∠C的度数,又由MP,NQ分别垂直平分AB,AC,根据线段垂直平分线的性质,可得AP=BP,AQ=CQ,继而求得∠BAP+∠CAQ的度数,则可求得答案.
【解答】解:∵AB=AC,∠BAC=105°,
∴∠B+∠C=180°﹣∠BAC=75°,
∵MP,NQ分别垂直平分AB,AC,
∴AP=BP,AQ=CQ,
∴∠BAP=∠B,∠CAQ=∠C,
∴∠BAP+∠CAQ=75°,
∴∠PAQ=∠BAC﹣(∠BAP+∠CAQ)=30°.
故选:C.
4.如图,锐角三角形ABC中,直线l为BC的垂直平分线,直线m为∠ABC的角平分线,l与m相交于P点,若∠A=65°,∠ACP=22°,则∠ABP的度数是( )
A.31° B.22° C.43° D.32°
【分析】连接PA,根据线段垂直平分线的性质得到PB=PC,得到∠PBC=∠PCB,根据角平分线的定义得到∠PBC=∠ABP,根据三角形内角和定理列式计算即可.
【解答】解:连接PA,
∵直线L为BC的垂直平分线,
∴PB=PC,
∴∠PBC=∠PCB,
∵直线PM为∠ABC的角平分线,
∴∠PBC=∠ABP,
设∠PBC=x,则∠PCB=∠ABP=x,
∴x+x+x+65°+22°=180°,
解得,x=31°,
故选:A.
5.如图,在Rt△ABC中,D为BC上一点,DE⊥AB,且AE=BE,若∠CAD=4∠B,BD=6,则AC=( )
A.3 B.3 C.4 D.5
【分析】根据线段垂直平分线的性质,等腰三角形的判定和性质,三角形外角的性质即可得到结论.
【解答】解:∵DE⊥AB,AE=BE,
∴DE垂直平分AB,
∴AD=BD=6,
∴∠DAB=∠B,
∵∠CAD=4∠B,
∴∠CAB=5∠B,
∵∠C=90°,
∴∠CAB+∠B=90°,
∴∠B=∠DAB=15°,
∴∠ADC=∠B+∠BAD=30°,
∴AC=AD=3,
故选:A.
6.在平面直角坐标系xOy中,点A(5,5),点B(1,1),点C(7,1),若点P到点A、B、C的距离相等,则点P的坐标为 (4,2) .
【分析】根据线段垂直平分线的性质作出点P,根据坐标与图形性质求出点P的坐标.
【解答】解:∵点P到点A、B、C的距离相等,
∴点P是线段AB、BC垂直平分线的交点,
故点P的坐标为(4,2),
故答案为:(4,2).
7.在平面直角坐标系xOy中,A,B为不重合的两个点,若点C到A,B两点的距离相等,则称点C是线段AB的“公正点”.特别地,当60°≤∠ACB≤180°时,称点C是线段AB的“近公正点”.
(1)已知A(1,0),B(3,0),在点C(2,0),D(1,2),E(2,﹣2.3),F(0,4)中,线段AB的“公正点”为 点C(2,0),点E(2,﹣2.3) ;
(2)已知点M(0,3),作∠OMN=60°,射线MN交x轴负半轴于点N.
①若点P在y轴上,点P是线段MN的“公正点”,则点P的坐标是 (0,﹣3) ;
②若点Q(a,b)是线段MN的“近公正点”,直接写出b的取值范围是 ﹣3≤b≤6 .
【分析】(1)判断点C(2,0),D(1,2),E(2,﹣2.3),F(0,4)在直线x=2上即可;
(2)①画出相应的图形,根据坐标转化为线段的长,再根据直角三角形的边角关系得出答案即可;
②得出点Q的两个“临界值”,即b的“临界值”即可.
【解答】解:(1)如图,A(1,0),B(3,0),线段AB的“公正点”在线段AB的中垂线上.
即“公正点”在直线x=2的直线上,
在C(2,0),D(1,2),E(2,﹣2.3),F(0,4)中只有点C、点E在直线x=2上,
故答案为:点C(2,0),点E(2,﹣2.3);
(2)①如图,作MN的中垂线交y轴的负半轴于P1,
∵OM=3,∠OMN=60°,
∴MN=2OM=6,ON=OM=3,
在Rt△P1QM中,MQ=MN=3,∠OMN=60°,
∴P1M=6,
∴OP1=P1M﹣OM=6﹣3=3,
∴点P1(0,﹣3),
故答案为:(0,﹣3);
②如图,连接P1N,由对称性可知△MNP1是正三角形,
此时,∠MP1N=60°,
△MNP1是关于MN的对称三角形△MNP2是正三角形,
此时P2点的纵坐标为6,
∵点Q(a,b)是线段MN的“近公正点”,
∴60°≤∠MQN≤180°,
即点Q在线段P1P2上,
当点Q在点P1时,b=﹣3,
当点Q在点P2时,OE=6,即b=6,
∴b的取值范围为﹣3≤b≤6,
故答案为:﹣3≤b≤6.
8.如图,Rt△ABC中,∠ACB=90°,D是AB上一点,BD=BC,过点D作AB的垂线交AC于点E,求证:BE垂直平分CD.
【分析】证明Rt△BDE≌Rt△BCE,根据全等三角形的性质得到ED=EC,根据线段垂直平分线的判定定理证明.
【解答】证明:∵∠ACB=90°,DE⊥AB,
∴∠ACB=∠BDE=90°,
在Rt△BDE和Rt△BCE中,
,
∴Rt△BDE≌Rt△BCE,
∴ED=EC,
∵ED=EC,BD=BC,
∴BE垂直平分CD.
1.(2022•滨州)如图,屋顶钢架外框是等腰三角形,其中AB=AC,立柱AD⊥BC,且顶角∠BAC=120°,则∠C的大小为 30° .
【分析】根据等腰三角形的性质和三角形内角和得到∠B=∠C=30°.
【解答】解:∵AB=AC且∠BAC=120°,
∴∠B=∠C=(180°﹣∠BAC)=×60°=30°.
故答案为:30°.
2.(2022•北京)如图,在△ABC中,AD平分∠BAC,DE⊥AB.若AC=2,DE=1,则S△ACD= 1 .
【分析】过D点作DH⊥AC于H,如图,根据角平分线的性质得到DE=DH=1,然后根据三角形面积公式计算.
【解答】解:过D点作DH⊥AC于H,如图,
∵AD平分∠BAC,DE⊥AB,DH⊥AC,
∴DE=DH=1,
∴S△ACD=×2×1=1.
故答案为:1.
3.(2022•鄂尔多斯)如图,∠AOE=15°,OE平分∠AOB,DE∥OB交OA于点D,EC⊥OB,垂足为C.若EC=2,则OD的长为( )
A.2 B.2 C.4 D.4+2
【分析】过点E作EH⊥OA于点H,根据角平分线的性质可得EH=EC,再根据平行线的性质可得∠ADE的度数,再根据含30°角的直角三角形的性质可得DE的长度,再证明OD=DE,即可求出OD的长.
【解答】解:过点E作EH⊥OA于点H,如图所示:
∵OE平分∠AOB,EC⊥OB,
∴EH=EC,
∵∠AOE=15°,OE平分∠AOB,
∴∠AOC=2∠AOE=30°,
∵DE∥OB,
∴∠ADE=30°,
∴DE=2HE=2EC,
∵EC=2,
∴DE=4,
∵∠ADE=30°,∠AOE=15°,
∴∠DEO=15°,
∴∠AOE=∠DEO,
∴OD=DE=4,
故选:C.
4.如图,在△ABC中,AB=AC,∠B=40°,D是BC边上的动点(不与B、C重合),连接AD,若△ACD为等腰三角形,则∠ADB的度数为( )
A.80° B.110° C.120° D.80°或110°
【分析】根据三角形内角和为180°,△ACD为等腰三角形,分三种情况分别计算即可.
【解答】解:∵AB=AC,
∴∠B=∠C=40°,
∴∠BAC=180°﹣40°﹣40°=100°,
∵△ACD为等腰三角形,
当AD=CD时,∠C=∠CAD=40°,
∴∠ADB=∠C+∠CAD=80°;
当AD=AC时,∠C=∠ADC=40°,
∴∠ADB=180°﹣∠ADC=140°;
当CD=AC时,∠C=40°,
∴∠ADC==70°,
∴∠ADB=180°﹣∠ADC=110°;
故选:D.
5.已知某等腰三角形的周长为36,腰长为x,底边长为y,那么y关于x的函数关系式及定义域是( )
A.x=(9<y<18) B.y=36﹣2x(0<x<18)
C.y=(0<y<18) D.y=36﹣2x(9<x<18)
【分析】根据已知列方程,再根据三角形三边的关系确定定义域即可.
【解答】解:∵2x+y=36,
∴y=36﹣2x,即x<18,
∵两边之和大于第三边,
∴x>9.
故选:D.
6.如图,在△ABC中,∠ABC的平分线交AC于点D,AD=6,过点D作DE∥BC交AB于点E,若△AED的周长为16,则边AB的长为( )
A.6 B.8 C.10 D.1
【分析】根据角平分线的定义得到∠EBD=∠CBD,根据平行线的定义得到∠EDB=∠CBD,等量代换得到∠EBD=∠EDB,求得BE=DE,于是得到结论.
【解答】解:∵BD平分∠ABC,
∴∠EBD=∠CBD,
∵DE∥BC,
∴∠EDB=∠CBD,
∴∠EBD=∠EDB,
∴BE=DE,
∵△AED的周长为16,
∴AB+AD=16,
∵AD=6,
∴AB=10,
故选:C.
7.如图,在△ABC中,AD是BC边上的高线,CE是AB边上的中线,DG⊥CE于点G,CD=AE.若BD=6,CD=5,则△DCG的面积是( )
A.10 B.5 C. D.
【分析】先由CD=AE得到,AB的长度,继而求得DE=5,从而证明△CDE为等腰三角形,求得△ABC的面积,根据CE中线的性质,求出△BCE的面积,再用△BCE的面积减去△BDE的面积即可求解.
【解答】解:∵CE是AB边上的中线,
∴AE=BE,
∵CD=AE=5,
∴AB=10,
根据勾股定理得:AD==8,
∴△ABC的面积为,
∵CE是△ABC的中线,
∴S△BCE=S△ACE=22,
∵BD=6,AD=8,AD⊥BC,
∴,
∵DE是△ABD的中线,
∴S△BDE=12,
∴S△DCE=S△BCE﹣S△BDE=10,
∵DE=AE=AB,DC=AE,
∴DC=DE,
∵DG⊥CE,
∴.
故选:B.
8.如图,在等腰三角形ABC中,AB=AC,∠B=50°,D为BC的中点,点E在AB上,∠AED=69°,若点P是等腰三角形ABC的腰AC上的一点,则当△EDP为等腰三角形时,∠EDP的度数是 100°或142° .
【分析】过D作DH⊥AC,DG⊥AB,易证Rt△DEG≌Rt△DP2H,Rt△DEG≌Rt△DP1H,再根据四边形内角和360°即可得到答案.
【解答】解:连接AD,
∵AB=AC,∠B=50°,
∴∠BAC=180°﹣50°﹣50°=80°,
∵点P是等腰△ABC的腰AC上的一点,AB=AC,D为BC的中点,
∴∠BAD=∠CAD,
过D作DH⊥AC,DG⊥AB,
∴DG=DH,
在Rt△DEG与Rt△DP2H中,
,
∴Rt△DEG≌Rt△DP2H(HL),
∴∠AP2D=∠AED=69°,
∵∠BAC=80°,
∴∠EDP2=142°,
同理可得Rt△DEG≌Rt△DP1H,
∴∠EDG=∠P1DH,
∴∠EDP1=∠GDH=100°,
故答案为:100°或142°,
9.如图,玩具车从A点出发,向西走了a米,到达B点,然后顺时针旋转120°,前进b米,到达C点,再顺时针旋转120°,前进c米,到达D点,D点刚好在A点的正北方向,则a、b、c之间的关系为( )
A.a+c=b B.2a=b+c C.4c=a+b D.a=b﹣c
【分析】连接AD,延长CD,BA交于E点,则AD⊥AB,通过证明△BCE为等边三角形可得BE=CE=AC=b,∠E=60°,即可求得∠ADE=30°,利用含30°角的直角三角形的性质可得DE=2AE,进而可得2(b﹣a)+c=b,化简即可求解.
【解答】解:连接AD,延长CD,BA交于E点,则AD⊥AB,
由题意得∠ABC=∠BCD=60°,
∴△BCE为等边三角形,
∴BE=CE=AC=b,∠E=60°,
∵AD⊥AB,
∴∠EAD=90°,
∴∠ADE=∠EAD﹣∠E=30°,
∴DE=2AE,
∵CD=c,AB=a,
∴2(b﹣a)+c=b,
即2a=b+c,
故选:B.
10.在平面直角坐标系xOy中,点A(5,5),点B(1,1),点C(7,1),若点P到点A、B、C的距离相等,则点P的坐标为 (4,2) .
【分析】根据线段垂直平分线的性质作出点P,根据坐标与图形性质求出点P的坐标.
【解答】解:∵点P到点A、B、C的距离相等,
∴点P是线段AB、BC垂直平分线的交点,
故点P的坐标为(4,2),
故答案为:(4,2).
11.(2022•鄂尔多斯)如图,在△ABC中,边BC的垂直平分线DE交AB于点D,连接DC,若AB=3.7,AC=2.3,则△ADC的周长是 6 .
【分析】根据线段垂直平分线的性质可得BD=CD,进一步即可求出△ADC的周长.
【解答】解:∵边BC的垂直平分线DE交AB于点D,
∴BD=CD,
∵AB=3.7,AC=2.3,
∴△ADC的周长为AD+CD+AC=AB+AC=6,
故答案为:6.
12.如图,等边△ABD和等边△BCE中,A、B、C三点共线,AE和CD相交于点F,下列结论中正确的个数是( )
①△ABE≌△DBC
②BF平分∠AFC
③AF=DF+BF
④∠AFD=60°
A.1 B.2 C.3 D.4
【分析】根据等边三角形的性质易证△ABE≌△DBC,可判断①选项;根据全等三角形的性质得出∠AEB=∠DCB,AE=DC,根据三角形的外角性质得出∠AFD=∠DCB+∠EAB=∠AEB+∠EAB=∠EBC=60°,可判断④选项;作BG⊥CD于点G,BH⊥AE于点H,由S△ABE=S△DBC可得BG=BH,进一步可得BF平分∠AFC,可判断②选项;在AE上截取AI=DF,连接BI,易证△ABI≌△DBF(SAS),再证明△BFI是等边三角形,得FI=BF,进一步可判断③选项.
【解答】解:∵△ABD和△BCE是等边三角形,
∴AB=BD,BC=CE,∠EBC=60°,∠ABD=∠CBE=60°,
∴∠ABD+∠DBE=∠CBE+∠DBE,
即∠ABE=∠DBC,
在△ABE和△DBC中,
,
∴△ABE≌△DBC(SAS),故①正确;
∴∠AEB=∠DCB,AE=DC,
∴∠AFD=∠DCB+∠EAB=∠AEB+∠EAB=∠EBC=60°,故④正确;
作BG⊥CD于点G,BH⊥AE于点H,如图所示:
∵△ABE≌△DBC,
∴S△ABE=S△DBC,AE=DC,
∴CD•BG=AE•BH,
∴BG=BH,
∵BG⊥CD,BH⊥AE,
∴点B在∠AFC的平分线上,
∴BF平分∠AFC,故②正确;
在AE上截取AI=DF,连接BI,
在△ABI和△DBF中,
,
∴△ABI≌△DBF(SAS),
∴∠AIB=∠DFB,
∵△ABE≌△DBC,
∴∠CDB=∠EBA,
∴∠DFA=∠ABD=60°,
∴∠AFC=120°,
∴∠IFB=∠BFC=60°,
∴∠AIB=∠DFB=120°,
∴∠BIF=180°﹣∠AIB=60°,
∴∠FBI=60°,
∴△BFI是等边三角形,
∴FI=BF,
∴AF=AI+FI=DF+BF,故③正确,
故选:D.
13.如图,△ABC中,∠ACB=60°,AG平分∠BAC交BC于点G,BD平分∠ABC交AC于点D,AG、BD相交于点F,BE⊥AG交AG的延长线于点E,连接CE,下列结论中正确的有( )
①若∠BAD=70°,则∠EBC=5°;
②BF=2EF;③BE=CE;
④AB=BG+AD;
⑤.
A.5个 B.4个 C.3个 D.2个
【分析】由角平分线的定义和三角形内角和定理可求∠ABD=∠DBC=25°,∠BAG=∠CAG=35°,由外角的性质和直角三角形的性质可求∠EBC=5°,故①正确;同理可求∠BFE=60°,由直角三角形的性质可得BF=2EF,故②正确;由“ASA”可证△ABE≌△AHE,可得BE=EH,由直角三角形的性质可得EC≠BE,故③错误;由“SAS”可证△BFN≌△BFG,可得∠BFN=∠BFG=60°,由“ASA”可证△AFD≌△AFN,可得AD=AN,即AB=BG+AD,故④正确;由角平分线的性质可得NQ=NP,由全等三角形的性质可得S△BFN=S△BFG,S△AFD=S△AFN,可得=,故⑤正确,即可求解.
【解答】解:①∵∠ACB=60°,∠BAD=70°,
∴∠ABC=50°,
∵AG平分∠BAC,BD平分∠ABC,
∴∠ABD=∠DBC=25°,∠BAG=∠CAG=35°,
∴∠BFE=60°,
∵BE⊥AG,
∴∠FBE=30°,
∴∠EBC=5°,故①正确;
②∵ACB=60°,
∴∠BAD+∠ABC=120°,
∵AG平分∠BAC,BD平分∠ABC,
∴∠ABD=∠DBC=∠ABC,∠BAG=∠CAG=∠BAC,
∴∠BFE=∠ABD+∠BAG=(∠ABC+∠BAC)=60°,
∵BE⊥AG,
∴∠FBE=30°,
∴BF=2EF,故②正确;
③如图,延长BE,AC交于点H,
∵∠BAE=∠CAE,AE=AE,∠AEB=∠AEH=90°,
∴△ABE≌△AHE(ASA),
∴BE=EH,
∵BC≠AC,
∴EC≠BE,故③错误;
④如图,在AB上截取BN=BG,连接NF,
∵BN=BG,∠ABD=∠CBD,BF=BF,
∴△BFN≌△BFG(SAS),
∴∠BFN=∠BFG=60°,
∴∠AFD=∠AFN=60°,
又∵∠BAG=∠CAG,AF=AF,
∴△AFD≌△AFN(ASA),
∴AD=AN,
∴AB=BG+AD,故④正确;
⑤如图,过点N作NP⊥BF于P,NQ⊥AF于Q,
∵∠AFN=∠BFN=60°,NP⊥BF,NQ⊥AF,
∴NP=NQ,
∵S△AFN=×AF×NQ,S△BFN=×BF×NP,
∴=,
∵△BFN≌△BFG,△AFD≌△AFN,
∴S△BFN=S△BFG,S△AFD=S△AFN,
∴=,故⑤正确,
故选:B.
14.(2022•青海)两个顶角相等的等腰三角形,如果具有公共的顶角的顶点,并把它们的底角顶点连接起来,则形成一组全等的三角形,把具有这个规律的图形称为“手拉手”图形.
(1)问题发现:
如图1,若△ABC和△ADE是顶角相等的等腰三角形,BC,DE分别是底边.求证:BD=CE;
(2)解决问题:
如图2,若△ACB和△DCE均为等腰直角三角形,∠ACB=∠DCE=90°,点A,D,E在同一条直线上,CM为△DCE中DE边上的高,连接BE,请判断∠AEB的度数及线段CM,AE,BE之间的数量关系并说明理由.
【分析】(1)根据△ABC和△ADE是顶角相等的等腰三角形,证明△ABD≌△ACE(SAS),即可得BD=CE;
(2)根据△ACB和△DCE均为等腰直角三角形,可得△ACD≌△BCE(SAS),即有AD=BE,∠ADC=∠BEC,从而可得∠BEC=∠ADC=135°,即知∠AEB=∠BEC﹣∠CED=90°,由CD=CE,CM⊥DE,∠DCE=90°,可得DM=ME=CM,故AE=AD+DE=BE+2CM.
【解答】(1)证明:∵△ABC和△ADE是顶角相等的等腰三角形,
∴AB=AC,AD=AE,∠BAC=∠DAE,
∴∠BAC﹣∠DAC=∠DAE﹣∠DAC,即∠BAD=∠CAE,
∴△ABD≌△ACE(SAS),
∴BD=CE;
(2)解:∠AEB=90°,AE=BE+2CM,理由如下:
如图:
∵△ACB和△DCE均为等腰直角三角形,
∴AC=BC,DC=EC,∠ACB=90°=∠DCE,
∴∠ACD=∠BCE,
∴△ACD≌△BCE(SAS),
∴AD=BE,∠ADC=∠BEC,
∵△CDE是等腰直角三角形,
∴∠CDE=∠CED=45°,
∴∠ADC=180°﹣∠CDE=135°,
∴∠BEC=∠ADC=135°,
∴∠AEB=∠BEC﹣∠CED=135°﹣45°=90°,
∵CD=CE,CM⊥DE,
∴DM=ME,
∵∠DCE=90°,
∴DM=ME=CM,
∴DE=2CM,
∴AE=AD+DE=BE+2CM.
1.(2022•黑龙江)在Rt△ABC中,∠C=90°,AD平分∠CAB,AC=6,BC=8,CD= 3 .
【分析】过点D作DE⊥AB于E,利用勾股定理列式求出AB,再根据角平分线上的点到角的两边距离相等可得CD=DE,然后根据△ABC的面积列式计算即可得解.
【解答】解:如图,过点D作DE⊥AB于E,
∵∠C=90°,AC=6,BC=8,
∴AB===10,
∵AD平分∠CAB,
∴CD=DE,
∴S△ABC=AC•CD+AB•DE=AC•BC,
即×6•CD+×10•CD=×6×8,
解得CD=3.
故答案为:3.
2.(2022•宜昌)如图,在△ABC中,分别以点B和点C为圆心,大于BC长为半径画弧,两弧相交于点M,N.作直线MN,交AC于点D,交BC于点E,连接BD.若AB=7,AC=12,BC=6,则△ABD的周长为( )
A.25 B.22 C.19 D.18
【分析】根据题意可知MN垂直平分BC,即可得到DB=DC,然后即可得到AB+BD+AD=AB+DC+AD=AB+AC,从而可以求得△ABD的周长.
【解答】解:由题意可得,
MN垂直平分BC,
∴DB=DC,
∵△ABD的周长是AB+BD+AD,
∴AB+BD+AD=AB+DC+AD=AB+AC,
∵AB=7,AC=12,
∴AB+AC=19,
∴△ABD的周长是19,
故选:C.
3.(2022•青海)如图,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,ED是AC的垂直平分线,交AC于点D,交BC于点E,∠BAE=10°,则∠C的度数是 40° .
【分析】根据线段垂直平分线的性质可得AE=EC,从而可得∠EAC=∠C,然后利用三角形内角和定理可得∠EAC+∠C=80°,进行计算即可解答.
【解答】解:∵ED是AC的垂直平分线,
∴AE=EC,
∴∠EAC=∠C,
∵∠ABC=90°,∠BAE=10°,
∴∠EAC+∠C=180°﹣∠BAE﹣∠ABC=80°,
∴∠EAC=∠C=40°,
故答案为:40°.
4.(2022•淮安)如图,在△ABC中,AB=AC,∠BAC的平分线交BC于点D,E为AC的中点,若AB=10,则DE的长是( )
A.8 B.6 C.5 D.4
【分析】利用等腰三角形的性质得出∠ADC=90°,再利用直角三角形斜边中线的性质求解即可.
【解答】解:∵AB=AC=10,AD平分∠BAC,
∴AD⊥BC,
∴∠ADC=90°,
∵E为AC的中点,
∴DE=AC=5,
故选:C.
5.(2022•淄博)某城市几条道路的位置关系如图所示,道路AB∥CD,道路AB与AE的夹角∠BAE=50°.城市规划部门想新修一条道路CE,要求CF=EF,则∠E的度数为( )
A.23° B.25° C.27° D.30°
【分析】先根据平行线的性质,由AB∥CD得到∠DFE=∠BAE=50°,根据等腰三角形的性质得出∠C=∠E,再根据三角形外角性质计算∠E的度数.
【解答】解:∵AB∥CD,
∴∠DFE=∠BAE=50°,
∵CF=EF,
∴∠C=∠E,
∵∠DFE=∠C+∠E,
∴∠C=∠DFE=×50°=25°,
故选:B.
6.(2022•鞍山)如图,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=24°,延长BC到点D,使CD=AC,连接AD,则∠D的度数为( )
A.39° B.40° C.49° D.51°
【分析】利用等边对等角求得∠B=∠ACB=78°,然后利用三角形外角的性质求得答案即可.
【解答】解:∵AB=AC,∠BAC=24°,
∴∠B=∠ACB=78°.
∵CD=AC,∠ACB=78°,∠ACB=∠D+∠CAD,
∴∠D=∠CAD=∠ACB=39°.
故选:A.
7.(2022•宜宾)如图,在△ABC中,AB=AC=5,D是BC上的点,DE∥AB交AC于点E,DF∥AC交AB于点F,那么四边形AEDF的周长是( )
A.5 B.10 C.15 D.20
【分析】由于DE∥AB,DF∥AC,则可以推出四边形AFDE是平行四边形,然后利用平行四边形的性质可以证明▱AFDE的周长等于AB+AC.
【解答】解:∵DE∥AB,DF∥AC,
∴四边形AFDE是平行四边形,∠B=∠EDC,∠FDB=∠C
∵AB=AC,
∴∠B=∠C,
∴∠B=∠FDB,∠C=∠EDC,
∴BF=FD,DE=EC,
∴▱AFDE的周长=AB+AC=5+5=10.
故选:B.
8.(2022•天津)如图,△OAB的顶点O(0,0),顶点A,B分别在第一、四象限,且AB⊥x轴,若AB=6,OA=OB=5,则点A的坐标是( )
A.(5,4) B.(3,4) C.(5,3) D.(4,3)
【分析】根据等腰三角形的性质求出AC,根据勾股定理求出OC,根据坐标与图形性质写出点A的坐标.
【解答】解:设AB与x轴交于点C,
∵OA=OB,OC⊥AB,AB=6,
∴AC=AB=3,
由勾股定理得:OC===4,
∴点A的坐标为(4,3),
故选:D.
9.(2022•泰安)如图,l1∥l2,点A在直线l1上,点B在直线l2上,AB=BC,∠C=25°,∠1=60°.则∠2的度数是( )
A.70° B.65° C.60° D.55°
【分析】利用等腰三角形的性质得到∠C=∠BAC=25°,利用平行线的性质得到∠BEA=95°,再根据三角形外角的性质即可求解.
【解答】解:如图,
∵AB=BC,∠C=25°,
∴∠C=∠BAC=25°,
∵l1∥l2,∠1=60°,
∴∠BEA=180°﹣60°﹣25°=95°,
∵∠BEA=∠C+∠2,
∴∠2=95°﹣25°=70°.
故选:A.
10.(2022•自贡)等腰三角形顶角度数比一个底角度数的2倍多20°,则这个底角的度数是( )
A.30° B.40° C.50° D.60°
【分析】设底角的度数是x°,则顶角的度数为(2x+20)°,根据三角形内角和是180°列出方程,解方程即可得出答案.
【解答】解:设底角的度数是x°,则顶角的度数为(2x+20)°,
根据题意得:x+x+2x+20=180,
解得:x=40,
故选:B.
11.(2022•绵阳)下列关于等边三角形的描述不正确的是( )
A.是轴对称图形
B.对称轴的交点是其重心
C.是中心对称图形
D.绕重心顺时针旋转120°能与自身重合
【分析】根据等边三角形的性质,轴对称图形的定义,中心对称图形的定义进行判断即可.
【解答】解:等边三角形是轴对称图形,每条边的高线所在的直线是其对称轴,
故A选项不符合题意;
三条高线的交点为等边三角形的重心,
∴对称轴的交点是其重心,
故B选项不符合题意;
等边三角形不是中心对称图形,
故C选项符合题意;
等边三角形绕重心顺时针旋转120°能与自身重合,
故D选项不符合题意,
故选:C.
12.(2022•广安)若(a﹣3)2+=0,则以a、b为边长的等腰三角形的周长为 11或13 .
【分析】先求a,b.再求第三边c即可.
【解答】解:∵(a﹣3)2+=0,(a﹣3)2≥0,≥0,
∴a﹣3=0,b﹣5=0,
∴a=3,b=5,
设三角形的第三边为c,
当a=c=3时,三角形的周长=a+b+c=3+5+3=11,
当b=c=5时,三角形的周长=3+5+5=13,
故答案为:11或13.
13.(2022•苏州)定义:一个三角形的一边长是另一边长的2倍,这样的三角形叫做“倍长三角形”.若等腰△ABC是“倍长三角形”,底边BC的长为3,则腰AB的长为 6 .
【分析】由等腰△ABC是“倍长三角形”,可知AB=2BC或BC=2AB,若AB=2BC=6,可得AB的长为6;若BC=3=2AB,因1.5+1.5=3,故此时不能构成三角形,这种情况不存在;即可得答案.
【解答】解:∵等腰△ABC是“倍长三角形”,
∴AB=2BC或BC=2AB,
若AB=2BC=6,则△ABC三边分别是6,6,3,符合题意,
∴腰AB的长为6;
若BC=3=2AB,则AB=1.5,△ABC三边分别是1.5,1.5,3,
∵1.5+1.5=3,
∴此时不能构成三角形,这种情况不存在;
综上所述,腰AB的长是6,
故答案为:6.
14.(2022•云南)已知△ABC是等腰三角形.若∠A=40°,则△ABC的顶角度数是 40°或100° .
【分析】分∠A是顶角和底角两种情况讨论,即可解答.
【解答】解:当∠A是顶角时,△ABC的顶角度数是40°;
当∠A是底角时,则△ABC的顶角度数为180°﹣2×40°=100°;
综上,△ABC的顶角度数是40°或100°.
故答案为:40°或100°.
15.(2022•鞍山)如图,直线a∥b,等边三角形ABC的顶点C在直线b上,∠2=40°,则∠1的度数为( )
A.80° B.70° C.60° D.50°
【分析】先根据等边三角形的性质得到∠A=60°,再根据三角形内角和定理计算出∠3=80°,然后根据平行线的性质得到∠1的度数.
【解答】解:∵△ABC为等边三角形,
∴∠A=60°,
∵∠A+∠3+∠2=180°,
∴∠3=180°﹣40°﹣60°=80°,
∵a∥b,
∴∠1=∠3=80°.
故选:A.
16.(2022•黑龙江)如图,△ABC中,AB=AC,AD平分∠BAC与BC相交于点D,点E是AB的中点,点F是DC的中点,连接EF交AD于点P.若△ABC的面积是24,PD=1.5,则PE的长是( )
A.2.5 B.2 C.3.5 D.3
【分析】如图,过点E作EG⊥AD于G,证明△EGP≌△FDP,得PG=PD=1.5,由三角形中位线定理可得AD的长,由三角形ABC的面积是24,得BC的长,最后由勾股定理可得结论.
【解答】解:如图,过点E作EG⊥AD于G,
∵AB=AC,AD平分∠BAC,
∴AD⊥BC,BD=CD,
∴∠PDF=∠EGP=90°,EG∥BC,
∵点E是AB的中点,
∴G是AD的中点,
∴EG=BD,
∵F是CD的中点,
∴DF=CD,
∴EG=DF,
∵∠EPG=∠DPF,
∴△EGP≌△FDP(AAS),
∴PG=PD=1.5,
∴AD=2DG=6,
∵△ABC的面积是24,
∴•BC•AD=24,
∴BC=48÷6=8,
∴DF=BC=2,
∴EG=DF=2,
由勾股定理得:PE==2.5.
故选:A.
17.(2022•温州)如图,BD是△ABC的角平分线,DE∥BC,交AB于点E.
(1)求证:∠EBD=∠EDB.
(2)当AB=AC时,请判断CD与ED的大小关系,并说明理由.
【分析】(1)利用角平分线的定义和平行线的性质可得结论;
(2)利用平行线的性质可得∠ADE=∠AED,则AD=AE,从而有CD=BE,由(1)得,∠EBD=∠EDB,可知BE=DE,等量代换即可.
【解答】(1)证明:∵BD是△ABC的角平分线,
∴∠CBD=∠EBD,
∵DE∥BC,
∴∠CBD=∠EDB,
∴∠EBD=∠EDB.
(2)解:CD=ED,理由如下:
∵AB=AC,
∴∠C=∠ABC,
∵DE∥BC,
∴∠ADE=∠C,∠AED=∠ABC,
∴∠ADE=∠AED,
∴AD=AE,
∴CD=BE,
由(1)得,∠EBD=∠EDB,
∴BE=DE,
∴CD=ED.
18.(2022•鄂州)如图,在边长为6的等边△ABC中,D、E分别为边BC、AC上的点,AD与BE相交于点P,若BD=CE=2,则△ABP的周长为 .
【分析】根据SAS证△ABD≌△BCE,得出∠APB=120°,在CB上取一点F使CF=CE=2,则BF=BC﹣CF=4,证△APB∽△BFE,根据比例关系设BP=x,则AP=2x,作BH⊥AD延长线于H,利用勾股定理列方程求解即可得出BP和AP的长.
【解答】解:∵△ABC是等边三角形,
∴AB=BC,∠ABD=∠C=60°,
在△ABD和△BCE中,
∴△ABD≌△BCE(SAS),
∴∠BAD=∠CBE,
∴∠APE=∠ABP+∠BAD=∠ABP+∠CBE=∠ABD=60°,
∴∠APB=120°,
在CB上取一点F使CF=CE=2,则BF=BC﹣CF=4,
∴∠C=60°,
∴△CEF是等边三角形,
∴∠BFE=120°,
即∠APB=∠BFE,
∴△APB∽△BFE,
∴==2,
设BP=x,则AP=2x,
作BH⊥AD延长线于H,
∵∠BPD=∠APE=60°,
∴∠PBH=30°,
∴PH=,BH=,
∴AH=AP+PH=2x+=x,
在Rt△ABH中,AH2+BH2=AB2,
即(x)2+(x)2=62,
解得x=或﹣(舍去),
∴AP=,BP=,
∴△ABP的周长为AB+AP+BP=6++=6+=,
故答案为:.
19.(2022•鄂尔多斯)在△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,AD是△ABC的角平分线.
(1)如图1,点E、F分别是线段BD、AD上的点,且DE=DF,AE与CF的延长线交于点M,则AE与CF的数量关系是 AE=CF ,位置关系是 AE⊥CF ;
(2)如图2,点E、F分别在DB和DA的延长线上,且DE=DF,EA的延长线交CF于点M.
①(1)中的结论还成立吗?如果成立,请给出证明;如果不成立,请说明理由;
②连接DM,求∠EMD的度数;
③若DM=6,ED=12,求EM的长.
【分析】(1)证明△ADE≌△CDF(SAS),由全等三角形的性质得出AE=CF,∠DAE=∠DCF,由直角三角形的性质证出∠EMC=90°,则可得出结论;
(2)①同(1)可证△ADE≌△CDF(SAS),由全等三角形的性质得出AE=CF,∠E=∠F,则可得出结论;
②过点D作DG⊥AE于点G,DH⊥CF于点H,证明△DEG≌△DFH(AAS),由全等三角形的性质得出DG=DH,由角平分线的性质可得出答案;
③由等腰直角三角形的性质求出GM的长,由勾股定理求出EG的长,则可得出答案.
【解答】解:(1)∵AB=AC,∠BAC=90°,AD是△ABC的角平分线,
∴AD=BD=CD,AD⊥BC,
∴∠ADE=∠CDF=90°,
又∵DE=DF,
∴△ADE≌△CDF(SAS),
∴AE=CF,∠DAE=∠DCF,
∵∠DAE+∠DEA=90°,
∴∠DCF+∠DEA=90°,
∴∠EMC=90°,
∴AE⊥CF.
故答案为:AE=CF,AE⊥CF;
(2)①(1)中的结论还成立,
理由:同(1)可证△ADE≌△CDF(SAS),
∴AE=CF,∠E=∠F,
∵∠F+∠ECF=90°,
∴∠E+∠ECF=90°,
∴∠EMC=90°,
∴AE⊥CF;
②过点D作DG⊥AE于点G,DH⊥CF于点H,
∵∠E=∠F,∠DGE=∠DHF=90°,DE=DF,
∴△DEG≌△DFH(AAS),
∴DG=DH,
又∵DG⊥AE,DH⊥CF,
∴DM平分∠EMC,
又∵∠EMC=90°,
∴∠EMD=∠EMC=45°;
③∵∠EMD=45°,∠DGM=90°,
∴∠DMG=∠GDM,
∴DG=GM,
又∵DM=6,
∴DG=GM=6,
∵DE=12,
∴EG===6,
∴EM=GM+EG=6+6.
1.(2023•蜀山区校级一模)已知等腰△ABC,∠A的相邻外角是130°,则这个三角形的顶角为( )
A.65°或80° B.80° C.50°或80° D.50°
【分析】先根据邻补角的定义求出∠A,再分∠A是顶角与底角两种情况讨论求解即可.
【解答】解:∵∠A的相邻外角是130°,
∴∠A=180°﹣130°=50°,
①∠A是顶角时,顶角为50°,
②∠A是底角时,顶角为180°﹣50°×2=80°,
所以,这个三角形的顶角为50°或80°.
故选:C.
2.如图,等腰三角形ABC的顶角为120°,底边BC=,则腰长AB为( )
A. B. C. D.
【分析】过点A作AD⊥BC于点D,利用等腰三角形的性质,点D是BC的中点,故在△ABD中,可以求出AB的值.
【解答】解:过点A作AD⊥BC于点D,
∴BD=CD,∠BAD=∠CAD,
∴BD=,
∵∠BAC=120°,
∴∠BAD=∠CAD=60°,
∴∠B=30°,
∴在Rt△ABD中,设AD=x,
则AB=2x,
根据勾股定理,x2+()2=(2x)2,
解得,x=,
所以AB=2×=.
故选:C.
3.(2022•威远县校级二模)已知实数x,y满足|x﹣3|+=0,则以x,y的值为两边长的等腰三角形的周长是( )
A.10 B.11
C.10或11 D.以上答案均不对
【分析】先利用绝对值和算术平方根的非负性可得x﹣3=0,y﹣4=0,从而可得x=3,y=4,然后分两种情况:当等腰三角形的腰长为4,底边长为3时;当等腰三角形的腰长为3,底边长为4时;分别进行计算即可解答.
【解答】解:∵|x﹣3|+=0,
∴x﹣3=0,y﹣4=0,
∴x=3,y=4,
分两种情况:
当等腰三角形的腰长为4,底边长为3时,
∴等腰三角形的周长=4+4+3=11;
当等腰三角形的腰长为3,底边长为4时,
∴等腰三角形的周长=3+3+4=10;
综上所述:等腰三角形的周长是10或11,
故选:C.
4.(2022•建湖县一模)如图,每个小方格的边长为1,A,B两点都在小方格的顶点上,点C也是图中小方格的顶点,并且△ABC是等腰三角形,那么点C的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【分析】根据“两圆一线”画图找点即可.
【解答】解:如图,C点与P、Q、R重合时,均满足△ABC是等腰三角形,
故选:C.
5.(2022•威宁县模拟)如图,在△ABC中,AB=AC,∠B=40°,D为BC边的中点,CE平分∠ACB,交AB于点E,交AD于点F,则∠AFC的度数为( )
A.130° B.120° C.110° D.100°
【分析】根据等腰三角形的性质可得∠ACB=∠B=40°,再由CE平分∠ACB,可得∠DCF=20°,然后根据D为BC边的中点,可得∠ADC=90°再利用三角形外角的性质,即可求解.
【解答】解:∵AB=AC,∠B=40°,
∴∠ACB=∠B=40°,
∵CE平分∠ACB,
∴∠DCF=20°,
∵D为BC边的中点,
∴AD⊥BC,即∠ADC=90°,
∴∠AFC=∠DCF+∠ADC=110°.
故选:C.
6.(2022•安阳县一模)如图,在△PRQ中,M是线段PQ的中点,PS平分∠RPQ交RQ于点S.ST∥PR交PQ于点T,PQ=10,MT=1.则PR的长为( )
A.12 B.13 C.14 D.15
【分析】根据已知可得QT=4,PT=6,再根据角平分线和平行两个条件证明△PTS是等腰三角形,从而求出ST的长,最后证明△QST∽△QRP,利用相似三角形的性质进行计算即可解答.
【解答】解:∵M是线段PQ的中点,
∴PM=MQ=PQ=5,
∵MT=1,
∴QT=MQ﹣MT=4,PT=PM+MT=6,
∵PS平分∠RPQ,
∴∠RPS=∠SPQ,
∵ST∥PR,
∴∠RPS=∠PST,
∴∠SPQ=∠PST,
∴PT=TS=6,
∵ST∥PR,
∴∠R=∠TSQ,∠RPQ=∠STQ,
∴△QST∽△QRP,
∴=,
∴=,
∴PR=15,
故选:D.
7.(2022•庐阳区校级三模)如图,将一副直角三角尺重叠摆放,使得60°角的顶点与等腰直角三角形的直角顶点重合,且DE⊥AB于点D,与BC交于点F,则∠FCE的度数为( )
A.60° B.65° C.75° D.85°
【分析】根据等腰三角形的两个底角相等,直角三角形的两个锐角互余解答即可.
【解答】解:∵DE⊥AB于点D,
∴∠ADF=90°,
∵∠CDE=45°,
∴∠ADC=45°,
∵∠A=90°,
∴∠ACD=45°,
∵∠ACB=60°,
∴∠DCB=15°,
∵∠DCE=90°,
∴∠FCE=75°,
故选:C.
8.(2022•萧山区校级二模)在△ABC中,AD平分∠BAC交边BC于点D.点E在线段AD上,若∠ABE=∠C,AE:ED=2:1,则△BDE与△ADC的面积比为( )
A.16:45 B.1:9 C.2:9 D.1:3
【分析】根据已知条件先求得S△ABE:S△BED=2:1,再根据三角形相似求得S△ACD=S△ABE=S△BED即可求得.
【解答】解:∵AD:ED=3:1,
∴AE:AD=2:3,
∵∠ABE=∠C,∠BAE=∠CAD,
∴△ABE∽△ACD,
∴S△ABE:S△ACD=4:9,
∴S△ACD=S△ABE,
∵AE:ED=2:1,
∴S△ABE:S△BED=2:1,
∴S△ABE=2S△BED,
∴S△ACD=S△ABE=S△BED
∴△BDE与△ADC的面积比为2:9,
故选:C.
9.(2022•道外区二模)在△ABC中,AB=AC,点F在AC上,连接BF,延长CA至点D,连接BD,点H在线段BC上,连接DH交BF于点E,交AB于点G,若∠BAC=∠BEH=120°,∠ABF=∠ABD,CH=3,则AD= .
【分析】过H作HM∥AB交DC于点M,过点M作MN⊥BC交BC于点N,通过解直角三角形求出MH的长,再通过相似三角形和全等三角形的性质和判定解答即可.
【解答】解:过H作HM∥AB交DC于点M,过点M作MN⊥BC交BC于点N,
在△ABC中,AB=AC,∠BAC=120°,
∴∠C=∠ABC=30°,
∵HM∥AB,
∴∠MHC=∠ABC=30°,
∴△MHC为等腰三角形,
∴MH=MC,
∵MH=MC,MN⊥BC,CH=3,
∴HN=NC=,
在Rt△MNC中,∠C=30°,NC=,
∴MC=MH=,
∵∠BEH=∠DEF=120°=∠BAC,∠DFE=∠BFA,
∴△DFE∽BFA,
∴∠FDE=∠FBA,
∵∠DBH=∠DBA+∠ABC,∠DHB=∠C+∠CDH,∠ABC=∠C,
∴∠DBA=∠CDH,
∵∠ABF=∠ABD,∠ABF=∠FDE,
∴∠ABD=∠FDE,
∴∠DBH=∠DHB,
∴DB=DH,
∵∠BAC=120°,
∴∠DAB=60°,
∵∠MHC=∠MCH=30°,
∴∠DMH=60°,
∵∠HDM=∠DBA,
∴△ABD≌△MDH,
∴AD=MH=.
故答案为:.
10.(2022•保定一模)如图,将长方形纸条ABCD折叠,重叠部分是一个等边三角形△EFG.
(1)∠AGE= 60 °;
(2)若这个等边三角形的边长为acm,则纸条的宽度为 a cm.
【分析】(1)根据等边三角形的性质及平行线的性质求解即可;
(2)过点G作GM⊥EF于点M,解直角三角形求解即可.
【解答】解:(1)∵△EFG是等边三角形,
∴∠GEF=60°,
∵四边形ABCD是长方形,
∴AB∥CD,
∴∠AGE=∠GEF=60°,
故答案为:60;
(2)过点G作GM⊥EF于点M,
∵△EFG是等边三角形,
∴∠EFG=60°,FG=acm,
∴GM=FG•sin60°=a•=a(cm),
故答案为:a.
11.(2022•玄武区二模)如图,在平面直角坐标系中,△AOB是等边三角形,点B在x轴上,C,D分别是边AO,AB上的点,且CD∥OB,OC=2AC,若CD=2,则点A的坐标是 (3,3) .
【分析】根据三角形相似,可以求得BO的长,然后根据等边三角形的性质即可得到点A的坐标.
【解答】解:∵CD∥OB,
∴△ACD∽△AOB,
∴,
∵OC=2AC,CD=2,
∴AO=3AC,
∴,
解得OB=6,
作AE⊥OB于点E,
∵△AOB是等边三角形,
∴OE=OB=3,OA=OB=6,
∴AE===3,
∴点A的坐标为(3,3),
故答案为:(3,3).
12.(2022•于洪区二模)如图,在△ABC中,AD是BC边上的高线,CE是AB边上的中线,DG⊥CE于G,CD=AE.
(1)求证:CG=EG.
(2)已知BC=13,CD=5,连接ED,求△BEC的面积.
【分析】(1)连接DE,根据直角三角形的性质得到DE=AB=AE,根据等腰三角形的性质证明结论;
(2)作EF⊥BC于F,根据题意求出BD,根据等腰三角形的性质求出DF,根据勾股定理求出EF,根据三角形的面积公式计算,得到答案.
【解答】(1)证明:连接DE,
在Rt△ADB中,点E是AB的中点,
∴DE=AB=AE,
∵CD=AE,
∴DE=DC,又DG⊥CE,
∴CG=EG.
(2)解:作EF⊥BC于F,
∵BC=13,CD=5,
∴BD=13﹣5=8,
∵DE=BE,EF⊥BC,
∴DF=BF=4,
∴EF===3,
∴△BEC的面积=×CB×EF=×13×3=.
13.(2020•海淀区一模)如图,在▱ABCD中,∠ABC=60°,∠BAD的平分线交CD于点E,交BC的延长线于点F,连接DF.
(1)求证:△ABF是等边三角形;
(2)若∠CDF=45°,CF=2,求AB的长度.
【分析】(1)根据在▱ABCD中,∠ABC=60°,可以得到∠DAB的度数,然后根据AF平分∠DAB,可以得到∠FAB的度数,然后等边三角形的判定方法即可得到△ABF是等边三角形;
(2)作FG⊥DC于点G,然后根据直角三角形中30°角所对的直角边等于斜边的一半,可以得到CG、FG的长,然后即可得到DG的长,从而可以得到DC的长,然后即可得到AB的长.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB∥CD,
∴∠DAB+∠ABC=180°,
∵∠ABC=60°,
∴∠DAB=120°,
∵AF平分∠DAB,
∴∠FAB=60°,
∴∠FAB=∠ABF=60°,
∴∠FAB=∠ABF=∠AFB=60°,
∴△ABF是等边三角形;
(2)作FG⊥DC于点G,
∵四边形ABCD是平行四边形,∠ABC=60°,
∴DC∥AB,DC=AB,
∴∠FCG=∠ABC=60°,
∴∠GFC=30°,
∵CF=2,∠FGC=90°,
∴CG=1,FG=,
∵∠FDG=45°,∠FGD=90°,
∴∠FDG=∠DFG=45°,
∴DG=FG=,
∴DC=DG+CG=+1,
∴AB=+1,
即AB的长度是+1.
14.(2022•建湖县一模)如图,等腰△ABC中,AB=AC,∠BAC=36°,以C为旋转中心,顺时针旋转△ABC到△DCE位置,使点A落在BC边的延长线上的E处,连接AD和BD.
(1)求证:△ADC≌△BCD;
(2)请判断△ABE的形状,并证明你的结论.
【分析】(1)由等腰△ABC中,AB=AC,∠BAC=36°,理由等边对等角得到一对底角相等,再利用内角和定理求出底角的度数,再由顺时针旋转△ABC到△DCE位置,利用旋转的性质得到三角形DEC与三角形ABC全等,利用全等三角形的对应边相等及对应角相等得到AB=AC=DE=CE,BC=DC,∠DCE=∠ABC=72°,由BC=DC得到三角形BCD为等腰三角形,由三角形的内角和定理求出∠DBC为36°,与∠E相等,利用等角对等边得到DB=DE,而DE=AC,故得到BD=AC,利用SAS可得出三角形ADC与三角形BCD全等;
(2)△ABE为等腰三角形,理由为:由第一问得出的三角形ADC与BCD全等,利用全等三角形的对应角相等得到∠ADC=108°,而∠CDE=72°,得出两角互补,即为邻补角,进而确定出A、D、E三点共线,由∠BAC+∠CAD求出∠BAE的度数,发现与∠ABE的度数相等,利用等角对等边可得出EA=EB,即三角形ABE为等腰三角形.
【解答】解:(1)证明:∵等腰△ABC中,AB=AC,∠BAC=36°,
∴∠ABC=∠ACB=72°,
由旋转可得:△EDC≌△ABC,
∴∠DCE=∠ACB=72°,BC=DC,DE=AB=AC,
又B、C、E三点共线,
∴∠BCD=108°,
∵BC=DC,
∴∠CBD=∠CDB=36°,
又∠E=36°,
∴∠DBE=∠E,
∴BD=ED,
∴BD=CA,
在△ADC和△BCD中,,
∴△ADC≌△BCD(SAS);
(2)△ABE为等腰三角形,理由为:
证明:∵△ADC≌△BCD,
∴∠ADC=∠BCD=108°,又∠CDE=72°,
∴∠ADC+∠CDE=180°,即A、D、E三点共线,
又∠BAE=∠BAC+∠CAD=72°,∠ABE=72°,
∴∠BAE=∠ABE,
∴AE=BE,即△ABE为等腰三角形.
15.(2022•虞城县一模)如图,等腰直角三角形ABC中,AC=BC,∠ACB=90°,点P为边BC上不与端点B、C重合的一个动点,点Q为点P关于AC的对称点,过点Q作QM⊥AP,垂足为点M,交AB于点N,连接AQ,PN.
(1)当∠CAP=30°时,∠ANQ的度数为 75° ;
(2)求证:QA=QN;
(3)若AC=3,当△APN为等腰三角形时,直接写出CP的长.
【分析】(1)由直角三角形的性质求出∠CAP=∠MQP=30°,由等腰直角三角形的性质得出∠ABC=45°,则可得出答案;
(2)由等腰三角形的性质及直角三角形的性质证出∠QAN=∠QNA,则可得出结论;
(3)分三种情况讨论,①当NA=NP时,②当AP=AN时,由直角三角形的性质及等腰三角形的性质可求出CP的长,③观察图形可知AP=PN这种情形不存在.则可得出答案.
【解答】(1)解:∵∠ACB=90°,
∴∠CAP+∠APC=90°,
∵QM⊥AP,
∴∠MQP+∠QPM=90°,
∴∠CAP=∠MQP=30°,
∵AC=BC,∠ACB=90°,
∴∠ABC=45°,
∴∠ANQ=∠ABC+∠NQB=45°+30°=75°,
故答案为:75°;
(2)证明:∵AC⊥PQ,CP=QC,
∴AP=AQ,
∴∠CAP=∠CAQ,
∵QM⊥AP,
∴∠PMQ=90°,
∴∠QPM+∠NQB=90°,
∵∠QPM+∠CAP=90°,
∴∠CAP=∠NQB=∠CAQ,
∵∠NAQ=∠CAB+∠CAQ=45°+∠CAQ,∠ANQ=∠B+∠NQB=45°+∠NQB,
∴∠QAN=∠QNA,
∴QA=QN;
(3)解:①当NA=NP时,
∵QM⊥AP,NA=NP,
∴AM=MP,
∴QA=QP,
∵AP=AQ,
∴AP=AQ=QP,
∴∠APC=60°,
∴CP=AC•tan30°=.
②当AP=AN时,
∵AP=AN=AQ,AQ=QN,
∴AN=AQ=QN,
∴∠QAN=60°,
∵AP⊥QN,
∴∠PAN=30°,
∵∠CAB=45°,
∴∠PAC=15°,
在AC上取一点H,连接PH,使AH=PH,设CP=a,
∵PH=AH,
∴∠HAP=∠APH=15°,
∴∠PHC=∠HAP+∠APH=30°,
∴PH=AH=2a,CH=a,
∴a+2a=3,
∴a=6﹣3.
③观察图形可知AP=PN这种情形不存在.
综上所述,CP的值为或6﹣3.
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