2022-2023学年山东省济南市莱芜区七年级(下)期末数学试卷(五四学制)(含解析)
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一、选择题(本大题共10小题,共40.0分。在每小题列出的选项中,选出符合题目的一项)
1. 下列事件中是随机事件的是( )
A. 在地面上向空中抛掷一石块,石块终将落下
B. 明天是晴天
C. 同时抛掷两枚质地均匀的骰子,向上一面的点数之和为13
D. 14人中至少有2人是同月出生
2. 下列命题中是真命题的是( )
A. 有理数与数轴上的点一一对应
B. 若|a|>|b|,则a>b
C. 相等的角是对顶角
D. m是实数,点P(m2+1,3)一定在第一象限
3. 如图,AB//ED,点C在AB上,CE平分∠ACD,若∠BCD=80°,则∠D的度数为( )
A. 50° B. 80° C. 79° D. 90°
4. 已知实数a,b满足方程组3a+2b=52a+3b=10,则a+b的值为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
5. 在△ABC中,AD是BC边上的中线,点E在AD的延长线且AD=DE,则△ABD≌△ECD的理由是( )
A. SAS
B. AAS
C. ASA
D. SSS
6. 若a−1 A. a+c>b+c B. −2a<−2b C. ac
A. 1.5cm
B. 3cm
C. 4.5cm
D. 9cm
8. 若不等式组3x−6>0x>m的解集为x>2,则m的取值范围是( )
A. m>2 B. m<2 C. m≥2 D. m≤2
9. 如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,PQ⊥AB,垂足为交BC于点P.按以下步骤作图:
①以点A为圆心,以适当的长为半径作弧,分别交边AC、AB于点D,E;
②分别以点D、E为圆心,以大于12DE的长为半径作弧两弧相交于点F;
③作射线AF,AF与PQ的夹角为α,若α=54°,则∠B=( )
A. 14° B. 16°6 C. 18° D. 20
10. 如图,等腰△ABC的底边BC=4cm,面积为8cm2,腰AB的垂直平分线EF分别交AB、AC于点E、F,若D为边BC的中点,M为线段EF上一动点,则△BDM周长的最小值为多少?( )
A. 4
B. 6
C. 8
D. 10
二、填空题(本大题共6小题,共24.0分)
11. 一个不透明的布袋里放有红色、黄色、白色三种球,它们除颜色外其余都相同,红球、黄球、白球的个数之比是3:2:1,则从布袋里任意摸出一个球是黄球的概率是______ .
12. 如图,直线l1:y=2x+1与直线l2:y=kx+b相交于点P(m,5),则方程组y=2x+1y=kx+b的解为______ .
13. 已知等腰三角形的其中二边长分别为4,9,则这个等腰三角形的周长为______.
14. 将一副三角板如图所示叠放在一起,若AB=4,则阴影部分的面积是______ .
15. 某校举行足球联赛,共有8场比赛,每场比赛都要分出胜负每队胜一场得3分,负一场得0分,七年级一班要想比赛得分不低于21分,则该班至少胜______ 场.
16. 如图,在△ABC中,∠ABC和∠ACB的平分线相交于点O,过点O作EF//BC交AB于点E,交AC点F,过点O作OD⊥AC于点D,连接AO,下列四个结论:
①△BEO和△CFO都是等腰三角形;
②点O到△ABC各边的距离相等;
③若∠BAC=α,则∠BOC=90°+12α;
④S△AOD+S△BOC=12S△ABC.
其中结论正确的有______ .
三、解答题(本大题共10小题,共86.0分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
17. (本小题6.0分)
解方程组:2x+3y=122x−y=4.
18. (本小题6.0分)
解不等式组:2x−3≤3(x−1)x−12
桌子上放有两张卡片,正面分别写有数字3和4;小明手里有五张卡片,正面分别写有数字1, 3, 7,3,5,将卡片正面向下,小亮随机从小明手里抽取一张,与桌子上的卡片放在一起,以卡片上的数字分别作为三条线段的长度,求这三条线段能构成直角三角形的概率.
20. (本小题8.0分)
阅读下面材料:
对于实数a,b,我们定义符号min{a,b}的意义为:当a 根据上面的材料,回答下列问题:
(1)min(−1,2)= ______ ;
(2)当min{x+12,2x−13)=2x−13,求x的取值范围.
21. (本小题8.0分)
如图,在△ABC中,AD//EF,∠1+∠2=180°.
(1)求证:AB//DG;
(2)若DG平分∠ADC,∠EFC=80°,求∠2的度数.
22. (本小题8.0分)
为了响应“足球进校园”的号召,某校计划为学校足球队购买一批足球,已知购买2个甲品牌的足球和3个乙品牌的足球共需850元;购买3个甲品牌的足球和2个乙品牌的足球共需900元.
(1)求甲品牌的足球和乙品牌的足球的单价;
(2)需要购买甲品牌的足球和乙品牌的足球一共80个,且甲品牌的个数不少于乙品牌的2倍,要使此次购买足球的费用最少,甲品牌的足球和乙品牌的足球各需购买多少个?最少费用为多少.
23. (本小题10.0分)
已知:如图,AC平分∠BAD,CE⊥AB于点E,CD⊥AD于点D,BE=FD.
(1)求证:BC=FC;
(2)若AC=5,AD=4,求四边形ABCF的面积.
24. (本小题10.0分)
第十六届济南⋅莱芜樱桃文化旅游节于2023年5月26日至6月21日在济南市莱芜区茶业口镇举办,旅游节期间,某樱桃经销商对樱桃礼盒进行优惠促销,对购买20个礼盒以上的客户有两种销售方案:
方案一:每个礼盒50元,由经销商免运费送货:
方案二:每个礼盒45元,客户需另外支付运费150元.
某公司计划购买x(>20)个樱桃礼盒,请回答下列问题:
(1)按方案一购买该礼盒的费用为______ 元,按方案二购买该礼盒的费用为______ 元;(用含x的代数式表示)
(2)如果你是该经销商的推销员,请你帮助客户选择合适的购买方案.
25. (本小题12.0分)
在△ABC中,∠BAC=90°,点D是BC上一点,将△ABD沿AD翻折后得到△AED,边AE交射线BC于点F.(友情提示:翻折前后的两个三角形的对应边相等,对应角相等)
(1)如图1,当DE//AC时,求证:AE⊥BC;
(2)如图2,若∠B=40°,∠BAD=x(0°
26. (本小题12.0分)
在△ABC中,∠ACB为锐角,点D为射线BC上一点,且与点B、C不重合,连接AD,以AD为边,向外作等边三角形△ADF,连接CF.
(1)若AB=AC,∠BAC=60°;
①如图1,当点D在线段BC上时,试探讨CF与BD的数量关系和此时CF与AB关系,并说明理由;
②如图2,当点D在线段BC的延长线上时,①中的结论是否仍然成立,请说明理由;
(2)如图3,若AB≠AC,60°<∠BAC<90°,点D在线段BC上,且∠FCD=120°时,求∠BCA的度数.
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:A.在地面上向空中抛掷一石块,石块终将落下,是必然事件,不符合题意;
B.明天是晴天,是随机事件,符合题意;
C.同时抛掷两枚质地均匀的骰子,向上一面的点数之和为13,是不可能事件,不符合题意;
D.14人中至少有2人是同月出生,是必然事件,不符合题意.
故选:B.
根据随机事件的概念直接判断即可.
本题考查的是随机事件,熟知在一定条件下,可能发生也可能不发生的事件,称为随机事件是解题的关键.
2.【答案】D
【解析】解:A、实数与数轴上的点一一对应,故本选项说法是假命题,不符合题意;
B、若|a|>|b|,则a不一定大于b,故本选项说法是假命题,不符合题意;
C、相等的角不一定是对顶角,故本选项说法是假命题,不符合题意;
D、m是实数,点P(m2+1,3)一定在第一象限,是真命题,符合题意;
故选:D.
根据绝对值的概念、数轴、对顶角的概念、点的坐标判断即可.
本题考查的是命题的真假判断,正确的命题叫真命题,错误的命题叫做假命题.判断命题的真假关键是要熟悉课本中的性质定理.
3.【答案】B
【解析】解:∵AB//ED,
∴∠D=∠BCD,
∵∠BCD=80°,
∴∠D=80°,
故选:B.
根据平行线的性质即可得到结论.
本题考查了平行线的性质,熟练掌握平行线的性质是解题的关键.
4.【答案】C
【解析】解:3a+2b=5①2a+3b=10②,
①+②得:5a+5b=15,
两边同时除以5得:a+b=3.
故选:C.
将方程组中的两个方程左右两边分别相加发现:a和b系数均为5,两边同时除以5即可得a+b的值.
本题考查解方程中的整体思想,注意观察方程中未知数的系数的特征是解题的关键.
5.【答案】A
【解析】解:∵AD是BC边上的中线,
∴BD=CD,
在△ABD和△ECD中,
BD=CD∠ADB=∠EDCAD=DE,
∴△ABD≌△ECD(SAS),
∴由SAS判定△ABD≌△ECD.
故选:A.
由AD是BC边上的中线,得到BD=CD,又AD=DE,∠ADB=∠EDC,由SAS判定△ABD≌△ECD,即可得到答案.
本题考查全等三角形的判定,关键是掌握全等三角形的判定方法.
6.【答案】D
【解析】解:∵a−1 ∴a A.不等式两边同时加上一个相同的数,不等号的方向不变,故不符合题意;
B.不等式两边同时乘以一个负数,不等号方向要改变,故不符合题意;
C.不确定c的,正负性,故不符合题意;
D.∵a ∴a+1 ∴a+1 ∴a+1 故选:D.
根据不等式的基本性质逐步进行判断即可.
本题考查了不等式的性质,熟记相关性质是解题关键.
7.【答案】C
【解析】解:设图1中长方形的长是x cm,宽为y cm,
∵大正方形的面积是36cm2,中间围成的阴影部分面积是9m2,
∴大正方形的边长为6cm,中间围成的阴影部分的边长为3cm,
∴x+y=6x−y=3,
解得x=4.5y=1.5,
∴图1中长方形的长是4.5cm.
故选:C.
设图1中长方形的长是x cm,宽为ycm,根据已知可得大正方形的边长为6cm,中间围成的阴影部分的边长为3cm,所以x+y=6x−y=3,解方程组即可得出答案.
此题考查了图形的变化和密铺,根据正方形、长方形的性质求出图形各边的长是解题的关键.
8.【答案】D
【解析】解:∵不等式组3x−6>0①x>m②,
由①得:x>2,
由②得:x>m,
不等式组3x−6>0①x>m②的解集为x>2,
∴m≤2.
故选:D.
根据不等式组的解集的口诀:同大取大,同小取小,大小小大中间找,大大小小找不到,即可得出m的取值范围.
此题主要考查了一元一次不等式组解集的求法,将不等式组解集的口诀:同大取大,同小取小,大小小大中间找,大大小小找不到(无解)逆用,已知不等式解集反过来求m的范围.
9.【答案】C
【解析】解:如图,∵PQ⊥AB,
∴∠AQP=90°,
∵∠1=∠α=54°,
∴∠QAF=90°−54°=36°,
由作图知,AF平分∠BAC,
∴∠BAC=2∠BAF=72°,
∵∠C=90°,
∴∠B=90°−72°=18°,
故选:C.
根据垂直的定义得到∠AQP=90°,根据对顶角的性质得到∠1=∠α=54°,求得∠QAF=90°−54°=36°,根据角平分线的定义得到∠BAC=2∠BAF=72°,于是得到结论.
本题考查了作图−基本作图,角平分线的定义,三角形的内角和定理,熟练掌握角平分线的定义是解题的关键.
10.【答案】B
【解析】解:连接AD,AM,AD交EF于点M′,连接BM′,
∵EF是AB的垂直平分线,
∴AM=BM,
∴BM+MD=MA+MD≥AD,
∴当A、M、D在同一直线上时,
BM+DM值最小,即△BDM周长最小,最小值为AD+BD;
∵D为BC的中点,AB=AC,
∴AD⊥BC,
∵S=12BC⋅AD,
∴AD=2SBC=4,
∴△BDM周长=AD+BD=2+4=6(cm),
故选:B.
连接AD,AM,AD交EF于点M′,连接BM′,此时BM′+DM′值最小,即△BDM周长最小,最小值为AD+BD.
本题考查了等腰三角形的性质,轴对称路线最短问题,熟练掌握轴对称求最短距离的方法,线段垂直平分线的性质是解题的关键.
11.【答案】13
【解析】解:∵红球、黄球、黑球的个数之比为3:2:1,
∴从布袋里任意摸出一个球是黄球的概率是23+2+1=13,故答案为:13.
用黄球所占的份数除以所有份数的和即可求得是黑球的概率.
此题考查了概率公式的应用.注意用到的知识点为:概率=所求情况数与总情况数之比.
12.【答案】x=2y=5
【解析】解:∵y=2x+1经过P(m,5),
∴5=2m+1,
∴m=2,
∴直线l1:y=x+2与直线l2:y=kx+b相交于点P(2,5),
∴x=2y=5,
故答案为:x=2y=5.
由两条直线的交点坐标(m,4),先求出m,再求出方程组的解即可.
本题考查一次函数的交点与方程组的解的关系、待定系数法等知识,解题的关键是理解方程组的解就是两个函数图象的交点坐标,属于中考常考题型.
13.【答案】22
【解析】解:分为两种情况:①当三角形的三边是4,4,9时,
∵4+4<9,
∴此时不符合三角形的三边关系定理,此时不存在三角形;
②当三角形的三边是4,9,9时,
此时符合三角形的三边关系定理,此时三角形的周长是4+9+9=22,
故答案为:22.
分为两种情况:①当三角形的三边是4,4,9时,②当三角形的三边是4,9,9时,看看是否符合三角形的三边关系定理,符合时求出即可.
本题考查了等腰三角形的性质,三角形三边关系定理的应用,注意:要进行分类讨论,题目比较好,难度适中.
14.【答案】2
【解析】解:∵∠B=30°,∠ACB=90°,AB=4,
∴AC=2
由题意可知BC//ED,
∴∠AFC=∠ADE=45°,
∴AC=CF=2.
故S△ACF=12×2×2=2.
故答案为:2.
由于BC//DE,那么△ACF也是等腰直角三角形,欲求其面积,必须先求出直角边AC的长;Rt△ABC中,已知斜边AB及∠B的度数,易求得AC的长,进而可根据三角形面积的计算方法求出阴影部分的面积.
本题考查了等腰直角三角形,平行线的判定与性质,三角形的面积公式等知识点,解题的关键是利用∠B求出AC的长.
15.【答案】7
【解析】解:设这个班要胜x场,则负(8−x)场,
由题意得,3x+0(8−x)≥21,
解得:x≥7,
∴这个班至少要胜7场.
故答案为:7.
设这个班要胜x场,则负(8−x)场,根据题意列出不等式求解,考虑场次为整数即可得出.
本题考查一元一次不等式的应用,理解题意,列出相应不等式求解是解题关键.
16.【答案】①②③④
【解析】解:∵∠ABC和∠ACB的平分线相交于点O,
∴∠EBO=∠CBO,∠FCO=∠BCO,
∵EF//BC,
∴∠CBO=∠EOB,∠BCO=∠FOC,
∴∠EBO=∠EOB,∠FCO=∠FOC,
∴EB=EO,FO=FC,
∴△BEO和△CFO都是等腰三角形;所以①正确;
过O点作OH⊥AB于H点,OG⊥BC于G点,如图,
∵OB平分∠ABC,OC平分∠ACB,OH⊥AB,OG⊥BC,OD⊥AC,
∴OH=OG,OD=OG,
∴OH=OG=OD,所以②正确;
∵OB平分∠ABC,OC平分∠ACB,
∴∠OBC=12∠ABC,∠OCB=12∠ACB,
∴∠BOC=180°−∠OBC−∠OCB=180°−12(∠ABC+∠ACB),
∵∠ABC+∠ACB=180°−∠BAC,
∴∠BOC=180°−12(180°−∠BAC)=90°+12∠BAC=90°+12α,所以③正确;
在Rt△BOG和Rt△BOH中,
BO=BOOH=OG,
∴Rt△BOG≌Rt△BOH(HL),
∴S△BOG=S△BOH,
同理可得S△COG=S△COD,S△AOD=S△AOH,
∴S△BOG+S△COG+S△AOD=12S△ABC,
即S△BOC+S△AOD=12S△ABC,所以④正确.
故答案为:①②③④.
先利用角平分线的定义得到∠EBO=∠CBO,∠FCO=∠BCO,利用平行线的性质得到∠CBO=∠EOB,∠BCO=∠FOC,则可证明∠EBO=∠EOB,∠FCO=∠FOC,于是可对①进行判断;过O点作OH⊥AB于H点,OG⊥BC于G点,如图,根据角平分线的性质得到OH=OG,OD=OG,则可对②进行判断;根据角平分线的定义得到∠OBC=12∠ABC,∠OCB=12∠ACB,再利用三角形内角和定理得到∠BOC=90°+12∠BAC,则可对③进行判断;然后证明Rt△BOG≌Rt△BOH得到S△BOG=S△BOH,同理可得S△COG=S△COD,S△AOD=S△AOH,所以S△BOG+S△COG+S△AOD=12S△ABC,从而可对④进行判断.
本题考查了角平分线的性质:角的平分线上的点到角的两边的距离相等.也考查了全等三角形的判定与性质、平行线的性质和等腰三角形的判定与性质.
17.【答案】解:方程组整理得:2x+3y=12①2x−y=4②,
①−②得:4y=8,解得:y=2,
把y=2代入①得:2x+6=12,解得:x=3,
∴原方程组的解为:x=3y=2.
【解析】方程组利用加减消元法求出解即可.
此题考查了解二元一次方程组,利用了消元的思想,消元的方法有:代入消元法与加减消元法.
18.【答案】解:2x−3≤3(x−1)①x−12
解不等式②得:x<3,
∴不等式组的解集为0≤x<3,
在此范围内的整数解有:0、1、2.
【解析】分别求出每一个不等式的解集,根据口诀:同大取大、同小取小、大小小大中间找、大大小小找不到确定不等式组的解集,继而得出整数解.
本题考查的是一元一次不等式组的整数解,正确求出每一个不等式解集是基础,熟知“同大取大;同小取小;大小小大中间找;大大小小找不到”的原则是解答此题的关键.
19.【答案】解:若桌面上的3和4均是直角边,则斜边为 32+42=5,若桌面上的4为斜边,则另一条直角边为 42−32= 7,
从写有数字1, 3, 7,3,5卡片中,随机抽取1张,共有5种等可能的结果,其中与3和4能构成直角三角形的有2种,
所以从写有数字1, 3, 7,3,5卡片中,随机抽取1张,与桌面上的3和4能构成直角三角形的概率为25.
【解析】根据勾股定理求出当与桌面上的3和4能构成直角三角形的第三条边,再根据概率的定义进行计算即可.
本题考查列表法或树状图法以及勾股定理,掌握勾股定理以及列举所有等可能出现的结果是正确解答的前提.
20.【答案】−1
【解析】解:(1)由题意得min(−1,2)=−1
故答案为:−1;
(2)∵min{x+12,2x−13}=2x−13,
∴x+12≥2x−13,
解得:x≤5.
(1)比较大小,即可得出答案;
(2)根据题意判断出x+12≥2x−13,解不等式即可判断x的取值范围.
本题考查的是一元一次不等式的应用,根据题意理解新定义的计算公式是解题的关键.
21.【答案】(1)证明:∵AD//EF,
∴∠DAB=∠2=180°,
又∵∠1+∠2=180°,
∴∠1=∠DAB,
∴AB//DG;
(2)解:∵AD//EF,
∴∠EFC=∠ADC=80°,
∵DG平分∠ADC,
∴∠ADC=2∠1=80°,
∴∠1=40°,
∵∠1+∠2=180°,
∴∠2=180°−∠1=140°.
【解析】(1)根据平行线的判定与性质求解即可;
(2)根据平行线的性质及角平分线定义求解即可.
此题考查了平行线的判定与性质,熟记平行线的判定定理与性质定理是解题的关键.
22.【答案】解:(1)设甲品牌的足球单价为x元/个,乙品牌的足球的单价为y元/个,
根据题意得:2x+3y=8503x+2y=900
解得x=200y=150,
答:甲品牌的足球和乙品牌的足球的单价分别为200元和150元;
(2)设购买甲品牌的足球m个,购买的总费用为W元,
则购买乙品牌的足球(80−m)个,
根据题意,得:m≥2(80−m),
解得:m≥5313,
W=200m+150(80−m)=50m+12000,
∵50>0,
∴W随m的增大而增大,
∵m为整数,
∴当m=54时,
W取最小,最小值为50×54+12000=14700,
此时,80−m=26,
故购买甲品牌的足球54个,乙品牌的足球26个,总费用最少,最少费用为14700元.
【解析】(1)分别是设甲足球的单价x元和乙足球的单价y元,根据题目中的等量关系:2个甲足球和3个乙足球共850元;3个甲足球和两个乙足球共900元列方程组求得单价;
(2)设买甲足球m个,则买乙足球(80−m)个,根据甲品牌的个数不少于乙品牌的二倍,列出不等式,确定自变量m的取值范围,然后根据题目中的数量关系找到总费用W和m之间的函数关系式,再根据一次函数的性质,确定费用最少时m的值即可.
本题考察了二元一次方程组的应用,一次函数的应用,一次函数的性质及解一元一次不等式,解题的关键是找准等量关系,列出二元一次方程组,一次函数的性质解决最值问题.
23.【答案】(1)证明:∵AC平分∠BAD,CE⊥AB,CD⊥AD,
∴CD=CE,
在Rt△CBE和Rt△CFD中,
∵EB=DF,CE=CD,
∴Rt△CBE≌Rt△CFD(SAS),
∴BC=FC;
(2)解:在Rt△ACD中,∵AC=5,AD=4,
∴CD= 52−42=3,
∵AC=AC,CD=CE,
∴Rt△ACD≌Rt△ACE(HL),
∴S△ACD=S△ACE,
∵Rt△CBE≌Rt△CFD.
∴S△CBE=S△CFD;
∴S四边形ABCF=S四边形ABCF=2S△ACD=2×12×4×3=12.
【解析】(1)利用角平分线的性质得到CD=CE,然后证明Rt△CBE≌Rt△CFD,从而得到BE=FD;
(2)先利用勾股定理计算出CD=3,再证明Rt△ACD≌Rt△ACE得到S△ACD=S△ACE,则四边形ABCF的面积=S四边形AECD=2S△ACD,然后利用三角形面积公式计算.
本题考查了角平分线的性质:角的平分线上的点到角的两边的距离相等.也考查了全等三角形的判定与性质.
24.【答案】50x (45x+150)
【解析】(1)由题意可知:按方案一购买该礼盒的费用为50x元,按方案二购买该礼盒的费用为(45x+150)元;
故答案为:50x,(45x+150);
(2)设y1=50x,y2=45x+150,
令y1=y2,50x=45x+150,解得x=30;
令y1>y2,50x<45x+150,解得x<30;
令y1>y2,50x>45x+150,解得x>30:
故当20
(1)直接利用两种方案的收费标准得出总费用;
(2)根据(1)中总费用得出不等关系求出答案;
此题主要考查了一元一次不等式、一元一次方程的应用,正确得出不等关系是解题关键.
25.【答案】(1)证明:∵AC//DE,
∴∠CAF=∠E,
∵∠B=∠E,
∴∠B=∠CAF,
∵∠BAC=90°,
∴∠CAF+∠BAF=90°,∠B+∠BAF=90°,
∴∠AFB=90°,
∴AE⊥BC;
(2)解:存在这样的x的值,使得△DEF是以EF为腰的等腰三角形.
∵∠BAD=x,∠B=40°,
∴∠ADB=180°−∠BAD=180°−40°−x=140°−x,
∴∠ADF=∠B+∠BAD=40°+x,由翻折可知:∠ADE=∠ADB,
∴∠FDE=∠ADE−∠ADF=100°−2x,∠DFE=∠AFC=40°+2x,
①当∠EDF=∠DFE时,100°−2x=40°+2x,解得:x=15°,
②当∠EDF=∠E=40°时,100°−2x=40°,解得,x=30°,
综上所述,当x=15°或30°时,△DEF是以EF为腰的等腰三角形.
【解析】(1)根据折叠的性质得到∠B=∠E,根据平行线的性质定理证明;
(2)根据∠B=40°,求得∠ADB;然后分∠EDF=∠DFE、∠DFE=∠E、∠EDF=∠E三种情况,列方程解答即可.
本题考查的是翻转变换的性质、三角形内角和定理、等腰三角形的性质、平行线的判定,掌握三角形内角和等于180°、翻转变换的性质是解题的关键.
26.【答案】解:(1)①CF=BD,CF//AB;
理由如下:
∵AB=AC,∠BAC=60°,
∴△ABC是等边三角形,
∴∠BAD+∠CAD=60°,
又∵△ADE是等边三角形,
∴∠CAF+∠CAD=60°,
∴∠CAF=∠BAD,
在△ACF和△ABD中,
AC=AB∠CAF=∠BADAF=AD,
∴△ACF≌△ABD(SAS),
∴CF=BD,∠ACF=∠ABD=60°,
∵∠BAC=60°,
∴∠ACF=∠BAC,
∴CF//AB;
②CF=BD,CF//AB仍然成立,理由如下:
∵△ADE和△ABC是等边三角形,
∴∠CAB=∠DAF=60°,
∴∠CAB+∠CAD=∠DAF+∠CAD,
即∠CAF=∠BAD,
在△ACF和△ABD中,
AC=AB∠CAF=∠BADAF=AD,
∴△ACF≌△ABD(SAS),
∴CF=BD,∠ACF=∠ABD=60°,
∵∠BAC=60°,
∴∠ACF=∠BAC,
∴CF//AB;
(2)过点A作∠CAE=60°,交BC于点E,
∴∠EAD+∠CAD=60°,∠ECA+∠CEA=180°−60°=120°,
∵△ADF是等边三角形,
∴AF=AD,∠FAD=60°
∴∠CAF+∠CAD=60°,
∵∠EAD+∠CAD=60°
∴∠CAF=∠EAD,
∵∠FCD=120°,
∴∠FCA+∠ACE=120°,
∠ECA+∠CEA=120°
∴∠ACF=∠CEA,
在△ACF和△AED中,
∠ACF=∠DEA∠CAF=∠EADAF=AD,
∴△ACF≌△AED(AAS),
∴AC=AE,
∠CAE=60°,
∴△ACE是等边三角形,
∴∠BCA=60°.
【解析】(1)①由△ADE和△ABC是等边三角形,得出∠CAF=∠BAD,再证△ACF≌△ABD,然后再结合平行线的判定,可得出结论;
②与①的证法类似,可先由∠CAB+∠CAD=∠DAF+∠CAD,证∠CAF=∠BAD,再证△ACF≌△ABD,然后再结合平行线的判定,可得出结论;
(2)过点A作∠CAE=60°,交BC于点E,证△ACF≌△AED,再证△ACE是等边三角形,从而得出结论.
本题考查全等三角形的判定和性质、等边三角形的性质等知识,解题的关键是构造全等三角形解决问题,属于常考题型.
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