2021-2022学年辽宁省抚顺市顺城区八年级(上)期末数学试卷 word,解析版
展开这是一份2021-2022学年辽宁省抚顺市顺城区八年级(上)期末数学试卷 word,解析版,共24页。试卷主要包含了选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
2021-2022学年辽宁省抚顺市顺城区八年级(上)期末数学试卷
一、选择题(本题共10道题,每道题2分,满分20分)
1.(2分)下列运算正确的是( )
A.a2•a2=2a2 B.a9÷a3=a6 C.(﹣a2)3=a6 D.a2+a4=a6
2.(2分)下列由数字组成的图案中,属于轴对称图形的是( )
A.
B.
C.
D.
3.(2分)下列分式中,是最简分式的是( )
A. B.
C. D.
4.(2分)下列各式从左到右的变形中,属于分解因式的是( )
A.4x2﹣4x=4x(x﹣1) B.a(a+2)=a2+2a
C.m2+m+3=m(m+1)+3 D.a2+6a+3=(a+3)2﹣6
5.(2分)下列叙述正确的语句是( )
A.等腰三角形两腰上的高相等
B.等腰三角形的高、中线、角平分线互相重合
C.顶角相等的两个等腰三角形全等
D.两腰相等的两个等腰三角形全等
6.(2分)已知等腰三角形的一个外角为110°,则它的底角为( )
A.55° B.70° C.55°或70° D.40°或70°
7.(2分)如图,△ABC中,AB=AC,D是BC的中点,AC的垂直平分线分别交AC,AD,AB于点E,G,F,连接CG,BG,则图中全等三角形的对数是( )
A.1对 B.2对 C.3对 D.4对
8.(2分)如图,AB=DB,再添加下面哪个条件不能判断△ABC≌△DBC的是( )
A.AC=DC B.∠ACB=∠DCB C.∠A=∠D=90° D.∠ABC=∠DBC
9.(2分)现代科技的发展已经进入到了5G时代,温州地区将在2021年基本实现5G信号全覆盖.5G网络峰值速率为4G网络峰值速率的10倍,在峰值速率下传输4千兆数据,5G网络比4G网络快360秒.若设4G网络的峰值速率为每秒传输x千兆数据,则由题意可列方程( )
A.﹣=360 B.﹣=360
C.﹣=360 D.﹣=360
10.(2分)将四个长为a,宽为b(a>b)的长方形纸片,按如图的方式拼成一个边长为(a+b)的正方形,图中空白部分的面积为S1,阴影部分的面积为S2,若S1=2S2,则a,b满足( )
A.a=2b B.a=3b C.2a=3b D.2a=5b
二、填空题(本题共8道题,每道题2分,满分16分)
11.(2分)据统计,百合花的花粉的直径约0.000000087米,这里0.000000087用科学记数法表示为 .
12.(2分)如果分式=0,则x= .
13.(2分)若x2+mx+9是一个完全平方式,则m的值是 .
14.(2分)一个多边形的每一个内角都是140°,则这个多边形是 边形.
15.(2分)如图,AB⊥CD,且AB=CD,CE⊥AD,BF⊥AD,垂足分别为E,F,若CE=4,BF=3,EF=2,则AD的长为 .
16.(2分)如图,△ABC中,∠B=40°,∠C=30°,点D为边BC上一点,将△ADC沿直线AD折叠后,点C落到点E处,若DE∥AB,则∠ADC的度数为 .
17.(2分)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,点D是AB边上的点,在CD的右侧作等腰直角三角形CDE,且CD=CE,斜边DE交AC边于点F,当△CDF为等腰三角形时,∠ADF= .
18.(2分)如图,在△ABC中,∠A=60°,∠ABC的平分线BD与∠ACB的平分线CE相交于点O,则下列说法①∠BOE=60°,②∠ABD=∠ACE,③OE=OD,④BC=BE+CD,⑤若AB=AC,则BC=2AD,其中正确的是 .(填序号)
三、解答题(本题共4道题,每小题8分,满分16分)
19.(8分)化简:
(1)(12x2y3﹣8x3y2z)÷4x2y2;
(2)4(x+1)2﹣(2x+5)(2x﹣5).
20.(8分)因式分解:
(1)(a﹣b)2+4ab;
(2)(m﹣4)(m+1)+3m.
四、解答题(本题共2道题,每道题5分,满分10分)
21.(5分)先化简,再求值:,其中x=3.
22.(5分)解方程:.
五、解答题(本题满分6分)
23.(6分)如图,在平面直角坐标系中,点A(1,2),点B(4,1),点C(4,5).
(1)画出△ABC关于y轴的轴对称图形△A1B1C1,并写出点C的对称点C1的坐标;
(2)在x轴上画出点P,使PA1+PB1最小;
(3)直线MN∥y轴,与线段AB,AC分别交于点M,N(点M不与点A,C重合),若将△AMN沿直线MN翻折,点A的对称点为点A′,当点A′落在△ABC的内部时,点M的横坐标m的取值范围是 .
六、解答题(本题满分10分)
24.(10分)某中学为了创设“书香校园”,准备购买A,B两种书架,用于放置图书.在购买时发现,A种书架的单价比B种书架的单价多20元,用600元购买A种书架的个数与用480元购买B种书架的个数相同.
(1)求A,B两种书架的单价各是多少元?
(2)学校准备购买A,B两种书架共15个,且购买的总费用不超过1400元,求最多可以购买多少个A种书架?
七、解答题(本题满分10分)
25.(10分)如图,在△ABC中,∠A=2∠B.
(1)作∠ACB的角平分线CD,交AB于点D;
(要求:尺规作图,保留作图痕迹,不必写作法和证明)
(2)求证:BC=AC+AD.
八、解答题(本题满分12分)
26.(12分)如图,△ABC是等边三角形,在BC的上方作△DBC,使BC=DC,∠BCD=α,直线BD与直线AC相交于点F,点E在直线BD上,且∠AED=120°,连接CE.
(1)如图1,若60°<α≤180°,
①请直接写出∠EAC与∠DBC的数量关系;
②猜想线段BD,AE,CE之间的数量关系,并证明你的猜想;
(2)若0°<α<60°时,在图2中画出图形,(2)中的结论是否成立,如果成立,请说明理由,如果不成立,请直接写出你的结论.
2021-2022学年辽宁省抚顺市顺城区八年级(上)期末数学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共10道题,每道题2分,满分20分)
1.(2分)下列运算正确的是( )
A.a2•a2=2a2 B.a9÷a3=a6 C.(﹣a2)3=a6 D.a2+a4=a6
【分析】利用同底数幂的乘法的法则,同底数幂的除法的法则,幂的乘方的法则,合并同类项的法则对各项进行运算即可.
【解答】解:A、a2•a2=a4,故A不符合题意;
B、a9÷a3=a6,故B符合题意;
C、(﹣a2)3=﹣a6,故C不符合题意;
D、a2与a4=不属于同类项,不能合并,故D不符合题意;
故选:B.
2.(2分)下列由数字组成的图案中,属于轴对称图形的是( )
A.
B.
C.
D.
【分析】根据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,这条直线叫做对称轴进行分析即可.
【解答】解:选项A、B、C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D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:D.
3.(2分)下列分式中,是最简分式的是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据最简分式的概念逐一判断即可.
【解答】解:A.=,不是最简分式,不符合题意;
B.==﹣(x﹣2)=﹣x+2,不是最简分式,不符合题意;
C.是最简分式,符合题意;
D.==﹣,不是最简分式,不符合题意;
故选:C.
4.(2分)下列各式从左到右的变形中,属于分解因式的是( )
A.4x2﹣4x=4x(x﹣1) B.a(a+2)=a2+2a
C.m2+m+3=m(m+1)+3 D.a2+6a+3=(a+3)2﹣6
【分析】把一个多项式化为几个整式的积的形式,这种变形叫做把这个多项式因式分解,也叫做分解因式,根据因式分解的概念判断即可.
【解答】解:A选项,符合因式分解的概念,符合题意;
B选项,属于整式乘法,不符合题意;
C选项,等号的右边不是几个整式的积的形式,不符合题意;
D选项,等号的右边不是几个整式的积的形式,不符合题意;
故选:A.
5.(2分)下列叙述正确的语句是( )
A.等腰三角形两腰上的高相等
B.等腰三角形的高、中线、角平分线互相重合
C.顶角相等的两个等腰三角形全等
D.两腰相等的两个等腰三角形全等
【分析】根据三角形的面积,等腰三角形三线合一的性质,全等三角形的判定对各选项分析判断后利用排除法求解.
【解答】解:A、根据三角形的面积两腰相等,所以腰上的高相等,故本选项正确;
B、必须是等腰三角形底边上的高,底边上的中线和顶角的平分线互相重合,故本选项错误;
C、顶角相等,但腰长不一定相等,所以三角形不一定相等,故本选项错误;
D、两腰相等,但顶角不一定相等,故本选项错误.
故选:A.
6.(2分)已知等腰三角形的一个外角为110°,则它的底角为( )
A.55° B.70° C.55°或70° D.40°或70°
【分析】根据等腰三角形的一个外角等于110°,进行讨论可能是底角的外角是110°,也有可能顶角的外角是110°,从而求出答案.
【解答】解:①当110°外角是底角的外角时,底角为:180°﹣110°=70°,
②当110°外角是顶角的外角时,顶角为:180°﹣110°=70°,
则底角为:(180°﹣70°)×=55°,
∴底角为70°或55°.
故选:C.
7.(2分)如图,△ABC中,AB=AC,D是BC的中点,AC的垂直平分线分别交AC,AD,AB于点E,G,F,连接CG,BG,则图中全等三角形的对数是( )
A.1对 B.2对 C.3对 D.4对
【分析】先根据等腰三角形的性质得到AD⊥BC,根据线段垂直平分线的性质得到GA=GC,∠AEG=∠CEG=90°,则利用全等三角形的判定方法可判断Rt△ABD≌Rt△ACD,△GBD≌△GCD,△ABG≌△ACG,Rt△AGE≌Rt△CGE.
【解答】解:∵AB=AC,D是BC的中点,
∴AD⊥BC,
∵GE垂直平分AC,
∴GA=GC,∠AEG=∠CEG=90°,
在Rt△ABD和Rt△ACD中,
,
∴Rt△ABD≌Rt△ACD(HL);
在△GBD和△GCD中,
,
∴△GBD≌△GCD(SAS),
∴GB=GC,
在△ABG和△ACG中,
,
∴△ABG≌△ACG(SSS),
在Rt△AGE和Rt△CGE中,
,
∴Rt△AGE≌Rt△CGE(HL),
综上所述,图中全等三角形有4对.
故选:D.
8.(2分)如图,AB=DB,再添加下面哪个条件不能判断△ABC≌△DBC的是( )
A.AC=DC B.∠ACB=∠DCB C.∠A=∠D=90° D.∠ABC=∠DBC
【分析】由于AB=DB,BC为公共边,则根据全等三角形的判定方法可对各选项进行判断.
【解答】解:∵AB=DB,BC=BC,
∴当添加AC=DC时,根据“SSS”可判断△ABC≌△DBC;
当添加∠A=∠D时,根据“HL”可判断△ABC≌△DBC;
当添加∠ABC=∠DBC时,根据“SAS”可判断△ABC≌△DBC.
故选:B.
9.(2分)现代科技的发展已经进入到了5G时代,温州地区将在2021年基本实现5G信号全覆盖.5G网络峰值速率为4G网络峰值速率的10倍,在峰值速率下传输4千兆数据,5G网络比4G网络快360秒.若设4G网络的峰值速率为每秒传输x千兆数据,则由题意可列方程( )
A.﹣=360 B.﹣=360
C.﹣=360 D.﹣=360
【分析】设4G网络的峰值速率为每秒传输x千兆数据,则5G网络的峰值速率为每秒传输10x千兆数据,根据传输时间=需传输数据的总量÷在峰值速率下每秒传输数据的量结合在峰值速率下传输4千兆数据5G网络比4G网络快360秒,即可得出关于x的分式方程,此题得解.
【解答】解:设4G网络的峰值速率为每秒传输x千兆数据,则5G网络的峰值速率为每秒传输10x千兆数据,
依题意,得:﹣=360.
故选:B.
10.(2分)将四个长为a,宽为b(a>b)的长方形纸片,按如图的方式拼成一个边长为(a+b)的正方形,图中空白部分的面积为S1,阴影部分的面积为S2,若S1=2S2,则a,b满足( )
A.a=2b B.a=3b C.2a=3b D.2a=5b
【分析】先用a、b表示S1,S2,再根据S1=2S2,列出等式,整理后得出a、b的关系.
【解答】解:∵S1=2×b(a+b)+2×ab+2×(a﹣b)
=a2+2b2,
S2=(a+b)2﹣(a2+2b2)
=2ab﹣b2,
又∵S1=2S2,
∴a2+2b2=2(2ab﹣b2),
整理,得(a﹣2b)2=0,
∴a﹣2b=0,
∴a=2b.
故选:A.
二、填空题(本题共8道题,每道题2分,满分16分)
11.(2分)据统计,百合花的花粉的直径约0.000000087米,这里0.000000087用科学记数法表示为 8.7×10﹣8 .
【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:0.000000087=8.7×10﹣8,
故答案为:8.7×10﹣8.
12.(2分)如果分式=0,则x= 0 .
【分析】根据分式值为零的条件列式计算即可.
【解答】解:由题意得,x2﹣x=x(x﹣1)=0,x2﹣1=(x+1)(x﹣1)≠0,
解得,x=0,
故答案为:0.
13.(2分)若x2+mx+9是一个完全平方式,则m的值是 ±6 .
【分析】利用完全平方公式的结构特征判断即可确定出m的值.
【解答】解:∵x2+mx+9是一个完全平方式,
∴m=±6,
故答案为:±6.
14.(2分)一个多边形的每一个内角都是140°,则这个多边形是 九 边形.
【分析】首先求得这个多边形的一个外角的度数,用360°除一个外角的度数即可求得多边形的边数.
【解答】解:180°﹣140°=40°,
360°÷40°=9.
故答案为:九.
15.(2分)如图,AB⊥CD,且AB=CD,CE⊥AD,BF⊥AD,垂足分别为E,F,若CE=4,BF=3,EF=2,则AD的长为 5 .
【分析】由“AAS”可证△ABF≌△CDE,可得AF=CE=4,BF=DE=3,即可求出AD的长.
【解答】解:∵AB⊥CD,CE⊥AD,BF⊥AD,
∴∠A+∠D=90°,∠CED=∠AFB=90°,
∴∠C+∠D=90°,∠CED=∠AFB=90°,
∴∠A=∠C,
在△ABF和△CDE中,
,
∴△ABF≌△CDE(AAS),
∴AF=CE=4,BF=DE=3,
∴AD=AF﹣EF+DE=4﹣2+3=5,
故答案为:5.
16.(2分)如图,△ABC中,∠B=40°,∠C=30°,点D为边BC上一点,将△ADC沿直线AD折叠后,点C落到点E处,若DE∥AB,则∠ADC的度数为 110° .
【分析】根据三角形的内角和得到∠BAC=110°,由折叠的性质得到∠E=∠C=30°,∠EAD=∠CAD,根据平行线的性质得到∠BAE=∠E=30°,根据三角形的内角和即可得到结论.
【解答】解:∵∠B=40°,∠C=30°,
∴∠BAC=110°,
由折叠的性质得,∠E=∠C=30°,∠EAD=∠CAD,
∵DE∥AB,
∴∠BAE=∠E=30°,
∴∠CAD=40°,
∴∠ADC=180°﹣∠CAD﹣∠C=110°,
故答案为:110°.
17.(2分)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,点D是AB边上的点,在CD的右侧作等腰直角三角形CDE,且CD=CE,斜边DE交AC边于点F,当△CDF为等腰三角形时,∠ADF= 15°或37.5°或60° .
【分析】分3种情况讨论::①当CD=CF时,②当CD=DF时,③当CF=DF时,根据等腰三角形的性质和三角形内角和定理即可解决问题.
【解答】解:①当CD=CF时,
∴∠CFD=∠CDF=45°,
∵∠A=30°,
∴∠ADF=45°﹣30°=15°;
②当CD=DF时,
∴∠CFD=(180°﹣45°)=67.5°,
∵∠A=30°,
∴∠ADF=67.5°﹣30°=37.5°;
③当CF=DF时,
∴∠FCD=∠CDF=45°,
∴∠CFD=90°,
∵∠A=30°,
∴∠ADF=90°﹣30°=60°.
综上所述:当△CDF为等腰三角形时,∠ADF=15°或37.5°或60°.
故答案为:15°或37.5°或60°.
18.(2分)如图,在△ABC中,∠A=60°,∠ABC的平分线BD与∠ACB的平分线CE相交于点O,则下列说法①∠BOE=60°,②∠ABD=∠ACE,③OE=OD,④BC=BE+CD,⑤若AB=AC,则BC=2AD,其中正确的是 ①③④⑤ .(填序号)
【分析】①由外角的性质得∠BOE=∠OBC+∠OCB=60°,即可得出结果;
②∠ABD=∠ABC,∠ACE=∠ACB,当AB=AC时,∠ABC=∠ACB,才有∠ABD=∠ACE;
③作∠BOC的平分线OF,交BC于F,证明△BOE≌△BOF,△CDO≌△CFO,即可解决问题;
④根据③中的三角形全等,可得对应边相等,相加即可;
⑤证明△ABC是等边三角形,由等边三角形的性质即可得出答案.
【解答】解:①∵∠A=60°,
∴∠ABC+∠ACB=180°﹣60°=120°,
∵BD、CE分别是∠ABC和∠BCA的平分线,
∴∠OBC+∠OCB=×120°=60°,
∴∠BOE=∠OBC+∠OCB=60°,故①正确;
②∵BD、CE分别是∠ABC和∠BCA的平分线,
∴∠ABD=∠ABC,∠ACE=∠ACB,
当AB=AC时,∠ABC=∠ACB,
而已知AB和AC没有相等关系,故②不正确;
③作∠BOC的平分线OF,交BC于F,如图所示:
∵∠OBC+∠OCB=60°,
∴∠BOC=120°,
∵OF平分∠BOC,
∴∠BOF=∠COF=60°,
∵∠BOE=60°,
∴∠BOE=∠BOF,
在△BOE和△BOF中,
,
∴△BOE≌△BOF(ASA),
∴OE=OF,
同理得:△CDO≌△CFO(ASA),
∴OD=OF,
∴OD=OE,故③正确;
④∵△BOE≌△BOF,△CDO≌△CFO,
∴BF=BE,CF=CD,
∴BC=CF+BF=BE+CD,故④正确;
⑤∵AB=AC,∠A=60°,
∴△ABC是等边三角形,
∴BC=AC,
∵BD是∠ABC的平分线,
∴AD=CD,
∴BC=2AD,故⑤正确;
故答案为:①③④⑤.
三、解答题(本题共4道题,每小题8分,满分16分)
19.(8分)化简:
(1)(12x2y3﹣8x3y2z)÷4x2y2;
(2)4(x+1)2﹣(2x+5)(2x﹣5).
【分析】(1)利用多项式除单项式法则计算即可;
(2)先利用完全平方公式和平方差公式,再合并同类项.
【解答】解:(1)原式=3y﹣2xz;
(2)原式=4(x2+2x+1)﹣(4x2﹣25)
=4x2+8x+4﹣4x2+25
=8x+29.
20.(8分)因式分解:
(1)(a﹣b)2+4ab;
(2)(m﹣4)(m+1)+3m.
【分析】(1)先变形,再逆用完全平方公式.
(2)先变形,再逆用平方差公式.
【解答】解:(1)(a﹣b)2+4ab
=a2+b2﹣2ab+4ab
=a2+b2+2ab
=(a+b)2.
(2)(m﹣4)(m+1)+3m
=m2+m﹣4m﹣4+3m
=m2﹣4
=(m+2)(m﹣2).
四、解答题(本题共2道题,每道题5分,满分10分)
21.(5分)先化简,再求值:,其中x=3.
【分析】这是个分式除法与减法混合运算题,运算顺序是先做括号内的减法,此时要注意把各分母先因式分解,确定最简公分母进行通分;做除法时要注意先把除法运算转化为乘法运算,而做乘法运算时要注意先把分子、分母能因式分解的先分解,然后约分,最后化简求值.
【解答】解:原式=•
=•
=,
当x=3时,原式==5.
22.(5分)解方程:.
【分析】本题的最简公分母是3(x+1),方程两边都乘最简公分母,可把分式方程转换为整式方程求解.
【解答】解:方程两边都乘3(x+1),
得:3x﹣2x=3(x+1),
解得:x=﹣,
经检验x=﹣是方程的解,
∴原方程的解为x=﹣.
五、解答题(本题满分6分)
23.(6分)如图,在平面直角坐标系中,点A(1,2),点B(4,1),点C(4,5).
(1)画出△ABC关于y轴的轴对称图形△A1B1C1,并写出点C的对称点C1的坐标;
(2)在x轴上画出点P,使PA1+PB1最小;
(3)直线MN∥y轴,与线段AB,AC分别交于点M,N(点M不与点A,C重合),若将△AMN沿直线MN翻折,点A的对称点为点A′,当点A′落在△ABC的内部时,点M的横坐标m的取值范围是 1<m<2.5 .
【分析】(1)根据轴对称的性质即可画出△ABC关于y轴的轴对称图形△A1B1C1,并写出点C的对称点C1的坐标;
(2)连接B1A1′交x轴于点P即可;
(3)根据轴对称的性质即可解决问题.
【解答】解:(1)如图,△A1B1C1,即为所求;C1 (﹣4,5);
(2)如图,点P即为所作;
(3)点M的横坐标m的取值范围是 1<m<2.5 ;
故答案为:1<m<2.5.
六、解答题(本题满分10分)
24.(10分)某中学为了创设“书香校园”,准备购买A,B两种书架,用于放置图书.在购买时发现,A种书架的单价比B种书架的单价多20元,用600元购买A种书架的个数与用480元购买B种书架的个数相同.
(1)求A,B两种书架的单价各是多少元?
(2)学校准备购买A,B两种书架共15个,且购买的总费用不超过1400元,求最多可以购买多少个A种书架?
【分析】(1)设B种书架的单价为x元,则A种书架的单价为(x+20)元,根据数量=总价÷单价结合用600元购买A种书架的个数与用480元购买B种书架的个数相同,即可得出关于x的分式方程,解之经检验后即可得出结论;
(2)设准备购买m个A种书架,则购买B种书架(15﹣m)个,根据题意列出不等式并解答.
【解答】解:(1)设B种书架的单价为x元,根据题意,得.
解得x=80.
经检验:x=80是原分式方程的解.
∴x+20=100.
答:购买A种书架需要100元,B种书架需要80元.
(2)设准备购买m个A种书架,根据题意,得100m+80(15﹣m)≤1400.
解得m≤10.
答:最多可购买10个A种书架.
七、解答题(本题满分10分)
25.(10分)如图,在△ABC中,∠A=2∠B.
(1)作∠ACB的角平分线CD,交AB于点D;
(要求:尺规作图,保留作图痕迹,不必写作法和证明)
(2)求证:BC=AC+AD.
【分析】(1)根据要求作出图形即可;
(2)在BC边上取点E,使EC=AC,并连接DE.利用全等三角形的性质解决问题即可.
【解答】解:(1)如图,射线CD即为所求;
(2)证明:在BC边上取点E,使EC=AC,并连接DE.
∵点CD平分∠ACB,.
∴∠ACD=∠ECD.
在△ACD和△ECD中,
,
∴△ACD≌Rt△ECD (SAS),
∴AD=ED,∠CAD=∠CED,
∵∠A=2∠B,
∴∠CED=2∠B,
∵∠CED=∠BDE+∠B,
∴∠BDE=∠B,
∴EB=ED=AD,
∴BC=CE+EB=AC+AD.
八、解答题(本题满分12分)
26.(12分)如图,△ABC是等边三角形,在BC的上方作△DBC,使BC=DC,∠BCD=α,直线BD与直线AC相交于点F,点E在直线BD上,且∠AED=120°,连接CE.
(1)如图1,若60°<α≤180°,
①请直接写出∠EAC与∠DBC的数量关系;
②猜想线段BD,AE,CE之间的数量关系,并证明你的猜想;
(2)若0°<α<60°时,在图2中画出图形,(2)中的结论是否成立,如果成立,请说明理由,如果不成立,请直接写出你的结论.
【分析】(1)①由等边三角形的性质可得∠ABC=∠ACB=∠BAC=60°,由外角的性质可求解;
②由“SAS”可证△ACE≌△BCH,可得AE=BH,由“AAS”可证△BCH≌△DCE,可得DE=BH,即可得结论;
(2)由“SAS”可证△ABH≌△ACE,可得CE=BH,由“AAS”可证△AEC≌△DEC,可得AE=DE,即可得结论.
【解答】解:(1)①∵△ABC是等边三角形,
∴∠ABC=∠ACB=∠BAC=60°,
∵∠AED=120°,
∵∠AEB=60°,
∴∠AEB=∠ACB,
∵∠AFB=∠AEB+∠CAE=∠ACB+∠DBC,
∴∠CAE=∠DBC;
②BD=2AE+EC,理由如下:
如图1,在BE上截取EH=EC,连接CH,
∵∠AEB=∠ACB,
∴点A,点B,点C,点E四点共圆,
∴∠BAC=∠BEC=60°,
∵EH=EC,
∴△ECH是等边三角形,
∴EH=EC=CH,∠CEH=∠CHE=∠ECH=60°,
∴∠BHC=∠CED=120°,∠ECH=∠ACB,
又∵AC=BC,CH=CE,
∴△ACE≌△BCH(SAS),
∴AE=BH,
∵BC=CD,
∴∠B=∠D,
又∵∠BHC=∠DEC,
∴△BCH≌△DCE(AAS),
∴DE=BH,
∴AE=DE=BH,
∴BD=BH+EH+DE=2AE+EC.
(2)结论不成立,结论应该是CE=2AE+BD,理由如下:
如图3,在直线BE上截取EH=AE,连接AH,
∵∠AED=120°,
∴∠AEH=60°,
又∵AE=EH,
∴△AEH是等边三角形,
∴AH=HE=AE,∠EAH=∠H=∠BAC=60°,
∴∠EAC=∠BAH,
又∵AB=AC,AE=AH,
∴△ABH≌△ACE(SAS),
∴EC=BH,
∵∠AED+∠ACB=180°,
∴点A,点E,点B,点C四点共圆,
∴∠BEC=∠BAC=60°,∠DBC+∠EAC=180°,
∴∠AEC=∠BEC=60°,
∵CB=CD,
∴∠CBD=∠CDB,
∵∠CDB+∠CDE=180°,
∴∠CDE=∠CAE,
∴△AEC≌△DEC(AAS),
∴AE=DE,
∴EC=BH=BD+DE+EH=2AE+BD.
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