2022-2023学年北京师大三帆中学朝阳学校八年级(下)期中数学试卷(含解析)
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一.选择题(每小题3分,共24分)
1.下列二次根式中,最简二次根式是( )
A. B. C. D.
2.下列各组数中,能构成直角三角形的是( )
A.4,5,6 B.1,1,2 C.6,8,10 D.5,12,23
3.下列曲线中,表示y是x的函数的是( )
A. B.
C. D.
4.如图,在矩形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,若∠AOB=60°,BD=6,则AB的长为( )
A. B.3 C. D.2
5.下列计算正确的是( )
A. B. C. D.
6.如图,在△ABC中,AB=AC=5,BC=6,则AC边上的高BD的长为( )
A.4 B.4.4 C.4.8 D.5
7.下列四组条件中,能判定四边形ABCD是平行四边形的有( )
①AB=CD,AD=BC;②AB=CD,AB∥CD;③AB=CD,AD∥BC;④AB∥CD,AD∥BC.
A.②③④ B.①②④ C.①②③ D.①③④
8.已知:如图,正方形ABCD中,AB=2,AC,BD相交于点O,E,F分别为边BC,CD上的动点(点E,F不与线段BC,CD的端点重合)且BE=CF,连接OE,OF,EF.在点E,F运动的过程中,有下列四个结论:
①△OEF始终是等腰直角三角形;
②△OEF面积的最小值是;
③至少存在一个△ECF.使得△ECF的周长是;
④四边形OECF的面积始终是1.
所有正确结论的序号是( )
A.①②③④ B.①②③ C.①③④ D.③④
二.填空题(每小题3分,共27分)
9.若在实数范围内有意义,则实数x的取值范围是 .
10.一个边长为a的正方形的面积与长为8,宽为18的矩形面积相等,则a= .
11.一木杆在离地面3米处折断,木杆顶端落在离木杆底端4米处,木杆折断之前高 米.
12.已知一个等边三角形的边长为2,则这个三角形的高为 .
13.如图,在直角△ABC中,∠ACB=90°,∠B=35°,D是AB的中点,则∠ADC的度数为 .
14.写出一个在函数图象上的点的坐标 .
15.根据特殊四边形的定义,在如图的括号内填写相应的内容:
16.正方形ABCD的顶点B,C都在平面直角坐标系的x轴上,若点A的坐标是(1,3),则点C的坐标为 .
17.如图,在▱ABCD中,∠DBC=45°,DE⊥BC于E,BF⊥CD于F,DE、BF交于H,BF,AD的延长线交于G,给出下列结论:①DB=BE;②∠A=∠BHE;③AB=BH;④若BG平分∠DBC,则BE=(+1)EC;其中正确的结论有 .(填序号)
三.解答题(第18,20、24-26题每题6分,第19题4分,第21-23题每题5分,共49
18.计算:
(1);
(2)(2)().
19.如图,在▱ABCD中,已知AD=8cm,AB=6cm,DE平分∠ADC交BC边于点E,求BE的长.
20.用“推点法”画出函数y=2x+1的图象.
解:函数y=2x+1的自变量x的取值范围是 .
x
…
﹣3
﹣2
﹣1
0
1
2
3
…
y
判断A(﹣2.5,﹣4),B(1,3),C(2.5,3)是否在函数y=2x+1的图象上.
21.如图,矩形ABCD中,AB=8,AD=12,E为AD中点,F为CD边上任意一点,G,H分别为EF,BF中点,求GH的长.
22.星期日晚饭后,小红从家里出去散步,如图所示,描述了她散步过程中离家的距离s(m)与散步所用的时间t(min)之间的函数关系,该图象反映的过程是:小红从家出发,到了一个公共阅报栏,看了一会报后,继续向前走了一段,在邮亭买了一本杂志,然后回家了.依据图象回答下列问题:
(1)公共阅报栏离小红家有 米,小红从家走到公共阅报栏用了 分.
(2)小红在公共阅报栏看新闻一共用了 分;
(3)邮亭离公共阅报栏有 米,小红从公共阅报栏到邮亭用了 分;
(4)小红从邮亭走回家用了 分,平均速度是 米/秒.
23.EF是△ABC的一条中位线,点E、F分别在AB、AC上,△ABC的一条中线AD与EF交于O点,画图并证明:AD与EF互相平分.
24.如图,将菱形ABCD的边AD和CD分别延长至点E和点F,且使DE=AD,DF=CD,连接AF,FE,EC,CA,BE.
(1)求证:四边形ACEF是矩形;
(2)若AD=2,∠ADC=60°,求BE的长.
25.如图,在△ABC中,AB=BC,∠ABC=90°,D是线段AC上一点(AD>CD),连接BD,过点A作BD的垂线,交BD于点E,交BC于点F.
(1)依题意补全图形;
(2)若∠CAE=α,求∠CBD的大小(用含α的式子表示);
(3)若点P在线段AF上,AP=BD,连接DP,BP,用等式表示线段AB,BP,DP之间的数量关系,并证明你的结论.
26.阅读下面内容:我们已经学习了《二次根式》和《乘法公式》,聪明的你可以发现:当a>0,b>0时,∵,∴,当且仅当a=b时取等号.请利用上述结论解决以下问题:
(1)当x>0时,的最小值为 ;当x<0时,的最大值为 .
(2)当x>0时,求的最小值.
(3)如图,四边形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,△AOB、△COD的面积分别为4和9,求四边形ABCD面积的最小值.
参考答案
一.选择题(每小题3分,共24分)
1.下列二次根式中,最简二次根式是( )
A. B. C. D.
【分析】根据最简二次根式的意义进行判断即可.
解:A.的被开方数3不含有能开得尽方的数或因式,因此是最简二次根式,所以选项A符合题意;
B.=2,被开方数12中含有能开得尽方的因式4,因此选项B不符合题意;
C.=,被开方数中含有分母,因此选项C不符合题意;
D.=,被开方数的分母含有二次根式,因此选项D不符合题意;
故选:A.
【点评】本题考查最简二次根式,掌握最简二次根式的意义是正确判断的关键.
2.下列各组数中,能构成直角三角形的是( )
A.4,5,6 B.1,1,2 C.6,8,10 D.5,12,23
【分析】根据勾股定理的逆定理:a2+b2=c2,将各个选项逐一代数计算即可得出答案.
解:A、∵42+52≠62,∴不能构成直角三角形,故A错误;
B、∵12+12≠22,∴不能构成直角三角形,故B错误;
C、∵62+82=102,∴能构成直角三角形,故C正确;
D、∵52+122≠232,∴不能构成直角三角形,故D错误.
故选:C.
【点评】此题主要考查学生对勾股定理的逆定理的理解和掌握,熟练掌握这个逆定理是解题的关键.
3.下列曲线中,表示y是x的函数的是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据函数的定义解答即可.
解:A、不能表示y是x的函数,故此选项不合题意;
B、不能表示y是x的函数,故此选项不合题意;
C、不能表示y是x的函数,故此选项不合题意;
D、能表示y是x的函数,故此选项符合题意;
故选:D.
【点评】此题主要考查了函数概念,关键是掌握在一个变化过程中有两个变量x与y,对于x的每一个确定的值,y都有唯一的值与其对应,那么就说y是x的函数,x是自变量.
4.如图,在矩形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,若∠AOB=60°,BD=6,则AB的长为( )
A. B.3 C. D.2
【分析】先由矩形的性质得出OA=OB,再证明△AOB是等边三角形,得出AB=OB=3即可.
解:∵四边形ABCD是矩形,
∴OA=AC,OB=BD=3,AC=BD=6,
∴OA=OB,
∵∠AOB=60°,
∴△AOB是等边三角形,
∴AB=OB=3,
故选:B.
【点评】本题考查了矩形的性质、等边三角形的判定与性质;熟练掌握矩形的性质,证明三角形是等边三角形是解决问题的关键.
5.下列计算正确的是( )
A. B. C. D.
【分析】直接利用二次根式的加减运算法则计算得出答案.
解:A、+无法计算,故此选项错误;
B、2+无法计算,故此选项错误;
C、3﹣=2,故此选项错误;
D、﹣=﹣=,故此选项正确.
故选:D.
【点评】此题主要考查了二次根式的加减,正确掌握相关运算法则是解题关键.
6.如图,在△ABC中,AB=AC=5,BC=6,则AC边上的高BD的长为( )
A.4 B.4.4 C.4.8 D.5
【分析】过A作AE⊥BC于点E,根据勾股定理计算出底边上的高AE的长,然后计算三角形的面积,再以AC为底,利用三角形的面积计算出AC边上的高BD即可.
解:过A作AE⊥BC于点E,
∵AB=AC,
∴△ABC是等腰三角形,
∵AE⊥BC,
∴EB=EC=CB=3,
在Rt△ABE中,AE===4,
∴△ABC的面积为•BC•AE=×6×4=12,
∴•AC•BD=12,
5×BD=12,
解得BD=.
故选:C.
【点评】此题主要考查了勾股定理的应用,以及等腰三角形的性质,关键是掌握等腰三角形底边上的高和中线重合.
7.下列四组条件中,能判定四边形ABCD是平行四边形的有( )
①AB=CD,AD=BC;②AB=CD,AB∥CD;③AB=CD,AD∥BC;④AB∥CD,AD∥BC.
A.②③④ B.①②④ C.①②③ D.①③④
【分析】根据平行四边形的判定定理分别进行分析即可.
解:①、根据两组对边分别相等的四边形是平行四边形可判定四边形ABCD为平行四边形,故①符合题意;
②、根据一组对边平行且相等的四边形是平行四边形可判定四边形ABCD为平行四边形,故②符合题意;
③、不能判定四边形ABCD是平行四边形,故③不符合题意;
④、根据两组对边分别平行的四边形是平行四边形可判定四边形ABCD为平行四边形,故④符合题意;
∴能判定四边形ABCD是平行四边形的有①②④
故选:B.
【点评】此题主要考查了平行四边形的判定,解题的关键是掌握平行四边形的判定定理.
8.已知:如图,正方形ABCD中,AB=2,AC,BD相交于点O,E,F分别为边BC,CD上的动点(点E,F不与线段BC,CD的端点重合)且BE=CF,连接OE,OF,EF.在点E,F运动的过程中,有下列四个结论:
①△OEF始终是等腰直角三角形;
②△OEF面积的最小值是;
③至少存在一个△ECF.使得△ECF的周长是;
④四边形OECF的面积始终是1.
所有正确结论的序号是( )
A.①②③④ B.①②③ C.①③④ D.③④
【分析】①易证得△OBE≌△OCF(SAS),则可证得结论①正确;
②由OE的最小值是O到BC的距离,即可求得OE的最小值1,根据三角形面积公式即可判断选项②正确;
③利用勾股定理求得≤EF<2,即可求得选项③正确;
④证明△OBE≌△OCF,根据正方形被对角线将面积四等分,即可得出选项④正确.
解:①∵四边形ABCD是正方形,AC,BD相交于点O,
∴OB=OC,∠OBC=∠OCD=45°,
在△OBE和△OCF中,
,
∴△OBE≌△OCF(SAS),
∴OE=OF,
∵∠BOE=∠COF,
∴∠EOF=∠BOC=90°,
∴△OEF是等腰直角三角形;
故①正确;
②∵当OE⊥BC时,OE最小,此时OE=OF=BC=1,
∴△OEF面积的最小值是×1×1=,
故②正确;
③∵BE=CF,
∴CE+CF=CE+BE=BC=2,
假设存在一个△ECF,使得△ECF的周长是2+,
则EF=,
由①得△OEF是等腰直角三角形,
∴OE==.
∵OB=,OE的最小值是1,
∴存在一个△ECF,使得△ECF的周长是2+.
故③正确;
④由①知:△OBE≌△OCF,
∴S四边形OECF=S△COE+S△OCF=S△COE+S△OBE=S△OBC=S正方形ABCD=×2×2=1,
故④正确.
故选:A.
【点评】本题考查了正方形的性质,全等三角形的判定与性质、勾股定理以及等腰直角三角形的性质.注意掌握全等三角形的判定与性质是解此题的关键.
二.填空题(每小题3分,共27分)
9.若在实数范围内有意义,则实数x的取值范围是 x≥6 .
【分析】根据二次根式有意义的条件列不等式求解.
解:由题意可得x﹣6≥0,
解得x≥6,
故答案为:x≥6.
【点评】本题考查二次根式有意义的条件,理解二次根式有意义的条件(被开方数为非负数)是解题关键.
10.一个边长为a的正方形的面积与长为8,宽为18的矩形面积相等,则a= 12 .
【分析】根据题意列出等式,然后开平方.
解:根据题意,得a2=8×18,
∵a>0,
∴a=12,
故答案为:12.
【点评】本题考查算术平方根的概念,掌握算术平方根的概念的应用是解题关键.
11.一木杆在离地面3米处折断,木杆顶端落在离木杆底端4米处,木杆折断之前高 8 米.
【分析】由题意得,在直角三角形中,知道了两直角边,运用勾股定理即可求出斜边,从而得出这棵树折断之前的高度.
解:∵一棵垂直于地面的大树在离地面3米处折断,树的顶端落在离树杆底部4米处,
∴折断的部分长为 =5,
∴折断前高度为5+3=8(米).
故答案为:8.
【点评】此题考查了勾股定理的应用,主要考查学生对勾股定理在实际生活中的运用能力.
12.已知一个等边三角形的边长为2,则这个三角形的高为 .
【分析】根据等边三角形三线合一的性质可得D为BC的中点,即BD=CD,在直角三角形ABD中,已知AB、BD,根据勾股定理即可求得AD的长.
解:如图,
等边三角形高线即中线,AB=2,
∴BD=CD=1,
在Rt△ABD中,AB=2,BD=1,
∴由勾股定理得,AD=.
故答案为:.
【点评】本题考查的是等边三角形的性质,熟知等边三角形“三线合一”的性质是解题的关键.
13.如图,在直角△ABC中,∠ACB=90°,∠B=35°,D是AB的中点,则∠ADC的度数为 70° .
【分析】根据直角三角形斜边上的中线求出CD=BD,根据等腰三角形的性质求出∠DCB=∠B,再根据三角形的外角性质求出答案即可.
解:∵∠ACB=90°,D为AB的中点,
∴CD=BD,
∴∠DCB=∠B,
∵∠B=35°,
∴∠DCB=35°,
∴∠ADC=∠B+∠DCB=70°,
故答案为:70°.
【点评】本题考查了直角三角形斜边上的中线性质,等腰三角形的性质,三角形的外角性质等知识点,能灵活运用定理进行推理是解此题的关键.
14.写出一个在函数图象上的点的坐标 (1,0) .
【分析】根据所给函数可得该函数自变量的取值范围为x≠0,在给出一个合适的x值,代入函数解析式中求出y值,即可得出点的坐标.
解:∵,
∴x≠0,即该函数自变量的取值范围为x≠0,
当x=1时,y=1﹣=0,
∴点(1,0)在该函数图象上.
故答案为:(1,0).
【点评】本题主要考查函数的图象定义:对于一个函数,如果把自变量与函数的每一对对应值分别作为点的横、纵坐标,那么坐标平面内由这些点组成的图形就是这个函数的图象.注意:①函数图象上的任意点(x,y)都满足其函数的解析式;②满足解析式的任意一对x、y的值,所对应的点一定在函数图象上;③判断点P(x,y)是否在函数图象上的方法是:将点P(x,y)的x、y的值代入函数的解析式,若能满足函数的解析式,这个点就在函数的图象上;如果不满足函数的解析式,这个点就不在函数的图象上.
15.根据特殊四边形的定义,在如图的括号内填写相应的内容: 平行四边形,一组邻边相等,一个角是直角
【分析】根据平行四边形、特殊平行四边形的定义,可得答案.
解:由四边形的关系,得
,
故答案为:平行四边形,一组邻边相等,一个角是直角.
【点评】本题考查了多边形,利用平行四边形与特殊平行四边形的关系是解题关键.
16.正方形ABCD的顶点B,C都在平面直角坐标系的x轴上,若点A的坐标是(1,3),则点C的坐标为 (4,0)或(﹣2,0) .
【分析】根据点A的坐标求出正方形的边长与OB的长度,再求出OC的长,然后写出点C的坐标即可.
解:∵点A的坐标是(1,3),
∴BC=AB=3,OB=1,
当C点在B点右边时,则OC=OB+BC=4,
此时,C(4,0),
当C点在B点左边时,则OC=BC﹣OB=2,
此时,C(﹣2,0),
∴点C的坐标为(4,0)或(﹣2,0).
故答案为:(4,0)或(﹣2,0).
【点评】本题考查了坐标与图形性质,主要利用了正方形的性质,根据点A的坐标求出正方形的边长是解题的关键.
17.如图,在▱ABCD中,∠DBC=45°,DE⊥BC于E,BF⊥CD于F,DE、BF交于H,BF,AD的延长线交于G,给出下列结论:①DB=BE;②∠A=∠BHE;③AB=BH;④若BG平分∠DBC,则BE=(+1)EC;其中正确的结论有 ①②③④ .(填序号)
【分析】①由题意可知△BDE是等腰直角三角形,故此可得到BD=BE;
②由∠HBE=∠CBF,∠HEB=∠CFB证明即可;
③先证明△BHE≌△DEC,从而得到BH=DC,然后由平行四边形的性质可知AB=BH;
④连接CH,证△CEH是等腰直角三角形,DH=CH,设EH=EC=a,得出DH=CH=EC=a,进而得出BE=DE=(+1)EC.
解:∵DH⊥BC,
∴∠DEB=90°,
∵∠DBC=45°,
∴∠BDE=45°=∠DBE,
∴BE=DE,
由勾股定理得:DB2=DE2+BE2,
即DB=DE,①正确;
∵DE⊥BC,BF⊥CD,
∴∠DEC=∠HFD=90°,
∴∠DHF+∠EDC=90°,∠EDC+∠C=90°,
∴∠DHF=∠C,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD,∠A=∠C,
∵∠DHF=∠BHE,
∴∠A=∠BHE,②正确;
在△BHE和△DCE中,
,
∴△BHE≌△DCE(ASA),
∴BH=DC,EH=EC,
∵AB=CD,
∴AB=BH,③正确;
连接CH,如图:
∵BG平分∠DBC,∠DBC=45°,
∴∠HBE=22.5°,
∴∠CDE=22.5°,
∵EH=EC,∠DEC=90°,
∴△CEH是等腰直角三角形,
∴∠EHC=45°=∠CDE+∠HCD,
∴∠HCD=22.5°=∠CDE,
∴DH=CH,
设EH=EC=a,
∴DH=CH=EC=a,
∴DE=DH+HE=a+a=(+1)a,
∴BE=DE=(+1)a=(+1)EC,④正确;
故答案为:①②③④.
【点评】本题考查了平行四边形的性质、等腰三角形的性质,全等三角形的性质和判定,等腰直角三角形的判定与性质等知识;熟练掌握平行四边形的性质,证明三角形全等是解此题的关键.
三.解答题(第18,20、24-26题每题6分,第19题4分,第21-23题每题5分,共49
18.计算:
(1);
(2)(2)().
【分析】(1)先把每一个二次根式画出最简二次根式,然后再进行计算即可解答;
(2)利用平方差公式进行计算,即可解答.
解:(1)
=3﹣﹣
=2﹣;
(2)(2)()
=(2)2﹣62
=12﹣36
=﹣24.
【点评】本题考查了二次根式的混合运算,准确熟练地进行计算是解题的关键.
19.如图,在▱ABCD中,已知AD=8cm,AB=6cm,DE平分∠ADC交BC边于点E,求BE的长.
【分析】由平行四边形对边平行根据两直线平行,内错角相等可得∠EDA=∠DEC,而DE平分∠ADC,进一步推出∠EDC=∠DEC,在同一三角形中,根据等角对等边得CE=CD,则BE可求解.
解:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,BC=AD=8cm,CD=AB=6cm,
∴∠EDA=∠DEC,
又∵DE平分∠ADC,
∴∠EDC=∠ADE,
∴∠EDC=∠DEC,
∴CE=CD=6cm,
∴BE=BC﹣EC=2cm.
【点评】本题考查平行四边形性质,等腰三角形的判定,平行线的性质,角平分线的定义,求出CE=CD=6cm是解题的关键.
20.用“推点法”画出函数y=2x+1的图象.
解:函数y=2x+1的自变量x的取值范围是 实数 .
x
…
﹣3
﹣2
﹣1
0
1
2
3
…
y
判断A(﹣2.5,﹣4),B(1,3),C(2.5,3)是否在函数y=2x+1的图象上.
【分析】描点、连线画出一次函数的图象;
一次函数的自变量取值为实数;
把自变量x的值代入解析式y=2x+1,求出y的值;
把A(﹣2.5,﹣4),B(1,3),C(2.5,3)代入解析式y=2x+1,通过等式是否成立判断是否是直线上的点.
解:
函数y=2x+1的自变量x的取值范围是实数;
故答案为:实数;
x=﹣3,﹣2,﹣1,0,1,2,3,......
y=﹣5,﹣3,﹣1,1,3,5,7,......
把A(﹣2.5,﹣4),B(1,3),C(2.5,3)代入解析式y=2x+1,
﹣2.5×2+1=﹣4,1×2+1=3,2.5×2+1=6≠3,
∴点A、B在函数y=2x+1的图象上.
【点评】本题考查了一次函数的图象与图象上的点,解题的关键是掌握一次函数的图象与一次函数图象上点的特点.
21.如图,矩形ABCD中,AB=8,AD=12,E为AD中点,F为CD边上任意一点,G,H分别为EF,BF中点,求GH的长.
【分析】连接BE.根据中点的定义求得AE=6.根据矩形的性质和勾股定理可求BE,再根据三角形中位线定理可求GH的长.
解:连接BE.
∵E为AD中点,AD=12,
∴AE=6.
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠A=90°.
在Rt△ABE中,AB=8,依据勾股定理BE2=AB2+AE2,
∴BE=10.
∵G,H分别为EF,BF中点,
∴GH=BE=5.
【点评】本题考查了矩形的性质,勾股定理,三角形中位线定理,正确的添加辅助线是解题的关键.
22.星期日晚饭后,小红从家里出去散步,如图所示,描述了她散步过程中离家的距离s(m)与散步所用的时间t(min)之间的函数关系,该图象反映的过程是:小红从家出发,到了一个公共阅报栏,看了一会报后,继续向前走了一段,在邮亭买了一本杂志,然后回家了.依据图象回答下列问题:
(1)公共阅报栏离小红家有 300 米,小红从家走到公共阅报栏用了 4 分.
(2)小红在公共阅报栏看新闻一共用了 6 分;
(3)邮亭离公共阅报栏有 200 米,小红从公共阅报栏到邮亭用了 3 分;
(4)小红从邮亭走回家用了 5 分,平均速度是 100 米/秒.
【分析】(1)根据图象可知小红经历了4个过程:第0~4min,小红从家走了300m到达公共阅报栏;
(2)第4~10min,小红在公共阅报栏看报;
(3)第10~13min,小红走了200m到达邮亭,第13~18min,小红走回了家,从而可以推出公共阅报栏离小红家有300m、小红从家走到公共阅报栏用了4min、小红在公共阅报栏看报一共用了6min、邮亭离公共阅报栏有200m,小红从公共阅报栏到邮亭用了3min
(4)第13~18min,小红走回了家,从而可以推出邮亭离离小红家距离、平均速度.
解:(1)结合图象的纵轴可知,公共阅报栏离小红家有300m;小红从家走到公共阅报栏用了4min;
故答案为:300;4;
(2)小红在公共阅报栏看报一共用了:10﹣4=6(min);
故答案为:6;
(3)邮亭离公共阅报栏距离:500﹣300=200(m),小红从公共阅报栏到邮亭用时:13﹣10=3(min);
故答案为:200,3.
(4)第13~18min,小红走回了家,从而可以推出邮亭离离小红家距离500m、平均速度=100m|s.
故答案为:5;100.
【点评】本题考查函数的图象,应充分理解图象中的每个量及每条线段的意义,从图象中寻找关键点,结合实际进行求解.
23.EF是△ABC的一条中位线,点E、F分别在AB、AC上,△ABC的一条中线AD与EF交于O点,画图并证明:AD与EF互相平分.
【分析】连接DE,DF,根据EF是△ABC的一条中位线,得到AE=BE,AF=CF,根据AD是△ABC的一条中线,得到BD=CD,根据三角形中位线定理得到DE∥AC,DF∥AB,根据平行四边形的判定和性质定理即可得到结论.
解:如图所示,连接DE,DF,
∵EF是△ABC的一条中位线,
∴AE=BE,AF=CF,
∵AD是△ABC的一条中线,
∴BD=CD,
∴DE∥AC,DF∥AB,
∴四边形AEDF是平行四边形,
∴AD与EF互相平分.
【点评】本题考查了平行四边形的判定和性质定理,三角形的中位线定理,熟练掌握平行四边形的判定定理是解题的关键.
24.如图,将菱形ABCD的边AD和CD分别延长至点E和点F,且使DE=AD,DF=CD,连接AF,FE,EC,CA,BE.
(1)求证:四边形ACEF是矩形;
(2)若AD=2,∠ADC=60°,求BE的长.
【分析】(1)先证四边形ACEF是平行四边形,再由菱形的性质得AD=CD,然后证AE=CF,即可得出结论;
(2)过B作BG⊥EC交EC的延长线于点G,由矩形的性质得∠ACE=90°,则∠ACG=90°,再证△ADC和△ABC是等边三角形,得AC=AD=2,∠ACB=60°,然后由勾股定理得CE=2,CG=,则EG=CE+CG=3,即可解决问题.
【解答】(1)证明:∵DE=AD,DF=CD,
∴四边形ACEF是平行四边形,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AD=CD,
∴AD+DE=CD+DF,
即AE=CF,
∴平行四边形ACEF是矩形;
(2)解:如图,过B作BG⊥EC交EC的延长线于点G,
则∠BGC=90°,
由(1)可知,AE=2AD=4,四边形ACEF是矩形,
∴∠ACE=90°,
∴∠ACG=90°,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC=CD=AD=2,∠ABC=∠ADC=60°,
∴△ADC和△ABC是等边三角形,
∴AC=AD=2,∠ACB=60°,
∴CE===2,
∵∠BCG=∠ACG﹣∠ACB=90°﹣60°=30°,
∴BG=BC=1,
∴CG===,
∴EG=CE+CG=2+=3,
∴BE===2,
即BE的长为2.
【点评】本题考查了矩形的判定与性质、菱形的性质、平行四边形的判定与性质、等边三角形的判定与性质,含30°角的直角三角形的性质以及勾股定理等知识,熟练掌握矩形的判定与性质是解题的关键.
25.如图,在△ABC中,AB=BC,∠ABC=90°,D是线段AC上一点(AD>CD),连接BD,过点A作BD的垂线,交BD于点E,交BC于点F.
(1)依题意补全图形;
(2)若∠CAE=α,求∠CBD的大小(用含α的式子表示);
(3)若点P在线段AF上,AP=BD,连接DP,BP,用等式表示线段AB,BP,DP之间的数量关系,并证明你的结论.
【分析】(1)根据题意画出图形解答即可;
(2)根据等腰直角三角形的性质进行解答即可;
(3)根据全等三角形的判定和性质以及勾股定理解答即可.
解:(1)补全图形,如图所示:
(2)∵AB=BC,∠ABC=90°,
∴∠BAC=∠BCA=45°,
∵∠CAE=α,
∴∠BAF=45°﹣α,
∵AF⊥BD交BD于点E,
∴∠BEF=90°,
∴∠AFB+∠CBD=90°,
∵∠ABC=90°,
∴∠AFB+∠BAF=90°,
∵∠CBD=∠BAF,
∴∠CBD=45°﹣α;
(3)AB=DP+BP,理由如下:
如图,延长BP交AC于点G,
∵AF⊥BD,
∴∠AEB=90°,
∴∠BAF+∠ABD=90°,
∵∠ABC=∠ABD+∠CBD=90°,
∴∠BAF=∠CBD,
在△ABP和△BCD中,
,
∴△ABP≌△BCD(SAS),
∴∠ABP=∠BCD=45°,BP=CD,
∴∠ABG+∠BAG=45°+45°=90°,
∴∠AGB=180°﹣90°=90°,
∴BG⊥AC,
∴BG=AB,
∵∠ABC=90°,AB=BC,BG⊥AC,
∴CG=AG=BG=AB,
∴PG=BG﹣BP=AB﹣BP,DG=CG﹣CD=AB﹣BP,
∴PG=DG,
∴∠GPD=∠GDP=45°,
∴DP=PG=(AB﹣BP)=AB﹣BP,
∴AB=DP+BP.
【点评】此题是三角形综合题,主要根据等腰直角三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,构造出全等三角形解答.
26.阅读下面内容:我们已经学习了《二次根式》和《乘法公式》,聪明的你可以发现:当a>0,b>0时,∵,∴,当且仅当a=b时取等号.请利用上述结论解决以下问题:
(1)当x>0时,的最小值为 2 ;当x<0时,的最大值为 ﹣2 .
(2)当x>0时,求的最小值.
(3)如图,四边形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,△AOB、△COD的面积分别为4和9,求四边形ABCD面积的最小值.
【分析】(1)当x>0时,按照公式(当且仅当a=b时取等号)来计算即可;x<0时,由于﹣x>0,﹣>0,则也可以按照公式(当且仅当a=b时取等号)来计算;
(2)将的分子分别除以分母,展开,将含x的项用题中所给公式求得最小值,再加上常数即可;
(3)设S△BOC=x,已知S△AOB=4,S△COD=9,则由等高三角形可知:S△BOC:S△COD=S△AOB:S△AOD,用含x的式子表示出S△AOD,四边形ABCD的面积用含x的代数式表示出来,再按照题中所给公式求得最小值,加上常数即可.
解:(1)当x>0时,≥2=2;
当x<0时,=﹣(﹣x﹣)
∵﹣x﹣≥2=2
∴﹣(﹣x﹣)≤﹣2
∴当x>0时,的最小值为2;当x<0时,的最大值为﹣2.
故答案为:2;﹣2;
(2)由,
∵x>0,
∴,
当时,最小值为11.
(3)设S△BOC=x,已知S△AOB=4,S△COD=9
则由等高三角形可知:S△BOC:S△COD=S△AOB:S△AOD
∴x:9=4:S△AOD
∴:S△AOD=
∴四边形ABCD面积=4+9+x+≥13+2=25
当且仅当x=6时取等号,即四边形ABCD面积的最小值为25.
【点评】本题考查了配方法在最值问题中的应用,同时本题还考查了分式化简和等高三角形的性质,本题难度中等略大,属于中档题.
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