广东省广州市越秀区2023-2024学年八年级上学期期末数学试卷+
展开1.(3分)围棋起源于中国,古代称之为“弈”,至今已有四千多年的历史.下列由黑白棋子摆成的图案是轴对称图形的是( )
A.B.
C.D.
2.(3分)要使分式有意义,则x的取值应满足的条件是( )
A.x>﹣2B.x≠﹣2C.x<﹣2D.x≠2
3.(3分)已知点A(a,1)与点B(﹣2,b)关于x轴对称,则ab+1的值为( )
A.﹣2B.0C.1D.2
4.(3分)下列运算正确的是( )
A.a6÷a2=a3B.(x+y)2=x2+y2
C.3x(x﹣y)=3x2﹣yD.(a3)2=a6
5.(3分)若一个多边形的每个内角都为144°,则这个多边形是( )
A.七边形B.八边形C.九边形D.十边形
6.(3分)如果把分式中的x,y都变为原来的2倍,那么分式的值( )
A.变为原来的2倍B.不变
C.变为原来的D.变为原来的
7.(3分)一个正方形按如图所示的方式分割成若干个正方形和长方形,据此,下列四个等式中正确的是( )
A.(a+b+c)2=a2+b2+c2
B.(a+b+c)2=2a2+2b2+2c2
C.(a+b+c)2=a2+b2+c2+ab+bc+ac
D.(a+b+c)2=a2+b2+c2+2ab+2bc+2ac
8.(3分)如图,已知点D在△ABC的边BC上,以AD为边作△ADE,若BC=DE,∠1=∠2,则添加条件( ),使得△ABC≌△ADE.
A.AB=ADB.AC=AEC.∠2=∠3D.AC⊥DE
9.(3分)如图,∠AOB=120°,以O为圆心,任意长为半径作弧交OA于点M,OB于点N,再分别以M,N为圆心,以大于的长为半径作弧,两弧相交于点P,连接OP,过P作PF⊥OA于点F,PE∥OA交OB于点E.若PF=a,OF=b,那么△EOP的面积为( )
A.B.abC.a+bD.2ab
10.(3分)如图,△ABC中,AB=AC,点E,F分别为边AB,BC上的点,将△BEF沿EF折叠得△PEF,连结AP,CP,过点P作PD⊥AC于点D,点D恰好是AC的中点.若∠BAC=50°,AP平分∠BAC,则∠PFC=( )
A.100°B.90°C.80°D.60°
二、填空题(本大题共6小题,每小题3分,满分18分.)
11.(3分)分式方程=的解是 .
12.(3分)前不久“未发先售”的华为手机Mate60Pr在全球引发拆解热潮,9月4日,著名半导体行业观察机构Techlnsights发布的拆解报告显示,华为Mate60Pr搭载的华为麒麟9000S芯片应该达到或者接近7纳米工艺制程.7纳米也就是0.000000007米,用科学记数法表示0.000000007为 .
13.(3分)如图,在△ABC中,AB=AD,∠BAD=30°,则∠ADC的度数为 .
14.(3分)已知a+b=7,ab=2,则a2+b2= .
15.(3分)已知△ABC的三边分别为3,a﹣2,7,且a为偶数,则代数式4a2b﹣3•(﹣a﹣1b3)的值为 .
16.(3分)如图,AD和CD分别为△ABC的两个外角的平分线,过点D作EF∥AC分别交BA和BC的延长线于点E和F.给出以下结论:①ED=DF;②AE+CF=EF;③BD平分∠ABC;④∠ADB+∠CDF=90°.其中正确的是 .
三、解答题(本大题共9小题,满分72分.解答应写出文字说明、证明过程、或演算步骤.)
17.(4分)分解因式:a3﹣4a2+4a.
18.(4分)如图,点D是AB上的一点,DF交AC于点E,点E是DF的中点,FC∥AB.
求证:△ADE≌△CFE.
19.(6分)已知:,①化简A;②若x2﹣2x﹣4=0.求A的值.
20.(6分)如图,在平面直角坐标系中,图中的小方格都是边长为1的正方形,△ABC各顶点坐标分别为A(1,4),B(2,1),C(3,3).
(1)画出△ABC关于y轴的对称图形△A′B′C′;
(2)在y轴上求作一点P,使得点P到点A,B的距离之和最小.
21.(8分)如图,△ABC,△ADE都是等边三角形.
(1)求证:△ABD≌△ACE;
(2)求证:BD+CD=AD.
22.(10分)一辆汽车开往距离出发地120km的目的地,出发后第一小时内按照原计划的速度匀速行驶,一小时后以原来速度的1.5倍匀速行驶.设原计划的行驶速度为x km/h.
(1)原计划到达目的地所用的时间为 h,实际用时为 h;
(2)若实际比原计划提前20min到达,求这辆汽车原计划到达目的地所用的时间.
23.(10分)如图,AB=AC,D为BA延长线上一点.
(1)尺规作图:过D作DE⊥BC,垂足为E,DE与AC相交于点F.(保留作图痕迹,不要求写作法)
(2)求证:AD=AF;
(3)若F为AC的中点,求证:DF=2EF.
24.(12分)如图,在△ABC中,AB=AC=4,∠BAC=90°,∠ABD=30°,M为BD上的动点,连结AM,MC.
(1)当AM⊥BD时,求AM;
(2)当AB=BM时,求证:AM=CM;
(3)求BM+2CM的最小值.
25.(12分)如图1,△ABC是等边三角形,D为AC边上一点,连结BD,点C关于BD的对称点为点E,连结BE.
(1)若AB是∠DBE的平分线,求∠ABD的度数;
(2)如图2,连结EA并延长交BD的延长线于点F,
①求∠F的度数;
②探究EA,AF和BF三者之间满足的等量关系,并说明理由.
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共有10小题,每小题3分,共30分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)
1.(3分)围棋起源于中国,古代称之为“弈”,至今已有四千多年的历史.下列由黑白棋子摆成的图案是轴对称图形的是( )
A.B.
C.D.
【分析】根据轴对称图形的定义解答即可.
【解答】解:由图可知,选项A是轴对称图形,B、C、D不是轴对称图形.
故选:A.
【点评】本题考查的是轴对称图形,熟知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,这时,我们也可以说这个图形关于这条直线(成轴)对称是解题的关键.
2.(3分)要使分式有意义,则x的取值应满足的条件是( )
A.x>﹣2B.x≠﹣2C.x<﹣2D.x≠2
【分析】根据分式有意义的条件是分母不等于零列出不等式,解不等式得到答案.
【解答】解:由题意得:x+2≠0,
解得:x≠﹣2,
故选:B.
【点评】本题考查的是分式有意义的条件,熟记分式有意义的条件是分母不等于零是解题的关键.
3.(3分)已知点A(a,1)与点B(﹣2,b)关于x轴对称,则ab+1的值为( )
A.﹣2B.0C.1D.2
【分析】根据“关于x轴对称的点,横坐标相同,纵坐标互为相反数”求出a、b的值,然后代入代数式进行计算即可得解.
【解答】解:由题意得:a=﹣2,b=﹣1,
故ab+1=(﹣2)0=1.
故选:C.
【点评】本题考查了关于x轴、y轴对称的点的坐标,解决本题的关键是掌握好对称点的坐标规律:(1)关于x轴对称的点,横坐标相同,纵坐标互为相反数;(2)关于y轴对称的点,纵坐标相同,横坐标互为相反数.
4.(3分)下列运算正确的是( )
A.a6÷a2=a3B.(x+y)2=x2+y2
C.3x(x﹣y)=3x2﹣yD.(a3)2=a6
【分析】根据幂的乘除法则,单项式乘单项式法则,多项式乘多项式法则一一计算判断即可.
【解答】解:A、a6÷a2=a4,本选项错误,不符合题意;
B、(x+y)2=x2+2xy+y2,本选项错误,不符合题意;
C、3x(x﹣y)=3x2﹣2xy,本选项错误,不符合题意;
D、(a3)2=a6,本选项正确,符合题意.
故选:D.
【点评】本题考查整式是混合运算,解题的关键是掌握去括号法则,合并同类项法则.
5.(3分)若一个多边形的每个内角都为144°,则这个多边形是( )
A.七边形B.八边形C.九边形D.十边形
【分析】先求出每一个外角的度数,再根据边数=360°÷一个外角的度数计算即可.
【解答】解:180°﹣144°=36°,
360°÷36°=10,
故这个多边形的边数是10.
故选:D.
【点评】本题主要考查了多边形的内角与外角的关系,求出每一个外角的度数是关键.
6.(3分)如果把分式中的x,y都变为原来的2倍,那么分式的值( )
A.变为原来的2倍B.不变
C.变为原来的D.变为原来的
【分析】根据分式的性质计算即可.
【解答】解:
=
=×,
即分式的值变为原来的,
故选:C.
【点评】本题考查分式的性质,此为基础且重要知识点,必须熟练掌握.
7.(3分)一个正方形按如图所示的方式分割成若干个正方形和长方形,据此,下列四个等式中正确的是( )
A.(a+b+c)2=a2+b2+c2
B.(a+b+c)2=2a2+2b2+2c2
C.(a+b+c)2=a2+b2+c2+ab+bc+ac
D.(a+b+c)2=a2+b2+c2+2ab+2bc+2ac
【分析】从“整体”和“部分”分别用代数式表示图中的面积即可.
【解答】解:图中是边长为a+b+c,因此面积为(a+b+c)2,
图2中9个部分的面积和为a2+b2+c2+2ab+2bc+2ac,
所以(a+b+c)2=a2+b2+c2+2ab+2bc+2ac,
故选:D.
【点评】本题考查完全平方公式的几何背景,掌握完全平方公式的结构特征是正确解答的关键.
8.(3分)如图,已知点D在△ABC的边BC上,以AD为边作△ADE,若BC=DE,∠1=∠2,则添加条件( ),使得△ABC≌△ADE.
A.AB=ADB.AC=AEC.∠2=∠3D.AC⊥DE
【分析】由全等三角形的判定,即可判断.
【解答】解:∵∠1=∠2,
∴∠BAC=∠DAE,
A、AB=AD,∠BAC和∠DAE分别是BC和DE的对边,不能判定△ABC≌△ADE,故A不符合题意;
B、AC=AE,∠BAC和∠DAE分别是BC和DE的对边,不能判定△ABC≌△ADE,故B不符合题意;
C、由∠2=∠3,∠AFE=∠CFD,得到∠E=∠C,由AAS判定△ABC≌△ADE,故C符合题意;
D、由AC⊥DE,不能推出△ABC和△ADE的角的关系,不能判定△ABC≌△ADE,故D不符合题意.
故选:C.
【点评】本题考查全等三角形的判定,关键是掌握全等三角形的方法:SAS,ASA,AAS,SSS,HL.
9.(3分)如图,∠AOB=120°,以O为圆心,任意长为半径作弧交OA于点M,OB于点N,再分别以M,N为圆心,以大于的长为半径作弧,两弧相交于点P,连接OP,过P作PF⊥OA于点F,PE∥OA交OB于点E.若PF=a,OF=b,那么△EOP的面积为( )
A.B.abC.a+bD.2ab
【分析】如图,过点O作OH⊥PE于点H.证明PE=PO=2OF=2b,OH=PF=a,可得结论.
【解答】解:如图,过点O作OH⊥PE于点H.
由作图可知OP平分∠AOB,
∵∠AOB=120°,
∴∠POF=∠AOB=60°,
∵PF⊥OA,
∴∠PFO=90°,
∴∠OPF=30°,
∴OP=2OF=2b,
∵OH⊥PE,PE∥OA,
∴OH⊥OA,
∴∠OHP=∠HOF=∠OFP=90°,
∴四边形OFPH是矩形,
∴OH=PF=a,
∵PE∥OA,
∴∠EPO=∠POA=∠PEO,
∴PE=PO=2b,
∴S△POE=•PE•OH=×2b×a=ab.
故选:B.
【点评】本题考查作图﹣基本作图,角平分线的性质,含30°的直角三角形的性质,矩形的判定和性质,三角形的面积等知识,解题的关键是读懂图象信息,灵活运用所学知识解决问题.
10.(3分)如图,△ABC中,AB=AC,点E,F分别为边AB,BC上的点,将△BEF沿EF折叠得△PEF,连结AP,CP,过点P作PD⊥AC于点D,点D恰好是AC的中点.若∠BAC=50°,AP平分∠BAC,则∠PFC=( )
A.100°B.90°C.80°D.60°
【分析】延长AP交BC于点G,连接BP,由AB=AC,∠BAC=50°,求得∠ACB=∠ABC=65°,则∠PAC=∠PAB=∠BAC=25°,由AG垂直平分BC,得PB=PC,由PD垂直平分AC,得PA=PC,则∠PCA=∠PAC=25°,所以∠PBF=∠PCB=40°,由折叠得PF=BF,则∠BPF=∠PBF=40°,所以∠PFC=∠PBF+∠BPF=80°,于是得到问题的答案.
【解答】解:延长AP交BC于点G,连接BP,
∵AB=AC,∠BAC=50°,
∴∠ACB=∠ABC=×(180°﹣50°)=65°,
∵AP平分∠BAC,
∴∠PAC=∠PAB=∠BAC=×50°=25°,BG=CG,
∴AG垂直平分BC,
∴PB=PC,
∴PD⊥AC于点D,点D是AC的中点,
∴PD垂直平分AC,
∴PA=PC,
∴∠PCA=∠PAC=25°,
∴∠PBF=∠PCB=∠ACB﹣∠PCA=65°﹣25°=40°,
由折叠得PF=BF,
∴∠BPF=∠PBF=40°,
∴∠PFC=∠PBF+∠BPF=40°+40°=80°,
故选:C.
【点评】此题重点考查等腰三角形的判定与性质、轴对称的性质、三角形内角和定理等知识,正确地作出所需要的辅助线是解题的关键.
二、填空题(本大题共6小题,每小题3分,满分18分.)
11.(3分)分式方程=的解是 x=5 .
【分析】分式方程去分母转化为整式方程,求出整式方程的解得到x的值,经检验即可得到分式方程的解.
【解答】解:去分母得:2x﹣2=x+3,
解得:x=5,
经检验x=5是分式方程的解.
故答案为:x=5
【点评】此题考查了解分式方程,利用转化的思想,解分式方程注意要检验.
12.(3分)前不久“未发先售”的华为手机Mate60Pr在全球引发拆解热潮,9月4日,著名半导体行业观察机构Techlnsights发布的拆解报告显示,华为Mate60Pr搭载的华为麒麟9000S芯片应该达到或者接近7纳米工艺制程.7纳米也就是0.000000007米,用科学记数法表示0.000000007为 7×10﹣9 .
【分析】将一个数表示成a×10n的形式,其中1≤|a|<10,n为整数,这种记数方法叫做科学记数法,据此即可求得答案.
【解答】解:0.000000007=7×10﹣9,
故答案为:7×10﹣9.
【点评】本题考查科学记数法表示较小的数,熟练掌握其定义是解题的关键.
13.(3分)如图,在△ABC中,AB=AD,∠BAD=30°,则∠ADC的度数为 105° .
【分析】根据等腰三角形的性质求出∠ADB的度数即可解答.
【解答】解:∵AB=AD,
∴∠ABD=∠ADB,
∵∠BAD=30°,
∴∠ABD=∠ADB=75°,
∴∠ADC=180°﹣∠ADB=105°.
故答案为:105°.
【点评】本题考查了等腰三角形的性质,掌握等腰三角形的两个底角相等是解题的关键.
14.(3分)已知a+b=7,ab=2,则a2+b2= 45 .
【分析】把已知条件a+b=7利用完全平方公式两边平方,然后再把ab=2代入即可求解.
【解答】解:∵a+b=7,ab=2,
∴a2+2ab+b2=49,
即a2+2×2+b2=49,
解得a2+b2=49﹣4=45.
故答案为:45.
【点评】本题主要考查了完全平方公式,熟练掌握公式是解题的关键.完全平方公式:(a±b)2=a2±2ab+b2.
15.(3分)已知△ABC的三边分别为3,a﹣2,7,且a为偶数,则代数式4a2b﹣3•(﹣a﹣1b3)的值为 ﹣32或﹣40 .
【分析】根据“三角形两边之和大于第三边,三角形的两边差小于第三边”和“a为偶数”求得a的值;然后代入求值即可.
【解答】解:根据题意,得7﹣3<a﹣2<7+3,
解得6<a<12.
又因为a是偶数,
所以a的值为8或10.
当a=8时,4a2b﹣3•(﹣a﹣1b3)=﹣4a=﹣4×8=﹣32.
当a=10时,4a2b﹣3•(﹣a﹣1b3)=﹣4a=﹣4×10=﹣40.
综上所述,代数式4a2b﹣3•(﹣a﹣1b3)的值为﹣32或﹣40.
故答案为:﹣32或﹣40.
【点评】此题考查三角形三边关系,关键是根据三角形两边之和大于第三边,三角形的两边差小于第三边解答.
16.(3分)如图,AD和CD分别为△ABC的两个外角的平分线,过点D作EF∥AC分别交BA和BC的延长线于点E和F.给出以下结论:①ED=DF;②AE+CF=EF;③BD平分∠ABC;④∠ADB+∠CDF=90°.其中正确的是 ②③④ .
【分析】由角平分线的定义及等腰三角形的判定与性质可得出答案.
【解答】解:∵AD和CD分别为△ABC的两个外角的平分线,
∴∠EAD=∠CAD,∠ACD=∠FCD,
∵EF∥AC,
∴∠EDA=∠CAD,∠FDC=∠ACD,
∴∠EAD=∠EDA,∠FDC=∠FCD,
∴AE=DE,DF=CF,
∴AE+CF=ED+DF=EF,
故②正确;
∵AB≠AC,EF∥AC,
∴AE≠CF,
∴ED≠DF,故①错误;
∵AD和CD分别为△ABC的两个外角的平分线,
∴BD平分∠ABC,
故③正确;
∴∠ABD=∠CBD,
∴∠ADB=∠EAD﹣∠ABD∵∠ACD+∠FCD=∠ABC+∠BAC,
∴2∠FCD=2∠ABD+180°﹣2∠EAD,
∴∠CDF=∠ABD+90°﹣∠EAD,
∴∠ADB+∠CDF=∠EAD﹣∠ABD+∠ABD+90°﹣∠EAD=90°,
故④正确,
故答案为:②③④.
【点评】本题考查了等腰三角形的判定与性质,平行线的性质,角平分线的定义,熟练掌握等腰三角形的判定与性质是解题的关键.
三、解答题(本大题共9小题,满分72分.解答应写出文字说明、证明过程、或演算步骤.)
17.(4分)分解因式:a3﹣4a2+4a.
【分析】原式提取公因式,再利用完全平方公式分解即可.
【解答】解:原式=a(a2﹣4a+4)=a(a﹣2)2.
【点评】此题考查了提公因式法与公式法的综合运用,熟练掌握因式分解的方法是解本题的关键.
18.(4分)如图,点D是AB上的一点,DF交AC于点E,点E是DF的中点,FC∥AB.
求证:△ADE≌△CFE.
【分析】利用AAS证明:△ADE≌CFE.
【解答】证明:∵FC∥AB,
∴∠A=∠FCE,∠ADE=∠F,
在△ADE与△CFE中,
,
∴△ADE≌△CFE(AAS).
【点评】本题考查了三角形全等的判定,熟练掌握三角形全等的判定方法是关键,三角形全等的判定方法有:AAS,SSS,SAS,ASA.
19.(6分)已知:,①化简A;②若x2﹣2x﹣4=0.求A的值.
【分析】①先根据分式的减法法则进行计算,再根据分式的除法法则把除法变成乘法,再算乘法即可;
②求出x2﹣2x=4,再代入求出答案即可.
【解答】解:①
=÷
=÷
=•
=
=;
②∵x2﹣2x﹣4=0,
∴x2﹣2x=4,
∴原式==1.
【点评】本题考查了分式的化简求值,能正确根据分式的运算法则进行化简是解此题的关键.
20.(6分)如图,在平面直角坐标系中,图中的小方格都是边长为1的正方形,△ABC各顶点坐标分别为A(1,4),B(2,1),C(3,3).
(1)画出△ABC关于y轴的对称图形△A′B′C′;
(2)在y轴上求作一点P,使得点P到点A,B的距离之和最小.
【分析】(1)根据轴对称的性质作图即可.
(2)连接A'B,交y轴于点P,则点P即为所求.
【解答】解:(1)如图,△A′B′C′即为所求.
(2)如图,连接A'B,交y轴于点P,连接AP,
此时AP+BP=A'P+BP=A'B,为最小值,
即点P到点A,B的距离之和最小,
则点P即为所求.
【点评】本题考查作图﹣轴对称变换、轴对称﹣最短路线问题,熟练掌握轴对称的性质是解答本题的关键.
21.(8分)如图,△ABC,△ADE都是等边三角形.
(1)求证:△ABD≌△ACE;
(2)求证:BD+CD=AD.
【分析】(1)由等边三角形的性质得AB=AC,AD=AE,∠BAC=∠DAE=60°,则∠BAD=∠CAE=60°﹣∠CAD,即可根据“SAS”证明△ABD≌△ACE;
(2)由全等三角形的性质得BD=CE,所以BD+CD=CE+CD=DE=AD.
【解答】证明:(1)∵△ABC,△ADE都是等边三角形,
∴AB=AC,AD=AE,∠BAC=∠DAE=60°,
∴∠BAD=∠CAE=60°﹣∠CAD,
在△ABD和△ACE中,
,
∴△ABD≌△ACE(SAS).
(2)∵△ABD≌△ACE,
∴BD=CE,
∴BD+CD=CE+CD=DE,
∵AD=DE,
∴BD+CD=AD.
【点评】此题重点考查等边三角形的性质、全等三角形的判定与性质等知识,推导出∠BAD=∠CAE,进而证明△ABD≌△ACE是解题的关键.
22.(10分)一辆汽车开往距离出发地120km的目的地,出发后第一小时内按照原计划的速度匀速行驶,一小时后以原来速度的1.5倍匀速行驶.设原计划的行驶速度为x km/h.
(1)原计划到达目的地所用的时间为 h,实际用时为 (1+) h;
(2)若实际比原计划提前20min到达,求这辆汽车原计划到达目的地所用的时间.
【分析】(1)由路程÷速度=时间,即可得出结论;
(2)根据实际比原计划提前20min到达,列出分式方程,解方程,即可解决问题.
【解答】解:(1)由题意得:原计划行驶的时间为h,实际用时为(1+)h,
故答案为:,(1+);
(2)由题意得:1++=,
解得:x=60,
经检验,x=60是原方程的解,且符合题意,
∴==2,
答:这辆汽车原计划到达目的地所用的时间为2h.
【点评】本题考查了分式方程的应用,找准等量关系,正确列出分式方程是解题的关键.
23.(10分)如图,AB=AC,D为BA延长线上一点.
(1)尺规作图:过D作DE⊥BC,垂足为E,DE与AC相交于点F.(保留作图痕迹,不要求写作法)
(2)求证:AD=AF;
(3)若F为AC的中点,求证:DF=2EF.
【分析】(1)根据要求作出图形;
(2)证明∠ADE=∠AFD,可得结论;
(3)证明HD=HF,FH=EF即可.
【解答】(1)解:图形如图所示:
(2)证明:∵DE⊥CB
∴∠BED=∠CED=90°,
∴∠B+∠BDE=90°,∠C+∠CFE=90°,
∵AB=AC,
∴∠B=∠C,
∴∠BDE=∠CFE,
∵∠AFD=∠CFE,
∴∠ADE=∠AFD,
∴AD=AF.
(3)证明:过点A作AH⊥DF于点H,
∵AD=AF,
∴HF=HD,
∵∠AHF=∠CEF=90°,∠AFH=∠CFE,AF=FC,
∴△AHF≌△CEF(AAS),
∴EF=FH,
∴DE=2EF.
【点评】本题考查作图﹣基本作图,等腰三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质等知识,解题的关键是正确作出图形,寻找全等三角形解决问题.
24.(12分)如图,在△ABC中,AB=AC=4,∠BAC=90°,∠ABD=30°,M为BD上的动点,连结AM,MC.
(1)当AM⊥BD时,求AM;
(2)当AB=BM时,求证:AM=CM;
(3)求BM+2CM的最小值.
【分析】(1)由直角三角形的性质可求出答案;
(2)过点A作AE⊥BM于点E,MF⊥AC于点F,证出∠EAM=∠DAM,证明△AEM≌△AFM(AAS),由全等三角形的性质得出AE=AF,证出AF=CF,则可得出结论;
(3)过点M作MG⊥AB于G,由直角三角形的性质得出MG=BM,BM+2CM=2(MG+CM),则可求出答案.
【解答】(1)证明:∵AM⊥BD,
∴∠AMB=90°,
∵∠ABM=30°,
∴AM=AB=2;
(2)证明:过点A作AE⊥BM于点E,MF⊥AC于点F,
∵AB=BM,∠ABD=30°,
∴∠BAM=∠BMA=75°,AE=AB,
∴∠EAM=15°,
∵∠BAD=90°,
∴∠DAM=90°﹣75°=15°,
∴∠EAM=∠DAM,
又∵∠AEM=∠AFM,AM=AM,
∴△AEM≌△AFM(AAS),
∴AE=AF,
∵AB=AC,
∴AF=AC,
∴AF=CF,
又∵MF⊥AC,
∴AM=CM;
(3)解:过点M作MG⊥AB于G,
∵MG⊥AB,∠ABD=30°,
∴MG=BM,
∴BM+2CM=2(BM+CM)=2(MG+CM),
∴当M,A,C三点共线时,即CM+MG=AC,BM+2CM有最小值.
∴BM+2CM=2AC=2×4=8.
【点评】本题是三角形的综合题,考查了全等三角形的判定和性质,直角三角形的性质,等腰三角形的性质,添加恰当辅助线构造全等三角形是本题的关键.
25.(12分)如图1,△ABC是等边三角形,D为AC边上一点,连结BD,点C关于BD的对称点为点E,连结BE.
(1)若AB是∠DBE的平分线,求∠ABD的度数;
(2)如图2,连结EA并延长交BD的延长线于点F,
①求∠F的度数;
②探究EA,AF和BF三者之间满足的等量关系,并说明理由.
【分析】(1)设∠EBA=∠ABD=α,根据点C与点E关于BD对称得出∠CBD=∠EBD=2∠EBA=2α,由∠ABD+∠CBD=60°得3α=60°,从而α=20°,进而得出结果;
(2)设∠ABD=α,∠EBD=∠CBD=60°﹣α,∠EBA=60°﹣2α,根据对称得出EB=CB,从而EB=AB,从而∠BAE=∠E==60°+α,从而得出∠FAD=180°﹣∠BAC﹣∠BAE=60°﹣α,从而∠FAD=∠DBC,进一步得出结果;
(3)连接CF,在BF上截取FG=AF,连接AG,可推出∠AGB=∠AFC=120°,进而得出△ABG≌△ACF,BG=CF=AE+AF,进一步得出结果.
【解答】解:(1)设∠EBA=∠ABD=α,
∵点C与点E关于BD对称,
∴∠CBD=∠EBD=2∠EBA=2α,
∵△ABC是等边三角形,
∴∠ABC=60°,
∴∠ABD+∠CBD=60°,
∴3α=60°,
∴α=20°,
∴∠ABD=20°;
(2)①∵△ABC是等边三角形,
∴AB=BC,∠C=∠BAC=∠ABC=60°,
设∠ABD=α,
∴∠EBD=∠CBD=60°﹣α,
∴∠EBA=60°﹣2α,
∵点C与点E关于BD对称,
∴EB=CB,
∴EB=AB,
∴∠BAE=∠E==60°+α,
∴∠FAD=180°﹣∠BAC﹣∠BAE=60°﹣α,
∴∠FAD=∠DBC,
∵∠ADF=∠BDC,
∴∠F=∠C=60°;
②如图,
BF=AE+2AF,理由如下:
连接CF,在BF上截取FG=AF,连接AG,
∵点C与点E关于BD对称,
∴CF=EF=AE+AF,∠BFC=∠AFD,
由①知:∠AFD=60°,
∴△AGF是等边三角形,∠BFD=60°,
∴∠AGF=60°,∠BAC=∠BFD,
∴∠AGB=∠AFC=120°,
∵∠ADB=∠CDF,
∴∠ABD=∠ACF,
∵AB=AC,
∴△ABG≌△ACF(AAS),
∴BG=CF=AE+AF,
∴BF=BG+FG=AE+AF+AF=AE+2AF.
【点评】本题考查了轴对称的性质,全等三角形的判定和性质,等腰三角形的性质等知识,解决问题的关键是作辅助线,构造全等三角形.
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