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人教版八年级上册压轴题强化数学综合检测试卷含答案
1.完全平方公式:适当的变形,可以解决很多的数学问题.
例如:若,求的值.
解:因为
所以
所以
得.
根据上面的解题思路与方法,解决下列问题:
(1)若,求的值;
(2)①若,则 ;
②若则 ;
(3)如图,点是线段上的一点,以为边向两边作正方形,设,两正方形的面积和,求图中阴影部分面积.
2.在△ABC中,AB=AC,点D是直线BC上一点(不与B、C重合),以AD为一边在AD的右侧作△ADE,使AD=AE,∠DAE =∠BAC,连接CE.
(1)如图1,当点D在线段BC上,如果∠BAC=90°,则∠BCE=________度;
(2)设,.
①如图2,当点在线段BC上移动,则,之间有怎样的数量关系?请说明理由;
②当点在直线BC上移动,则,之间有怎样的数量关系?请直接写出你的结论.
3.如图,在等边中,,分别为,边上的点,,.
(1)如图1,若点在边上,求证:;
(2)如图2,连.若,求证:;
(3)如图3,是的中点,点在内,,点,分别在,上,,若,直接写出的度数(用含有的式子表示).
4.如图1已知点A,B分别在坐标轴上,点C(3,﹣3),CA⊥BA于点A,且BA=CA,CA,CB分别交坐标轴于D,E.
(1)填空:点B的坐标是 ;
(2)如图2,连接DE,过点C作CH⊥CA于C,交x轴于点H,求证:∠ADB=∠CDE;
(3)如图3,点F(6,0),点P在第一象限,连PF,过P作PM⊥PF交y轴于点M,在PM上截取PN=PF,连PO,过P作∠OPG=45°交BN于G.求证:点G是BN中点.
5.如图,和中,,,,边与边交于点(不与点,重合),点,在异侧,为与的角平分线的交点.
(1)求证:;
(2)设,请用含的式子表示,并求的最大值;
(3)当时,的取值范围为,求出,的值.
6.[背景]角的平分线是常见的几何模型,利用轴对称构造三角形全等可解决有关问题.
[问题]在四边形ABDE中,C是BD边的中点.
(1)如图1,若AC平分∠BAE,∠ACE=90°,则线段AE、AB、DE的长度满足的数量关系为______;(直接写出答案)
(2)如图2,AC平分∠BAE,EC平分∠AED,若∠ACE=120°,则线段AB、BD、DE、AE的长度满足怎样的数量关系?写出结论并证明;
(3)如图3,若∠ACE=120°,AB=4,DE=9,BD=12,则AE的最大值是______.(直接写出答案)
7.在△ABC中,∠ACB=90°,过点C作直线l∥AB,点B与点D关于直线l对称,连接BD交直线于点P,连接CD.点E是AC上一动点,点F是CD上一动点,点E从A点出发,以每秒1cm的速度沿A→C路径运动,终点为C.点F从D点出发,以每秒2cm的速度沿D→C→B→C→D路径运动,终点为D.点E、F同时开始运动,第一个点到达终点时第二个点也停止运动.
(1)当AC=BC时,试证明A、C、D三点共线;(温馨提示:证明∠ACD是平角)
(2)若AC=10cm,BC=7cm,设运动时间为t秒,当点F沿D→C方向时,求满足CE=2CF时t的值;
(3)若AC=10cm,BC=7cm,过点E、F分别作EM、FN垂直直线l于点M、N,求所有使△CEM≌△CFN成立的t的值.
8.已知:为的中线,分别以和为一边在的外部作等腰三角形和等腰三角形,且,连接,.
(1)如图1,若,求的度数.
(2)如图1,求证:.
(3)如图2,设交于点,交于点与交于点,若点为中点,且,请探究和的数量关系,并直接写出答案(不需要证明).
【参考答案】
2.(1)12;(2)①6;②17;(3)
【分析】(1)根据完全平方公式的变形应用,解决问题;
(2)①两边平方,再将代入计算;
②两边平方,再将代入计算;
(3)由题意可得:,,两边平方从而
解析:(1)12;(2)①6;②17;(3)
【分析】(1)根据完全平方公式的变形应用,解决问题;
(2)①两边平方,再将代入计算;
②两边平方,再将代入计算;
(3)由题意可得:,,两边平方从而得到,即可算出结果.
【详解】解:(1);
;
;
又;
,
,
∴.
(2)①,
;
又,
.
②由,
;
又,
.
(3)由题意可得,,;
,;
,
;
图中阴影部分面积为直角三角形面积,
,
.
【点睛】本题主要考查了完全平方公式的适当变形灵活应用,(1)可直接应用公式变形解决问题.(2)①②小题都需要根据题意得出两个因式和或者差的结果,合并同类项得①,②是解决本题的关键,再根据完全平方公式变形应用得出答案.(3)根据几何图形可知选段,再根据两个正方形面积和为18,利用完全平方公式变形应用得到,再根据直角三角形面积公式得出答案.
3.(1)90;(2)①,理由见解析;②当点D在射线BC.上时,a+β=180°,当点D在射线BC的反向延长线上时,a=β.
【分析】(1)可以证明△BAD≌△CAE,得到∠B=∠ACE,证明∠ACB
解析:(1)90;(2)①,理由见解析;②当点D在射线BC.上时,a+β=180°,当点D在射线BC的反向延长线上时,a=β.
【分析】(1)可以证明△BAD≌△CAE,得到∠B=∠ACE,证明∠ACB=45°,即可解决问题;
(2)①证明△BAD≌△CAE,得到∠B=∠ACE,β=∠B+∠ACB,即可解决问题;
②证明△BAD≌△CAE,得到∠ABD=∠ACE,借助三角形外角性质即可解决问题.
【详解】解:(1)∵AB=AC,∠BAC=90°,
∴∠ABC=∠ACB=45°,
∵∠DAE=∠BAC,
∴∠BAD=∠CAE,
∵AB=AC,AD=AE,
∴△BAD≌△CAE(SAS)
∴∠ABC=∠ACE=45°,
∴∠BCE=∠ACB+∠ACE=90°,
故答案为:;
(2)①.
理由:∵,
∴.
即.
又,
∴.
∴.
∴.
∴.
∵,
∴.
②如图:当点D在射线BC上时,α+β=180°,连接CE,
∵∠BAC=∠DAE,
∴∠BAD=∠CAE,
在△ABD和△ACE中,
,
∴△ABD≌△ACE(SAS),
∴∠ABD=∠ACE,
在△ABC中,∠BAC+∠B+∠ACB=180°,
∴∠BAC+∠ACE+∠ACB=∠BAC+∠BCE=180°,
即:∠BCE+∠BAC=180°,
∴α+β=180°,
如图:当点D在射线BC的反向延长线上时,α=β.连接BE,
∵∠BAC=∠DAE,
∴∠BAD=∠CAE,
又∵AB=AC,AD=AE,
∴△ABD≌△ACE(SAS),
∴∠ABD=∠ACE,
∴∠ABD=∠ACE=∠ACB+∠BCE,
∴∠ABD+∠ABC=∠ACE+∠ABC=∠ACB+∠BCE+∠ABC=180°,
∵∠BAC=180°-∠ABC-∠ACB,
∴∠BAC=∠BCE.
∴α=β;
综上所述:点D在直线BC上移动,α+β=180°或α=β.
【点睛】该题主要考查了等腰直角三角形的性质、全等三角形的判定及其性质等几何知识点及其应用问题;应牢固掌握等腰直角三角形的性质、全等三角形的判定及其性质等几何知识点.
4.(1)见解析
(2)见解析
(3)
【分析】(1)连接DF,根据“有一个角是60°的等腰三角形是等边三角形”可判断△DEF是等边三角形,则DF=EF,又△ABC是等边三角形,根据三角形内角和可
解析:(1)见解析
(2)见解析
(3)
【分析】(1)连接DF,根据“有一个角是60°的等腰三角形是等边三角形”可判断△DEF是等边三角形,则DF=EF,又△ABC是等边三角形,根据三角形内角和可得出,∠AFD=∠FEC,所以△ADF≌△CFE(AAS),则AD=CF;
(2)过点F作JKAC交AB于点J,交BC于点K,过点F作PIAB交AC于P,交BC于点I,连接DF,则△BJK和△CPI是等边三角形,△BDE≌△JFD≌KEF,所以DJ=BE=FK,因为ABPI,FKAC,所以四边形AJFP是平行四边形,则AJ=PF,易得△CPI为等边三角形,由∠FCB=30°可得CF平分∠PCI,则FI=FP,所以FP=AJ,FK=BE=DJ,FI=FK,所以AJ=DJ=BE,即AD=AJ+DJ=2BE;
(3)延长MO到点G,使OG=OM,连接NG,BG,NM,作∠ACQ=∠ABN,且使CQ=BN,连接MQ,AQ,先得到△BOG≌△COM(SAS),再得到△ACQ≌△ABN(SAS)和△BNG≌△CQM(SAS),所以∠NAM=∠MAQ=∠CAM+∠CAQ=∠CAM+∠BAN,所以∠CAM+∠BAN=30°,则∠CAM=,所以∠BAN=30°-.
(1)
证明:如图,连接,
,,
∵是等边三角形,
∴,
∵是等边三角形,
∴,
,
,
,
,,
,
;
(2)
证明:如图,过点作交于点,交于点,过点作交于,交于点,连接,
,
,
和是等边三角形,
,,
是等边三角形,
由(1)中结论可知,,
,
,,
四边形是平行四边形,
,
,
,
为等边三角形,,
,
平分,
是等边三角形,
,
,
,,
,即;
(3)
如图,延长到点,使,连接,,,作,且使,连接,,
,,
,
,,,
,
,,
,
,
,
,
是等边三角形,
,
,
,,
,,,
,
,,
,,
,
,,
,
,
,
,
,,
,
,
又,
,
,
.
【点睛】本题属于三角形的综合题,涉及全等三角形的性质与判定,等边三角形的性质与判定,等腰三角形三线合一等知识,类比思想及构造的思想进行分析,仿造(1)中的结论构造出全等三角形是解题关键.
5.(1)(0,6)
(2)见解析
(3)见解析
【分析】(1)作CM⊥x轴于M,求出CM= CN= 2,证明△BAO≌△ACM,推出AO= CM= 2,OB=AM=4,即可得出答案;
(2)在
解析:(1)(0,6)
(2)见解析
(3)见解析
【分析】(1)作CM⊥x轴于M,求出CM= CN= 2,证明△BAO≌△ACM,推出AO= CM= 2,OB=AM=4,即可得出答案;
(2)在BD上截取BF= AE,连AF,证△BAF≌△CAE,证△AFD≌△CED,即可得出答案;
(3)作EO⊥OP交PG的延长线于E,连接EB、EN、PB,只要证明四边形ENPB是平行四边形就可以了.
(1)
解:过点C作CG⊥x轴于G,如图所示:
∵C(3,﹣3),
∴CG=3,OG=3,
∵∠BOA=∠CGA=90°,
∴∠ABO+∠BAO=∠BAO+∠CAG=90°,
∴∠ABO=∠CAG,
又∵AB=AC,
∴△ABO≌△CAG(AAS),
∴AO=CG=3,OB=AG=AO+OG=6,
∴点B的坐标是(0,6).
(2)
证明:如图,过点C作CG⊥x轴于G,CF⊥y轴于F,则CF∥AO.
同(1)得:△ABO≌△CAG(AAS),
∴AO=CG=3,
∵CF=3,
∴AO=CF,
∵CF∥AO
∴∠DAO=∠DCF,∠AOD=∠CFD,
∴△AOD≌△CFD(ASA),
∴AD=CD,
∵CA⊥BA,CH⊥CA,
∴∠BAD=∠ACH=90°,
又∵∠ABO=∠CAG,AB=AC,
∴△BAD≌△ACH(ASA),
∴AD=CH,∠ADB=∠AHC
∴CD=CH,
∵BA=CA,
∴△ABC是等腰直角三角形,
∴∠ACB=45°,
∴∠HCE=90°﹣∠ACB=45°,
∴∠DCE=∠HCE=45°,
又∵CE=CE,
∴△DCE≌△HCE(SAS),
∴∠CDE=∠CHE,
∴∠ADB=∠CDE.
(3)
证明:过点O作OK⊥OP交PG延长线于K,连接BK、NF,过点P作PL⊥NF于L.
则△OPK是等腰直角三角形,
∴∠OKP=∠OPK=45°,OK=OP,
∵PN=PF,
∴△PNF是等腰直角三角形,
∴∠PFN=∠PNF=45°,
∵PL⊥NF,
∴∠FPL=45°,
则∠OPF=∠OPL+45°,∠GPN=∠OPL=45°﹣∠MPO,
∵∠KOB+∠BOP=∠FOP+∠BOP=90°,
∴∠KOB=∠FOP,
又∵OB=OF=6,
∴△OKB≌△OPF(SAS),
∴KB=PF=PN,∠OKB=45°+∠GKB=∠OPF=∠OPL+45°,
∴∠GKB=∠OPL=∠GPN,
又∵∠KGB=∠PGN,
∴△KBG≌△PNG(SAS),
∴BG=NG,
即点G为BN的中点.
【点睛】本题是三角形综合题目,考查了全等三角形的判定和性质、坐标与图形性质、等腰直角三角形的判定与性质、平行线的判定与性质、直角三角形的性质等知识,本题综合性强,有一定难度,证明三角形全等是解题的关键,属于中考常考题型.
6.(1)见解析
(2),3
(3)m=105,n=150
【分析】(1)由条件易证,得,即可得证.
(2)PD=AD-AP=6-x,点P在线段BC上且不与B、C重合时, AP有最小值,即AD⊥
解析:(1)见解析
(2),3
(3)m=105,n=150
【分析】(1)由条件易证,得,即可得证.
(2)PD=AD-AP=6-x,点P在线段BC上且不与B、C重合时, AP有最小值,即AD⊥BC时AP的长度,此时PD可得最大值.
(3)为与的角平分线的交点,应用“三角形内角和等于180°”及角平分线定义,即可表示出,从而得到m,n的值.
(1)
解:在和中,如图1
即
(2)
解:
当AD⊥BC时,AP=AB=3最小,即PD=6﹣3=3为PD的最大值
(3)
解:如图2,设则
为与的角平分线的交点
即
【点睛】本题是一道几何综合题,考查了点到直线的距离垂线段最短,30°的角所对的直角边等于斜边的一半,全等三角形的判定和性质,角平分线定义等,解题关键是将PD最大值转化为PA的最小值.
7.(1)AE=AB+DE
(2)AE=AB+DE+BD
(3)
【分析】(1)在AE上取一点F,使AF=AB,及可以得出△ACB≌△ACF,就可以得出BC=FC,∠ACB=∠ACF,就可以得出△
解析:(1)AE=AB+DE
(2)AE=AB+DE+BD
(3)
【分析】(1)在AE上取一点F,使AF=AB,及可以得出△ACB≌△ACF,就可以得出BC=FC,∠ACB=∠ACF,就可以得出△CEF≌△CED.就可以得出结论;
(3)在AE上取点F,使AF=AB,连接CF,在AE上取点G,使EG=ED,连接CG.可以求得CF=CG,△CFG是等边三角形,就有FG=CG=BD,进而得出结论;
(3)作B关于AC的对称点F,D关于EC的对称点G,连接AF,FC,CG,EG,FG.根据两点之间线段最短解决问题即可.
(1)
AE=AB+DE;
理由:在AE上取一点F,使AF=AB,
∵AC平分∠BAE,
∴∠BAC=∠FAC.
在△ACB和△ACF中,
,
∴△ACB≌△ACF(SAS),
∴BC=FC,∠ACB=∠ACF.
∵C是BD边的中点.
∴BC=CD,
∴CF=CD.
∵∠ACE=90°,
∴∠ACB+∠DCE=90°,∠ACF+∠ECF=90°
∴∠ECF=∠ECD.
在△CEF和△CED中,
,
∴△CEF≌△CED(SAS),
∴EF=ED.
∵AE=AF+EF,
∴AE=AB+DE,
故答案为:AE=AB+DE;
(2)
猜想:AE=AB+DE+BD.
证明:在AE上取点F,使AF=AB,连接CF,在AE上取点G,使EG=ED,连接CG.
∵C是BD边的中点,
∴CB=CD=BD.
∵AC平分∠BAE,
∴∠BAC=∠FAC.
在△ACB和△ACF中,
∴△ACB≌△ACF(SAS),
∴CF=CB,
∴∠BCA=∠FCA.
同理可证:CD=CG,
∴∠DCE=∠GCE.
∵CB=CD,
∴CG=CF
∵∠ACE=120°,
∴∠BCA+∠DCE=180°-120°=60°.
∴∠FCA+∠GCE=60°.
∴∠FCG=60°.
∴△FGC是等边三角形.
∴FG=FC=BD.
∵AE=AF+EG+FG.
∴AE=AB+DE+BD.
(3)
作B关于AC的对称点F,D关于EC的对称点G,连接AF,FC,CG,EG,FG,如图所示:
∵C是BD边的中点,
∴CB=CD=BD=,
∵△ACB≌△ACF(SAS),
∴CF=CB=,
∴∠BCA=∠FCA,
同理可证:CD=CG=,
∴∠DCE=∠GCE,
∵CB=CD,
∴CG=CF,
∵∠ACE=120°,
∴∠BCA+∠DCE=180°-120°=60°,
∴∠FCA+∠GCE=60°,
∴∠FCG=60°,
∴△FGC是等边三角形,
∴FC=CG=FG=,
∵AE≤AF+FG+EG,
∴当A、F、G、E共线时AE的值最大,最大值为.
故答案为:.
【点睛】本题考查了四边形的综合题,角平分线的性质的运用,全等三角形的判定及性质的运用,等边三角形的性质的运用,勾股定理的运用,解答时证明三角形全等是关键.
8.(1)见解析
(2)
(3)
【分析】(1)先由AC=BC、∠ACB=90°得到∠ABC=45°,进而得到∠CBD=∠CDB=45°,然后得到∠BCD=90°,最后得到∠ACB+∠BCD=18
解析:(1)见解析
(2)
(3)
【分析】(1)先由AC=BC、∠ACB=90°得到∠ABC=45°,进而得到∠CBD=∠CDB=45°,然后得到∠BCD=90°,最后得到∠ACB+∠BCD=180°,即A、C、D三点共线;
(2)先用含有t的式子表示CE和CF的长,然后根据CE=2CF列出方程求得t的值;
(3)先由∠BCP=∠FCN、∠BCP+∠ECM=90°,∠ECM+∠MEC=90°得到∠MEC=∠FCN,然后结合全等三角形的性质列出方程求得t的值.
(1)
证明:∵AC=BC,∠ACB=90°,
∴∠ABC=45°,
∵点B与点D关于直线l对称,
∴BD⊥直线l,BC=CD,
∵直线l∥AB,
∴BD⊥AB,
∴∠ABD=90°,
∴∠CBD=∠CDB=45°,
∴∠BCD=90°,
∴∠ACB+∠BCD=180°,
∴A、C、D三点共线;
(2)
解:∵AC=10cm,BC=7cm,
∴当点F沿D→C方向时,0≤t≤3.5,
∴CE=10-t,CF=7-2t,
∵CE=2CF,
∴10-t=2(7-2t),
解得:t=.
(3)
解:∵∠BCP=∠FCN,∠BCP+∠ECM=90°,∠ECM+∠MEC=90°,
∴∠MEC=∠FCN,
∵△CEM≌△CFN,
当CE=CF时,△CEM≌△CFN,
当点F沿D→C路径运动时,
10-t=7-2t,
解得,t=-3,不合题意,
当点F沿C→B路径运动时,
10-t=2t-7,
解得,t=,
当点F沿B→C路径运动时,
10-t=7-(2t-7×2),
解得,t=11,
∵第一个点到达终点时第二个点也停止运动.点E从A点出发,以每秒1cm的速度沿A→C路径运动,终点为C.AC=10,
∴0≤t≤10,
∴t=11时,已停止运动.
综上所述,当t=秒时,△CEM≌△CFN.
【点睛】本题是三角形综合题目,考查的是全等三角形的判定和性质、等腰三角形的性质、等腰直角三角形的性质等知识,掌握全等三角形的判定定理和性质定理,灵活运用分类讨论思想是解题的关键.
9.(1)∠BAC=50°;
(2)见解析;
(3)
【分析】(1)利用三角形内角和定理求出∠EAB和∠CAF,再根据构建方程即可解决问题;
(2)延长AD至H,使DH=AD,连接BH,想办法证
解析:(1)∠BAC=50°;
(2)见解析;
(3)
【分析】(1)利用三角形内角和定理求出∠EAB和∠CAF,再根据构建方程即可解决问题;
(2)延长AD至H,使DH=AD,连接BH,想办法证明△ABH≌△EAF即可解决问题;
(3)先证明△ACD≌△FAG,推出∠ACD=∠FAG,再证明∠BCF=150°即可.
(1)
∵AE=AB,
∴∠AEB=∠ABE=65°,
∴∠EAB=50°,
∵AC=AF,
∴∠ACF=∠AFC=75°,
∴∠CAF=30°,
∵∠EAF+∠BAC=180°,
∴∠EAB+2∠ABC+∠FAC=180°,
∴50°+2∠BAC+30°=180°,
∴∠BAC=50°.
(2)
证明:延长AD至H,使DH=AD,连接BH,
∵EF=2AD,
∴AH=EF,
在△BDH和△CDA中,
,
∴△BDH≌△CDA,
∴HB=AC=AF,∠BHD=∠CAD,
∴AC∥BH,
∴∠ABH+∠BAC=180°,
∵∠EAF+∠BAC=180°,
∴∠EAF=∠ABH,
在△ABH和△EAF中,
,
∴△ABH≌△EAF,
∴∠AEF=∠ABH,EF=AH=2AD,
(3)
结论:∠GAF-∠CAF=60°.
由(1)得,AD=EF,又点G为EF中点,
∴EG=AD,
在△EAG和△ABD中,
,
∴△EAG≌△ABD,
∴∠EAG=∠ABC=60°,
∴△AEB是等边三角形,
∴∠ABE=60°,
∴∠CBM=60°,
在△ACD和△FAG中,
,
∴△ACD≌△FAG,
∴∠ACD=∠FAG,
∵AC=AF,∴∠ACF=∠AFC,
在四边形ABCF中,∠ABC+∠BCF+∠CFA+∠BAF=360°,
∴60°+2∠BCF=360°,
∴∠BCF=150°,
∴∠BCA+∠ACF=150°,
∴∠GAF+(180°-∠CAF)=150°,
∴∠GAF-∠CAF=60°.
.
【点睛】本题考查三角形综合题,涉及全等三角形的判定和性质、等腰三角形的性质等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造全等三角形解决问题.
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