资源描述
八年级上学期压轴题强化数学试卷含解析(一)
1.已知:AD为△ABC的中线,分别以AB和AC为一边在△ABC的外部作等腰三角形ABE和等腰三角形ACF,且AE=AB,AF=AC,连接EF,∠EAF+∠BAC=180°.
(1)如图1,若∠ABE=65°,∠ACF=75°,求∠BAC的度数.
(2)如图1,求证:EF=2AD.
(3)如图2,设EF交AB于点G,交AC于点R,FC与EB交于点M,若点G为EF中点,且∠BAE=60°,请探究∠GAF和∠CAF的数量关系,并证明你的结论.
2.阅读下列材料,完成相应任务.
数学活动课上,老师提出了如下问题:
如图1,已知中,是边上的中线.
求证:.
智慧小组的证法如下:
证明:如图2,延长至,使,
∵是边上的中线∴
在和中
∴(依据一)∴
在中,(依据二)
∴.
任务一:上述证明过程中的“依据1”和“依据2”分别是指:
依据1:______________________________________________;
依据2:______________________________________________.
归纳总结:上述方法是通过延长中线,使,构造了一对全等三角形,将,,转化到一个三角形中,进而解决问题,这种方法叫做“倍长中线法”.“倍长中线法”多用于构造全等三角形和证明边之间的关系.
任务二:如图3,,,则的取值范围是_____________;
任务三:如图4,在图3的基础上,分别以和为边作等腰直角三角形,在中,,;中,,.连接.试探究与的数量关系,并说明理由.
3.如图1,在平面直角坐标系中,直线AB分别交y轴、x轴于点A(0,a),点B(b,0),且a、b满足a2-4a+4+=0.
(1)求a,b的值;
(2)以AB为边作Rt△ABC,点C在直线AB的右侧,且∠ACB=45°,求点C的坐标;
(3)若(2)的点C在第四象限(如图2),AC与 x轴交于点D,BC与y轴交于点E,连接 DE,过点C作CF⊥BC交x轴于点F.
①求证:CF=BC;
②直接写出点C到DE的距离.
4.在平面直角坐标系中,点A(a,0),点B(0,b),已知a,b满足.
(1)求点A和点B的坐标;
(2)如图1,点E为线段OB的中点,连接AE,过点A在第二象限作,且,连接BF交x轴于点D,求点D和点F的坐标;:
(3)在(2)的条件下,如图2,过点E作交AB于点P,M是EP延长线上一点,且,连接MO,作,ON交BA的延长线于点N,连接MN,求点N的坐标.
5.已知:在平面直角坐标系中,A为x轴负半轴上的点,B为y轴负半轴上的点.
(1)如图1,以A点为顶点、AB为腰在第三象限作等腰,若,,求C点的坐标;
(2)如图2,若点A的坐标为,点B的坐标为,点D的纵坐标为n,以B为顶点,BA为腰作等腰.当B点沿y轴负半轴向下运动且其他条件都不变时,整式的值是否发生变化?若不发生变化,请求出其值;若发生变化,请说明理出;
(3)如图3,若,于点F,以OB为边作等边,连接AM交OF于点N,若,,请直接写出线段AM的长.
6.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.
7.[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)
8.如图,在等边△ABC中,AB=AC=BC=6cm,现有两点M、N分别从点A、B同时出发,沿三角形的边运动,已知点M的速度为1cm/s,点N的速度为2cm/s.当点N第一次回到点B时,点M、N同时停止运动,设运动时间为ts.
(1)当t为何值时,M、N两点重合;
(2)当点M、N分别在AC、BA边上运动,△AMN的形状会不断发生变化.
①当t为何值时,△AMN是等边三角形;
②当t为何值时,△AMN是直角三角形;
(3)若点M、N都在BC边上运动,当存在以MN为底边的等腰△AMN时,求t的值.
【参考答案】
2.(1)∠BAC=50°
(2)见解析
(3)∠GAF﹣∠CAF=60°,理由见解析
【分析】(1)利用三角形的内角和定理求出∠EAB,∠CAF,再根据∠EAF+∠BAC=180°构建方程即可解
解析:(1)∠BAC=50°
(2)见解析
(3)∠GAF﹣∠CAF=60°,理由见解析
【分析】(1)利用三角形的内角和定理求出∠EAB,∠CAF,再根据∠EAF+∠BAC=180°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)结论:∠GAF﹣∠CAF=60°.想办法证明△ACD≌△FAG,推出∠ACD=∠FAG,再证明∠BCF=150°即可.
(1)
解:∵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:证明:如图,延长AD至点H,使DH=AD,连接BH
∵AD是△ABC的中线,
∴BD=DC,
又∵DH=AD,∠BDH=∠ADC
∴△ADC≌△HDB(SAS),
∴BH=AC,∠BHD=∠DAC,
∴BH=AF,
∵∠BHD=∠DAC,
∴BH∥AC,
∴∠BAC+∠ABH=180°,
又∵∠EAF+∠BAC=180°,
∴∠ABH=∠EAF,
又∵AB=AE,BH=AF,
∴△AEF≌△BAH(SAS),
∴EF=AH=2AD,
∴EF=2AD;
(3)
结论:∠GAF﹣∠CAF=60°.
理由:由(2)得,AD=EF,又点G为EF中点,
∴EG=AD,
由(2)△AEF≌△BAH,
∴∠AEG=∠BAD,
在△EAG和△ABD中,
,
∴△EAG≌△ABD,
∴∠EAG=∠ABC=60°,AG=BD,
∴△AEB是等边三角形,AG=CD,
∴∠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、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,属于中考压轴题.
3.任务一:依据1:两边和它们的夹角分别相等的两个三角形全等(或“边角边”或“SAS”);依据2:三角形两边的和大于第三边;任务二:;任务三:EF=2AD,见解析
【分析】任务一:依据1:根据全等的判
解析:任务一:依据1:两边和它们的夹角分别相等的两个三角形全等(或“边角边”或“SAS”);依据2:三角形两边的和大于第三边;任务二:;任务三:EF=2AD,见解析
【分析】任务一:依据1:根据全等的判定方法判断即可;
依据2:根据三角形三边关系判断;
任务二:可根据任务一的方法直接证明即可;
任务三:根据任务一的方法,延长中线构造全等三角形证明线段关系即可.
【详解】解:任务一:
依据1:两边和它们的夹角分别相等的两个三角形全等(或“边角边”或“SAS”);
依据2:三角形两边的和大于第三边.
任务二:
任务三:EF=2AD.理由如下:
如图延长AD至G,使DG=AD,
∵AD是BC边上的中线
∴BD=CD
在△ABD和△CGD中
∴△ABD≌△CGD
∴AB=CG,∠ABD=∠GCD
又∵AB=AE
∴AE=CG
在△ABC中,∠ABC+∠BAC+∠ACB=180°,
∴∠GCD+∠BAC+∠ACB=180°
又∵∠BAE=90°,∠CAF=90°
∴∠EAF+∠BAC=360°-(∠BAE+∠CAF)=180°
∴∠EAF=∠GCD
在△EAF和△GCA中
∴△EAF≌△GCA
∴EF=AG
∴EF=2AD.
【点睛】此题是三角形综合题,主要考查了全等三角形的判定和性质,倍长中线法,构造全等三角形是解本题的关键.
4.(1)a=2,b=-1;(2)满足条件的点C(2,1)或(1,-1);(3)①证明见解析;②1.
【分析】(1)可得(a−2)2+=0,由非负数的性质可得出答案;
(2)分两种情况:∠BAC=9
解析:(1)a=2,b=-1;(2)满足条件的点C(2,1)或(1,-1);(3)①证明见解析;②1.
【分析】(1)可得(a−2)2+=0,由非负数的性质可得出答案;
(2)分两种情况:∠BAC=90°或∠ABC=90°,根据等腰直角三角形的性质及全等三角形的性质可求出点C的坐标;
(3)①如图3,过点C作CL⊥y轴于点L,则CL=1=BO,根据AAS可证明△BOE≌△CLE,得出BE=CE,根据ASA可证明△ABE≌△BCF,得出BE=CF,则结论得证;
②如图4,过点C作CK⊥ED于点K,过点C作CH⊥DF于点H,根据SAS可证明△CDE≌△CDF,可得∠BAE=∠CBF,由角平分线的性质可得CK=CH=1.
【详解】(1)∵a2−4a+4+=0,
∴(a−2)2+=0,
∵(a-2)2≥0,≥0,
∴a-2=0,2b+2=0,
∴a=2,b=-1;
(2)由(1)知a=2,b=-1,
∴A(0,2),B(-1,0),
∴OA=2,OB=1,
∵△ABC是直角三角形,且∠ACB=45°,
∴只有∠BAC=90°或∠ABC=90°,
Ⅰ、当∠BAC=90°时,如图1,
∵∠ACB=∠ABC=45°,
∴AB=CB,
过点C作CG⊥OA于G,
∴∠CAG+∠ACG=90°,
∵∠BAO+∠CAG=90°,
∴∠BAO=∠ACG,
在△AOB和△BCP中,
,
∴△AOB≌△CGA(AAS),
∴CG=OA=2,AG=OB=1,
∴OG=OA-AG=1,
∴C(2,1),
Ⅱ、当∠ABC=90°时,如图2,
同Ⅰ的方法得,C(1,-1);
即:满足条件的点C(2,1)或(1,-1)
(3)①如图3,由(2)知点C(1,-1),
过点C作CL⊥y轴于点L,则CL=1=BO,
在△BOE和△CLE中,
,
∴△BOE≌△CLE(AAS),
∴BE=CE,
∵∠ABC=90°,
∴∠BAO+∠BEA=90°,
∵∠BOE=90°,
∴∠CBF+∠BEA=90°,
∴∠BAE=∠CBF,
在△ABE和△BCF中,
,
∴△ABE≌△BCF(ASA),
∴BE=CF,
∴CF=BC;
②点C到DE的距离为1.
如图4,过点C作CK⊥ED于点K,过点C作CH⊥DF于点H,
由①知BE=CF,
∵BE=BC,
∴CE=CF,
∵∠ACB=45°,∠BCF=90°,
∴∠ECD=∠DCF,
∵DC=DC,
∴△CDE≌△CDF(SAS),
∴∠BAE=∠CBF,
∴CK=CH=1.
【点睛】此题考查三角形综合题,非负数的性质,等腰直角三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,坐标与图形的性质,等腰三角形的性质,点到直线的距离,角平分线的性质,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.
5.(1),;(2)D(-1,0),F(-2,4);(3)N(-6,2)
【分析】(1)结合题意,根据绝对值和乘方的性质,得,,通过求解一元一次方程,得,;结合坐标的性质分析,即可得到答案;
(2)
解析:(1),;(2)D(-1,0),F(-2,4);(3)N(-6,2)
【分析】(1)结合题意,根据绝对值和乘方的性质,得,,通过求解一元一次方程,得,;结合坐标的性质分析,即可得到答案;
(2)如图,过点F作FH⊥AO于点H,根据全等三角形的性质,通过证明,得AH=EO=2,FH=AO=4,从而得OH =2,即可得点F坐标;通过证明,推导得HD=OD=1,即可得到答案;
(3)过点N分别作NQ⊥ON交OM的延长线于点Q,NG⊥PN交EM的延长线于点G,再分别过点Q和点N作QR⊥EG于点R,NS⊥EG于点S,根据余角和等腰三角形的性质,通过证明等腰和等腰,推导得,再根据全等三角形的性质,通过证明,得等腰,再通过证明,得NS=EM=4,MS=OE=2,即可完成求解.
【详解】(1)∵,
∴.
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,.
(2)如图,过点F作FH⊥AO于点H
∵AF⊥AE
∴∠FHA=∠AOE=90°,
∵
∴∠AFH=∠EAO
又∵AF=AE,
在和中
∴
∴AH=EO=2,FH=AO=4
∴OH=AO-AH=2
∴F(-2,4)
∵OA=BO,
∴FH=BO
在和中
∴
∴HD=OD
∵
∴HD=OD=1
∴D(-1,0)
∴D(-1,0),F(-2,4);
(3)如图,过点N分别作NQ⊥ON交OM的延长线于点Q,NG⊥PN交EM的延长线于点G,再分别过点Q和点N作QR⊥EG于点R,NS⊥EG于点S
∴
∴,
∴
∴
∴
∴等腰
∴NQ=NO,
∵NG⊥PN, NS⊥EG
∴
∴,
∴
∵,
∴
∵点E为线段OB的中点
∴
∴
∴
∴
∴
∴
∴
∴等腰
∴NG=NP,
∵
∴
∴∠QNG=∠ONP
在和中
∴
∴∠NGQ=∠NPO,GQ=PO
∵,
∴PO=PB
∴∠POE=∠PBE=45°
∴∠NPO=90°
∴∠NGQ=90°
∴∠QGR=45°.
在和中
∴.
∴QR=OE
在和中
∴
∴QM=OM.
∵NQ=NO,
∴NM⊥OQ
∵
∴等腰
∴
∵
∴
在和中
∴
∴NS=EM=4,MS=OE=2
∴N(-6,2).
【点睛】本题考查了直角坐标系、全等三角形、直角三角形、等腰三角形、绝对值、乘方的知识;解题的关键是熟练掌握直角坐标系、全等三角形、等腰三角形的性质,从而完成求解.
6.(1)
(2)整式的值不发生变化.其值为
(3)
【分析】(1)过点作于点,可以证明,由,,再由条件就可以求出的坐标;
(2)过点作于点,可以证明,则有为定值,从而可以得出结论的值不变为;
解析:(1)
(2)整式的值不发生变化.其值为
(3)
【分析】(1)过点作于点,可以证明,由,,再由条件就可以求出的坐标;
(2)过点作于点,可以证明,则有为定值,从而可以得出结论的值不变为;
(3)在上截取,连接,证明,由全等三角形的性质得出.由等腰三角形的性质可得出结论.
(1)
解:如图1,过点作于点,
,
等腰直角三角形,
,,
.
,
,.
,,
,,
,
;
(2)
解:整式的值不会变化.
理由如下:
如图2,过点作于点,
,
等腰直角三角形,
,,
,
,
,
,
,
,
,
当点沿轴负半轴向下运动时,
,
整式的值不变,为;
(3)
.
证明:如图3,在上截取,连接,
是等边三角形,
,,
为等腰直角三角形,
,,
,
,
,
,,
,
,
.
,
,,
,
,
,
,
,
,
即.
【点睛】本题是三角形综合题,考查了等腰直角三角形的性质,等边三角形的性质,全等三角形的判定与性质,正确的做出辅助线并证明三角形全等是解决问题的关键.
7.(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.
8.(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.
9.(1)当M、N运动6秒时,点N追上点M;(2)①,△AMN是等边三角形;②当或时,△AMN是直角三角形;(3)
【详解】(1)首先设点M、N运动x秒后,M、N两点重合,表示出M,N的运动路程,N的
解析:(1)当M、N运动6秒时,点N追上点M;(2)①,△AMN是等边三角形;②当或时,△AMN是直角三角形;(3)
【详解】(1)首先设点M、N运动x秒后,M、N两点重合,表示出M,N的运动路程,N的运动路程比M的运动路程多6cm,列出方程求解即可;
(2)①根据题意设点M、N运动t秒后,可得到等边三角形△AMN,然后表示出AM,AN的长,由于∠A等于60°,所以只要AM=AN三角形ANM就是等边三角形;
②分别就∠AMN=90°和∠ANM=90°列方程求解可得;
(3)首先假设△AMN是等腰三角形,可证出△ACM≌△ABN,可得CM=BN,设出运动时间,表示出CM,NB,NM的长,列出方程,可解出未知数的值.
【解答】解:(1)设点M、N运动x秒后,M、N两点重合,
x×1+6=2x,
解得:x=6,
即当M、N运动6秒时,点N追上点M;
(2)①设点M、N运动t秒后,可得到等边三角形△AMN,如图1,
AM=t,AN=6﹣2t,
∵AB=AC=BC=6cm,
∴∠A=60°,当AM=AN时,△AMN是等边三角形,
∴t=6﹣2t,
解得t=2,
∴点M、N运动2秒后,可得到等边三角形△AMN.
②当点N在AB上运动时,如图2,
若∠AMN=90°,
∵BN=2t,AM=t,
∴AN=6﹣2t,
∵∠A=60°,
∴2AM=AN,即2t=6﹣2t,
解得;
如图3,若∠ANM=90°,
由2AN=AM得2(6﹣2t)=t,
解得.
综上所述,当t为或时,△AMN是直角三角形;
(3)当点M、N在BC边上运动时,可以得到以MN为底边的等腰三角形,
由(1)知6秒时M、N两点重合,恰好在C处,
如图4,假设△AMN是等腰三角形,
∴AN=AM,
∴∠AMN=∠ANM,
∴∠AMC=∠ANB,
∵AB=BC=AC,
∴△ACB是等边三角形,
∴∠C=∠B,
在△ACM和△ABN中,
∵∠AMC=∠ANB,∠C=∠B,AC=AB,
∴△ACM≌△ABN(AAS),
∴CM=BN,
∴t﹣6=18﹣2t,
解得t=8,符合题意.
所以假设成立,当M、N运动8秒时,能得到以MN为底的等腰三角形.
【点睛】本题是三角形综合题,主要考查了等边三角形的判定与性质,含30°角的直角三角形的性质,全等三角形的判定与性质,将动点问题转化为线段的长是解题的关键.
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