八年级几何专题学习2参考答案.docx
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八年级几何专题学习2参考答案
JG几何专题学习2
姓名
1.如图1,在△ABC中,∠BAC=90°,点D为AC边上一点,连接BD,点E为BD点连接CE,∠CED=∠ABD,过点A作AG⊥CE,垂足为G,AG交ED于点F.
(1)判断AF与AD的数量关系,并说明理由;
(2)如图2,若AC=CE,点D为AC的中点,AB与AC相等吗?
为什么?
(3)在
(2)的条件下,如图3,若DF=5,求△DEC的面积.
【解答】解:
(1)结论:
AF=AD.
理由:
如图1中,
∵∠BAC=90°,
∴∠ADB=90°﹣∠ABD,
∵AG⊥CE,
∴∠FGE=90°,
∴∠EFG=∠AFD=90°﹣∠CED,
∵∠CED=∠ABD,
∴∠AFD=∠ADF,
∴AF=AD.
(2)结论:
AB=AC.
理由:
如图2中,
∵∠AFD=90°﹣∠CED,∠ADB=90°﹣∠ABD,∠CED=∠ABD,
∴∠AFD=∠ADF,
∴AF=AD,∠BFA=180°﹣∠AFD=180°﹣∠ADF=∠CDE,
∵D为AC的中点,
∴AD=CD=AF,
∴△ABF≌△CED(AAS),
∴AB=CE,
∵CE=AC,
∴AB=AC.
(3)连接AE,过点A作AH⊥AE交BD延长线于点H,连接CH.
∵∠BAC=90°,
∴∠BAE=∠CAH,
设∠ABD=∠CED=α,则∠FAD=2α,∠ACG=90°﹣2α,
∵CA=CE,
∴∠AEC=∠EAC=45°+α,
∴∠AED=45°,
∴∠AHE=45°,
∴AE=AH,
∵AB=AC,
∴△ABE≌△ACH(SAS),
∴∠AEB=∠AHC=135°,
∴∠CHD=90°,
过点A作AK⊥ED于H,
∴∠AKD=∠CHD=90°,
∵AD=CD,∠ADK=∠CDH,
∴△AKD≌△CHD(AAS)
∴DK=DH,
∵AK⊥DF,AF=AD,AE=AH,
∴FK=DK,EK=HK,
∴DH=DK=KF=EF=
,
∴DE=
,EH=10,
∵△AEH是等腰直角三角形,AK⊥EH,
∴AK=EK=KH=5,
∴S△EDC=
•DE•CH=
×
×5=
.
2.已知在△ABC和△ADE中,∠ACB+∠AED=180°,CA=CB,EA=ED,AB=3.
(1)如图1,若∠ACB=90°,B、A、D三点共线,连接CE:
①若CE=
,求BD长度;
②如图2,若点F是BD中点,连接CF,EF,求证:
CE=
EF;
(2)如图3,若点D在线段BC上,且∠CAB=2∠EAD,试直接写出△AED面积的最小值.
【解答】
(1)①解:
如图1中,延长BC交DE的延长线于T,过点T作TH⊥BD于H,设BD=2x.
∵∠ACB=90°,∠ACB+∠AED=180°,
∴∠AED=90°,
∵CA=CB,EA=ED,
∴∠B=∠D=45°,
∴∠BTD=90°,
∵∠TCA=∠CTE=∠TEA=90°,
∴四边形ACTE是矩形,
∴EC=AT=
,
∵TH⊥BD,
∴BH=HD=a,
∴TH=HB=HD=a,
∵AB=3,
∴AH=a﹣3,
在Rt△ATH中,则有(
)2=(x﹣3)2+x2,
解得x=
或﹣
吧(不符合题意舍弃),
∴BD=2x=7.
②证明:
如图2中,延长BC交DE的延长线于T,连接TF.
∵∠B=∠D=45°,
∴TB=TD,
∵∠BTD=90°,BF=DF,
∴TF⊥BD,∠FTE=∠BTF=45°,
∴TF=BF,∠BFT=90°,
∵四边形ACTE是矩形,
∴TE=AC,
∴AC=BC,
∴BC=TE,
∵∠B=∠FTE=45°,
∴△FBC≌△FTE(SAS),
∴FC=EF,∠BFC=∠TFE,
∴∠CFE=∠BFT=90°,
∴△CFE是等腰直角三角形,
∴EC=
EF.
(2)解:
如图3中,设∠EAD=x,则∠BAC=2x.
∵EA=ED,
∴∠EAD=∠EDA=x,
∴2x+∠DEF=180°,
∵∠ACB+∠DEF=180°,
∴∠ACB=2x,
∵CB=CA,
∴∠B=∠CAB=2x,
∴∠C=∠B=∠CAB,
∴△ABC是等边三角形,
∴∠CAB=60°,∠EAD=30°,
当AD⊥BC时,△ADE的面积最小,
∵AB=BC=AC=3,
∴AD=
,
∴S△ADE的最小值=
×
×
=
.
3.【实践探索】
某校数学综合实践活动课上利用三角形纸片进行拼图探究活动.
(1)某小组用一幅三角板按如图①摆放,则图中∠1= 15° ;
(2)某小组利用两块大小不同等腰直角三角板△ABC和△EBD按图②摆放,点A、C、E在一直线上,连接CD交BE于点F,经小组同学探索发现CD⊥AE,请你证明此结论;
【拓展研究】
(3)课后,某小组自制了两块三角形纸片△ABC和△DEF(如图③),其中∠A=∠D,AB=DE,∠C+∠F=180°,他们把两块三角形纸片的AB与DE重叠在一起(A与D重合,B与E重合),C、F在AB两侧,过点B作BM⊥AC,垂足为M(如图④),经实践小组探索发现,线段AC、CM、AF之间存在某种数量关系,请你探究此关系并加以证明.
【解答】
(1)解:
如图①所示:
由题意得:
∠D=30°,∠DEF=90°,△ABC是等腰直角三角形,
∴∠BAC=45°,
∴∠ACE=90°﹣45°=45°,
∵∠ACE=∠D+∠1,
∴∠1=∠ACE﹣∠D=45°﹣30°=15°;
故答案为:
15°;
(2)证明:
∵∠ABC=∠EBD=90°,
∴∠ABE=∠CBD,
在△CBD和△ABE中,
,
∴△CBD≌△ABE(SAS),
∴∠BCD=∠A,
∵∠ABC=90°,
∴∠A+∠ACB=90°,
∴∠BCD+∠ACB=90°,
∴∠ACD=90°,
∴CD⊥AE;
(3)解:
AC+2CM=AF,理由如下:
作BG⊥AF于G,如图④所示:
则∠BGF=∠BGA=90°,
∵BM⊥AC,
∴∠BMA=90°=∠BGA,
由题意得:
∠BAM=∠BAG,
在△ABM和△ABG中,
,
∴△ABM≌△ABG(AAS),
∴AM=AG,BM=BG,
∵∠ACB+∠F=180°,∠ACB+∠BCM=180°,
∴∠F=∠BCM,
在△BCM和△BFG中,
,
∴△BCM≌△BFG(AAS),
∴CM=FG,
∵AF=AG+FG,AG=AM=AC+CM,
∴AC+CM+CM=AF,
即AC+2CM=AF.
4.四边形ABCD是正方形,AC是对角线,点E是AC上一点(不与AC中点重合),过点A作AE的垂线,在垂线上取一点F,使AF=AE,并且点E和点F在直线AB的同侧,连结FD并延长至点G,使FD=GD,连结GE.
(1)如图1所示
①根据题意,补全图形:
②求∠CEG的度数,判断线段GE和CE的数量关系并给出证明.
(2)若点E是正方形内任意一点,如图2所示,判断
(1)中的结论还成立吗?
如果成立,给出证明;如果不成立,说明理由.
【解答】解:
(1)①图象如图所示:
②结论:
EG=
EC,
连接EF,DE,CG.
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠DAC=45°,
∵∠EAF=90°,AE=AF,
∴∠DAF=45°,
∴∠DAE=∠DAF,
∵DA=DA,AF=AE,
∴△DAF≌△DAE(SAS),
∴DF=DE,
∵DF=DG,
∴DE=DF=DG,
∴∠FEG=90°,
∵∠AEF=∠AFE=45°,
∴∠CEG=45°,
∵∠AEF=∠ACD=45°,
∴EF∥CD,
∵EF⊥EG,
∴EG⊥CD,
∵DG=DE,
∴DG垂直平分线段EG,
∴CG=CE,
∴∠CEG=∠CGE=45°,
∴∠ECG=90°,
∴EC=
EC.
(2)如图2中,结论成立.
理由:
连接BE,CG.
∵∠FAE=∠DAB=90°,
∴∠FAD=∠EAB,
∵FA=EA,DA=BA,
∴△FAD≌△EAB(SAS),
∴DF=BE,∠FDA=∠ABE,
∵DG=DF,
∴DG=BE,
∵∠ADC=∠ABC=90°,
∴∠FDA+∠CDG=90°,∠ABE+∠CBE=90°,
∴∠CDG=∠CBE,
∵DC=BC,
∴△CDG≌△CBE(SAS),
∴CG=CE,∠DCG=∠BCE,
∴∠GCE=∠DCB=90°,
∴△GCE是等腰直角三角形,
∴GE=
EC.
5.如图,在△ABC中,∠C=90°,∠ABC=30°,AB=12,△DEF中,∠DFE=90°,EF=DF=6,△DEF沿射线CB平移,直角边EF始终在射线CB上,连接AD、BD,设CE的长度为x.(0<x<6
).
(1)是否存在点A在BD垂直平分线上的情况?
存在,求x的值;不存在,说明理由;
(2)连接AE,当x为何值时,四边形AEBD是平行四边形?
说明理由;
(3)将△ABD绕点B逆时针旋转60°,得到△A′BD′,是否存在x的值,使点D′落在△ABC的边上?
若存在,直接写出x的值;若不存在,说明理由.
【解答】解:
(1)∵在△ABC中,∠C=90°,∠ABC=30°,AB=12,
∴AC=
AB=6,BC=AB•cos30°=6
,
∵△DEF中,∠DFE=90°,EF=DF=6,
∴AC∥DF,AC=DF,
∴四边形ACFD是平行四边形,
∴AD=CF=CE+EF=x+6,
当A点在BD的垂直平分线上时,有AD=AB=12,
∴x+6=12,
∴x=6,
故存在点A在BD垂直平分线上,此时x=6;
(2)∵四边形ACFD是平行四边形,
∴AD∥BE,
当AD=BE时,四边形AEBD是平行四边形,
此时有x+6=6
﹣x,
解得,x=3
﹣3,
∴当x=3
﹣3时,四边形AEBD是平行四边形;
(3)①当D′在AB上时,如图1,则∠DBD′=60°,
∵∠ABC=30°,
∴∠CBD=90°,
∴点F与点B重合,
∴CE+EF=BC,
即x+6=6
,
∴x=6
﹣6;
②当D点在BC上时,如图2,
则∠DBD′=60°,
∴BF=
,
∴CF=BC﹣BF=6
=4
,
∴x=CE=CF﹣EF=4
﹣6;
③由上可知,当D′点在BC上时,∠ABD=30°,
当D′点在AB上时,∠ABD=60°,
此时BD=2BF=4
,
要使D′点落在AC上,则30°<∠ABD<60°,
此时,BD<4
<BC,
∴D′不可能在AC上,
综上可知,存在x的值,使点D′落在△ABC的边上,x的值为4
﹣6或6
﹣6.
6.
(1)如图①,在菱形ABCD中,P、Q分别是边BC、CD上的点,连接AP、AQ,且∠PAQ=∠B.求证:
AP=AQ.
下面是小文对这道试题的思考,先研究特殊情况,再证明一般情况.
(Ⅰ)如图②,当AP⊥BC于点P时,请在下列框图中补全他的证明思路.
小文的证明思路
要证AP=AQ,只要证△ABP≌△ADQ.由己如条件知四边形ABCD是菱形,可得AB=AD, ∠B=∠D ,故只要证∠APB=∠AQD.由 AP⊥BC ,得∠APB=∠APC=90°,故只要证∠AQD=90°.即证∠AQC=90°,易证∠PAQ+∠APC+∠C+∠AQC=360°,故只要证 ∠PAQ+∠C=180° .由已知条件知∠PAQ=∠B,易证∠B+∠C=180°,即可得证.
(Ⅱ)如图①,当AP与BC不垂直时,……请你完成证明.
小文完成证明后,又进一步思考,提出下列问题,请你完成解答.
(2)如图③,在菱形ABCD中,P、Q分别是BC、CD延长线上的点,且∠PAQ=∠B.若AB=4,∠B=60°,∠APB=45°,则四边形ABCQ的面积是 6+6
.
【解答】解:
(1):
(Ⅰ)要证AP=AQ,
只要证△ABP≌△ADQ,
由己如条件知四边形ABCD是菱形,可得AB=AD,∠B=∠D,
故只要证∠APB=∠AQD,
由AP⊥BC,得∠APB=∠APC=90°,
故只要证∠AQD=90°.即证∠AQC=90°,
因为∠PAQ+∠APC+∠C+∠AQC=360°,
故只要证∠APQ+∠C=180°.由已知条件知∠PAQ=∠B,
可得∠B+∠C=180°,即可得证.
故答案为:
∠B=∠D,AP⊥BC,∠APQ+∠C=180°.
(Ⅱ)如图①中,过点A作AM⊥BC于M,AN⊥CD于N.
∵四边形ABCD是菱形,AM⊥BC,AN⊥CD,
∴AM=AN,∠AMP=∠ANQ=90°,AB∥CD,
∴∠B+∠C=180°,
∵∠PAQ=∠B,
∴∠PAQ+∠C=180°,
∴∠APC+∠AQC=180°,
∵∠APM+∠APC=180°,
∴∠APM=∠AQN,
∴△AMP≌△ANQ(AAS),
∴AP=AQ.
(2)如图③中,过点A作AM⊥BC于M,AN⊥CD于N.
同法可证,△AMP≌△ANQ(AAS),
∴∠APM=∠AQN=45°,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AD=AB=CD=4,∠B=∠ADC=60°,
∵∠ANQ=90°,∠AQN=45°
∴AN=NQ=AD•sin60°=2
,DN=AD•cos60°=2,
∴CN=DN=2,CQ=CN+NQ=2+2
,
∴S四边形ABCQ=
•(AB+CQ)•AN=
•(4+2+2
)•2
=6+6
,
故答案为6+6
.
7.等边△ABC中,点D为直线BC上一动点(点D不与B、C重合),以AD为边在AD右侧作等边△ADE,连接CE.
(1)观察猜想:
如图1,当点D在线段BC上时,
①AB与CE的位置关系为 AB∥CE ;
②BC、CD、CE之间的数量关系为 BC=CE+CD .
(2)数学思考:
如图2,当点D在线段CB的延长线上时,结论①,②是否仍然成立?
若成立,请给予证明:
若不成立,请你写出正确结论再给予证明.
(3)拓展延伸:
①当点D在线段BC上时,已知AB=2,以A、C、D.E为顶点的四边形的面积为
.
②已知AB=2,当点D在直线CB上运动的过程中,BE的值最小时,DE的长为
.
【解答】解:
(1)观察猜想:
①∵△ABC是等边三角形,
∴AB=AC=BC,∠BAC=60°,
又∵△ADE是等边三角形,
∴AD=AE,∠DAE=60°,
∴∠BAC=∠DAE,即∠BAD+∠DAC=∠DAC+∠CAE,
∴∠BAD=∠CAE,
在△BAD和△CAE中
,
∴△BAD≌△CAE(SAS),
∴∠ABC=∠ACE=60°,
∴∠BAC=∠ACE,
∴AB∥CE,
故答案为:
AB∥CE;
②∵△BAD≌△CAE,
∴BD=CE,
∴BC=BD+CD,
∴BC=CE+CD,
故答案为BC=CE+CD;
(2)AB∥CE仍然成立,BC=CE+CD不成立,数量关系为:
BC=CD﹣CE
证明如下:
∵△ABC是等边三角形,
∴AB=AC=BC,∠BAC=60°,
又∵△ADE是等边三角形,
∴AD=AE,∠DAE=60°,
∴∠BAC=∠DAE,即∠BAD+∠BAE=∠BAE+∠CAE,
∴∠BAD=∠CAE,
在△BAD和△CAE中
,
∴△BAD≌△CAE(SAS),
∴∠ABD=∠ACE,BD=CE,
∴BC=CD﹣BD,
即BC=CD﹣CE,
∵∠ABD+∠ABC=180°,
∴∠ABD=120°=∠ACE,
∴∠ACE+∠BAC=180°,
∴AB∥CE;
(3)①∵△BAD≌△CAE,
∴S△ABD=S△CAE,
∴S四边形ADCE=S△ABC=
×22=
,
②由图1可得∠ACE=60°,由图2可得∠ACE=120°,
∴点E在∠ACB的外角的角平分线所在的直线上,
由垂线段最短可得,当BE⊥CE时,BE有最小值,如图3,
∴∠EBC=30°,∠ABC=60°,BE⊥CE,
∴CE=
BC=1,BE=
CE=
,∠ABE=90°
∴DE=AE=
=
=
,
故答案为:
.
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