
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2023-2024学年广东省深圳市南山实验教育集团八年级(下)期中数学试卷
展开1.(3分)下列图标中,既是中心对称图形,又是轴对称图形的是( )
A.B.C.D.
2.(3分)如图,要用“HL”证明Rt△ABC≌Rt△ABD,则需要添加的一个条件是( )
A.∠C=∠DB.AC=BDC.BC=BDD.AD=BC
3.(3分)如图,在平行四边形ABCD中,BD=CD,AE⊥BD于点E,若∠C=70°,则∠BAE=( )
A.50°B.60°C.70°D.80°
4.(3分)下列各式变形中,是因式分解的是( )
A.a2﹣2ab+b2=(a﹣b)2B.2(x﹣y)=2x﹣2y
C.(x+2)(x﹣2)=x2﹣4D.x2+2x+3=(x+1)2+2
5.(3分)如果不等式(a﹣3)x<a﹣3的解集为x>1,则a必须满足的条件是( )
A.a>0B.a>3C.a≠3D.a<3
6.(3分)如图,△ABC沿着点B到点C的方向平移到△DEF的位置,∠B=90°,AB=6,DH=4,平移距离为7,则阴影部分的面积为( )
A.12B.16C.28D.24
7.(3分)下列分式变形从左到右一定成立的是( )
A.B.C.D.
8.(3分)已知一次函数y=kx+b(k≠0)的图象如图所示,则不等式kx+b≤0的解集是( )
A.x≤2B.x<2C.x≥2D.x>2
9.(3分)如图,∠AOB=30°.按下列步骤作图:①在射线OA上取一点C,以点O为圆心,OC长为半径作圆弧DE,交射线OB于点F,连接CF;②以点F为圆心,CF长为半径作圆弧,交弧DE于点G;③连接FG、CG,作射线OG.根据以上作图过程及所作图形,下列结论中错误的是( )
A.∠AOG=60°B.OF垂直平分CG
C.OG=CGD.OC=2FG
10.(3分)如图,平行四边形ABCD中,AD=2AB,CE⊥AB于点E,CE的垂直平分线MN分别交AD、BC于M、N,交CE于O,连接CM、EM,下列结论:①∠AEM=∠DCM;②AM=DM;③∠BCD=2∠DCM;④S四边形BEON=S△CDM.其中正确的个数有( )
A.1个B.2个C.3个D.4个
二、填空题(共5小题,每题3分,共15分)
11.(3分)要使式子有意义,则x的取值范围是 .
12.(3分)因式分解:x2y﹣2xy+y= .
13.(3分)如图,在△ABC中,∠C=90°,AD平分∠CAB,CD=1,AB=4,则△ABD的面积是 .
14.(3分)若关于x的方程有增根,则m的值是 .
15.(3分)如图,在△ABC中,∠A=90°,AB=AC,∠ABC的角平分线交AC于D,BD=,过点C作CE⊥BD交BD的延长线于E,则CE的长为 .
三、解答题(共7题,共55分)
16.(12分)计算:
(1)解不等式组:;
(2)解不等式组:;
(3)因式分解:a3﹣6a2+9a;
(4)因式分解:x2(x﹣3)+4(3﹣x).
17.(7分)如图,在平面直角坐标系中,已知△ABC的三个顶点坐标分别是A(1,1),B(4,1),C(3,3).
(1)将△ABC向左平移5个单位得到△A′B′C′,则C′的坐标为( , );
(2)将△ABC绕点O顺时针旋转90°后得到△A1B1C1,画出△A1B1C1,并写出B1的坐标为( , );
(3)若点P为y轴上一动点,求PA+PC的最小值.
18.(6分)如图,在△ABC中,AB=AC,过CA的延长线上一点D,作DE⊥BC,垂足为E,交边AB于点F.
(1)求证:△ADF是等腰三角形;
(2)若AD=13,BE=5,F为AB的中点,求EF的长.
19.(7分)某工厂制作甲、乙两种窗户边框,已知同样用12米材料制成甲种边框的个数比制成乙种边框的个数少1个,且制成一个甲种边框比制成一个乙种边框需要多用20%的材料.
(1)求制作每个甲种边框、乙种边框各用多少米材料?
(2)如果制作甲、乙两种边框的材料共640米,要求制作乙种边框的数量不少于甲种边框数量的2倍,求应最多安排多少米材料制作甲种边框?(不计材料损耗)
20.(6分)如图,点E、F是平行四边形ABCD对角线AC上两点,BE∥DF.
(1)求证:四边形BEDF是平行四边形;
(2)若AC=8,BC=6,∠ACB=30°,求平行四边形ABCD的面积.
21.(8分)阅读下列材料:某校“数学社团”活动中,研究发现常用的分解因式的方法有提取公因式法、公式法,但还有很多的多项式只用上述方法无法分解,如:“m2﹣mn+2m﹣2n”,细心观察这个式子就会发现,前两项可以提取公因式,后两项也可提取公因式,前后两部分分别分解因式后产生了新的公因式.然后再提取公因式就可以完成整个式子的因式分解了,过程为m2﹣mn+2m﹣2n=(m2﹣mn)+(2m﹣2n)=m(m﹣n)+2(m﹣n)=(m﹣n)(m+2).“社团”将此种因式分解的方法叫做“分组分解法”,请在这种方法的启发下,解决以下问题:
(1)分解因式:a3﹣3a2﹣9a+27;
(2)已知m+n=5,m﹣n=1,求m2﹣n2+2m﹣2n的值;
(3)△ABC的三边a,b,c满足a2+ab+c2﹣bc=2ac,判断△ABC的形状并说明理由.
22.(9分)如图1,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,点D、E分别在边AB、AC上,AD=AE,连接DC,点M、P、N分别为DE、DC、BC的中点.
(1)图1中,线段PM与PN的数量关系是 ,位置关系是 .
(2)把△ADE绕点A逆时针方向旋转到图2的位置,连接MN、BD、CE,判断△PMN的形状,并说明理由.
(3)把△ADE绕点A逆时针方向旋转的过程中,如果∠ABD=30°(D在Rt△ABC内部,如图3),AB=BD,
求证:AD=CD.
2023-2024学年广东省深圳市南山实验教育集团八年级(下)期中数学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(共10小题,每小题3分,共30分)
1.(3分)下列图标中,既是中心对称图形,又是轴对称图形的是( )
A.B.C.D.
【分析】根据轴对称图形和中心对称图形的定义解答即可.
【解答】解:A.该图形不是轴对称图形,是中心对称图形,故本选项不符合题意;
B.该图形既是轴对称图形又是中心对称图形,故本选项符合题意;
C.该图形既不是轴对称图形,也不是中心对称图形,故本选项不符合题意;
D.该图形不是轴对称图形,是中心对称图形,故本选项不符合题意.
故选:B.
2.(3分)如图,要用“HL”证明Rt△ABC≌Rt△ABD,则需要添加的一个条件是( )
A.∠C=∠DB.AC=BDC.BC=BDD.AD=BC
【分析】由于斜边AB为公共边,则添加一组直角边对应相等即可.
【解答】解:∵AB=AB,
∴当添加AC=AD或BC=BD时,Rt△ABC≌Rt△ABD(HL).
故选:C.
3.(3分)如图,在平行四边形ABCD中,BD=CD,AE⊥BD于点E,若∠C=70°,则∠BAE=( )
A.50°B.60°C.70°D.80°
【分析】由等腰三角形的性质得∠DBC=∠C=70°,则∠BDC=180°﹣∠DBC﹣∠C=40°,再由平行四边形的性质得AB∥CD,则∠ABE=∠BDC=40°,然后由直角三角形的性质即可得出结论.
【解答】解:∵BD=CD,∠C=70°,
∴∠DBC=∠C=70°,
∴∠BDC=180°﹣∠DBC﹣∠C=180°﹣70°﹣70°=40°,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB∥CD,
∴∠ABE=∠BDC=40°,
∵AE⊥BD,
∴∠AEB=90°,
∴∠BAE=90°﹣∠ABE=90°﹣40°=50°,
故选:A.
4.(3分)下列各式变形中,是因式分解的是( )
A.a2﹣2ab+b2=(a﹣b)2B.2(x﹣y)=2x﹣2y
C.(x+2)(x﹣2)=x2﹣4D.x2+2x+3=(x+1)2+2
【分析】根据因式分解的定义,整式乘法的定义,依次判断,即可求解,
【解答】解:A、是分解因式,符合题意;
B、是整式的乘法运算,不符合题意;
C、是整式的乘法运算,不符合题意;
D、不是把多项式化成整式积的形式,不符合题意.
故选:A.
5.(3分)如果不等式(a﹣3)x<a﹣3的解集为x>1,则a必须满足的条件是( )
A.a>0B.a>3C.a≠3D.a<3
【分析】根据不等式的性质,发现不等号方向改变了,说明两边同时乘或除了一个负数,由此求出a的范围即可.
【解答】解:∵不等式(a﹣3)x<a﹣3的解集为x>1,
∴a﹣3<0,
∴a<3,
故选:D.
6.(3分)如图,△ABC沿着点B到点C的方向平移到△DEF的位置,∠B=90°,AB=6,DH=4,平移距离为7,则阴影部分的面积为( )
A.12B.16C.28D.24
【分析】由S△ABC=S△DEF,推出S四边形ABEH=S阴即可解决问题.
【解答】解:∵平移距离为7,
∴BE=7,
∵AB=6,DH=4,
∴EH=6﹣4=2,
∵S△ABC=S△DEF,
∴S四边形ABEH=S阴,
∴阴影部分的面积为=×(6+2)×7=28.
故选:C.
7.(3分)下列分式变形从左到右一定成立的是( )
A.B.C.D.
【分析】根据分式的基本性质分式的基本性质:分式的分子和分母同时乘以或除以同一个不为0的整式,分式的值不变,解决即可.
【解答】解:A、,故本选项不符合题意;
B、当c≠0时才成立,故本选项不符合题意;
C、,故本选项符合题意;
D、,故本选项不符合题意;
故选:C.
8.(3分)已知一次函数y=kx+b(k≠0)的图象如图所示,则不等式kx+b≤0的解集是( )
A.x≤2B.x<2C.x≥2D.x>2
【分析】观察函数图象得可求解.
【解答】解:由图象可得:当x≤2时,kx+b≤0,
所以不等式kx+b≤0的解集为x≤2,
故选:A.
9.(3分)如图,∠AOB=30°.按下列步骤作图:①在射线OA上取一点C,以点O为圆心,OC长为半径作圆弧DE,交射线OB于点F,连接CF;②以点F为圆心,CF长为半径作圆弧,交弧DE于点G;③连接FG、CG,作射线OG.根据以上作图过程及所作图形,下列结论中错误的是( )
A.∠AOG=60°B.OF垂直平分CG
C.OG=CGD.OC=2FG
【分析】由作法得OC=OF=OG,FG=FC,根据线段垂直平分线的判定方法可判断OF垂直平分CG,则可对B选项进行判断;利用C点与G点关于OF对称得到∠FOG=∠FOC=30°,则可对A选项进行判断;通过判断△OCG为等边三角形可对C选项进行判断;利用含30度的直角三角形三边的关系得到OC=2CM,加上CF>CM,FC=FG,则可对D选项进行判断.
【解答】解:由作法得OC=OF=OG,FG=FC,
则OF垂直平分CG,所以B选项的结论正确;
∵C点与G点关于OF对称,
∴∠FOG=∠FOC=30°,
∴∠AOG=60°,所以A选项的结论正确;
∴△OCG为等边三角形,
∴OG=CG,所以C选项的结论正确;
在Rt△OCM中,∵∠COM=30°,
∴OC=2CM,
∵CF>CM,FC=FG,
∴OC≠2FG,所以D选项的结论错误.
故选:D.
10.(3分)如图,平行四边形ABCD中,AD=2AB,CE⊥AB于点E,CE的垂直平分线MN分别交AD、BC于M、N,交CE于O,连接CM、EM,下列结论:①∠AEM=∠DCM;②AM=DM;③∠BCD=2∠DCM;④S四边形BEON=S△CDM.其中正确的个数有( )
A.1个B.2个C.3个D.4个
【分析】①由平行四边形性质可得AB∥CD,由线段垂直平分线性质可得ME=MC,再根据等角的余角相等可得①正确;②构造△AME≌△DMG(ASA),即可证明②正确;③利用平行四边形性质、线段垂直平分线性质和AD=2AB可得四边形CDMN是菱形,依据菱形性质即可证明③正确;④S△CDM=S菱形CDMN,S四边形BEON<S菱形CDMN,④不一定成立;
【解答】解:延长EM交CD的延长线于G,如图,∵ABCD是平行四边形,
∴AB∥CD
∴∠AEM=∠G
∵CE⊥AB
∴CE⊥CD
∵MN垂直平分CE,
∴ME=MC
∴∠MEC=∠MCE
∵∠MEC+∠G=90°,∠MCE+∠DCM=90°
∴∠DCM=∠G
∴∠AEM=∠DCM
故①正确;
∵∠DCM=∠G
∴MC=MG
∴ME=MG
∵∠AME=∠DMG
∴△AME≌△DMG(ASA)
∴AM=DM
故②正确;
∵ABCD是平行四边形,
∴AB∥CD,AB=CD,AD∥BC,AD=BC
∵CE⊥AB,MN⊥CE
∴AB∥MN∥CD
∴四边形ABNM、四边形CDMN均为平行四边形
∴MN=AB
∵AM=MD=,AD=2AB
∴MD=CD=MN=NC
∴四边形CDMN是菱形
∴∠BCD=2∠DCM,
故③正确;
设菱形ABNM的高为h,则S△CDM=S菱形CDMN,S四边形BEON=(BE+ON)×h=ON×h
∵OM=(AE+CD)
∴CD<OM<AB
∴ON<CD
∴S四边形BEON<CD×h=S菱形CDMN,
故④不一定成立;
故选:C.
二、填空题(共5小题,每题3分,共15分)
11.(3分)要使式子有意义,则x的取值范围是 x≠2 .
【分析】根据分母不为零的条件进行解题即可.
【解答】解:要使分式有意义,
则2﹣x≠0,
解得x≠2.
故答案为:x≠2.
12.(3分)因式分解:x2y﹣2xy+y= y(x﹣1)2 .
【分析】直接提取公因式y,再利用完全平方公式分解因式得出答案.
【解答】解:原式=y(x2﹣2x+1)
=y(x﹣1)2.
故答案为:y(x﹣1)2.
13.(3分)如图,在△ABC中,∠C=90°,AD平分∠CAB,CD=1,AB=4,则△ABD的面积是 2 .
【分析】直接利用角平分线的性质得出D到AB的距离,进而利用三角形面积求法得出答案.
【解答】解:过点D作DE⊥AB于点E
∵∠C=90°,AD平分∠CAB,DE⊥AB,
∴DC=DE=1,
∵AB=4,
∴S△ABD=×DE×AB=×1×4=2.
故答案为:2.
14.(3分)若关于x的方程有增根,则m的值是 ﹣1 .
【分析】利用分式方程解法的一般步骤解分式方程,令方程的解为2得到关于m的方程,解方程即可得出结论.
【解答】解:去分母得:
1﹣(x+m)=2(x﹣2),
去括号得:
1﹣x﹣m=2x﹣4,
移项,合并同类项得:
﹣3x=m﹣5,
∴x=.
∵关于x的方程有增根,
∴=2,
∴m=﹣1.
故答案为:﹣1.
15.(3分)如图,在△ABC中,∠A=90°,AB=AC,∠ABC的角平分线交AC于D,BD=,过点C作CE⊥BD交BD的延长线于E,则CE的长为 .
【分析】延长CE交BA的延长线于F,先证△FBE和△CBE全等得CE=EF=CF,再证△ABD和△ACF全等得BD=CF=,由此可得CE的长.
【解答】解:延长CE交BA的延长线于F,如下图所示:
∵BE平分∠ABC,CE⊥BD交BD的延长线于E,
∴∠FBE=∠CBE,∠FEB=∠CEB=90°,
∴∠F+∠ABD=90°,
在△FBE和△CBE中,
∠FBE=∠CBE,BE=BE,∠FEB=∠CEB=90°,
∴△FBE≌△CBE,
∴CE=EF=CF,
在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,
∴∠BAD=∠CAF=90°,
∴∠ACF+∠F=90°,
又∵∠F+∠ABD=90°,
∴∠ABD=∠ACF,
在△ABD和△ACF中,
∠BAD=∠CAF=90°,AB=AC,∠ABD=∠ACF,
∴△ABD≌△ACF(ASA),
∴BD=CF=,
∴CE=CF=.
故答案为:.
三、解答题(共7题,共55分)
16.(12分)计算:
(1)解不等式组:;
(2)解不等式组:;
(3)因式分解:a3﹣6a2+9a;
(4)因式分解:x2(x﹣3)+4(3﹣x).
【分析】(1)先求出不等式组中每一个不等式的解集,再求出它们的公共部分即可;
(2)先求出不等式组中每一个不等式的解集,再求出它们的公共部分即可;
(3)先提公因式,再利用完全平方公式继续分解即可解答;
(4)先提公因式,再利用平方差公式继续分解即可解答.
【解答】解:(1),
解不等式①,得x>﹣2,
解不等式②,得x<2,
所以原不等式组的解集为:﹣2<x<2;
(2),
解不等式①,得x≥﹣2,
解不等式②,得x<5,
所以原不等式组的解集为:﹣2≤x<5;
(3)a3﹣6a2+9a
=a(a2﹣6a+9)
=a(a﹣3)2;
(4)x2(x﹣3)+4(3﹣x)
=x2(x﹣3)﹣4(x﹣3)
=(x﹣3)(x2﹣4)
=(x﹣3)(x+2)(x﹣2).
17.(7分)如图,在平面直角坐标系中,已知△ABC的三个顶点坐标分别是A(1,1),B(4,1),C(3,3).
(1)将△ABC向左平移5个单位得到△A′B′C′,则C′的坐标为( ﹣2 , 3 );
(2)将△ABC绕点O顺时针旋转90°后得到△A1B1C1,画出△A1B1C1,并写出B1的坐标为( 1 , ﹣4 );
(3)若点P为y轴上一动点,求PA+PC的最小值.
【分析】(1)根据平移的性质即可将△ABC向左平移5个单位得到△A′B′C′,进而可得C′的坐标;
(2)根据旋转的性质即可将△ABC绕点O顺时针旋转90°后得到△A1B1C1,进而写出B1的坐标;
(3)找点A关于y轴的对称点A″,然后连接A″C交y轴于点P,根据网格和勾股定理即可求PA+PC的最小值.
【解答】解:(1)如图,△A′B′C′即为所求,C′的坐标为(﹣2,3);
故答案为:﹣2,3;
(2)如图,△A1B1C1即为所求;B1的坐标为(1,﹣4);
故答案为:1,﹣4;
(3)如图,点P为y轴上一动点,
∴PA+PC的最小值=PA″+PC=A″C==2.
18.(6分)如图,在△ABC中,AB=AC,过CA的延长线上一点D,作DE⊥BC,垂足为E,交边AB于点F.
(1)求证:△ADF是等腰三角形;
(2)若AD=13,BE=5,F为AB的中点,求EF的长.
【分析】(1)因为AB=AC,所以∠B=∠C,再利用DE⊥BC进行角之间的转换,得出∠D=∠DFA,推导出△ADF是等腰三角形;
(2)根据勾股定理计算EF的长.
【解答】解:(1)证明:∵在△ABC中,AB=AC,
∴∠B=∠C,
∵DE⊥BC,
∴∠B+∠BFE=90°,∠C+∠D=90°,
∴∠BFE=∠D,
又∵∠BFE=∠AFD,
∴∠D=∠AFD,
∴△ADF 是等腰三角形;
(2)∵F为AB的中点,
∴AF=BF,
∵△ADF是等腰三角形,
BF=AF=AD=13,
∵DE⊥BC,
∴EF==12,
答:EF的长为12.
19.(7分)某工厂制作甲、乙两种窗户边框,已知同样用12米材料制成甲种边框的个数比制成乙种边框的个数少1个,且制成一个甲种边框比制成一个乙种边框需要多用20%的材料.
(1)求制作每个甲种边框、乙种边框各用多少米材料?
(2)如果制作甲、乙两种边框的材料共640米,要求制作乙种边框的数量不少于甲种边框数量的2倍,求应最多安排多少米材料制作甲种边框?(不计材料损耗)
【分析】(1)设制作每个乙种边框用x米材料,则制作甲种边框用(1+20%)x米材料,根据“同样用12米材料制成甲种边框的个数比制成乙种边框的个数少1个”,列出方程,即可解答;
(2)根据所需要材料的总长度l=甲的材料的总长度+乙的材料的总长度,列出函数关系式;再根据“乙种边框的数量不少于甲种边框数量的2倍”列出不等式并解答.
【解答】解:(1)设制作每个乙种边框用x米材料,则制作甲种边框用(1+20%)x米材料,
由题意,得﹣1=,
解得:x=2,
经检验,x=2是原方程的解,
∴(1+20%)x=2.4(米),
答:制作每个甲种用2.4米材料;制作每个乙种用2米材料.
(2)设应安排制作甲种边框需要a米,则安排制作乙种边框需要(640﹣a)米,
由题意,得≥×2.
解得a≤240,
答:最多安排240米材料制作甲种边框.
20.(6分)如图,点E、F是平行四边形ABCD对角线AC上两点,BE∥DF.
(1)求证:四边形BEDF是平行四边形;
(2)若AC=8,BC=6,∠ACB=30°,求平行四边形ABCD的面积.
【分析】(1)先证∠ACB=∠CAD,再证出△BEC≌△DFA,从而得出BE=DF,结合BE∥DF,即可判定四边形BEDF是平行四边形;
(2)过A点作AG⊥BC,交CB的延长线于G,根据含30°角的直角三角形的性质得出AG,进而利用平行四边形的面积解答即可.
【解答】(1)证明:平行四边形ABCD中,AD∥BC,AD=BC,
∴∠ACB=∠CAD,
又∵BE∥DF,
∴∠BEC=∠DFA,
在△BEC和△DFA中,
,
∴△BEC≌△DFA(AAS),
∴BE=DF,
又BE∥DF,
∴四边形BEDF是平行四边形;
(2)解:过A点作AG⊥BC,交CB的延长线于G,
在Rt△AGC中,AC=8,∠ACB=30°,
∴AG=4,
∵BC=6,
∴平行四边形ABCD的面积=BC•AG=4×6=24.
21.(8分)阅读下列材料:某校“数学社团”活动中,研究发现常用的分解因式的方法有提取公因式法、公式法,但还有很多的多项式只用上述方法无法分解,如:“m2﹣mn+2m﹣2n”,细心观察这个式子就会发现,前两项可以提取公因式,后两项也可提取公因式,前后两部分分别分解因式后产生了新的公因式.然后再提取公因式就可以完成整个式子的因式分解了,过程为m2﹣mn+2m﹣2n=(m2﹣mn)+(2m﹣2n)=m(m﹣n)+2(m﹣n)=(m﹣n)(m+2).“社团”将此种因式分解的方法叫做“分组分解法”,请在这种方法的启发下,解决以下问题:
(1)分解因式:a3﹣3a2﹣9a+27;
(2)已知m+n=5,m﹣n=1,求m2﹣n2+2m﹣2n的值;
(3)△ABC的三边a,b,c满足a2+ab+c2﹣bc=2ac,判断△ABC的形状并说明理由.
【分析】(1)首先将前两项组合提取公因式,后两项组合提取公因式,然后提取新的公因式即可;
(2)首先将前两项以及后两项组合,前两项利用平方差公式分解因式,后两项提取公因式法分解因式,再提取新的公因式即可;
(3)先将原式变形为a2﹣2ac+c2+(ab﹣bc)=0,前三项利用完全平方公式分解因式,后两项提取公因式,得到(a﹣c)2+b(a﹣c)=0,再提取一次公因式即可判断.
【解答】解:(1)a3﹣3a2﹣9a+27
=a2(a﹣3)﹣9(a﹣3)
=(a﹣3)(a2﹣9)
=(a﹣3)2(a+3);
(2)m2﹣n2+2m﹣2n
=(m2﹣n2)﹣(2n﹣2m)
=(m+n)(m﹣n)﹣2(n﹣m)
=(m+n)(m﹣n)+2(m﹣n)
=(m﹣n)(m+n+2),
∵m+n=5,m﹣n=1,
∴原式=1×(5+2)=7;
(3)△ABC是等腰三角形,理由如下:
∵a2+ab+c2﹣bc=2ac,
∴a2﹣2ac+c2+(ab﹣bc)=0,
∴(a﹣c)2+b(a﹣c)=0,
∴(a﹣c)(a﹣c+b)=0,
∵a﹣c+b>0,
∴a﹣c=0,即a=c,
∴△ABC是等腰三角形.
22.(9分)如图1,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,点D、E分别在边AB、AC上,AD=AE,连接DC,点M、P、N分别为DE、DC、BC的中点.
(1)图1中,线段PM与PN的数量关系是 PM=PN ,位置关系是 PM⊥PN .
(2)把△ADE绕点A逆时针方向旋转到图2的位置,连接MN、BD、CE,判断△PMN的形状,并说明理由.
(3)把△ADE绕点A逆时针方向旋转的过程中,如果∠ABD=30°(D在Rt△ABC内部,如图3),AB=BD,
求证:AD=CD.
【分析】(1)利用三角形的中位线得出PM=CE,PN=BD,进而判断出BD=CE,即可得出结论,再利用三角形的中位线得出PM∥CE得出∠DPM=∠DCA,最后用互余即可得出结论;
(2)先判断出△ABD≌△ACE,得出BD=CE,同(1)的方法得出PM=BD,PN=BD,即可得出PM=PN,同(1)的方法即可得出结论;
(3)先判断出∠BAG=60°,AG=AB=AC,进而求出∠BAD=∠BDA=75°,即可得出∠GAD=∠DAC,进而得出△ADG≌△ADH,得出AH=AG,即可得出结论.
【解答】解:(1)∵点P,N是BC,CD的中点,
∴PN∥BD,PN=BD,
∵点P,M是CD,DE的中点,
∴PM∥CE,PM=CE,
∵AB=AC,AD=AE,
∴BD=CE,
∴PM=PN,
∵PN∥BD,
∴∠DPN=∠ADC,
∵PM∥CE,
∴∠DPM=∠DCA,
∵∠BAC=90°,
∴∠ADC+∠ACD=90°,
∴∠MPN=∠DPM+∠DPN=∠DCA+∠ADC=90°,
∴PM⊥PN,
故答案为:PM=PN,PM⊥PN,
(2)△PMN是等腰直角三角形,理由:
由旋转知,∠BAD=∠CAE,
∵AB=AC,AD=AE,
∴△ABD≌△ACE(SAS),
∴∠ABD=∠ACE,BD=CE,
同(1)的方法,利用三角形的中位线得,PN=BD,PM=CE,
∴PM=PN,
∴△PMN是等腰三角形,
同(1)的方法得,PM∥CE,
∴∠DPM=∠DCE,
同(1)的方法得,PN∥BD,
∴∠PNC=∠DBC,
∵∠DPN=∠DCB+∠PNC=∠DCB+∠DBC,
∴∠MPN=∠DPM+∠DPN=∠DCE+∠DCB+∠DBC
=∠BCE+∠DBC=∠ACB+∠ACE+∠DBC
=∠ACB+∠ABD+∠DBC=∠ACB+∠ABC,
∵∠BAC=90°,
∴∠ACB+∠ABC=90°,
∴∠MPN=90°,
∴△PMN是等腰直角三角形,
(3)如图3,过点A作AG⊥BD于G,过点D作DH⊥AC于H,
∴∠BAG=60°,AG=AB=AC,
∵AB=BD,
∴∠BAD=∠BDA=75°,
∴∠GAD=15°,∠DAC=∠BAC﹣∠BAD=15°,
∴∠GAD=∠DAC,
∴△ADG≌△ADH,
∴AH=AG,
∴AH=AC,
∴CH=AH,
∵DH⊥AC,
∴AD=CD.
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