2021-2022学年北京市海淀区八年级(上)期中数学试卷( word版,解析版)
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这是一份2021-2022学年北京市海淀区八年级(上)期中数学试卷( word版,解析版),共28页。试卷主要包含了选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
2021-2022学年北京市海淀区八年级(上)期中数学试卷
一、选择题(每题3分,共16分)
1.(3分)冬季奥林匹克运动会是世界规模最大的冬季综合性运动会,每四年举办一届.第24届冬奥会将于2022年在北京和张家口举办.下列四个图分别是四届冬奥会图标中的一部分,其中是轴对称图形的为( )
A. B.
C. D.
2.(3分)下列运算正确的是( )
A.x2•x3=x6 B.x2+x2=2x4 C.x6÷x2=x3 D.(﹣2x)2=4x2
3.(3分)已知:如图,D、E分别在AB、AC上,若AB=AC,AD=AE,∠A=60°,∠B=25°,则∠BDC的度数是( )
A.95° B.90° C.85° D.80°
4.(3分)下列等式中,从左到右的变形是因式分解的是( )
A.x(x﹣2)=x2﹣2x B.(x+1)2=x2+2x+1
C.x2﹣4=(x+2)(x﹣2) D.x+2=x(1+)
5.(3分)如图,在△ABC中,AB=AC,∠A=40°,AB的垂直平分线MN交AC于点D,则∠DBC的度数是( )
A.20° B.30° C.40° D.50°
6.(3分)小聪在用直尺和圆规作一个角等于已知角时,具体过程是这样的:
已知:∠AOB.
求作:∠A′O′B′,使∠A′O′B′=∠AOB.
作法:(1)如图,以点O为圆心,任意长为半径画弧,分别交OA,OB于点C,D;
(2)画一条射线O′A′,以点O′为圆心,OC长为半径画弧,交O′A′于点C′;
(3)以点C'为圆心,CD长为半径画弧,与第(2)步中所画的弧相交于点D′;
(4)过点D'画射线O′B′,则∠A′O′B′=∠AOB.
小聪作法正确的理由是( )
A.由SSS可得△O′C′D′≌△OCD,进而可证∠A′O′B′=∠AOB
B.由SAS可得△O′C′D′≌△OCD,进而可证∠A′O′B′=∠AOB
C.由ASA可得△O′C′D′≌△OCD,进而可证∠A′O′B′=∠AOB
D.由“等边对等角”可得∠A′O′B′=∠AOB
7.(3分)如果m2+m=5,那么代数式m(m﹣2)+(m+2)2的值为( )
A.14 B.9 C.﹣1 D.﹣6
8.(3分)已知长方形ABCD可以按图示方式分成九部分,在a,b变化的过程中,下面说法正确的有( )
①长方形ABCD的长宽之比可能为2;
②图中存在三部分的周长之和恰好等于长方形ABCD的周长;
③当长方形ABCD为正方形时,九部分都为正方形;
④当长方形ABCD的周长为60时,它的面积可能为100.
A.②③ B.①③ C.②③④ D.①③④
二、填空题(每题2分,共16分)
9.(2分)直接写出计算结果:(2ab2)3= .
10.(2分)点M(﹣1,﹣3)关于x轴对称的点的坐标是 .
11.(2分)如果等腰三角形的一个底角是80°,那么顶角是 度.
12.(2分)分解因式:x2﹣6x+9= .
13.(2分)如图,在△ABC中,∠C=90°,AD平分∠CAB,CD=1,AB=4,则△ABD的面积是 .
14.(2分)已知(a+b)2=32,a﹣b=2,则ab= .
15.(2分)如图,在△ABC中,AB=AC,点D在BC上(不与点B,C重合).只需添加一个条件即可证明△ABD≌△ACD,这个条件可以是 (写出一个即可).
16.(2分)如图,已知∠MON,在边ON 上顺次取点P1,P3,P5…,在边OM 上顺次取点P2,P4,P6…,使得OP1=P1P2=P2P3=P3P4=P4P5…,得到等腰△OP1P2,△P1P2P3,△P2P3P4,△P3P4P5…
(1)若∠MON=30°,可以得到的最后一个等腰三角形是 ;
(2)若按照上述方式操作,得到的最后一个等腰三角形是△P3P4P5,则∠MON 的度数α 的取值范围是 .
三、解答题(17,18题每小题12分,19、20题每题4分,21题5分,22题4分,23题3分,24题5分,25题4分,26题6分,27题7分,共60分)
17.(12分)计算:
(1)6x2•3xy.
(2)(3x+1)(x﹣2).
(3)(6x4﹣9x3)÷3x2.
(4)(x+2y)2.
18.(6分)分解因式:
(1)12xyz﹣9x2y2;
(2)a2m﹣25m.
19.(4分)如图,点B、E、C、F在同一条直线上,AB=DE,AC=DF,BE=CF,求证:AB∥DE.
20.(4分)先化简,再求值:(2a+b)(2a﹣b)﹣4a(a﹣3b),其中a=﹣1,b=2.
21.(5分)在直角坐标系中,△ABC的三个顶点的位置如图所示.
(1)请画出△ABC关于y轴对称的△A′B′C′(其中A′,B′,C′分别是A,B,C的对应点,不写画法);
(2)直接写出A′,B′,C′三点的坐标:( ),B′( ),C′( ).
(3)点Q在坐标轴上,且满足△BCQ是等腰三角形,则所有符合条件的Q点有 个.
22.(4分)如图,点D、E在△ABC的BC边上,AB=AC,AD=AE.求证:BD=CE.
23.(3分)如图,某地有两所大学和两条交叉的公路.图中点M,N表示大学,OA,OB表示公路,现计划修建一座物资仓库,希望仓库到两所大学的距离相同,到两条公路的距离也相同,你能确定出仓库P应该建在什么位置吗?请在图中画出你的设计.(尺规作图,不写作法,保留作图痕迹)
24.(5分)如图,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,D是AC边上一点,连接BD,EC⊥AC,且AE=BD,AE与BC交于点F.
(1)求证:CE=AD;
(2)当AD=CF时,求证:BD平分∠ABC.
25.(4分)小明在学习有关整式的知识时,发现一个有趣的现象:对于关于x的多项式x2﹣2x+3,由于x2﹣2x+3=(x﹣1)2+2,所以当x﹣1取任意一对互为相反数的数时,多项式x2﹣2x+3的值是相等的.例如,当x﹣1=±1,即x=2或0时,x2﹣2x+3的值均为3;当x﹣1=±2,即x=3或﹣1时,x2﹣2x+3的值均为6.于是小明给出一个定义:
对于关于x的多项式,若当x﹣t取任意一对互为相反数的数时,该多项式的值相等,就称该多项式关于x=t对称.例如x2﹣2x+3关于x=1对称.
请结合小明的思考过程,运用此定义解决下列问题:
(1)多项式x2﹣4x+6关于x= 对称;
(2)若关于x的多项式x2+2ax+3关于x=4对称,求a的值;
(3)整式(x2+8x+16)(x2﹣6x+9)关于x= 对称.
26.(6分)课堂上,老师提出了这样一个问题:
如图1,在△ABC中,AD平分∠BAC交BC于点D,且AB+BD=AC.
求证:∠ABC=2∠ACB.
小明的方法是:如图2,在AC上截取AE,使AE=AB,连接DE,构造全等三角形来证明结论.
(1)小天提出,如果把小明的方法叫做“截长法”,那么还可以用“补短法”通过延长线段AB构造全等三角形进行证明.辅助线的画法是:延长AB至F,使BF= ,连接DF.
请补全小天提出的辅助线的画法,并在图1中画出相应的辅助线;
(2)小芸通过探究,将老师所给的问题做了进一步的拓展,给同学们提出了如下的问题:
如图3,点D在△ABC的内部,AD,BD,CD分别平分∠BAC,∠ABC,∠ACB,且AB+BD=AC.求证:∠ABC=2∠ACB.
请你解答小芸提出的这个问题;
(3)小东将老师所给问题中的一个条件和结论进行交换,得到的命题如下:
如果在△ABC中,∠ABC=2∠ACB,点D在边BC上,AB+BD=AC,那么AD平分∠BAC.
小东判断这个命题也是真命题,老师说小东的判断是正确的.请你利用图4对这个命题进行证明.
27.(7分)如图,在平面直角坐标系xOy中,直线l经过点M(3,0),且平行于y轴.给出如下定义:点P(x,y)先关于y轴对称得点P1,再将点P1关于直线l对称得点P′,则称点P′是点P关于y轴和直线l的二次反射点.
(1)已知A(﹣4,0),B(﹣2,0),C(﹣3,1),则它们关于y轴和直线l的二次反射点A′,B′,C′的坐标分别是 ;
(2)若点D的坐标是(a,0),其中a<0,点D关于y轴和直线l的二次反射点是点D′,求线段DD′的长;
(3)已知点E(4,0),点F(6,0),以线段EF为边在x轴上方作正方形EFGH,若点P(a,1),Q(a+1,1)关于y轴和直线l的二次反射点分别为P′,Q′,且线段P′Q′与正方形EFGH的边有公共点,求a的取值范围.
2021-2022学年北京市海淀区八年级(上)期中数学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(每题3分,共16分)
1.(3分)冬季奥林匹克运动会是世界规模最大的冬季综合性运动会,每四年举办一届.第24届冬奥会将于2022年在北京和张家口举办.下列四个图分别是四届冬奥会图标中的一部分,其中是轴对称图形的为( )
A. B.
C. D.
【分析】根据轴对称图形的概念对各选项分析判断即可得解.
【解答】解:A、不是轴对称图形,故本选项不合题意;
B、不是轴对称图形,故本选项不合题意;
C、不是轴对称图形,故本选项不合题意;
D、是轴对称图形,故本选项符合题意.
故选:D.
2.(3分)下列运算正确的是( )
A.x2•x3=x6 B.x2+x2=2x4 C.x6÷x2=x3 D.(﹣2x)2=4x2
【分析】选项A根据同底数幂的乘法法则判断即可,同底数幂的乘法法则:同底数幂相乘,底数不变,指数相加;
选项B根据合并同类项法则判断即可,合并同类项的法则:把同类项的系数相加,所得结果作为系数,字母和字母的指数不变;
选项C根据同底数幂的除法法则判断即可,同底数幂的除法法则:底数不变,指数相减;
选项D根据幂的乘方与积的乘方运算法则判断即可,幂的乘方法则:底数不变,指数相乘;积的乘方法则:把每一个因式分别乘方,再把所得的幂相乘.
【解答】解:A.x2•x3=x5,故本选项不合题意;
B.x2+x2=2x2,故本选项不合题意;
C.x6÷x2=x4,故本选项不合题意;
D.(﹣2x)2=4x2,故本选项符合题意;
故选:D.
3.(3分)已知:如图,D、E分别在AB、AC上,若AB=AC,AD=AE,∠A=60°,∠B=25°,则∠BDC的度数是( )
A.95° B.90° C.85° D.80°
【分析】根据SAS证△ABE≌△ACD,推出∠C=∠B,求出∠C的度数,根据三角形的外角性质得出∠BDC=∠A+∠C,代入求出即可.
【解答】解:在△ABE和△ACD中,
,
∴△ABE≌△ACD(SAS),
∴∠C=∠B,
∵∠B=25°,
∴∠C=25°,
∵∠A=60°,
∴∠BDC=∠A+∠C=85°,
故选:C.
4.(3分)下列等式中,从左到右的变形是因式分解的是( )
A.x(x﹣2)=x2﹣2x B.(x+1)2=x2+2x+1
C.x2﹣4=(x+2)(x﹣2) D.x+2=x(1+)
【分析】根据因式分解是把一个多项式转化成几个整式乘积的形式,可得答案.
【解答】解:A、是整式的乘法,不是因式分解,故此选项不符合题意;
B、是整式的乘法,不是因式分解,故此选项不符合题意;
C、把一个多项式转化成几个整式乘积的形式,是因式分解,故此选项符合题意;
D、没把一个多项式转化成几个整式乘积的形式,不是因式分解,故此选项不符合题意.
故选:C.
5.(3分)如图,在△ABC中,AB=AC,∠A=40°,AB的垂直平分线MN交AC于点D,则∠DBC的度数是( )
A.20° B.30° C.40° D.50°
【分析】根据等腰三角形的性质、三角形内角和定理求出∠ABC,根据线段垂直平分线的性质得到DA=DB,得到∠DBA=∠A=40°,计算即可.
【解答】解:∵AB=AC,∠A=40°,
∴∠ABC=∠C=70°,
∵MN是AB的垂直平分线,
∴DA=DB,
∴∠DBA=∠A=40°,
∴∠DBC=∠ABC﹣∠ABD=30°,
故选:B.
6.(3分)小聪在用直尺和圆规作一个角等于已知角时,具体过程是这样的:
已知:∠AOB.
求作:∠A′O′B′,使∠A′O′B′=∠AOB.
作法:(1)如图,以点O为圆心,任意长为半径画弧,分别交OA,OB于点C,D;
(2)画一条射线O′A′,以点O′为圆心,OC长为半径画弧,交O′A′于点C′;
(3)以点C'为圆心,CD长为半径画弧,与第(2)步中所画的弧相交于点D′;
(4)过点D'画射线O′B′,则∠A′O′B′=∠AOB.
小聪作法正确的理由是( )
A.由SSS可得△O′C′D′≌△OCD,进而可证∠A′O′B′=∠AOB
B.由SAS可得△O′C′D′≌△OCD,进而可证∠A′O′B′=∠AOB
C.由ASA可得△O′C′D′≌△OCD,进而可证∠A′O′B′=∠AOB
D.由“等边对等角”可得∠A′O′B′=∠AOB
【分析】先利用作法得到OD=OC=OD′=OC′,CD=C′D′,然后根据全等三角形的判定方法对各选项进行判断.
【解答】解:由作图得OD=OC=OD′=OC′,CD=C′D′,
则根据“SSS”可判断△C′O′D′≌△COD.
故选:A.
7.(3分)如果m2+m=5,那么代数式m(m﹣2)+(m+2)2的值为( )
A.14 B.9 C.﹣1 D.﹣6
【分析】直接利用单项式乘多项式计算,再把已知代入得出答案.
【解答】解:m(m﹣2)+(m+2)2
=m2﹣2m+m2+4m+4
=2m2+2m+4.
当m2+m=5时,原式=2(m2+m)+4=2×5+4=10+4=14.
故选:A.
8.(3分)已知长方形ABCD可以按图示方式分成九部分,在a,b变化的过程中,下面说法正确的有( )
①长方形ABCD的长宽之比可能为2;
②图中存在三部分的周长之和恰好等于长方形ABCD的周长;
③当长方形ABCD为正方形时,九部分都为正方形;
④当长方形ABCD的周长为60时,它的面积可能为100.
A.②③ B.①③ C.②③④ D.①③④
【分析】假设长方形的长宽比是2,推导出与已知的矛盾,排除①,根据正方形定义和长方形的周长公式判断②③,根据长方形的周长为60,推导出该长方形的面积大于100,从而说明④错误.
【解答】解:如图:
①长方形的长为a+2b,宽为2a+b,若该长方形的长宽之比为2,则a+2b=2(2a+b),
解得a=0.这与题意不符,故①的说法不正确;
②四边形AEFG、FHKM、SKWC的周长之和等于长方形ABCD的周长,故②正确;
③当长方形ABCD为正方形时,2a+b=a+2b,
所以a=b,所以九部分都为正方形,故③的说法正确;
④当长方形ABCD的周长为60时,即2(2a+b+a+2b)=60,
整理,得a+b=10,
∴四边形GHWD的面积为100,长方形ABCD的面积大于100,故④的说法不正确.
综上所述,正确的是:②③.
故选:A.
二、填空题(每题2分,共16分)
9.(2分)直接写出计算结果:(2ab2)3= 8a3b6 .
【分析】利用积的乘方的法则对式子进行运算即可.
【解答】解:(2ab2)3
=23×a3(b2)3
=8a3b6.
故答案为:8a3b6.
10.(2分)点M(﹣1,﹣3)关于x轴对称的点的坐标是 (﹣1,3) .
【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”解答.
【解答】解:点M(﹣1,﹣3)关于x轴对称的点的坐标是(﹣1,3).
故答案为:(﹣1,3).
11.(2分)如果等腰三角形的一个底角是80°,那么顶角是 20 度.
【分析】由已知等腰三角形的一个底角是80°,利用等腰三角形的性质得另一个底角也是80°,结合三角形内角和定理可求顶角的度数
【解答】解:∵三角形是等腰三角形,
∴两个底角相等,
∵等腰三角形的一个底角是80°,
∴另一个底角也是80°,
∴顶角的度数为180°﹣80°﹣80°=20°.
故填20.
12.(2分)分解因式:x2﹣6x+9= (x﹣3)2 .
【分析】原式利用完全平方公式分解即可.
【解答】解:原式=(x﹣3)2.
故答案为:(x﹣3)2
13.(2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.(2分)已知(a+b)2=32,a﹣b=2,则ab= 7 .
【分析】由a﹣b=2,得(a﹣b)2=a2+b2﹣2ab=4.由(a+b)2=32,得a2+b2+2ab=32,那么(a+b)2﹣(a﹣b)2=4ab=28,从而解决此题.
【解答】解:∵a﹣b=2,
∴(a﹣b)2=a2+b2﹣2ab=4.
∵(a+b)2=32,
∴a2+b2+2ab=32.
∴(a+b)2﹣(a﹣b)2=4ab=28.
∴ab=7.
故答案为:7.
15.(2分)如图,在△ABC中,AB=AC,点D在BC上(不与点B,C重合).只需添加一个条件即可证明△ABD≌△ACD,这个条件可以是 BD=CD (写出一个即可).
【分析】由题意可得∠ABC=∠ACD,AB=AC,即添加一组边对应相等,可证△ABD与△ACD全等.
【解答】解:∵AB=AC,
∴∠ABD=∠ACD,
添加BD=CD,
∴在△ABD与△ACD中
,
∴△ABD≌△ACD(SAS),
故答案为:BD=CD.
16.(2分)如图,已知∠MON,在边ON 上顺次取点P1,P3,P5…,在边OM 上顺次取点P2,P4,P6…,使得OP1=P1P2=P2P3=P3P4=P4P5…,得到等腰△OP1P2,△P1P2P3,△P2P3P4,△P3P4P5…
(1)若∠MON=30°,可以得到的最后一个等腰三角形是 △P1P2P3 ;
(2)若按照上述方式操作,得到的最后一个等腰三角形是△P3P4P5,则∠MON 的度数α 的取值范围是 18°≤α<22.5° .
【分析】(1)利用等腰三角形的性质求出∠OP2P3即可判断.
(2)由题意要使得得到的最后一个等腰三角形是△P3P4P5,需要满足:∠P4P3P5=4α<90°且∠MP4P5=5α≥90°,解不等式即可解决问题.
【解答】解:(1)∵OP1=P1P2=P2P3,
∴∠OP2P1=∠O=30°,
∠P2P1P3=∠P2P3P1=60°,
∴∠OP2P3=90°,
∴△P2P3P4不存在,
∴得到的最后一个等腰三角形是△P1P2P3.
故答案为△P1P2P3.
(2)由题意要使得到的最后一个等腰三角形是△P3P4P5,
需要满足:∠P4P3P5=4α<90°且∠MP4P5=5α≥90°,
∴18°≤α<22.5°,
故答案为18°≤α<22.5°.
三、解答题(17,18题每小题12分,19、20题每题4分,21题5分,22题4分,23题3分,24题5分,25题4分,26题6分,27题7分,共60分)
17.(12分)计算:
(1)6x2•3xy.
(2)(3x+1)(x﹣2).
(3)(6x4﹣9x3)÷3x2.
(4)(x+2y)2.
【分析】(1)利用单项式乘以单项式计算法则进行计算;
(2)利用多项式乘以多项式计算法则,再算加减即可;
(3)多项式除以单项式计算法则进行计算,然后再计算减法即可;
(4)利用完全平方公式计算即可.
【解答】解:(1)6x2•3xy=18x3y.
(2)(3x+1)(x﹣2)
=3x2﹣6x+x﹣2
=3x2﹣5x﹣2.
(3)(6x4﹣9x3)÷3x2
=6x4÷3x2﹣9x3÷3x2
=2x2﹣3x.
(4)(x+2y)2
=x2+4y2+4xy.
18.(6分)分解因式:
(1)12xyz﹣9x2y2;
(2)a2m﹣25m.
【分析】(1)直接提公因式3xy即可;
(2)先提公因式m,再应用平方差公式.
【解答】解:(1)原式=3xy(4z﹣3xy);
(2)原式=m(a2﹣25)=m(a+5)(a﹣5).
19.(4分)如图,点B、E、C、F在同一条直线上,AB=DE,AC=DF,BE=CF,求证:AB∥DE.
【分析】证明它们所在的三角形全等即可.根据等式的性质可得BC=EF.运用SSS证明△ABC与△DEF全等.
【解答】证明:∵BE=CF,
∴BC=EF,
在△ABC与△DEF中,
,
∴△ABC≌△DEF(SSS),
∴∠ABC=∠DEF,
∴AB∥DE.
20.(4分)先化简,再求值:(2a+b)(2a﹣b)﹣4a(a﹣3b),其中a=﹣1,b=2.
【分析】直接利用乘法公式以及单项式乘多项式运算法则化简,合并同类项,再把已知数据代入得出答案.
【解答】解:(2a+b)(2a﹣b)﹣4a(a﹣3b),
=4a2﹣b2﹣4a2+12ab
=﹣b2+12ab,
当a=﹣1,b=2时,
原式=﹣22+12×(﹣1)×2
=﹣4﹣24
=﹣28.
21.(5分)在直角坐标系中,△ABC的三个顶点的位置如图所示.
(1)请画出△ABC关于y轴对称的△A′B′C′(其中A′,B′,C′分别是A,B,C的对应点,不写画法);
(2)直接写出A′,B′,C′三点的坐标:( 4,1 ),B′( 2,4 ),C′( ﹣1,﹣2 ).
(3)点Q在坐标轴上,且满足△BCQ是等腰三角形,则所有符合条件的Q点有 10 个.
【分析】(1)由点的对称性,作出图形即可;
(2)关于y轴对称的点的坐标特点:横坐标变为相反数,纵坐标不变,即可求解;
(3)利用两圆一线确定等腰三角形,作出图形即可求解.
【解答】解:(1)如图1:
(2)由图可知A(﹣4,1),B(﹣2,3),C(1,﹣2),
∴A点关于y轴对称的点为(4,1),B点关于y轴对称的点为(2,4),C点关于y轴对称的点为(﹣1,﹣2),
故答案为:(4,1),(2,4),(﹣1,﹣2);
(3)如图:以B为圆心,BC长为半径做圆,此圆与坐标轴有4个交点,
以C为圆心,BC长为半径做圆,此圆与坐标轴有4个交点,
作线段BC的垂直平分线,此线与坐标轴有2个交点,
∴△BCQ是等腰三角形时,Q点坐标有10个,
故答案为10.
22.(4分)如图,点D、E在△ABC的BC边上,AB=AC,AD=AE.求证:BD=CE.
【分析】要证明线段相等,只要过点A作BC的垂线,利用三线合一得到P为DE及BC的中点,线段相减即可得证.
【解答】证明:如图,过点A作AP⊥BC于P.
∵AB=AC,
∴BP=PC;
∵AD=AE,
∴DP=PE,
∴BP﹣DP=PC﹣PE,
∴BD=CE.
23.(3分)如图,某地有两所大学和两条交叉的公路.图中点M,N表示大学,OA,OB表示公路,现计划修建一座物资仓库,希望仓库到两所大学的距离相同,到两条公路的距离也相同,你能确定出仓库P应该建在什么位置吗?请在图中画出你的设计.(尺规作图,不写作法,保留作图痕迹)
【分析】到两条公路的距离相等,在这两条公路的夹角的平分线上;到两所大学的距离相等,在这两所大学两个端点的连线的垂直平分线上,所画两条直线的交点即为所求的位置.
【解答】解:
则点P为所求.
24.(5分)如图,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,D是AC边上一点,连接BD,EC⊥AC,且AE=BD,AE与BC交于点F.
(1)求证:CE=AD;
(2)当AD=CF时,求证:BD平分∠ABC.
【分析】(1)根据HL证明Rt△CAE与Rt△ABD全等,进而解答即可;
(2)根据全等三角形的性质和角之间的关系解答即可.
【解答】证明:(1)∵EC⊥AC,∠BAC=90°,
∴∠ACE=∠BAC=90°,
在Rt△CAE与Rt△ABD中,
,
∴Rt△CAE≌Rt△ABD(HL),
∴CE=AD.
(2)由(1)得Rt△CAE≌Rt△ABD,
∴∠EAC=∠ABD,∠E=∠ADB.
由(1)得CE=AD,
∵AD=CF,
∴CE=CF.
∴∠CFE=∠E,
∵∠CFE=∠AFB,
∴∠AFB=∠E.
∵∠E=∠ADB,
∴∠AFB=∠ADB,
∵∠AGB=∠EAC+∠ADB,∠AGB=∠DBC+∠AFB,
∴∠EAC=∠DBC.
∵∠EAC=∠BAD,
∴∠BAD=∠DBC,
∴BD平分∠ABC.
25.(4分)小明在学习有关整式的知识时,发现一个有趣的现象:对于关于x的多项式x2﹣2x+3,由于x2﹣2x+3=(x﹣1)2+2,所以当x﹣1取任意一对互为相反数的数时,多项式x2﹣2x+3的值是相等的.例如,当x﹣1=±1,即x=2或0时,x2﹣2x+3的值均为3;当x﹣1=±2,即x=3或﹣1时,x2﹣2x+3的值均为6.于是小明给出一个定义:
对于关于x的多项式,若当x﹣t取任意一对互为相反数的数时,该多项式的值相等,就称该多项式关于x=t对称.例如x2﹣2x+3关于x=1对称.
请结合小明的思考过程,运用此定义解决下列问题:
(1)多项式x2﹣4x+6关于x= 2 对称;
(2)若关于x的多项式x2+2ax+3关于x=4对称,求a的值;
(3)整式(x2+8x+16)(x2﹣6x+9)关于x= ﹣ 对称.
【分析】(1)对多项式进行配方,根据新定义判断即可;
(2)求出x2+2bx+3的对称轴,令对称轴=3即可;
(3)对多项式进行配方,根据新定义判定即可.
【解答】解:(1)x2﹣4x+6=(x﹣2)2+2,
则多项式关于x=2对称,
故答案为:2;
(2)∵x2+2ax+3=(x+a)2+3﹣a2,
∴关于x的多项式x2+2ax+3关于x=﹣a对称,
∴﹣a=3,
∴a=﹣3;
(3)原式=(x+4)2(x﹣3)2
=[(x+4)(x﹣3)]2
=(x2+x﹣12)2
=[(x+)2﹣]2,
故关于x=﹣对称,
故答案为:﹣.
26.(6分)课堂上,老师提出了这样一个问题:
如图1,在△ABC中,AD平分∠BAC交BC于点D,且AB+BD=AC.
求证:∠ABC=2∠ACB.
小明的方法是:如图2,在AC上截取AE,使AE=AB,连接DE,构造全等三角形来证明结论.
(1)小天提出,如果把小明的方法叫做“截长法”,那么还可以用“补短法”通过延长线段AB构造全等三角形进行证明.辅助线的画法是:延长AB至F,使BF= BD ,连接DF.
请补全小天提出的辅助线的画法,并在图1中画出相应的辅助线;
(2)小芸通过探究,将老师所给的问题做了进一步的拓展,给同学们提出了如下的问题:
如图3,点D在△ABC的内部,AD,BD,CD分别平分∠BAC,∠ABC,∠ACB,且AB+BD=AC.求证:∠ABC=2∠ACB.
请你解答小芸提出的这个问题;
(3)小东将老师所给问题中的一个条件和结论进行交换,得到的命题如下:
如果在△ABC中,∠ABC=2∠ACB,点D在边BC上,AB+BD=AC,那么AD平分∠BAC.
小东判断这个命题也是真命题,老师说小东的判断是正确的.请你利用图4对这个命题进行证明.
【分析】(1)延长AB至F,使BF=BD,连接DF,根据三角形的外角性质得到∠ABC=2∠F,证明△ADF≌△ADC,根据全等三角形的性质证明结论;
(2)在AC上截取AE,使AE=AB,连接DE,证明△ADB≌△ADE,根据全等三角形的性质证明结论;
(3)延长AB至G,使BG=BD,连接DG,证明△ADG≌△ADC,根据全等三角形的性质、角平分线的定义证明.
【解答】证明:(1)延长AB至F,使BF=BD,连接DF,
则∠BDF=∠F,
∴∠ABC=∠BDF+∠F=2∠F,
∵AD平分∠BAC
∴∠BAD=∠CAD,
∵AB+BD=AC,BF=BD,
∴AF=AC,
在△ADF和△ADC中,
,
∴△ADF≌△ADC(SAS),
∴∠ACB=∠F,
∴∠ABC=2∠ACB;
(2)如图3,在AC上截取AE,使AE=AB,连接DE,
∵AD,BD,CD分别平分∠BAC,∠ABC,∠ACB,
∴∠DAB=∠DAE,∠DBA=∠DBC,∠DCA=∠DCB,
∵AB+BD=AC,AE=AB,
∴DB=CE,
在△ADB和△ADE中,
,
∴△ADB≌△ADE(SAS),
∴BD=DE,∠ABD=∠AED,
∴DE=CE,
∴∠EDC=∠ECD,
∴∠AED=2∠ECD,
∴∠ABD=2∠ECD,
∴∠ABC=2∠ACB;
(3)如图4,延长AB至G,使BG=BD,连接DG,
则∠BDG=∠AGD,
∴∠ABC=∠BDG+∠G=2∠AGD,
∵∠ABC=2∠ACB,
∴∠AGD=∠ACB,
∵AB+BD=AC,BG=BD,
∴AG=AC,
∴∠AGC=∠ACG,
∴∠DGC=∠DCG,
∴DG=DC,
在△ADG和△ADC中,
,
∴△ADG≌△ADC(SSS),
∴∠DAG=∠DAC,即AD平分∠BAC.
27.(7分)如图,在平面直角坐标系xOy中,直线l经过点M(3,0),且平行于y轴.给出如下定义:点P(x,y)先关于y轴对称得点P1,再将点P1关于直线l对称得点P′,则称点P′是点P关于y轴和直线l的二次反射点.
(1)已知A(﹣4,0),B(﹣2,0),C(﹣3,1),则它们关于y轴和直线l的二次反射点A′,B′,C′的坐标分别是 A′(2,0),B′(4,0),C′(3,1) ;
(2)若点D的坐标是(a,0),其中a<0,点D关于y轴和直线l的二次反射点是点D′,求线段DD′的长;
(3)已知点E(4,0),点F(6,0),以线段EF为边在x轴上方作正方形EFGH,若点P(a,1),Q(a+1,1)关于y轴和直线l的二次反射点分别为P′,Q′,且线段P′Q′与正方形EFGH的边有公共点,求a的取值范围.
【分析】(1)根据二次反射点的定义直接得出答案;
(2)根据二次反射点的定义得出D′(6+a,0),则可得出答案
(3)根据二次反射点的定义得出P′(6+a,1),Q′(7+a,1),由题意分两种情况列出不等式组,解不等式组可得出答案.
【解答】解:(1)∵A(﹣4,0),
∴点A关于y轴点的对称的坐标为(4,0),
∵(4,0)关于直线l对称得点A′(2,0),
∴点A(﹣4,0)关于y轴和直线l的二次反射点A′(2,0);
∵B(﹣2,0),
∴点B关于y轴点的对称的坐标为(2,0),
∵(2,0)关于直线l对称得点B′(4,0),
∴点B(﹣2,0)关于y轴和直线l的二次反射点B′(4,0);
∵C(﹣3,1),
∴点C关于y轴点的对称的坐标为(3,1),
∵(3,1)关于直线l对称得点C′(3,1),
∴点C(﹣3,1)关于y轴和直线l的二次反射点C′(3,1);
故答案为:A′(2,0),B′(4,0),C′(3,1);
(2)∵点D的坐标是(a,0),a<0,
∴点D关于y轴对称的点的坐标为(﹣a,0),
∴(﹣a,0)关于直线l对称得点D′(6+a,0),
∴DD'=6+a﹣a=6.
(3)∵点P(a,1),
∴点P(a,1)关于y轴和直线l的二次反射点为P′(6+a,1),
∵Q(a+1,1),
∴Q(a+1,1)关于y轴和直线l的二次反射点为Q′(7+a,1),
当P'Q'与EH有公共点时,
,
∴﹣3≤a≤﹣2,
当P'Q'与fg有公共点时,
,
∴﹣1≤a≤0,
∴﹣3≤a≤﹣2或﹣1≤a≤0,
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