2022-2023学年北京市海淀区中关村中学八年级(上)期中数学试卷【含解析】
展开1.(3分)斐波那契螺旋线也称为“黄金螺旋线”,是根据斐波那契数列画出来的螺旋曲线,自然界中存在许多斐波那奖螺旋线图案.下列斐波那契螺旋线图案中属于轴对称图形的是( )
A.B.
C.D.
2.(3分)在平面直角坐标系中,点(2,3)关于x轴对称的点的坐标是( )
A.(2,﹣3)B.(3,2)C.(﹣2,3)D.(﹣2,﹣3)
3.(3分)已知三角形的两边长分别为3cm和8cm,则此三角形的第三边长可能是( )
A.4cmB.5cmC.6cmD.15cm
4.(3分)已知图中的两个三角形全等,则∠1等于( )
A.50°B.58°C.60°D.72°
5.(3分)如图,生活中都把自行车的几根梁做成三角形的支架,这是利用三角形的( )
A.全等形B.稳定性C.灵活性D.对称性
6.(3分)在△ABC中,作出AC边上的高,正确的是( )
A.B.
C.D.
7.(3分)若一个多边形的每个外角都是30°,则这个多边形的边数为( )
A.6B.8C.10D.12
8.(3分)如图,Rt△ABC中,∠C=90°,∠B=30°,要求用圆规和直尺作图,把它分成两个三角形,其中一个三角形是等腰三角形.其作法错误的是( )
A.B.
C.D.
9.(3分)如图,在△ABC中,AC=2,AB=3,BC=3.5,BC的垂直平分线MN交AB于点D,P是直线MN上的任意一点,则PA+PC的最小值是( )
A.2B.3C.3.5D.4.5
10.(3分)如图,线段AB的一个端点B在直线m上,直线m上存在点C,使△ABC为等腰三角形,这样的点C有( )
A.2个B.3个C.4个D.5个
二、填空题(本题共8小题,每题3分,共24分)
11.(3分)如图,D是△ABC的边CA延长线上一点,∠1= °,∠2= °.
12.(3分)如图,若∠BAD=∠CAD,添加条件 ,可使得△ABD≌△ACD.
13.(3分)如图,D在BC边上,△ABC≌△ADE,∠B=70°,则∠EAC的度数为 .
14.(3分)如果一个等腰三角形的两边长分别是5cm和6cm,那么此三角形的周长为 cm.
15.(3分)如果等腰三角形的一个角等于80°,则它的顶角等于 度.
16.(3分)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,∠A=60°,AB=6,则AC= .
17.(3分)如图,∠AOB=50°,点P是边OB上一个动点(不与点O重合),当∠A的度数为 时,△AOP为直角三角形.
18.(3分)如图,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,D是BC的中点,点E、F分别在边AB、AC上,且∠EDF=90°.下列结论正确的是 (填所有正确答案的序号).①△ADE≌△CDF;②AC=BE+CF;③EF=AD;④S1,S2分别表示△ABC和△EDF的面积,则.
三、解答题(本题共8小题,第19题6分,第20-22题,每题5分,第23-25题,每题6分,第26题7分,共46分)
19.(6分)请补全证明过程及推理依据.
如图,点B,E,C,F在一条直线上,BE=CF,AB=DE,AC=DF.求证:∠A=∠D.
证明:∵BE=CF(已知),
∴BE+ =CF+ ( ),
即 = ,
在△ABC和△DEF中,,
∴△ABC≌△DEF ( ),
∴∠A=∠D ( ).
20.(5分)如图,在△ABC中,∠B=30°,∠C=50°,∠BAC的平分线AD交BC于点D.求∠DAC与∠ADB的度数.
21.(5分)如图,C是AB的中点,CD∥BE,CD=BE,连接AD,CE.求证:AD=CE,AD∥CE.
22.(5分)如图,在四边形ABCD中,AB=AD,∠B=∠D=90°,求证:BC=CD.
23.(6分)如图,在平面直角坐标系xOy中,△ABC的三个顶点的坐标分别是A(﹣3,4),B(﹣3,1),C(1,2).
(1)画出△ABC关于y轴对称的图形△A'B'C';
(2)写出A'、B'、C'的坐标(直接写出答案)A' ;B' ;C' ;
(3)直接写出△A'B'C'的面积 .
24.(6分)如图,在△ABC中,AB=AC,AD为∠BAC的平分线,DE⊥AB,DF⊥AC,垂足分别是E,F,求证:BE=CF.
25.(6分)如图,在△ABC中,∠BAC=108°,AB=AC,∠ABC的平分线BE交AC于E.请用等式表示线段AB,BC,CE之间的数量关系,并证明你的结论.
26.(7分)如图,在等边△ABC中,点P为△ABC内一点,连接AP,BP,CP,以P为顶点作∠APP'=60°,且PP'=AP,连接AP',BP'.
(1)如图1,用等式表示BP'与CP的数量关系,并证明;
(2)如图2,当∠BPC=120°时,
①直接写出∠P'BP的度数为 ;
②若D为BC的中点,连接PD,请用等式表示PD与AP的数量关系,并证明.
2022-2023学年北京市海淀区中关村中学八年级(上)期中数学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共10小题,每题3分,共30分)在下列各小题的四个备选答案中,只有一个是正确的.
1.(3分)斐波那契螺旋线也称为“黄金螺旋线”,是根据斐波那契数列画出来的螺旋曲线,自然界中存在许多斐波那奖螺旋线图案.下列斐波那契螺旋线图案中属于轴对称图形的是( )
A.B.
C.D.
【分析】根据轴对称图形的概念对各选项分析判断后利用排除法求解.
【解答】解:A、不是轴对称图形,故本选项不符合题意;
B、不是轴对称图形,故本选项不符合题意;
C、是轴对称图形,故本选项符合题意;
D、不是轴对称图形,故本选项不符合题意.
故选:C.
【点评】本题考查了利用轴对称设计图案.轴对称图形的性质,关键是寻找对称轴,图形两部分折叠后可重合.
2.(3分)在平面直角坐标系中,点(2,3)关于x轴对称的点的坐标是( )
A.(2,﹣3)B.(3,2)C.(﹣2,3)D.(﹣2,﹣3)
【分析】根据关于x轴对称点的坐标特点:横坐标不变,纵坐标互为相反数可得答案.
【解答】解:点(2,3)关于x轴对称的点的坐标是(2,﹣3),
故选:A.
【点评】此题主要考查了关于x轴对称点的坐标,关键是掌握点的坐标的变化规律.
3.(3分)已知三角形的两边长分别为3cm和8cm,则此三角形的第三边长可能是( )
A.4cmB.5cmC.6cmD.15cm
【分析】根据三角形三边关系定理求出第三边的范围,即可解答.
【解答】解:∵三角形的两边长为3cm和8cm,
∴第三边x的长度范围是8﹣3<x<8+3,即5<x<11,
故选:C.
【点评】本题考查的是三角形的三边关系,掌握三角形三边关系定理:三角形两边之和大于第三边、三角形的两边差小于第三边是解题的关键.
4.(3分)已知图中的两个三角形全等,则∠1等于( )
A.50°B.58°C.60°D.72°
【分析】根据已知数据找出对应角,根据全等得出∠A=∠D=50°,∠F=∠C=72°,根据三角形内角和定理求出即可.
【解答】解:
∵△ABC和△DEF全等,AC=DF=b,DE=AB=a,
∴∠1=∠B,∠A=∠D=50°,∠F=∠C=72°,
∴∠1=180°﹣∠D﹣∠F=58°,
故选:B.
【点评】本题考查了三角形内角和定理,全等三角形的性质的应用,能根据全等三角形的性质得出∠A=∠D=50°,∠F=∠C=72°是解此题的关键,注意:全等三角形的对应边相等,对应角相等.
5.(3分)如图,生活中都把自行车的几根梁做成三角形的支架,这是利用三角形的( )
A.全等形B.稳定性C.灵活性D.对称性
【分析】根据三角形具有稳定性解答.
【解答】解:生活中都把自行车的几根梁做成三角形的支架,这是因为三角形具有稳定性.
故选:B.
【点评】本题考查三角形稳定性的实际应用.三角形的稳定性在实际生活中有着广泛的应用,如钢架桥、房屋架梁等,因此要使一些图形具有稳定的结构,往往通过连接辅助线转化为三角形而获得.
6.(3分)在△ABC中,作出AC边上的高,正确的是( )
A.B.
C.D.
【分析】根据三角形的高的定义对各个图形观察后解答即可.
【解答】解:根据三角形高线的定义,AC边上的高是过点B向AC作垂线垂足为D,
纵观各图形,D选项符合高线的定义,
故选:D.
【点评】本题主要考查了三角形的高线的定义:从三角形的一个顶点向它的对边作垂线,垂足与顶点之间的线段叫做三角形的高.熟练掌握概念是解题的关键.
7.(3分)若一个多边形的每个外角都是30°,则这个多边形的边数为( )
A.6B.8C.10D.12
【分析】利用任何多边形的外角和是360°除以外角度数即可求出答案.
【解答】解:多边形的外角的个数是360÷30=12,所以多边形的边数是12.
故答案为:D.
【点评】本题主要考查了多边形的外角和定理,已知外角求边数的这种方法是需要熟记的内容.
8.(3分)如图,Rt△ABC中,∠C=90°,∠B=30°,要求用圆规和直尺作图,把它分成两个三角形,其中一个三角形是等腰三角形.其作法错误的是( )
A.B.
C.D.
【分析】A.由作法知AD=AC,可判断A;B.由作法知所作图形是线段BC的垂直平分线,可判断B;C由作法知,所作图形是线段AB的垂直平分线,根据线段垂直平分线的性质得到DA=DB,可判断C;D.由作法知AD是∠BAC的平分线,根据角平分线的定义和等腰三角形的判定得到DB=DA,可判断D.
【解答】解:A.由作法知AD=AC,
∴△ACD是等腰三角形,故选项A不符合题意;
B.由作法知所作图形是线段BC的垂直平分线,
∴不能推出△ACD和△ABD是等腰三角形,故选项B符合题意;
C由作法知,所作图形是线段AB的垂直平分线,
∴DA=DB,
∴△ABD是等腰三角形,故选项C不符合题意;
D.∠C=90°,∠B=30°,
∠BAC=60°,
由作法知AD是∠BAC的平分线,
∴∠BAD=30°=∠B,
∴DB=DA,
∴△ABD是等腰三角形,故选项D不符合题意;
故选B.
【点评】本题主要考查了尺规作图,熟练掌握尺规作图的五个基本图形是解决问题的关键.
9.(3分)如图,在△ABC中,AC=2,AB=3,BC=3.5,BC的垂直平分线MN交AB于点D,P是直线MN上的任意一点,则PA+PC的最小值是( )
A.2B.3C.3.5D.4.5
【分析】根据线段垂直平分线的性质得到PB=PC,则PA+PC的最小值即为线段AB的长度.
【解答】解:如图,MN是BC的垂直平分线,
∴点C与点B关于直线MN对称,
∴线段AB与直线MN的交点即为点P,
∴PA+PC=AB.
∵AB=3,
∴PA+PC的最小值是3.
故选:B.
【点评】本题主要考查了轴对称﹣最短路线问题,线段垂直平分线的性质,根据轴对称的性质找到点P的位置是解题的难点.
10.(3分)如图,线段AB的一个端点B在直线m上,直线m上存在点C,使△ABC为等腰三角形,这样的点C有( )
A.2个B.3个C.4个D.5个
【分析】分三种情况:当BA=BC时,当AB=AC时,当CA=CB时,即可解答.
【解答】解:如图:
分三种情况:
当BA=BC时,以点B为圆心,以BA长为半径作圆,交直线m于点C1,C2,
当AB=AC时,以点A为圆心,以AB长为半径作圆,交直线m于点C3,
当CA=CB时,作AB的垂直平分线交直线m于点C4,
综上所述:使△ABC为等腰三角形,这样的点C有4个,
故选:C.
【点评】本题考查了等腰三角形的判定,分三种情况讨论是解题的关键.
二、填空题(本题共8小题,每题3分,共24分)
11.(3分)如图,D是△ABC的边CA延长线上一点,∠1= 110 °,∠2= 70 °.
【分析】先根据三角形的内角和定理求出∠1的度数,然后根据平角的定义求出∠2的度数.
【解答】解:∵∠B=40°,∠C=30°,
∴∠1=110°,
∴∠2=180°﹣∠1=70°.
故答案为:110°,70°.
【点评】本题考查了三角形内角和定理,解题的关键是掌握三角形的内角和等于180°.
12.(3分)如图,若∠BAD=∠CAD,添加条件 AB=AC ,可使得△ABD≌△ACD.
【分析】利用SAS,添加AB=AC,进而得出即可.
【解答】解:添加条件:AB=AC,
理由:在△ABD和△ACD中
,
∴△ABD≌△ACD(SAS).
故答案为:AB=AC.
【点评】此题主要考查了全等三角形的判定,熟练掌握全等三角形的判定方法是解题关键.
13.(3分)如图,D在BC边上,△ABC≌△ADE,∠B=70°,则∠EAC的度数为 40° .
【分析】根据全等三角形的性质,即可得到∠BAC=∠DAE,AB=AD,∠ADE=∠B,再根据∠B=70°,即可得到∠EAC的度数,最后根据三角形内角和定理以及全等三角形的对应角相等,即可得到结论.
【解答】解:∵△ABC≌△ADE,
∴∠BAC=∠DAE,AB=AD,∠ADE=∠B,∠C=∠E,
∴∠ADE=∠B=70°,
∴∠ADB=∠B=70°,
∴∠EDC=180°﹣∠ADB﹣∠ADE=40°,
∵在8字形中,
∠E+∠EAC=∠C+∠EDC,
∴∠EAC=∠EDC=40°,
故答案为:40°.
【点评】本题主要考查了全等三角形的性质,解题时注意:全等三角形的对应边相等,全等三角形的对应角相等.
14.(3分)如果一个等腰三角形的两边长分别是5cm和6cm,那么此三角形的周长为 16或17 cm.
【分析】已知等腰三角形的两边长,但没指出哪个是腰哪个是底,故应该分两种情况进行分析.
【解答】解:当腰为6cm时,则三角形的三边长分别为6cm、6cm、5cm,满足三角形的三边关系,周长为17cm;
当腰为5时,则三角形的三边长分别为5cm、5cm、6cm,满足三角形的三边关系,周长为16cm;
综上可知,等腰三角形的周长为16cm或17cm.
故答案为:16或17.
【点评】此题主要考查学生对等腰三角形的性质的理解及运用,注意分类讨论思想的运用.
15.(3分)如果等腰三角形的一个角等于80°,则它的顶角等于 80或20. 度.
【分析】当等腰三角形的一个角等于80°时,分2种情况;①当等腰三角形的一个角等于80°时,等腰三角形的顶角与其相等,②当等腰三角形的顶角等于80°,时,利用三角形内角和定理即可求出答案.
【解答】解;当等腰三角形的一个角等于80°时,则有2种情况;
①当等腰三角形的一个角等于80°时,等腰三角形的顶角等于80°时,
②当等腰三角形的顶角等于80°时则它的底角为:(180﹣80﹣80)=20°
故答案为:80或20.
【点评】此题主要考查三角形的内角和定理和等腰三角形的性质,此题要采用分类讨论的思想,难度不大,属于基础题.要求学生应熟练掌握.
16.(3分)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,∠A=60°,AB=6,则AC= 3 .
【分析】根据三角形的内角和定理,直角三角形边角关系进行计算即可.
【解答】解:在Rt△ABC中,∠C=90°,∠A=60°,AB=6,
∴∠B=30°,
∠B=180°﹣∠A﹣∠C
=180°﹣60°﹣90°
=30°;
∴AC=AB=3,
故答案为:3.
【点评】本题考查了含30度角的直角三角形的性质.在直角三角形中,30°角所对的直角边等于斜边的一半.
17.(3分)如图,∠AOB=50°,点P是边OB上一个动点(不与点O重合),当∠A的度数为 90°或40° 时,△AOP为直角三角形.
【分析】分两种情况:①∠A为直角;②∠APO为直角.
【解答】解:若△AOP为直角三角形,则
①∠A=90°时,△AOP为直角三角形;
②当∠APO=90°时,△AOP为直角三角形,此时∠A=40°.
故答案为90°或40°.
【点评】本题主要考查了直角三角形的两个锐角互余,同时运用分类讨论思想解决直角三角形的角度问题是解题的途径.
18.(3分)如图,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,D是BC的中点,点E、F分别在边AB、AC上,且∠EDF=90°.下列结论正确的是 ①②④ (填所有正确答案的序号).①△ADE≌△CDF;②AC=BE+CF;③EF=AD;④S1,S2分别表示△ABC和△EDF的面积,则.
【分析】由等腰直角三角形的性质可证△ADE≌△CDF(ASA),△BED≌△AFD(ASA),从而得出△DEF是等腰直角三角形,即可对结论进行逐一判断.
【解答】解:∵AB=AC,∠BAC=90°,BD=CD,
∴AD⊥BC,AD=BD=DC,∠B=∠C=45°,∠DAE=∠DAC=45°,
∴∠ADC=∠EDF=90°,
∴∠ADE=∠CDF,
在△ADE和△CDF中,
,
∴△ADE≌△CDF(ASA),故①正确,
∵∠BAC=90°,AB=AC,D是BC的中点,
∴∠BAD=∠C=45°,AD=BD,∠ADC=90°,
∵∠ADC=∠BAC=90°,
∴∠BDE=∠ADF,
在△BED和△AFD中,
,
∴△BED≌△AFD(ASA),
∴BE=AF,
∴AC=AF+FC=BE+CF,故②正确;
∵EF是变化的,而AD为定值,故③错误;
∵△BED≌△AFD,
∴DE=DF,
∴△DEF是等腰直角三角形,
∴DE⊥AB时,S2最小为×AB×AB=S1,
当点E与A或B重合时,S2最大为S1,
∴S1≤S2≤S1,故④正确;
故答案为:①②④.
【点评】本题主要考查了等腰直角三角形的判定与性质,全等三角形的判定与中,三角形的外角的性质等知识,熟记全等三角形的性质是解题的关键.
三、解答题(本题共8小题,第19题6分,第20-22题,每题5分,第23-25题,每题6分,第26题7分,共46分)
19.(6分)请补全证明过程及推理依据.
如图,点B,E,C,F在一条直线上,BE=CF,AB=DE,AC=DF.求证:∠A=∠D.
证明:∵BE=CF(已知),
∴BE+ EC =CF+ EC ( ),
即 BC = EF ,
在△ABC和△DEF中,,
∴△ABC≌△DEF ( SSS ),
∴∠A=∠D ( 全等三角形的性质 ).
【分析】根据等式性质由BE=CF推出BC=EF,根据SSS证△ABC≌△DEF,根据全等三角形的性质推出即可.
【解答】证明:∵BE=CF(已知),
∴BE+EC=CF+EC(等式的性质),
即BC=EF,
在△ABC和△DEF中,
,
∴△ABC≌△DEF (SSS),
∴∠A=∠D (全等三角形的性质).
故答案为:EC,EC,等式的性质,BC,EF,SSS,全等三角形的性质.
【点评】本题考查了等式的性质和全等三角形的性质和判定的应用,熟练掌握全等三角形的判定定理和性质定理是解答此题的关键.
20.(5分)如图,在△ABC中,∠B=30°,∠C=50°,∠BAC的平分线AD交BC于点D.求∠DAC与∠ADB的度数.
【分析】由三角形的内角和定理可求得∠BAC=100°,再由角平分线的定义可求得∠DAC=50°,利用三角形的外角性质即可求∠ADB的度数.
【解答】解:∵∠B=30°,∠C=50°,
∴∠BAC=180°﹣∠B﹣∠C=100°,
∵AD是∠BAC的平分线,
∴∠DAC=∠BAC=50°,
∵∠ADB是△ADC的外角,
∴∠ADC=∠DAC+∠C=100°.
【点评】本题主要考查三角形的外角性质,三角形的内角和定理,解答的关键是结合图形分析清楚各角之间的关系.
21.(5分)如图,C是AB的中点,CD∥BE,CD=BE,连接AD,CE.求证:AD=CE,AD∥CE.
【分析】根据题意证明△ADC≌△CEB,得到AD=CE,∠A=∠BCE,借助平行线的判定即可解决问题.
【解答】证明:∵点C是AB的中点,
∴AC=BC,
∵CD∥BE,
∠ACD=∠B,
在△ADC与△CEB中,
,
∴△ADC≌△CEB(SAS),
∴AD=CE,∠A=∠BCE,
∴AD∥CE.
【点评】本题主要考查了平行线的判定和性质、全等三角形的判定和性质,牢固掌握平行线的判定和性质、全等三角形的判定和性质等几何知识点是解题的关键.
22.(5分)如图,在四边形ABCD中,AB=AD,∠B=∠D=90°,求证:BC=CD.
【分析】连接AC,证明Rt△ABC≌Rt△ADC(HL),即可得出结论.
【解答】证明:如图,连接AC,
∵∠B=∠D=90°,
∴△ABC和△ADC是直角三角形,
在Rt△ABC和Rt△ADC中,
,
∴Rt△ABC≌Rt△ADC(HL),
∴BC=CD,
【点评】本题考查了全等三角形的判定与性质,证明Rt△ABC≌Rt△ADC是解此题的关键.
23.(6分)如图,在平面直角坐标系xOy中,△ABC的三个顶点的坐标分别是A(﹣3,4),B(﹣3,1),C(1,2).
(1)画出△ABC关于y轴对称的图形△A'B'C';
(2)写出A'、B'、C'的坐标(直接写出答案)A' (3,4) ;B' (3,1) ;C' (﹣1,2) ;
(3)直接写出△A'B'C'的面积 6 .
【分析】(1)根据轴对称的性质即可在图中画出△ABC关于y轴对称的△A'B'C';
(2)结合(1)即可写出A'、B'、C'的坐标;
(3)根据直角三角形的面积去计算△A'B'C'的面积.
【解答】解:(1)如图所示:
(2)A'(3,4);B'(3,1);C'(﹣1,2);
故答案为:(3,4);(3,1);(﹣1,2);
(3)△A'B'C'的面积=,
故答案为:6.
【点评】本题考查了作图﹣轴对称变换:几何图形都可看作是由点组成,我们在画一个图形的轴对称图形时,也是先从确定一些特殊的对称点开始的.
24.(6分)如图,在△ABC中,AB=AC,AD为∠BAC的平分线,DE⊥AB,DF⊥AC,垂足分别是E,F,求证:BE=CF.
【分析】欲证明BE=CF,只要证明Rt△BDE≌Rt△CDF即可;
【解答】证明:∵AB=AC,AD为∠BAC的平分线
∴BD=CD,
∵DE⊥AB,DF⊥AC
∴DE=DF,
在Rt△BDE和Rt△CDF中
,
∴Rt△BDE≌Rt△CDF,
∴BE=CF.
【点评】本题考查全等三角形的判定和性质、角平分线的性质、等腰三角形的性质等知识,解题的关键是证明Rt△BDE≌Rt△CDF.
25.(6分)如图,在△ABC中,∠BAC=108°,AB=AC,∠ABC的平分线BE交AC于E.请用等式表示线段AB,BC,CE之间的数量关系,并证明你的结论.
【分析】在BC上截取BF=BA,连接EF,证△ABE≌△FBE(SAS),得∠BFE=∠BAC=108°,则∠CFE=72°,再由三角形的外角性质得∠CEF=∠BFE﹣∠C=72°,则∠CFE=∠CEF,然后证CE=CF,即可得出结论.
【解答】解:AB+CE=BC,证明如下:
如图,在BC上截取BF=BA,连接EF,
∵∠BAC=108°,AB=AC,
∴∠ABC=∠C=(180°﹣∠BAC)=36°,
∵BE平分∠ABC,
∴∠ABE=∠FBE,
在△ABE和△FBE中,
,
∴△ABE≌△FBE(SAS),
∴∠BFE=∠BAC=108°,
∴∠CFE=180°﹣∠BFE=180°﹣108°=72°,
∵∠CEF=∠BFE﹣∠C=108°﹣36°=72°,
∴∠CFE=∠CEF,
∴CE=CF,
∵BF+CF=BC,
∴AB+CE=BC.
【点评】本题考查了全等三角形的判定与性质、等腰三角形的判定与性质以及三角形的外角性质等知识,熟练掌握等腰三角形的判定与性质,证明三角形全等是解题的关键.
26.(7分)如图,在等边△ABC中,点P为△ABC内一点,连接AP,BP,CP,以P为顶点作∠APP'=60°,且PP'=AP,连接AP',BP'.
(1)如图1,用等式表示BP'与CP的数量关系,并证明;
(2)如图2,当∠BPC=120°时,
①直接写出∠P'BP的度数为 60° ;
②若D为BC的中点,连接PD,请用等式表示PD与AP的数量关系,并证明.
【分析】(1)利用SAS证明△ABP'≌△ACP,即可得出答案;
(2)①由三角形内角和定理知∠8+∠6=180°﹣∠BPC=60°,再利用角度之间的转化对∠P'BP进行转化,∠P'BP=∠4+∠7=∠5+60°﹣∠8=60°﹣∠6+60°﹣∠8,从而解决问题;
②延长PD到N,使PD=DN,连接BN,CN,得出四边形PBNC为平行四边形,则BN∥CP且BN=CP,再利用SAS证明△P'BP≌△NBP,得PP'=PN=2PD.
【解答】解:(1)结论:BP'=CP,
理由:∵△ABC是等边三角形,
∴AB=AC,∠BAC=60°,
∴∠2+∠3=60°
∵将线段AP绕点A顺时针旋转60°得到AP',
∴AP=AP',∠PAP'=60°,
∴∠1+∠2=60°,
∴∠1=∠3,
∴△ABP'≌△ACP(SAS),
∴BP'=CP;
(2)①当∠BPC=120°时,
则∠8+∠6=180°﹣∠BPC=60°,
∵△ABP'≌△ACP,
∴∠4=∠5,
∴∠P'BP=∠4+∠7
=∠5+60°﹣∠8
=60°﹣∠6+60°﹣∠8
=120°﹣(∠6+∠8)
=120°﹣60°
=60°,
故答案为:60°;
②结论:AP=2PD,理由如下:
延长PD到N,使PD=DN,连接BN,CN,
∵D为BC的中点,
∴BD=CD,
∴四边形PBNC为平行四边形,
∴BN∥CP,且BN=CP,
∴BN=BP',∠9=∠6,
又∵∠8+∠6=60°,
∴∠8+∠9=60°,
∴∠PBN=60°=∠P'BP,
又∵BP=BP,P'B=BN,
∴△P'BP≌△NBP(SAS),
∴PP'=PN=2PD,
又∵△APP'为正三角形,
∴PP'=AP,
∴AP=2PD.
【点评】本题是三角形综合题,主要考查了旋转的性质,等边三角形的判定与性质,全等三角形的判定与性质,平行四边形的判定与性质等知识,利用倍长中线构造平行四边形是解题的关键.
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