2020-2021学年湖北省武汉市青山区八年级下学期期中数学试题及答案
展开A.B.C.D.
2.在实数范围内有意义,则a的取值范围( )
A.a≥3B.a≤3C.a≥﹣3D.a≤﹣3
3.矩形和菱形都具有的性质是( )
A.有一组邻边相等B.对角线互相平分
C.对角线相等D.对角线互相垂直
4.下列计算正确的是( )
A.+=B.3﹣=3C.=+D.6=2
5.若平行四边形中两个内角的度数比为1:2,则其中较大的内角是( )
A.45°B.60°C.90°D.120°
6.下列说法中能推出△ABC是直角三角形的个数有( )
①a2=c2﹣b2;
②∠A:∠B:∠C=1:1:2;
③a:b:c=1::2;
④∠C=∠A﹣∠B.
A.1个B.2个C.3个D.4个
7.下列条件中,能推出▱ABCD为矩形的是( )
A.AB=BCB.AC平分∠BADC.AC⊥BDD.AC=BD
8.如图,在菱形ABCD中,AB=5,AC=6,过点D作DE⊥BA,交BA的延长线于点E,则线段DE的长为( )
A.B.C.4D.
9.如图,四边形OAA1B1是边长为1的正方形,以对角线OA1为边作第二个正方形OA1A2B2,连接AA2,得到△AA1A2;再以对角线OA2为边作第三个正方形OA2A3B3,连接A1A3,得到△A1A2A3,再以对角线OA3为边作第四个正方形,OA3A4B4,连接A2A4,得到△A2A3A4,…,设△AA1A2,OA1A2A3,△A2A3A4,…的面积分别为S1,S2,S3,….如此下去,则S2021的值为( )
A.22018B.22019C.22019+D.22020
10.如图,在正方形ABCD中,O为对角线BD的中点,E为边AB上一点,AF⊥DE于点F,
OF=,AF=1,则EF的长为( )
A.B.C.D.﹣1
二、填空题(本大题共有6小题,每小题3分,共18分)下列各题不需要写出解答过程,请将结论直接填写在答题卷的指定位置.
11.(﹣)2= ;= .
12.如图,池塘边有两点A,B,点C是与BA方向成直角的AC方向上点,测得BC=60m,AC=20m,则A,B两点间的距离 m.
13.如果是整数,则正整数n的最小值是 .
14.如图,在▱ABCD中,CE平分∠BCD,交AB于点E,EA=3,EB=5,ED=4.则CE的长是 .
15.在▱ABCD中,AB=,AD=,点A到边BC,CD的距离分别为AE=,AF=1,则∠EAF的度数为 .
16.如图,在边长为2的菱形ABCD中,∠ABC=60°,将△ABD沿射线BD的方向平移,得到△EFG,连接EC,ED,FC,则EC+FC的最小值为 .
三、解下列各题(本大题共8小题,共72分)下列各题需要在答题卷的指定位置写出文字说明、证明过程、演算步骤或画出图形.
17.计算:
(1)﹣4+;
(2)(﹣)÷.
18.如图,菱形ABCD的对角线AC,BD交于点O,且BE∥AC,AE∥BD,连接EO.
(1)试判断四边形AEBO的形状,并说明理由;
(2)若CD=6,求OE的长.
19.已知直角三角形的两直角边长分别为(2+)和(2﹣).
求这个直角三角形的斜边长.
20.如图,是由边长为1的小正方形构成的10×10网格,每个小正方形的顶点叫做格点.五边形ABCDE的顶点在格点上,仅用无刻度的直尺在给定网格中画图,画图过程用虚线表示,画图结果用实线表示,按步骤完成下列问题:
(1)五边形ABCDE的周长为 .
(2)在AB上找点F,使E,C两点关于直线DF对称;
(3)设DF交CE于点G,连接AG,直接写出四边形AEDG的面积;
(4)在直线DF上找点H,使∠AHB=135°.
21.如图,小明家A和地铁口B两地恰好处在东西方向上,且相距3km,学校C在他家正北方向的4km处,公园D与地铁口和学校的距离分别5km和5km.
(1)求地铁口、公园和学校三地组成的∠BDC的大小;
(2)计算公园与小明家的距离.
22.(1)如图1,在▱ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,且AB=a,BC=b,AC=m,BD=n.
①若AC=BD,则m2= ;(用含a,b的式子表示)
若AC⊥BD,则m2= ;(用含a,n的式子表示)
②试探索a,b,m,n这四条线段之间的数量关系,并说明理由;
(2)如图2,在△EFG中,GH是中线,若FG=6,GH=7,EG=9,则FH的长为 .
23.如图,P是菱形ABCD的边BC上一个动点,∠ABC=60°,线段PC的垂直平分线与对角线BD交于点E,连接PE,CE,AP.
(1)如图(1),∠BAP=16°,直接写出∠APE的大小;
(2)如图(2),试探索线段AB,BP,BE满足怎样的数量关系?并说明理由;
(3)如图(3),若AB=1,过点E作EF⊥AP于点F,点P从点B往点C运动至EF最小时停止,直接写出点P的运动路径长.
24.如图,在平面直角坐标系中,A,B两点的坐标分别为A(0,a),点B(b,0),且a,b满足:b+4=+,点C与点B关于y轴对称,点P,点E分别是x轴,直线AB上的两个动点.
(1)则点C的坐标为 ;
(2)连接PA,PE.
①如图1,当点P在线段BO(不包括B,O两个端点)上运动,若△APE为直角三角形,F为斜边PA的中点,连接EF,OF,试判断EF与OF的关系,并说明理由;
②如图2,当点P在线段OC(不包括O,C两个端点)上运动,若△APE为等腰三角形,M为底边AE的中点,连接MO,试探索PA与OM的数量关系,并说明理由;
(3)如图3,连PA,CE,设它们所在的直线交于点G,设CE交y轴于点F,连接BG,若OP=OF,则BG的最小值为 .
参考答案
一、你一定能选对!(本大题共有10小题,每小题3分,共30分)下列各题均有四个备选答案,其中有且只有一个是正确的,请将正确答案的代号在答题卡上将对应的答案标号涂黑.
1.下列二次根式中,属于最简二次根式的是( )
A.B.C.D.
【分析】判定一个二次根式是不是最简二次根式的方法,就是逐个检查最简二次根式的两个条件是否同时满足,同时满足的就是最简二次根式,否则就不是.
解:A、不能化简,是最简二次根式,符合题意;
B、=2,能化简,不是最简二次根式,不符合题意;
C、=2,能化简,不是最简二次根式,不符合题意;
D、=,能化简,不是最简二次根式,不符合题意.
故选:A.
2.在实数范围内有意义,则a的取值范围( )
A.a≥3B.a≤3C.a≥﹣3D.a≤﹣3
【分析】根据被开方数大于等于0列式计算即可得解.
解:根据题意得,3﹣a≥0,
解得a≤3.
故选:B.
3.矩形和菱形都具有的性质是( )
A.有一组邻边相等B.对角线互相平分
C.对角线相等D.对角线互相垂直
【分析】根据矩形的性质和菱形的性质得出即可.
解:矩形的性质是:①矩形的四个角度数直角,②矩形的对边相等且互相平行,③矩形对角线相等且互相平分;
菱形的性质是:①菱形的四条边都相等,菱形的对边互相平行;②菱形的对角相等,③菱形的对角线互相平分且垂直,并且每条对角线平分一组对角,
所以矩形和菱形都具有的性质是对角线互相平分,
故选:B.
4.下列计算正确的是( )
A.+=B.3﹣=3C.=+D.6=2
【分析】直接利用二次根式的加减运算法则计算得出答案.
解:A、+,无法计算,故此选项错误;
B、3﹣=2,故此选项错误;
C、=,故此选项错误;
D、6=6×=2,故此选项正确;
故选:D.
5.若平行四边形中两个内角的度数比为1:2,则其中较大的内角是( )
A.45°B.60°C.90°D.120°
【分析】据平行四边形的性质得出AB∥CD,推出∠B+∠C=180°,根据∠B:∠C=1:2,求出∠C即可.
解:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB∥CD,
∴∠B+∠C=180°,
∵∠B:∠C=1:2,
∴∠C=×180°=120°,
故选:D.
6.下列说法中能推出△ABC是直角三角形的个数有( )
①a2=c2﹣b2;
②∠A:∠B:∠C=1:1:2;
③a:b:c=1::2;
④∠C=∠A﹣∠B.
A.1个B.2个C.3个D.4个
【分析】根据勾股定理逆定理可得①③是否是直角三角形,根据三角形内角和计算出角的度数可判断②④是否是直角三角形.
解:①a2=c2﹣b2,即a2+b2=c2,是直角三角形;
②由∠A:∠B:∠C=1:1:2可得∠C=180°×=90°,是直角三角形;
③∵a:b:c=1::2,12+()2=22,∴是直角三角形;
④∠C=∠A﹣∠B可变为∠A=∠C+∠B,根据∠A+∠B+∠C=180°可得∠A+∠A=180°,解得∠A=90°,因此是直角三角形;
故选:D.
7.下列条件中,能推出▱ABCD为矩形的是( )
A.AB=BCB.AC平分∠BADC.AC⊥BDD.AC=BD
【分析】根据矩形的判定方法即可一一判断.
解:A、∵AB=BC,
∴▱ABCD为菱形,故A选项不合题意;
B、∵AC平分∠BAD,
∴▱ABCD为菱形,故B选项不合题意;
C、∵AC⊥BD,
∴▱ABCD为菱形,故C选项不合题意;
D、∵AC=BD,
∴▱ABCD是矩形,故D选项符合题意;
故选:D.
8.如图,在菱形ABCD中,AB=5,AC=6,过点D作DE⊥BA,交BA的延长线于点E,则线段DE的长为( )
A.B.C.4D.
【分析】由在菱形ABCD中,AB=5,AC=6,利用菱形的性质以及勾股定理,求得OB的长,继而可求得BD的长,然后由菱形的面积公式可求得线段DE的长.
解:如图.
∵四边形ABCD是菱形,AC=6,
∴AC⊥BD,OA=AC=3,BD=2OB,
∵AB=5,
∴OB==4,
∴BD=2OB=8,
∵S菱形ABCD=AB•DE=AC•BD,
∴DE===.
故选:D.
9.如图,四边形OAA1B1是边长为1的正方形,以对角线OA1为边作第二个正方形OA1A2B2,连接AA2,得到△AA1A2;再以对角线OA2为边作第三个正方形OA2A3B3,连接A1A3,得到△A1A2A3,再以对角线OA3为边作第四个正方形,OA3A4B4,连接A2A4,得到△A2A3A4,…,设△AA1A2,OA1A2A3,△A2A3A4,…的面积分别为S1,S2,S3,….如此下去,则S2021的值为( )
A.22018B.22019C.22019+D.22020
【分析】首先求出S1、S2、S3,然后归纳命题中隐含的数学规律,即可解决问题.
解:∵四边形OAA1B1是正方形,
∴OA=AA1=A1B1=1,
∴S1=×1×1==21﹣2,
∵∠OAA1=90°,
∴OA12=12+12=2,
∴OA1=,
∴OA2=A2A3=OA1=2,
∴A2B1=2﹣1=1,
∴S2=×2×1=1=22﹣2,
同理可求:S3=×2×2=2=23﹣2,S4=4=24﹣2,…,
∴Sn=2n﹣2,
∴S2021的值为22019.
故选:B.
10.如图,在正方形ABCD中,O为对角线BD的中点,E为边AB上一点,AF⊥DE于点F,
OF=,AF=1,则EF的长为( )
A.B.C.D.﹣1
【分析】连接AC,过O点作OG⊥OF交DE于G,根据正方形的性质和全等三角形的判定和性质解答即可.
解:连接AC,过O点作OG⊥OF交DE于点G,
∵四边形ABCD是正方形,O为BD的中点,AC,BD为对角线,
∴O为对角线的交点,
在正方形ABCD中,AC⊥BD,OA=OD,
∵OG⊥OF,
∴∠AOF+∠AOG=90°,∠DOG+∠AOG=90°,
∴∠AOF=∠DOG,
∵AF⊥DE,
∴∠FAO+∠1=90°,
∵∠GDO+∠2=90°,∠1=∠2,
∴∠FAO=∠GDO,
在△AOF与△DOG中,
,
∴△AOF≌△DOG(ASA),
∴AF=DG=1,OG=OF=,
∴△OFG是直角三角形,
∴FG=,
∴FD=FG+GD=3,
∵∠BAD=90°,AF⊥DE,
∴∠EAF+∠FAD=∠FAD+∠ADF=90°,
∠EFA=∠AFD=90°,
∴△AFE∽△DFA,
∴,
∴EF=AF=,
故选:C.
二、填空题(本大题共有6小题,每小题3分,共18分)下列各题不需要写出解答过程,请将结论直接填写在答题卷的指定位置.
11.(﹣)2= 5 ;= 2 .
【分析】直接利用二次根式的性质化简得出即可.
解:(﹣)2=5;=2.
故答案为:5,2.
12.如图,池塘边有两点A,B,点C是与BA方向成直角的AC方向上点,测得BC=60m,AC=20m,则A,B两点间的距离 40 m.
【分析】在直角三角形中已知直角边和斜边的长,利用勾股定理求得另外一条直角边的长即可.
解:AB===m,
故答案为:40.
13.如果是整数,则正整数n的最小值是 3 .
【分析】因为是整数,且==2,则3n是完全平方数,满足条件的最小正整数n为3.
解:∵==2,且是整数;
∴2是整数,即3n是完全平方数;
∴n的最小正整数值为3.
故答案是:3.
14.如图,在▱ABCD中,CE平分∠BCD,交AB于点E,EA=3,EB=5,ED=4.则CE的长是 4 .
【分析】根据平行四边形的性质和角平分线的定义可得AD=BC=EB=5,根据勾股定理的逆定理可得∠AED=90°,再根据平行四边形的性质可得CD=AB=8,∠EDC=90°,根据勾股定理可求CE的长.
解:∵CE平分∠BCD,
∴∠BCE=∠DCE,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD,AD=BC,AB∥CD,
∴∠BEC=∠DCE,
∴∠BEC=∠BCE,
∴BC=BE=5,
∴AD=5,
∵EA=3,ED=4,
在△AED中,32+42=52,即EA2+ED2=AD2,
∴∠AED=90°,
∴CD=AB=3+5=8,∠EDC=90°,
在Rt△EDC中,CE===4.
故答案为:4.
15.在▱ABCD中,AB=,AD=,点A到边BC,CD的距离分别为AE=,AF=1,则∠EAF的度数为 45°或135° .
【分析】首先根据题意画出图形,再根据勾股定理可得DF=AF,AE=BE,然后再根据三角形内角和可得∠DAF=45°,∠EAB=45°,根据平行四边形的性质可得AB∥CD,进而得到∠D+∠DAB=180°,求出∠DAB的度数,进而可得答案,同理可得出∠EAF另一个度数.
解:如图1所示:
∵AF⊥DC,AE⊥CB,
∴∠DFA=90°,∠AEB=90°,
∵AD=,AF=1,
∴DF=1,
∴∠D=∠DAF=45°,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴DC∥AB,
∴∠DAB=135°,
∵AB=,AE=,∴EB=,
∴∠EAB=45°,
∴∠EAF=135°﹣45°﹣45°=45°,
如图2,过点A作AE⊥CB延长线于点E,过点A作AF⊥CD延长线于点F,
同理可得:∠EAB=45°,∠BAD=45°,∠FAD=45°,
则∠EAF=135°,
故答案为:45°或135°.
16.如图,在边长为2的菱形ABCD中,∠ABC=60°,将△ABD沿射线BD的方向平移,得到△EFG,连接EC,ED,FC,则EC+FC的最小值为 2 .
【分析】根据菱形的性质得到AB=2,∠ABD=30°,根据平移的性质得到EG=AB=2,EG∥AB,推出四边形EFCD是平行四边形,得到ED=FC,于是得到EC+FC的最小值=EC+ED的最小值,根据平移的性质得到点E在过点A且平行于BD的定直线上,作点D关于定直线的对称点M,连接CM交定直线于AE,解直角三角形即可得到结论.
解:在边长为2的菱形ABCD中,∠ABC=60°,
∴AB=CD=2,∠ABD=30°,
∵将△ABD沿射线BD的方向平移得到△EGF,
∴EF=AB=2,EF∥AB,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=CD,AB∥CD,
∴∠BAD=120°,
∴EF=CD,EF∥CD,
∴四边形EFCD是平行四边形,
∴ED=FC,
∴EC+FC的最小值=EC+ED的最小值,
∵点E在过点A且平行于BD的定直线AE上,
∴作点D关于定直线AE的对称点M,连接CM交BG于O,
∴CM的长度即为EC+DE的最小值,
∵∠EAD=∠ADB=30°,AD=2,
∴∠ADM=60°,DH=MH=AD=1,
∴DM=2,
∴DM=CD,
∵∠CDM=∠MDO+∠CDB=90°+30°=120°,
∴∠M=∠DCM=30°,
∴CM=2×CD=2.
故答案为:2.
三、解下列各题(本大题共8小题,共72分)下列各题需要在答题卷的指定位置写出文字说明、证明过程、演算步骤或画出图形.
17.计算:
(1)﹣4+;
(2)(﹣)÷.
【分析】(1)先把二次根式化为最简二次根式,然后合并即可;
(2)根据二次根式的除法法则运算.
解:(1)原式=2﹣2+
=;
(2)原式=﹣
=4﹣2.
18.如图,菱形ABCD的对角线AC,BD交于点O,且BE∥AC,AE∥BD,连接EO.
(1)试判断四边形AEBO的形状,并说明理由;
(2)若CD=6,求OE的长.
【分析】(1)先证明四边形AEBO为平行四边形,由菱形的性质可证明∠BOA=90°,从而可证明四边形AEBO是矩形;
(2)依据矩形的性质可得到EO=AB,然后依据菱形的性质可得到AB=CD,得OE=CD=6即可.
解:(1)四边形AEBO是矩形.
理由:∵BE∥AC,AE∥BD,
∴四边形AEBO是平行四边形,
又∵菱形ABCD对角线交于点O,
∴AC⊥BD,
即∠AOB=90°,
∴四边形AEBO是矩形;
(2)∵四边形AEBO是矩形,
∴EO=AB,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=CD.
∴EO=CD=6.
19.已知直角三角形的两直角边长分别为(2+)和(2﹣).
求这个直角三角形的斜边长.
【分析】根据勾股定理列式计算即可得解.
解:∵直角三角形的两直角边长分别为(2+)和(2﹣),
∴斜边长==.
20.如图,是由边长为1的小正方形构成的10×10网格,每个小正方形的顶点叫做格点.五边形ABCDE的顶点在格点上,仅用无刻度的直尺在给定网格中画图,画图过程用虚线表示,画图结果用实线表示,按步骤完成下列问题:
(1)五边形ABCDE的周长为 20+ .
(2)在AB上找点F,使E,C两点关于直线DF对称;
(3)设DF交CE于点G,连接AG,直接写出四边形AEDG的面积;
(4)在直线DF上找点H,使∠AHB=135°.
【分析】(1)根据勾股定理求出五边形ABCDE各边的长,相加即可;
(2)连接EC,作DF⊥EC交AB于点F即可.
(3)分成两个三角形求面积即可.
(4)利用等腰直角三角形的性质求解即可.
解:(1)由题意,AB=BC=CD==5,AE==,DE=5,
∴五边形ABCDE的周长=20+,
故答案为:20+.
(2)如图,点F即为所求作.
(3)四边形AEDG的面积=××+×5×2=10.
(4)如图,点H即为所求作.
21.如图,小明家A和地铁口B两地恰好处在东西方向上,且相距3km,学校C在他家正北方向的4km处,公园D与地铁口和学校的距离分别5km和5km.
(1)求地铁口、公园和学校三地组成的∠BDC的大小;
(2)计算公园与小明家的距离.
【分析】(1)由勾股定理求出BC=5(km)=BD,再由勾股定理的逆定理证△BCD是等腰直角三角形,∠CBD=90°,则∠BDC=45°;
(2)过D作DE⊥AB,交AB的延长线于E,证△BDE≌△CBA(AAS),得DE=BA=3km,BE=CA=4km,再由勾股定理求解即可.
解:(1)由题意得:BD=5km,CD=5km,∠BAC=90°,AB=3km,CA=4km,
∴BC===5(km),
∴BC=BD,
∵BC2+BD2=52+52=50,CD2=(5)2=50,
∴BC2+BD2=CD2,
∴△BCD是等腰直角三角形,∠CBD=90°,
∴∠BDC=45°;
(2)过D作DE⊥AB,交AB的延长线于E,如图所示:
则∠DEB=90°,
∴∠BDE+∠DBE=90°,
由(1)得:∠CBD=90°,
∴∠DBE+∠CBA=90°,
∴∠BDE=∠CBA,
在△BDE和△CBA中,
,
∴△BDE≌△CBA(AAS),
∴DE=BA=3km,BE=CA=4km,
∴AE=BE+AB=7(km),
∴AD===(km).
22.(1)如图1,在▱ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,且AB=a,BC=b,AC=m,BD=n.
①若AC=BD,则m2= a2+b2 ;(用含a,b的式子表示)
若AC⊥BD,则m2= 4a2﹣n2 ;(用含a,n的式子表示)
②试探索a,b,m,n这四条线段之间的数量关系,并说明理由;
(2)如图2,在△EFG中,GH是中线,若FG=6,GH=7,EG=9,则FH的长为 .
【分析】(1)①若AC=BD,则ABCD是矩形,由勾股定理即可;若AC⊥BD,则ABCD是菱形,由勾股定理即可;②作CN⊥AD于N,BM垂直DA延长线于M,先证△ABM≌△DCN,再利用勾股定理得到a,b,m,n这四条线段之间的数量关系;
(2)利用(1)的结论即可.
解:(1)①∵AC,BD是▱ABCD的对角线,
若AC=BD,则ABCD是矩形,
∴m2=a2+b2;
若AC⊥BD,则ABCD是菱形,
∴=a2,
即m2=4a2﹣n2;
故答案为:a2+b2,m2=4a2﹣n2;
②如图1,作CN⊥AD于N,BM垂直DA延长线于M,
∵BM=CN,AB=CD,
∴△ABM≌△DCN,
∴AM=DN,
在Rt△BDM中,BD2=BM2+DM2,
即n2=MB2+(MA+AD)2
=MB2+MA2+AD2+2MA•AD
=a2+b2+2MA•AD,
在Rt△N中,AC2=AN2+CN2,
即m2=(AD﹣DN)2+CN2
=AD2+DN2+CN2﹣2AD•DN
=a2+b2﹣2AD•DN,
∴m2+n2=2(a2+b2)+2MA•AD﹣2DA•AD,
∵MA=DN,
∴m2+n2=2(a2+b2);
(2)如图2,将三角形补全成平行四边形,利用上面讨论有:
(2FH)2+(2GH)2=2(FG2+EG2),
∴FH=.
23.如图,P是菱形ABCD的边BC上一个动点,∠ABC=60°,线段PC的垂直平分线与对角线BD交于点E,连接PE,CE,AP.
(1)如图(1),∠BAP=16°,直接写出∠APE的大小;
(2)如图(2),试探索线段AB,BP,BE满足怎样的数量关系?并说明理由;
(3)如图(3),若AB=1,过点E作EF⊥AP于点F,点P从点B往点C运动至EF最小时停止,直接写出点P的运动路径长.
【分析】(1)连接AE,根据外角定义得出∠APC=∠BAP+∠ABC=76°,再根据等腰三角形的性质得出∠BAP+∠PAE=∠BAE=∠BCE=∠EPC,设∠BAE=∠BCE=∠EPC=x,∠APE=y,根据角的关系列出方程组解方程组即可;
(2)作EF⊥PC于F,得出BF==BE,FC=PF=BE﹣BP,即可得出AB=BC=BF+FC=BE+BE﹣BP=BE﹣BP;
(3)由题意判断当AP⊥BC时,EF最短,求出此时BP的长度即可.
解:(1)连接AE,
∵∠BAP=16°,∠ABC=60°,
∴∠APC=∠BAP+∠ABC=76°,
∵四边形ABCD是菱形,线段PC的垂直平分线与对角线BD交于点E,
∴AE=CE,PE=CE,
∴AE=PE,
∴∠EAP=∠APE,∠PCE=∠EPC,
∴∠BAP+∠PAE=∠BAE=∠BCE=∠EPC,
设∠BAE=∠BCE=∠EPC=x,∠APE=y,
∴,
解得,
∴∠APE=30°;
(2)AB=BE﹣BP,理由如下:
作EF⊥PC于F,
∵四边形ABCD是菱形,∠ABC=60°,BD是对角线,
∴∠EBF=30°,
∴EF=BE,
∴BF==BE,
∵EF是PC的垂直平分线,
∴FC=PF=BE﹣BP,
∴AB=BC=BF+FC=BE+BE﹣BP=BE﹣BP,
即AB=BE﹣BP;
(3)由题知,当AP⊥BC时,EF最短,
∵四边形ABCD是菱形,∠ABC=60°,
∴BP=AB=,
即点P的运动路径长为.
24.如图,在平面直角坐标系中,A,B两点的坐标分别为A(0,a),点B(b,0),且a,b满足:b+4=+,点C与点B关于y轴对称,点P,点E分别是x轴,直线AB上的两个动点.
(1)则点C的坐标为 (4,0) ;
(2)连接PA,PE.
①如图1,当点P在线段BO(不包括B,O两个端点)上运动,若△APE为直角三角形,F为斜边PA的中点,连接EF,OF,试判断EF与OF的关系,并说明理由;
②如图2,当点P在线段OC(不包括O,C两个端点)上运动,若△APE为等腰三角形,M为底边AE的中点,连接MO,试探索PA与OM的数量关系,并说明理由;
(3)如图3,连PA,CE,设它们所在的直线交于点G,设CE交y轴于点F,连接BG,若OP=OF,则BG的最小值为 2﹣2 .
【分析】(1)利用二次根式的被开方数是非负数求出a,b的值,可得结论.
(2)①结论:EF=OF.利用直角三角形斜边中线的性质证明即可.
②结论:PA=OM.如图2中,过点P作PH⊥AC于H,连接MH,OH,PM.想办法证明PA=MH,MH=OM,可得结论.
(3)取AC的中点T,连接BT,TG.求出BT,TG,可得结论.
解:(1)∵b+4=+,
又∵,
∴a=4,b=﹣4,
∴A(0,4),B(﹣4,0),
∵B,C关于y轴对称,
∴C(4,0).
故答案为:(4,0).
(2)①如图1中,结论:EF=OF.
理由:∵∠AEP=∠AOP=90°,AF=FP,
∴EF=PA,OF=PA,
∴EF=OF.
②结论:PA=OM.
理由:如图2中,过点P作PH⊥AC于H,连接MH,OH,PM.
∵PA=PE,AM=ME,
∴PM⊥AE,
∵OA=OB=OC,∠AOB=∠AOC=90°
∴∠OAB=∠AOC=∠ACO=45°,
∴∠AMP=∠MAH=∠PHA=90°,
∴四边形AMPH是矩形,
∴AM=PH,PA=MH,
∵∠PHC=90°,∠PCH=45°,
∴∠HPC=∠PCH=45°,
∴PH=CH=AM,
在△AOM和△COH中,
,
∴△AOM≌△COH(SAS),
∴OM=OH,∠AOM=∠COH,
∴∠MOH=∠AOC=90°,
∴MH=OM,
∴PA=OM.
(3)如图3中,取AC的中点T,连接BT,TG.
在△AOP和△COF中,
,
∴△AOP≌△COF(SAS),
∴∠OAP=∠PCG,
∵∠APO=∠CPG,
∴∠AOP=∠PGC=90°,
∵AT=TC.
∴TG=AC=×4=2,
∵A(0,4),C(4,0),AT=CT,
∴T(2,2),
∵B(﹣4,0),
∴BT==2,
∴BG≥BT﹣TG,
∴BG≥2﹣2,
∴BG的最小值为2﹣2.
故答案为:2﹣2.
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