人教版八上数学第十三章13.4最短路径 课时易错题三刷(第三刷)
一、单选题
1.(2020八上·勃利期末)如图,在 中, = =6,且 , , 是 的两条高线,P是 上一动点,则 的最小值是( )
A.4 B.5 C.6 D.8
【答案】B
【知识点】轴对称的应用-最短距离问题
【解析】【解答】解:连接PB,
∵ , ,
∴AD是等腰△ABC底边BC边的中垂线,
∴ ,
∴ ,
又 ,
∴B,P,E三点共线时, 最小,即等于BE的长,
又∵ , ,
∴ ;
故
故答案为:B.
【分析】先求出AD是等腰△ABC底边BC边的中垂线,再求出 ,最后利用三角形的面积公式计算求解即可。
2.(2020八上·遵化月考)如图所示,在四边形ABCD中, ,AC=1, ,直线MN为线段AD的垂直平分线,P为MN上的一个动点,则PC+PD的最小值为( )
A.1 B. C. D.3
【答案】A
【知识点】线段垂直平分线的性质;轴对称的应用-最短距离问题
【解析】【解答】连接PA,
∵直线MN为线段AD的垂直平分线,
∴ ,
∴ ,
当P在AC上时, 最小,即 ,
∴ 最小值为1,
故答案为:A.
【分析】连接PA,根据线段垂直平分线的性质,可得,可得,当P在AC上时, 最小,此时的最小值=AC,据此即得结论.
3.(2020八上·长沙月考)如图, ABC≌ AED,BC与ED交于点F,连接AF,P为线段AF上一动点,连接BP、DP,EF=3,CF=5,则BP+DP的最小值是( )
A.4 B.8 C.10 D.16
【答案】B
【知识点】轴对称的应用-最短距离问题
【解析】【解答】解:如图所示,连接CP,
由题可得,点C与点D关于AF对称,点B与点E关于AF对称,
∴CP=DP,EF=BF=3,
∴BP+DP=BP+CP,
∴当B,P,C在同一直线上时,BP+DP的最小值等于BC的长,
∵EF=3,CF=5,
∴BF+CF=BC=8,
∴BP+DP的最小值是8,
故答案为:B.
【分析】连接CP,由题可得,点C与点D关于AF对称,点B与点E关于AF对称,可得到CP=DP,BF=3,故得BP+DP=BP+CP,当B,P,C在同一直线上时,BP+DP的最小值等于BC的长,然后求出BC的长,即可求解.
4.(2020八上·南通期中)如图,点C、D在线段AB的同侧,CA=4,AB=12,BD=9,M是AB的中点,∠CMD=120°,则CD长的最大值是( )
A.16 B.19 C.20 D.21
【答案】B
【知识点】等边三角形的判定与性质;轴对称的应用-最短距离问题
【解析】【解答】解:如图,作点A关于CM的对称点A′,点B关于DM的对称点B′.
∵∠CMD=120°,
∴∠AMC+∠DMB=60°,
∴∠CMA′+∠DMB′=60°,
∴∠A′MB′=60°,
∵MA′=MB′,
∴△A′MB′为等边三角形
∵CD≤CA′+A′B′+B′D=CA+AM+BD=4+6+9=19,
∴CD的最大值为19,
故答案为:B.
【分析】作点A关于CM的对称点A′,作点B关于DM的对称点B′,证明△A′MB′为等边三角形,即可解决问题.
5.(2020八上·柳州期末)如图,正 的边长为 ,过点 的直线 ,且 与 关于直线 对称, 为线段 上一动点,则 的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】轴对称的应用-最短距离问题
【解析】【解答】作点A关于直线BC′的对称点 ,连接 C交直线BC与点D,如图所示.
由图象可知当点D在C′B的延长线上时,AD+CD最小,
而点D为线段BC′上一动点,
∴当点D与点B重合时AD+CD值最小,
此时AD+CD=AB+CB=2+2=4.
故答案为:B.
【分析】作点A关于直线BC′的对称点 ,连接 C交直线BC与点D,由图象可知点D在C′B的延长线上,由此可得出当点D与点B重合时,AD+CD的值最小,由此即可得出结论,再根据等边三角形的性质算出AB+CB的长度即可.
二、填空题
6.(2021八上·大石桥期末)已知△ABC的面积是12,AB=AC=5,AD是BC边上的中线,E,P分别是AC,AD上的动点,则CP+EP的最小值为 .
【答案】
【知识点】垂线段最短;轴对称的应用-最短距离问题
【解析】【解答】解:过点B作BE⊥AC交AD于点P,连接CP,
∵AB=AC, AD是BC边上的中线,
∴AD⊥BC,
∴B点与C点关于AD对称,
∴BP=CP,
∴CP+EP=BP+EP≥BE,
∴CP+EP的最小值为BE的长,
∵△ABC的面积是12, AC=5,
∴,
∴BE=.
故答案为:.
【分析】过点B作BE⊥AC交AD于点P,连接CP,则CP+ EP的最小值为BE的长.
7.(2020八上·通山月考)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,EF垂直平分AB,AC=3,BC=4,则AE+CE的最小值是 .
【答案】4
【知识点】轴对称的应用-最短距离问题
【解析】【解答】解:∵EF垂直平分AB,
∴A,B关于EF对称,AE=BE,
当点E为BC与EF的交点时,AE+CE最小,
此时,AE+CE=BE+CE=BC=4,
故答案为:4.
【分析】根据垂直平分线的性质求出AE=BE,根据两点之间线段最短的性质得出当点E为BC与EF的交点时,AE+CE最小,即BC的长,即可解答.
8.(2020八上·越秀期末)如图, 是等边三角形, ,点 、 分别为边 、 上的动点,当 的周长最小时, 的度数是 .
【答案】
【知识点】轴对称的性质;轴对称的应用-最短距离问题
【解析】【解答】解:如图,作点D关于AC的对称点G,点D关于BC的对称点H,连接GH交AC、BC于E、F,
∵D、G关于AC对称,D、H关于BC对称,
∴DE=EG,DF=FH,
∴ 的周长=DE+DF+EF=EG+EF+FH,
∴当G、E、F、H四个点在同一直线上时, 的周长最小,
∵ 是等边三角形,
∴∠A=∠B = ,
∵D、G关于AC对称,D、H关于BC对称,
∴∠ADG= ,∠BDH= ,∠EDG=∠DGE,∠FDH=∠DHF,
∴∠GDH= ,
∴∠DGE+∠DHF= ,
∴∠EDG+∠FDH= ,
∴∠EDF= .
故答案是: .
【分析】先作点D关于AC和BC的对称点G、H,连接GH交AC和BC于点E、F,此时△DEF的周长最小,再根据三角形内角和与等腰三角形的性质即可求解.
9.(2019八上·温岭期中)如图,在△ABC中,∠C=90°,AC=8cm,BC=6cm,AB=10cm,点E在AC上,现将△BCE沿BE翻折,使点C落在点C′处连接AC′,则AC′长度的最小值是 .
【答案】4cm
【知识点】轴对称的应用-最短距离问题
【解析】【解答】解:当C′落在AB上, AC'长度的值最小,
∵∠C=90°,AC=8cm,BC=6cm,AB=10cm,
由折叠的性质知,BC′=BC=6cm,
∴AC′=AB-BC′=4cm.
故答案为:4cm.
【分析】当C′落在AB上, AC'长度的值最小,由折叠的性质知,BC′=BC=6cm,于是得到结论.
三、作图题
10.(2019八上·德城期中)画图题
(1)在图1中找出点A,使它到M,N两点的距离相等,并且到OH,OF的距离相等.
(2)如图2,①写出△ABC关于x轴对称的△A1B1C1的各顶点的坐标;
②画出△ABC关于y轴对称的△A2B2C2;
③在y轴上求作一点P,使△PBC的周长最小.
【答案】(1)解:如图,点A和A′为所作;
(2)解:①如图,△A1B1C1为所各顶点坐标为A1(﹣3,﹣2)、B1(﹣4,3)、C1(﹣1,1);
②如图,△A2B2C2为所作;点A2的坐标为(﹣4,﹣2).
③如图,点P为所作.
【知识点】作图﹣轴对称;轴对称的应用-最短距离问题;作图-角的平分线;作图-线段垂直平分线
【解析】【分析】(1)作MN的垂直平分线、∠HOF的平分线和∠HOF的邻补角的平分线,它们的交点即为A点;(2)①利用关于x轴对称的点的坐标特征写出△A1B1C1的各顶点的坐标;②利用关于y轴对称的点的坐标特征写出△A2B2C2的各顶点的坐标,然后描点即可;③连接BC2交y轴于P点,利用对称的性质和两点之间线段最短可判断此时PB+PC的值最小,从而得到△PBC的周长最小.
11.(2019八上·邯郸期中)如图,在所给的网格图中,完成下列各题(用直尺画图,否则不给分)
⑴画出格点△ABC关于直线DE的对称的△A1B1C1;
⑵在DE上画出点P,使PA+PC最小;
⑶在DE上画出点Q,使QA﹣QB最大.
【答案】解:(1)如图,△A1B1C1即为所求;(2)如图,连接A1C交DE于点P,点P即为所求;(3)延长AB交DE于点Q,点Q即为所求
【知识点】作图﹣轴对称;轴对称的应用-最短距离问题
【解析】【分析】(1)分别作点A、B、C关于直线DE的对称点A1、B1、C1;顺次连接A1、B1、C1所得的三角形即为所求.(2)依据轴对称的性质,连接C1A(或A1C)与直线DE交于点P即可.(3)根据QA﹣QB≤AB,即可得到QA﹣QB最大值为AB的长,据此延长AB交DE于点Q,点Q即为所求.
四、综合题
12.(2021八上·海珠期末)已知:如图,ABC中,AB=AC,∠A=45°,E是AC上的一点,∠ABE=∠ABC,过点C作CD⊥AB于D,交BE于点P.
(1)直接写出图中除ABC外的所有等腰三角形;
(2)求证:BD=PC;
(3)点H、G分别为AC、BC边上的动点,当DHG周长取取小值时,求∠HDG的度数.
【答案】(1)△ADC,△CPE,△BCE都是等腰三角形
(2)证明:如图,在线段AD上取点H,使DH=DB,连接CH,
∵DH=DB,CD⊥AB,
∴BC=CH,
∴∠BHC=∠ABC=67.5°,
∵∠BEC=∠ACB=67.5°,
∴∠BHC=∠ABC=∠BEC=∠ACB,
∵BC=CB,
∴△BCH≌△CBE,
∴BH=CE,
∵CE=CP,
∴BH=CP,
∴ ;
(3)解:如图,作点D关于直线BC的对称点M,作点D关于AC的对称点F,连接FM交BC于点G,交AC于点H,此时△DGH的周长最小,
∵∠ABC=67.5°,CD⊥AB,
∴∠BCD=90°-∠ABC=22.5°,
∵DM⊥CB,
∴∠CDM=90°-∠BCD=90°-22.5°=67.5°,
∵DA=DC,DF⊥AC,
∴∠CDF=∠CDA=45°,
∴∠MDF=45°+67.5°=112.5°,
∴∠M+∠F=180°-112.5°=67.5°,
∵GD=GM,HF=HD,
∴∠M=∠GDM,∠F=∠HDF,
∵∠DGH=∠M+∠GDM=2∠M,∠DHG=∠F+∠HDF=2∠F,
∴∠DGH+∠DHG=2(∠M+∠F)=135°,
∴∠GDH=180°-(∠DGH+∠DHG)=45°.
【知识点】三角形内角和定理;等腰三角形的判定;轴对称的应用-最短距离问题
【解析】【解答】解:(1)△ADC,△CPE,△BCE都是等腰三角形,理由如下:
∵AB=AC,∠A=45°,
∴∠ABC = ∠ACB = (180°-45°)=67.5°,
∵∠ABE=∠ABC,
∴∠ABE = 22.5°,
∴∠CBE=45°,
∴∠BEC=180°-∠CBE-∠ACB=67.5°,
∴∠BEC=∠ACB,
∴BC=BE,即△BCE为等腰三角形,
∵CD⊥AB,
∴∠ADC = ∠CDB = 90°,
∴∠ACD = 90°–∠A = 45°
∴∠A=∠ACD=45°,
∴DA= DC,
∴△ADC是等腰三角形,
∵∠CPE = ∠BPD = 90°–∠ABE=67.5°,∠BEC=180°-∠CBE-∠ACB=67.5°,∠CEP =67.5°,
∴∠CPE = ∠CEB = 67.5°,
∴CP=CE,
∴△CPE是等腰三角形,
综上所述,除ABC外的所有等腰三角形有△ADC,△CPE,△BCE;
【分析】(1)△ADC,△CPE,△BCE都是等腰三角形,分别证明∠A=∠ACD=45°,∠CPE = ∠CEB = 67.5°,即可即可得出结论;
(2)在线段AD上取点H,使DH=DB,连接CH,利用全等三角形的性质证明BH=CE,即可得出结论;
(3)作点D关于直线BC的对称点M,作点D关于AC的对称点F,连接FM交BC于点G,交AC于点H,此时△DGH的周长最小,证明∠M+∠F=180°-112.5°=67.5°,即可得出结论。
13.(2020八上·巴彦期末)如图
(1)①作出 关于y轴对称的 .
②通过画图在x轴上找出点P,使得 与 之和最小.
(2)连接 、 、 ,则 的面积为 .
【答案】(1)
(2)3
【知识点】三角形的面积;作图﹣轴对称;轴对称的应用-最短距离问题
【解析】【解答】解:(2)如图所示,△POC1的面积= .
【分析】(1)①先作出点A、B、C关于y轴的对称点,再连线即可;②找得到点A关于x轴的对称点A',连接CA',交x轴于点P;
(2)利用三角形的面积公式计算即可。
14.(2021八上·桂林期末)如图,在等腰三角形 ABC 中,AB=AC,AD⊥BC 于点 D,∠ABC 的角平分线 BE 交 AD 于点 F,且BF=FA,BE=AB,EG⊥BC 于点G.
(1)求证:∠BAD=∠EBG;
(2)求证:AD=DG+EG;
(3)点H 为线段DG 上的一个动点,当AH+HE 的值最小时,求∠DAH 的度数.
【答案】(1)证明:∵BE平分∠ABC
∴∠2=∠3
∵BF=FA
∴∠2=∠1
∴∠1=∠3
(2)证明:∵AD⊥BC EG⊥BC
∴∠ADB=∠BGE=90°
在△ABD和△BEG中
∴△ABD≌△BEG(AAS)
∴AD=BG BD=EG
∵BG=BD+DG=DG+EG
∴AD=DG+EG
(3)解:延长EG至点E′,使得GE′=GE
连接AE′, BE′,此时AH+HE的值最小
根据题意,易得 △BE′G≌△BEG
∴∠3=∠GBE′ BE=BE′
由(1)可知 ∠1=∠2=∠3=30°
∴∠ABE′=∠2+∠3+∠GBE′=90°
∵AB=BE BE=BE′
∴AB=BE′
即△ABE′是等腰直角三角形
∴∠BAH=45°
∴∠DAH=∠BAH -∠1=15°
【知识点】等腰三角形的性质;轴对称的应用-最短距离问题;三角形全等的判定(AAS)
【解析】【分析】(1)利用角平分线的定义可得到∠2=∠3,再根据等腰三角形的性质,可推出∠2=∠1,由此可证得结论。
(2)利用垂直的定义可证得∠ADB=∠BGE,再利用ASA可得到ABD≌△BEG,利用全等三角形的对应边相等,可推出AD=BG,BD=EG,由此可推出结论。
(3)延长EG至点E′,使得GE′=GE连接AE′,BE′,此时AH+HE的值最小 ,易证△BE′G≌△BEG,利用全等三角形的性质可证得∠3=∠GBE′ ,BE=BE;再证明AB=BE′,可推出△ABE′是等腰直角三角形,利用等腰直角三角形的性质可得到∠BAH=45°,然后利用∠DAH=∠BAH -∠1,代入计算可求出∠DAH的度数。
15.(2020八上·椒江期中)如图
(1)性质:角平分线上的点到角两边的距离相等,如图1:OP平分∠MON,PC⊥OM于C,PB⊥ON于B,则PB PC(填“ ”“ ”或“=”);
(2)探索:如图2,小明发现,在△ABC中,AD是∠BAC的平分线,则 ,请帮小明说明原因.
(3)应用:如图3,在小区三条交叉的道路AB,BC,CA上各建一个菜鸟驿站D,P,E,工作人员每天来回的路径为P→D→E→P,
①问点P应选在BC的何处时,才能使PD+DE+PE最小?
②若∠BAC=30°,S△ABC=10,BC=5,则PD+DE+PE的最小值是多少?
【答案】(1)=
(2)解:理由:过点D作DE⊥AB于E,DF⊥AC于F
∵AD是∠BAC的平分线,
∴DE=DF
∴ ;
(3)解:①过点A作AP⊥BC于P,分别作点P关于AB、AC的对称点P1、P2,连接P1P2分别交AB、AC于D、E,连接PD、PE、AP1、AP2,
由对称的性质可得AP1=AP=AP2,DP1=DP,EP2=EP,
∴PD+DE+PE= DP1+DE+ EP2= P1P2,根据两点之间,线段最短和垂线段最短,即可得出此时PD+DE+PE最小,即P1P2的长
即当AP⊥BC于P时,PD+DE+PE最小;
②∵S△ABC=10,BC=5,
∴ BC·AP=10
解得:AP=4
由对称的性质可得AP1=AP=AP2=4,DP1=DP,EP2=EP,∠DAP1=∠DAP,∠EAP2=∠EAP
∴∠DAP1+∠EAP2=∠DAP+∠EAP=∠DAE=30°
∴∠P1AP2=60°
∴△P1AP2是等边三角形
∴P1P2= AP1=4
即PD+DE+PE的最小值是4.
【知识点】角平分线的性质;等边三角形的判定与性质;轴对称的性质;轴对称的应用-最短距离问题
【解析】【解答】解:(1)∵OP平分∠MON,PC⊥OM于C,PB⊥ON于B,
∴PB=PC
故答案为:=;
【分析】(1)根据角平分线的性质即可得出结论;(2)过点D作DE⊥AB于E,DF⊥AC于F,根据角平分线的性质可得DE=DF,然后根据三角形的面积公式即可证出结论;(3)①过点A作AP⊥BC于P,分别作点P关于AB、AC的对称点P1、P2,连接P1P2分别交AB、AC于D、E,连接PD、PE、AP1、AP2即可;②根据三角形的面积公式即可求出AP,然后根据对称的性质可得AP1=AP=AP2=4,DP1=DP,EP2=EP,∠DAP1=∠DAP,∠EAP2=∠EAP,从而证出△P1AP2是等边三角形,即可得出结论.
1 / 1人教版八上数学第十三章13.4最短路径 课时易错题三刷(第三刷)
一、单选题
1.(2020八上·勃利期末)如图,在 中, = =6,且 , , 是 的两条高线,P是 上一动点,则 的最小值是( )
A.4 B.5 C.6 D.8
2.(2020八上·遵化月考)如图所示,在四边形ABCD中, ,AC=1, ,直线MN为线段AD的垂直平分线,P为MN上的一个动点,则PC+PD的最小值为( )
A.1 B. C. D.3
3.(2020八上·长沙月考)如图, ABC≌ AED,BC与ED交于点F,连接AF,P为线段AF上一动点,连接BP、DP,EF=3,CF=5,则BP+DP的最小值是( )
A.4 B.8 C.10 D.16
4.(2020八上·南通期中)如图,点C、D在线段AB的同侧,CA=4,AB=12,BD=9,M是AB的中点,∠CMD=120°,则CD长的最大值是( )
A.16 B.19 C.20 D.21
5.(2020八上·柳州期末)如图,正 的边长为 ,过点 的直线 ,且 与 关于直线 对称, 为线段 上一动点,则 的最小值是( )
A. B. C. D.
二、填空题
6.(2021八上·大石桥期末)已知△ABC的面积是12,AB=AC=5,AD是BC边上的中线,E,P分别是AC,AD上的动点,则CP+EP的最小值为 .
7.(2020八上·通山月考)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,EF垂直平分AB,AC=3,BC=4,则AE+CE的最小值是 .
8.(2020八上·越秀期末)如图, 是等边三角形, ,点 、 分别为边 、 上的动点,当 的周长最小时, 的度数是 .
9.(2019八上·温岭期中)如图,在△ABC中,∠C=90°,AC=8cm,BC=6cm,AB=10cm,点E在AC上,现将△BCE沿BE翻折,使点C落在点C′处连接AC′,则AC′长度的最小值是 .
三、作图题
10.(2019八上·德城期中)画图题
(1)在图1中找出点A,使它到M,N两点的距离相等,并且到OH,OF的距离相等.
(2)如图2,①写出△ABC关于x轴对称的△A1B1C1的各顶点的坐标;
②画出△ABC关于y轴对称的△A2B2C2;
③在y轴上求作一点P,使△PBC的周长最小.
11.(2019八上·邯郸期中)如图,在所给的网格图中,完成下列各题(用直尺画图,否则不给分)
⑴画出格点△ABC关于直线DE的对称的△A1B1C1;
⑵在DE上画出点P,使PA+PC最小;
⑶在DE上画出点Q,使QA﹣QB最大.
四、综合题
12.(2021八上·海珠期末)已知:如图,ABC中,AB=AC,∠A=45°,E是AC上的一点,∠ABE=∠ABC,过点C作CD⊥AB于D,交BE于点P.
(1)直接写出图中除ABC外的所有等腰三角形;
(2)求证:BD=PC;
(3)点H、G分别为AC、BC边上的动点,当DHG周长取取小值时,求∠HDG的度数.
13.(2020八上·巴彦期末)如图
(1)①作出 关于y轴对称的 .
②通过画图在x轴上找出点P,使得 与 之和最小.
(2)连接 、 、 ,则 的面积为 .
14.(2021八上·桂林期末)如图,在等腰三角形 ABC 中,AB=AC,AD⊥BC 于点 D,∠ABC 的角平分线 BE 交 AD 于点 F,且BF=FA,BE=AB,EG⊥BC 于点G.
(1)求证:∠BAD=∠EBG;
(2)求证:AD=DG+EG;
(3)点H 为线段DG 上的一个动点,当AH+HE 的值最小时,求∠DAH 的度数.
15.(2020八上·椒江期中)如图
(1)性质:角平分线上的点到角两边的距离相等,如图1:OP平分∠MON,PC⊥OM于C,PB⊥ON于B,则PB PC(填“ ”“ ”或“=”);
(2)探索:如图2,小明发现,在△ABC中,AD是∠BAC的平分线,则 ,请帮小明说明原因.
(3)应用:如图3,在小区三条交叉的道路AB,BC,CA上各建一个菜鸟驿站D,P,E,工作人员每天来回的路径为P→D→E→P,
①问点P应选在BC的何处时,才能使PD+DE+PE最小?
②若∠BAC=30°,S△ABC=10,BC=5,则PD+DE+PE的最小值是多少?
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】轴对称的应用-最短距离问题
【解析】【解答】解:连接PB,
∵ , ,
∴AD是等腰△ABC底边BC边的中垂线,
∴ ,
∴ ,
又 ,
∴B,P,E三点共线时, 最小,即等于BE的长,
又∵ , ,
∴ ;
故
故答案为:B.
【分析】先求出AD是等腰△ABC底边BC边的中垂线,再求出 ,最后利用三角形的面积公式计算求解即可。
2.【答案】A
【知识点】线段垂直平分线的性质;轴对称的应用-最短距离问题
【解析】【解答】连接PA,
∵直线MN为线段AD的垂直平分线,
∴ ,
∴ ,
当P在AC上时, 最小,即 ,
∴ 最小值为1,
故答案为:A.
【分析】连接PA,根据线段垂直平分线的性质,可得,可得,当P在AC上时, 最小,此时的最小值=AC,据此即得结论.
3.【答案】B
【知识点】轴对称的应用-最短距离问题
【解析】【解答】解:如图所示,连接CP,
由题可得,点C与点D关于AF对称,点B与点E关于AF对称,
∴CP=DP,EF=BF=3,
∴BP+DP=BP+CP,
∴当B,P,C在同一直线上时,BP+DP的最小值等于BC的长,
∵EF=3,CF=5,
∴BF+CF=BC=8,
∴BP+DP的最小值是8,
故答案为:B.
【分析】连接CP,由题可得,点C与点D关于AF对称,点B与点E关于AF对称,可得到CP=DP,BF=3,故得BP+DP=BP+CP,当B,P,C在同一直线上时,BP+DP的最小值等于BC的长,然后求出BC的长,即可求解.
4.【答案】B
【知识点】等边三角形的判定与性质;轴对称的应用-最短距离问题
【解析】【解答】解:如图,作点A关于CM的对称点A′,点B关于DM的对称点B′.
∵∠CMD=120°,
∴∠AMC+∠DMB=60°,
∴∠CMA′+∠DMB′=60°,
∴∠A′MB′=60°,
∵MA′=MB′,
∴△A′MB′为等边三角形
∵CD≤CA′+A′B′+B′D=CA+AM+BD=4+6+9=19,
∴CD的最大值为19,
故答案为:B.
【分析】作点A关于CM的对称点A′,作点B关于DM的对称点B′,证明△A′MB′为等边三角形,即可解决问题.
5.【答案】B
【知识点】轴对称的应用-最短距离问题
【解析】【解答】作点A关于直线BC′的对称点 ,连接 C交直线BC与点D,如图所示.
由图象可知当点D在C′B的延长线上时,AD+CD最小,
而点D为线段BC′上一动点,
∴当点D与点B重合时AD+CD值最小,
此时AD+CD=AB+CB=2+2=4.
故答案为:B.
【分析】作点A关于直线BC′的对称点 ,连接 C交直线BC与点D,由图象可知点D在C′B的延长线上,由此可得出当点D与点B重合时,AD+CD的值最小,由此即可得出结论,再根据等边三角形的性质算出AB+CB的长度即可.
6.【答案】
【知识点】垂线段最短;轴对称的应用-最短距离问题
【解析】【解答】解:过点B作BE⊥AC交AD于点P,连接CP,
∵AB=AC, AD是BC边上的中线,
∴AD⊥BC,
∴B点与C点关于AD对称,
∴BP=CP,
∴CP+EP=BP+EP≥BE,
∴CP+EP的最小值为BE的长,
∵△ABC的面积是12, AC=5,
∴,
∴BE=.
故答案为:.
【分析】过点B作BE⊥AC交AD于点P,连接CP,则CP+ EP的最小值为BE的长.
7.【答案】4
【知识点】轴对称的应用-最短距离问题
【解析】【解答】解:∵EF垂直平分AB,
∴A,B关于EF对称,AE=BE,
当点E为BC与EF的交点时,AE+CE最小,
此时,AE+CE=BE+CE=BC=4,
故答案为:4.
【分析】根据垂直平分线的性质求出AE=BE,根据两点之间线段最短的性质得出当点E为BC与EF的交点时,AE+CE最小,即BC的长,即可解答.
8.【答案】
【知识点】轴对称的性质;轴对称的应用-最短距离问题
【解析】【解答】解:如图,作点D关于AC的对称点G,点D关于BC的对称点H,连接GH交AC、BC于E、F,
∵D、G关于AC对称,D、H关于BC对称,
∴DE=EG,DF=FH,
∴ 的周长=DE+DF+EF=EG+EF+FH,
∴当G、E、F、H四个点在同一直线上时, 的周长最小,
∵ 是等边三角形,
∴∠A=∠B = ,
∵D、G关于AC对称,D、H关于BC对称,
∴∠ADG= ,∠BDH= ,∠EDG=∠DGE,∠FDH=∠DHF,
∴∠GDH= ,
∴∠DGE+∠DHF= ,
∴∠EDG+∠FDH= ,
∴∠EDF= .
故答案是: .
【分析】先作点D关于AC和BC的对称点G、H,连接GH交AC和BC于点E、F,此时△DEF的周长最小,再根据三角形内角和与等腰三角形的性质即可求解.
9.【答案】4cm
【知识点】轴对称的应用-最短距离问题
【解析】【解答】解:当C′落在AB上, AC'长度的值最小,
∵∠C=90°,AC=8cm,BC=6cm,AB=10cm,
由折叠的性质知,BC′=BC=6cm,
∴AC′=AB-BC′=4cm.
故答案为:4cm.
【分析】当C′落在AB上, AC'长度的值最小,由折叠的性质知,BC′=BC=6cm,于是得到结论.
10.【答案】(1)解:如图,点A和A′为所作;
(2)解:①如图,△A1B1C1为所各顶点坐标为A1(﹣3,﹣2)、B1(﹣4,3)、C1(﹣1,1);
②如图,△A2B2C2为所作;点A2的坐标为(﹣4,﹣2).
③如图,点P为所作.
【知识点】作图﹣轴对称;轴对称的应用-最短距离问题;作图-角的平分线;作图-线段垂直平分线
【解析】【分析】(1)作MN的垂直平分线、∠HOF的平分线和∠HOF的邻补角的平分线,它们的交点即为A点;(2)①利用关于x轴对称的点的坐标特征写出△A1B1C1的各顶点的坐标;②利用关于y轴对称的点的坐标特征写出△A2B2C2的各顶点的坐标,然后描点即可;③连接BC2交y轴于P点,利用对称的性质和两点之间线段最短可判断此时PB+PC的值最小,从而得到△PBC的周长最小.
11.【答案】解:(1)如图,△A1B1C1即为所求;(2)如图,连接A1C交DE于点P,点P即为所求;(3)延长AB交DE于点Q,点Q即为所求
【知识点】作图﹣轴对称;轴对称的应用-最短距离问题
【解析】【分析】(1)分别作点A、B、C关于直线DE的对称点A1、B1、C1;顺次连接A1、B1、C1所得的三角形即为所求.(2)依据轴对称的性质,连接C1A(或A1C)与直线DE交于点P即可.(3)根据QA﹣QB≤AB,即可得到QA﹣QB最大值为AB的长,据此延长AB交DE于点Q,点Q即为所求.
12.【答案】(1)△ADC,△CPE,△BCE都是等腰三角形
(2)证明:如图,在线段AD上取点H,使DH=DB,连接CH,
∵DH=DB,CD⊥AB,
∴BC=CH,
∴∠BHC=∠ABC=67.5°,
∵∠BEC=∠ACB=67.5°,
∴∠BHC=∠ABC=∠BEC=∠ACB,
∵BC=CB,
∴△BCH≌△CBE,
∴BH=CE,
∵CE=CP,
∴BH=CP,
∴ ;
(3)解:如图,作点D关于直线BC的对称点M,作点D关于AC的对称点F,连接FM交BC于点G,交AC于点H,此时△DGH的周长最小,
∵∠ABC=67.5°,CD⊥AB,
∴∠BCD=90°-∠ABC=22.5°,
∵DM⊥CB,
∴∠CDM=90°-∠BCD=90°-22.5°=67.5°,
∵DA=DC,DF⊥AC,
∴∠CDF=∠CDA=45°,
∴∠MDF=45°+67.5°=112.5°,
∴∠M+∠F=180°-112.5°=67.5°,
∵GD=GM,HF=HD,
∴∠M=∠GDM,∠F=∠HDF,
∵∠DGH=∠M+∠GDM=2∠M,∠DHG=∠F+∠HDF=2∠F,
∴∠DGH+∠DHG=2(∠M+∠F)=135°,
∴∠GDH=180°-(∠DGH+∠DHG)=45°.
【知识点】三角形内角和定理;等腰三角形的判定;轴对称的应用-最短距离问题
【解析】【解答】解:(1)△ADC,△CPE,△BCE都是等腰三角形,理由如下:
∵AB=AC,∠A=45°,
∴∠ABC = ∠ACB = (180°-45°)=67.5°,
∵∠ABE=∠ABC,
∴∠ABE = 22.5°,
∴∠CBE=45°,
∴∠BEC=180°-∠CBE-∠ACB=67.5°,
∴∠BEC=∠ACB,
∴BC=BE,即△BCE为等腰三角形,
∵CD⊥AB,
∴∠ADC = ∠CDB = 90°,
∴∠ACD = 90°–∠A = 45°
∴∠A=∠ACD=45°,
∴DA= DC,
∴△ADC是等腰三角形,
∵∠CPE = ∠BPD = 90°–∠ABE=67.5°,∠BEC=180°-∠CBE-∠ACB=67.5°,∠CEP =67.5°,
∴∠CPE = ∠CEB = 67.5°,
∴CP=CE,
∴△CPE是等腰三角形,
综上所述,除ABC外的所有等腰三角形有△ADC,△CPE,△BCE;
【分析】(1)△ADC,△CPE,△BCE都是等腰三角形,分别证明∠A=∠ACD=45°,∠CPE = ∠CEB = 67.5°,即可即可得出结论;
(2)在线段AD上取点H,使DH=DB,连接CH,利用全等三角形的性质证明BH=CE,即可得出结论;
(3)作点D关于直线BC的对称点M,作点D关于AC的对称点F,连接FM交BC于点G,交AC于点H,此时△DGH的周长最小,证明∠M+∠F=180°-112.5°=67.5°,即可得出结论。
13.【答案】(1)
(2)3
【知识点】三角形的面积;作图﹣轴对称;轴对称的应用-最短距离问题
【解析】【解答】解:(2)如图所示,△POC1的面积= .
【分析】(1)①先作出点A、B、C关于y轴的对称点,再连线即可;②找得到点A关于x轴的对称点A',连接CA',交x轴于点P;
(2)利用三角形的面积公式计算即可。
14.【答案】(1)证明:∵BE平分∠ABC
∴∠2=∠3
∵BF=FA
∴∠2=∠1
∴∠1=∠3
(2)证明:∵AD⊥BC EG⊥BC
∴∠ADB=∠BGE=90°
在△ABD和△BEG中
∴△ABD≌△BEG(AAS)
∴AD=BG BD=EG
∵BG=BD+DG=DG+EG
∴AD=DG+EG
(3)解:延长EG至点E′,使得GE′=GE
连接AE′, BE′,此时AH+HE的值最小
根据题意,易得 △BE′G≌△BEG
∴∠3=∠GBE′ BE=BE′
由(1)可知 ∠1=∠2=∠3=30°
∴∠ABE′=∠2+∠3+∠GBE′=90°
∵AB=BE BE=BE′
∴AB=BE′
即△ABE′是等腰直角三角形
∴∠BAH=45°
∴∠DAH=∠BAH -∠1=15°
【知识点】等腰三角形的性质;轴对称的应用-最短距离问题;三角形全等的判定(AAS)
【解析】【分析】(1)利用角平分线的定义可得到∠2=∠3,再根据等腰三角形的性质,可推出∠2=∠1,由此可证得结论。
(2)利用垂直的定义可证得∠ADB=∠BGE,再利用ASA可得到ABD≌△BEG,利用全等三角形的对应边相等,可推出AD=BG,BD=EG,由此可推出结论。
(3)延长EG至点E′,使得GE′=GE连接AE′,BE′,此时AH+HE的值最小 ,易证△BE′G≌△BEG,利用全等三角形的性质可证得∠3=∠GBE′ ,BE=BE;再证明AB=BE′,可推出△ABE′是等腰直角三角形,利用等腰直角三角形的性质可得到∠BAH=45°,然后利用∠DAH=∠BAH -∠1,代入计算可求出∠DAH的度数。
15.【答案】(1)=
(2)解:理由:过点D作DE⊥AB于E,DF⊥AC于F
∵AD是∠BAC的平分线,
∴DE=DF
∴ ;
(3)解:①过点A作AP⊥BC于P,分别作点P关于AB、AC的对称点P1、P2,连接P1P2分别交AB、AC于D、E,连接PD、PE、AP1、AP2,
由对称的性质可得AP1=AP=AP2,DP1=DP,EP2=EP,
∴PD+DE+PE= DP1+DE+ EP2= P1P2,根据两点之间,线段最短和垂线段最短,即可得出此时PD+DE+PE最小,即P1P2的长
即当AP⊥BC于P时,PD+DE+PE最小;
②∵S△ABC=10,BC=5,
∴ BC·AP=10
解得:AP=4
由对称的性质可得AP1=AP=AP2=4,DP1=DP,EP2=EP,∠DAP1=∠DAP,∠EAP2=∠EAP
∴∠DAP1+∠EAP2=∠DAP+∠EAP=∠DAE=30°
∴∠P1AP2=60°
∴△P1AP2是等边三角形
∴P1P2= AP1=4
即PD+DE+PE的最小值是4.
【知识点】角平分线的性质;等边三角形的判定与性质;轴对称的性质;轴对称的应用-最短距离问题
【解析】【解答】解:(1)∵OP平分∠MON,PC⊥OM于C,PB⊥ON于B,
∴PB=PC
故答案为:=;
【分析】(1)根据角平分线的性质即可得出结论;(2)过点D作DE⊥AB于E,DF⊥AC于F,根据角平分线的性质可得DE=DF,然后根据三角形的面积公式即可证出结论;(3)①过点A作AP⊥BC于P,分别作点P关于AB、AC的对称点P1、P2,连接P1P2分别交AB、AC于D、E,连接PD、PE、AP1、AP2即可;②根据三角形的面积公式即可求出AP,然后根据对称的性质可得AP1=AP=AP2=4,DP1=DP,EP2=EP,∠DAP1=∠DAP,∠EAP2=∠EAP,从而证出△P1AP2是等边三角形,即可得出结论.
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