2023-2024学年苏科版八年级数学上第七周周末提优训练(2.5--3.1)
(时间:90分钟 满分:120分)
一.选择题(每小题3分 共30分)
1.在△ABC中,AB=AC=5,BC=8,则△ABC的面积为( )
A.12 B.14 C.18 D.20
2.四个全等的直角三角形围成一个大正方形,中间空出的部分是一个小正方形,这样就组成了一个“赵爽弦图”(如图),大正方形的面积为13,小正方形的面积为1,则组成弦图的每个小直角三角形的两条直角边边长的和为( )
A.5 B.7 C.25 D.3
第2题图 第3题图 第4题图 第5题图
3.如图,有一个绳索拉直的木马秋千,绳索AB的长为5米,若将它往水平方向推进3米(即DE=3米),且绳索保持拉直的状态,则此时木马上升的高度为( )
A.1米 B.米 C.2米 D.4米
4.已知,如图,一轮船以16海里/小时的速度从港口A出发向东北方向航行,另一轮船以12海里/小时的速度同时从港口A出发向东南方向航行,离开港口2小时后,两船相距( )
A.25海里 B.30海里 C.40海里 D.50海里
5.如图,在中,,分别以点和点为圆心,大于的长为半径作弧,两弧相交于两点,作直线交于点,交于点,连结.若,则的长为( )
A. B. C. D.
6.已知△ABC的三条边长分别为3,4,6,在△ABC所在平面内画一条直线,将△ABC分割成两个三角形,使其中的一个是等腰三角形,则这样的直线最多可画( )
A.5条 B.6条 C.7条 D.8条
7.如图,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,直角∠EPF的顶点P是BC的中点,两边PE,PF分别交AB,AC于点E,F,有下列结论:①AE=CF;②△PEF是等腰直角三角形;③EF=AP;④S四边形AEPF=S△ABC.当∠EPF在△ABC内部绕顶点P旋转时(点E不与点A,B重合),上述结论中,始终正确的是( )
A. ①②③ B. ①②④ C. ②③④ D. ①③④
第7题图 第8题图 第9题图 第10题图
8.正方形ABCD的边长为2,其面积记为S1,以CD为斜边作等腰直角三角形,以该等腰直角三角形的一条直角边为边向外作正方形,其面积记为S2,…按此规律继续下去,则s2024的值为( )
A.()2022 B.()2021 C.()2022 D.()2021
9.如图,∠AOB=60°,OA= OB,动点C从点D出发,沿射线OB方向移动,以AC为边在右侧作等边△ACD,连结BD,则BD所在直线与OA所在直线的位置关系是( )
A.平行 B.相交 C.垂直 D.平行、相交或垂直
10.我国汉代数学家赵爽为了证明勾股定理,创制了一幅“弦图”,后人称其为“赵爽弦图”,它是用八个全等的直角三角形拼接而成,记图中正方形ABCD,正方形EFGH,正方形MNKT的面积分别为S1,S2,S3.若,则S2的值是( )
A.9 B.8 C.7 D.6
二.填空题(每小题3分 共30分)
11.在等腰△ABC中,AD⊥BC交直线BC于点D,若AD=BC,则△ABC的顶角的度数为______.
12.如图,在△ABC中,∠B=∠C=60°,点D在AB边上,DE⊥AB,并与AC边交于点E.如果AD=1,BC=6,那么CE等于_______.
第12题图 第13题图 第14题图 第15题图
13.如图,△ABC是边长为5的等边三角形,△BDC是顶角为120°的等腰三角形,以D为顶点作一个60°的∠MDN,点M、N分别在AB、AC上,连接MN,则△AMN的周长为_______.
14.如图,C为线段AE上一动点(不与点A,E重合),在AE同侧分别作等边△ABC和等边△CDE,AD与BE交于点O,AD与BC交于点P,BE与CD交于点Q,连接PQ.则下列结论:①AD=BE;②PQ∥AE;③AP=BQ;④DE=DP.其中正确的是_______.
15.如图,将四个全等的直角三角形围成一个大正方形,中间空出的部分是一个小正方形,较短直角边长为b.较长直角边长为a,已知a+b=7,ab=12,大正方形的边长为_____.
16.如图,在△ABC,∠C=90°,c=5 ,则a2+b2+c2= .
第16题图 第17题图 第18题图 第19题图
17.如图所示,已知Rt△ABC中,AB=4,分别以AC,BC为直径作半圆,面积分别记为S1,S2,则S1+S2的值等于_____
18.如图,将矩形纸片ABCD沿EF折叠,使D点与BC边的中点D′重合.若BC=8,CD=6,则CF的长为_________________.
19.如图,O是等边三角形ABC内一点,∠AOB=110°,∠BOC=α,D是△ABC外一点,且△ADC≌△BOC,连接OD. 当α=_________时,△AOD是等腰三角形.
20. 在等边三角形ABC中,点E在直线AB上,点D在直线BC上,且ED=EC,若三角形ABC的边长为1,AE=2,则CD的长为________.
三.解答题(60分)
21.(6分)已知△ABC和△CDE都为正三角形,点B,C,D在同一直线上,请仅用无刻度的直尺完成下列作图,不写作法,保留作图痕迹.
(1)如图1,当BC=CD时,作△ABC的中线BF;
(2)如图2,当BC≠CD时,作△ABC的中线BG.
22.(8分)如图,将长方形纸片ABCD折叠,使点B与点D重合,点A落在点P处,折痕为EF.
(1)求证:△PDE≌△CDF;
(2)若CD=4 cm,EF=5 cm,求BC的长.
23.(8分)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AB=10 cm,AC=6 cm,动点P从点B出发沿射线BC以1 cm/s的速度运动,设运动时间为t s.
(1)当△ABP为直角三角形时,求t的值;
(2)当△ABP为等腰三角形时,求t的值.
24.(12分)△ABC中AB=AC,D是射线BC上一点,过点D分别作DE⊥AB于点E,DF⊥AC于点F. (1)如图1,若D是BC边的中点,求证:DE=DF;
(2)过点B作BG⊥AC于点G.
①如图2,若D是BC边上任意一点,求证:BG=DE+DF;
②若点D是BC延长线上一点,AB=5,BC=6,DF=2,求DE的长.
图1 图2
25.(12分)定义:顶角相等且顶点重合的两个等腰三角形叫做对顶三角形.如图1,在△OAB与△OCD中,OA=OB,OC=OD,∠AOB=∠COD.
(1)如图1,△OAB与△OCD是对顶三角形,且A,O,C三点共线,请判断AB与CD的位置关系,并说明理由;
(2)如图2,△OAB与△OCD是对顶三角形,∠AOB=∠COD=90°,连接AC,BD,试探究线段AC,BD之间的关系,并说明理由;
(3)如图3,△OAB与△OCD是对顶三角形,∠AOB=∠COD=90°,连接AD,BC,取AD的中点E,连接EO并延长,交BC于点F,延长OE至点G,使EG=OE,连接AG,求证:EF⊥BC.
图1 图2 图3
26.(14分)(1)操作发现:如图①,D是等边△ABC边BA上一动点(点D与点B不重合),连接DC,以DC为边在BC上方作等边△DCF,连接AF.你能发现线段AF与BD之间的数量关系吗?并证明你发现的结论.
(2)类比猜想:如图②,当动点D运动至等边△ABC边BA的延长线上时,其他作法与(1)相同,猜想AF与BD在(1)中的结论是否仍然成立?
(3)深入探究:
Ⅰ.如图③,当动点D在等边△ABC边BA上运动时(点D与点B不重合)连接DC,以DC为边在BC上方、下方分别作等边△DCF和等边△DCF′,连接AF、BF′,探究AF、BF′与AB有何数量关系?并证明你探究的结论.
Ⅱ.如图④,当动点D在等边△边BA的延长线上运动时,其他作法与图③相同,Ⅰ中的结论是否成立?若不成立,是否有新的结论?并证明你得出的结论.
教师样卷
一.选择题(每小题3分 共30分)
1.在△ABC中,AB=AC=5,BC=8,则△ABC的面积为( A )
A.12 B.14 C.18 D.20
2.四个全等的直角三角形围成一个大正方形,中间空出的部分是一个小正方形,这样就组成了一个“赵爽弦图”(如图),大正方形的面积为13,小正方形的面积为1,则组成弦图的每个小直角三角形的两条直角边边长的和为( A )
A.5 B.7 C.25 D.3
第2题图 第3题图 第4题图 第5题图
3.如图,有一个绳索拉直的木马秋千,绳索AB的长为5米,若将它往水平方向推进3米(即DE=3米),且绳索保持拉直的状态,则此时木马上升的高度为( A )
A.1米 B.米 C.2米 D.4米
4.已知,如图,一轮船以16海里/小时的速度从港口A出发向东北方向航行,另一轮船以12海里/小时的速度同时从港口A出发向东南方向航行,离开港口2小时后,两船相距( A )
A.25海里 B.30海里 C.40海里 D.50海里
5.如图,在中,,分别以点和点为圆心,大于的长为半径作弧,两弧相交于两点,作直线交于点,交于点,连结.若,则的长为( A )
A. B. C. D.
6.已知△ABC的三条边长分别为3,4,6,在△ABC所在平面内画一条直线,将△ABC分割成两个三角形,使其中的一个是等腰三角形,则这样的直线最多可画( C )
A.5条 B.6条 C.7条 D.8条
解:如图所示:当BC1=AC1,AC=CC2,AB=BC3,AC4=CC4,AB=AC5,AB=AC6,BC7=CC7时都能得到符合题意的等腰三角形.故选:C.
7.如图,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,直角∠EPF的顶点P是BC的中点,两边PE,PF分别交AB,AC于点E,F,有下列结论:①AE=CF;②△PEF是等腰直角三角形;③EF=AP;④S四边形AEPF=S△ABC.当∠EPF在△ABC内部绕顶点P旋转时(点E不与点A,B重合),上述结论中,始终正确的是(B)
A. ①②③ B. ①②④ C. ②③④ D. ①③④
第7题图 第8题图 第9题图 第10题图
8.正方形ABCD的边长为2,其面积记为S1,以CD为斜边作等腰直角三角形,以该等腰直角三角形的一条直角边为边向外作正方形,其面积记为S2,…按此规律继续下去,则s2024的值为( B )
A.()2022 B.()2021 C.()2022 D.()2021
9.如图,∠AOB=60°,OA= OB,动点C从点D出发,沿射线OB方向移动,以AC为边在右侧作等边△ACD,连结BD,则BD所在直线与OA所在直线的位置关系是( A )
A.平行 B.相交 C.垂直 D.平行、相交或垂直
解:∵∠AOB=60°,OA=OB,∴△OAB是等边三角形,∴OA=AB.∠OAB=∠AB0=60° ①当点C在线段OB上时,如图1.∵△ACD是等边三角形,∴AC=AD.∠CAD=60°,∴∠OAC=∠BAD. 在△AOC和△ABD中,∴△AOC≌△ABD( SAS),
∴∠ABD=∠AOC=60°,∴∠DBF=180°-∠ABO-∠ABD=60°.∴∠DBE= ∠AOB,∴BD// OA.②当点C在OB的延长线上时,如图2.同①的方法得出BD//OA.,故选A.
10.我国汉代数学家赵爽为了证明勾股定理,创制了一幅“弦图”,后人称其为“赵爽弦图”,它是用八个全等的直角三角形拼接而成,记图中正方形ABCD,正方形EFGH,正方形MNKT的面积分别为S1,S2,S3.若,则S2的值是( C )
A.9 B.8 C.7 D.6
解:∵图中正方形ABCD,正方形EFGH,正方形MNKT的面积分别为S1,S2,S3,∴CG=NG,CF=DG=NF,∴S1=(CG+DG)2=CG2+DG2+2CG DG=GF2+2CG DG,S2=GF2,S3=(NG﹣NF)2=NG2+NF2﹣2NG NF,∵S1+S2+S3=21=GF2+2CG DG+GF2+NG2+NF2﹣2NG NF=3GF2,∴S2的值是:7.故选:C.
二.填空题(每小题3分 共30分)
11.在等腰△ABC中,AD⊥BC交直线BC于点D,若AD=BC,则△ABC的顶角的度数为__30°或150°或90°____.
解:①BC为腰,∵AD⊥BC于点D,AD=BC,∴∠ACD=30°,如图1,AD在△ABC内部时,顶角∠C=30°,如图2,AD在△ABC外部时,顶角∠ACB=180°﹣30°=150°,②BC为底,如图3,∵AD⊥BC于点D,AD=BC,∴AD=BD=CD,∴∠B=∠BAD,∠C=∠CAD,∴∠BAD+∠CAD=×180°=90°,∴顶角∠BAC=90°,综上所述,等腰三角形ABC的顶角度数为30°或150°或90°.
故答案为:30°或150°或90°.
12.如图,在△ABC中,∠B=∠C=60°,点D在AB边上,DE⊥AB,并与AC边交于点E.如果AD=1,BC=6,那么CE等于___4____.
解:∵在△ABC中,∠B=∠C=60°,∴∠A=60°,∵DE⊥AB,∴∠AED=30°,∵AD=1,∴AE=2,∵BC=6,∴AC=BC=6,∴CE=AC﹣AE=6﹣2=4,故答案为4.
第12题图 第13题图 第14题图 第15题图
13.如图,△ABC是边长为5的等边三角形,△BDC是顶角为120°的等腰三角形,以D为顶点作一个60°的∠MDN,点M、N分别在AB、AC上,连接MN,则△AMN的周长为__5_____.
解:延长CD、BD,分别交AB于Q,交AC于P,在AC上取一点K,使KP=QM,连接DK,
∵△BDC是顶角为120°的等腰三角形,∴BD=CD,∠DBC=∠DCB=30°,∵△ABC是等边三角形,∴∠ABC=∠ACB=60°,∴∠BPC=∠CQB=90°,∴PC=BC,BQ=BC,∴PC=BQ=AQ=AP=×5=,在Rt△BDQ和Rt△CDP中,∵,∴Rt△BDQ≌Rt△CDP(HL),∴DQ=PD,
同理得Rt△DQM≌Rt△DPK,∴DM=DK,∠QDM=∠PDK,∵∠BDQ=60°,∠MDN=60°,∴∠QDM+∠NDP=60°,∴∠PDK+∠NDP=60°,即∠NDK=60°,∴∠NDK=∠MDN=60°,∵ND=ND,
∴△MDN≌△KDN,∴MN=NK=NP+PK,∴△AMN的周长=AM+AN+MN=AM+AN+NP+PK=
AM+AN+NP+QM=AP+AQ=+=5,故答案为:5.
14.如图,C为线段AE上一动点(不与点A,E重合),在AE同侧分别作等边△ABC和等边△CDE,AD与BE交于点O,AD与BC交于点P,BE与CD交于点Q,连接PQ.则下列结论:①AD=BE;②PQ∥AE;③AP=BQ;④DE=DP.其中正确的是___①②③_____.
解:∵等边△ABC和等边△CDE,∴AC=BC,CD=CE,∠ACB=∠ECD=60°,∴180°﹣∠ECD=180°﹣∠ACB,即∠ACD=∠BCE,在△ACD与△BCE中,,∴△ACD≌△BCE(SAS),∴AD=BE,故①小题正确;∵△ACD≌△BCE(已证),∴∠CAD=∠CBE,∵∠ACB=∠ECD=60°(已证),∴∠BCQ=180°﹣60°×2=60°,∴∠ACB=∠BCQ=60°,在△ACP与△BCQ中,,∴△ACP≌△BCQ(ASA),∴AP=BQ,故③小题正确;PC=QC,∴△PCQ是等边三角形,∴∠CPQ=60°,∴∠ACB=∠CPQ,∴PQ∥AE,故②小题正确;∵AD=BE,AP=BQ,∴AD﹣AP=BE﹣BQ,即DP=QE,∠DQE=∠ECQ+∠CEQ=60°+∠CEQ,∠CDE=60°,
∴∠DQE≠∠CDE,故④小题错误.综上所述,正确的是①②③.故答案为:①②③.
15.如图,将四个全等的直角三角形围成一个大正方形,中间空出的部分是一个小正方形,较短直角边长为b.较长直角边长为a,已知a+b=7,ab=12,大正方形的边长为__5___.
16.如图,在△ABC,∠C=90°,c=5 ,则a2+b2+c2= 50 .
第16题图 第17题图 第18题图 第19题图
17.如图所示,已知Rt△ABC中,AB=4,分别以AC,BC为直径作半圆,面积分别记为S1,S2,则S1+S2的值等于_2π____
18.如图,将矩形纸片ABCD沿EF折叠,使D点与BC边的中点D′重合.若BC=8,CD=6,则CF的长为_________________.
19.如图,O是等边三角形ABC内一点,∠AOB=110°,∠BOC=α,D是△ABC外一点,且△ADC≌△BOC,连接OD. 当α=__125°,110°或140°_______时,△AOD是等腰三角形.
解: ① 要使AO=AD,需∠AOD=∠ADO.∵∠AOD=190°-α,∠ADO=α-60°,∴190°-α=α-60°,∴α=125°.② 要使OA=OD,需∠OAD=∠ADO.∵∠OAD=180°-(∠AOD+∠ADO)=180°-(190°-α+α-60°)=50°,∴α-60°-50°.∴α=110°.③要使AD=OD,需∠AOD=∠OAD,∴190°-α=50°.∴α=140°.综上所述,当α为125°,110°或140°时,△AOD是等腰三角形.
20. 在等边三角形ABC中,点E在直线AB上,点D在直线BC上,且ED=EC,若三角形ABC的边长为1,AE=2,则CD的长为___1或3_____.
解:当E在线段BA的延长线上,D在线段BC的延长线上时,如图1所示,过E作EF⊥BD,垂足为F点,可得∠EFB=90°,∵EC=ED,∴F为CD的中点,即CF=DF=CD,∵△ABC为等边三角形,∴∠ABC=60°,∴∠BEF=30°,∵BE=AB+AE=1+2=3,∴FB=EB=,∴CF=FB BC=,则CD=2CF=1;当E在线段AB的延长线上,D在线段CB的延长线上时,如图2所示,过E作EF⊥BD,垂足为F点,可得∠EFC=90°,∵EC=ED,
∴F为CD的中点,即CF=DF=CD,∵△ABC为等边三角形,∴∠ABC=∠EBF=60°,
∴∠BEF=30°,∵BE=AE AB=2 1=1,∴FB=BE=,∴CF=BC+FB=,则CD=2CF=3,
综上,CD的值为1或3.故答案为:1或3
三.解答题(60分)
21.(6分)已知△ABC和△CDE都为正三角形,点B,C,D在同一直线上,请仅用无刻度的直尺完成下列作图,不写作法,保留作图痕迹.
(1)如图1,当BC=CD时,作△ABC的中线BF;
(2)如图2,当BC≠CD时,作△ABC的中线BG.
解:(1)如图1中,线段BF即为所求.(2)如图2中,线段BG即为所求.
22.(8分)如图,将长方形纸片ABCD折叠,使点B与点D重合,点A落在点P处,折痕为EF.
(1)求证:△PDE≌△CDF;
(2)若CD=4 cm,EF=5 cm,求BC的长.
解:(1)证明:∵四边形ABCD是长方形,∴AB=CD,∠A=∠B=∠ADC=∠C=90°,由折叠知,AB=PD,∠P=∠A=90°,∠PDF=∠B=90°,∴PD=CD,∠P=∠C,∠PDF=∠ADC,∴∠PDF-∠EDF=∠ADC-∠EDF,∴∠PDE=∠CDF,在△PDE和△CDF中,∴△PDE≌△CDF(ASA).
(2)如图,过点E作EG⊥BC于点G,∵四边形ABCD是长方形,∴EG=AB=CD=4 cm,又∵EF=5 cm,GF2=EF2-EG2,∴GF=3 cm,设AE=BG=x cm,则EP=x cm,∵△PDE≌△CDF,∴CF=EP=x cm,PD=CD=4 cm,∴DE=GC=GF+FC=(3+x)cm,在Rt△PED中,PE2+PD2=DE2,即x2+42=(3+x)2,解得x=,∴BC=BG+GC=(cm).
23.(8分)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AB=10 cm,AC=6 cm,动点P从点B出发沿射线BC以1 cm/s的速度运动,设运动时间为t s.
(1)当△ABP为直角三角形时,求t的值;
(2)当△ABP为等腰三角形时,求t的值.
解:在Rt△ABC中,∠ACB=90°,由勾股定理得AC2+BC2=AB2,∵AB=10 cm,AC=6 cm,∴BC2=102-62=64,∴BC=8 cm.
(1)①当∠APB=90°时,点P与点C重合,∴t=8÷1=8.
②当∠BAP=90°时,∵BP=t cm,∴CP=(t-8)cm,
在Rt△ACP中,AP2=AC2+PC2=62+(t-8)2,在Rt△BAP中,AB2+AP2=BP2,∴102+[62+(t-8)2]=t2,解得t=.综上所述,t的值为8或.
(2)当AB=AP时,BP=2BC=16 cm,则t=16÷1=16;当BA=BP=10 cm时,t=10÷1=10;当PA=PB时,如图,设BP=PA=x cm,则PC=(8-x)cm,在Rt△ACP中,由勾股定理,得PC2+AC2=AP2,即(8-x)2+62=x2,解得x=,∴t=÷1=.综上所述,t的值为16或10或.
24.(12分)△ABC中AB=AC,D是射线BC上一点,过点D分别作DE⊥AB于点E,DF⊥AC于点F. (1)如图1,若D是BC边的中点,求证:DE=DF;
(2)过点B作BG⊥AC于点G.
①如图2,若D是BC边上任意一点,求证:BG=DE+DF;
②若点D是BC延长线上一点,AB=5,BC=6,DF=2,求DE的长.
图1 图2
解:(1)证明:如图,连结AD.∵AB=AC,BD=CD,∴AD平分∠BAC,∵DE⊥AB,DF⊥AC,∴DE=DF.
(2)①证明:如图,连结AD.∵△ABC的面积=△ABD的面积+△ACD的面积,
∴AB·DE+AC·DF=AC·BG,∵AB=AC,∴DE+DF=BG.
②如图,连结AD,过点A作AH⊥BC于点H.∵△ABC的面积=△ABD的面积-△ACD的面积,
∴AB·DE-AC·DF=AC·BG,∵AB=AC,∴DE-DF=BG,∵AC=AB=5,BC=6,AH⊥BC,∴BH=CH=3,
∵AH2=AB2-BH2,∴AH=4,∵AC·BG=BC·AH,∴BG=,∴DE=DF+BG=2+.
25.(12分)定义:顶角相等且顶点重合的两个等腰三角形叫做对顶三角形.如图1,在△OAB与△OCD中,OA=OB,OC=OD,∠AOB=∠COD.
(1)如图1,△OAB与△OCD是对顶三角形,且A,O,C三点共线,请判断AB与CD的位置关系,并说明理由;
(2)如图2,△OAB与△OCD是对顶三角形,∠AOB=∠COD=90°,连接AC,BD,试探究线段AC,BD之间的关系,并说明理由;
(3)如图3,△OAB与△OCD是对顶三角形,∠AOB=∠COD=90°,连接AD,BC,取AD的中点E,连接EO并延长,交BC于点F,延长OE至点G,使EG=OE,连接AG,求证:EF⊥BC.
图1 图2 图3
解: (1)AB∥CD.理由:∵OA=OB,OC=OD,∠AOB=∠COD,
∴∠OCD=∠ODC=(180°-∠COD),∠OAB=∠OBA=(180°-∠AOB),
∴∠OCD=∠OAB.∵A,O,C三点共线,∴AB∥CD.
(2)AC=BD,AC⊥BD.理由:如图,设BD交AC于点M,交OC于点J.∵∠AOB=∠COD=90°,
∴∠AOB+∠BOC=∠COD+∠BOC,即∠AOC=∠BOD.在△AOC和△BOD中,∴△AOC≌△BOD(SAS),∴AC=BD,∠OCM=∠ODJ.∵∠DJO=∠CJM,
∴∠CMJ=∠DOJ=90°,即AC⊥BD.
(3)证明:如题图3,∵E为AD中点,∴AE,DE,在△AEG和△DEO中,
∴△AEG≌△DEO(SAS),∴AG=OD,∠G=∠DOE,∴AG∥OD,∴∠OAG+∠AOD=180°.
∵∠COD=∠AOB=90°,∴∠AOD+∠BOC=180°,∴∠GAO=∠COB.∵OD=OC,∴AG=OC.在△GAO和△COB中,∴△GAO≌△COB(SAS),∴∠AOG=∠OBC.
∵∠AOG+∠BOF=90°,∴∠OBC+∠BOF=90°,∴∠BFO=90°,即EF⊥BC.
26.(14分)(1)操作发现:如图①,D是等边△ABC边BA上一动点(点D与点B不重合),连接DC,以DC为边在BC上方作等边△DCF,连接AF.你能发现线段AF与BD之间的数量关系吗?并证明你发现的结论.
(2)类比猜想:如图②,当动点D运动至等边△ABC边BA的延长线上时,其他作法与(1)相同,猜想AF与BD在(1)中的结论是否仍然成立?
(3)深入探究:
Ⅰ.如图③,当动点D在等边△ABC边BA上运动时(点D与点B不重合)连接DC,以DC为边在BC上方、下方分别作等边△DCF和等边△DCF′,连接AF、BF′,探究AF、BF′与AB有何数量关系?并证明你探究的结论.
Ⅱ.如图④,当动点D在等边△边BA的延长线上运动时,其他作法与图③相同,Ⅰ中的结论是否成立?若不成立,是否有新的结论?并证明你得出的结论.
解:(1)AF=BD.证明如下:∵△ABC是等边三角形(已知),∴BC=AC,∠BCA=60°(等边三角形的性质).同理知,DC=CF,∠DCF=60°.∴∠BCA-∠DCA=∠DCF-∠DCA,即∠BCD=∠ACF.在△BCD和△ACF中,∴△BCD≌△ACF(SAS).∴BD=AF(全等三角形的对应边相等).
(2)证明过程同(1),证得△BCD≌△ACF(SAS),则AF=BD(全等三角形的对应边相等),所以当动点D运动至等边△ABC边BA的延长线上时,其他作法与(1)相同,AF=BD仍然成立.
(3)Ⅰ.AF+BF′=AB.证明如下:由(1)知,△BCD≌△ACF(SAS),则BD=AF;同理△BCF′≌△ACD,则BF′=AD.∴AF+BF′=BD+AD=AB;Ⅱ.Ⅰ中的结论不成立.新的结论是AF=AB+BF′.证明如下:在△BCF′和△ACD中,∴△BCF′≌△ACD(SAS).∴BF′=AD(全等三角形的对应边相等).又由(2)知,AF=BD,∴AF=BD=AB+AD=AB+BF′,即AF=AB+BF′.