专项训练17 尺规作图
1. 如图,在△ABC中,D为BC的中点,连接AD.
(1)用尺规作图法在AD的延长线上找一点E,连接BE,使得∠ACB=∠CBE;(保留作图痕迹,不写作法,标明字母)
(2)在(1)的条件下,连接CE,求证:四边形ABEC为平行四边形.
第1题图
2. 如图,在△ABC中,D为AB的中点.
(1)请用无刻度的直尺和圆规作∠ABC的平分线交AC于点E;(保留作图痕迹,不写作法,标明字母)
(2)在(1)的条件下,连接DE,若DE∥BC,求证:BE⊥AC.
第2题图
3. 如图,在△ABC中,∠ABC=2∠C.
(1)实践与操作:用尺规作图法作AC的垂直平分线交BC于点E,保留作图痕迹,并回答作垂直平分线的依据之一为 ;
A. ASA B. AAS
C. SAS D. SSS
(2)在(1)的条件下,连接AE,求证:△ABE为等腰三角形.
第3题图
4. 如图,已知四边形ABCD为正方形,点E在BC边上,连接AE.
(1)尺规作图:过点B作BF⊥AE于点H,交CD于点F(保留作图痕迹,不写作法);
(2)在(1)的条件下,嘉琪说:AE=BF.请判断她的说法是否正确,并说明理由.
第4题图
5. 如图,在△ABC中,AD是△ABC的角平分线,E是AB边上一点,连接DE.
(1)请用无刻度的直尺和圆规,在AC上找到一点F使得DF∥AB;(保留作图痕迹,不写作法)
(2)在(1)的条件下,若AE=DE,求证:DE=DF.
第5题图
6. 如图,在△ABC中,AB=13,BC=20.
(1)请用尺规作图法,找出BC边上的中点D;(请保留作图痕迹,不写作法)
(2)在(1)的条件下,连接AD,若AB=AD,求线段AC的长.
第6题图
7. 如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,AB=AD.请用尺规作图法求作线段AE,使得点B,D关于AE对称,且点E在BC边上.(保留作图痕迹,不写作法)
第7题图
8. 如图,在 ABCD中,连接AC,AC⊥CD.
(1)请用无刻度的直尺和圆规在BC上找一点E,使AE=AD;(保留作图痕迹,不写作法)
(2)在(1)的条件下,连接DE,若AB=AE,求证:AE⊥ED.
第8题图
9. 如图,在 ABCD中,AE平分∠BAD,交BC于点E.
(1)实践与操作:用尺规作图法作△CDF,使△CDF≌△ABE且点F在线段AD上;(保留作图痕迹,不要求写作法)
(2)应用与计算:在(1)的条件下,若BC=7,CD=5,求AF的长.
第9题图
10. 侯马铸铜遗址出土的东周陶模上的弧线画法,证明了早在东周时期铸工就已经掌握了成熟的几何作图法,该发现弥补了我国早期几何学知识在文献上的缺失.如图①陶模中呈现的矩形.古人是用准绳画弧的方法绘制矩形,该方法和下面作矩形的方法相通.如图②,已知定线段AB,其作法如下:
①分别以点A,B为圆心,AB长为半径在定线段AB的右侧作弧,两弧相交于点C,连接AC;
②以点C为圆心,仍以AB长为半径作弧交BC的延长线于点D;
③分别以点C,D为圆心,AB长为半径在定线段CD的下侧作弧,两弧相交于点E,连接AD,CE,DE,BE.
第10题图①
(1)请你根据以上步骤,用不带刻度的直尺和圆规在图中作四边形ABED;(保留作图痕迹,不写作法)
(2)根据(1)中画出的图形,求证:四边形ABED为矩形.
第10题图②
11. 如图,M,N分别是射线AB,AC上的点,连接MN.
(1)尺规作图:在∠BAC内作一点O,使得点O到AB,AC的距离相等,且点O到点M,N的距离相等(保留作图痕迹,不写作法);
(2)在(1)的条件下,连接OM,ON,延长NO交AB于点P.若OM=OP,求证:AP=AN.
第11题图
12. 足球不仅是全球最受欢迎的运动之一,更是一种文化纽带.它超越国界,连接人心,激发团队精神与拼搏意志,带来激情与欢乐,成为人们情感交流的桥梁.图①是一次足球比赛的奖杯,图②是从奖杯中抽象出的几何模型,PA,PB是圆的切线,A,B为切点.
(1)请用无刻度的直尺和圆规作出这个圆的圆心O;(不写作法,保留作图痕迹)
(2)在(1)的条件下,延长BO交射线PA于点C,若PB=3,PC=5,请补全图形,并求OC的长.
图① 图②
第12题图
参考答案
1. (1)解:如解图,点E即为所求;
第1题解图
(2)证明:如解图,
∵D为BC的中点,
∴CD=BD,
在△ACD和△EBD中,
∴△ACD≌△EBD(ASA),
∴AC=BE,
∵∠ACB=∠CBE,
∴AC∥BE,
∴四边形ABEC为平行四边形.
2. (1)解:如解图,BE即为所求;
第2题解图
(2)证明:如解图,∵BE是∠ABC的平分线,
∴∠DBE=∠CBE.
∵DE∥BC,
∴∠DEB=∠CBE,
∴∠DBE=∠DEB,
∴BD=DE.
∵D为AB的中点,
∴AD=BD,
∴AD=DE,
∴∠A=∠AED.
在△ABE中,∠A+∠AEB+∠ABE=180°,
即∠A+∠AED+∠DEB+∠ABE=180°,
∴∠AED+∠DEB=90°,
即∠AEB=90°,
∴BE⊥AC.
3. (1)解:作图如解图,D;
第3题解图
(2)证明:如解图,
∵AC的垂直平分线交BC于点E,
∴AE=EC,
∴∠C=∠EAC.
∵∠AEB=∠C+∠EAC,
∴∠AEB=2∠C.
∵∠ABC=2∠C,
∴∠AEB=∠ABE,∴AB=AE,
∴△ABE为等腰三角形.
4. 解:(1)如解图,BF即为所求;
第4题解图
(2)她的说法正确,
理由:∵四边形ABCD为正方形,
∴AB=BC,∠ABE=∠C=90°,
∴∠ABH+∠CBF=90°.
∵BF⊥AE,
∴∠AHB=∠EHB=90°,
∴∠ABH+∠BAE=90°,
∴∠CBF=∠BAE,
∴△ABE≌△BCF,
∴AE=BF.
5. (1)解:如解图,点F即为所求;
第5题解图
(2)证明:∵AD平分∠BAC,
∴∠BAD=∠CAD,
∵AE=DE,DF∥AB.
∴∠ADE= ∠EAD=∠CAD,
∴AF∥DE,
∴四边形AEDF是菱形,
∴DE=DF.
6. 解:(1)如解图,点D即为所求;
(2)如解图,过点A作AE⊥BC于点E.
∵D是BC的中点,BC=20,
∴BD=CD=BC=10.
∵AB=AD,AE⊥BD,
∴BE=DE=BD=5,
∴AE===12,CE=CD+DE=10+5=15,
∴AC===3.
第6题解图
7. 解:如解图,线段AE即为所求.
第7题解图
8. (1)解:如解图①,点E即为所求;
第8题解图①
一题多解法
解法一:如解图②,点E即为所求.
第8题解图②
解法二:如解图③,点E即为所求.
第8题解图③
(2)证明:如解图④,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB∥CD,AD∥BC,AD=BC,
∴∠EAD=∠AEB,∠BAC=∠ACD=90°.
∵AB=AE,
∴∠B=∠AEB,
∴∠B=∠EAD.
在△ABC和△EAD中,
∴△ABC≌△EAD(SAS),
∴∠AED=∠BAC=90°,即AE⊥ED.
一题多解法
证明:如解图④,
∵四边形ABCD是平行四边形,AC⊥CD,
∴AB∥CD,
∴AB⊥AC.
在Rt△ABC中,E是BC的中点,
∴AE=BE=CE.
∵AB=AE,
∴AB=AE=BE,CE=CD,
∴△ABE为等边三角形,
∴∠B=∠AEB=60°.
∵AB∥CD,
∴∠BCD=120°,
∴∠CED=∠CDE=30°,
∴∠AED=180°-∠AEB-∠CED=90°,即AE⊥ED.
第8题解图④
9. 解:(1)如解图,△CDF即为所求;
第9题解图
(2)由(1)作图可知CF平分∠BCD,
∴∠FCB=∠FCD.
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,AD=BC=7,
∴∠FCB=∠DFC,
∴∠DFC=∠FCD,
∴DF=CD=5,
∴AF=AD-DF=7-5=2.
10. (1)解:如解图,四边形ABED即为所求;
第10题解图
(2)证明:由题可得,AB=AC=CE=BC=DC,
∴AE=BD,C分别是AE,BD的中点.
∴四边形ABED为矩形.
11. (1)解:如解图①,点O即为所求;
第11题解图①
(2)证明:如解图②,由作图过程可知,AO平分∠BAC,
∴∠NAO=∠PAO.
∵ON=OM,OM=OP,
∴ON=OP,即O是NP的中点,
∴△PAN是以NP为底边的等腰三角形,
∴AP=AN.
第11题解图②
一题多解法
证明:如解图③,过点N作NE∥AP,交射线AO于点E,则∠NEO=∠PAO,
由作图过程可知,AO平分∠BAC,
∴∠NAO=∠PAO=∠NEO,
∴EN=AN.
∵ON=OM,OM=OP,
∴ON=OP.
又∵∠EON=∠AOP,
∴△EON≌△AOP,
∴EN=AP,
∴AP=AN.
第11题解图③
12. 解:(1)如解图,在圆上任取一点D,分别作线段AB,BD的垂直平分线,相交于点O,则点O即为所求;
第12题解图
(2)如解图,连接OA,
∵PA,PB是圆的切线,A,B为切点,
∴∠CBP=90°,∠OAC=90°,PA=PB=3,
∴AC=PC-PA=2.
在Rt△BCP中,由勾股定理,得BC===4.
设OC=x,则OB=OA=4-x,
在Rt△AOC中,由勾股定理,得OA2+AC2=OC2,
即(4-x)2+22=x2,
解得x=,
∴OC的长为.