人教版八年级上册数学全册全套试卷培优测试卷
一、八年级数学全等三角形解答题压轴题(难)
1.(1)如图1,在Rt△ABC 中,AB AC
=,D、E是斜边BC上两动点,且
∠DAE=45°,将△ABE绕点A逆时针旋转90后,得到△AFC,连接DF .
(1)试说明:△AED≌△AFD;
(2)当BE=3,CE=9时,求∠BCF的度数和DE 的长;
(3)如图2,△ABC和△ADE都是等腰直角三角形,∠BAC=∠DAE=90°,D 是斜边BC所在直线上一点,BD=3,BC=8,求DE2的长.
【答案】(1)略(2)∠BCF=90° DE=5 (3)34或130
【解析】
试题分析:()1由ABE AFC
≌,得到AE AF
=,BAE CAF
∠=∠,
45,
EAD
∠=45,
BAE CAD
∴∠+∠=45,
CAF CAD
∴∠+∠=即
45.
DAF
∠=EAD DAF
∠=∠,从而得到.
AED AFD
≌
()2由△AED AFD
≌得到ED FD
=,再证明90
DCF
∠=?,利用勾股定理即可得出结论.
()3过点A 作AH BC
⊥于H,根据等腰三角形三线合一得,
1
4.
2
AH BH BC
===
1
DH BH BD
=-=或7,
DH BH BD
=+=求出AD的长,即可求得2
DE.
试题解析:()1ABE AFC
≌,
AE AF
=,BAE CAF
∠=∠,
45,
EAD
∠=90,
BAC
∠=
45,
BAE CAD
∴∠+∠=
45,
CAF CAD
∴∠+∠=
即45.
DAF
∠=
在AED和AFD中,{
AF AE
EAF DAE
AD AD,
=
∠=∠
=
.
AED AFD
∴≌
()2AED AFD
≌,
ED FD
∴=,
,90.AB AC BAC =∠=?
45B ACB ∴∠=∠=?, 45ACF ,
∠=? 90.BCF ∴∠=?
设.DE x =
,9.DF DE x CD x ===- 3.FC BE ==
222,FC DC DF +=
()2
2239.x x ∴+-=
解得: 5.x = 故 5.DE =
()3过点A 作AH BC ⊥于H ,根据等腰三角形三线合一得,
1
4.2
AH BH BC ==
= 1DH BH BD =-=或7,DH BH BD =+= 22217AD AH DH =+=或65. 22234DE AD ==或130.
点睛:D 是斜边BC 所在直线上一点,注意分类讨论.
2.如图1,在ABC ?中,ACB ∠是直角,60B ∠=?,AD 、CE 分别是BAC ∠、BCA ∠的平分线,AD 、CE 相交于点F .
(1)求出AFC ∠的度数;
(2)判断FE与FD之间的数量关系并说明理由.(提示:在AC上截取CG CD
=,连接FG.)
(3)如图2,在△ABC
?中,如果ACB
∠不是直角,而(1)中的其它条件不变,试判断线段AE、CD与AC之间的数量关系并说明理由.
【答案】(1)∠AFC=120°;(2)FE与FD之间的数量关系为:DF=EF.理由见解析;(3)AC=AE+CD.理由见解析.
【解析】
【分析】
(1)根据三角形的内角和性质只要求出∠FAC,∠ACF即可解决问题;
(2)根据在图2的 AC上截取CG=CD,证得△CFG≌△CFD (SAS),得出DF= GF;再根据ASA 证明△AFG≌△AFE,得EF=FG,故得出EF=FD;
(3)根据(2) 的证明方法,在图3的AC上截取AG=AE,证得△EAF≌△GAF (SAS)得出
∠EFA=∠GFA;再根据ASA证明△FDC≌△FGC,得CD=CG即可解决问题.
【详解】
(1)解:∵∠ACB=90°,∠B=60°,
∴∠BAC=90°﹣60°=30°,
∵AD、CE分别是∠BAC、∠BCA的平分线,
∴∠FAC=15°,∠FCA=45°,
∴∠AFC=180°﹣(∠FAC+∠ACF)=120°
(2)解:FE与FD之间的数量关系为:DF=EF.
理由:如图2,在AC上截取CG=CD,
∵CE是∠BCA的平分线,
∴∠DCF=∠GCF,
在△CFG和△CFD中,
CG CD
DCF GCF
CF CF
=
?
?
∠=∠
?
?=
?
,
∴△CFG≌△CFD(SAS),
∴DF=GF.∠CFD=∠CFG
由(1)∠AFC=120°得,
∴∠CFD=∠CFG=∠AFE=60°,
∴∠AFG=60°,
又∵∠AFE=∠CFD=60°,
∴∠AFE=∠AFG,
在△AFG和△AFE中,
AFE AFG
AF AF
EAF GAF
∠=∠
?
?
=
?
?∠=∠
?
,
∴△AFG≌△AFE(ASA),
∴EF=GF,
∴DF=EF;
(3)结论:AC=AE+CD.
理由:如图3,在AC上截取AG=AE,
同(2)可得,△EAF≌△GAF(SAS),
∴∠EFA=∠GFA,AG=AE
∵∠BAC+∠BCA=180°-∠B=180°-60°=120°
∴∠AFC=180°﹣(∠FAC+∠FCA)=180°-
1
2
(∠BAC+∠BCA)=180°-
1
2
×120°=120°,
∴∠EFA=∠GFA=180°﹣120°=60°=∠DFC,
∴∠CFG=∠CFD=60°,
同(2)可得,△FDC≌△FGC(ASA),
∴CD=CG,
∴AC=AG+CG=AE+CD.
【点睛】
本题考查了全等三角形的判定和性质的运用,全等三角形的判定和性质是证明线段和角相等的重要工具.在判定三角形全等时,关键是选择恰当的判定条件,要注意三角形间的公共边和公共角,必要时添加适当辅助线构造全等三角形.
3.如图(1),AB=4cm,AC⊥AB,BD⊥AB,AC=BD=3cm,点P在线段AB上以1cm/s的速度由点A向点B运动,同时,点Q在线段BD上由点B向点D运动,他们的运动时间为
t(s).
(1)若点Q的运动速度与点P的运动速度相等,当t=1时,△ACP与△BPQ是否全等,请说明理由
(2)判断此时线段PC和线段PQ的关系,并说明理由。
(3)如图(2),将图(1)中的“AC⊥AB,BD⊥AB”改为“∠CAB=∠DBA=60°”,其他条件不变,设点Q的运动速度为x cm/s,是否存在实数x,使得△ACP与△BPQ全等?若存在,求出相应的x、t的值;若不存在,请说明理由。
【答案】(1)△ACP≌△BPQ,理由见解析;
(2)PC=PQ且PC⊥PQ,理由见解析;
(3)存在;
1
1
t
x
=
?
?
=
?
或
2
3
2
t
x
=
?
?
?
=
??
.
【解析】
【分析】
(1)利用SAS证得△ACP≌△BPQ;
(2)由(1)得出PC=PQ,∠ACP=∠BPQ,进一步得出∠APC+∠BPQ=∠APC+∠ACP=90°得出结论即可;
(3)分两种情况:①AC=BP,AP=BQ,②AC=BQ,AP=BP,建立方程组求得答案即可.【详解】
解:(1)如图(1),△ACP≌△BPQ,理由如下:
当t=1时,AP=BQ=1,
∴BP=AC=3,
又∵∠A=∠B=90°,
在△ACP和△BPQ中,
AP BQ
A B
AC BP
=
?
?
∠=∠
?
?=
?
,
∴△ACP≌△BPQ(SAS).
(2)PC=PQ且PC⊥PQ,理由如下:
由(1)可知△ACP≌△BPQ
∴PC=PQ,∠ACP=∠BPQ,
∴∠APC+∠BPQ=∠APC+∠ACP=90°.
∴∠CPQ=90°,
∴PC⊥PQ.
(3)如图(2),分两种情况讨论:
当AC=BP,AP=BQ时,△ACP≌△BPQ,则
34t
t xt
=-
?
?
=
?
,
解得
1
1
t
x
=
?
?
=
?
,
当AC=BQ,AP=BP时,△ACP≌△BQP,则,
3
4
xt
t t
=
?
?
=-
?
解得
2
3
2
t
x
=
?
?
?
=
??
综上所述,存在
1
1
t
x
=
?
?
=
?
或
2
3
2
t
x
=
?
?
?
=
??
使得△ACP与△BPQ全等.
【点睛】
本题主要考查了全等三角形的判定与性质的综合应用,能熟练进行全等的分析判断以及运用分类讨论思想是解题关键.
4.(1)如图(a)所示点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.
(2)如图(b )所示当动点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?(直接写出结论)
(3)①如图(c )所示,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.
②如图(d )所示,当动点D 在等边ABC 边BA 的延长线上运动时,其他作法与(3)①
相同,①中的结论是否成立?若不成立,是否有新的结论?并证明.
【答案】(1)AF=BD ,理由见解析;(2)AF=BD ,成立;(3)①AF BF AB '+=,证明见解析;②①中的结论不成立新的结论是AF AB BF '=+,理由见解析 【解析】 【分析】
(1)根据等边三角形的三条边、三个内角都相等的性质,利用全等三角形的判定定理SAS 可证得BCD ACF △≌△,然后由全等三角形的对应边相等知AF BD = .
(2)通过证明BCD ACF △≌△,即可证明AF BD =.
(3)①'AF BF AB += ,利用全等三角形BCD ACF △≌△的对应边BD AF = ,同理
'BCF ACD △≌△ ,则'BF AD = ,所以'AF BF AB +=;
②①中的结论不成立,新的结论是'AF AB BF =+ ,通过证明BCF ACD △≌△,则
'BF AD =(全等三角形的对应边相等),再结合(2)中的结论即可证得'AF AB BF =+ . 【详解】
(1)AF BD = 证明如下:ABC 是等边三角形,
BC AC ∴=,60BCA ?∠=.
同理可得:DC CF =,60DCF ?∠=.
BCA DCA DCF DCA ∴∠-∠=∠-∠. 即BCD ACF ∠=∠. BCD ACF ∴△≌△. AF BD ∴=.
(2)证明过程同(1),证得BCD ACF △≌△,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 =依然成立. (3)①AF BF AB '+=
证明:由(1)知,BCD ACF △≌△.
BD AF ∴=.
同理BCF ACD '△≌△.
BF AD '∴=.
AF BF BD AD AB '∴+=+=.
②①中的结论不成立新的结论是AF AB BF '=+; BC AC =,BCF ACD '∠=∠,F C DC '=,
BCF ACD '∴△≌△. BF AD '∴=.
又由(2)知,AF BD =.
AF BD AB AD AB BF '∴==+=+. 即AF AB BF '=+. 【点睛】
本题考查了三角形的综合问题,掌握等边三角形的三条边、三个内角都相等的性质、全等三角形的判定定理、全等三角形的对应边相等是解题的关键.
5.综合与实践:
我们知道“两边及其中一边的对角分别对应相等的两个三角形不一定全等”.但是,乐乐发现:当这两个三角形都是锐角三角形时,它们会全等. (1)请你用所学知识判断乐乐说法的正确性.
如图,已知ABC ?、111A B C ?均为锐角三角形,且11AB A B =,11BC B C =,1C C ∠=∠. 求证:111ABC A B C ??≌.
(2)除乐乐的发现之外,当这两个三角形都是______时,它们也会全等. 【答案】(1)见解析;(2)钝角三角形或直角三角形. 【解析】 【分析】
(1)过B 作BD ⊥AC 于D ,过B 1作B 1D 1⊥B 1C 1于D 1,得出
∠BDA=∠B 1D 1A 1=∠BDC=∠B 1D 1C 1=90°,根据SAS 证△BDC ≌△B 1D 1C 1,推出BD=B 1D 1,根据HL 证Rt △BDA ≌Rt △B 1D 1A 1,推出∠A=∠A 1,根据AAS 推出
△ABC ≌△A 1B 1C 1即可.
(2)当这两个三角形都是直角三角形时,直接利用HL 即可证明;当这两个三角形都是钝角三角形时,与(1)同理可证. 【详解】
(1)证明:过点B 作BD AC ⊥于D ,过1B 作1111B D A C ⊥于1D ,
则11111190BDA B D A BDC B D C ∠=∠=∠=∠=?. 在BDC ?和111B D C ?中,
1C C ∠=∠,111BDC B D C ∠=∠,11BC B C =,
∴111BDC B D C ??≌, ∴11BD B D =.
在Rt BDA ?和111Rt B D A ?中,
11AB A B =,11BD B D =,
∴111Rt Rt (HL)BDA B D A ??≌, ∴1A A ∠=∠.
在ABC ?和111A B C ?中,
1C C ∠=∠,1A A ∠=∠,11AB A B =,
∴111(AAS)ABC A B C ??≌.
(2)如图,当这两个三角形都是直角三角形时,
∵11AB A B =,11BC B C =,190C C ∠==∠?. ∴Rt ABC ?≌111Rt A B C ?(HL );
∴当这两个三角形都是直角三角形时,它们也会全等;
如图,当这两个三角形都是钝角三角形时,作BD ⊥AC ,1111B D A C ⊥,
与(1)同理,利用AAS 先证明111BDC B D C ??≌,得到11BD B D =, 再利用HL 证明111Rt Rt BDA B D A ??≌,得到1A A ∠=∠, 再利用AAS 证明111ABC A B C ??≌;
∴当这两个三角形都是钝角三角形时,它们也会全等; 故答案为:钝角三角形或直角三角形. 【点睛】
本题考查了全等三角形的性质和判定的应用,主要考查学生的推理能力.解题的关键是熟练掌握证明三角形全等的方法.
二、八年级数学 轴对称解答题压轴题(难)
6.数学课上,同学们探究下面命题的正确性,顶角为36°的等腰三角形我们称之为黄金三角形,“黄金三角形“具有一种特性,即经过它某一顶点的一条直线可以把它分成两个小等腰三角形,为此,请你,解答问题:
(1)已知如图1:黄金三角形△ABC 中,∠A=36°,直线BD 平分∠ABC 交AC 于点D ,求证:△ABD 和△DBC 都是等腰三角形;
(2)如图,在△ABC 中,AB=AC ,∠A=36°,请你设计三种不同的方法,将△ABC 分割成三个等腰三角形,不要求写出画法,不要求证明,但是要标出所分得的每个三角形的各内角的度数.
(3)已知一个三角形可以被分成两个等腰三角形,若原三角形的一个内角为36°,求原三角形的最大内角的所有可能值.
【答案】(1)见解析;(2)见解析;(3)最大角的可能值为72°,90°,108°,126°,132°
【解析】
【分析】
(1)通过角度转换得到∠ABD=∠BAD,和∠BDC=72°=∠C,即可判断;
(2)根据等腰三角形的两底角相等及三角形内角和定理进行解答即可;
(3)设原△ABD中有一个角为36°,可分成两个等腰三角形,逐个讨论:①当分割的直线过顶点B时②当分割三角形的直线过点D时情况和过点B一样的,③当分割三角形的直线过点A时,在分别求出最大角的度数即可.
【详解】
解:(1)证明:∵∠ABC=(180-36)÷2=72;BD平分∠ABC,∠ABD=72÷2=36°,
∴∠ABD=∠BAD,
∴△ABD为等腰三角形,
∴∠BDC=72°=∠C,
∴△BCD为等腰三角形;
(2)根据等腰三角形的两底角相等及三角形内角和定理作出,如图所示:
(3)设原△ABD中有一个角为36°,可分成两个等腰三角形,逐个讨论:
①当分割的直线过顶点B时,
【1】:第一个等腰三角形ABC以A为顶点:则第二个等腰三角形BCD只可能以C为顶点
此时∠A=36°,∠D=36°,∠B=72+36=108°,最大角的值为108°;
【2】:第一个等腰三角形ABC以B为顶点:第二个等腰三角形BCD只可能以C为顶点
此时:∠A=36°,∠D=18°,∠B=108+18=126°,最大角的值为126°;
【3】第一个等腰三角形ABC以C为顶点:第二个等腰三角形BCD有三种情况△BCD以B为顶点:∠A=36°,∠D=72°,
∴∠ABD=72°,最大角的值为72°;
△BCD以C为顶点:∠A=36°,∠D=54°,
∴∠ABD=90°,最大角的值为90°;
△BCD以D为顶点:∠A=36°,∠D=36°
∴∠ABD=108°,最大角的值为108°;
②当分割三角形的直线过点D时情况和过点B一样的;
③当分割三角形的直线过点A时,
此时∠A=36°,∠D=12°,∠B=132°, 最大角的值为132°;
综上所述:最大角的可能值为72°,90°,108°,126°,132°. 【点睛】
本题是对三角形知识的综合考查,熟练掌握等腰三角形的性质和角度转换是解决本题的关键,难度较大,分类讨论是解决本题的关键.
7.知识背景:我们在第十一章《三角形》中学习了三角形的边与角的性质,在第十二章《全等三角形》中学习了全等三角形的性质和判定,在第十三章《轴对称》中学习了等腰三角形的性质和判定.在一些探究题中经常用以上知识转化角和边,进而解决问题. 问题:如图1,ABC 是等腰三角形,90BAC ∠=?,D 是BC 的中点,以AD 为腰作等腰ADE ,且满足90DAE ∠=?,连接CE 并延长交BA 的延长线于点F ,试探究BC 与
CF 之间的数量关系.
图1
发现:(1)BC 与CF 之间的数量关系为 .
探究:(2)如图2,当点D 是线段BC 上任意一点(除B 、C 外)时,其他条件不变,试猜想BC 与CF 之间的数量关系,并证明你的结论.
图2
拓展:(3)当点D 在线段BC 的延长线上时,在备用图中补全图形,并直接写出BCF 的形状.
备用图
【答案】(1)BC CF =;(2)BC CF =,证明见解析;(3)画图见解析,等腰直角三角形. 【解析】 【分析】
(1)根据等腰三角形的性质即可得BC CF =;
(2)由等腰直角三角形的性质可得()ABD ACE SAS ∴≌,再根据全等三角形的性质及等角对等边即可证明;
(3)作出图形,根据等腰三角形性质易证()ABD ACE SAS ∴≌,进而根据角度的代换,得出结论. 【详解】
解:(1)BC CF =.
∵△ABC 是等腰三角形,且90BAC ∠=?,
AB AC ∴=,45B ACB ∠=∠=?. 90DAE ∠=?, DAE BAC ∴=∠∠,
DAE DAC BAC DAC ∴∠-∠=∠-∠, BAD CAE ∴∠=∠.
ADE 是以AD 为腰的等腰三角形, AD AE ∴=.
在ABD △与ACE △中,AB AC =,BAD CAE ∠=∠,AD AE =,
()ABD ACE SAS ∴≌,
45ACE B ∴∠=∠=?. 45ACB =?∠,
90BCF ACB ACE ∴∠=∠+∠=?, 90B F ∴∠+∠=?, 45F ∴∠=?, B F ∴∠=∠, BC CF ∴=. (2)BC CF =. 证明:ABC 是等腰三角形,且90BAC ∠=?, AB AC ∴=,45B ACB ∠=∠=?. 90DAE ∠=?, DAE BAC ∴=∠∠,
DAE DAC BAC DAC ∴∠-∠=∠-∠, BAD CAE ∴∠=∠.
ADE 是以AD 为腰的等腰三角形, AD AE ∴=.
在ABD △与ACE △中,AB AC =,BAD CAE ∠=∠,AD AE =, ()ABD ACE SAS ∴≌,
45ACE B ∴∠=∠=?. 45ACB =?∠,
90BCF ACB ACE ∴∠=∠+∠=?,
90B F ∴∠+∠=?, 45F ∴∠=?, B F ∴∠=∠, BC CF ∴=.
(3)BCF 是等腰直角三角形. 提示:如图,
ABC 是等腰三角形,90BAC ∠=?, AB AC ∴=,45B ACB ∠=∠=?. 90DAE ∠=?, DAE BAC ∴=∠∠,
DAE DAC BAC DAC ∴∠+∠=∠+∠, BAD CAE ∴∠=∠.
ADE 是以AD 为腰的等腰三角形, AD AE ∴=.
在ABD △与ACE △中,AB AC =,BAD CAE ∠=∠,AD AE =, ()ABD ACE SAS ∴≌,
45ACE B ∴∠=∠=?. 45ACB =?∠,
90BCF ACB ACE ∴∠=∠+∠=?, 90B BFC ∴∠+∠=?, 45BFC ∴∠=?, B BFC ∴∠=∠,
BCF ∴是等腰三角形, 90BCF ∠=?,
BCF ∴是等腰直角三角形. 【点睛】
本题考查等腰三角形及全等三角形的性质,熟练运用角度等量代换及等腰三角形的性质是解题的关键.
8.如图所示,已知ABC ?中,10AB AC BC ===厘米,M 、N 分别从点A 、点B 同时出发,沿三角形的边运动,已知点M 的速度是1厘米/秒的速度,点N 的速度是2厘米/秒,当点N 第一次到达B 点时,M 、N 同时停止运动.
(1)M 、N 同时运动几秒后,M 、N 两点重合? (2)M 、N 同时运动几秒后,可得等边三角形AMN ??
(3)M 、N 在BC 边上运动时,能否得到以MN 为底边的等腰AMN ?,如果存在,请求出此时M 、N 运动的时间?
【答案】(1)10;(2)点M 、N 运动
10
3
秒后,可得到等边三角形AMN ?;(3)当点M 、N 在BC 边上运动时,能得到以MN 为底边的等腰AMN ?,此时M 、N 运动的时间为40
3
秒. 【解析】 【分析】
(1)设点M 、N 运动x 秒后,M 、N 两点重合,1102x x ?+=;(2)设点M 、N 运动t 秒后,可得到等边三角形AMN ?,如图①,
1AM t t =?=,102AN AB BN t =-=-根据等边三角形性质得102t t =-;(3)如图
②,假设AMN ?是等腰三角形,根据等腰三角形性质证ACB ?是等边三角形,再证
ACM ?≌ABN ?(AAS ),得CM BN =,设当点M 、N 在BC 边上运动时,M 、
N 运动的时间y 秒时,AMN ?是等腰三角形,故10CM y =-,302NB y =-,由CM NB =,得10302y y -=-;
【详解】
解:(1)设点M 、N 运动x 秒后,M 、N 两点重合,
1102x x ?+=
解得:10x =
(2)设点M 、N 运动t 秒后,可得到等边三角形AMN ?,如图①
1AM t t =?=,102AN AB BN t =-=-
∵三角形AMN ?是等边三角形 ∴102t t =- 解得103
t =
∴点M 、N 运动
10
3
秒后,可得到等边三角形AMN ?. (3)当点M 、N 在BC 边上运动时,可以得到以MN 为底边的等腰三角形,
由(
1)知10秒时M 、N 两点重合,恰好在C 处, 如图②,假设AMN ?是等腰三角形, ∴AN AM =, ∴AMN ANM ∠=∠, ∴AMC ANB ∠=∠, ∵AB BC AC ==, ∴ACB ?是等边三角形, ∴C B ∠=∠, 在ACM ?和ABN ?中,
∵AC AB C B AMC ANB =??
∠=∠??∠=∠?
, ∴ACM ?≌ABN ?(AAS ), ∴CM BN =,
设当点M 、N 在BC 边上运动时,M 、N 运动的时间y 秒时,AMN ?是等腰三角形, ∴10CM y =-,302NB y =-,CM NB =,
10302y y -=-
解得:40
3y =
,故假设成立. ∴当点M 、N 在BC 边上运动时,能得到以MN 为底边的等腰AMN ?,此时M 、N 运动的时间为
40
3
秒.
【点睛】
考核知识点:等边三角形判定和性质,全等三角形判定和性质.理解等腰三角形的判定和性质,把问题转化为方程问题是关键.
9.如图,在等边三角形ABC 右侧作射线CP ,∠ACP =α(0°<α<60°),点A 关于射线CP 的对称点为点D ,BD 交CP 于点E ,连接AD ,AE .
(1)求∠DBC的大小(用含α的代数式表示);
(2)在α(0°<α<60°)的变化过程中,∠AEB的大小是否发生变化?如果发生变化,请直接写出变化的范围;如果不发生变化,请直接写出∠AEB的大小;
(3)用等式表示线段AE,BD,CE之间的数量关系,并证明.
【答案】(1)∠DBC60α
=?-;(2)∠AEB的大小不会发生变化,且∠AEB=60°;(3)BD=2AE+CE,证明见解析.
【解析】
【分析】
(1)如图1,连接CD,由轴对称的性质可得AC=DC,∠DCP=∠ACP=α,由△ABC是等边三角形可得AC=BC,∠ACB=60°,进一步即得∠BCD=602α
?+,BC=DC,然后利用三角形的内角和定理即可求出结果;
(2)设AC、BD相交于点H,如图2,由轴对称的性质可证明△ACE≌△DCE,可得
∠CAE=∠CDE,进而得∠DBC=∠CAE,然后根据三角形的内角和可得∠AEB=∠BCA,即可作出判断;
(3)如图3,在BD上取一点M,使得CM=CE,先利用三角形的外角性质得出
∠BEC60
=?,进而得△CME是等边三角形,可得∠MCE=60°,ME=CE,然后利用角的和差关系可得∠BCM=∠DCE,再根据SAS证明△BCM≌△DCE,于是BM=DE,进一步即可得出线段AE,BD,CE之间的数量关系.
【详解】
解:(1)如图1,连接CD,∵点A关于射线CP的对称点为点D,∴AC=DC,
∠DCP=∠ACP=α,
∵△ABC是等边三角形,∴AC=BC,∠ACB=60°,
∴∠BCD=602α
?+,BC=DC,
∴∠DBC=∠BDC
()
180602
180
60
22
BCDα
α
?-?+
?-∠
===?-;
(2)∠AEB 的大小不会发生变化,且∠AEB =60°.
理由:设AC 、BD 相交于点H ,如图2,∵点A 关于射线CP 的对称点为点D , ∴AC=DC ,AE=DE ,又∵CE=CE ,∴△ACE ≌△DCE (SSS ),∴∠CAE =∠CDE , ∵∠DBC =∠BDC ,∴∠DBC =∠CAE ,又∵∠BHC =∠AHE ,∴∠AEB =∠BCA =60°, 即∠AEB 的大小不会发生变化,且∠AEB =60°;
(3)AE ,BD ,CE 之间的数量关系是:BD =2AE +CE . 证明:如图3,在BD 上取一点M ,使得CM=CE , ∵∠BEC =∠BDC +∠DCE =6060αα?-+=?, ∴△CME 是等边三角形,∴∠MCE =60°,ME=CE ,
∴60260BCM BCD MCE DCE ααα∠=∠-∠-∠=?+-?-=, ∴∠BCM =∠DCE ,又∵BC=DC ,CM=CE , ∴△BCM ≌△DCE (SAS ),∴BM=DE , ∵AE=DE ,
∴BD=BM+ME+DE =2DE+ME =2AE+CE .
【点睛】