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如图1,已知点D为等腰直角△ABC内一点,∠ACB=90°,∠CAD=∠CBD=15°,E为AD延长线上的一点,且CE=CA.
(1)请在图1中,找出与AD相等的线段,并说明理由;
(2)求∠DCA的大小;
(3)若点M在DE上,如图2,且DC=DM,求证:ME=BD.
分析:(1)根据条件可以得出∠DAB=DBA,从而可以得出AD=BD;
(2)根据等腰直角三角形的性质可以得出△ADC≌△BDC,就可以得出∠DCA=∠DCB,从而可以得出结论;
(3)连结MC,证明△DCM是等边三角形,就可以得出CM=CD,∠MCE=45°,通过证明△MCE≌△DCB就可以得出结论.
解答:解:(1)BD=AD,
理由:∵△ABC是等腰直角三角形,
∴∠BAC=∠ABC=45°.
∵∠CAD=∠CBD=15°
∴∠BAC-∠CAD=∠ABC-∠CBD=45°-15°=30°,
即∠DAB=∠DBA,
∴BD=AD;

(2)∵△ABC是等腰直角三角形,
∴AC=BC,∠ACB=90°,
∵在△ADC和△BDC中,
AC=BC
∠CAD=∠CBD
AD=BD

∴△ADC≌△BDC(SAS),
∴∠DCA=∠DCB,
∴∠DCA=
1
2
∠ACB=
1
2
×90°=45°;

(3)连结MC,
∵∠MDC=∠CAD+∠ACD,
∴∠MDC=15°+45°=60°.
∵DC=DM,
∴△DCM是等边三角形.
∴CD=CM=DM,∠CDM=∠DMC=∠DCM.
∵CE=CA,
∴∠CAE=∠CEA=15°,BC=CE,
∴∠ACE=150°
∴∠MCE=150°-45°-60°=45°,
∴∠MCE=∠DCB,
∵在△MCE和△DCB中,
MC=DC
∠MCE=∠DCB
CE=CB

∴△MCE≌△DCB(SAS),
∴ME=BD.
点评:本题考查了等腰直角三角形的性质的运用,等边三角形的判定与性质的运用,全等三角形的判定与性质的运用,解答时证明三角形全等是解答本题的关键.
练习册系列答案
相关习题

科目:初中数学 来源: 题型:

如图1,已知点A(0,4
3
)
,点B在x轴正半轴上,且∠ABO=30°,动点P在线段AB上从点A向点B以每秒
3
个单位的速度运动,设运动时间为t秒,在x轴上取两点M、N作等边△PMN.
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(1)求直线AB的解析式;
(2)求等边△PMN的边长(用t的代数式表示),并求出当顶点M运动到与原点O重合时t的值;
(3)如图2,如果取OB的中点D,以OD为边在Rt△AOB内部作矩形ODCE,点C在线段AB上,从点P开始运动到点M与原点O重合这一过程中,设等边△PMN和矩形ODCE重叠部分的面积为S,请求出S与t的函数关系式和相应的自变量t的取值范围.

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科目:初中数学 来源: 题型:阅读理解

(1)阅读证明
①如图1,在△ABC所在平面上存在一点P,使它到三角形三顶点的距离之和最小,则称点P为△ABC的费马点,此时PA+PB+PC的值为△ABC的费马距离.
②如图2,已知点P为等边△ABC外接圆的
BC
上任意一点.求证:PB+PC=PA.
(2)知识迁移
根据(1)的结论,我们有如下探寻△ABC(其中∠A,∠B,∠C均小于120°)的费马点和费马距离的方法:
第一步:如图3,在△ABC的外部以BC为边长作等边△BCD及其外接圆;
第二步:在
BC
上取一点P0,连接P0A,P0B,P0C,P0D.易知P0A+P0B+P0C=P0A+(P0B+P0C)=P0A+
P0D
P0D

第三步:根据(1)①中定义,在图3中找出△ABC的费马点P,线段
AD
AD
的长度即为△ABC的费马距离.
(3)知识应用
已知三村庄A,B,C构成了如图4所示的△ABC(其中∠A,∠B,∠C均小于120°),现选取一点P打水井,使水井P到三村庄A,B,C所铺设的输水管总长度最小.求输水管总长度的最小值.

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科目:初中数学 来源: 题型:

如图1,已知点A(0,4
3
)x轴正半轴上,且∠ABO=30°,动点P在线段AB上从点A向点B以每秒
3
个单位的速度运动,设运动时间为t秒,在x轴上取两点M、N作等边△PMN.

(1)求直线AB的解析式;
(2)求等边△PMN的边长(用t的代数式表示),并求出当顶点M运动到与原点O重合时t的值;
(3)如图2,如果取OB的中点D,以OD为边在Rt△AOB内部作矩形ODCE,点C在线段AB上,从点P开始运动到点M与原点O重合这一过程中,设等边△PMN和矩形ODCE重叠部分的面积为S,请求出S与t的函数关系式和相应的自变量t的取值范围.

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科目:初中数学 来源: 题型:

如图1,已知点P是线段AB上的动点(P不与A,B重合),分别以AP、PB为边向线段AB的同一侧作等边△APC和等边△PBD.连接AD、BC,相交于点Q,AD交CP于点E,BC交PD于点F
(1)图1中有
3
3
对全等三角形;(不必证明)
(2)图1中设∠AQC=α,那么α=
60
60
°;(不必证明)
(3)如图2,若点P固定,将△PBD绕点P按顺时针方向旋转(旋转角小于180°),此时α的大小是否发生变化?请说明理由.

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科目:初中数学 来源: 题型:

探究问题

(1)阅读理解:

①如图1,在△ABC所在平面上存在一点P,使它到三角形三顶点的距离之和最小,则称点P为△ABC的费马点,此时PAPBPC的值为△ABC的费马距离.

②如图2,若四边形ABCD的四个顶点在同一个圆上,则有AB·CDBC·ADAC·BD.此为托勒密定理.

(2)知识迁移:

①请你利用托勒密定理,解决如下问题:

如图3,已知点P为等边△ABC外接圆的弧BC上任意一点.求证:PBPCPA

②根据(2)①的结论,我们有如下探寻△ABC(其中∠A、∠B、∠C均小于120º)的费马点和费马距离的方法:

第一步:如图4,在△ABC的外部以BC为边长作等边△BCD及其外接圆;

第二步:在弧BC上取一点P0,连接P0AP0BP0CP0D

易知P0AP0BP0CP0A+(P0BP0C)=P0A   

第三步:请你根据(1)①中定义,在图4中找出△ABC的费马点P,线段   的长度即为△ABC的费马距离.

(3)知识应用:

2010年4月,我国西南地区出现了罕见的持续干旱现象,许多村庄出现了人、畜饮水困难.为解决老百姓饮水问题,解放军某部到云南某地打井取水.

已知三村庄ABC构成了如图5所示的△ABC(其中∠A、∠B、∠C均小于120º),现选取一点P打水井,使水井P到三村庄ABC所铺设的输水管总长度最小.求输水管总长度的最小值.

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