2024年中考数学探究性训练-三角形

备考2024年中考数学探究性训练专题19三角形

一、选择题

1.活动探究：我们知道，已知两边和其中一边的对角对应相等的两个三角形不一定全等，如已知AABC

中，NA=30。，AC=3,NA所对的边为国，满足已知条件的三角形有两个（我们发现其中如图的

△ABC是一个直角三角形），则满足已知条件的三角形的第三边长为（）

A.2A/3B.2V3-3C.28或D.28或一3

2.数学课上老师布置了“测量锥形瓶内部底面的内径”的探究任务，善思小组想到了以下方案：如图,

用螺丝钉将两根小棒AD,BC的中点O固定，只要测得C,D之间的距离，就可知道内径AB的

长度.此方案依据的数学定理或基本事实是（）

A.边角边B.三角形中位线定理

C.边边边D.全等三角形的对应角相等

3.某数学兴趣小组开展了笔记本电脑的张角大小的实践探究活动.如图，当张角为ZB4尸时，顶部边

缘B处离桌面的高度为7cm,此时底部边缘A处与C处间的距离2C为24cm,小组成员调整张角

的大小继续探究，最后发现当张角为ZD4F时（D是B的对应点），顶部边缘D处到桌面的距离DE为

20cm,则底部边缘A处与E之间的距离ZE为（）

D

A.15cmB.18cmC.21cmD.24cm

4.两组邻边分别相等的四边形叫做“筝形”，如图，四边形4BCD是一个筝形，其中2D=CD,AB=CB,

在探究筝形的性质时，得到如下结论：

①4CJ.BD；@A0=COAC;③AABD*CBD,

其中正确的结论有（）

A.0个B.1个C.2个D.3个

5.某兴趣小组开展综合实践活动：在RtAZBC中，ZC=90°,CD=V2,。为4c上一点，动点P以每

秒1个单位的速度从C点出发，在三角形边上沿C-4匀速运动，到达点2时停止，以CP为边作正

方形DPEF,设点P的运动时间为ts,正方形DPEF的面积为S,当点P由点C运动到点4时，经探究发现

S是关于t的二次函数，并绘制成如图2所示的图象，若存在3个时刻ti，以，＜12Vt3）对应的正

方形。尸£尸的面积均相等，当上=5「1时，则正方形DPEF的面积为（）

图I佟12

A.3B.gC.4D.5

二'填空题

6.【动手实践】小明学习了课本“实验与探究”后做了如下探索：他按图1方法把边长为5厘米和3厘

米的两个正方形切割成5块，按图2方式拼成的一个大正方形，则大正方形的边长是________厘米.

7.活动探究：我们知道，已知两边和其中一边的对角对应相等的两个三角形不一定全等.如已知△ABC

中，乙4=30°,2C=3,乙4所对的边为国，满足已知条件的三角形有两个（我们发现其中如图的△ABC

是一个直角三角形），则满足已知条件的三角形的第三边长为

8.在某次数学探究活动中，小明将一张斜边为4的等腰直角三角形力BC（乙4=90。）硬纸片剪切成如图

所示的四块（其中D,E,F分别为ZB,AC,BC的中点，G,H分别为DE,BF的中点），小明将这四

块纸片重新组合拼成四边形（相互不重叠，不留空隙），则所能拼成的四边形中周长的最小值

为,最大值为.

9.如图，Z.MEN=90°,矩形力BCD的顶点B,C分别是ZMEN两边上的动点，已知BC=6,CD=3,

请完成下列探究：

（1）若点F是BC的中点，那么EF=

（2）点D,点E两点之间距离的最大值是

10.某班级在探究“将军饮马问题”时抽象出数学模型：

直线/同旁有两个定点A、B,在直线［上存在点P,使得24+PB的值最小.解法：如图1,作点力关

于直线/的对称点4连接4B,则AB与直线，的交点即为P,且P4+PB的最小值为/B.请利用上

述模型解决下列问题：

(1)几何应用：如图2,A2BC中，ZC=9O°,AC=BC=2,E是AB的中点，P是BC边上的一

动点，贝叶4+PE的最小值为;

(2)几何拓展：如图3,AABC^,AC=2,乙4=30°,若在AB上取一点M,则2CM+4M的值

最小值是.

三'实践探究题

11.问题情境：在数学探究活动中，老师给出了如图的图形及下面三个等式：①AB=AC；②DB=DC；

③/BAD=NCAD.若以其中两个等式作为已知条件，能否得到余下一个等式成立?解决方案：探究

△ABD与4ACD全等.

问题解决：

(1)当选择①②作为已知条件时，4ABD与4ACD全等吗?(填“全等”或“不全等”)，

理由是_________________________________

(2)当任意选择两个等式作为已知条件时，请用列表或画树状图的方法求△ABD/4ACD的概率.

12.【问题呈现】

已知，△CAB和△CDE都是直角三角形，乙4cB=ZCCE=90。，CB=mCA,CE^mCD,连接4。,

BE,探究4）,BE的位置关系.

a

（1）如图1,当:m=l时，直接写出ZD,BE的位置关系：；

（2）如图2,当小。1时，（1）中的结论是否成立？若成立，给出证明；若不成立，说明理由.

（3）【拓展应用】

当m=GAB=4巾，DE=4时，将△CDE绕点C旋转，使力，D,E三点恰好在同一直线上,

求BE的长.

13.［知识链接］，“化归思想”是数学学习中常用的一种探究新知、解决问题的基本的数学思想方法，

通过“转化、化归”通常可以实现化未知为已知，化复杂为简单，从而使问题得以解决.在探究平行四

边形的性质时，学习小组利用这种思想方法，发现并证明了如下有趣结论，平行四边形两条对角线的

平方和等于四边的平方和.请你根据学习小组的思路，完成下列问题：

（1）［问题发现］:如图1,学习小组首先通过对特殊平行四边形—矩形（长方形）的研究发现在

矩形48CD中令4s=a,8C=6,则可求得/G+BD?：；（用°、6的式子表示）

（2）［问题探究］:如图2,学习小组通过添加辅助线，尝试将平行四边形转化为矩形，继续对一般

平行四边形/BCD进行研究，如图：分别过点/、。作5c边的垂线，请你按照这种思路证明ZC+

BD2=2（AB2+5G）；

（3）［问题拓展］:如图3,在△ABC中，40是8c边上的中线，已知：4D=3,BC=8,（AB—AC）

2=10,请你添加合适的辅助线，构造平行四边形进行转化，求的值.

14.某数学课外活动小组在学习了勾股定理之后，针对图①中所示的“由直角三角形三边向外侧作多

边形，它们的面积Si,S2,S3之间的关系问题”进行了以下探究：

(1)如图②，在RtaABC中,BC为斜边，分别以AB,AC,BC为斜边向外侧作RtAABD,RtAACE,

RtABCF,若N1=N2=N3,则面积Si,S2,S3之间的关系式为

(2)如图③，在RL^ABC中，BC为斜边，分别以AB,AC,BC为边向外侧作任意AABD,

△ACE,ABCF,满足N1=N2=N3,ZD=ZE=ZF,则(1)中所得关系式是否仍然成立？若成立，请

证明你的结论；若不成立，请说明理由.

15.阅读材料：若zu?—2m+2n2—8n+16=0,求m、n的值.

解：'."m2—2mn+2n2—8n+16=0,(m2—2mn+n2)+(n2—8n+16)-0.

(m—n)2+(Ti—4)2=0,—n—n—4—0,.".n=4,m=4.

根据你的观察，探究下面的问题：

(1)已知/+4久y+5y2+6y+9=0,求久一y的值.

(2)已知△4BC的三边长a、b、c都是正整数，且满足a?—4a+2b2-46+6=0,求边c的值.

16.［实践与探究］

将AABC(AB>AC)沿AD折叠，使点C刚好落在AB边上的点E处，展开如图，

(1)［操作观察］图①中，AB=8,AC=6.

①BE=.

②若4ACD的面积是9,则4ABD的面积是.

(2)［理解应用］如图②，若NC=2NB,试说明：AB=AC+CD.

(3)［拓展延伸］如图③，若/BAC=60。，点G为AC的中点，且AG=5.点P是AD上的一个动点,

连结PG、PC,直接写出(PG+PC)2的最小值.

17.数学课上，有这样一道探究题.

如图，已知△ABC中，AB=AC=m,BC=n,Z.BAC=a(0°<a<180°),点P为平面内不与点A、

C重合的任意一点，将线段CP绕点P顺时针旋转a,得线段PD,E、F分别是CB、CD的中点，设

直线AP与直线EF相交所成的较小角为口，探究露的值和。的度数与m、n、a的关系，请你参与学习

ZiJr

小组的探究过程，并完成以下任务:

(1)填空：

【问题发现】

求出了胃=-

小明研究了a=60。时，如图1,L6=▲

求出了嚣

小红研究了a=90。时，如图2,=d▲

【类比探究】

他们又共同研究了a=120。时，如图3,也求出了胃;

【归纳总结】

最后他们终于共同探究得出规律：黑=▲(用含m、n的式子表示)；6=▲(用含a的

式子表不:).

(2)求出a=120。时第的值和0的度数.

rA

18.如图

问题探究:

(1)如图①，已知线段AB=2,在AB的两侧分别作等边△ABC和RtAABD,且/ADB=90。，

CM、DM分别为两个三角形的中线，连接CD,则CD的最大值为；

(2)如图②，已知AABC,分别以AB为直角边在4ABC外侧作RtAABP,以AC为斜边在4ABC

外侧作Rt^ACQ,且NABP=NAQC=90。，NPAB=NCAQ=30。，连接PC、BQ,请求出盥的值;

(3)如图③，已知边长为a的正方形ABCD,点E是边CB延长线上一动点，连接AE、ED,请

问是否存在黑的最小值？如果存在，求出；如果不存在，请说明理由.

ED

19.问题探究

(1)【操作发现】

如图①，在等边△ABC中，点B,C在直线MN上，E为BC边上的一点，连接AE,并把线段

AE绕点E顺时针旋转60。得到线段EF,连接CF,则线段CF与BE的数量关系是,线段

CF与直线MN所夹锐角的度数是.

(2)【类比探究】

如图②，在正方形ABCD中，点B,C在直线MN上，E为直线MN上的任意一点，连接AE,

并把线段AE绕点E顺时针旋转90。得到线段EF,连接CF,试探究线段BE与CF的数量关系及线段

CF与直线MN所夹锐角的度数，并说明理由.

20.探究问题：

图①图②图③

（1）方法感悟:

如图①，在正方形Z8CD中，点E,尸分别为DC,8c边上的点，且满足NE4F=45。，连接ER

求证DE+BF=EF.

感悟解题方法，并完成下列填空:

将AADE绕点/顺时针旋转90。得到△ABG,此时48与4D重合，由旋转可得:

AB=AD,BG=DE,Zl=N2,AABG=ZD=90。，

•••^ABG+^ABF=90°+90°=180°,

因此，点G,B,尸在同一条直线上.

•••^EAF=45°

•••N2+N3=ABAD-乙EMF=90°-45°-45°.

,:zl=z2,

・・.Z1+Z3=45°.

BPzGAF=4▲.

又AG=AE,AF=AF

△GA,F=▲.

・♦・____A_=EF,故DE+BF=EF.

（2）方法迁移

如图②，将Ht△4BC沿斜边翻折得到△ADC,点£,尸分别为。C,3c边上的点，

且乙比4/=2和对试猜想。£,BF,斯之间有何数量关系，并证明你的猜想.

（3）问题拓展：

如图③，在四边形4BCD中，AB=AD,E,F分别为DC,3c上的点，满足乙邑4F=

试猜想当ZB与ZD满足什么关系时，可使得DE+BF=EF,请直接写出你的猜想（不必说明理由）.

21.【问题情境】

在综合实践活动课上，李老师让同桌两位同学用相同的两块含30。的三角板开展数学探究活动，两

块三角板分别记作AaCB和△力'D'C,^ADB=^AD'C=90°,ZB=ZC=3O。，设4B=2.

【操作探究】

如图1,先将△4>B和DC的边4。、4。‘重合，再将DC绕着点A按顺町针方向旋转,

旋转角为a（0。WaW360。），旋转过程中△4DB保持不动，连接BC.

4（H）

（1）当a=60。时，BC=；当BC=2近时，a=°；

（2）当a=90。时，画出图形，并求两块三角板重叠部分图形的面积；

（3）如图2,取BC的中点F,将DC绕着点A旋转一周，点F的运动路径长为.

22.【问题提出】如图1,在RMABC中，乙4cB=90。，点E,F分别为边AC,BC的中点，将△EFC

绕点C顺时针旋转殴0。<a<360。），连接AE,BF,试探究4E,BF之间存在怎样的数量关系和位置关

系？

图1图2图3

（1）【特例探究】若2C=BC,将AEFC绕点C顺时针旋转至图2的位置，直线BF与4E,AC分别交

于点M,N.按以下思路完成填空（第一个空填推理依据，第二个空填数量关系，第三个空填位置关系）:

•••4C=BC,点E,F分别为边力C,BC的中点，

CE=CF.

•・•乙ACB=Z.ECF,

••Z-ACE=Z-BCF.

・•△ACE经kBCF().

・•.AEABF,乙CAE=乙CBF.

又・・•乙ANM=4BNC,

・•・A.AMN=乙BCN=90°.

・・・ZE▲BM.

(2)【猜想证明】若BC=nAC(n>1),AEFC绕点C顺时针旋转至图3的位置，直线4E与BF,BC

分别交于点M,N,猜想ZE与BF之间的数量关系与位置关系，并就图3所示的情况加以证明；

(3)【拓展运用】若2C=4,BC=6,将AEPC绕点C顺时针旋转腹0。<a<360。)，直线力E与BF

相交于点M，当以点C,E,M,F为顶点的四边形是矩形时，请直接写出BM的长.

23.综合与实践

【问题情境】数学活动课上，老师给出了这样一个问题：

如图1,在△ABC中，AB=AC,Z.BAC=a，射线AD平分zBAC,将射线AD绕点4逆时针旋转a,

得到射线在射线，上取点E,使得2E=4B,连接BE分别交AD,AC于点M,N,连接CE.问：

乙CBE,NAL4N之间的数量关系是什么？线段DM,CN之间的数量关系是什么？

【特例探究】“勤奋’小组的同学们先将问题特殊化，探究过程如下:

甲同学：当a=60°时，如图2,通过探究可以发现，AAMN,AACE,AECN都是等腰三角形;

乙同学：可以证明△ZBM得到BM=EN；

丙同学：过点4做垂足为F,如图3,则FM=FN；

丁同学：可以证明△BDMSAAFM,△ECN~△AMN,则喘=能，转=焉…

(1)根据以上探究过程，得出结论：

①4CBE,4MAN之间的数量关系是;

②线段DM,CN之间的数量关系是.

(2)【类比探究】

“智慧”小组的同学们在“勤奋，小组的基础上，进一步探究一般情形，当NBAC=a时，如图1,⑴中

的两个结论是否仍然成立？如果成立，请仅就图1的情形进行证明；如果不成立，请说明理由。

(3)【迁移应用】

“创新”小组的同学们改变了条件，当a=90°时，如图4,若射线AD是NB47的三等分角线，AB=

2V3+2,其他条件不变，请直接写出MN的长.

AA

N4I

DCBC

图4备用图

24.【探究与证明】成语“以不变应万变”中蕴含着某种数学原理.

【动手操作】如图1，4c是正方形4BCD的对角线，点E是ZC上的一个动点，过点E和8作等腰

直角AEFG,其中NFEG=90。，EF>AB,EG与射线DC交于点P.

请完成：

(1)试判断图1中的NBEC和NPEC的数量关系；

(2)当点尸在线段DC上时，求证：EP=BE.

(3)【类比操作】如图2,当点P在线段0C的延长线上时.EP=BE是否还成立?请判断并证明你的

结论.

25.动手操作：某数学课外活动小组利用图形的旋转探究图形变换中蕴含的数学奥秘.

BDCB

如图1,是等腰直角三角形，4c=BC=4,N/C5=90。，将边48绕点3顺时针旋转90。

得到线段48，连接4C,过点©作交C3延长线于点D.

(1)在图1中：△45C的面积为；

(2)如图2,若△ZC3为任意直角三角形，NACB=90。.将边N3绕点8顺时针旋转90。得到线

段48,连接©C,过点4作，DLCS交C5延长线于点D.猜想三条线段/C、CD、/7)的数量关

系，并证明.

(3)如图3,在△/C3中，AB=AC=5,BC=6,将边4B绕点3顺时针旋转90。得到线段©8,

连接©C.

若点。是△ZC3的边5c的高线上的一动点，连接4。、D8,则4D+D5的最小值是

26.综合与探究

【问题情境】

数学活动课上，老师带领同学们一起探索旋转的奥秘.老师出示了一个问题：如图1,在AABC中，

AB=AC,ZBAC=90°,点D是边BC上一点(0<BD<±BC),连接AD,将AABD绕着点A按逆

时针方向旋转，使AB与AC重合，得到4ACE.

(1)【操作探究】试判断4ADE的形状，并说明理由；

(2)【深入探究】希望小组受此启发，如图2,在线段CD上取一点F,使得NDAF=45。，连接

EF,发现EF和DF有一定的关系，猜想两者的数量关系，并说明理由；

(3)智慧小组在图2的基础上继续探究，发现CF,FD,DB三条线段也有一定的数量关系，请你

直接写出当CF=3,BD=2时DF的长.

27.如图①，小红在学习了三角形相关知识后，对等腰直角三角形进行了探究，在等腰直角三角形4BC

中，C4=CB,NC=90。，过点B作射线BD1AB,垂足为B,点P在CB上.

BCBpC

图①图②

(1)【动手操作】

如图②，若点P在线段CB上，画出射线P4并将射线绕点P逆时针旋转90。与BD交于点E,根

据题意在图中画出图形,图中乙PBE的度数为度；

(2)【问题探究】

根据(1)所画图形，探究线段24与PE的数量关系，并说明理由；

(3)【拓展延伸】

如图③，若点P在射线CB上移动，将射线PA绕点P逆时针旋转90。与BO交于点E,探究线段

BA,BP,BE之间的数量关系，并说明理由.

28.【问题提出】如图1,在HtAZBC中，乙4cB=90。，点E,F分别为边AC,BC的中点，将△EFC

绕点C顺时针旋转殴0。<a<360。)，连接AE,BF,试探究AE,BF之间存在怎样的数量关系和位

置关系？

(1)【特例探究】若AC=BC,将^EFC绕点C顺时针旋转至图2的位置，直线BF与AE,AC分

别交于点M,N.按以下思路完成填空(第一个空填推理依据，第二个空填数量关系，第三个空填位

置关系)：

'JAC=BC,E,F分别为AC,BC的中点，

：.CE=CF,

'：/-ACB=乙ECF,

：.^ACE=乙BCF,

/.△ACE讣BCF()

.,.AEBF,乙CAE=ACBF,又,：乙ANM=LBNC,

:.乙AMN=乙BCN=90°,

AAEBM.

(2)【猜想证明】若BC=nAC(n>1),△EFC绕点C顺时针旋转至图3的位置，直线AE与BF,

BC分别交于点M,N,猜想AE与BF之间的数量关系与位置关系，并就图3所示的情况加以证明；

(3)【拓展运用】若4c=4,BC=6,将AEFC绕点C顺时针旋转或0。<戊<360。)，直线AE,

BF相交于点M,当以点C,E,M,F为顶点的四边形是矩形时，请直接写出BM的长.

29.胡老师的数学课上，有这样一道探究题.

如图，已知4ABC中，AB=AC=x,BC=y,^BAC=cr(0°<a<180°)，点P为平面内不

与点A、C重合的任意一点，连接CP，将线段CP绕点P顺时针旋转a，得线段PD，连接CD、AP

点E、F分别为BC、CD的中点，设直线AP与直线EF相交所成的较小角为0,探究器的值

和。的度数与X、y、a的关系.

图1图2图3

请您参与学习小组的探究过程，并完成以下任务:

（1）填空:

【问题发现】

器的值和BEF

小明研究了a=60。时，如图1,求出了的度数分别为AP=

黑的值和BEF

小红研究了a=90。时，如图2,求出了的度数分别为AP=

【类比探究】

他们又共同研究了a=120。时,如图3,也求出了转的值和B的度数;

【归纳总结】

EF

最后他们终于共同探究得出规律:（用含、的式子表示）；0=

APxy

（用含a的式子表示）

（2）求出a=120。时器的值和8的度数（注：要求写出具体解题过程，否则得零分）.

30.数学兴趣小组探究了以下几何图形.如图①，把一个含有45。角的三角尺放在正方形2BCD中,

使45。角的顶点始终与正方形的顶点C重合，绕点C旋转三角尺时，45。角的两边CM,CN始终与正方形

的边4D,所在直线分别相交于点M,N,连接MN,可得△CMN.

（1）【探究一】

如图②，把ACDM绕点C逆时针旋转90。得到ACBH,同时得到点H在直线AB上.求证：乙CNM=

乙CNH；

(2)【探究二】

在图②中，连接BD,分别交CM,CN于点、E,F.求证：ACEFfCNM；

(3)【探究三】

把三角尺旋转到如图③所示位置，直线BD与三角尺45。角两边CM,CN分别交于点E,F.连接力C

交BC于点。，求篇的值.

答案解析部分

1.【答案】C

2.【答案】A

3.【答案】A

4.【答案】D

5.【答案】A

6.【答案】V34

7.【答案】28或

8.【答案】8；8+2V2

9.【答案】(1)3

(2)3+3V2

io.【答案】(1)V10

(2)2V3

n.【答案】(1)全等；三边对应相等的两个三角形全等

(2)解：画树状图如下：

开始

①②③

②③①③①②

由树状图知：共有6种等可能情况，符合条件有①②，①③，②①，③①共4种,

二求4ABD会ZXACD的概率为?=4

o3

12.【答案】(1)BE1AD

(2)解：成立.

理由如下：=乙4cB=90。，

：./.DCA+/.ACE=^ACE+乙ECB=90°.

A^DCA=乙ECB.

..D£_AC__1_

*CE~BC~m

ADCAECB.

C./-DAC=乙CBE.

VZGXB+^ABG=^DAC+乙CAB+乙ABG=(CBE+乙CAB+Z.ABG=乙CAB+4cBz=90。，

C./.AGB=90°.

：.BE1AD；

（3）解：分两种情况：①当点E在线段AD上时，连接BE,如图所示.

设ZE=x,贝【必。=2E+£)E=x+4,

根据(2)可矢口，ADCA-LECB,

・BEBCB

'-AD=AC=m=y/3,

BE=取AD=V3(x+4)=V3x+4V3,

根据(2)可知，BELAD,

：.AAEB=90°,

根据勾股定理，得ZE?+BE2=AB2,即d+（V3x+475）2=（477）2,

解得尤=2或久=一8（舍去）.

，此时BE=V3x+4V3=6V3;

②当点D在线段AE上时，连接BE,如图所示：

设力。=y,贝UE=AD+DE=y+4.

根据(2)可矢口，XDCAfECB,

.BEBC

••而=/=小

:.BE=«AD=V3y.

根据(2)可知，BELAD,

：.^AEB=90°,

根据勾股定理,^AE24-BE2=AB2,BP(y+4)2+(V3y)2=(4V7)2,

解得y=4或y-6（舍去）,

二止匕时BE=V3y=4V3.

综上所述，BE=6旧或4>/3.

13.【答案】(1)2aH2b2

(2)解：证明：如图②，作AELBC于E,DFLBC于F,

•；四边形ABCD是平行四边形，

.'.AB//DC,且AB=DC,

/.ZABE=ZDCF,

在4ABE和4DCF中，

'AABE=乙DCF

乙AEB=Z.DFC=90°,

.AB=DC

.二△ABE丝ADCF(AAS),

，AE=DF,BE=CF,

在Rt^ACE中，由勾股定理，可得

AC2=AE2+CE2=AE2+(BC-BE)2...©,

在Rt/XBDF中，由勾股定理，可得

BD2=DF2+BF2=DF2+(BC+CF)2=DF2+(BC+BE)

由①②，可得

AC2+BD2=AE2+DF2+2BC2+2BE2=2AE2+2BC2+2BE2,

在Rt^ABE中，由勾股定理，可得

AB2=AE2+BE2,

AC2+BD2=2AE2+2BC2+2BE2=2(AE2+BE2)+2BC2=2AB2+2BC2；

(3)解：解：如图3,延长AD至点E,使AD=DE,

：AD是BC边上的中线,

；.BD=CD,

又：AD=DE,

四边形ABEC是平行四边形，

由(2)可得AE?+BC2=2AB2+2AC2,=2(AB-AC)2+4AB»AC,

VAE=2AD=6,

/.AE2=4AD2=36,

VBC=8,(AB-AC)2=10,

/.36+64=2xl0+4AB«AC,

.,.AB«AC=20.

14.【答案】⑴Si+S2=S3

(2)解：成立，理由如下，

,:Zl=Z2=Z3,/-D=Z.E=Z.F,

・•.△ABD〜△BCF〜△CAE,

22

.S1_ABS2_AC

’3=必，腌=必’

S1+S2AB2+AC2

BC2'

■■ABAC=90°,

AB2+AC2=BC2,

.S1+S2_AB2+AC2_BC2_

"S3=_BC2-'

Si+S2=S3.

•••成立.

15.【答案】(1)解：+4无y+5y2+6y+9=0,

/.(%2+4xy+4y2)+(y2+6y+9)=0,

(%+2y尸+(y+3)2=0,

.*.x+2y=0,y+3=0,

•\x=6,y=—3,

/.x—y=6—(—3)=9.

(2)解：Va2-4a+2b2-4b+6=0,

(a2—4a+4)+(2b2—4b+2)=0.

・'・(a—2)2+2(b—l)2=0,

/.a—2=0,b—1=0,

a=2,b=1,

V2-I<c<2+1,

1<c<3,

Ye为正整数，

c=2.

16.【答案】(1)2；12

(2)证明：由折叠可知，4AED丝4ACD,所以AC=AE,DE=CD,NAED=NC。

VZC=2ZB,

.\ZAED=2ZB,

又：ZAED=ZB+ZBDE,

ZB=ZBDE,

/.BE=DE,贝l」CD=DE

Z.AB=AE+BE=AC+CD

(3)75

17.【答案】(1)解：涧题发现］如图1,连接AE,PF,延长EF、AP交于点Q,

当a=60。时，AABC和APDC都是等边三角形，

.\ZPCD=ZACB=60°,PC=CD,AC=CB,

•••F、E分别是CD、BC的中点，

.CF_1CE_1

*,国=2AC"2'

.CF_CE

••红=京’

又：NACP=NECF,

/.△ACP^AECF,

.懵=*,ZCEF=ZCAP,

.,.ZQ=/?=ZACB=60°,

当a=90。时，4ABC和APDC都是等腰直角三角形,

如图2,连接AE,PF,延长EF、AP交于点Q,

.•.NPCD=NACB=45。，PC=^CD,AC=2^CB,

•；F、E分别是CD、BC的中点，

.CF_J_CF_J_

••尼一万定一万

.CF_CE

•,定一宿

又•.•NACP=NECF,

.♦.△ACPsAECF,

.懵=a=冬NCEF=NCAP,

・・・NQ=S=NACB=45。，

［归纳总结］

由止匕可归纳出色=丝=g=3，S=NACB=I8?%

APACm2m2

(2)解：当a=120。，连接AE,PF,延长EF、AP交于点Q,

・・・AE_LBC,ZCAE=60°

二疝6。。=喋=孚，

同理可得：黑=字,

.CE_CF

••泰—B'

.CE_C4

"CF-CP'

又•：NECF=NACP,

.♦.△PCAsAFCE,

­EF_EC_43NCEF=NCAP,

••而=衣=亍

/.ZQ=/?=ZACB=30°.

18.【答案】⑴V3+1

(2)解：如图：

'：^ABP=乙AQC=90°,Z.PAB=^CAQ=30°,

△APB-AACQ,

.AP_AB_

"'AC~AQ

即料器

•：APAB=^CAQ=30°,

AAPAC=Z.BAQ,

：.△APCS&ABQ,

,阻—胆

"PC

•••Z4BP=90°,Z.PAB=30°,coszPAB=第=空

­BQ_AB_43

5=丽=丁

⑶解：存在器的最小值，理由如下:

以2。为直径作圆O,在圆上找一点F,使得ND4F=ZE2B,连接BF

：.Z,AFD=/.ABE=90°,

△ABEAFD,

・A.E_A.B_XZ）

,•而=犷即而=而’

VZDXF+4BAD=乙EAB+^BAD,即乙END=^BAF,

△AED—△ABF,

.AE_AD_DE

9'AB=AF=^F

.AE_AB

••赤=丽’

9CAB=a,

・AE_a

^DE=BF

.•.当BF取得最大值时，售取得最小值，此时B、0、F三点共线,

ED

1

VXO=0D=OF=^a,

•••BF=B0+0F=y/AB2+AO2+OF=孚a+称a=

.AE___a__a_2_

：'~DE~~BF~"+1-V5+1-2

-2~

盖的最小值为与1.

19.【答案】（1）CF=BE；60°

(2)解：所夹锐角的度数为45。.

理由：在BA上取一点K,使得BK=BE.

V：四边形ABCD是正方形,

・・・NABC=90。，AB=BC,

・;BK=BE,

・・..AK=EC,NBKE=NBEK=45。

・・・NAKE=135。

NAEN=ZAEF+ZFEC=ZABC+ZEAK,

NAEF=NABC=90。，

JNEAB=NFEN,

•••△EAK之AFEC(SAS),

・・・EK=CF,NAKE=NFCE=135。，

・・・NFCN=1800-135o=45。.

又,.,EK>BE,ACF>BE.

20.【答案】(1)FAE\^EAF\GF

(2)证明：延长CF,作44=N1,

・・•将沿斜边翻折得至lU/DC点E,F分别为DC,BC边上的点，^EAF=^DAB,

・•・zl+z2=z_3+z_5,z2+z3=zl+z5,

•・•z4=zl,

z.2+z.3=z.4+z.5,

・，・Z-GAF=Z-FAE,

•・•在△AGB和△4ED中，

Z4=Z1

AB=AD,

ZABG=乙ADE

・•.△ZGB=LAED{ASA),

・•.AG-AE,BG—DE,

•・•在△4GF和中，

AG=AE

Z.GAF=^EAF,

AF=AF

：^AGF=^AEF(SAS),

・•・GF=EF,

・•.DE+BF=EF；

(3)当NB与ND满足43+4。=180。时，可使得DE+BF=EF.

21.【答案】(1)2；30或210

(2)解：当a=90。时，如图所示：

'：AB=AC=2,

：-AD=AD=^AB=1,

:・BD=CD=V22—l2=V3,

9：^DAD=a=90°,

又•・•〃力B=NZD£=90。,

・•・四边形ZDED'是矩形，

AD=AD'，

・・・四边形ZDED'是正方形，

：.AD=DE=DE=1,

：-BE=BD-DE=y/3-l,

-"-EF=BExtan^ABD=(遮—1)x字=1-孚,

VADAG=ADAD'-^CAD'=90°-60°=30°,

--DG=ADxtan^DAG=1x亭=字，

:*S四边形AGEF~SxABD-S〉BEF-^ADG

1xlxV3-|x(l

2

V32芯一V31V3

23十人豆=1一丁

即两块三角板重叠部分图形的面积为1-孚.

(3)2兀

22.【答案】(1)边角边；=；1

(2)解：BF=nAE,AE1BF.

vCE=^AC,CF=^BC,BC=nAC,

・•.CF=nCE,

BCCFn

''AC-CE-

•・•乙ACB=(ECF=90°,

•••Z-BCF=Z.ACE,

・••△BCFs^ACE,

BFBC

：'AE=AC=n，

.・.BF=nAE,

•・•△BCFsAACE,

•••Z-CBF=Z.CAE,

・・•乙BNM=乙ANC,

・•・乙BMN=乙ACN=90°,

即ZE1BF；

(3)3旧+2或3b一2

23.【答案】(1)乙MAN=2乙CBE；CN=2DM

(2)(1)中的两个结论仍然成立，证明如下：

•••射线AD平分乙BAC,将射线AD绕点4逆时针旋转a,得到射线

a

乙BAD=乙CAD=2,Z-DAE=a

a

•••Z-CAE=Z-DAE—Z-CAD=

a

••・匕BAD=乙CAD=Z-DAE=于

,:AB—AE,

・•・^ABM=乙AEN.

・•.△ABM=AAEN^ASA)

・・.BM=EN,AM=AN.

•・,AB—AC—AE,

AMAN

‘衣=殖

又,：乙MAN=乙CAE=p

・•.△MANCAE.

・•・乙4MN=Z.ACE.

•・•/.ANM=乙ENC,乙AMN=^ANM,

・•・乙AMN=乙ANM=(NCE=乙ENC.

・•・△ECN〜△AMN.

EN_CN

：,AN=MN

过点4作AF，MN,垂足为尸，如解图1所示，则FM=FN,乙MAF=4NAF.

v乙BMD=Z.AMF,乙BDM=LAFM=90°,

・•・△BDM〜△4FM.

BM_DM

AM=TM,乙MBD=^MAF.

・・・乙MAN=2乙MW=2乙CBE.

VAM=AN,BM=EN,MN=2FM,

日HIA

-DFMM=CMNN=C2NFM'即CN=o2°\M

(3)2+孥或4a—26.

24.【答案】(1)解：Z.BEC+Z.PEC=90°

(2)解：证明：如图，过点E作EM1BC于M,EN1CD于N,则乙EMC=4ENC=LMCN=90°,

四边形EMCN是矩形，

•••乙MEN=90°,又乙FEG=90。，

乙BEM+Z.MEC=乙PEN+乙MEC=90。，•••乙BEM=乙PEN

••・四边形4BCQ是正方形，

2C平分NBCD(又EM1BC于M,EN1CD),:.EM=EN

又•••Z.BME=乙PNE=90°,BEM=△PEN{ASA),：.BE=EP-,

(3)解：当点P在线段OC的延长线上时，EP=BE还成立.

理由：过点E作EMJ.BC于M,ENICL^N,则四边形EMCN是矩形,

.\ZMEN=90°,

,?ZFEG=ZBEM+ZMEP=ZPEN+ZMEP=90°,

ZBEM=ZPEN,

二•四边形ABCD是正方形，

.'.AC平分/BCD,

'.'EM1BC,EN1CD,

，EM=EN,ZBME=ZPNE=90°,

.,.△BEM^APEN(ASA),

.,.BE=EP.

25.【答案】(1)8

(2)解：CD=AC+AD，证明如下：

•.•边AB绕点B顺时针旋转90。得到线段A'B,

：.BA=AB,AABA=90°.

：.^CBA+^DBA=90°.

*：^ACB=90°,

：.^CAB+^CBA=90°.

：.^DBA=乙CAB.

*：AD1CB,

：.^BDA=90°.

：.2LBDA=^ACB=90°.

A△BDA三△ZCB(44S).

：.AD=BC,BD=AC.

ACD=BD+BC=AC+AD.

(3)V109

26.【答案】(1)解：ZkADE为等腰直角三角形，理由如下:

由旋转得NDAE=NBAC,AD=AE,

VZBAC=90°,

AZDAE=90o,

•••△ADE为等腰直角三角形

(2)解：EF=DF,理由如下：

VZDAE=90°,ZDAF=45°,

JZEAF=ZDAE-ZDAF=45°.

AZEAF=ZDAF,

又・.・AF=AF,AD=AE,

AAAFE^AAFD(SAS),

・・・EF=DF；

(3)解：DF=V13

(2)解：PA=PE；理由如下:

连接ZE,如图所示：

根据旋转可知，^APE=90°,

9：Z.ABE=90°,

・・・Z、P、B、E四点共圆，

：.A.AEP=(ABP=45°,

・・・"”=90。-45。=