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第25课时 尺规作图
(55分)
一、选择题(每题5分,共10分)
图25-1
1.数学活动课上,四位同学围绕作图问题:“如图25-1,已知直线l和l外一点P,用直尺和圆规作直线PQ,使PQ⊥l于点Q.”分别作出了下列四个图形,其中作法错误的是( A )
2.[2016·丽水]用直尺和圆规作Rt△ABC斜边AB上的高线CD,以下作图中,作法错误的是 ( D )
二、填空题(每题5分,共15分)
图25-2
3.[2017·成都]如图25-2,在▱ABCD中,按以下步骤作图:①以A为圆心,任意长为半径作弧,分别交AB,AD于点M,N;②分别以点M,N为圆心,以大于 MN的长为半径作弧,两弧相交于点P;③作射线AP
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交边CD于点Q.若DQ=2QC,BC=3,则▱ABCD的周长为__15__.
【解析】 由作图知,AQ是∠BAD的平分线,∴∠BAQ=∠DAQ,又∵▱ABCD中,CD∥AB,∴∠DQA=∠BAQ=∠DAQ,∴DA=QD.∵DQ=2QC,BC=3,∴DQ=3,QC=,∴▱ABCD的周长为2(BC+CD)=2×=15.
图25-3
4.[2017·济宁] 如图25-3,在平面直角坐标系中,以O为圆心,适当长为半径画弧,交x轴于点M,交y轴于点N,再分别以点M,N为圆心,大于MN的长为半径画弧,两弧在第二象限交于点P.若点P的坐标为(a,b),则a与b的数量关系为__a+b=0__.
【解析】 根据题目中作图步骤可得射线OP即为∠MON的角平分线,表达式即为y=-x,所以点P的坐标(a,b),a与b满足a+b=0.
5.[2017·河北]如图25-4,依据尺规作图的痕迹,计算∠α=__56__°.
图25-4 第5题答图
【解析】 ∵四边形ABCD是矩形,∴AD∥BC,
∴∠DAC=∠ACB=68°.
∵由作法可知,AF是∠DAC的平分线,
∴∠EAF=∠DAC=34°.
∵由作法可知,EF是线段AC的垂直平分线,
∴∠AEF=90°,∴∠AFE=90°-34°=56°,∴∠α=56°.
三、解答题(共30分)
6.(15分) [2016·广州] 如图25-5,利用尺规,在△ABC的边AC上方作∠CAE=∠ACB,在射线AE上截取AD=BC,连结CD,并证明:AB∥CD(尺规作图,要求保留作图痕迹,不写作法).
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图25-5 第6题答图
解:所求作的图形如答图所示.
证明:∵∠CAE=∠ACB,∴AD∥CB,
∵AD=BC,∴四边形ABCD是平行四边形,
∴AB∥CD.
7.(15分)[2016·孝感]如图25-6,在Rt△ABC中,∠ACB=90°.
(1)请用直尺和圆规按下列步骤作图,保留作图痕迹:
①作∠ACB的平分线,交斜边AB于点D,
②过点D作AC的垂线,垂足为E;
(2)在(1)作出的图形中,若CB=4,CA=6,则DE=__2.4__.
图25-6 第7题答图
【解析】 (1)以C为圆心,任意长为半径画弧(半径小于直角边),交BC,AC于两点,再以这两点为圆心,大于这两点间线段的一半为半径画弧,过这两弧的交点与点C的直线交AB于点D即可,根据过直线外一点作已知直线的垂线的方法可作出垂线;
(2)根据平行线的性质和角平分线的性质推出∠ECD=∠EDC,进而证得DE=CE,由DE∥BC,推出△ADE∽△ABC,根据相似三角形的性质即可推得结论.
解:(1)如答图所示;
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(2)∵CD是∠ACB的平分线,∴∠BCD=∠ECD,
∵DE⊥AC,BC⊥AC,∴DE∥BC,
∴∠EDC=∠BCD,∴∠ECD=∠EDC,∴DE=CE,
∵DE∥BC,∴△ADE∽△ABC,
∴=,设DE=CE=x,则AE=6-x,∴=,
解得x=2.4,即DE=2.4.
(30分)
8.(15分)[2016·青岛]如图25-7,已知线段a及∠ACB.
求作:⊙O,使⊙O在∠ACB的内部,CO=a,且⊙O与∠ACB的两边分别相切.
图25-7
解:如答图所示,
第8题答图
①作∠ACB的平分线CD;
②在CD上截取CO=a;
③作OE⊥CA于点E,以O为圆心,OE长为半径作圆,⊙O即为所求.
9.(15分)[2018·中考预测]如图25-8,已知△ABC,按如下步骤作图:
①以A为圆心,AB长为半径画弧;
②以C为圆心,CB长为半径画弧,两弧相交于点D;
③连结BD,与AC交于点E,连结AD,CD.
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(1)求证:△ABC≌△ADC;
(2)若∠BAC=30°,∠BCA=45°,AC=4,求BE的长.
图25-8
【解析】 (1)利用SSS定理证得结论;
(2)设BE=x,利用特殊角的三角函数易得AE的长,由∠BCA=45°,易得EC=BE=x,由AC=AE+EC解得x,即BE的长.
解:(1)证明:在△ABC和△ADC中,
∴△ABC≌△ADC(SSS);
(2)设BE=x,由题可知BD⊥AC,
∵∠BAC=30°,∴∠ABE=60°,
∴AE=tan60°·x=x,
∵∠BCA=45°,∴∠CBE=45°,∴EC=BE=x,
∵AE+EC=AC,∴x+x=4,
解得x=2-2,∴BE=2-2.
(15分)
10.(15分)[2017·无锡]如图25-9,已知等边三角形ABC,请用直尺(不带刻度)和圆规,按下列要求作图(不要求写作法,但要保留作图痕迹):
(1)作△ABC的外心O;
(2)设D是AB边上一点,在图中作出一个正六边形DEFGHI,使点F,点H分别在边BC和AC上.
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图25-9 备用图
【解析】 (1)三角形各边中垂线的交点即△ABC的外心O;
(2)由(1)知点O到顶点A的距离是它到对边中点的两倍,作OA的中垂线交AB于点D,以O为圆心,OD为半径作圆交AB,BC,CA于E,F,G,H,I,连结EF,GH,正六边形DEFGHI即为所求.
解:(1)如答图①,点O为△ABC的外心.
第10题答图① 第10题答图②
(2)如答图②,正六边形DEFGHI即为所求.
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