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B
解:(1)相等的边:$DA=DC,$$BA=BC;$
相等的角:$\angle DAC=\angle DCA,$$\angle BAC=\angle BCA,$
$\angle ADB=\angle CDB,$$\angle ABD=\angle CBD。$
(2)

解:方法一:利用等腰三角形三线合一的性质,先作
出∠BAC的角平分线,该角平分线所在直线即为
BC的垂直平分线;
方法二:直接按照作线段垂直平分线的基本步骤
作出线段BC的垂直平分线。
【分析】
(1) 要在BC上找一点P使PA=PB,根据垂直平分线的性质,到线段两端点距离相等的点在该线段的垂直平分线上,因此需作AB的垂直平分线,该线与BC的交点即为点P,只需判断哪个选项的作图痕迹符合这一操作。
(2) 由作图可知AC=BC=5,且CD是AB的垂直平分线,故EA=EB。分别表示出△ABC和△ABE的周长,利用周长差为4建立方程,即可求解AE的长度。
【解析】
(1) 根据垂直平分线的性质,到A、B距离相等的点在AB的垂直平分线上,作AB的垂直平分线与BC交于点P,该点即为所求,对应选项D。
(2) ① 由作图得:AC=BC=5,CD垂直平分AB,根据垂直平分线的性质,得EA=EB;
② △ABC的周长为:AC+BC+AB=5+5+AB=10+AB;
③ △ABE的周长为:AE+EB+AB=2AE+AB(因EA=EB);
④ 由周长差为4,列方程:(10+AB)-(2AE+AB)=4;
⑤ 化简方程:10-2AE=4,解得AE=3,故选B。
【答案】
(1) D;(2) B
【知识点】
垂直平分线的性质,垂直平分线作图
【点评】
本题主要考查垂直平分线的性质与作图的应用,第一题需结合性质判断作图痕迹,第二题需利用性质将线段转化,再通过周长差建立方程求解,整体侧重对基础知识点的理解与运用。
【难度系数】
0.7
【分析】
对于(1),我们可以结合垂直平分线的定义和性质来推导相等的边和角:首先,DB是AC的垂直平分线,根据垂直平分线的定义,它垂直且平分AC,由此可得AC被平分的线段相等,且相关夹角为直角;再根据垂直平分线的性质,垂直平分线上的点到线段两端距离相等,能得到两组相等的边;最后结合等腰三角形三线合一的性质,可得出对应的角相等。
对于(2),要作出满足条件的四边形,本质是构造对角线互相垂直平分的四边形,先作一条对角线,再作它的垂直平分线,然后在垂直平分线上取另一条对角线,保证两条对角线互相平分,最后连接各边即可。
【解析】
(1) 寻找相等的边和角:
相等的边:
因为DB是AC的垂直平分线,根据垂直平分线的性质“垂直平分线上的点到线段两端的距离相等”,点D、B在AC的垂直平分线上,所以$DA=DC$,$BA=BC$;
根据垂直平分线的定义,垂直平分线平分线段AC,所以$AE=EC$。
相等的角:
由垂直平分线的定义可知$DB⊥ AC$,因此$∠ AED=∠ CED=∠ AEB=∠ CEB=90°$;
在等腰$△ DAC$中,DE是AC边上的中线、高和角平分线(三线合一),所以$∠ DAE=∠ DCE$,$∠ ADE=∠ CDE$;
在等腰$△ BAC$中,BE是AC边上的中线、高和角平分线(三线合一),所以$∠ BAE=∠ BCE$,$∠ ABE=∠ CBE$。
(2) 作图步骤:
① 用直尺作线段$AC$;
② 分别以点$A$、$C$为圆心,大于$\frac{1}{2}AC$的长为半径画弧,两弧分别交于$M$、$N$两点,作直线$MN$,则$MN$是$AC$的垂直平分线,交$AC$于点$E$;
③ 在直线$MN$上截取$EB=ED$(点$B$、$D$位于$AC$两侧);
④ 用直尺连接$AB$、$BC$、$CD$、$DA$,四边形$ABCD$即为所求。
【答案】
(1) 相等的边:$DA=DC$,$BA=BC$,$AE=EC$;
相等的角:$∠ AED=∠ CED=∠ AEB=∠ CEB=90°$,$∠ DAE=∠ DCE$,$∠ ADE=∠ CDE$,$∠ BAE=∠ BCE$,$∠ ABE=∠ CBE$。
(2) 按照上述作图步骤作出的四边形$ABCD$即为满足条件的图形。
【知识点】
1. 垂直平分线的性质
2. 等腰三角形三线合一
3. 尺规作图(作垂直平分线)
【点评】
本题重点考查垂直平分线的定义与性质、等腰三角形的性质以及基础尺规作图操作,第一问需要全面结合几何性质梳理相等的边和角,培养严谨的几何推导能力;第二问需要理解对角线互相垂直平分的四边形的构造逻辑,提升几何图形的实践构造能力。
【难度系数】
0.7
【分析】
首先明确点P与直线l的位置关系,分为点P在直线l上和点P在直线l外两种情况。根据“到线段两个端点距离相等的点在这条线段的垂直平分线上”的原理,借助圆规画弧确定满足条件的点,再用直尺连接得到垂线。对于点在直线上的情况,先在直线上截取关于P对称的两点,再作这两点的垂直平分线;对于点在直线外的情况,通过画弧找到直线另一侧的等距点,连接后得到垂线。
【解析】
图①(点P在直线l上):
1. 以点P为圆心,任意长为半径画弧,交直线l于A、B两点;
2. 分别以A、B为圆心,大于$\frac{1}{2}AB$的长为半径画弧,两弧在直线l两侧交于点C、D;
3. 用直尺连接C、D,直线CD即为过点P且垂直于直线l的垂线。
图②(点P在直线l外):
1. 以点P为圆心,适当长为半径画弧,交直线l于A、B两点;
2. 分别以A、B为圆心,大于$\frac{1}{2}AB$的长为半径画弧,两弧在直线l的另一侧交于点Q;
3. 用直尺连接P、Q,直线PQ即为过点P且垂直于直线l的垂线。
【答案】
按照上述作图步骤作出的直线CD(图①)、直线PQ(图②)即为所求的垂线。
【知识点】
尺规作垂线,线段垂直平分线判定
【点评】
本题是基础尺规作图题,需区分点在直线上和直线外两种情况的作图方法,作图时要注意圆规半径的取值要求(大于$\frac{1}{2}AB$的长,确保两弧能相交),理解作图的几何依据,避免步骤混淆。
【难度系数】
0.3
【分析】
要作BC的垂直平分线,可从两个方向思考:一是利用线段垂直平分线的通用尺规作图逻辑,依据“到线段两端点距离相等的点在这条线段的垂直平分线上”来作图;二是结合△ABC是等腰三角形(AB=AC)的特性,利用等腰三角形“三线合一”的性质,通过作顶角平分线得到BC的垂直平分线。
【解析】
方法一(通用线段垂直平分线作法):
1. 分别以点B、C为圆心,大于$\frac{1}{2}BC$长为半径作弧,两弧在BC两侧分别交于点M、N;
2. 作直线MN,直线MN即为BC的垂直平分线。
方法二(利用等腰三角形特殊性质):
1. 以点A为圆心,适当长为半径作弧,分别交AB、AC于点D、E;
2. 分别以点D、E为圆心,大于$\frac{1}{2}DE$长为半径作弧,两弧在$∠ BAC$内部交于点F;
3. 作直线AF,直线AF即为BC的垂直平分线(依据等腰三角形三线合一的性质,等腰三角形顶角的平分线与底边上的垂直平分线重合)。
【答案】
方法一:
1. 分别以点B、C为圆心,大于$\frac{1}{2}BC$长为半径作弧,两弧在BC两侧分别交于点M、N;
2. 作直线MN,直线MN即为BC的垂直平分线。
方法二:
1. 以点A为圆心,适当长为半径作弧,分别交AB、AC于点D、E;
2. 分别以点D、E为圆心,大于$\frac{1}{2}DE$长为半径作弧,两弧在$∠ BAC$内部交于点F;
3. 作直线AF,直线AF即为BC的垂直平分线(依据等腰三角形三线合一)。
【知识点】
线段垂直平分线作法,等腰三角形三线合一
【点评】
本题给出两种作线段垂直平分线的思路,一种是适用于所有线段的通用方法,另一种是结合等腰三角形特性的简化方法,能帮助学生区分通用作图与利用图形特殊性质作图的差异,提升几何知识的灵活运用能力。
【难度系数】
0.8