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C

解:如图,点M即为所求作。

$66°$
解:答案不唯一,如图,$△ ABC$即为所求作。

解:
(1) 如图所示。
(2) 线段$DF$与$AE$平行且相等,理由如下:
∵ 直线$EF$为线段$AD$的垂直平分线,
∴ $OA=OD,$$AF=DF。$
∴ $∠ DAF=∠ ADF。$
∵ $AD$平分$∠ BAC,$
∴ $∠ BAD=∠ FAD。$
∴ $∠ BAD=∠ ADF。$
∴ $AE// DF。$
在$△ AOE$和$△ DOF$中,
$\begin{cases} ∠ EAO=∠ FDO, \\ OA=OD, \\ ∠ AOE=∠ DOF, \end{cases}$
∴ $△ AOE≌△ DOF。$
∴ $AE=DF。$
∴ 线段$DF$与$AE$平行且相等。

【分析】要在BC上确定点P,使PA+PB=BC,结合BC=PB+PC,可将条件转化为PA=PC,即点P到A、C两点的距离相等,因此点P应在AC的垂直平分线上,只需作出AC的垂直平分线,其与BC的交点即为所求的P点,据此分析各选项的作图痕迹是否符合要求。
【解析】因为BC = PB + PC,若PA + PB = BC,则PA = PC,说明点P在AC的垂直平分线上。尺规作AC的垂直平分线,该垂直平分线与BC的交点就是满足条件的点P。逐一分析选项:A选项的作图无法得到PA=PC;B选项的作图与AC的垂直平分线无关;C选项的作图是作AC的垂直平分线,与BC交于P,满足PA=PC,故PA+PB=PC+PB=BC,符合要求;D选项的作图是作AB的垂直平分线,得到PA=PB,不符合条件。
【答案】C
【知识点】尺规作图、垂直平分线的性质
【点评】本题通过转化线段关系,利用垂直平分线的性质确定点的位置,考查了尺规作图的基本方法,关键是将PA+PB=BC转化为PA=PC,进而找到AC的垂直平分线,属于基础几何作图题,需要掌握垂直平分线的作图和性质。
【难度系数】0.5
【分析】首先观察图中的尺规作图痕迹,可知PQ是线段AB的垂直平分线。结合垂直平分线的性质:垂直平分线垂直于线段,且垂直平分线上的点到线段两端的距离相等,逐一分析各结论是否成立,找出不一定成立的选项。
【解析】根据尺规作图,PQ为线段AB的垂直平分线,据此分析:
1. 垂直平分线垂直于线段AB,而AB在直线l上,因此PQ⊥直线l,结论①成立;
2. 点C在AB的垂直平分线上,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,故CA=CB,结论②成立;
3. O是AB的中点,但PQ上的点P、Q到O的距离PO和QO,在作图中没有依据证明二者相等,结论③不一定成立;
4. 由垂直平分线性质得PA=PB,又PC为公共边,且已证CA=CB,因此△PCA≌△PCB(SSS),对应角相等,故∠APO=∠BPO,结论④成立。
综上,不一定成立的是③。
【答案】③
【知识点】垂直平分线性质、全等三角形判定
【点评】本题结合尺规作图考查垂直平分线的性质,需熟练运用垂直平分线的性质逐一判断结论,关键是区分“垂直平分线上的点到线段两端距离相等”与“线段中点到直线两侧点的距离相等”的不同,避免混淆。
【难度系数】0.5
【分析】要找到满足两个条件的点M:①$MC=MD$,根据线段垂直平分线的性质,点M应在线段CD的垂直平分线上;②点M到$∠AOB$两边的距离相等,根据角平分线的性质,点M应在$∠AOB$的角平分线上。因此,只需作出$∠AOB$的角平分线和线段CD的垂直平分线,它们的交点即为所求的点M。
【解析】1. 作$∠AOB$的角平分线:以O为圆心,适当长为半径画弧,交OA、OB于两点;再分别以这两点为圆心,大于两点间距离一半的长度为半径画弧,两弧交于一点;过O和该点作射线,即为$∠AOB$的角平分线。2. 作线段CD的垂直平分线:分别以C、D为圆心,大于CD一半的长度为半径画弧,两弧分别交于两点;过这两点作直线,即为线段CD的垂直平分线。3. 上述两条线的交点就是所求的点M,保留作图痕迹即可。
【答案】3. 如图,点M即为所求作
【知识点】角平分线的性质、线段垂直平分线的性质、尺规作图
【点评】本题结合角平分线和线段垂直平分线的性质,考查尺规作图的基本操作,是几何作图中的基础题型,需掌握两种基本作图的方法。
【难度系数】0.6
【分析】首先观察尺规作图痕迹,确定D是AB的垂直平分线与∠ABC的平分线的交点。根据线段垂直平分线的性质,可得DA=DB,进而推出∠DAB=∠DBA;再利用三角形外角的性质,∠ADE是△ABD的外角,等于∠DAB与∠DBA的和,由此算出∠DBA的度数;接着根据角平分线的定义,得到∠ABC=2∠DBA;最后利用三角形内角和定理,计算出∠ACB的度数。
【解析】由尺规作图痕迹可知,D为AB的垂直平分线与∠ABC的平分线的交点,根据线段垂直平分线的性质,得DA=DB,因此∠DAB=∠DBA。因为∠ADE是△ABD的外角,根据三角形外角性质,∠ADE=∠DAB+∠DBA=64°,所以∠DAB=∠DBA=64°÷2=32°。又因为BE是∠ABC的平分线,所以∠ABC=2∠DBA=2×32°=64°。在△ABC中,根据三角形内角和定理,∠ACB=180°−∠BAC−∠ABC=180°−50°−64°=66°。
【答案】66°
【知识点】线段垂直平分线性质、角平分线定义、三角形内角和定理
【点评】本题结合尺规作图考查几何性质的应用,需要学生从作图痕迹提取关键信息,逐步推导,是中等难度的几何题。
【难度系数】0.5
【分析】要构造顶点B、C在直线l上的等腰直角三角形ABC,可选择直角顶点为直线l上的点C,利用尺规作垂线和等长线段的方法:先过点A作直线l的垂线,确定垂足C;再在直线l上取点B,使BC与AC长度相等,即可得到满足条件的等腰直角三角形。
【解析】1. 用尺规过点A作直线l的垂线,垂足为点C;2. 在直线l上,以点C为圆心,AC的长度为半径画弧,与直线l交于点B;3. 连接AB,△ABC即为符合要求的等腰直角三角形。
【答案】
【知识点】尺规作图、等腰直角三角形
【点评】本题考查基本尺规作图与等腰直角三角形的构造,属于基础作图题,需掌握作垂线、等长线段的尺规操作。
【难度系数】0.6
【分析】
本题分为两小问,第(1)问是尺规作图,需掌握线段垂直平分线的尺规作图方法:分别以点A、D为圆心,以大于$\frac{1}{2}AD$的长度为半径画弧,两弧交于两点,过这两点作直线即为AD的垂直平分线EF,该直线与AB交于E,与AC交于F,连接DF即可。第(2)问需猜想并证明DF与AE的关系,先利用垂直平分线的性质得到线段相等和角相等,结合角平分线的性质推导角的关系得到平行,再通过全等三角形的判定证明线段相等,从而得出结论。
【解析】
(1) 尺规作图:分别以A、D为圆心,大于$\frac{1}{2}AD$的长为半径画弧,两弧分别交于两点,过这两点作直线EF,EF即为线段AD的垂直平分线,EF交AB于E,交AC于F,连接DF,作图痕迹保留,如图所示。
(2) 线段DF与AE平行且相等,理由如下:
∵ EF是线段AD的垂直平分线,
∴ $OA=OD$,$AF=DF$,
∴ $∠DAF=∠ADF$。
∵ AD平分$∠BAC$,
∴ $∠BAD=∠FAD$,
∴ $∠BAD=∠ADF$,
∴ $AE // DF$。
在$△ AOE$和$△ DOF$中,
$\begin{cases}∠EAO=∠FDO, \\OA=OD, \\∠AOE=∠DOF,\end{cases}$
∴ $△ AOE ≌ △ DOF$(ASA),
∴ $AE=DF$,
∴ 线段DF与AE平行且相等。
【答案】
(1) 如图所示;(2) 线段DF与AE平行且相等
【知识点】
线段垂直平分线性质、全等三角形判定、角平分线性质
【点评】
本题结合尺规作图与几何证明,综合考查线段垂直平分线、全等三角形的相关知识,要求学生熟练运用几何定理进行逻辑推导,难度适中,能较好考查学生的作图能力和推理能力。
【难度系数】
0.6