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13.3.2等边三角形(解析版)_初中数学人教版_8上-初中数学人教版_旧版_06习题试卷_1同步练习_同步练习(第2套)

  • 2026-03-25 21:23:27 2026-03-25 21:23:27

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文档信息

文档格式
doc
文档大小
1.488 MB
文档页数
29 页
上传时间
2026-03-25 21:23:27

文档内容

13.3.2等边三角形 一、单选题 1.如图,点F在正五边形 的内部, 为等边三角形,则 等于( ) A. B. C. D. 【答案】C 【分析】根据多边形内角和公式可求出∠ABC的度数,根据正五边形的性质可得AB=BC,根据等边三角形 的性质可得∠ABF=∠AFB=60°,AB=BF,可得BF=BC,根据角的和差关系可得出∠FBC的度数,根据等腰三 角形的性质可求出∠BFC的度数,根据角的和差关系即可得答案. 【详解】∵ 是正五边形, ∴∠ABC= =108°,AB=BC, ∵ 为等边三角形, ∴∠ABF=∠AFB=60°,AB=BF, ∴BF=BC,∠FBC=∠ABC-∠ABF=48°, ∴∠BFC= =66°, ∴ =∠AFB+∠BFC=126°, 故选:C. 【点评】本题考查多边形内角和、等腰三角形的性质、等边三角形的性质,熟练掌握多边形内角和公式是 解题关键.2.如图, 是等边三角形, 是 边上的中线,点 在 上,且 ,则 ( ) A.100° B.105° C.110° D.115° 【答案】B 【分析】由 是等边三角形,可得∠B=60°,由 是 边上的中线,可得BD=CD= , AD⊥BC,由 ,ED=CD,可求∠ECD=45°,由三角形外角性质可求∠AFC=105°. 【详解】∵ 是等边三角形, ∴∠B=60°,AB=AC, ∵ 是 边上的中线, ∴BD=CD= ,AD⊥BC, ∵ , ∴ED=CD,∠EDC=90°, ∴∠ECD=∠DEC=45°, ∵∠AFC是△FBC的外角, ∴∠AFC=∠B+∠FCD=60°+45°=105°. 故选择:B. 【点评】本题考查等边三角形性质,等式性质,等腰三角形判定与性质,三角形外角性质,掌握等边三角形性质,等式性质,等腰三角形判定与性质,三角形外角性质是解题关键. 3.如图,在等边 中, ,点E在中线 上,现有一动点P沿着折线 运动,且在 上的速度是4单位/秒,在 上的速度是2单位/秒,当点P从A运动到C所用时间最少时, 长为 ( ) A.3 B. C. D. 【答案】D 【分析】作 于点 ,求出点 运动时间为 ,则 最短时满足题意. 【详解】作 于点 , 则点 在 上运动时间为 , , , , , 当 , , 共线时,点 运动时间最短, 为三角形中线,点 为重心,, , , ∴ . 故选:D. 【点评】本题考等边三角形性质,解题关键是掌握三角形重心将中线分成1:2两部分. 4.已知锐角∠AOB,如图: (1)在射线OA上取一点C,以点O为圆心,OC长为半径作弧MN,交射线OB于点D,连接CD; (2)分别以点C,D为圆心,CD长为半径作弧,两弧交于点P,连接CP,DP; (3)作射线OP交CD于点Q. 根据以上作图过程及所作图形,有如下结论:①CP∥OB;②CP=2QC;③∠AOP=∠BOP;④CD⊥OP.其 中正确的有( ) A.①②③④ B.②③④ C.③④ D.③ 【答案】B 【分析】根据作法可得△POC≌△POD,从而可判断③正确,根据作法知:PC=PD,OC=OD,根据线段垂 直平分线的判定知④正确,由作法知△PCD是等边三角形,及CD⊥OP,可得②正确,至于①则不一定正确. 【详解】由作图可知,OC=OD,CP=DP, 在△POC和△POD中, , ∴△POC≌△POD(SSS), ∴∠AOP=∠BOP,故③正确, 由作图可知,PC=CD=PD,∴△PCD是等边三角形, ∴∠CPD=60°, ∵PC=PD,OC=OD, ∴OP⊥CD,故④正确, ∵∠CPQ=∠DPQ=30°, ∴CP=2QC,故②正确, ∵∠ODC显然不一定是60°, ∴PC与OD显然不平行, 故选:B. 【点评】本题考查了三角形全等的判定与性质,等边三角形的定义与性质,线段垂直平分线的判定,尺规 作图等知识,关键是根据作图得出题目的条件. 5.如图,在 中, , ,DE垂直平分AB,交BC于点E, ,则 ( ) A. B. C. D. 【答案】D 【分析】根据线段垂直平分线的性质得到 ,根据等腰三角形的性质得到 ,根 据三角形的外角的性质求出 ,根据直角三角形的性质计算. 【详解】 垂直平分 , , , , (cm) , 故选:D. 【点评】本题主要考查了线段垂直平分线的性质、等腰三角形判定和性质以及30°直角三角形的性质.掌 握在直角三角形中, 角所对的直角边等于斜边的一半是解题关键.6.下列命题的逆命题是真命题的是( ) A.同位角相等,两直线平行 B.等边三角形是锐角三角形 C.若两个角是直角,则它们相等 D.全等三角形的对应角相等 【答案】A 【分析】先写出逆命题,再根据平行线的性质、等边三角形的定义、全等三角形的判定逐项判断即可得. 【详解】A、逆命题:两直线平行,同位角相等, 此逆命题是真命题,此项符合题意; B、逆命题:锐角三角形是等边三角形, 此逆命题是假命题,此项不符题意; C、逆命题:若两个角相等,则它们是直角, 此逆命题是假命题,此项不符题意; D、逆命题:三个角分别对应相等的两个三角形是全等三角形, 此逆命题是假命题,此项不符题意; 故选:A. 【点评】本题考查了命题与逆命题、平行线的性质、等边三角形的定义、全等三角形的判定等知识点,正 确写出各命题的逆命题是解题关键. 7.如图,直角梯形纸片对边 , 是直角,将纸片沿着EF折叠,DF的对应边 交AB于点 G,FH平分 交AC于点H,则结论:① ;② ;③ ; ④ ,则 ,其中正确结论的个数为( ) A.①②③ B.②③④ C.①④ D.①③④ 【答案】D 【分析】由平行线的性质可得∠GEF=∠EFD,∠AGF=∠GFD,由折叠的性质可得∠GFE=∠EFD,可得 ∠AGF=2∠GFE,∠GEF=∠GFE=∠EFD,可判断①和②,由角平分线的性质和平角的性质可得 ∠GFE+∠D'FH=90°,由余角的性质可得∠CHF=∠GFE,可判断③,由折叠的性质可求∠BEF的值,可求∠GFE=∠GEF=55°,可判断④,即可求解. 【详解】∵AB∥CD, ∴∠GEF=∠EFD,∠AGF=∠GFD, ∵将纸片沿着EF折叠,DF的对应边D'F交AB于点G, ∴∠GFE=∠EFD, ∴∠AGF=2∠GFE,故①正确; ∵∠GEF=∠GFE=∠EFD, ∴GE=GF, ∵无法证明△GEF是等边三角形, ∴GE≠EF, ∴∠EGF≠∠GFE;故②错误; ∵FH平分∠CFD', ∴∠CFH=∠D'FH, ∵∠D'FC+∠D'FD=180°, ∴∠GFE+∠D'FH=90°, 又∵∠CHF+∠HFC=90°, ∴∠CHF=∠GFE,故③正确; ∵将纸片沿着EF折叠,DF的对应边D'F交AB于点G, ∴∠BEF=∠B'EF, ∴∠BEF= =125°, ∴∠GEF=55°=∠GFE,故④正确, 故选:D. 【点评】本题考查了翻折变换,梯形的性质,平行线的性质,掌握折叠的性质是本题的关键. 8.如图, , , 三点在同一直线上, , 都是等边三角形,连接 , , : 下列结论中正确的是( ) ①△ACD≌△BCE; ②△CPQ是等边三角形; ③ 平分 ; ④△BPO≌△EDO.A.①② B.①②③ C.①②④ D.①②③④ 【答案】B 【分析】利用等边三角形的性质,三角形的全等,逐一判断即可. 【详解】∵△ABC,△CDE都是等边三角形, ∴CA=CB,CD=CE,∠ACB=∠ECD=60°, ∴∠ACB+∠PCQ =∠ECD+∠PCQ,∠PCD=60°, ∴∠ACD =∠BCE, ∴△ACD≌△BCE, ∴①的说法是正确的; ∵△ACD≌△BCE, ∴∠PDC =∠QEC, ∵∠PCD=∠QCE=60°,CD=CE, ∴△PCD≌△QCE, ∴PC=QC, ∴△CPQ是等边三角形; ∴②的说法是正确的; ∵△PCD≌△QCE, ∴PD=QE, , 过点C作CG⊥PD,垂足为G,CH⊥QE,垂足为H,∴ , ∴CG=CH, ∴ 平分 , ∴③的说法是正确的; 无法证明△BPO≌△EDO. ∴④的说法是错误的; 故答案为①②③, 故选B. 【点评】本题考查了等边三角形的性质与判定,三角形的全等与性质,角平分线的性质定理,熟练掌握等 边三角形的性质,灵活进行三角形全等的判定,活用角的平分线性质定理的逆定理是解题的关键. 二、填空题 9.在 中, , ,以顶点A为圆心,适当长为半径画弧,分别交 , 于点E,F;再分别以点E,F为圈心,大于 的长为半径画弧,两弧交于点P,作射线 交 于点 D.则 与 的数量关系是____. 【答案】 【分析】先根据直角三角形的性质可得 ,再根据角平分线的尺规作图可知 平分 , 从而可得 ,然后根据等腰三角形的定义可得 ,最后根据直角三角形的性质可得 ,由此即可得出答案. 【详解】 在 中, , , , 由角平分线的尺规作图可知, 平分 , , , , 在 中, , , , , 故答案为: . 【点评】本题考查了角平分线的尺规作图、等腰三角形的定义、含 角的直角三角形,熟练掌握角平分 线的尺规作图是解题关键. 10.如图,在 中, ,点D是 上一点, ,若 ,则 _______. 【答案】75° 【分析】作 于点 ,连结 ,作 于点 ,则 , ,根据三角形的外角定理得到 ,从而得出 , ,根据等腰直角三角 形的性质可求出 ,最后得到 . 【详解】作 于点 ,连结 ,作 于点 , 设 , 在 中, , , , , , , , , , , , , , , 在 中, , , , , , , , ,, , 故答案为: . 【点评】此题考查了等腰直角三角形和含 角的直角三角形的性质,以及勾股定理,熟记相应的性质是 解题的关键. 11.如图,在边长为6的菱形 中, 为其对角线, ,点 、 分别是边 、 上的动点,且 .连接 、 、 , 交 于点 .则点 到直线 的距离 的最大值为________. 【答案】 【分析】根据菱形的性质得到 为等边三角形,再证明 ,继而证明 是 等边三角形,当 时,作 于 ,结合含30°角的直角三角形解得 的长,在 中,由勾股定理解得 的长. 【详解】 【点评】本题考查菱形的性质、等边三角形的判定与性质、全等三角形的判定与性质、含30°角的直角三 角形、勾股定理、四边形中线段最短等知识,是重要考点,难度一般,掌握相关知识是解题关键. 12.如图,某天然气公司的主输气管道从 市的北偏东60°方向直线延伸,测绘员在 处测得要安装天然 气的 小区在 市北偏东30°方向,测绘员沿主输气管道步行2000米到达 处,测得小区 位于 的北偏西60°方向.当在主输气管道 上寻找支管道连接点 ,使到该小区 铺设的管道最短时, 的长为______. 【答案】1500米 【分析】过M作MN⊥AC交于N点,即MN最短,根据方向角可以证得∠AMC=90°,根据三角函数即可 求得MC,进而求得AN的长. 【详解】如图,过M作MN⊥AC交于N点,即MN最短, ∵∠EAC=60°,∠EAM=30°, ∴∠CAM=30°, ∴∠AMN=60°, 又∵C处看M点为北偏西60°, ∴∠FCM=60°, ∴∠MCB=30°, ∵∠EAC=60°, ∴∠CAD=30°, ∴∠BCA=30°, ∴∠MCA=∠MCB+∠BCA=60°, ∴在Rt△AMC中,∠AMC=90°,∠MAC=30°, ∴MC= AC=1000,∠CMN=30°,∴NC= MC=500, ∵AC=2000米, ∴AN=AC−NC=2000−500=1500(米). 故答案是:1500米. 【点评】本题主要考查了方向角的含义,含30°角的直角三角形的性质,正确作出高线,证明△AMC是直 角三角形是解题的关键. 13.如图1,正 的面积为1,把它的各边延长一倍得到新正 ,再把正 的各边延长 一倍得到正 (如图2),如此进行下去,......,则(1)正 的面积为______;(2)正 的面积为______(用含有 的式子表示, 为正整数). 【答案】7 【分析】先根据已知条件求出 及 的面积,再根据两三角形的倍数关系求解即可. 【详解】△ABC与△A AB 底相等(AC=AA ),高为1:2(AB =2AB), 1 1 1 1 ∴面积比为1:2, ∵△ABC面积为1,∴ . 同理可得, 的面积= 的面积=2∴ 的面积= 的面积+ 的面积+ 的面积+ 的面积=2+2+2+1=7; 同理可证 的面积=7 的面积=49, ∴如此下去,则正 A B C 的面积=7n. n n n 故答案为:7,7n. 【点评】本题考查的是等边三角形的性质及三角形的面积,根据题意得出找出规律是解答此题的关键. 14.如图,等边△ABC中,AB=2,点D为BC的中点,点E在边AB上,点F在AC的延长线上,且DE= DF,∠EDF=120°,过点D作DG⊥AC于点G,若DG=GF,则BE+CF=_____________. 【答案】 【分析】作DM⊥AB于M,根据等边三角形的性质和三角形内角和求得∠GDC=30°,再根据含30°的直角 三角形的性质和等腰直角三角形的判定和性质解答即可. 【详解】作DM⊥AB于M, ∵△ABC是等边三角形, ∴∠B=∠ACB=60°,AB=BC=2, ∵D是BC的中点, ∴BD=DC=1,∵DG⊥AF, ∴∠GDC=30°, ∴GC= DC= ,DG= GC= , ∵DG=GF, ∴GF= , ∴CF= , ∵DG=GF, ∴GDF=45°, ∵∠EDF=120°, ∴∠EDG=75°, ∴∠EDC=105°, ∴∠BDE=75°, ∴∠BED=45°, ∵DM⊥AB, ∴∠MED=∠MDE=45°, ∴ME=MD, ∵∠B=60°, ∴BM= BD= ,MD= , ∴ME= , ∴BE= , ∴BE+CF= ,故答案为: . 【点评】本题考查等边三角形的性质,解题的关键是根据等边三角形的性质和含30°的直角三角形的性质 进行解答. 三、解答题 15.如图, , , .求证: . 【答案】证明见解析 【分析】先证△ADE≌△ABC(AAS),得AE=AC,再证△ACE是等边三角形,即可得出结论. 【详解】证明:∵ , ∴ , 即 , 在 和 中, , ∴ , ∴ , ∵ , ∴ 是等边三角形, ∴ . 【点评】本题考查了全等三角形的判定与性质、等边三角形的判定与性质等知识;熟练掌握等边三角形的 判定与性质,证明三角形全等是解题的关键. 16.如图a,已知点 ,点C为x轴上一动点,连接 , 和 都是等边三角形.(1)求证: ; (2)如图b,当点D恰好落在 上时. ①求 的长及点E的坐标; ②在x轴上是否存在点P,使 为等腰三角形?若存在,写出点P的坐标;若不存在,说明理由; ③如图c,点M是线段 上的动点(点B,C除外),过点M作 于点G, 于点H, 当点M运动时, 的值是否发生变化?简要说明理由. 【答案】(1)见解析;(2)① , ;②存在, ,或 ;③不会 变化,见解析 【分析】(1)根据等边三角形的性质得到 , , ,求得 ,证明 ,根据全等三角形的性质即可得到结论; (2)①由点 ,得到 ,根据全等三角形的性质得到 ,根据等边三角 形的性质得到 ,求得 ,过E作 轴于F,角三角形即可得到结论;②存在, 如图d,当 时,当 ,根据等腰三角形的性质即可得到结论;③不会变化,如图 c,连接 ,根据三角形的面积公式即可得到结论.【详解】(1)证明:∵ 和 都是等边三角形, ∴ , , , ∴ , 在 与 中, ∴ , ∴ ; (2)解:①∵点 , ∴ , 由(1)知 , ∴ , ∴ , ∵ 是等边三角形, ∴ , ∴ , ∴ , , ∴ , 过E作 轴于F,∵ , ∴ , ∵ , ∴ , , ∴ ; ②存在,如图d,当 时, ∵ , ∴ , , ∴ , ; 当 , ∵ , ∴ 是等边三角形, ∴ , 重合, ∴当 为等腰三角形时, ,或 ; ③不会变化,如图c,连接 ,∵ , ∵ , ∴ , ∴ 的值不会发生变化. 【点评】本题是三角形综合题型,考查了全等三角形的判定和性质,等边三角形的判定和性质,等腰三角 形的判定,三角形面积的计算,熟练掌握等边三角形的性质是解题的关键. 17.已知:如图,在四边形ABCD中,AD BC,∠A=90°,BD=BC,CE⊥BD于点E. (1)求证:AD=EB; (2)若∠DCE=15°,AB=2,请直接写出DE的长. 【答案】(1)见详解;(2)4-2 【分析】(1)此题根据直角梯形的性质和CE⊥BD可以得到全等条件,证明△ABD≌△ECB,然后利用全等 三角形的性质证明题目的结论. (2)根已知条件得到:∠CBE=∠ADB=30°,利用含30°角的直角三角形的性质求得BD和AD的长度,再 结合△ABD≌△ECB,即可求解. 【详解】(1)证明:∵∠A=90°,CE⊥BD于E, ∴∠A=∠CEB=90°. ∵AD∥BC, ∴∠EBC=∠ADB.又∵BD=BC, ∴△ABD≌△ECB(AAS), ∴BE=AD; (2)解:∵∠DCE=15°,CE⊥BD于E, ∴∠BDC=∠BCD=75°, ∴∠BCE=60°,∠CBE=∠ADB=30°, 在Rt△ABD中,∠ADB=30°,AB=2. ∴BD=4,AD=2 , ∵△ABD≌△ECB, ∴BE=DA=2 , ∴DE=BD- BE=4-2 . 【点评】本题考查了全等三角形的判定及性质,含30°角的直角三角形的性质,此题把全等三角形放在梯 形的背景之下,利用全等三角形的性质与判定解决问题,是关键. 18.将两个完全相同的含 角直角三角板 如图所示放置, (1)求证: ; (2)连接 ,求 的度数. 【答案】(1)见解析;(2)30° 【分析】(1)欲证△ADF≌△CDE,已知有∠E=∠F=30°,∠EDC=∠FDA,因此还差一条边对应相等;由已 知有BE=BF,根据直角三角形中30°角的性质,可得BC= BF,AB= BE,则必有EC=FA,从而可证得结论 成立;(2)由(1)可得CD=AD,又DC⊥BE,DA⊥BF,由角平分线的判定定理即可得BD平分∠ABC,从而可求 得∠ABD的度数. 【详解】(1)∵三角板ABE、三角板CBF是两块一样的直角三角板 ∴BE=BF,∠E=∠F=30°,∠EAB=∠FCB=90° ∴ BC= BF,AB= BE ∴BC=AB ∴BE−BC=BF−AB ∴EC=FA 在△ADF和△CDE中 ∴ △ADF≌△CDE(AAS) (2)∵△ADF≌△CDE ∴AD=CD ∵∠EAB=∠FCB=90° ∴BD平分∠ABC ∴∠ABD= ∠ABC ∵∠ABC=90°−∠E=60° ∴∠ABD=30° 【点评】本题考查了三角形全等的判定和性质,角平分线的判定定理、直角三角形30°的性质;关键是根 据直角三角形30°角的性质得出BC= AB . 19.如图,在 中, 为 的中点, , ,垂足分别为 , ,且 , ,求证: 是等边三角形.【答案】证明见解析 【分析】用HL证△BED≌△CFD,得出∠B=∠C,再证∠B=60°即可. 【详解】证明:∵ , , ∴∠BED=∠CFD=90°, 在Rt△BED和Rt△CFD中, , ∴Rt△BED≌Rt△CFD, ∴∠B=∠C, ∴AB=AC, ∵ , ∴∠B=60°, 是等边三角形. 【点评】本题考查了等边三角形的判定和全等三角形的判定与性质,解题关键是熟练运用直角三角形的全 等判定定理证明等腰,再依据等边三角形的判定进行证明. 20.如图,等边△ABC的边长为 .点P从点C出发,沿C→B→A→C的方向运动,速度为 ;同 时点Q从点B出发,沿B→A→C的方向运动,速度为 ,两个点有一个点到达终点时,另一个点随之 停止运动.设运动时间为 ,解答下列问题: (1)当 时,BP= (用含 的式子表示); (2)当 = 时,PQ//BC,此时,△APQ是 三角形; (3)当 时,求 的值.【答案】(1) ;(2) ,等边;(3)当 时, 或 . 【分析】(1)根据“路程=速度×时间”可判断当 时,点P在边AB上,即可求解; (2)由平行线的性质可求∠APQ=∠B=60°,∠AQP=∠C=60°,可证△APQ是等边三角形,可得AP= AQ,即可求解; (3)分两种情况讨论,由BP=2cm,列出方程可求解. 【详解】(1)解:由题意得当 时,点P在边AB上, ∴BP= (cm), 故答案为: ; (2)如图,∵PQ∥BC, ∴∠APQ=∠B=60°,∠AQP=∠C=60°, ∴△APQ是等边三角形, ∴AP=AQ, ∴20﹣4x=3x﹣10, ∴ , ∴当 时,PQ∥BC,此时△APQ是等边三角形;故答案为: ,等边; (3)当点P在BC上时, ∴10﹣4x=2, ∴x=2, 当点P在AB上时, ∴4x﹣10=2, ∴x=3, ∴当BP=2cm时,x=2或3. 【点评】本题为等边三角形综合题,考查了等边三角形的判定和性质,一元一次方程的应用,利用分类讨 论思想解决问题是解决问题的关键. 21.如图.已知点 和点 在线段 上,且 ,点 和点 在 的同侧, , , 和 相交于点 . (1)求证: ; (2)当 时,猜想 的形状,并说明理由. 【答案】(1)见解析;(2) 是等边三角形,见解析 【分析】(1)由“SAS”可证△ABC≌△EDF; (2)由全等三角形的性质可得∠HDB=∠HBD,由外角性质可得∠HDB=∠HBD=60°,可证△HDB是等边 三角形.【详解】(1)证明: , , . 又 , , , ; (2) 是等边三角形; 理由:∵ , ∴ , , . , , 是等边三角形. 【点评】本题考查了全等三角形的判定和性质,等边三角形的判定,证明△ABC≌△EDF是本题的关键. 22.如图, 是等边三角形,D是 上一点,延长 到E,使 ,连接 , . (1)如图,若D是 的中点,直接写出 与 的数量关系是______. (2)若D是AC上任意一点,判断 与 的数量关系,并画图证明. 【答案】(1)BD=DE;(2)结论为: = ,证明见详解. 【分析】(1)由 是等边三角形,可得∠ABC=∠ACB=60°,由D是 的中点,可得BD平分 ∠ABC,AD=DC,∠DBC= ,由AD=CE,可得CD=CE,可求∠E=∠CDE= ,可 得∠DBC=∠E=30°即可;(2)结论为: = ,过D作DF∥BC交AB于F,可证△AFD为等边三角形,可证△BFD≌△DCE (SAS)即可; 【详解】(1)∵ 是等边三角形, ∴∠ABC=∠ACB=60°, ∵D是 的中点, ∴BD平分∠ABC,AD=DC, ∴∠DBC= , ∵AD=CE, ∴CD=CE, ∴∠E=∠CDE= , ∴∠DBC=∠E=30°, ∴BD=DE, 故答案为:BD=DE; (2)结论为: = 过D作DF∥BC交AB于F, ∴∠AFD=∠ABC=60°,∠ADF=∠ACB=60°, ∴△AFD为等边三角形, ∴FD=AD=CE=AF, ∴BF=AB-AF=AC-AD=CD, ∴∠BFD=180°-60°=∠DCE, 在△BFD和△DCE中, , ∴△BFD≌△DCE(SAS), ∴BD=DE.【点评】本题考查等边三角形的判定和性质,三角形全等判定与性质,准确作出辅助线是解题关键.