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第二十一章 四边形(高效培优单元自测·提升卷)
(考试时间:120分钟 试卷满分:120分)
一、选择题(本题共12小题,每小题3分,共36分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目
要求的。)
1.如图,在△ABC中,∠A=60°,沿虚线剪去∠A,则∠1+∠2等于( )
A.240° B.230° C.220° D.210°
【答案】A
【解答】解:∵∠1+∠2+∠B+∠C=360°,而∠B+∠C=180°﹣∠A,
∴∠1+∠2=360°﹣(180°﹣∠A)=180°+∠A,
∵∠A=60°,
∴∠1+∠2=180°+60°=240°,
故选:A.
2.如图,在 ABCD中,过点A分别作BC,CD的垂线段,垂足为E,F,若 BC=4,AE=4,CE=1,
则线段AF▱的长为( )
A.3 B.3.2 C.3.6 D.4
【答案】B
【解答】解:∵BC=4,CE=1,
∴BE=4﹣1=3.
∵AE⊥BE,AE=4,
∴AB=❑√32+42=5.
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD=5.∵CD•AF=BC•AE,
∴5AF=4×4,
∴AF=3.2.
故选:B.
3.某公园有一个正多边形花池,小明绕花池沿着边沿行走一周,每次经过顶点都需要转弯调整方向,若
每次转弯角度是60°,则这个正多边形花池的内角和为( )
A.180° B.360° C.540° D.720°
【答案】D
【解答】解:设这个正多边形的边数为n,
∵正多边形的每一个外角为60°,
∴6n=360,
∴n=6.
∴这个正多边形花池的内角和为180°×(6﹣2)=720°.
故选:D.
4.如图, ABCD的对角线相交于点O,下列条件不能判定 ABCD是正方形的是( )
▱ ▱
A.AC=BD,AC⊥BD B.AB=BC,AC⊥BD
C.AD=DC,AB⊥BC D.OA=OD,AC⊥BD
【答案】B
【解答】解:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴OA=OC,OB=OD,
A、添加AC=BD,AC⊥BD,能判定 ABCD是正方形,故不符合题意;
B、添加AB=BC,AC⊥BD,能判定▱ABCD是菱形,但不能判定 ABCD是正方形,故符合题意;
C、添加AD=DC,AB⊥BC,能判定▱ABCD是正方形,故不符合▱题意;
D、添加OA=OD,AC⊥BD,能判定▱ABCD是正方形,故不符合题意;
故选:B. ▱
5.如图,一架梯子AB斜靠在竖直墙上,点M为梯子AB的中点,当梯子底端向左水平滑动到CD位置时,
滑动过程中OM的变化规律是( )A.变小 B.不变
C.变大 D.先变小再变大
【答案】B
【解答】解:∵∠AOB=90°,M为AB的中点,
1
∴OM= AB.
2
1
同理OM= CD.
2
∵AB=CD.
∴OM的长度不变.
故选:B.
6.如图,在△ABC中,点D在BC上,AB=AD=13,BD=10,CD=11,E,F分别是AC,BD的中点,
则EF的长为( )
A.12 B.10 C.13 D.11.5
【答案】B
【解答】解:连接AF,
∵AB=AD=13,F是BD中点,BD=10,∴∠AFD=90°,BF=FD=5,
∴AF=❑√AD2−FD2=❑√132−52=12,
∵FC=FD+CD,CD=11,
∴FC=5+11=16,
∴AC=❑√AF2+FC2=❑√122+162=20,
∵E是AC中点,
1
∴在RtAFC中,EF= AC=10.
2
故选:B.
7.如图,在平行四边形ABCD中,AD>AB,以点A为圆心,AB为半径画弧与AD交于点F,然后以大于
1
BF为半径,分别以B、F为圆心画弧交于点G,连接AG并延长交BC于点E,若BF=6,AB=4,则
2
AE的长为( )
A.❑√7 B.2❑√7 C.5 D.10
【答案】B
【解答】解:如图所示:连接EF,AE交于BF于点O,
由题中作图可知:AB=AF,AE平分∠BAD,
∴∠FAE=∠BAE,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,
∴∠FAE=∠AEB,∴∠AEB=∠BAE,
∴AB=BE,
..AF=BE,
∴AF∥BE,
∴四边形ABEF是平行四边形,
∵AB=AF,
∴四边形ABEF是菱形,
1 1
∴AE⊥BF,AO=OE= AE,BO=OF= BF=3,
2 2
在Rt△AOB中,
∵AO2=AB2﹣OB2,
∴AO=❑√AB2−OB2=❑√7,
∴AE=2OA=2❑√7,
故选:B.
8.如图,在菱形ABCD中,点E是边AB上一点,DE=AD,连接EC.若∠ADE=40°,则∠BCE的度数
为( )
A.10° B.12° C.15° D.20°
【答案】C
【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AD=CD,∠A=∠DCB,CD∥AB,
∵DE=AD,
∴DE=AD=CD,
又∵∠ADE=40°,
∴∠DAE=∠DEA=70°,
∵CD∥AB,
∴∠CDE=∠DEA=70°,
∵DC=DE,∴∠DCE=55°,
∵∠DCB=∠A=70°,
∴∠BCE=15°,
故选:C.
9.如图,在四边形ABCD中,对角线AC⊥BD,且AC=6,BD=8,点E,F,分别是边AB,CD的中点,
则EF的长度是( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】B
【解答】解:取AD的中点H,连接EH、FH,
∵点E,H分别是边AB,AD的中点,
∴EH是△ABD的中位线,
1
∴EH= BD=4,EH∥BD,
2
1
同理可得:FH= AC=3,FH∥AC,
2
∵AC⊥BD,
∴EH⊥FH,
由勾股定理得:EF=❑√EH2+FH2=❑√32+42=5,
故选:B.
10.在平面直角坐标系中,已知A(2,4),B(1,1),C(3,3).若第一象限内的点M与A,B,C
构成平行四边形,则M的坐标为( )
A.M(3,5) B.M(4,6) C.M(4,7) D.M(5,7)
【答案】B
【解答】解:∵第一象限内的点M与A,B,C构成平行四边形,∴AB∥CM,
∵A(2,4),B(1,1),C(3,3),
∴M的坐标为(4,6),
故选:B.
11.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=4,BC=3,分别以AC,AB为边向外作正方形ACDE,正方
形ABMN,连结NE,则NE的长为( )
A.10 B.9 C.❑√73 D.❑√41
【答案】C
【解答】解:过点E作EP∥AM,交CA的延长线于点P,设AQ交NE于点Q,如图所示:
∴∠P=∠PAN,∠PEQ=∠ANQ,
在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=4,BC=3,
由勾股定理得:AB=AC2+BC2=42+32=5,
∵四边形ACDE和四边形ABMN都是正方形,
∴AN=AB=5,AE=AC=4,∠NAB=∠EAC=90°,
∴∠EAQ=180°﹣∠EAC=90°,
∴∠EAQ=∠ACB=90°,△EAP和△EQA都是直角三角形,
在Rt△EAP中,∠PEA+∠P=90°,
∵∠P=∠PAN,
∴∠PEA+∠PAN=90°,
又∵∠PAN+∠BAC=180°﹣∠NAB=90°,
∠PEA=∠BAC,
在△EPA和△ABC中,{∠EAQ=∠ACB=90°
)
∠PEA=∠BAC ,
AE=AC
∴△EPA≌△ABC(AAS),
∴PE=AB=5,PA=BC=3,
∴PE=AN=5,
在△PEQ和△ANQ中,
{
∠P=∠PAN
)
∠PEQ=∠ANQ ,
PE=AN
∴△PEQ≌△ANQ(AAS),
1 3
∴PQ=AQ= PA= ,EQ=NQ,
2 2
∴NE=EQ+NQ=2EQ,
√ 3 ❑√73
在Rt△EQA中,由勾股定理得:EQ=❑√AE2+AQ2=❑42+( ) 2= ,
2 2
∴NE=2EQ=❑√73.
故选:C.
12.如图,在菱形ABCD中,∠ABC=60°,对角线AC,BD相交于点O,P是对角线BD上的一动点,且
PM⊥AB于点M,PN⊥AD于点N.有以下结论:①△ABC为等边三角形;②OB=❑√3OA;③∠MPN
1
=60°; ④PM+PN= BD.其中正确的有( )个.
2
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】D
【解答】解:在菱形ABCD中,AB=BC,
∵∠ABC=60°,
∴△ABC为等边三角形,故①正确;
∵四边形ABCD是菱形,∴AC⊥BD,∠ABO=∠CBO=30°,
∴OB=❑√3OA,故②正确;
∵PM⊥AB,PN⊥AD,
∴∠AMP=∠ANP=90°,
∵AD∥BC,∠ABC=60°,
∴∠BAD=120°,
∴∠MPN=60°,故③正确;
如图,延长NP交BC于点G,
∵AD∥BC,PN⊥AD,
∴PG⊥BC,
∵PM⊥AB,BP平分∠ABC,
∴PM=PG,
∴PM+PN=PG+PN=NG,
∵∠PBG=∠PDN=30°,
∴PB=2PG,PD=2PN,
1 1 1 1
∴PM+PN=PG+PN= PB+ PD= (PB+PD)= BD,
2 2 2 2
1
∴PM+PN= BD,故④正确,
2
综上所述:正确的有4个.
故选:D.
二、填空题(本题共6小题,每小题2分,共12分.)
13.菱形的两条对角线长分别为6,8,则这个菱形的面积为 2 4 .
【答案】24.
【解答】解:∵菱形的两条对角线长分别为6和8,
1
∴菱形的面积为 ×6×8=24.
2故答案为:24.
14.在 ABCD中,若∠B+∠D=3(∠A+∠C),则∠A= 4 5 °.
【答▱案】45.
【解答】解:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴∠A=∠C,∠B=∠D,∠A+∠B=180°,
∵∠B+∠D=3(∠A+∠C),
∴∠B+∠D+∠A+∠C=4(∠A+∠C)=360°,
∴∠A+∠C=90°,
∴∠A=45°,
故答案为:45.
15.一个多边形的每个内角都相等,且内角和是外角和的5倍,则这个多边形的每个内角为 150 ° .
【答案】150°.
【解答】解:设多边形的一个内角的度数是x°,根据题意得每一个内角的度数是每一个外角度数的5倍,
则x°=5(180°﹣x°),
∴x°=150°,
故答案为:150°.
16.如图,将长为 5cm,宽为 3cm 的长方形 ABCD 先向右平移 2cm,再向下平移 1cm,得到长方形
A′B′C′D′,则阴影部分的面积为 2 2 cm2.
【答案】22.
【解答】解:由平移的性质可知,空白部分是长方形,
长为5﹣2=3(cm),宽为4﹣1=3(cm),
阴影部分的面积为5×4﹣3×3+5×4﹣3×3=22(cm2).
故答案为:22.
17.如图,矩形ABCD的对角线相交于点O,AB=4,AD=5,点E为BC一点,连接DE,F为DE的中点,
若OF=1,则CF的长为 2. 5 .【答案】2.5.
【解答】解:∵四边形ABCD是矩形,
∴BCD=90°,OD=OB,AD=BC=5,DC=AB=4,
∵F为DE的中点,
∴OF是△DBE的中位线,
∴BE=2OF=2,
∵CD=4,BC=5,
∴CE=BC﹣BE=5﹣2=3,
∴DE=❑√CD2+CE2=❑√42+32=5,
∵F为DE的中点,
1
∴CF= DE=2.5,
2
故答案为:2.5.
18.如图,已知长方形ABCD的边长AB=20cm,BC=16cm,点E在边AB上,AE=6cm,如果点P在线
段BC上从点B向点C运动,同时,点Q在线段DC上从点D向点C运动,已知点P的运动速度是
2cm/s.则点Q运动速度为 1 或 4 cm/s时,△BPE与△CQP全等.
【答案】1或4.
【解答】解:分两种情况:
①当EB=PC,BP=QC时,△BPE≌△CQP,
∵AB=20cm,AE=6cm,
∴EB=14cm,∴PC=14cm,
∵BC=16cm,
∴BP=2cm,
∵点P从点B出发在线段BC上以2cm/s的速度向点C运动,
∴t=2÷2=1(s);
②当BP=CP,BE=QC时,△BEP≌△CQP,
由题意得:2t=16﹣2t,
解得:t=4(s),
故答案为:1或4.
三、解答题(本题共8小题,共72分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)
19.(8分)正多边形的每条边都相等,每个角都相等.已知正x边形的内角和为1080°,边长为2.
(1)求正x边形的周长;
(2)若正n边形的每个外角的度数比正x边形每个内角的度数小63°,求n的值.
【答案】(1)16;
(2)5.
【解答】解:(1)由多边形内角和的计算方法可得,
180°×(x﹣2)=1080°,
解得x=8,
即这个正多边形为正八边形,
所以正八边形的周长为8×2=16;
(2)由于正八边形每个内角的度数为1080°÷8=135°,
正n边形的每个外角的度数为135°﹣63°=72°,
360°÷72°=5,
∴n的值为5.
20.(8分)如图,在△ABC中,AB=BC,CD⊥AB,交边AB于点D,点E是边BC的中点,连接DE.
(1)若∠ACD=15°,求∠DEC的度数;
(2)猜想∠ACD与∠DEC的数量关系,并说明理由.
【答案】(1)60°;(2)∠DEC=4∠ACD,理由如下见解答.
【解答】解:(1)∵CD⊥AB,
∴∠ADC=90°,
∴∠A=90°﹣∠ACD=90°﹣15°=75°,
∵AB=BC,
∴∠BCA=∠A=75°,
∴∠B=180°﹣∠A﹣∠BCA=30°,
∵∠BDC=90°,E是BC的中点,
1
∴DE= BC,
2
∴DE=BE,
∴∠B=∠BDE=30°,
∴∠DEC=∠B+∠BDE=60°;
(2)∠DEC=4∠ACD,理由如下:
由(1)知∠A=∠BCA,
∵∠B+∠A+∠BCA=180°,
∴∠B+2∠A=180°,
∵∠A+∠ACD=90°,
∴∠B=2∠ACD,
由(1)知∠DEC=2∠B,
∴∠DEC=4∠ACD.
21.(8分)如图,在矩形ABCD中,点E在边AD上,EC平分∠BED.
(1)△BEC是否为等腰三角形?证明你的结论;
(2)若AB=1,∠ABE=45°,求BC的长.
【答案】(1)△BEC是等腰三角形,证明如下见解答;
(2)❑√2.
【解答】解:(1)△BEC是等腰三角形,证明如下:∵四边形ABCD是矩形,
∴AD∥BC,
∴∠BCE=∠DEC,
∵EC平分∠BED,
∴∠BEC=∠DEC,
∴∠BCE=∠BEC,
∴BC=BE,
∴△BEC是等腰三角形;
(2)∵四边形ABCD是矩形,
∴∠A=90°,
∴△ABE是直角三角形,
又∵∠ABE=45°,
∴△ABE是等腰直角三角形,
∴AE=AB=1,
在Rt△ABE中,由勾股定理得:BE=❑√AB2+AE2=❑√12+12=❑√2,
由(1)的结论得:BC=BE=❑√2.
22.(8分)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,D为AB边上一点,连接CD,E为CD中点,过点C作
CF∥BD,交BE的延长线于点F,连接DF交AC于点G.
(1)判断四边形DBCF的形状,并说明理由;
(2)若∠A=30°,AC=4❑√3,CF=6.求AD的长.
【答案】(1)四边形DBCF是平行四边形,理由如下见解答;
(2)2.
【解答】解:(1)四边形DBCF是平行四边形,理由如下:
∵FC∥AB,
∴∠CFE=∠DBE,∠FCE=∠BDE,
∵E是CD的中点,
∴CE=DE,∴△FCE≌△BDE(AAS),
∴FC=BD,
∵FC∥DB,
∴四边形DBCF是平行四边形;
(2)∵∠ACB=90°,∠A=30°,
1
∴CB= AB,
2
∵AB2﹣BC2=AC2,
1
∴AB2− AB2=(4❑√3) 2 ,
4
∴AB=8(舍去负值),
由(1)知BD=CF=6,
∴AD=AB﹣BD=2.
23.(10分)如图,点D、E是Rt△ABC两直角边AB、AC上的一点,连接BE,已知点F、G、H分别是
DE、BE、BC的中点.
(1)若BD=CE,那么FG与GH有什么数量和位置关系?请说明理由;
(2)连CD,取CD中点M,连接GM,若BD=8,CE=6,求GM的长.
【答案】(1)FG=GH且FG⊥GH,理由如下见解答.
(2)5.
【解答】解:(1)FG=GH且FG⊥GH.理由如下:
∵F、G、H分别是DE、BE、BC的中点,
1 1
∴FG= BD,GH= EC,FG∥DB,GH∥EC,
2 2∵DB=EC,
∴FG=GH.
∵GH∥EC,FG∥DB,
∴∠DBE=∠FGE,∠EGH=∠AEG,
∵∠A=90°,
∴∠ABE+∠AEB=90°,
∴∠FGH=∠FGE+∠EGH=∠ABE+∠AEB=90°,
∴FG=GH且FG⊥GH.
(2)如图所示:连接FM、HM,
∵M、H分别是BC和DC的中点,
1
∴MH∥BD,MH= BD,
2
1
由(1)可知:GF∥BD,GF= BD,
2
∴GF∥HM,
∵FG⊥GH,
∴∠GHM=180°﹣90°=90°,
∵G、H、M分别是BE、BC、DC的中点,
1 1
∴GH= EC=3,HM= BD=4,
2 2
∴GM=❑√GH2+H M2=❑√32+42=5.
24.(10分)如图,四边形ABCD的对角线AC、BD交于点O,延长CD至点E,使得CE=2BC,连接BE
1
交AD边于点F,点D、F分别是CE、BE的中点,DF= AD.
2
(1)求证:四边形ABCD是菱形;
(2)若AC=6,OB+BC=9,求四边形ABCD的面积.【答案】(1)见解答;
(2)24.
1
【解答】(1)证明:∵点D、F分别是CE、BE的中点,DF= AD,
2
∴BF=EF,AF=FD,CD=DE,
又∵∠AFB=∠DFE,
在△AFB和△DFE中,
{
AF=DF
)
∠AFB=∠DFE ,
BF=EF
∴△AFB≌△DFE(SAS),
∴∠ABF=∠DEF,AB=DE=CD,
∴AB∥DE,即AB∥CD,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∵CE=2BC,CE=2CD,
∴BC=CD,
∴四边形ABCD是菱形;
(2)解:∵四边形ABCD是菱形,AC=6,
1
∴AO=OC= AC=3,AC⊥BD,
2
∵OB+BC=9,
∴设OB=x,则BC=9﹣x,
在直角三角形BOC中,由勾股定理得:OB2+OC2=BC2,
∴x2+33=(9﹣x)2,
解得:x=4,
∴OB=4,
∵四边形ABCD是菱形,1 1
∴S =4S =4× ×OB×OC=4× ×4×3=24.
四 边 形ABCD△BOC 2 2
25.(10分)如图1,正方形ABCD中,点E、F分别在边BC、CD上,连接AE、AF、EF,∠EAF=
45°.
(1)求证:EA平分∠BEF;
(2)如图2,在△PQR中,∠QPR=45°,高PH=12,QH=4,则HR的长度为多少?
【答案】(1)见解答;
(2)6.
【解答】(1)解:延长CB到T,使得BT=DF,连接AT,
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠D=∠ABE=∠ABT=90°,AD=AB,
{
DF=BT
)
∵ ∠ABT=∠ADF ,
AB=AD
∴△ADF≌△ABT(SAS),
∴AF=AT(全等三角形对应边相等),∠DAF=∠BAT(全等三角形对应角相等),
∴∠FAT=∠DAB=90°,
∵∠EAF=45°,
∴∠EAF=∠EAT=45°,
{
AF=AT
)
∵ ∠TAE=∠FAE ,
AE=AE
∴△EAF≌△EAT(SAS),∴EF=ET(全等三角形对应边相等),∠AEF=∠AET(全等三角形对应角相等),
∴AE平分∠BEF;
(2)解:把△PQH沿PQ翻折得△PQD,把△PRH沿PR翻折得△PRM,延长DQ,MR,二线交于点
G,
根据题意,得∠D=∠PHQ=90°,∠M=∠PHR=90°,∠QPD=∠QPH,∠RPM=∠RPH,
∴∠QPD+∠QPH+∠RPM+∠RPH=2(∠QPH+∠RPH)=2∠QPR,
又∠QPR=45°,
∴∠DPM=90°,
故四边形PDGM是矩形,
∴PD=PH=PM,QD=QH,RH=RM(矩形的性质),
故四边形PDGM是正方形,QR=QD+RM,
∴PD=PH=PM=DG(正方形的性质),
∵PH=12,QH=4,
∴PD=PH=PM=DG=12,DQ=QH=4,
∴QG=DG﹣DQ=12﹣4=8,
设RH=RM=x,则QR=QH+RH=x+4,GR=MG﹣RH=12﹣x,
根据勾股定理,得(x+4)2=(12﹣x)2+82,
整理得,32x=192,
解得x=6,
故HR的长度为6.
1 1
26.(10分)在四边形ABCD中,O在其内部,满足∠ABO= ∠ABC,∠DCO= ∠DCB.
n n
(1)如图1,当n=2时,如果∠A+∠D=260°,直接写出∠O的度数 130 ° ;
(2)当n=3时,M、N分别在AB、DC的延长线上,BC下方一点P,满足∠CBP=2∠PBM,∠BCP
=2∠PCN,①如图2,判断∠O与∠P之间的数量关系,并证明你的结论;
②如图3,延长线段BO、PC交于点Q,△BQP中,存在一个内角等于另一个内角的 2倍,直接写出
∠A+∠D的度数为 210 ° 或 240 ° .
【答案】(1)130°;(2)①∠O+∠P=120°,证明见解析;②210°或240°.
1 1
【解答】解:(1)∵∠ABO= ∠ABC,∠DCO= ∠DCB,
n n
1 1
∴当n=2时,∠ABO= ∠ABC,∠DCO= ∠DCB,
2 2
∴∠ABC=2∠CBO,∠DCB=2∠OCB,
∵∠A+∠D=260°,∠A+∠D+∠ABC+∠DCB=360°,
∴∠ABC+∠DCB=100°,
∴∠CBO+∠OCB=50°,
∴∠O=180°﹣(∠CBO+∠OCB)=130°;
故答案为:130°;
(2)①∠O+∠P=120°.
1 1
证明:∵∠ABO= ∠ABC,∠DCO= ∠DCB,
n n
2 2
∴当n=3时,∠OBC= ∠ABC,∠OCB= ∠DCB,
3 3
∵∠CBP=2∠PBM,∠BCP=2∠PCN,
2 2
∴∠CBP= ∠CBM,∠BCP= ∠BCN,
3 3
2 2
∴∠PBO=∠PBC+∠OBC= (∠CBM+∠ABC)= ×180°=120°,
3 3同理∠PCO=120°,
∵∠O+∠P+∠PBO+∠PCO=360°,
∴∠O+∠P=360°﹣120°﹣120°=120°.
②由①得:∠PBQ=120°,∠PCO=120°,
如果△BQP中,存在一个内角等于另一个内角的2倍,那么分二种情况:
(a)∠P=2∠Q,
∵∠PBQ=120°,
∴∠Q=20°,则∠P=40°,
∴∠PBC+∠BCP=180°﹣40°=140°,
∴∠CBO+∠OCB=2×120°﹣140°=100°,
2 2
∵∠OBC= ∠ABC,∠OCB= ∠DCB,
3 3
∴∠ABC+∠DCB=150°,
∴∠A+∠D=360°﹣150°=210°;
(b)∠Q=2∠P,
∵∠PBQ=120°,
∴∠P=20°,则∠Q=40°,
∴∠PBC+∠BCP=180°﹣20°=160°,
∴∠CBO+∠OCB=2×120°﹣160°=80°,
2 2
∵∠OBC= ∠ABC,∠OCB= ∠DCB,
3 3
∴∠ABC+∠DCB=120°,
∴∠A+∠D=360°﹣120°=240°.
综上所述,∠A+∠D的度数为:210°或240°.
故答案为:210°或240°.