13. 在探究证明“三角形的内角和是$180°$”时,综合实践小组的同学作了如下四种辅助线,其中不能证明“三角形内角和是$180°$”的是 (

A.如图1,过点$C$作$EF// AB$
B.如图2,过点$B$作$BG// AC$
C.如图3,过点$C$作$CD$平分$∠ ACB$,交$AB$于点$D$
D.如图4,过$AB$边上的点$P$作$PM// CB$,$PN// AC$
C
)A.如图1,过点$C$作$EF// AB$
B.如图2,过点$B$作$BG// AC$
C.如图3,过点$C$作$CD$平分$∠ ACB$,交$AB$于点$D$
D.如图4,过$AB$边上的点$P$作$PM// CB$,$PN// AC$
答案
13.C
解析
【分析】
证明三角形内角和为180°的核心思路是借助平行线的性质,把三角形的三个内角转化为一个平角,或转化为一组互补的同旁内角,利用平角为180°、同旁内角互补的性质推导结论。我们只需逐一分析每个选项的辅助线能否实现上述角的转化,即可判断是否能证明三角形内角和是180°。
【解析】
我们逐个分析选项:
A. 如图1,过C作$EF// AB$,根据“两直线平行,内错角相等”,可得$∠ A=∠ ECA$,$∠ B=∠ FCB$。因为$∠ ECA+∠ ACB+∠ FCB$是平角,和为$180°$,因此$∠ A+∠ B+∠ ACB=180°$,可以证明,不符合题意。
B. 如图2,过B作$BG// AC$,根据“两直线平行,内错角相等”得$∠ C=∠ CBG$,根据“两直线平行,同旁内角互补”得$∠ A+∠ ABG=180°$。而$∠ ABG=∠ ABC+∠ CBG$,代入得$∠ A+∠ ABC+∠ C=180°$,可以证明,不符合题意。
C. 如图3,CD平分$∠ ACB$,仅能得到$∠ ACD=∠ BCD$,没有平行线构造角的转化,无法将三个内角凑成和为$180°$的角,不能证明三角形内角和是$180°$,符合题意。
D. 如图4,过P作$PM// CB$、$PN// AC$,根据“两直线平行,同位角相等”,得$∠ MPA=∠ B$,$∠ NPB=∠ A$;再由$PN// AC$得$∠ MPN=∠ PMA$,由$PM// CB$得$∠ PMA=∠ C$,因此$∠ MPN=∠ C$。因为$∠ MPA+∠ MPN+∠ NPB$是平角,和为$180°$,因此$∠ A+∠ B+∠ C=180°$,可以证明,不符合题意。
【答案】
C
【知识点】
平行线的性质,平角的定义,三角形内角和定理
【点评】
本题围绕三角形内角和定理的证明设计,关键是理解“利用平行线进行角的转移,将三个内角凑成和为$180°$的角”的核心思路,能帮助学生加深对定理推导过程的理解。
【难度系数】
0.8
证明三角形内角和为180°的核心思路是借助平行线的性质,把三角形的三个内角转化为一个平角,或转化为一组互补的同旁内角,利用平角为180°、同旁内角互补的性质推导结论。我们只需逐一分析每个选项的辅助线能否实现上述角的转化,即可判断是否能证明三角形内角和是180°。
【解析】
我们逐个分析选项:
A. 如图1,过C作$EF// AB$,根据“两直线平行,内错角相等”,可得$∠ A=∠ ECA$,$∠ B=∠ FCB$。因为$∠ ECA+∠ ACB+∠ FCB$是平角,和为$180°$,因此$∠ A+∠ B+∠ ACB=180°$,可以证明,不符合题意。
B. 如图2,过B作$BG// AC$,根据“两直线平行,内错角相等”得$∠ C=∠ CBG$,根据“两直线平行,同旁内角互补”得$∠ A+∠ ABG=180°$。而$∠ ABG=∠ ABC+∠ CBG$,代入得$∠ A+∠ ABC+∠ C=180°$,可以证明,不符合题意。
C. 如图3,CD平分$∠ ACB$,仅能得到$∠ ACD=∠ BCD$,没有平行线构造角的转化,无法将三个内角凑成和为$180°$的角,不能证明三角形内角和是$180°$,符合题意。
D. 如图4,过P作$PM// CB$、$PN// AC$,根据“两直线平行,同位角相等”,得$∠ MPA=∠ B$,$∠ NPB=∠ A$;再由$PN// AC$得$∠ MPN=∠ PMA$,由$PM// CB$得$∠ PMA=∠ C$,因此$∠ MPN=∠ C$。因为$∠ MPA+∠ MPN+∠ NPB$是平角,和为$180°$,因此$∠ A+∠ B+∠ C=180°$,可以证明,不符合题意。
【答案】
C
【知识点】
平行线的性质,平角的定义,三角形内角和定理
【点评】
本题围绕三角形内角和定理的证明设计,关键是理解“利用平行线进行角的转移,将三个内角凑成和为$180°$的角”的核心思路,能帮助学生加深对定理推导过程的理解。
【难度系数】
0.8
14. 如图,$∠ D=∠ E=∠ ACB=90°$,下列条件中,能保证$\mathrm{Rt}△ ADC ≌ \mathrm{Rt}△ CEB$成立的条件有 (
①$∠ ABC=45°$;②$AD=CE$;③$AC=2AD$;④$CD=BE$.

A.1个
B.2个
C.3个
D.4个
C
)①$∠ ABC=45°$;②$AD=CE$;③$AC=2AD$;④$CD=BE$.
A.1个
B.2个
C.3个
D.4个
答案
14.C
解析
【分析】要判断两个直角三角形是否全等,首先先推导两个三角形的角的等量关系:已知$∠ D=∠ E=∠ ACB=90°$,可得$∠ DAC+∠ ACD=90°$,$∠ BCE+∠ ACD=90°$,因此$∠ DAC=∠ BCE$,同理可推$∠ ACD=∠ CBE$,即两个三角形已满足两组角对应相等,只需再添加一组对应边相等即可判定全等,接下来逐个验证4个条件即可。
【解析】
先推导角的等量关系:
$\because ∠ D=∠ ACB=90°$
$\therefore ∠ DAC + ∠ ACD = 90°$,$∠ BCE + ∠ ACD = 180° - ∠ ACB = 90°$
$\therefore ∠ DAC = ∠ BCE$,同理可得$∠ ACD = ∠ CBE$
逐个判断条件:
①当$∠ ABC=45°$时,$\because ∠ ACB=90°$,$\therefore △ ACB$为等腰直角三角形,$AC=BC$
在$△ ADC$和$△ CEB$中:
$\{\begin{array}{l}∠ D=∠ E\\∠ DAC=∠ ECB\\AC=CB\end{array} $
$\therefore △ ADC ≌ △ CEB$(AAS),故①符合要求;
②当$AD=CE$时,在$△ ADC$和$△ CEB$中:
$\{\begin{array}{l}∠ D=∠ E\\AD=CE\\∠ DAC=∠ ECB\end{array} $
$\therefore △ ADC ≌ △ CEB$(ASA),故②符合要求;
③当$AC=2AD$时,仅能推出$\mathrm{Rt}△ ADC$中$∠ ACD=30°$,无对应边相等的条件,无法证明两三角形全等,故③不符合要求;
④当$CD=BE$时,在$△ ADC$和$△ CEB$中:
$\{\begin{array}{l}∠ D=∠ E\\∠ ACD=∠ CBE\\CD=BE\end{array} $
$\therefore △ ADC ≌ △ CEB$(AAS),故④符合要求。
综上,①②④共3个条件可保证全等。
【答案】C
【知识点】全等三角形的判定,同角的余角相等,等腰直角三角形的性质
【点评】本题考查全等三角形的判定,解题关键是先推导出两个三角形已有的相等角,再结合全等判定定理逐一验证条件,注意要准确识别对应角、对应边的关系。
【难度系数】0.7
【解析】
先推导角的等量关系:
$\because ∠ D=∠ ACB=90°$
$\therefore ∠ DAC + ∠ ACD = 90°$,$∠ BCE + ∠ ACD = 180° - ∠ ACB = 90°$
$\therefore ∠ DAC = ∠ BCE$,同理可得$∠ ACD = ∠ CBE$
逐个判断条件:
①当$∠ ABC=45°$时,$\because ∠ ACB=90°$,$\therefore △ ACB$为等腰直角三角形,$AC=BC$
在$△ ADC$和$△ CEB$中:
$\{\begin{array}{l}∠ D=∠ E\\∠ DAC=∠ ECB\\AC=CB\end{array} $
$\therefore △ ADC ≌ △ CEB$(AAS),故①符合要求;
②当$AD=CE$时,在$△ ADC$和$△ CEB$中:
$\{\begin{array}{l}∠ D=∠ E\\AD=CE\\∠ DAC=∠ ECB\end{array} $
$\therefore △ ADC ≌ △ CEB$(ASA),故②符合要求;
③当$AC=2AD$时,仅能推出$\mathrm{Rt}△ ADC$中$∠ ACD=30°$,无对应边相等的条件,无法证明两三角形全等,故③不符合要求;
④当$CD=BE$时,在$△ ADC$和$△ CEB$中:
$\{\begin{array}{l}∠ D=∠ E\\∠ ACD=∠ CBE\\CD=BE\end{array} $
$\therefore △ ADC ≌ △ CEB$(AAS),故④符合要求。
综上,①②④共3个条件可保证全等。
【答案】C
【知识点】全等三角形的判定,同角的余角相等,等腰直角三角形的性质
【点评】本题考查全等三角形的判定,解题关键是先推导出两个三角形已有的相等角,再结合全等判定定理逐一验证条件,注意要准确识别对应角、对应边的关系。
【难度系数】0.7
15. [模型观念]如图所示的是某种落地灯的简易示意图,已知悬杆的CD部分的长度与支杆BC相等,且$∠ BCE=120°$.若CD的长度为50 cm,则此时B,D两点之间的距离为(

A.25 cm
B.50 cm
C.55 cm
D.100 cm
B
)A.25 cm
B.50 cm
C.55 cm
D.100 cm
答案
15.B
解析
【分析】
要求B、D两点之间的距离,我们可以先连接BD构造三角形。首先根据已知条件可得BC=CD=50cm,再结合邻补角的和为180°算出△BCD中∠BCD的度数,最后根据等边三角形的判定定理即可求出BD的长度。
【解析】
解:连接BD。
∵ CD=BC,CD的长度为50 cm,
∴ BC=CD=50 cm。
∵ ∠BCE=120°,∠BCE和∠BCD互为邻补角,
∴ ∠BCD=180°-∠BCE=180°-120°=60°。
∴ 等腰△BCD中,有一个内角为60°,则△BCD是等边三角形(有一个角是60°的等腰三角形是等边三角形),
∴ BD=BC=50 cm,即B、D两点之间的距离为50 cm。
【答案】
B
【知识点】
邻补角的性质;等边三角形的判定;等边三角形的性质
【点评】
本题结合生活中的落地灯模型出题,解题的关键是通过连接辅助线构造等边三角形,将所求线段转化为等边三角形的边进行求解,对几何建模能力有一定的基础要求。
【难度系数】
0.8
要求B、D两点之间的距离,我们可以先连接BD构造三角形。首先根据已知条件可得BC=CD=50cm,再结合邻补角的和为180°算出△BCD中∠BCD的度数,最后根据等边三角形的判定定理即可求出BD的长度。
【解析】
解:连接BD。
∵ CD=BC,CD的长度为50 cm,
∴ BC=CD=50 cm。
∵ ∠BCE=120°,∠BCE和∠BCD互为邻补角,
∴ ∠BCD=180°-∠BCE=180°-120°=60°。
∴ 等腰△BCD中,有一个内角为60°,则△BCD是等边三角形(有一个角是60°的等腰三角形是等边三角形),
∴ BD=BC=50 cm,即B、D两点之间的距离为50 cm。
【答案】
B
【知识点】
邻补角的性质;等边三角形的判定;等边三角形的性质
【点评】
本题结合生活中的落地灯模型出题,解题的关键是通过连接辅助线构造等边三角形,将所求线段转化为等边三角形的边进行求解,对几何建模能力有一定的基础要求。
【难度系数】
0.8
16. [传统文化]风铃,又称铁马,古称“铎”,常见于中国传统建筑屋檐下(如图1).某六角形风铃的底部可抽象为如图2的正六边形ABCDEF,连接AC,CF,则∠ACF的度数为$\underline{\hspace{2em}}°$.

答案
16.30
解析
【分析】
要计算正六边形中$∠ ACF$的度数,首先利用多边形内角和公式求出正六边形每个内角的度数,再结合等腰三角形的性质求出$∠ BAC$的度数,进而得到$△ CAF$为直角三角形,最后根据正六边形边长与对角线$CF$的长度关系,利用直角三角形的性质求出$∠ ACF$的度数。
【解析】
1. 计算正六边形的内角度数:
根据多边形内角和公式,正六边形内角和为$(6-2)×180°=720°$,因此每个内角的度数为$720°÷6=120°$,可得$∠ B=∠ BAF=120°$,且正六边形各边相等,即$AB=BC=AF$。
2. 求$∠ BAC$的度数:
在等腰$△ ABC$中,$AB=BC$,$∠ B=120°$,因此底角$∠ BAC=\frac{180°-120°}{2}=30°$。
3. 判定$△ CAF$的形状:
$∠ CAF=∠ BAF-∠ BAC=120°-30°=90°$,因此$△ CAF$是直角三角形。
4. 求$∠ ACF$的度数:
正六边形的外接圆半径等于边长,对角线$CF$是外接圆的直径,因此$CF=2AF$。根据直角三角形的性质:若直角边等于斜边的一半,则该直角边所对的锐角为$30°$,可得$∠ ACF=30°$。
【答案】
30
【知识点】
正六边形的性质,等腰三角形的性质,直角三角形的性质
【点评】
本题结合传统文化场景考查正多边形的角度计算,需要熟练掌握正六边形的内角、边长与对角线的关系,综合运用等腰三角形和直角三角形的性质求解,体现了几何知识在实际场景中的应用。
【难度系数】
0.7
要计算正六边形中$∠ ACF$的度数,首先利用多边形内角和公式求出正六边形每个内角的度数,再结合等腰三角形的性质求出$∠ BAC$的度数,进而得到$△ CAF$为直角三角形,最后根据正六边形边长与对角线$CF$的长度关系,利用直角三角形的性质求出$∠ ACF$的度数。
【解析】
1. 计算正六边形的内角度数:
根据多边形内角和公式,正六边形内角和为$(6-2)×180°=720°$,因此每个内角的度数为$720°÷6=120°$,可得$∠ B=∠ BAF=120°$,且正六边形各边相等,即$AB=BC=AF$。
2. 求$∠ BAC$的度数:
在等腰$△ ABC$中,$AB=BC$,$∠ B=120°$,因此底角$∠ BAC=\frac{180°-120°}{2}=30°$。
3. 判定$△ CAF$的形状:
$∠ CAF=∠ BAF-∠ BAC=120°-30°=90°$,因此$△ CAF$是直角三角形。
4. 求$∠ ACF$的度数:
正六边形的外接圆半径等于边长,对角线$CF$是外接圆的直径,因此$CF=2AF$。根据直角三角形的性质:若直角边等于斜边的一半,则该直角边所对的锐角为$30°$,可得$∠ ACF=30°$。
【答案】
30
【知识点】
正六边形的性质,等腰三角形的性质,直角三角形的性质
【点评】
本题结合传统文化场景考查正多边形的角度计算,需要熟练掌握正六边形的内角、边长与对角线的关系,综合运用等腰三角形和直角三角形的性质求解,体现了几何知识在实际场景中的应用。
【难度系数】
0.7
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