6. 如图,已知线段AB的端点B在直线l上(AB与l不垂直),请在直线l上另找一点C,使△ABC是等腰三角形(找出一个即可.画出图形,不写步骤).

答案
6. 图略. 提示:作线段AB的垂直平分线,与l的交点即为点C;或以点A为圆心,AB为半径作弧,与l的交点即为点C;或以点B为圆心,AB为半径作弧,与l的交点即为点C.
解析
【分析】
要构造等腰三角形△ABC,核心是满足三角形有两条边相等,可分三类情况讨论:①若AB为腰且B为顶点,即AB=BC;②若AB为腰且A为顶点,即AB=AC;③若AB为底边,即AC=BC。根据这三类情况分别通过尺规作图找到直线l上的点C即可,任选一类完成作图即可。
【解析】
可任选以下一种方法作图:
方法1:以点B为圆心,AB的长度为半径画弧,与直线l交于除点B外的另一点,该点即为所求点C,此时AB=BC,△ABC是等腰三角形。
方法2:以点A为圆心,AB的长度为半径画弧,与直线l的交点即为所求点C,此时AB=AC,△ABC是等腰三角形。
方法3:作线段AB的垂直平分线,该垂直平分线与直线l的交点即为所求点C,此时AC=BC,△ABC是等腰三角形。
(作图略)
【答案】
图略,任选上述一种方法作出点C即可。
【知识点】
等腰三角形的判定;线段垂直平分线的性质;尺规作图
【点评】
本题考查等腰三角形的构造,核心是运用分类讨论思想,对等腰三角形的腰和底边进行分类,再结合对应的几何性质找点,解题时注意不要遗漏符合条件的情况。
【难度系数】
0.8
要构造等腰三角形△ABC,核心是满足三角形有两条边相等,可分三类情况讨论:①若AB为腰且B为顶点,即AB=BC;②若AB为腰且A为顶点,即AB=AC;③若AB为底边,即AC=BC。根据这三类情况分别通过尺规作图找到直线l上的点C即可,任选一类完成作图即可。
【解析】
可任选以下一种方法作图:
方法1:以点B为圆心,AB的长度为半径画弧,与直线l交于除点B外的另一点,该点即为所求点C,此时AB=BC,△ABC是等腰三角形。
方法2:以点A为圆心,AB的长度为半径画弧,与直线l的交点即为所求点C,此时AB=AC,△ABC是等腰三角形。
方法3:作线段AB的垂直平分线,该垂直平分线与直线l的交点即为所求点C,此时AC=BC,△ABC是等腰三角形。
(作图略)
【答案】
图略,任选上述一种方法作出点C即可。
【知识点】
等腰三角形的判定;线段垂直平分线的性质;尺规作图
【点评】
本题考查等腰三角形的构造,核心是运用分类讨论思想,对等腰三角形的腰和底边进行分类,再结合对应的几何性质找点,解题时注意不要遗漏符合条件的情况。
【难度系数】
0.8
7. 在数学活动课上,王老师要求学生将图①所示的3×3正方形方格纸剪掉其中两个方格,使之成为轴对称图形.规定:凡通过旋转能重合的图形视为同一种图形,如图②的四幅图就视为同一种设计方案(阴影部分为剪掉的部分).
请在图③中画出四种不同的设计方案,将每种方案中要剪掉的两个方格涂黑(每个3×3的正方形方格中画一种,例图除外).


请在图③中画出四种不同的设计方案,将每种方案中要剪掉的两个方格涂黑(每个3×3的正方形方格中画一种,例图除外).
答案
7. 如图所示(答案不唯一).
解析
【分析】
解题首先要明确两个核心规则:①剪掉两个方格后剩余的图形是轴对称图形,即存在一条直线,沿该直线折叠后,直线两旁的部分可以完全重合;②通过旋转能重合的图形视为同一种,因此设计的方案旋转后不能重合,且不能和例图重复。3×3方格共有4条常见对称轴(水平中线、竖直中线、两条对角线),我们可以利用对称轴选取要剪掉的两个方格:要么两个方格关于某条对称轴对称,要么两个方格都在对称轴上,这样剪掉后剩余图形仍满足轴对称性质,再筛选出旋转后不重合的四种方案即可。
【解析】
1. 明确轴对称图形的判定标准:一个图形沿某条直线折叠后,直线两侧的部分能够完全重合,这个图形就是轴对称图形。
2. 方案1:将第一行第1格、第一行第3格涂黑,剩余图形沿竖直中线折叠可完全重合,符合轴对称要求,且旋转后不会与其他符合要求的同类方案重复。
3. 方案2:将第一行第2格、第二行第1格涂黑,两个方格关于左上到右下的对角线对称,剩余图形沿该对角线折叠可完全重合,符合要求。
4. 方案3:将第一行第2格、第三行第2格涂黑,两个方格都在竖直中线上,剩余图形沿竖直中线、水平中线折叠均可重合,符合要求。
5. 方案4:将第二行第1格、第三行第2格涂黑,两个方格关于右上到左下的对角线对称,剩余图形沿该对角线折叠可完全重合,符合要求。
注:方案不唯一,只要满足轴对称、旋转后不与其他方案重合、与例图不同的要求均可。
【答案】

【知识点】
轴对称图形,旋转的性质,图案设计
【点评】
本题属于开放性操作类题目,结合了轴对称和旋转的核心性质,需要在理解概念的基础上动手尝试,能够有效锻炼空间想象能力和创新思维,答案不唯一,符合要求即可。
【难度系数】
0.7
解题首先要明确两个核心规则:①剪掉两个方格后剩余的图形是轴对称图形,即存在一条直线,沿该直线折叠后,直线两旁的部分可以完全重合;②通过旋转能重合的图形视为同一种,因此设计的方案旋转后不能重合,且不能和例图重复。3×3方格共有4条常见对称轴(水平中线、竖直中线、两条对角线),我们可以利用对称轴选取要剪掉的两个方格:要么两个方格关于某条对称轴对称,要么两个方格都在对称轴上,这样剪掉后剩余图形仍满足轴对称性质,再筛选出旋转后不重合的四种方案即可。
【解析】
1. 明确轴对称图形的判定标准:一个图形沿某条直线折叠后,直线两侧的部分能够完全重合,这个图形就是轴对称图形。
2. 方案1:将第一行第1格、第一行第3格涂黑,剩余图形沿竖直中线折叠可完全重合,符合轴对称要求,且旋转后不会与其他符合要求的同类方案重复。
3. 方案2:将第一行第2格、第二行第1格涂黑,两个方格关于左上到右下的对角线对称,剩余图形沿该对角线折叠可完全重合,符合要求。
4. 方案3:将第一行第2格、第三行第2格涂黑,两个方格都在竖直中线上,剩余图形沿竖直中线、水平中线折叠均可重合,符合要求。
5. 方案4:将第二行第1格、第三行第2格涂黑,两个方格关于右上到左下的对角线对称,剩余图形沿该对角线折叠可完全重合,符合要求。
注:方案不唯一,只要满足轴对称、旋转后不与其他方案重合、与例图不同的要求均可。
【答案】
【知识点】
轴对称图形,旋转的性质,图案设计
【点评】
本题属于开放性操作类题目,结合了轴对称和旋转的核心性质,需要在理解概念的基础上动手尝试,能够有效锻炼空间想象能力和创新思维,答案不唯一,符合要求即可。
【难度系数】
0.7
8. 如图,已知$△ ABC$是边长为4 cm的等边三角形,P,Q分别是AB,BC上的动点,点P从顶点A出发,同时点Q从顶点B出发,且它们的速度都为1 cm/s。设运动时间为t s。
(1)如图①,连接AQ,CP交于点M,在点P,Q运动的过程中,$∠ CMQ$的度数变化吗?若变化,请说明理由;若不变,请求出$∠ CMQ$的度数。
(2)当t为何值时,$△ PBQ$是直角三角形?
(3)如图②,若点P,Q在运动到终点后继续在射线AB,BC上运动,直线AQ,CP交于点M,$∠ CMQ$的度数变化吗?若变化,请说明理由;若不变,请求出$∠ CMQ$的度数。

(1)如图①,连接AQ,CP交于点M,在点P,Q运动的过程中,$∠ CMQ$的度数变化吗?若变化,请说明理由;若不变,请求出$∠ CMQ$的度数。
(2)当t为何值时,$△ PBQ$是直角三角形?
(3)如图②,若点P,Q在运动到终点后继续在射线AB,BC上运动,直线AQ,CP交于点M,$∠ CMQ$的度数变化吗?若变化,请说明理由;若不变,请求出$∠ CMQ$的度数。
答案
8. (1)$∠CMQ$的度数不变.
$\because △ABC$是等边三角形,
$\therefore AB = AC = BC, ∠B = ∠BAC = ∠ACB=60°.$
$\because$ 点P,Q的运动速度都为1 cm/s,
$\therefore AP=BQ.$
在$△ABQ$和$△CAP$中,
$\begin{cases}AB=CA,\\∠B=∠CAP,\\BQ=AP,\end{cases}$
$\therefore △ABQ ≌△CAP.$
$\therefore ∠BAQ=∠ACP.$
$\therefore ∠CMQ = ∠ACP + ∠CAM = ∠BAQ + ∠CAM=∠BAC=60°.$
(2)由题意,得$AP=BQ=t,PB=4-t.$
当$∠PQB=90°$时,$∠BPQ=90°-∠B=30°.$
$\therefore BP=2BQ,即4-t=2t.$
解得$t=\frac{4}{3}.$
当$∠BPQ=90°$时,$∠BQP=90°-∠B=30°.$
$\therefore BQ=2BP,即t=2(4-t).$
解得$t=\frac{8}{3}.$
$\therefore$ 当$t=\frac{4}{3}$或$t=\frac{8}{3}$时,$△PBQ$为直角三角形.
(3)$∠CMQ$的度数不变.
$∠CMQ=120°.$
$\because △ABC$是等边三角形,
$\therefore AB = AC = BC, ∠B = ∠BAC = ∠ACB=60°.$
$\because$ 点P,Q的运动速度都为1 cm/s,
$\therefore AP=BQ.$
在$△ABQ$和$△CAP$中,
$\begin{cases}AB=CA,\\∠B=∠CAP,\\BQ=AP,\end{cases}$
$\therefore △ABQ ≌△CAP.$
$\therefore ∠BAQ=∠ACP.$
$\therefore ∠CMQ = ∠ACP + ∠CAM = ∠BAQ + ∠CAM=∠BAC=60°.$
(2)由题意,得$AP=BQ=t,PB=4-t.$
当$∠PQB=90°$时,$∠BPQ=90°-∠B=30°.$
$\therefore BP=2BQ,即4-t=2t.$
解得$t=\frac{4}{3}.$
当$∠BPQ=90°$时,$∠BQP=90°-∠B=30°.$
$\therefore BQ=2BP,即t=2(4-t).$
解得$t=\frac{8}{3}.$
$\therefore$ 当$t=\frac{4}{3}$或$t=\frac{8}{3}$时,$△PBQ$为直角三角形.
(3)$∠CMQ$的度数不变.
$∠CMQ=120°.$
解析
【分析】
(1) 先利用等边三角形的性质得到边、角的等量关系,结合P、Q运动速度相同得到AP=BQ,通过SAS证明△ABQ≌△CAP,再利用角的和差关系推导∠CMQ的度数,判断其是否变化。
(2) △PBQ是直角三角形时,需分∠PQB=90°和∠BPQ=90°两种情况讨论,结合等边三角形内角为60°,利用“直角三角形中30°角所对的直角边等于斜边的一半”列方程求解t。
(3) 点P、Q在射线上运动时,依然可先证明△ABQ与△CAP全等,得到对应角相等,再结合三角形内角和或外角性质推导∠CMQ的度数,判断其是否变化。
【解析】
(1) ∠CMQ的度数不变,求解过程如下:
∵△ABC是等边三角形,
∴$AB = AC = BC$,$∠B = ∠BAC = ∠ACB=60°$。
∵点P、Q的运动速度都为1 cm/s,运动时间为t s,
∴$AP=BQ=t$。
在△ABQ和△CAP中:
$\begin{cases}AB=CA\\∠B=∠CAP\\BQ=AP\end{cases}$
∴$△ ABQ ≌△ CAP$(SAS)。
∴$∠BAQ=∠ACP$。
∵∠CMQ是△ACM的外角,
∴$∠CMQ = ∠ACP + ∠CAM = ∠BAQ + ∠CAM=∠BAC=60°$。
(2) 由题意得:$AP=BQ=t$,$PB=AB-AP=4-t$。
分两种情况讨论:
①当$∠PQB=90°$时,
∵$∠B=60°$,
∴$∠BPQ=90°-∠B=30°$,
∴$BP=2BQ$,即$4-t=2t$,
解得$t=\frac{4}{3}$。
②当$∠BPQ=90°$时,
∵$∠B=60°$,
∴$∠BQP=90°-∠B=30°$,
∴$BQ=2BP$,即$t=2(4-t)$,
解得$t=\frac{8}{3}$。
综上,当$t=\frac{4}{3}$或$t=\frac{8}{3}$时,△PBQ为直角三角形。
(3) ∠CMQ的度数不变,求解过程如下:
同理可证$△ ABQ≌△ CAP$(SAS),得$∠BAQ=∠ACP$,
∴$∠CMQ=180°-(∠ACP + ∠CAM)=180°-(∠BAQ + ∠CAM)=180°-∠BAC=180°-60°=120°$。
【答案】
(1) ∠CMQ的度数不变,为$\boldsymbol{60°}$;
(2) $\boldsymbol{t=\frac{4}{3}}$或$\boldsymbol{t=\frac{8}{3}}$;
(3) ∠CMQ的度数不变,为$\boldsymbol{120°}$。
【知识点】
等边三角形的性质,全等三角形的判定与性质,直角三角形的性质
【点评】
本题是等边三角形与动点结合的综合题,重点考查了全等三角形的应用和分类讨论的数学思想,解题时要注意动点位置变化时的不变量,求解直角三角形相关问题时避免漏解。
【难度系数】
0.6
(1) 先利用等边三角形的性质得到边、角的等量关系,结合P、Q运动速度相同得到AP=BQ,通过SAS证明△ABQ≌△CAP,再利用角的和差关系推导∠CMQ的度数,判断其是否变化。
(2) △PBQ是直角三角形时,需分∠PQB=90°和∠BPQ=90°两种情况讨论,结合等边三角形内角为60°,利用“直角三角形中30°角所对的直角边等于斜边的一半”列方程求解t。
(3) 点P、Q在射线上运动时,依然可先证明△ABQ与△CAP全等,得到对应角相等,再结合三角形内角和或外角性质推导∠CMQ的度数,判断其是否变化。
【解析】
(1) ∠CMQ的度数不变,求解过程如下:
∵△ABC是等边三角形,
∴$AB = AC = BC$,$∠B = ∠BAC = ∠ACB=60°$。
∵点P、Q的运动速度都为1 cm/s,运动时间为t s,
∴$AP=BQ=t$。
在△ABQ和△CAP中:
$\begin{cases}AB=CA\\∠B=∠CAP\\BQ=AP\end{cases}$
∴$△ ABQ ≌△ CAP$(SAS)。
∴$∠BAQ=∠ACP$。
∵∠CMQ是△ACM的外角,
∴$∠CMQ = ∠ACP + ∠CAM = ∠BAQ + ∠CAM=∠BAC=60°$。
(2) 由题意得:$AP=BQ=t$,$PB=AB-AP=4-t$。
分两种情况讨论:
①当$∠PQB=90°$时,
∵$∠B=60°$,
∴$∠BPQ=90°-∠B=30°$,
∴$BP=2BQ$,即$4-t=2t$,
解得$t=\frac{4}{3}$。
②当$∠BPQ=90°$时,
∵$∠B=60°$,
∴$∠BQP=90°-∠B=30°$,
∴$BQ=2BP$,即$t=2(4-t)$,
解得$t=\frac{8}{3}$。
综上,当$t=\frac{4}{3}$或$t=\frac{8}{3}$时,△PBQ为直角三角形。
(3) ∠CMQ的度数不变,求解过程如下:
同理可证$△ ABQ≌△ CAP$(SAS),得$∠BAQ=∠ACP$,
∴$∠CMQ=180°-(∠ACP + ∠CAM)=180°-(∠BAQ + ∠CAM)=180°-∠BAC=180°-60°=120°$。
【答案】
(1) ∠CMQ的度数不变,为$\boldsymbol{60°}$;
(2) $\boldsymbol{t=\frac{4}{3}}$或$\boldsymbol{t=\frac{8}{3}}$;
(3) ∠CMQ的度数不变,为$\boldsymbol{120°}$。
【知识点】
等边三角形的性质,全等三角形的判定与性质,直角三角形的性质
【点评】
本题是等边三角形与动点结合的综合题,重点考查了全等三角形的应用和分类讨论的数学思想,解题时要注意动点位置变化时的不变量,求解直角三角形相关问题时避免漏解。
【难度系数】
0.6
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