14. (2025 昆明西山区期中)如图,$AB=AC$,$AB$的垂直平分线交$AC$于点$D$,交$AB$于点$E$。
(1)若$∠ A=40°$,求$∠ DBC$的度数;
(2)若$AE=5$,$△ BCD$的周长为17,求$△ ABC$的周长。

(1)若$∠ A=40°$,求$∠ DBC$的度数;
(2)若$AE=5$,$△ BCD$的周长为17,求$△ ABC$的周长。
答案
解:
(1) ∵ $AB=AC$,$∠ A=40°$,
∴ $∠ ABC=∠ C=\frac{1}{2}(180°-∠ A)=\frac{1}{2}×140°=70°$。
∵ $DE$是$AB$的垂直平分线,
∴ $AD=BD$,
∴ $∠ ABD=∠ A=40°$,
∴ $∠ DBC=∠ ABC-∠ ABD=70°-40°=30°$。
(2) ∵ $DE$是$AB$的垂直平分线,$AE=5$,
∴ $AB=2AE=10$,且$AD=BD$。
∵ $△ BCD$的周长为17,
∴ $BD+DC+BC=17$,
将$BD=AD$代入得:$AD+DC+BC=17$,即$AC+BC=17$。
∴ $△ ABC$的周长$=AB+AC+BC=10+17=27$。
综上,(1) $∠ DBC=30°$;(2) $△ ABC$的周长为27。
(1) ∵ $AB=AC$,$∠ A=40°$,
∴ $∠ ABC=∠ C=\frac{1}{2}(180°-∠ A)=\frac{1}{2}×140°=70°$。
∵ $DE$是$AB$的垂直平分线,
∴ $AD=BD$,
∴ $∠ ABD=∠ A=40°$,
∴ $∠ DBC=∠ ABC-∠ ABD=70°-40°=30°$。
(2) ∵ $DE$是$AB$的垂直平分线,$AE=5$,
∴ $AB=2AE=10$,且$AD=BD$。
∵ $△ BCD$的周长为17,
∴ $BD+DC+BC=17$,
将$BD=AD$代入得:$AD+DC+BC=17$,即$AC+BC=17$。
∴ $△ ABC$的周长$=AB+AC+BC=10+17=27$。
综上,(1) $∠ DBC=30°$;(2) $△ ABC$的周长为27。
解析
【分析】
(1)解题思路:首先根据AB=AC判断△ABC为等腰三角形,结合已知∠A的度数,利用等腰三角形等边对等角及三角形内角和可算出底角∠ABC的度数;再根据线段垂直平分线的性质得AD=BD,进而推出∠ABD=∠A,最后用∠ABC减去∠ABD即可求出∠DBC的度数。
(2)解题思路:首先根据线段垂直平分线平分线段的性质,由AE=5得AB的长度;再结合垂直平分线的性质AD=BD,将△BCD的周长中的BD替换为AD,可推出AC+BC的值,最后将AB、AC、BC的长度相加即可得到△ABC的周长。
【解析】
(1)
∵ $AB=AC$,$∠ A=40°$,
∴ $∠ ABC=∠ C=\frac{1}{2}(180°-∠ A)=\frac{1}{2}×140°=70°$。
∵ $DE$是$AB$的垂直平分线,
∴ $AD=BD$,
∴ $∠ ABD=∠ A=40°$,
∴ $∠ DBC=∠ ABC-∠ ABD=70°-40°=30°$。
(2)
∵ $DE$是$AB$的垂直平分线,$AE=5$,
∴ $AB=2AE=10$,且$AD=BD$。
∵ $△ BCD$的周长为17,
∴ $BD+DC+BC=17$,
将$BD=AD$代入得:$AD+DC+BC=17$,即$AC+BC=17$。
∴ $△ ABC$的周长$=AB+AC+BC=10+17=27$。
【答案】
(1) $∠ DBC=30°$;(2) $△ ABC$的周长为27。
【知识点】
1.等腰三角形的性质;2.线段垂直平分线的性质;3.三角形周长计算
【点评】
本题是几何基础题,核心考查等腰三角形与线段垂直平分线性质的综合运用,解题关键是通过垂直平分线的性质完成角度和线段的等量代换,是三角形章节的常考题型。
【难度系数】
0.75
(1)解题思路:首先根据AB=AC判断△ABC为等腰三角形,结合已知∠A的度数,利用等腰三角形等边对等角及三角形内角和可算出底角∠ABC的度数;再根据线段垂直平分线的性质得AD=BD,进而推出∠ABD=∠A,最后用∠ABC减去∠ABD即可求出∠DBC的度数。
(2)解题思路:首先根据线段垂直平分线平分线段的性质,由AE=5得AB的长度;再结合垂直平分线的性质AD=BD,将△BCD的周长中的BD替换为AD,可推出AC+BC的值,最后将AB、AC、BC的长度相加即可得到△ABC的周长。
【解析】
(1)
∵ $AB=AC$,$∠ A=40°$,
∴ $∠ ABC=∠ C=\frac{1}{2}(180°-∠ A)=\frac{1}{2}×140°=70°$。
∵ $DE$是$AB$的垂直平分线,
∴ $AD=BD$,
∴ $∠ ABD=∠ A=40°$,
∴ $∠ DBC=∠ ABC-∠ ABD=70°-40°=30°$。
(2)
∵ $DE$是$AB$的垂直平分线,$AE=5$,
∴ $AB=2AE=10$,且$AD=BD$。
∵ $△ BCD$的周长为17,
∴ $BD+DC+BC=17$,
将$BD=AD$代入得:$AD+DC+BC=17$,即$AC+BC=17$。
∴ $△ ABC$的周长$=AB+AC+BC=10+17=27$。
【答案】
(1) $∠ DBC=30°$;(2) $△ ABC$的周长为27。
【知识点】
1.等腰三角形的性质;2.线段垂直平分线的性质;3.三角形周长计算
【点评】
本题是几何基础题,核心考查等腰三角形与线段垂直平分线性质的综合运用,解题关键是通过垂直平分线的性质完成角度和线段的等量代换,是三角形章节的常考题型。
【难度系数】
0.75
15. 如图,$△ ABC$是等边三角形,$BD$是中线,$P$是直线$BC$上一点.
(1) 若 $CP = CD$,求证:$△ DBP$ 是等腰三角形;
(2) 在图(1)中建立以$△ ABC$的边$BC$的中点为原点,$BC$所在直线为$x$轴,边$BC$上的高所在直线为$y$轴的平面直角坐标系,如图(2),已知等边三角形$ABC$的边长为2,$AO=\sqrt{3}$,在$x$轴上是否存在除点$P$以外的点$Q$,使$△ BDQ$是等腰三角形?如果存在,请求出点$Q$的坐标;如果不存在,请说明理由.

(1) 若 $CP = CD$,求证:$△ DBP$ 是等腰三角形;
(2) 在图(1)中建立以$△ ABC$的边$BC$的中点为原点,$BC$所在直线为$x$轴,边$BC$上的高所在直线为$y$轴的平面直角坐标系,如图(2),已知等边三角形$ABC$的边长为2,$AO=\sqrt{3}$,在$x$轴上是否存在除点$P$以外的点$Q$,使$△ BDQ$是等腰三角形?如果存在,请求出点$Q$的坐标;如果不存在,请说明理由.
答案
(1) 证明:
∵ $△ ABC$是等边三角形,
∴ $∠ ABC = ∠ ACB = 60°$,
∵ $BD$是$AC$边上的中线,由等边三角形三线合一性质,$BD$平分$∠ ABC$,
∴ $∠ DBC = \frac{1}{2}∠ ABC = 30°$,
∵ $CP = CD$,
∴ $∠ CPD = ∠ CDP$,
又∵ $∠ ACB$是$△ CDP$的外角,
∴ $∠ ACB = ∠ CPD + ∠ CDP = 2∠ CPD = 60°$,
∴ $∠ CPD = 30°$,
∴ $∠ DBC = ∠ CPD$,
∴ $DB = DP$,
∴ $△ DBP$是等腰三角形。
---
(2) 解:
存在符合条件的点$Q$。
由题意得各点坐标:$B(-1, 0)$,$C(1, 0)$,$A(0, \sqrt{3})$,
∵ $D$是$AC$中点,
∴ $D$点坐标为$(\frac{1}{2}, \frac{\sqrt{3}}{2})$,
由距离公式计算得:
$BD = \sqrt{(-1 - \frac{1}{2})^2 + (0 - \frac{\sqrt{3}}{2})^2} = \sqrt{3}$。
设$x$轴上点$Q$的坐标为$(x, 0)$,分三种情况讨论:
1. 当$BQ = BD = \sqrt{3}$时:
由$B(-1, 0)$得$|x + 1| = \sqrt{3}$,
解得$x = \sqrt{3} - 1$或$x = -\sqrt{3} - 1$,
得到点$Q_1(\sqrt{3} - 1, 0)$,$Q_2(-\sqrt{3} - 1, 0)$,均不与点$P(2,0)$重合,符合条件。
2. 当$DB = DQ = \sqrt{3}$时:
列方程$\sqrt{(x - \frac{1}{2})^2 + (0 - \frac{\sqrt{3}}{2})^2} = \sqrt{3}$,
两边平方整理得$(x - \frac{1}{2})^2 = \frac{9}{4}$,
解得$x = 2$或$x = -1$:其中$x=2$对应点$P$,$x=-1$与点$B$重合,无法构成三角形,均不符合要求。
3. 当$QB = QD$时:
列方程$|x + 1| = \sqrt{(x - \frac{1}{2})^2 + (0 - \frac{\sqrt{3}}{2})^2}$,
两边平方整理得$3x = 0$,解得$x=0$,
得到点$Q_3(0, 0)$,不与点$P$重合,符合条件。
综上,符合条件的点$Q$的坐标为$\boldsymbol{(-\sqrt{3} - 1, 0)}$、$\boldsymbol{(0, 0)}$、$\boldsymbol{(\sqrt{3} - 1, 0)}$。
∵ $△ ABC$是等边三角形,
∴ $∠ ABC = ∠ ACB = 60°$,
∵ $BD$是$AC$边上的中线,由等边三角形三线合一性质,$BD$平分$∠ ABC$,
∴ $∠ DBC = \frac{1}{2}∠ ABC = 30°$,
∵ $CP = CD$,
∴ $∠ CPD = ∠ CDP$,
又∵ $∠ ACB$是$△ CDP$的外角,
∴ $∠ ACB = ∠ CPD + ∠ CDP = 2∠ CPD = 60°$,
∴ $∠ CPD = 30°$,
∴ $∠ DBC = ∠ CPD$,
∴ $DB = DP$,
∴ $△ DBP$是等腰三角形。
---
(2) 解:
存在符合条件的点$Q$。
由题意得各点坐标:$B(-1, 0)$,$C(1, 0)$,$A(0, \sqrt{3})$,
∵ $D$是$AC$中点,
∴ $D$点坐标为$(\frac{1}{2}, \frac{\sqrt{3}}{2})$,
由距离公式计算得:
$BD = \sqrt{(-1 - \frac{1}{2})^2 + (0 - \frac{\sqrt{3}}{2})^2} = \sqrt{3}$。
设$x$轴上点$Q$的坐标为$(x, 0)$,分三种情况讨论:
1. 当$BQ = BD = \sqrt{3}$时:
由$B(-1, 0)$得$|x + 1| = \sqrt{3}$,
解得$x = \sqrt{3} - 1$或$x = -\sqrt{3} - 1$,
得到点$Q_1(\sqrt{3} - 1, 0)$,$Q_2(-\sqrt{3} - 1, 0)$,均不与点$P(2,0)$重合,符合条件。
2. 当$DB = DQ = \sqrt{3}$时:
列方程$\sqrt{(x - \frac{1}{2})^2 + (0 - \frac{\sqrt{3}}{2})^2} = \sqrt{3}$,
两边平方整理得$(x - \frac{1}{2})^2 = \frac{9}{4}$,
解得$x = 2$或$x = -1$:其中$x=2$对应点$P$,$x=-1$与点$B$重合,无法构成三角形,均不符合要求。
3. 当$QB = QD$时:
列方程$|x + 1| = \sqrt{(x - \frac{1}{2})^2 + (0 - \frac{\sqrt{3}}{2})^2}$,
两边平方整理得$3x = 0$,解得$x=0$,
得到点$Q_3(0, 0)$,不与点$P$重合,符合条件。
综上,符合条件的点$Q$的坐标为$\boldsymbol{(-\sqrt{3} - 1, 0)}$、$\boldsymbol{(0, 0)}$、$\boldsymbol{(\sqrt{3} - 1, 0)}$。
解析
【分析】
(1) 要证明△DBP是等腰三角形,核心是证明有两条边相等,本题可通过证明∠DBC=∠CPD推出DB=DP。首先利用等边三角形“三线合一”的性质,由BD是中线得BD平分∠ABC,求出∠DBC的度数;再结合CP=CD,利用等腰三角形等边对等角和三角形外角的性质求出∠CPD的度数,通过角相等即可得到边相等。
(2) 本题是平面直角坐标系中等腰三角形的存在性问题,由于未明确等腰三角形的腰和底,需分三种情况分类讨论:①BQ=BD;②DB=DQ;③QB=QD。先根据坐标系的设定求出各已知点的坐标,计算出BD的长度,设Q点坐标为(x,0),分别根据三种情况的等量关系列方程求解,最后排除与点P、点B重合的无法构成三角形的点,即可得到符合条件的Q点坐标。
【解析】
(1) 证明:
∵ △ABC是等边三角形,
∴ ∠ABC = ∠ACB = 60°,
∵ BD是AC边上的中线,由等边三角形三线合一性质,BD平分∠ABC,
∴ ∠DBC = $\frac{1}{2}$∠ABC = 30°,
∵ CP = CD,
∴ ∠CPD = ∠CDP,
又
∵ ∠ACB是△CDP的外角,
∴ ∠ACB = ∠CPD + ∠CDP = 2∠CPD = 60°,
∴ ∠CPD = 30°,
∴ ∠DBC = ∠CPD,
∴ DB = DP,
∴ △DBP是等腰三角形。
(2) 解:
存在符合条件的点Q。
由题意得各点坐标:B(-1, 0),C(1, 0),A(0, $\sqrt{3}$),
∵ D是AC中点,
∴ D点坐标为$(\frac{1}{2}, \frac{\sqrt{3}}{2})$,
由两点间距离公式计算得:
$BD = \sqrt{(-1 - \frac{1}{2})^2 + (0 - \frac{\sqrt{3}}{2})^2} = \sqrt{3}$。
设x轴上点Q的坐标为$(x, 0)$,分三种情况讨论:
1. 当$BQ = BD = \sqrt{3}$时:
由B(-1, 0)得$|x + 1| = \sqrt{3}$,
解得$x = \sqrt{3} - 1$或$x = -\sqrt{3} - 1$,
得到点$Q_1(\sqrt{3} - 1, 0)$,$Q_2(-\sqrt{3} - 1, 0)$,均不与点P(2,0)重合,符合条件。
2. 当$DB = DQ = \sqrt{3}$时:
列方程$\sqrt{(x - \frac{1}{2})^2 + (0 - \frac{\sqrt{3}}{2})^2} = \sqrt{3}$,
两边平方整理得$(x - \frac{1}{2})^2 = \frac{9}{4}$,
解得$x = 2$或$x = -1$:其中$x=2$对应点P,$x=-1$与点B重合,无法构成三角形,均不符合要求。
3. 当$QB = QD$时:
列方程$|x + 1| = \sqrt{(x - \frac{1}{2})^2 + (0 - \frac{\sqrt{3}}{2})^2}$,
两边平方整理得$3x = 0$,解得$x=0$,
得到点$Q_3(0, 0)$,不与点P重合,符合条件。
【答案】
(1) △DBP是等腰三角形,得证;
(2) 存在,符合条件的点Q的坐标为$\boldsymbol{(-\sqrt{3} - 1, 0)}$、$\boldsymbol{(0, 0)}$、$\boldsymbol{(\sqrt{3} - 1, 0)}$。
【知识点】
1. 等边三角形的性质
2. 等腰三角形的判定
3. 两点间距离公式
【点评】
本题第一问侧重基础几何性质的应用,难度较低;第二问是典型的等腰三角形存在性问题,核心考查分类讨论的数学思想,解题时需注意排除无法构成三角形的重合点,避免出现多解或漏解的情况,对学生的思维严谨性和计算能力有一定要求。
【难度系数】
0.6
(1) 要证明△DBP是等腰三角形,核心是证明有两条边相等,本题可通过证明∠DBC=∠CPD推出DB=DP。首先利用等边三角形“三线合一”的性质,由BD是中线得BD平分∠ABC,求出∠DBC的度数;再结合CP=CD,利用等腰三角形等边对等角和三角形外角的性质求出∠CPD的度数,通过角相等即可得到边相等。
(2) 本题是平面直角坐标系中等腰三角形的存在性问题,由于未明确等腰三角形的腰和底,需分三种情况分类讨论:①BQ=BD;②DB=DQ;③QB=QD。先根据坐标系的设定求出各已知点的坐标,计算出BD的长度,设Q点坐标为(x,0),分别根据三种情况的等量关系列方程求解,最后排除与点P、点B重合的无法构成三角形的点,即可得到符合条件的Q点坐标。
【解析】
(1) 证明:
∵ △ABC是等边三角形,
∴ ∠ABC = ∠ACB = 60°,
∵ BD是AC边上的中线,由等边三角形三线合一性质,BD平分∠ABC,
∴ ∠DBC = $\frac{1}{2}$∠ABC = 30°,
∵ CP = CD,
∴ ∠CPD = ∠CDP,
又
∵ ∠ACB是△CDP的外角,
∴ ∠ACB = ∠CPD + ∠CDP = 2∠CPD = 60°,
∴ ∠CPD = 30°,
∴ ∠DBC = ∠CPD,
∴ DB = DP,
∴ △DBP是等腰三角形。
(2) 解:
存在符合条件的点Q。
由题意得各点坐标:B(-1, 0),C(1, 0),A(0, $\sqrt{3}$),
∵ D是AC中点,
∴ D点坐标为$(\frac{1}{2}, \frac{\sqrt{3}}{2})$,
由两点间距离公式计算得:
$BD = \sqrt{(-1 - \frac{1}{2})^2 + (0 - \frac{\sqrt{3}}{2})^2} = \sqrt{3}$。
设x轴上点Q的坐标为$(x, 0)$,分三种情况讨论:
1. 当$BQ = BD = \sqrt{3}$时:
由B(-1, 0)得$|x + 1| = \sqrt{3}$,
解得$x = \sqrt{3} - 1$或$x = -\sqrt{3} - 1$,
得到点$Q_1(\sqrt{3} - 1, 0)$,$Q_2(-\sqrt{3} - 1, 0)$,均不与点P(2,0)重合,符合条件。
2. 当$DB = DQ = \sqrt{3}$时:
列方程$\sqrt{(x - \frac{1}{2})^2 + (0 - \frac{\sqrt{3}}{2})^2} = \sqrt{3}$,
两边平方整理得$(x - \frac{1}{2})^2 = \frac{9}{4}$,
解得$x = 2$或$x = -1$:其中$x=2$对应点P,$x=-1$与点B重合,无法构成三角形,均不符合要求。
3. 当$QB = QD$时:
列方程$|x + 1| = \sqrt{(x - \frac{1}{2})^2 + (0 - \frac{\sqrt{3}}{2})^2}$,
两边平方整理得$3x = 0$,解得$x=0$,
得到点$Q_3(0, 0)$,不与点P重合,符合条件。
【答案】
(1) △DBP是等腰三角形,得证;
(2) 存在,符合条件的点Q的坐标为$\boldsymbol{(-\sqrt{3} - 1, 0)}$、$\boldsymbol{(0, 0)}$、$\boldsymbol{(\sqrt{3} - 1, 0)}$。
【知识点】
1. 等边三角形的性质
2. 等腰三角形的判定
3. 两点间距离公式
【点评】
本题第一问侧重基础几何性质的应用,难度较低;第二问是典型的等腰三角形存在性问题,核心考查分类讨论的数学思想,解题时需注意排除无法构成三角形的重合点,避免出现多解或漏解的情况,对学生的思维严谨性和计算能力有一定要求。
【难度系数】
0.6
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