第五章 图形的轴对称 单元全优达标测评卷(原卷版 解析版)

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第五章 图形的轴对称 单元全优达标测评卷(原卷版 解析版)

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第五章 图形的轴对称 单元全优达标测评卷
一、单选题
1.下列选项中的尺规作图(各图中的点P都在△ABC的边上),能推出PA=PC的是(  )
A. B.
C. D.
2.将一张等腰三角形纸片按图①所示的方式对折,再按图②所示的虚线剪去一个小三角形,将余下纸片展开得到的图形是(  )
A. B.
C. D.
3.如图,在等腰三角形中,,,点D为垂足,E、F分别是、上的动点.若,的面积为12,则的最小值是(  )
A.2 B.4 C.6 D.8
4.如图,于点D,且,.若,则等于(  )
A.65° B.60° C.55° D.70°
5. 如图,O是△ABC的三条角平分线的交点,连接OA,OB,OC,若△OAB,△OBC,△OAC的面积分别为S1,S2,S3,则下列关系正确的是(  )
A.S1>S2+S3 B.S1=S2+S3 C.S1<S2+S3 D.无法确定
6.到三角形三边距离相等的点是(  )
A.三条高的交点 B.三条中线的交点
C.三条角平分线的交点 D.不能确定
7.如图,在中,,线段的垂直平分线交于点N,的周长是,则的长为(  )
A. B. C. D.
8.下列尺规作图分别表示:①作一个角的平分线;②作一个角等于已知角;③作一条线段的垂直平分线.其中作法正确的是(  )
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
9.如图,在等边中,D为BC边上的中点,以A为圆心,AD为半径画弧,与AC边交点为E,则的度数为(  )
A.60° B.105° C.75° D.15°
10.已知中,是边上的高,平分.若,,,则的度数等于(  )
A. B. C. D.
二、填空题
11.如图,已知,,平分,平分,则的度数为   .
12.如图,在Rt中,平分,交AC于点,,垂足为,请任意写出一组相等的线段:   .
13.如图,OP为∠AOB的平分线,PC⊥OB于点C,且PC=3,点P到OA的距离为   .
14.如图所示,△ABC为等边三角形,AQ=PQ,PR⊥AB于点R,PS⊥AC于点S,PR=PS,有下列四个结论:①点P在∠BAC的平分线上;②AS=AR;③QP∥AB;④△BRP≌△CSP.其中,正确的有   (填序号即可).
15.如图,,与分别相交于点E、F,,与的平分线相交于点P,且,则   .
16.已知,在△ABC中,∠A=48°,过△ABC的某个顶点的直线把原三角形分成两个等腰三角形,则△ABC中最小的角为   .
三、综合题
17.
(1)如图1,,过点作,由平行线的传递性可得,利用平行线的性质,我们不难发现:与,之间存在的关系是   ,与,之间存在的关系是   .
(2)利用上面的发现解决下列问题:
如图2,,点是和平分线的交点,,则的度数是   ;
(3)如图3,,平分,,平分,若比大,求的度数.
18.下列为边长为1的小正方形组成的网格图.

(1)请画出△ABC关于直线a对称的图形(不要求写作法);
(2)求△ABC的面积(直接写出即可).
19.如图,AD是 的角平分线, , ,垂足分别是E,F,连接EF与AD相交于G点.
(1)证明: ;
(2)AD是EF的中垂线吗?若是,证明你的结论.
20.如图,等边△ABC的边长为15cm,现有两点M,N分别从点A,点B同时出发,沿三角形的边顺时针运动,已知点M的速度为1cm/s,点N的速度为2cm/s.当点N第一次到达B点时,M,N同时停止运动
(1)点M、N运动几秒后,M,N两点重合?
(2)点M、N运动几秒后,△AMN为等边三角形?
(3)当点M,N在BC边上运动时,能否得到以MN为底边的等腰三角形AMN?如存在,请求出此时M,N运动的时间.
21.如图,在平面直角坐标中,△ABC各顶点都在小方格的顶点上.
(1)画出△ABC关于x轴对称的图形△A1B1C1;
(2)在y轴上找一点P,使PA+PB1最短,画出图形并写出P点的坐标.
22.如图,在△ABC中,∠A=30°,∠B=60°,CF平分∠ACB.
(1)求∠ACE的度数.
(2)若CD⊥AB于点D,∠CDF=75°,求证:△CFD是直角三角形.
23.如图,在△ABC中,AB=AC,点E在CA延长线上,EP⊥BC于点P,交AB于点F.
(1)求证:∠E=∠AFE;
(2)若AF=2,BF=5,△ABC的周长为m,求m的取值范围.
24.如图,在 中, ,作AB边的垂直平分线交直线BC于M,交AB于点N.
(1)如图 ,若 ,则 =   度;
(2)如图 ,若 ,则 =   度;
(3)如图 ,若 ,则 =   度;
(4)由 问,你能发现 与∠A有什么关系?写出猜想,并证明。
25.在等腰△ABC中,AB=AC,点D是AC上一动点,点E在BD的延长线上,且AB=AE,AF平分∠CAE交DE于点F,连接FC.
(1)如图1,求证:∠ABE=∠ACF;
(2)如图2,当∠ABC=60°时,在BE上取点M,使BM=EF,连接AM.求证:△AFM是等边三角形;
(3)如图3,当∠ABC=45°,且AEBC时,求证:BD=2EF.
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第五章 图形的轴对称 单元全优达标测评卷
一、单选题
1.下列选项中的尺规作图(各图中的点P都在△ABC的边上),能推出PA=PC的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】D
2.将一张等腰三角形纸片按图①所示的方式对折,再按图②所示的虚线剪去一个小三角形,将余下纸片展开得到的图形是(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】【解答】题图②中余 下的纸片实际上就是展开图形的右半部分.
故答案为:A.
【分析】利用轴对称图形的定义判断即可。
3.如图,在等腰三角形中,,,点D为垂足,E、F分别是、上的动点.若,的面积为12,则的最小值是(  )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】B
【解析】【解答】解:如图,作点F关于的对称点M,连接,过点B作于点N,
∴,
∴,
故当且仅当B、E、M共线并垂直底边AC时,此时BE+EF最小,即为的长,
∵,,
∴,
∴的最小值是4.
故选B.
【分析】本题考查等腰三角形的性质,轴对称—最短路线问题,垂线段最短.解此题的关键是正确作出辅助线.作点F关于的对称点M,连接,过点B作于点N,从而可确定,当三点共线并垂直时,最小.即求BN得长,最后根据题意的三角形面积公式求出的长即可.
4.如图,于点D,且,.若,则等于(  )
A.65° B.60° C.55° D.70°
【答案】D
【解析】【解答】解:,,


在和中,




故答案为:D.
【分析】根据线段垂直平分线上的点到线段两端点的距离相等得BA=BC,根据等腰三角形的三线合一可得∠ABC=2∠ABD,利用SAS判断出△ADB≌△CDE,根据全等三角形的对应角相等可得∠ABD的度数,从而即可得出答案.
5. 如图,O是△ABC的三条角平分线的交点,连接OA,OB,OC,若△OAB,△OBC,△OAC的面积分别为S1,S2,S3,则下列关系正确的是(  )
A.S1>S2+S3 B.S1=S2+S3 C.S1<S2+S3 D.无法确定
【答案】C
【解析】【解答】解:如图,过点O作OD⊥BC于点D,过点O作OE⊥AC于点E,过点O作OF⊥AB于点F,
∵O是△ABC的三条角平分线的交点, OD⊥BC,OE⊥AC,OF⊥AB,
∴OE=OF=OD,
设OE=OF=OD=a,
∴S1=AB×a,S2=BC×a,S3=AC×a
∴S2+S3=BC×a+AC×a=a(BC+AC),
∵BC+AC>AB,
∴a×AB<a(BC+AC),
即 S1<S2+S3 .
故答案为:C.
【分析】如图,过点O作OD⊥BC于点D,过点O作OE⊥AC于点E,过点O作OF⊥AB于点F,由角平分线上的点到角两边的距离相等得OE=OF=OD,设OE=OF=OD=a,由三角形的面积计算公式可得S2+S3=BC×a+AC×a=a(BC+AC),进而根据三角形三边的关系得BC+AC>AB,从而可得a×AB<a(BC+AC),即 S1<S2+S3 .
6.到三角形三边距离相等的点是(  )
A.三条高的交点 B.三条中线的交点
C.三条角平分线的交点 D.不能确定
【答案】C
【解析】【解答】解:∵OD=OE,
∴OC为∠ACB的平分线.
同理,OA为∠CAB的平分线,OB为∠ABC的平分线.
所以,到三角形三边距离相等的点是三角形三个角平分线的交点,
故选:C.
【分析】首先确定到两边距离相等的点的位置,再确定到另外两边的位置,根据到角的两边的距离相等的点在它的平分线上,O为△ABC三个角平分线的交点.
7.如图,在中,,线段的垂直平分线交于点N,的周长是,则的长为(  )
A. B. C. D.
【答案】A
8.下列尺规作图分别表示:①作一个角的平分线;②作一个角等于已知角;③作一条线段的垂直平分线.其中作法正确的是(  )
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
【答案】A
【解析】【解答】解:①作一个角的平分线的作法正确;②作一个角等于已知角的方法正确;
③作一条线段的垂直平分线,缺少另一个交点,故作法错误;
故答案为:A.
【分析】利用作一个角等于已知角;作一个角的平分线;作一条线段的垂直平分线的作法进而判断即可得出答案.
9.如图,在等边中,D为BC边上的中点,以A为圆心,AD为半径画弧,与AC边交点为E,则的度数为(  )
A.60° B.105° C.75° D.15°
【答案】C
10.已知中,是边上的高,平分.若,,,则的度数等于(  )
A. B. C. D.
【答案】D
二、填空题
11.如图,已知,,平分,平分,则的度数为   .
【答案】
12.如图,在Rt中,平分,交AC于点,,垂足为,请任意写出一组相等的线段:   .
【答案】CD=DE(答案不唯一)
【解析】【解答】解:∵平分,,
∴CD=DE
故答案为:CD=DE(答案不唯一)
【分析】根据角平分线的性质( 角的平分线上的点到这个角的两边的距离相等 )结合题意即可求解。
13.如图,OP为∠AOB的平分线,PC⊥OB于点C,且PC=3,点P到OA的距离为   .
【答案】3
【解析】【解答】解:如图,过P作PD⊥OA于D,
∵OP为∠AOB的平分线,PC⊥OB,
∴PD=PC,
∵PC=3,
∴PD=3.
故答案为:3.
【分析】过P作PD⊥OA于D,根据角平分线上的点到角的两边的距离相等可得PD=PC,从而得解.
14.如图所示,△ABC为等边三角形,AQ=PQ,PR⊥AB于点R,PS⊥AC于点S,PR=PS,有下列四个结论:①点P在∠BAC的平分线上;②AS=AR;③QP∥AB;④△BRP≌△CSP.其中,正确的有   (填序号即可).
【答案】①②③④
【解析】【解答】∵PR⊥AB于点R,PS⊥AC,PR=PS,∴点P在∠A的平分线上,∴①符合题意;
∵点P在∠A的平分线上,∴∠QAP=∠BAP.
在Rt△ARP和Rt△ASP中,由勾股定理得:AR2=AP2﹣PR2,AS2=AP2﹣PS2.
∵AP=AP,PR=PS,∴AR=AS,∴②符合题意;
∵AQ=QP,∴∠QAP=∠QPA.
∵∠QAP=∠BAP,∴∠QPA=∠BAP,∴QP∥AB ,∴③符合题意;
∵△ABC是等边三角形,∴∠B=∠CAB=60°,AB=AC.
∵∠QAP=∠BAP,∴BP=CP.
∵PR⊥AB,PS⊥AC,∴∠BRP=∠PSQ=90°.
在Rt△BRP和Rt△CSP中,∵BP=CP,PR=PS,∴△BRP≌△CSP,∴④符合题意.
【分析】根据角平分线的性质即可推出①符合题意;利用勾股定理即可推出②符合题意;利用平行线的判定即可推出③符合题意;证明出△BRP≌△CSP,即可推出④符合题意.
15.如图,,与分别相交于点E、F,,与的平分线相交于点P,且,则   .
【答案】
16.已知,在△ABC中,∠A=48°,过△ABC的某个顶点的直线把原三角形分成两个等腰三角形,则△ABC中最小的角为   .
【答案】24°或32°或33°
【解析】【解答】在 中, ,设 是钝角,过 一个顶点的直线把它分成两个等腰三角形,则 ,
∴这条直线不能过顶点C,
若BD把△ABC分成两个等腰三角形,则满足条件的有两种情况:
如图(1), , ,则 ,


如图(2), , ,


若AD把△ABC分成两个等腰三角形,则满足条件的有一种情况:
如图(3), ,且 ,



而 ,
, ,

∴最小角可能为24°或32°或33°,
故答案为24°或32°或33°.
【分析】分类讨论,根据图形和三角形的内角和等于180°,进行计算求解即可。
三、综合题
17.
(1)如图1,,过点作,由平行线的传递性可得,利用平行线的性质,我们不难发现:与,之间存在的关系是   ,与,之间存在的关系是   .
(2)利用上面的发现解决下列问题:
如图2,,点是和平分线的交点,,则的度数是   ;
(3)如图3,,平分,,平分,若比大,求的度数.
【答案】(1);
(2)125°
(3)解:设,





平分,


平分,

比大,

解得,

【解析】【解答】解:(1)∵,,
∴,,,,
∴;,
故答案为:;
(2)∵,
∴,
∵点是和平分线的交点,
∴,
故答案为:125°
【分析】(1)先根据平行线的性质得到,,,,进而即可求解;
(2)根据(1)得到,再根据角平分线的性质即可求解。
(3)设,再结合垂直的定义即可得到,进而得到,再根据角平分线的性质即可得到,,再根据角平分线的性质结合题意列出一个方程即可求出x的值,进而求出答案。
18.下列为边长为1的小正方形组成的网格图.

(1)请画出△ABC关于直线a对称的图形(不要求写作法);
(2)求△ABC的面积(直接写出即可).
【答案】(1)解:如图:

(2)解:
S△ABC=矩形的面积﹣三个三角形的面积
=3×4﹣3×1÷2﹣3×2÷2﹣4×1÷2=5.5.
【解析】【分析】(1)从三角形各边向a引垂线并延长相同的长度,找到对应点,顺次连接.
(2)利用网格求三角形的面积,让矩形的面积﹣三个三角形的面积.
19.如图,AD是 的角平分线, , ,垂足分别是E,F,连接EF与AD相交于G点.
(1)证明: ;
(2)AD是EF的中垂线吗?若是,证明你的结论.
【答案】(1)证明: 平分

在 与 中
(2)解:是,

∴ ,则 是等腰三角形,
∵ 是 的角平分线,
根据“三线合一”的性质,
∴ 是 的中垂线.
【解析】【分析】(1)根据AAS易证得 ;
(2)由 可知 ,根据等腰三角形“三线合一”的性质即可得出.
20.如图,等边△ABC的边长为15cm,现有两点M,N分别从点A,点B同时出发,沿三角形的边顺时针运动,已知点M的速度为1cm/s,点N的速度为2cm/s.当点N第一次到达B点时,M,N同时停止运动
(1)点M、N运动几秒后,M,N两点重合?
(2)点M、N运动几秒后,△AMN为等边三角形?
(3)当点M,N在BC边上运动时,能否得到以MN为底边的等腰三角形AMN?如存在,请求出此时M,N运动的时间.
【答案】(1)解:设运动t秒,M、N两点重合,
根据题意得:2t﹣t=15,
∴t=15,
答:点M,N运动15秒后,M、N两点重合;
(2)解:如图1,设点M、N运动x秒后,△AMN为等边三角形,
∴AN=AM,
由运动知,AN=15﹣2x,AM=x,
∴15﹣2x=x,
解得:x=5,
∴点M、N运动5秒后,△AMN是等边三角形;
(3)解:假设存在,
如图2,设M、N运动y秒后,得到以MN为底边的等腰三角形AMN,
∴AM=AN,
∴∠AMN=∠ANM,
∵△ABC是等边三角形,
∴AB=AC,∠C=∠B=60°,
∴△ACN≌△ABM(AAS),
∴CN=BM,
∴CM=BN,
由运动知,CM=y﹣15,BN=15×3﹣2y,
∴y﹣15=15×3﹣2y,
∴y=20,
故点M,N在BC边上运动时,能得到以MN为底边的等腰三角形AMN,此时M,N运动的时间为20秒.
【解析】【分析】(1)设运动t秒时,M、N两点重合,根据路程差=AB可得关于t的方程,求解即可;
(2)设点M、N运动x秒后,△AMN为等边三角形,则AN=AM,由运动知:AN=15-2x,AM=x,代入求解即可;
(3)设M、N运动y秒后,得到以MN为底边的等腰三角形AMN,则∠AMN=∠ANM,由等边三角形的性质可得AB=AC,∠C=∠B=60°,证明△ACN≌△ABM,得到CN=BM,则CM=BN,由运动知:CM=y-15,BN=15×3-2y,然后代入求解即可.
21.如图,在平面直角坐标中,△ABC各顶点都在小方格的顶点上.
(1)画出△ABC关于x轴对称的图形△A1B1C1;
(2)在y轴上找一点P,使PA+PB1最短,画出图形并写出P点的坐标.
【答案】(1)解:如图所示:△A1B1C1为所求作的三角形;
(2)解:如图,点P的坐标为:(0,1).
【解析】【分析】(1)如图,根据轴对称的性质先确定点ABC关于x轴的对称点A1、B1、C1 ,的位置,然后顺次连接即得△A1B1C1;
(2)先确定点A关于y轴对称点A'的位置,然后连接A'B1交y轴于一点,即为点P,根据两点之间线段最短,可得此时PA+PB1最短,根据点P的位置写出点P的坐标即可.
22.如图,在△ABC中,∠A=30°,∠B=60°,CF平分∠ACB.
(1)求∠ACE的度数.
(2)若CD⊥AB于点D,∠CDF=75°,求证:△CFD是直角三角形.
【答案】(1)解:∵∠A=30°,∠B=60°,
∴∠ACB=180°-∠A-∠B=90°,
∵CE平分∠ACB,
∴∠ACE=∠BCE= ∠ACB=45°
(2)解:∵CD⊥AB,
∴∠CDB=90°,
∴∠BCD=90°-∠B=30°,
∴∠FCD=∠ECB-∠BCD=15°,
∵∠CDF=75°,
∴∠CFD=180°-∠FCD-∠CDF=90°,
∴△CFD是直角三角形
【解析】【分析】(1)先根据内角和定理求得∠ACB=90°,再由角平分线性质可得答案;(2)根据CD⊥AB知∠BCD=90°-∠B=30°,∠FCD=∠ECB-∠BCD=15°,结合∠CDF=75°可得∠CFD=180°-∠FCD-∠CDF=90°,即可得证.
23.如图,在△ABC中,AB=AC,点E在CA延长线上,EP⊥BC于点P,交AB于点F.
(1)求证:∠E=∠AFE;
(2)若AF=2,BF=5,△ABC的周长为m,求m的取值范围.
【答案】(1)解:∵AB=AC,
∴∠B=∠C,
∵EP⊥BC,
∴∠C+∠E=90°,∠B+∠BFP=90°,
∴∠E=∠BFP,
又∵∠BFP=∠AFE,
∴∠E=∠AFE
(2)解:∵∠E=∠AFE,
∴AF=AE,
∴△AEF是等腰三角形.
又∵AF=2,BF=5,
∴CA=AB=7,AE=2,
∴CE=9;
∵0<BC<14,
∴14<△ABC的周长<28,即14<m<28
【解析】【分析】(1)根据等边对等角得出∠B=∠C,再根据EP⊥BC,得出∠C+∠E=90°,∠B+∠BFP=90°,从而得出∠D=∠BFP,再根据对顶角相等得出∠E=∠AFE;(2)根据等角对等边即可得出CE,然后由三角形的三边关系即可得到结论.
24.如图,在 中, ,作AB边的垂直平分线交直线BC于M,交AB于点N.
(1)如图 ,若 ,则 =   度;
(2)如图 ,若 ,则 =   度;
(3)如图 ,若 ,则 =   度;
(4)由 问,你能发现 与∠A有什么关系?写出猜想,并证明。
【答案】(1)20°
(2)35°
(3)60°
(4)解: ,
理由是:∵AB=AC,

∵MN是AB的垂直平分线,
∴∠MNB=90°,
.
【解析】【解答】(1)解:∵AB=AC,∠A=40°,

∵MN是AB的垂直平分线,
∴∠MNB=90°,
∴∠NMB=90°-∠B=20°
( 2 )解:∵AB=AC,∠A=70°

∵MN是AB的垂直平分线,
∴∠MNB=90°,
∴∠NMB=90°-∠B=35°
( 3 )解:∵AB=AC,∠A=120°

∵MN是AB的垂直平分线,
∴∠MNB=90°,
∴∠NMB=90°-∠B=60°
【分析】(1)根据等腰三角形的性质及三角形的内角和定理可求∠B=70°,由垂直平分线的定义可得∠MNB=90°,由直角三角形的两锐角互余可得∠NMB=90°-∠B=20°;(2)根据等腰三角形的性质及三角形的内角和定理可求∠B=55°,由垂直平分线的定义可得∠MNB=90°,由直角三角形的两锐角互余可得∠NMB=90°-∠B=35°;(3)根据等腰三角形的性质及三角形的内角和定理可求∠B=30°,由垂直平分线的定义可得∠MNB=90°,由直角三角形的两锐角互余可得∠NMB=90°-∠B=60°;(4)∠NMB=∠A., 根据等腰三角形的性质及三角形的内角和定理可求∠B=90°-∠A,由垂直平分线的定义可得∠MNB=90°, 由直角三角形的两锐角互余可得∠NMB=∠A.
25.在等腰△ABC中,AB=AC,点D是AC上一动点,点E在BD的延长线上,且AB=AE,AF平分∠CAE交DE于点F,连接FC.
(1)如图1,求证:∠ABE=∠ACF;
(2)如图2,当∠ABC=60°时,在BE上取点M,使BM=EF,连接AM.求证:△AFM是等边三角形;
(3)如图3,当∠ABC=45°,且AEBC时,求证:BD=2EF.
【答案】(1)证明:∵AF平分∠CAE,
∴∠EAF=∠CAF,
∵AB=AC,AB=AE,
∴AE=AC,
在△ACF和△AEF中,
∵AE=AC,∠EAF=∠CAF,AF=AF,
∴△ACF≌△AEF(SAS),
∴∠E=∠ACF,
∵AB=AE,
∴∠E=∠ABE,
∴∠ABE=∠ACF;
(2)解:如图,在BF上截取BM=CF,连接AM,
∵△ACF≌△AEF,
∴EF=CF,∠E=∠ACF=∠ABM,
在△ABM和△ACF中,
∵AB=AC,∠ABM=∠ACF,BM=CF,
∴△ABM≌△ACF(SAS),
∴AM=AF,∠BAM=∠CAF,
∵AB=AC,∠ABC=60°,
∴△ABC是等边三角形,
∴∠BAC=60°,
∴∠MAF=∠MAC+∠CAF=∠MAC+∠BAM=∠BAC=60°,
∵AM=AF,
∴△AMF为等边三角形;
(3)解:如图3,延长BA、CF交于N,
∵AE∥BC,
∴∠E=∠EBC,
∵AB=AE,
∴∠ABE=∠E,
∴∠ABF=∠CBF,
∵∠ABC=45°,
∴∠ABF=∠CBF=22.5°,∠ACB=45°,
∴∠BAC=180°-45°-45°=90°,
∴∠ACF=∠ABF=22.5°,
∴∠BFC=180°-22.5°-45°-22.5°=90°,
∴∠BFN=∠BFC=90°,
在△BFN和△BFC中,
∵∠NBF=∠CBF,BF=BF,∠BFN=∠BFC,
∴△BFN≌△BFC(ASA),
∴CF=FN,即CN=2CF=2EF,
∵∠BAC=90°,
∴∠NAC=∠BAD=90°,
在△BAD和△CAN中,
∵∠ABD=∠ACN ,AB=AC,∠BAD=∠CAN,
∴△BAD≌△CAN(ASA),
∴BD=CN,
∴BD=2EF.
【解析】【分析】(1)先求出 AE=AC, 再利用SAS证明 △ACF≌△AEF ,最后求解即可;
(2)利用全等三角形的判定与性质求解即可;
(3)先求出 △BFN≌△BFC ,再求出 △BAD≌△CAN ,最后证明即可。
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