专题07 等边三角形（解析版）-【挑战压轴题】2022届中考数学专题精选汇编

2021-2022学年苏科版数学八年级上册压轴题专题精选汇编专题07等边三角形一．选择题1．（2020秋•九龙坡区校级月考）如图，在平面直角坐标系中xOy中，已知点A的坐标是（0，2），以OA为边在右侧作等边三角形OAA1，过点A1作x轴的垂线，垂足为点O1，以O1A1为边在右侧作等边三角形O1A1A2，再过点A2作x轴的垂线，垂足为点O2，以O2A2为边在右侧作等边三角形O2A2A3，…，按此规律继续作下去，得到等边三角形O2019A2019A2020，则点A2020的纵坐标为（）A．（）2018 B．（）2019 C．（）2020 D．（）2021【完整解答】解：∵三角形OAA1是等边三角形，∴OA1＝OA＝2，∠AOA1＝60°，∴∠O1OA1＝30°．在直角△O1OA1中，∵∠OO1A1＝90°，∠O1OA1＝30°，∴O1A1＝OA1＝1，即点A1的纵坐标为1，同理，O2A2＝O1A2＝（）1，O3A3＝O2A3＝（）2，即点A2的纵坐标为（）1，点A3的纵坐标为（）2，…∴点A2020的纵坐标为（）2019．故选：B．2．（2019秋•勃利县期末）如图，在△ABC中，∠ACB＝90°，D是AB上的点，过点D作DE⊥AB交BC于点F，交AC的延长线于点E，连接CD，∠DCA＝∠DAC，则下列结论正确的有（）①∠DCB＝∠B；②CD＝AB；③△ADC是等边三角形；④若∠E＝30°，则DE＝EF+CF．A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．①②③④【完整解答】解：∵在△ABC中，∠ACB＝90°，DE⊥AB，∴∠ADE＝∠ACB＝90°，∴∠A+∠B＝90°，∠ACD+∠DCB＝90°，∵∠DCA＝∠DAC，∴AD＝CD，∠DCB＝∠B；故①正确；∴CD＝BD，∵AD＝CD，∴CD＝AB；故②正确；∠DCA＝∠DAC，∴AD＝CD，但不能判定△ADC是等边三角形；故③错误；∵若∠E＝30°，∴∠A＝60°，∴△ACD是等边三角形，∴∠ADC＝60°，∵∠ADE＝∠ACB＝90°，∴∠EDC＝∠BCD＝∠B＝30°，∴CF＝DF，∴DE＝EF+DF＝EF+CF．故④正确．故选：B．3．（2018秋•道里区期末）下列说法：①有一个角是60°的等腰三角形是等边三角形；②如果三角形的一个外角平分线平行三角形的一边，那么这个三角形是等腰三角形；③三角形三边的垂直平分线的交点与三角形三个顶点的距离相等；④有两个角相等的等腰三角形是等边三角形．其中正确的个数有（）A．1个 B．2个 C．3个 D．4个【完整解答】解：①有一个角是60°的等腰三角形是等边三角形；正确．②如果三角形的一个外角平分线平行三角形的一边，那么这个三角形是等腰三角形；正确．③三角形三边的垂直平分线的交点与三角形三个顶点的距离相等；正确．④有两个角相等的等腰三角形是等边三角形；错误．故选：C．4．（2018秋•嵩县期末）已知如图等腰△ABC，AB＝AC，∠BAC＝120°，AD⊥BC于点D，点P是BA延长线上一点，点O是线段AD上一点，OP＝OC，下面的结论：①∠APO+∠DCO＝30°；②∠APO＝∠DCO；③△OPC是等边三角形；④AB＝AO+AP．其中正确的是（）A．①③④ B．①②③ C．①③ D．①②③④【完整解答】解：①如图1，连接OB，∵AB＝AC，AD⊥BC，∴BD＝CD，∠BAD＝∠BAC＝×120°＝60°，∴OB＝OC，∠ABC＝90°﹣∠BAD＝30°∵OP＝OC，∴OB＝OC＝OP，∴∠APO＝∠ABO，∠DCO＝∠DBO，∴∠APO+∠DCO＝∠ABO+∠DBO＝∠ABD＝30°；故①正确；②由①知：∠APO＝∠ABO，∠DCO＝∠DBO，∵点O是线段AD上一点，∴∠ABO与∠DBO不一定相等，则∠APO与∠DCO不一定相等，故②不正确；③∵∠APC+∠DCP+∠PBC＝180°，∴∠APC+∠DCP＝150°，∵∠APO+∠DCO＝30°，∴∠OPC+∠OCP＝120°，∴∠POC＝180°﹣（∠OPC+∠OCP）＝60°，∵OP＝OC，∴△OPC是等边三角形；故③正确；④如图2，在AC上截取AE＝PA，连接PE，∵∠PAE＝180°﹣∠BAC＝60°，∴△APE是等边三角形，∴∠PEA＝∠APE＝60°，PE＝PA，∴∠APO+∠OPE＝60°，∵∠OPE+∠CPE＝∠CPO＝60°，∴∠APO＝∠CPE，∵OP＝CP，在△OPA和△CPE中，，∴△OPA≌△CPE（SAS），∴AO＝CE，∴AB＝AC＝AE+CE＝AO+AP；故④正确；本题正确的结论有：①③④故选：A．二．填空题5．（2021春•海淀区校级期中）如图，在Rt△ABC中，∠ACB＝90°，D为△ABC外一点，使∠DAC＝∠BAC，E为BD的中点．若∠ABC＝60°，则∠ACE＝30°．【完整解答】解：延长BC、AD交于F，在△ABC和△AFC中，∴△ABC≌△AFC（ASA），∴BC＝FC，∴C为BF的中点，∵E为BD的中点，∴CE为△BDF的中位线，∴CE∥AF，∴∠ACE＝∠CAF，∵∠ACB＝90°，∠ABC＝60°，∴∠BAC＝30°，∴∠ACE＝∠CAF＝∠BAC＝30°，故答案为：30°．6．（2020•松北区二模）如图，四边形ABCD，对角线AC，BD交于点E，AC＝BD，∠AEB＝60°，∠ABD+∠ACD＝180°，AB＝3，AC＝7，则线段CD的长为5．【完整解答】解：过点C作AB的平行线，过点B作AC的平行线，两平行线交于点F，连接DF，∵BF∥AC，AB∥CF，∴四边形ABCF为平行四边形，∴AC＝BF，又∵AC＝BD，∴BD＝BF，∵AC∥BF，∴∠AEB＝∠FBD＝60°，∴△BDF为等边三角形，∴DF＝BF＝BD＝7，设∠BAE＝x，则∠ABE＝120°﹣x，∵∠ABD+∠ACD＝180°，∴∠ACD＝60°+x，∵AB∥CF，∴∠BAC+∠ACF＝180°，∴∠ACF＝180°﹣x，∴∠DCF＝360°﹣∠ACF﹣∠ACD＝120°，∴∠GCD＝60°，设CG＝a，则CD＝2a，DG＝a，∵GF2+DG2＝DF2，∴，解得a＝或a＝﹣4（舍去）．∴CD＝5．故答案为：5．7．（2020•吴江区三模）如图，六边形ABCDEF的六个内角都等于120°，若AB＝BC＝CD＝3cm，DE＝2cm，则这个六边形的周长等于17cm．【完整解答】解：分别作直线AB、CD、EF的延长线和反向延长线使它们交于点G、H、P，如图所示：∵六边形ABCDEF的六个角都是120°，∴六边形ABCDEF的每一个外角的度数都是60°，∴△APF、△BGC、△DHE、△GHP都是等边三角形，∴GC＝BC＝3cm，DH＝DE＝EH＝2cm，∴GH＝3+3+2＝8（cm），FA＝PA＝PG﹣AB﹣BG＝8﹣3﹣3＝2（cm），EF＝PH﹣PF﹣EH＝8﹣2﹣2＝4（cm）．∴六边形的周长为2+3+3+3+2+4＝17（cm）；故答案为：17．8．（2019秋•潮南区期中）两块完全一样的含30°角的直角三角板，将它们重叠在一起并绕其较长直角边的中点M转动，使上面一块三角板的斜边刚好过下面一块三角板的直角顶点C，如图所示．已知AC＝6，则这两块直角三角板顶点A、A′之间的距离等于3．【完整解答】解：连接AA′，∵点M是线段AC、线段A′C′的中点，AC＝6，∴AM＝MC＝A′M＝MC′＝3，∵∠MA′C＝30°，∴∠MCA′＝∠MA′C＝30°，∴∠MCB′＝180°﹣30°＝150°，∴∠C′MC＝360°﹣（∠MCB′+∠B′+∠C′）＝180°﹣（150°+60°+90°）＝60°，∴∠AMA′＝∠C′MC＝60°，∴△AA′M是等边三角形，∴AA′＝AM＝3，故答案为：3．9．（2018•东城区一模）含30°角的直角三角板与直线l1，l2的位置关系如图所示，已知l1∥l2，∠1＝60°，以下三个结论中正确的是②③（只填序号）①AC＝2BC；②△BCD为正三角形；③AD＝BD【完整解答】解：由题意可知：∠A＝30°，∴AB＝2BC，故①错误；∵l1∥l2，∴∠CDB＝∠1＝60°，∴△BCD是等边三角形，故②正确；∵△BCD是等边三角形，∴∠BCD＝60°，∴∠ACD＝∠A＝30°，∴AD＝CD＝BD，故③正确；故答案为：②③三．解答题10．（2020秋•渑池县期末）在等边△ABC中，（1）如图1，P，Q是BC边上两点，AP＝AQ，∠BAP＝20°，求∠AQB的度数；（2）点P，Q是BC边上的两个动点（不与B，C重合），点P在点Q的左侧，且AP＝AQ，点Q关于直线AC的对称点为M，连接AM，PM．①依题意将图2补全；②求证：PA＝PM．【完整解答】解：（1）∵△ABC为等边三角形∴∠B＝60°∴∠APC＝∠BAP+∠B＝80°∵AP＝AQ∴∠AQB＝∠APC＝80°，（2）①补全图形如图所示，②证明：过点A作AH⊥BC于点H，如图．由△ABC为等边三角形，AP＝AQ，可得∠PAB＝∠QAC，∵点Q，M关于直线AC对称，∴∠QAC＝∠MAC，AQ＝AM∴∠MAC+∠PAC＝∠PAB+∠PAC＝60°，∵AP＝AM，∴△APM为等边三角形∴PA＝PM．11．（2020秋•淮南期末）已知，在等边三角形ABC中，点E在AB上，点D在CB的延长线上，且ED＝EC．（1）【特殊情况，探索结论】如图1，当点E为AB的中点时，确定线段AE与DB的大小关系，请你直接写出结论：AE＝DB（填“＞”、“＜”或“＝”）．（2）【特例启发，解答题目】如图2，当点E为AB边上任意一点时，确定线段AE与DB的大小关系，请你直接写出结论，AE＝DB（填“＞”、“＜”或“＝”）；理由如下，过点E作EF∥BC，交AC于点F．（请你完成以下解答过程）．（3）【拓展结论，设计新题】在等边三角形ABC中，点E在直线AB上，点D在线段CB的延长线上，且ED＝EC，若△ABC的边长为1，AE＝2，求CD的长（请你画出相应图形，并直接写出结果）．【完整解答】解：（1）当E为AB的中点时，AE＝DB；（2）AE＝DB，理由如下，过点E作EF∥BC，交AC于点F，证明：∵△ABC为等边三角形，∴△AEF为等边三角形，∴AE＝EF，BE＝CF，∵ED＝EC，∴∠D＝∠ECD，∵∠DEB＝60°﹣∠D，∠ECF＝60°﹣∠ECD，∴∠DEB＝∠ECF，在△DBE和△EFC中，，∴△DBE≌△EFC（SAS），∴DB＝EF，则AE＝DB；（3）点E在AB延长线上时，如图所示，同理可得△DBE≌△EFC，∴DB＝EF＝2，BC＝1，则CD＝BC+DB＝3．故答案为：（1）＝；（2）＝12．（2020•海淀区一模）如图，在▱ABCD中，∠ABC＝60°，∠BAD的平分线交CD于点E，交BC的延长线于点F，连接DF．（1）求证：△ABF是等边三角形；（2）若∠CDF＝45°，CF＝2，求AB的长度．【完整解答】（1）证明：∵四边形ABCD是平行四边形，∴AB∥CD，∴∠DAB+∠ABC＝180°，∵∠ABC＝60°，∴∠DAB＝120°，∵AF平分∠DAB，∴∠FAB＝60°，∴∠FAB＝∠ABF＝60°，∴∠FAB＝∠ABF＝∠AFB＝60°，∴△ABF是等边三角形；（2）作FG⊥DC于点G，∵四边形ABCD是平行四边形，∠ABC＝60°，∴DC∥AB，DC＝AB，∴∠FCG＝∠ABC＝60°，∴∠GFC＝30°，∵CF＝2，∠FGC＝90°，∴CG＝1，FG＝，∵∠FDG＝45°，∠FGD＝90°，∴∠FDG＝∠DFG＝45°，∴DG＝FG＝，∴DC＝DG+CG＝+1，∴AB＝+1，即AB的长度是+1．13．（2020春•太平区期末）已知：如图，点C为线段AB上一点，△ACM，△CBN都是等边三角形，AN交MC于点E，BM交CN于点F．（1）求证：AN＝BM；（2）求证：△CEF为等边三角形．【完整解答】证明：（1）∵△ACM，△CBN是等边三角形，∴AC＝MC，BC＝NC，∠ACM＝∠NCB＝60°，∴∠ACM+∠MCN＝∠NCB+∠MCN，即∠ACN＝∠MCB，在△ACN和△MCB中，∵，∴△ACN≌△MCB（SAS），∴AN＝BM．（2）∵△CAN≌△CMB，∴∠CAN＝∠CMB，又∵∠MCF＝180°﹣∠ACM﹣∠NCB＝180°﹣60°﹣60°＝60°，∴∠MCF＝∠ACE，在△CAE和△CMF中，∵，∴△CAE≌△CMF（ASA），∴CE＝CF，∴△CEF为等腰三角形，又∵∠ECF＝60°，∴△CEF为等边三角形．14．（2020秋•呼和浩特期末）如图，点O是等边△ABC内一点，D是△ABC外的一点，∠AOB＝110°，∠BOC＝α，△BOC≌△ADC，∠OCD＝60°，连接OD．（1）求证：△OCD是等边三角形；（2）当α＝150°时，试判断△AOD的形状，并说明理由；（3）探究：当α为多少度时，△AOD是等腰三角形．【完整解答】解：（1）∵△BOC≌△ADC，∴OC＝DC，∵∠OCD＝60°，∴△OCD是等边三角形．（2）△AOD是直角三角形．理由如下：∵△OCD是等边三角形，∴∠ODC＝60°，∵△BOC≌△ADC，α＝150°，∴∠ADC＝∠BOC＝α＝150°，∴∠ADO＝∠ADC﹣∠ODC＝150°﹣60°＝90°，∴△AOD是直角三角形．（3）∵△OCD是等边三角形，∴∠COD＝∠ODC＝60°．∵∠AOB＝110°，∠ADC＝∠BOC＝α，∴∠AOD＝360°﹣∠AOB﹣∠BOC﹣∠COD＝360°﹣110°﹣α﹣60°＝190°﹣α，∠ADO＝∠ADC﹣∠ODC＝α﹣60°，∴∠OAD＝180°﹣∠AOD﹣∠ADO＝180°﹣（190°﹣α）﹣（α﹣60°）＝50°．①当∠AOD＝∠ADO时，190°﹣α＝α﹣60°，∴α＝125°．②当∠AOD＝∠OAD时，190°﹣α＝50°，∴α＝140°．③当∠ADO＝∠OAD时，α﹣60°＝50°，∴α＝110°．综上所述：当α＝110°或125°或140°时，△AOD是等腰三角形．15．（2020秋•乌海期末）如图．在等边△ABC中，∠ABC与∠ACB的平分线相交于点O，且OD∥AB，OE∥AC．（1）试判定△ODE的形状，并说明你的理由；（2）线段BD、DE、EC三者有什么关系？写出你的判断过程．【完整解答】解：（1）△ODE是等边三角形，其理由是：∵△ABC是等边三角形，∴∠ABC＝∠ACB＝60°，∵OD∥AB，OE∥AC，∴∠ODE＝∠ABC＝60°，∠OED＝∠ACB＝60°∴△ODE是等边三角形；（2）答：BD＝DE＝EC，其理由是：∵OB平分∠ABC，且∠ABC＝60°，∴∠ABO＝∠OBD＝30°，∵OD∥AB，∴∠BOD＝∠ABO＝30°，∴∠DBO＝∠DOB，∴DB＝DO，同理，EC＝EO，∵DE＝OD＝OE，∴BD＝DE＝EC．16．（2019春•市中区期中）如图，在等边△ABC中，AB＝9cm，点P从点C出发沿CB边向点B点以2cm/s的速度移动，点Q从B点出发沿BA边向A点以5cm/s速度移动．P、Q两点同时出发，它们移动的时间为t秒钟．（1）你能用t表示BP和BQ的长度吗？请你表示出来．（2）请问几秒钟后，△PBQ为等边三角形？（3）若P、Q两点分别从C、B两点同时出发，并且都按顺时针方向沿△ABC三边运动，请问经过几秒钟后点P与点Q第一次在△ABC的哪条边上相遇？【完整解答】解：（1）∵△ABC是等边三角形，∴BC＝AB＝9cm，∵点P的速度为2cm/s，时间为ts，∴CP＝2t，则PB＝BC﹣CP＝（9﹣2t）cm；∵点Q的速度为5cm/s，时间为ts，∴BQ＝5t；（2）若△PBQ为等边三角形，则有BQ＝BP，即9﹣2t＝5t，解得t＝，所以当t＝s时，△PBQ为等边三角形；（3）设ts时，Q与P第一次相遇，根据题意得：5t﹣2t＝18，解得t＝6，则6s时，两点第一次相遇．当t＝6s时，P走过得路程为2×6＝12cm，而9＜12＜18，即此时P在AB边上，则两点在AB上第一次相遇．17．（2018秋•长春月考）如图①，在凸四边形中，∠ABC＝30°，∠ADC＝60°，AD＝DC．（1）如图②，若连接AC，则△ADC的形状是等边三角形．你是根据哪个判定定理？答：一个内角为60°的等腰三角形是等边三角形．（请写出定理的具体内容）（2）如图③，若在四边形ABCD的外部以BC为一边作等边△BCE，并连接AE，请问：BD与AE相等吗？若相等，请加以证明；若不相等，请说明理由．（3）在第（2）题的前提下，请你说明BD2＝AB2+BC2成立的理由．【完整解答】解：（1）∵在△ADC中，AD＝AC，∴△ADC是等腰三角形，又∵∠ADC＝60°，∴△ADC是等边三角形（一个内角为60°的等腰三角形是等边三角形）；故答案是：等边；一个内角为60°的等腰三角形是等边三角形；（2）∵由（1）知，△ADC是等边三角形，∴DC＝AC，∠DCA＝60°；又∵△BCE是等边三角形，∴CB＝CE，∠BCE＝60°，∴∠DCA+∠ACB＝∠ECB+∠ACB，即∠DCB＝∠ACE，∴△BDC≌△EAC（SAS），∴BD＝EA（全等三角形的对应边相等）；（3）证明：∵由（2）知，△BCE是等边三角形，则BC＝CE，∠CBE＝60°．∴∠ABE＝∠ABC+∠CBE＝90°．在Rt△ABE中，由勾股定理得AE2＝AB2+BE2．又∵BD＝AE，∴BD2＝AB2+BC2．18．（2020秋•新丰县期中）如图，已知△ABC和△CDE均为等边三角形，且点B、C、D在同一条直线上，连接AD、BE，交CE和AC分别于G、H点，连接GH．（1）请说出AD＝BE的理由；（2）试说出△BCH≌△ACG的理由；（3）试猜想：△CGH是什么特殊的三角形，并加以说明．【完整解答】解：（1）∵△ABC和△CDE均为等边三角形∴AC＝BC，EC＝DC∠ACB＝∠ECD＝60°∴∠ACD＝∠ECB∴△ACD≌△BCE∴AD＝BE；（2）∵△ACD≌△BCE∴∠CBH＝∠CAG∵∠ACB＝∠ECD＝60°，点B、C、D在同一条直线上∴∠ACB＝∠ECD＝∠ACG＝60°又∵AC＝BC∴△ACG≌△BCH；（3）△CGH是等边三角形，理由如下：∵△ACG≌△BCH∴CG＝CH（全等三角形的对应边相等）又∵∠ACG＝60°∴△CGH是等边三角形（有一内角为60度的等腰三角形为等边三角形）.19．（2018秋•内乡县期中）已知点C为线段AB上一点，分别以AC、BC为边在线段AB同侧作△ACD和△BCE，且CA＝CD，CB＝CE，∠ACD＝∠BCE，直线AE与BD交于点F，（1）如图1，若∠ACD＝60°，则∠AFB＝120°；如图2，若∠ACD＝90°，则∠AFB＝90°；如图3，若∠ACD＝120°，则∠AFB＝60°；（2）如图4，若∠ACD＝α，则∠AFB＝180°﹣α（用含α的式子表示）；（3）将图4中的△ACD绕点C顺时针旋转任意角度（交点F至少在BD、AE中的一条线段上），变成如图5所示的情形，若∠ACD＝α，则∠AFB与α的有何数量关系？并给予证明．【完整解答】解：（1）如图1，CA＝CD，∠ACD＝60°，所以△ACD是等边三角形．∵CB＝CE，∠ACD＝∠BCE＝60°，所以△ECB是等边三角形．∵AC＝DC，∠ACE＝∠ACD+∠DCE，∠BCD＝∠BCE+∠DCE，又∵∠ACD＝∠BCE，∴∠ACE＝∠BCD．∵AC＝DC，CE＝BC，∴△ACE≌△DCB．∴∠EAC＝∠BDC．∠AFB是△ADF的外角．∴∠AFB＝∠ADF+∠FAD＝∠ADC+∠CDB+∠FAD＝∠ADC+∠EAC+∠FAD＝∠ADC+∠DAC＝120°．如图2，∵AC＝CD，∠ACE＝∠DCB＝90°，EC＝CB，∴△ACE≌△DCB．∴∠AEC＝∠DBC，又∵∠FDE＝∠CDB，∠DCB＝90°，∴∠EFD＝90°．∴∠AFB＝90°．如图3，∵∠ACD＝∠BCE，∴∠ACD﹣∠DCE＝∠BCE﹣∠DCE．∴∠ACE＝∠DCB．又∵CA＝CD，CE＝CB，∴△ACE≌△DCB．∴∠EAC＝∠BDC．∵∠BDC+∠FBA＝180°﹣∠DCB＝180°﹣（180﹣∠ACD）＝120°，∴∠FAB+∠FBA＝120°．∴∠AFB＝60°．故填120°，90°，60°．（2）∵∠ACD＝∠BCE，∴∠ACD+∠DCE＝∠BCE+∠DCE．∴∠ACE＝∠DCB．∴∠CAE＝∠CDB．∴∠DFA＝∠ACD．∴∠AFB＝180°﹣∠DFA＝180°﹣∠ACD＝180°﹣α．（3）∠AFB＝180°﹣α；证明：∵∠ACD＝∠BCE＝α，则∠ACD+∠DCE＝∠BCE+∠DCE，即∠ACE＝∠DCB．在△ACE和△DCB中，则△ACE≌△DCB（SAS）．则∠CBD＝∠CEA，由三角形内角和知∠EFB＝∠ECB＝α．∠AFB＝180°﹣∠EFB＝180°﹣α．20．（2017秋•高邮市期中）如图，在等边△ABC中，点D，E分别在边BC、AC上，若CD＝3，过点D作DE∥AB，过点E作EF⊥DE，交BC的延长