单元测试卷专题1.4 线段的垂直平分线的判定与性质【九大题型】（教师版）-2024年八年级下册数学（北师大版）

这是一份单元测试卷专题1.4 线段的垂直平分线的判定与性质【九大题型】（教师版）-2024年八年级下册数学（北师大版），共41页。

TOC \ "1-3" \h \u
\l "_Tc32378" 【题型1 利用线段垂直平分线的性质求长度】 PAGEREF _Tc32378 \h 1
\l "_Tc7832" 【题型2 利用线段垂直平分线的性质求最值】 PAGEREF _Tc7832 \h 5
\l "_Tc9321" 【题型3 利用线段垂直平分线的性质求角度】 PAGEREF _Tc9321 \h 9
\l "_Tc3497" 【题型4 利用线段垂直平分线的性质探究角度之间的关系】 PAGEREF _Tc3497 \h 13
\l "_Tc6718" 【题型5 利用线段垂直平分线的性质证明】 PAGEREF _Tc6718 \h 19
\l "_Tc12846" 【题型6 线段垂直平分线的判定】 PAGEREF _Tc12846 \h 24
\l "_Tc11587" 【题型7 尺规作线段垂直平分线】 PAGEREF _Tc11587 \h 27
\l "_Tc16260" 【题型8 线段垂直平分线的判定与性质的综合运用】 PAGEREF _Tc16260 \h 31
\l "_Tc22963" 【题型9 线段垂直平分线的实际应用】 PAGEREF _Tc22963 \h 38
【知识点1 线段垂直平分线的性质】
线段垂直平分线上的点与这条线段两个端点的距离相等.反过来，与一条线段两个端点距离相等的点，在这条线段的垂直平分线上.
【题型1 利用线段垂直平分线的性质求长度】
【例1】（2023春·辽宁阜新·八年级统考期末）如图，在△ABC中，AB、AC的垂直平分线分别交BC于点E、F，若△ABC的周长是20，AB=4，AC=7，则△AEF的周长为（ ）

A．4B．7C．9D．11
【答案】C
【分析】先根据△ABC的周长公式求得BC=9，再根据线段垂直平分线的性质得到EA=EB，FA=FC，根据△AEF的周长公式计算，即可得到答案．
【详解】解：∵△ABC的周长是20，
∴AB+AC+BC=20
∵AB=4，AC=7，
∴BC=9，
∵EG是线段AB的垂直平分线，
∴EA=EB，
同理，FA=FC，
∴△AEF的周长=EA+EF+FA=EB+EF+FC=BC=9，
故选：C．
【点睛】本题考查的是线段的垂直平分线的性质，掌握线段的垂直平分线上的点到线段的两个端点的距离相等是解题的关键．
【变式1-1】（2023春·四川成都·八年级校考期中）如图，△ABC中，∠ABC的角平分线BD和AC边的中垂线DE交于点D，DM⊥BA的延长线于点M，DN⊥BC于点N．若AB=3，BC=7，则AM的长为 ．
【答案】2
【分析】连接AD，CD，由“AAS”可证△BDM≅△BDN，可得BM=BN，由“HL”可证Rt△ADM≅Rt△CDN，可得AM=CN，即可求解．
【详解】解：连接AD，CD，
∵BD是∠ABC的平分线，
∴∠ABD=∠DBC，
在△BDM和△BDN中，
∠DMB=∠DNB=90°∠ABD=∠DBCBD=BD，
∴△BDM≅△BDNAAS，
∴BM=BN，DM=DN，
∵DE是AC的垂直平分线，
∴AD=DC，
在Rt△ADM和Rt△CDN中，
AD=CDDM=DN，
∴Rt△ADM≅Rt△CDNHL，
∴AM=CN，
∵AB=3，BC=7，
∴BC−AB=BN+CN−BM−AM=2AM=4，
∴AM=2，
故答案为2．
【点睛】本题考查了全等三角形的判定和性质，线段垂直平分线的性质，角平分线的性质，灵活运用这些性质解决问题是本题的关键．
【变式1-2】（2023春·福建福州·八年级校考期中）如图，ΔABC中，AD平分∠BAC，DG⊥BC且平分BC，DE⊥AB于E，DF⊥AC于F．如果AB=5，AC=3，则AE= ．

【答案】4
【分析】连接BD，根据角平分线的性质可得DE=DF，根据线段垂直平分线的性质，可得BD=CD，继而可证得Rt△BED≅Rt△CFD，可得BE=CF，再证得△AED≅△AFD，得到AE=AF，设BE=x，由AB−BE=AC+CF，即可得方程5−x=3+x，解方程求出x，进而可求得AE．
【详解】解：连接BD，CD，

∵AD平分∠BAC，DE⊥AB，DF⊥AC，
∴DE=DF，∠BED=∠CFD=90°，
∵DG⊥BC且平分BC，
∴BD=CD，
在Rt△BED与Rt△CFD中，
BD=CDDE=DF，
∴Rt△BED≅Rt△CFD(HL)，
∴BE=CF，
在△AED和△AFD中，
∠AED=∠AFD=90°∠EAD=∠FADAD=AD，
∴△AED≅△AFD(AAS)，
∴AE=AF，
设BE=x，则CF=x，
∵AB=5，AC=3，AE=AB−BE，AF=AC+CF，
∴5−x=3+x，
解得：x=1，
∴BE=1，
∴AE=AB−BE=5−1=4，
故答案为：4．
【点睛】此题考查了角平分线的性质、线段垂直平分线的性质以及全等三角形的判定与性质．准确作出辅助线，利用方程思想与数形结合思想求解是解决问题的关键．
【变式1-3】（2023春·辽宁丹东·八年级校考期中）如图，在△ABC中，边AB的垂直平分线OM与边AC的垂直平分线ON交于点O，这两条垂直平分线分别交BC于点D、E．已知△ADE的周长为11cm，分别连接OA、OB、OC，若△OBC的周长为23cm，则OA的长为 ．

【答案】6cm
【分析】根据线段垂直平分线的性质可得DA=DB，EA=EC，OA=OB=OC，从而可求出BC=11cm，然后根据△OBC的周长为23cm，即可求出OB的长，即可解答．
【详解】解：∵OM是AB的垂直平分线，
∴DA=DB，OA=OB，
∵ON是AC的垂直平分线，
∴EA=EC，OA=OC，
∴OB=OC，
∵△ADE的周长为11cm，
∴AD+DE+AE=11cm，
∴BD+DE+CE=11cm，
∴BC=11cm，
∵△OBC的周长为23cm，
∴OB+OC=23−11=12cm，
∴OB=OC=6cm，
∴OA=OC=6cm，
故答案为：6cm．
【点睛】本题主要考查了线段垂直平分线的性质，熟练掌握线段垂直平分线上的点到线段两端点的距离相等是解题的关键．
【题型2 利用线段垂直平分线的性质求最值】
【例2】（2023春·甘肃陇南·八年级统考期末）如图，在△ABC中，AB=5，AC=7，BC=10，EF垂直平分BC，点P为直线EF上的任一点，则△ABP周长的最小值是 ．

【答案】12
【分析】根据题意知PB=PC，故当点P与点D重合时，AP+BP的最小值等于AC的长，根据AB，AC的长度即可得到△ABP周长的最小值．
【详解】解：连接PC，设AC交EF于D，

∵EF垂直平分BC，
∴PB=PC，
∴当P和D重合时，AP+BP的值最小，最小值等于AC的长，
∵AB=5，AC=7，
∴△ABP周长的最小值是AB+AC=5+7=12．
故答案为：12．
【点睛】此考查了垂直平分线的性质、最短路径等知识，熟练掌握垂直平分线的性质是解题的关键．
【变式2-1】（2023春·江西九江·八年级统考开学考试）如图，在△ABC中，AC=4，BC边上的垂直平分线分别交BC、AB于点D、E，若△AEC的周长是11，则直线DE上任意一点到A、C距离和最小为（ ）

A．28B．18C．10D．7
【答案】D
【分析】利用垂直平分线的性质和已知的三角形的周长计算．
【详解】解：∵DE是BC的中垂线，
∴BE=EC，
则AB=EB+AE=CE+EA，
又∵△AEC的周长为11，
故AB=11−4=7，
直线DE上任意一点到A、C距离和最小为7．
故选：D．
【点睛】本题考查的是轴对称﹣最短路线问题，线段垂直平分线的性质（垂直平分线上任意一点，和线段两端点的距离相等）有关知识．难度简单．
【变式2-2】（2023春·山东济南·八年级统考期中）如图，在△ABC中，AB=AC，分别以点A、B为圆心，以适当的长为半径作弧，两弧分别交于E，F，作直线EF，D为BC的中点，M为直线EF上任意一点．若BC=2，△ABC面积为3，则BM+MD长度的最小值等于 ．
【答案】3
【分析】连接AD,AM，利用等腰三角形的性质得到AD⊥BC，根据三角形面积公式求出AD=3，利用基本作图得到EF垂直平分AB，则MA=MB，所以BM+MD=MA+MD≥AD，当且仅当A、M、D共线时取等号，从而得到BM+MD的最小值．
【详解】解：连接AD,AM，如图，
∵AB=AC，D为BC的中点，
∴AD⊥BC，
∵△ABC的面积为3，
∴12×2AD=3，
解得AD=3，
由作法得EF垂直平分AB，
∴MA=MB，
∵BM+MD=MA+MD≥AD，
∴当且仅当A、M、D共线时，MA+MD的最小值为3，
∴BM+MD的最小值是3．
故答案为：3．
【点睛】本题考查了作图-基本作图-作已知线段的垂直平分线，等腰三角形的性质、线段垂直平分线的性质和最短路径问题，确定出当且仅当A、M、D共线时，MA+MD取得最小值是解题的关键．
【变式2-3】（2023春·山东青岛·八年级校考期末）如图，在△ABC中，∠A＝54°，∠C＝76°，D为AB中点，点P在AC上从C向A运动；同时，点Q在BC上从B向C运动，当∠PDQ＝ 时，△PDQ的周长最小．
【答案】28°/28度
【分析】根据两点之间线段最短，把三角形的周长转化为一条线段的长，利用三角形的内角和及平角的定义求解．
【详解】过点D作DF⊥BC于N，并截取NF＝DN，过点D作DE⊥AC于M，并截取ME＝DM，连接EF，则EF的长为△PDQ的最小值，
根据作图知：AC垂直平分DE，BC垂直平分DF，
∴DQ＝FQ，PD＝PE，
∴DQ+DP+PQ＝FQ+PE+PQ，
根据两点之间线段最短，所以EF的长是△PDQ的最小值，
此时有：∠FDQ=12∠DQP，∠MDP=12∠DPQ，
在△ABC中有∠A＝54°，∠C＝76°，
∴∠B＝180°－∠A－∠C ＝50°，
∴∠BDN＝40°，∠ADM＝36°，
∴∠PDQ＝180°﹣∠BDN﹣∠ADM﹣∠FDQ﹣∠MDP
＝180°﹣40°﹣36°−12（∠DQP+∠DPQ）
＝104°−12（180°﹣∠PDQ）
＝104°﹣90°+12∠PDQ，
解得：∠PDQ＝28°．
故当∠PDQ＝28°时，△PDQ的周长最小．
故答案为：28°
【点睛】本题考查了最短路径问题，通过轴对称把问题进行转化是解题的关键．
【题型3 利用线段垂直平分线的性质求角度】
【例3】（2023春·福建宁德·八年级统考期中）如图，在△ABC中，点M，N为AC边上的两点，AM=NM，BM⊥AC，ND⊥BC于点D，且NM=ND，若∠A=α，则∠C=（ ）

A．32αB．90°−12αC．120°−αD．2α−90°
【答案】D
【分析】根据看垂直平分线的性质可得∠ABM=∠NBM=90°−α，NM=ND和BM⊥AC，ND⊥BC可得BN平分∠NDM，进而得到∠ABM=∠DBN=∠NBM=90°−α，最后由三角形内角和求出∠C即可．
【详解】∵AM=NM，BM⊥AC，∠A=α，
∴∠ABM=∠NBM=90°−α，
∵NM=ND，BM⊥AC，ND⊥BC，
∴BN平分∠NDM，
∴∠ABM=∠DBN=∠NBM=90°−α，
∴∠ABC=∠ABM+∠DBN+∠NBM=270°−3α，
∴∠C=180°−∠A−∠ABC=180°−270°−3α−α=2α−90°，
故选：D．
【点睛】本题考查垂直平分线的性质，角平分线的判定定理等知识，解题的关键是理解题意，灵活运用所学知识解决问题，属于中考常考题型．
【变式3-1】（2023春·安徽池州·八年级统考开学考试）如图，△ABC中，BD平分∠ABC，BC的中垂线交BC于点E，交BD于点F，连接CF．若∠A=60°，∠ACF=48°，则∠ABC的度数为 ．

【答案】48°
【分析】由角平分线的定义可得∠ABD=∠BCD，由垂直平分线的性质可得BF=CF，从而得到∠FBC=∠FCB，进而得到∠ABD=∠FBC=∠FCB，由三角形内角和定理进行计算即可得到答案．
【详解】解：∵ BD平分∠ABC，
∴∠ABD=∠BCD，
∵ EF垂直平分BC，
∴BF=CF，
∴∠FBC=∠FCB，
∴∠ABD=∠FBC=∠FCB，
∵∠A+∠ACF+∠ABD+∠CBD+∠BCF=180°，∠A=60°，∠ACF=48°，
∴∠ABD=∠CBD=∠BCF=24°，
∴∠ABC=2∠ABD=48°，
故答案为：48°．
【点睛】本题主要考查了垂直平分线的性质、三角形内角和定理，熟练掌握以上知识点是解题的关键．
【变式3-2】（2023春·四川甘孜·八年级统考期末）如图，在△ABC中，∠B=32°，∠BAC的平分线AD交BC于点D，若DE垂直平分AB，求∠C的度数．

【答案】∠C=84°
【分析】根据线段的垂直平分线的性质得到DA=DB，∠DAB=∠B=32°，再根据角平分线的定义、三角形内角和定理计算即可．
【详解】解：∵DE垂直平分AB，
∴DA=DB，
∴∠DAB=∠B=32°，
∵AD是∠BAC的平分线，
∴∠CAB=2∠DAB=64°，
∴∠C=180°−∠CAB−∠B=180°−64°−32°=84°，
∴∠C=84°．
【点睛】本题考查了线段的垂直平分线的性质、三角形内角和定理、角平分线的定义．掌握线段的垂直平分线上的点到线段的两个端点的距离相等是解题的关键．
【变式3-3】（2023春·河北保定·八年级统考期中）如图，在△ABC中，AI平分∠BAC，BI平分∠ABC，点O是AC、BC的垂直平分线的交点，连接AO、BO，若∠AOB=α，则∠AIB的大小为（ ）

A．αB．14α+90°C．12α+90°D．180°−12α
【答案】B
【分析】连接CO并延长，根据线段垂直平分线的性质得到OA=OC，OB=OC，根据等腰三角形的性质得到∠OCA=∠OAC，∠OCB=∠OBC，根据三角形的外角性质计算，得到∠AOB=12(∠OCA+∠OCB)=α．根据三角形内角和定理得到∠IAB+∠IBA=180°−∠AIB，根据角平分线的定义得到∠IAB+∠IBA=90°−α4，求出∠AIB．
【详解】解：连接CO并延长，

∵点O是AC、BC的垂直平分线的交点，
∴OA=OC，OB=OC，
∴∠OCA=∠OAC，∠OCB=∠OBC，
∵∠AOD是△AOC的一个外角，
∴∠AOD=∠OCA+∠OAC=2∠OCA，
同理，∠BOD=2∠OCB，
∴∠AOB=∠AOD+∠BOD=2∠OCA+2∠OCB=α，
∴∠OCA+∠OCB=α2，
∴∠ACB=α2，
∵AI平分∠BAC，BI平分∠ABC，
∴∠IAB=12∠CAB，∠IBA=12∠CBA，
∴∠IAB+∠IBA=12(∠CAB+∠CBA)=12(180°−∠ACB)=90°−α4，
∴∠AIB=180°−(∠IAB+∠IBA)=90°+α4，
故选：B．
【点睛】本题考查的是线段的垂直平分线的性质、角平分线的定义、三角形内角和定理，掌握线段的垂直平分线上的点到线段的两个端点的距离相等是解题的关键．
【题型4 利用线段垂直平分线的性质探究角度、线段之间的关系】
【例4】（2023春·福建三明·八年级统考期末）如图，四边形ABCD是长方形，E是边CD的中点，连接AE并延长交边BC的延长线于F，过点E作AF的垂线交边BC于M，连接AM．
（1）请说明 ΔADE ≌ ΔFCE；
（2）试说明AM = BC + MC；
（3）设S△AEM= S1，S△ECM= S2，S△ABM= S3，试探究S1，S2，S3三者之间的等量关系，并说明理由．
【答案】（1）见解析；（2）见解析；（3）S3=2S1-4S2，理由见解析．
【分析】（1）根据ASA可证得 ΔADE ≌ ΔFCE；
（2）由（1）可得AE=EF，AD=CF，根据垂直平分线的性质可得再由线段等量关系即可说明AM = BC + MC；
（3）由AE=EF得出S△ECF=S1-S2，再由底和高的倍数关系得到S△ABF=4S△ECF=4S1-4S2，从而根据S3=S△ABF-S△MAF得到结果．
【详解】解：（1）∵E是边CD的中点，
∴DE=CE，
∵∠D=∠DCF=90°，∠DEA=∠ECF，
∴△ADE≌△FCE（ASA）；
（2）由（1）得AE=EF，AD=CF，
∴点E为AF中点，
∵ME⊥AF，
∴AM=MF，
∵MF=CF+MC，
∵AD=BC=CF，
∴MF=BC+MC，
即AM=BC+MC；
（3）S3=2S1-4S2，理由是：
由（2）可知：AE=EF，AD=BC=CF，
∴S1=S△MEF=S2+S△ECF，
∴S△ECF=S1-S2，
∵AB=2EC，BF=2CF，∠B=∠ECF=90°，
∴S△ABF=4S△ECF=4S1-4S2，
∴S3=S△ABF-S△MAF=S△ABF-2S1=2S1-4S2．
【点睛】本题考查了长方形的性质，全等三角形的判定与性质，线段垂直平分线的性质，勾股定理。熟记性质并找出三角形全等的条件是解题的关键．
【变式4-1】（2023春·陕西西安·八年级西安市铁一中学校考期末）△ABC的两边AB、AC的中垂线交于边BC上的P点，则线段PA和BC的关系正确的是（ ）
A．PA12BCD．PA≥12BC
【答案】B
【分析】依据线段垂直平分线的性质，即可得到AP＝BP＝CP，进而得出线段PA和BC的关系．
【详解】解：如图所示，△ABC的两边AB、AC的中垂线交于边BC上的P点，
∴AP＝BP，AP＝CP，
∴AP＝BP＝CP＝12BC，
故选：B．
【点睛】本题考查垂直平分线的性质．线段垂直平分线上的点到线段两端的距离相等．
【变式4-2】（2023春·河南平顶山·八年级统考期末）如图，OF是∠MON的平分线，点A在射线OM上，P，Q是直线ON上的两动点，点Q在点P的右侧，且PQ=OA，作线段OQ的垂直平分线，分别交直线OF，ON于点B，点C，连接AB，PB．
(1)如图1，请指出AB与PB的数量关系，并说明理由．
(2)如图2，当P，Q两点都在射线ON的反向延长线上时，线段AB，PB是否还存在（1）中的数量关系？若存在，请写出证明过程；若不存在，请说明理由．
【答案】(1)AB=PB，理由见解析
(2)存在，理由见解析
【分析】（1）连接BQ，根据BC垂直平分OQ，可知BO=BQ，则∠BOQ=∠BQO，根据OF平分∠MON，则∠AOB=∠BOQ，即∠AOB=∠BQO，根据OA=QP，可知△AOB≌△PQB，则可知AB=PB；
（2）如图，连接BQ，根据BC垂直平分OQ，可知BQ=BO，CQ=CO结合条件可证△BQC≌△BOC，则∠BQO=∠BOQ，根据OF平分∠MON，∠BOQ=∠FON，可知∠AOF=∠FON=∠BOQ，则∠AOF=∠BQO，进而可知∠AOB=∠PQB，由此可证△AOB≌△PQB（SAS），则AB=PB．
【详解】（1）解：AB=PB
理由如下：
连接BQ
∵BC垂直平分OQ
∴BO=BQ
∴∠BOQ=∠BQO
∵OF平分∠MON
∴∠AOB=∠BOQ
∴∠AOB=∠BQO
∵OA=QP
∴△AOB≌△PQB
∴AB=PB；
（2）存在，
理由：如图，连接BQ，
∵BC垂直平分OQ，
∴BQ=BO，CQ=CO
在△BQC和△BOC中，BC=BCCQ=COBQ=BO
∴△BQC≌△BOC（SSS）
∴∠BQO=∠BOQ，
∵OF平分∠MON，
∠BOQ=∠FON，
∴∠AOF=∠FON=∠BOQ，
∴∠AOF=∠BQO，
∴∠AOB=∠PQB，
在△AOB和△PQB中，OA=PQ∠AOB=∠PQBBO=BQ
∴△AOB≌△PQB（SAS），
∴AB=PB．
【点睛】本题考查了线段垂直平分线，全等三角形的判定和性质，解题的关键是正确寻找全等三角形解决问题，学会用转化的思想思考问题，本题属于中考常考问题．
【变式4-3】（2023春·山东日照·八年级统考期末）如图1，在直角△ABC中，∠C=90°，分别作∠CAB的平分线AP和AB的垂直平分线DP，交点为P．
（1）如图2，若点P正好落在BC边上．
①求∠B的度数；
②求证：BC=3PC．
（2）如图3，若点C、P、D恰好在一条直线上，线段AD、PD、BC之间的数量关系是否满足AD+PD=BC？若满足，请给出证明；若不满足，请说明理由．
【答案】（1）①∠B的度数是30°；②见解析；（2）满足，理由见解析
【分析】（1）①由垂直平分线与角平分线的性质证明：∠PAD=∠PAC=∠B，再利用直角三角形的内角和定理即可得到答案；②先利用角平分线的性质证明PC=PD，再用∠B=30°证明BP=2PD，进而即可得到结论；
（2）过点P作PE⊥AC于点E，由垂直平分线的性质可知AC=BC，∠ACD=∠BCD=45°，进而证明PE=CE，由角平分线的性质可知PE=PD，即可证明Rt△AEP≌Rt△ADP（HL），可得AE=AD，再利用线段的和差性质即可证明AD+PD=BC．
【详解】（1）①∵DP是AB的垂直平分线，
∴PA=PB，
∴∠PAD=∠B，
又∵AP平分∠CAB，
∴∠PAD=∠PAC，
∴∠PAD=∠PAC=∠B，
设∠B=x°，则∠CAB=∠PAD+∠PAC=2x°，
∵在Rt△ABC中，∠C=90°，
∴∠B+∠BAC=90°，
即3x=90，x=30，
∴∠B的度数是30°．
②∵AP平分∠CAB，∠C=90°，DP⊥AB，
∴PC=PD，
∵在Rt△BDP中，∠B=30°，
∴BP=2PD，
∴BC=BP+PC=3PC．
（2）如图，过点P作PE⊥AC于点E，
∵CD是AB的垂直平分线，
∴AC=BC，
∴∠ACD=∠BCD=12∠ACB=45°．
∵PE⊥AC，
∴∠CPE=90°−∠PCE=90°−45°=45°=∠PCE，
∴PE=CE，
又∵AP平分∠CAB，PD⊥AB，PE⊥AC，
∴PE=PD，
∴在Rt△AEP和Rt△ADP中，
AP=AP,PE=PD,
∴Rt△AEP≌Rt△ADP（HL），
∴AE=AD，
∴AC=AE+EC=AD+PE=AD+PD，
又∵AC=BC，
∴AD+PD=BC．
【点睛】本题考查了角平分线的性质、垂直平分线的性质、三角形的内角和定理、锐角三角函数、等腰直角三角形的性质、直角三角形全等的判定与性质、含30°的直角三角形的性质、线段的和差性质，解答本题的关键是掌握并熟练运用以上知识．
【题型5 利用线段垂直平分线的性质证明】
【例5】（2023春·陕西榆林·八年级校考期末）如图，在四边形ABDC中，AD所在直线垂直平分线段BC，过点C作CF∥BD交AB于点F，延长AB，CD交于点E．求证：

(1)CB平分∠ECF；
(2)∠ACF=∠E．
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】（1）由AD所在直线垂直平分线段BC得到BD=CD，从而得到∠BCD=∠CBD，再利用平行线的性质可知∠CBD=∠FCB，再用等量代换即可证明；
（2）由AD所在直线垂直平分线段BC得到AC=AB，∠ACB=∠ABC，从而得到∠E+∠BCE=∠ACB=∠ACF+∠FCB，再根据∠FCB=∠BCE即可得证．
【详解】（1）证明：∵AD所在直线垂直平分线段BC，
∴BD=CD，
∴∠BCD=∠CBD．
∵BD∥CF，
∴∠CBD=∠FCB，
∴∠FCB=∠BCD，
即CB平分∠ECF；
（2）∵AD所在直线垂直平分线段BC，
∴AC=AB，
∴∠ACB=∠ABC．
∵∠ABC是△BCE的一个外角，
∴∠ABC=∠E+∠BCE，
∴∠ABC=∠E+∠BCE=∠ACB=∠ACF+∠FCB．
又∵∠FCB=∠BCD，即∠FCB=∠BCE，
∴∠ACF=∠E．
【点睛】本题考查角平分线的定义，三角形的外角的性质，垂直平分线的性质，平行线的性质等知识，掌握相关定理是解题的关键．
【变式5-1】（2023春·重庆綦江·八年级校联考期中）已知在△ABC中，∠CAB的平分线AD与BC的垂直平分线DE交于点D， DM丄AB与M， DN丄AC交AC的延长线于N，你认为BM与CN之间有什么关系？试证明你的发现．
【答案】BM=CN，证明见解析．
【分析】如图（见解析），先根据角平分线的性质可得DM=DN，再根据垂直平分线的性质可得BD=CD，然后根据直角三角形全等的判定定理与性质即可得．
【详解】BM=CN，证明如下：
如图，连接BD，CD，
∵AD平分∠BAC，DM⊥AB，DN⊥AC，
∴DM=DN，
∵DE垂直平分BC，
∴BD=CD，
在Rt△BMD与Rt△CND中，DM=DNBD=CD，
∴Rt△BMD≅Rt△CND(HL)，
∴BM=CN．
【点睛】本题考查了角平分线的性质、垂直平分线的性质、直角三角形全等的判定定理与性质，通过作辅助线，构造全等三角形是解题关键．
【变式5-2】（2023春·陕西咸阳·八年级统考期末）如图，在Rt△ABC中，∠ACB=90°，点E、F在AB上，连接CE，CF， 且CF=BF．已知∠A=50°，∠ACE=30°，试证明∠CFE=∠CEF．

【答案】证明见解析
【分析】如图所示，取BC中点G，连接FG，证明FG在线段BC的垂直平分线上，得到∠FGC=∠FGB=90°，进而证明△FGC≌△FGB得到∠FCG=∠FBG，利用三角形内角和定理求出∠FCB=∠B=40°，再利用三角形外角的性质分别求出∠CFE、∠CEF的度数即可证明结论．
【详解】证明：如图所示，取BC中点G，连接FG，
∵CF=BF，
∴FG在线段BC的垂直平分线上，
∴FG⊥BC，
∴∠FGC=∠FGB=90°，
又∵FG=FG，CG=BG，
∴△FGC≌△FGBSAS，
∴∠FCG=∠FBG，
在在Rt△ABC中，∠ACB=90°，∠A=50°，
∴∠B=180°−∠ACB−∠A=40°，
∴∠FCB=∠B=40°，
∴∠CFE=∠FCB+∠B=80°，
又∵∠CEF=∠A=50°+∠ACE=80°，
∴∠CFE=∠CEF．

【点睛】本题主要考查了全等三角形的性质与判定，线段垂直平分线的性质，三角形外角的性质，三角形内角和定理等等，证明∠FCG=∠FBG是解题的关键．
【变式5-3】（2023春·福建龙岩·八年级校考开学考试）已知（如图），在△ABC中，D是BC的中点，过点D的直线GF交AC于点F，交AC的平行线BG于点G，DE⊥GF，交AB于点E，连结EF．
(1)求证：BG=CF．
(2)试判断BE+CF与EF的大小关系，并说明理由．
【答案】(1)见解析
(2)BE+CF>EF，理由见解析
【分析】（1）先利用ASA判定△BGD≌△CFD，从而得出BG=CF；
（2）再利用全等的性质可得GD=FD，再有DE⊥GF，从而得出EG=EF，两边和大于第三边从而得出BE+CF>EF．
【详解】（1）证明：∵BG∥AC，
∴∠DBG=∠DCF．
∵D为BC的中点，
∴BD=CD，
在△BGD与△CFD中，
∠DBG=∠DCFBD=CD∠BDG=∠CDF，
∴△BGD≌△CFDASA．
∴BG=CF．
（2）解：BE+CF>EF．
理由如下：连接EG，
∵△BGD≌△CFDASA，
∴GD=FD，BG=CF．
又∵DE⊥FG，
∴DE垂直平分FG，
∴EG=EF．
∴在△EBG中，BE+BG>EG，
即BE+CF>EF．
【点睛】本题考查三角形全等的判定和性质、线段垂直平分线的定义和性质等知识，熟练掌握全等三角形的判定方法并根据条件灵活选择是解题的关键．
【知识点2 线段垂直平分线的判定】
到一条线段两个端点距离相等的点，在这条线段的垂直平分线上，（这样的点需要找两个）
【题型6 线段垂直平分线的判定】
【例6】（2023春·吉林长春·八年级长春外国语学校校考期中）如图，AD是△ABC的角平分线，DE，DF分别是△ABD和△ACD的高．
(1)求证：AD垂直平分EF；
(2)若AB=3，AC=2，△ABC的面积是4，则DE= ．
【答案】(1)见解析
(2)85
【分析】（1）由角平分线的性质得DE=DF，再由Rt△AED≌Rt△AFDHL，得AE=AF，从而证明结论；
（2）根据三角形的面积公式，代入计算即可．
【详解】（1）∵AD是△ABC的角平分线，DE、DF分别是△ABD和△ACD的高，
∴DE=DF，
在Rt△AED与Rt△AFD中，
AD=ADDE=DF，
∴Rt△AED≌Rt△AFDHL，
∴AE=AF，
∵DE=DF，
∴AD垂直平分EF；
（2）∵DE=DF，
∴S△ABC=S△ABD+S△ACD=12AB⋅ED+12AC⋅DF=12DEAB+AC=4，
∵AB=3，AC=2，
∴DE=85，
故答案为：85．
【点睛】本题主要考查了角平分线的性质，全等三角形的判定与性质，线段垂直平分线的判定等知识，熟练掌握角平分线的性质是解题的关键．
【变式6-1】（2023春·陕西宝鸡·八年级统考期中）如图所示，已知AD⊥BC于点D，BD=DC，AB+BD=DE，求证：点C在AE的垂直平分线上．

【答案】见解析
【分析】由AD⊥BC，BD=DC，得到AD是BC的垂直平分线，因此AB=AC．再根据AB+BD=DE，可推出AC=CE，因此得证点C在AE的垂直平分线上．
【详解】∵AD⊥BC，BD=DC，
∴AD是BC的垂直平分线，
∴AB=AC．
∵AB+BD=DE，
∴AB+BD=CD+CE=AC+CD，
∴AC=CE，
∴点C在AE的垂直平分线上．
【点睛】本题考查垂直平分线的性质与判定，熟练掌握垂直平分线的性质与判定是解题的关键．
【变式6-2】（2023春·四川成都·八年级统考期末）如图，在△ABC中，∠ACB=90°，CD⊥AB于点D，BE平分∠ABC交AC于点E，交CD于点F，过点E作EG∥CD，交AB于点G，连接CG．

(1)求证：∠A+∠AEG=90°；
(2)求证：EC=EG；
(3)若CG=4，BE=5，求四边形BCEG的面积．
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)四边形BCEG的面积为10．
【分析】（1）证明EG⊥AB，即可证明结论成立；
（2）利用角平分线性质定理即可证明结论成立；
（3）证明Rt△EBG≌Rt△EBCHL，推出BE是线段CG的垂直平分线，利用四边形的面积公式即可求解．
【详解】（1）证明：∵EG∥CD，CD⊥AB，
∴EG⊥AB，
∴∠A+∠AEG=90°；
（2）证明：∵BE平分∠ABC，EG⊥AB，∠ACB=90°，
∴EC=EG；
（3）解：∵EC=EG，EB=EB，
∴Rt△EBG≌Rt△EBCHL，
∴BC=BG，
∴BE是线段CG的垂直平分线，
∴四边形BCEG的面积=12BE×CG=12×5×4=10．
【点睛】本题考查了角平分线的性质，全等三角形的判定和性质，线段垂直平分线的判定，解题的关键是灵活运用所学知识解决问题．
【变式6-3】（2023春·陕西汉中·八年级统考期末）如图，AD与BC相交于点O，AB=CD，∠ABC=∠CDA，EB=ED，连接OE，BD，求证；OE垂直平分BD．

【答案】见解析
【分析】先证明△ABO≌△CDO得到OB=OD，再由EB=ED即可证明OE垂直平分BD．
【详解】证明：在△ABO和△CDO中，
∠AOB=∠COD∠ABO=∠CDOAB=CD
∴△ABO≌△CDOAAS，
∴OB=OD，
又∵EB=ED，
∴OE垂直平分BD．
【点睛】本题主要考查了全等三角形的性质与判定，线段垂直平分线的判定，证明△ABO≌△CDO得到OB=OD是解题的关键．
【题型7 尺规作线段垂直平分线】
【例7】（2023春·山东威海·八年级统考期末）如图，在△ABC中，AB=AC，请用尺规作图法在AC上求作一点M，使MC+MB=AC，并连接MB．（保留作图痕迹，不写作法）

【答案】见解析
【分析】根据题意，作AB的垂直平分线与AC的交点即为点M，即可解答．
【详解】∵在AC上求作一点M，
∴AM+MC=AC，
∵MC+MB=AC，
∴MB=AM，
即点M在线段AB的垂直平分线上．
如图，点M即为所求．

【点睛】本题考查了尺规作图-垂直平分线，垂直平分线的性质，熟知垂直平分线的性质是解题的关键．
【变式7-1】（2023春·湖南郴州·八年级统考期末）如图，在△ABC中，AB=AC=5，BC=8．
(1)尺规作图：作边AC的垂直平分线交BC于点D，连接AD（要求：保留作图痕迹，不必写作法和证明）；
(2)在（1）作出的图形中，求△ABD的周长．
【答案】(1)见解析
(2)13
【分析】（1）根据垂直平分线的作法，作出AC的垂直平分线；
（2）根据垂直平分线的性质得出AD=CD，进而根据AB+BD+AD=AB+BD+DC=AB+BC，即可求解．
【详解】（1）如图，
（2）∵AC的垂直平分线交BC于点D
∴AD=CD
∴△ABD的周长为：AB+BD+AD=AB+BD+DC=AB+BC=13
【点睛】本题考查线段垂直平分线的作法和性质，解题的关键是正确画出图形．
【变式7-2】（2023春·广东深圳·八年级深圳市福田区上步中学校考期中）如图，已知△ABC，AB