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精彩三年 中考数学新问题导引 一题一课
中考核心微专题二十 角的数量关系的应用与探究
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2023浙江中考动态
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第一层 “100-110分”命题探究
角是几何图形中的基本元素,中考中经常会出现角的数量关系应用与探究问题.如下图所示,第一类的等角或倍角关系,一般由角平分线、平行线、等腰三角形(等腰梯形或菱形等)、圆心角或圆周角、全等或相似三角形等基础图形产生.通常,以上多个因素会叠加出现在压轴题或次压轴题中,考查学生的综合应用能力.此时,要善于从角的数量关系出发寻找特殊的图形,用联系的眼光去看待未知量与已知量的关系,利用解三角形、相似三角形、函数与方程等方法解决相关问题.
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角度1 “角平分线+平行线”背景下的角的数量关系
必备知识: 角平分线和平行线的性质,等腰三角形的性质.
构造思路: 利用角平分线与平行线得到等角,得出等腰三角形.反之,利用角平分线与等腰三角形可得平行线,利用平行线与等腰三角形可得角平分线.
示例图形: 如右图,若BD平分∠ABC,
点D,E分别在射线BD,BA上,DE∥BC,
则△BDE是等腰三角形.
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思考:(1)如何利用菱形、角平分线、平行线的性质进行角的等量代换?
(2)结合图形特点,能否构造相似三角形解决问题?或者尝试等积法?
B
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变式 [2022·温州]如图,BD是△ABC的角平分
线,DE∥BC,交AB于点E.
(1)求证:∠EBD=∠EDB.
(2)当AB=AC时,请判断CD与ED的大小关系,并说明理由.
思考:(1)如何利用角平分线与平行线进行角的等量代换,从而得到等腰三角形?
(2)图中存在几个等腰三角形?它们之间有何关联?
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解:(1)证明:∵BD是△ABC的角平分线,
∴∠CBD=∠EBD.
∵DE∥BC,∴∠CBD=∠EDB,∴∠EBD=∠EDB.
(2)CD=ED,理由如下:
∵AB=AC,∴∠C=∠ABC.
∵DE∥BC,∴∠ADE=∠C,∠AED=∠ABC,
∴∠ADE=∠AED,∴AD=AE,∴CD=BE,
由(1)得∠EBD=∠EDB,∴BE=DE,∴CD=ED.
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角度2 特殊三角形或四边形背景下的角的数量关系
必备知识: 特殊三角形、特殊四边形中角的关系,与角转化有关的边的关系.
构造思路: 寻找三角形的特殊性,特殊四边形问题转化为特殊三角形.
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例2 [2021·衢州]如图,将菱形ABCD绕点A
逆时针旋转 ∠α 得到菱形AB′C′D′,∠B=
∠β .当AC平分 ∠B′AC′时,∠α与 ∠β 满足的
数量关系是( )
A.∠α=2∠β B.2∠α=3∠β
C.4∠α+∠β=180° D.3∠α+2∠β=180°
思考:(1)根据旋转性质,图中哪些角都等于旋转角∠α?从这个角度如何求解?
(2)菱形中的等腰△ABC三个内角都能用∠β表示吗?能找到怎样的等量关系?
C
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【解析】 ∵将菱形ABCD绕点A逆时针旋转∠α 得到菱形
AB′C′D′,
∴∠CAC′=∠BAB′=∠α.
∵AC平分∠B′AC′,
∴∠B′AC=∠CAC′=∠α=∠BAB′.
∵在菱形ABCD中,∠BAC=∠CAD,
∴∠CAD=∠CAB=2∠α,
∴∠BAD=4∠α.∵AD∥BC,
∴∠BAD+∠B=180°,∴4∠α+∠β=180°.
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角度3 圆背景下的角的数量关系
角度问题以圆为背景,可借助圆心角、圆周角、圆中的等腰三角形来进行角的等量代换.在研究角的数量关系时,以等角代换为基本方法,将相关角集中在同一个三角形中,体现化零为整的思想.
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例3[ 2020·杭州]如图,已知BC是⊙O的直径,
半径OA⊥BC,点D在劣弧AC上(不与点A,点
C重合),BD与OA交于点E.设∠AED=α,
∠AOD=β,则( )
A.3α+β=180° B.2α+β=180°
C.3α-β=90° D.2α-β=90°
思考:(1)观察∠DBC和∠DOC的位置,联想到什么关系?
(2)结合条件,可以运用圆的哪些性质进行角的等量代换?
D
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