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专题03 全等模型-手拉手模型
全等三角形在中考数学几何模块中占据着重要地位,也是学生必须掌握的一块内容,本专题就全等三角形中的重要模型(手拉手(旋转)模型)进行梳理及对应试题分析,方便掌握。
模型1.手拉手模型(三角形)
【模型解读】
将两个三角形绕着公共顶点(即头)旋转某一角度后能完全重合,则这两个三角形构成手拉手全等,也叫旋转型全等,常用“边角边”判定定理证明全等。
公共顶点A记为“头”,每个三角形另两个顶点逆时针顺序数的第一个顶点记为“左手”,第二个顶点记为“右手”。
对应操作:左手拉左手(即连结BD),右手拉右手(即连结CE),得。
【常见模型及证法】
(等边)
(等腰直角)
(等腰)
例1.(2022秋·吉林松原·九年级统考期中)如图,点O是等边三角形ABC内的一点,,将△BOC绕点C顺时针旋转60°得△ADC,连接OD.(1)当时, °;(2)当时, °;(3)若,,,则OA的长为 .
例2.(2022·湖北武汉·八年级期末)已知ABC中,∠BAC=60°,以AB和BC为边向外作等边ABD和等边BCE.(1)连接AE、CD,如图1,求证:AE=CD;(2)若N为CD中点,连接AN,如图2,求证:CE=2AN
(3)若AB⊥BC,延长AB交DE于M,DB=,如图3,则BM=_______(直接写出结果)
例3.(2022·湖北·襄阳市九年级阶段练习)如图,已知AOB和MON都是等腰直角三角形(OA<OM=ON),∠AOB=∠MON=90°.(1)如图①,连接AM,BN,求证:AOM≌BON;(2)若将MON绕点O顺时针旋转,①如图②,当点N恰好在AB边上时,求证:;
②当点A,M,N在同一条直线上时,若OB=4,ON =3,请直接写出线段BN的长.
例4.(2023春·重庆巴南·八年级统考期末)在正方形中,点是边上的中点,连接,.
(1)如图1,过点作交的延长线于点,连接,求的面积;
(2)如图2,点是延长线上的一点,连接,过点作,,连接.点是的中点,分别连接,,求证:;
(3)如图3,点是直线上的一动点,连接,过点作,,连接.点是的中点,连接,.当的值最小时,直接写出的面积.
例5.(2022·山西大同·九年级期中)综合与实践:已知是等腰三角形,.
(1)特殊情形:如图1,当∥时,______.(填“>”“<”或“=”);(2)发现结论:若将图1中的绕点顺时针旋转()到图2所示的位置,则(1)中的结论还成立吗?请说明理由.(3)拓展运用:某学习小组在解答问题:“如图3,点是等腰直角三角形内一点,,且,,,求的度数”时,小明发现可以利用旋转的知识,将绕点顺时针旋转90°得到,连接,构造新图形解决问题.请你根据小明的发现直接写出的度数.
例6.(2022·青海·中考真题)两个顶角相等的等腰三角形,如果具有公共的顶角的顶点,并把它们的底角顶点连接起来,则形成一组全等的三角形,把具有这个规律的图形称为“手拉手”图形.
(1)问题发现:如图1,若和是顶角相等的等腰三角形,BC,DE分别是底边.求证:;
(2)解决问题:如图2,若和均为等腰直角三角形,,点A,D,E在同一条直线上,CM为中DE边上的高,连接BE,请判断∠AEB的度数及线段CM,AE,BE之间的数量关系并说明理由.
图1 图2
模型2.手拉手模型(正多边形型)
【模型解读】将两个多边形绕着公共顶点(即头)旋转某一角度后能完全重合,则这两个多边形构成手拉手全等,也叫旋转型全等,常用“边角边”判定定理证明全等。
【常见模型及证法】
如图,在任意△ABC中,分别以AB、AC为边作正方形ABDE、ACFG,连接EC、BG,则△AEC≌△ABG.
例1.(2023春·浙江·八年级专题练习)边长为4的正方形ABCD与边长为2的正方形CEFG如图1摆放,将正方形CEFG绕点C顺时针旋转,旋转角为α,连接BG,DE.(1)如图2,求证:△BCG≌△DCE;
(2)如图2,连接DG,BE,判断DG2+BE2否为定值.若是,求这个定值若不是,说明理由;
(3)如图3,当点G恰好落在DE上时,求α的值.
例2.(2023·河南鹤壁市八年级月考)(1)作图发现:如图1,已知,小涵同学以、为边向外作等边和等边,连接,.这时他发现与的数量关系是 .
(2)拓展探究:如图2,已知,小涵同学以、为边向外作正方形和正方形,连接,,试判断与之间的数量关系,并说明理由.
例3.(2023·福建福州市·九年级月考)如图,和均为等边三角形,连接BE、CD.
(1)请判断:线段BE与CD的大小关系是 ;
(2)观察图,当和分别绕点A旋转时,BE、C