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专题03 全等三角形的六种模型全梳理
几何探究类问题一直属于考试压轴题范围,在三角形这一章,压轴题主要考查是证明三角形各种模型,或证明线段数量关系等,接来下我们针对其做出详细分析与梳理。
类型一、倍长中线模型
目的:①构造出一组全等三角形;②构造出一组平行线。将分散的条件集中到一个三角形中。
例1.【阅读理解】
课外兴趣小组活动时,老师提出了如下问题:
如图1,中,若,求边上的中线的取值范围.
小明在组内经过合作交流,得到了如下的解决方法:如图2,延长到点E,使,连接.请根据小明的方法思考:
(1)如图2,由已知和作图能得到的理由是 .
A.SSS B.SAS C.AAS D.ASA
(2)如图2,长的取值范围是 .
A. B. C. D.
【感悟】
解题时,条件中若出现“中点”、“中线”字样,可以考虑延长中线构造全等三角形,把分散的已知条件和所求证的结论转化到同一个三角形中.
【问题解决】
(3)如图3,是的中线,交于点E,交于F,且.求证:.
例2.(培优)已知和都是等腰直角三角形,,连接,点F为中点.
(1)如图1,求证:;
(2)将绕C点旋转到如图2所示的位置,连接,过C点作于M点.
①探究和的关系,并说明理由;
②连接,求证:F,C,M三点共线.
【变式训练1】如图,中,,E是的中点,求证:.
【变式训练2】(1)如图1,已知中,AD是中线,求证:;
(2)如图2,在中,D,E是BC的三等分点,求证:;
(3)如图3,在中,D,E在边BC上,且.求证:.
【变式训练3】(1)阅读理解:
如图①,在中,若,求边上的中线的取值范围.可以用如下方法:将绕着点D逆时针旋转得到,在中,利用三角形三边的关系即可判断中线的取值范围是_______;
(2)问题解决:
如图②,在中,D是边上的中点,于点D,交于点E,DF交于点F,连接,求证:;
(3)问题拓展:
如图③,在四边形中,,,,以C为顶点作一个的角,角的两边分别交于E、F两点,连接EF,探索线段之间的数量关系,并说明理由.
类型二、截长补短模型
截长补短法使用范围:线段和差的证明(往往需证2次全等)
例1.如图,在五边形中,,平分,.
(1)求证:;
(2)若,求的度数.
例2.(培优)在中,BE,CD为的角平分线,BE,CD交于点F.
(1)求证:;
(2)已知.
①如图1,若,,求CE的长;
②如图2,若,求的大小.
【变式训练1】如图,为等边三角形,若,则 (用含的式子表示).
【变式训练2】如图,在四边形中,,点E、F分别在直线、上,且.
(1)当点E、F分别在边、上时(如图1),请说明的理由.
(2)当点E、F分别在边、延长线上时(如图2),(1)中的结论是否仍然成立?若成立,请说明理由;若不成立,请写出、、之间的数量关系,并说明理由.
【变式训练3】阅读下面材料:
【原题呈现】如图1,在ABC中,∠A=2∠B,CD平分∠ACB,AD=2.2,AC=3.6,求BC的长.
【思考引导】因为CD平分∠ACB,所以可在BC边上取点E,使EC=AC,连接DE.这样很容易得到DEC≌DAC,经过推理能使问题得到解决(如图2).
【问题解答】(1)参考提示的方法,解答原题呈现中的问题;
(2)拓展提升:如图3,已知ABC中,AB=AC,∠A=20°,BD平分∠ABC,BD=2.3,BC=2.求AD的长.
类型三、一线三等角模型
应用:①通过证明全等实现边角关系的转化,便于解决对应的几何问题;
②与函数综合应用中有利于点的坐标的求解。
例1.如图1,,垂足分别为D,E.
(1)若,求的长.
(2)在其它条件不变的前提下,将所在直线变换到的外部(如图2),请你猜想三者之间的数量关系,并证明你的结论;
(3)如图3,将(1)中的条件改为:在中,,D,C,E三点在同一条直线上,并且有,其中α为任意钝角,那么(2)中你的猜想是否还成立?若成立,请证明;若不成立,请说明理由.
例2.在正方形中,点在射线上(不与点,重合),连接,,过点作,并截取(点,在同侧),连接.
(1)如图1,点在边上.
①依题意补全图1;
②用等式表示线段,,之间的数量关系,并证明;
(2)如图2,点在边的延长线上,其他条件均不变,直接写出线段,,之间的数量关系.
【变式训练1】通过对数学模型“K字”模型或“一线三等角”模型的研究学习,解决下列问题:
[模型呈现]如图1,,,过点B作于点C,过点D作于点E.求证:.
[模型应用]如图2,且,且,请按照图中所标注的数据,计算图中实线所围成的图形的面积为________________.
[深入探究]如图3,,,,连接,,且于点F,与直线交于点G.若,,则的面积为_____________.
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