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专题15 全等与相似模型-手拉手模型
全等三角形与相似三角形在中考数学几何模块中占据着重要地位。相似三角形与其它知识点结合以综合题的形式呈现,其变化很多,难度大,是中考的常考题型。如果大家平时注重解题方法,熟练掌握基本解题模型,再遇到该类问题就信心更足了。本专题就手拉手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
【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。
1)双等边三角形型
条件:如图1,△ABC和△DCE均为等边三角形,C为公共点;连接BE,AD交于点F。
结论:①△ACD≌△BCE;②BE=AD;③∠AFM=∠BCM=60°;④CF平分∠BFD。
图1 图2
2)双等腰直角三角形型
条件:如图2,△ABC和△DCE均为等腰直角三角形,C为公共点;连接BE,AD交于点N。
结论:①△ACD≌△BCE;②BE=AD;③∠ANM=∠BCM=90°;④CN平分∠BND。
3)双等腰三角形型
条件:△ABC和△DCE均为等腰三角形,C为公共点;连接BE,AD交于点F。
结论:①△ACD≌△BCE;②BE=AD;③∠ACM=∠BFM;④CF平分∠AFD。
图3 图4
4)双正方形形型
条件:△ABCFD和△CEFG都是正方形,C为公共点;连接BG,ED交于点N。
结论:①△△BCG≌△DCE;②BG=DE;③∠BCM=∠DNM=90°;④CN平分∠BNE。
例1.(2022·北京东城·九年级期末)如图,在等边三角形ABC中,点P为△ABC内一点,连接AP,BP,CP,将线段AP绕点A 顺时针旋转60°得到 ,连接 .(1)用等式表示 与CP的数量关系,并证明;(2)当∠BPC=120°时, ①直接写出 的度数为 ;
②若M为BC的中点,连接PM,请用等式表示PM与AP的数量关系,并证明.
例2.(2022·黑龙江·中考真题)和都是等边三角形.
(1)将绕点A旋转到图①的位置时,连接BD,CE并延长相交于点P(点P与点A重合),有(或)成立;请证明.(2)将绕点A旋转到图②的位置时,连接BD,CE相交于点P,连接PA,猜想线段PA、PB、PC之间有怎样的数量关系?并加以证明;(3)将绕点A旋转到图③的位置时,连接BD,CE相交于点P,连接PA,猜想线段PA、PB、PC之间有怎样的数量关系?直接写出结论,不需要证明.
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.(2022·重庆忠县·九年级期末)已知等腰直角与有公共顶点.
(1)如图①,当点在同一直线上时,点为的中点,求的长;
(2)如图②,将绕点旋转,点分别是的中点,交于,交于.①猜想与的数量关系和位置关系,并证明你猜想的结论;②参考图③,若为的中点,连接,在旋转过程中,线段的最小值是多少(直接写出结果).
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