内容正文:
项目9 有趣的“角含半角”
探究1
正方形中的“角含半角”
1. 如图1,在正方形ABCD中,∠EAF = 45°,点E,F分别在BC,CD上,连接EF.
(1)请写出BE,DF,EF之间的数量关系.
思路:
(1)如图解1,用“旋转法”或“截长补短法”构造△ABG ≌ △ADF,易得△AEG ≌ △AEF,所以BE + DF = EF.
(2)如图2,在图1的基础上,过点A作AH⊥EF交EF于点H,求证:EA平分∠BAH,FA平分∠DAH.
思路:
(2)由(1)可得∠AEF = ∠AEB,∠AFH = ∠AFD.易得△ABE ≌ △AHE,△ADF ≌ △AHF.所以∠BAE = ∠HAE,∠DAF = ∠HAF,所以EA平分∠BAH,FA平分∠DAH.
(3)如图3,当点E,F分别在CB和DC的延长线上时,写出BE,DF,EF之间的数量关系,并证明 .
思路:
(3)如图解2,
构造△ADG ≌ △ABE,
易得△AFE ≌ △AFG,
所以BE + EF = DG + GF = DF.
2. 拓广探究
如图4,在题1中图1的基础上连接BD,分别交AE,AF于点M,N.
(1)请写出BM,DN,MN之间的数量关系.
思路:
(1)如图解3,
构造△ABP ≌△ADN,连接PM,
可得AP = AN,∠PAM = ∠NAM,BP = DN,∠PBM = 90°,
易得△APM ≌ △ANM,可得PM = NM,
BM2 + BP2 = PM2,
所以BM2 + DN2 = MN2 .
(2)请写出图中所有与△AMN相似的三角形.
思路:
(2)如图解4,△AMN ∽ △AFE ∽ △DMA ∽ △BAN ∽ △BME ∽ △DFN.
(3)如图5,连接AC,FM.
求证:①△ABM ∽ △ACF.②△AMF为等腰直角三角形.
思路:
(3)①由∠BAM + ∠MAC = 45°,∠CAF + ∠MAC = 45°,可得∠BAM = ∠CAF,又因为∠ABM = ∠ACF = 45°,所以△ABM ∽ △ACF.
②由①可得△ABM ∽ △ACF,所以 = ,
又因为∠BAC = ∠MAF = 45°,
所以△AMF ∽ △ABC,
得出△AMF为等腰直角三角形.
解题通法
正方形中“角含半角”模型可以带来哪些结论?
1.基本图形:
结论:
(1)△AEF ≌ △AEG.
(2)EF = BE + DF.
(3)∠AEG = ∠AEF,∠AFE = ∠G = ∠AFD.
(4)C△CEF = 2BC.
(5).
解题通法
2.基本图形:
结论:
(1)AH = AB = AD.
(2)△ABE ≌ △AHE,△ADF ≌ △AHF.
解题通法
3.基本图形:
(1)△AMN ∽ △AFE ∽ △DMA ∽ △BAN ∽ △BME ∽ △DFN.
(2)△AMB ∽ △AFC.
(3)△AND ∽ △AEC.
(4)△AMF和△ANE是等腰直角三角形.
(5)M,N,F,E四点共圆.
(6)A,B,E,N四点共圆.
(7)A,D,F,M四点共圆.
探究2
其他图形中的“角含半角”
3. (1)如图1,在四边形ABCD中,AB = AD,∠B = ∠D = 90°,E,F分别是边BC,CD上的点,且∠EAF = ∠BAD.求证:EF = BE + FD.
思路:
(1)如图解1,用“旋转法”或“截长补短法”构造△ABG ≌ △ADF, 进而可得AG = AF,∠1 + ∠3 = ∠2 + ∠3 = ∠FAE,得出△AEG ≌ △AEF,所以 EF = BE + FD.
(2)如图2,在四边形ABCD中,AB = AD,∠B + ∠ADC = 180°,E,F分别是边BC,CD延长线上的点,连接AE,AF,EF,且∠EAF = ∠BAD,请写出线段EF,BE,FD之间的数量关系,并证明.
(2)EF = BE - FD. 如图解2,在BE上截取BG,使BG = DF,连接AG.
易得△ABG ≌ △ADF,
有AG = AF,∠BAG = ∠DAF,
易得∠GAE = ∠FAE,
所以△AEG ≌ △AEF,
所以EF = BE - FD.
4. 如图,在四边形ABCD中,AB = AD,∠B = ∠D = 90°,∠BAD = 120°,∠EAF = 60°,AE,AF分别与边BC,CD交于E,F两点,连接EF. 猜想EF,BE,DF存在怎样的数量关系?请说明理由.
思路:
如图解,将△ADF绕点A顺时针旋转120°得到△ABF',可得△ABF'≌ △ADF,
易证△AEF' ≌ △AEF,
所以EF = BE + DF.
解题通法
如何识别“角含半角”模型?遇到该模型时,如何添