内容正文:
专题05 全等三角形40道压轴题型专训
【全等三角形40道压轴题型专训(江苏地区专用)】
一、单选题
1.(23-24七年级下·江西吉安·期末)如图,在和中,与相交于点,与相交于点,与相交于点,,,.给出下列结论:①;②;③;④.其中正确的结论是( )
A.①③④ B.①②③④ C.①②③ D.①②④
2.(22-23七年级下·江苏南通·期末)如图,在中,,高与角平分线相交于点,的平分线分别交,于点,,连接,下列结论:①;②;③;④,其中所有正确结论的序号是( )
A.①②④ B.②③ C.③④ D.②③④
3.(23-24八年级上·江苏宿迁·阶段练习)如图,在锐角三角形中,是边上的高,分别以为一边,向外作正方形和(正方形四条边都相等,四个角都是直角),连接和与的延长线交于点,下列结论:①;②;③是的中线;④.其中正确结论的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
4.(23-24八年级上·江苏南京·期末)如图,正五边形中,点是边的中点,的延长线交于点,点是上一个动点,点是上一个动点,当的值最小时,( )
A. B. C. D.
5.(23-24八年级上·江苏宿迁·期末)如图,已知,,为平面内一动点,,为上一点,,上两点,,.下面能表示最小值的线段是( )
A.线段 B.线段 C.线段 D.线段
6.(23-24八年级上·江苏苏州·阶段练习)如图所示,中,,M、N分别为、上动点,且,连、,当最小时,( ).
A.2 B. C. D.1
7.(23-24八年级上·江苏镇江·期中)如图,在四边形中,平分,,,,则面积的最大值为( )
A. B. C. D.
8.(23-24八年级上·江苏徐州·期中)如图,,,于点B,于点D,E、F分别是、上的点,且,下列结论中①, ②, ③平分,④平分, ⑤.其中正确的结论是( )
A.④⑤ B.①② C.③⑤ D.①②③
9.(22-23八年级上·江苏常州·期末)如图,在中,,于点,平分,且于点,与相交于点,于点,交于点.下列结论:①;②;③;④.其中正确的是( )
A.①② B.①③ C.①②③ D.①②③④
10.(22-23八年级下·江苏连云港·期末)如图,在四边形中,,,,点从点出发,以的速度向点运动,点从点同时出发,以相同的速度向点运动,当其中一个动点到达端点时,两个动点同时停止运动,设点的运动时间为(单位:),下列结论①当时,四边形为矩形;②当时,四边形为平行四边形;③当时,或;④当时,或。其中结论正确的个数有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
二、填空题
11.(23-24七年级下·江苏盐城·期中)如图,在中,,的角平分线,相交于点P,过P作交的延长线于点F,交于点H,则下列结论①;②;③;④;⑤,正确的序号是 .
12.(23-24七年级下·江苏无锡·期中)在中,于E,于D,交于F,平分交延长线于M,连接,.若,,,则 .
13.(23-24八年级上·江苏苏州·期中)如图,在中,,,、是斜边上两点,过点作,垂足是,过点作,垂足是.交于点,连接,其中.下列结论:①;②;③若,.则;④.其中正确的是 (填序号).
14.(2024八年级·全国·竞赛)如图,,,,与交于点,连接,则的度数为 .
15.(23-24八年级上·江苏常州·期末)如图,中,,,,点以每秒1个单位的速度按的路径运动,点以每秒2个单位的速度按的路径运动,在运动过程中过点作于点,点作于点,两点同时出发,只要一个点到达终点两点即同时停止运动.设运动秒时,则的值是 .
16.(2024八年级·全国·竞赛)如图,中,,是中线,设,则x的取值范围是 .
17.(23-24八年级上·江苏南京·期末)我们把两个不全等但面积相等的三角形叫做一对偏等积三角形.已知与是一对面积都等于的偏等积三角形,且,,那么的长等于 (结果用含和的代数式表示).
18.(23-24八年级上·江苏徐州·期末)如图,在中,,,,在边上取一点,连接,且,若,,则的长为 .
19.(21-22八年级上·江苏常州·开学考试)如图,在中,,,.点P从点A出发,沿折线以每秒1个单位长度的速度向终点B运动,点Q从点B出发沿折线以每秒3个单位长度的速度向终点A运动,P、Q两点同时出发.分别过P、Q两点作于E,于F,设运动时间为t,当与全等时,t的值为 .
20.(23-24八年级上·江苏苏州·期末)如图,动点与线段构成,其边长满足,,.点在的平分线上,且,则的取值范围是 ,的面积的最大值为 .
三、解答题
21.(23-24七年级下·江苏泰州·期末)已知:中,为直线上一动点,连接,在直线右侧作,且.
(1)如图1,当点在线段上时,过点作于,求证:;
(2)如图2,当点在线段的延长线上时,连接交直线于点.试探究与的数量关系,并说明理由.
(3)当点在射线上时,连接交直线于点,若,求的值.
22.(23-24七年级下·江苏镇江·期末)问题背景:
如图1,在四边形中,,,,E,F分别是,上的点,且.探究图中线段,,之间的数量关系.
(1)小王同学探究此问题的方法:延长到点G,使,连接.先证明,再证明,可得出结论,他的结论应是________.
探索延伸:
(2)如图2,在四边形中,,,E,F分别是,上的点,且,判断上述结论是否仍然成立,并说明理由.
实际应用:
(3)如图3,在某次军事演习中,舰艇甲在指挥中心(O处)北偏西的A处,舰艇乙在指挥中心南偏东的B处,并且两舰艇到指挥中心的距离相等,接到行动指令后,舰艇甲向正东方向以60海里/时的速度前进,同时舰艇乙沿北偏东的方向以80海里/时的速度前进,小时后,指挥中心观测到甲、乙两舰艇分别到达E,F处,且两舰艇之间的夹角为.试求此时两舰艇之间的距离.
23.(2024七年级下·江苏泰州·专题练习)在四边形中,,,,、分别是,上的点,且,在探究图1中线段,,之间的数量关系过程中.
(1)你尝试添加了怎样的辅助线?成功了吗?(真实大胆作答即可得分)
(2)小亮同学认为:延长到点,使,连接,先证明,再证明,即可得出,,之间的数量关系是 .
(3)如图3,在四边形中,,,、分别是,上的点,且,上述结论是否仍然成立?并证明;
24.(23-24七年级下·江苏苏州·期末)综合与实践:
在中,,,点C在直线l上,点A、B在直线l的同侧,过点A作于点D.
(1)问题情境:如图1,在直线l上取点E,使.则与的数量关系是_________________,此时之间的数量关系是_________________.
(2)探究证明:如图2,在直线l上取点F,使,猜想与的数量关系,并说明理由.
(3)拓展延伸:在直线l上任取一点P,连接,以点P为直角顶点作等腰直角三角形,作于点N,请直接写出在图3、图4中之间的数量关系.
25.(23-24七年级下·江苏连云港·期末)【新知情境】如图1,在中,,点分别在上.若边上存在一点,满足,则称点是的“一线三等角点”.
【理解新知】
(1)如图2,在中,,是边上的高,是中边上的高.求证:点是的“一线三等角点”;
(2)如图1,在“新知情境”的条件和结论下,求证:;
【操作探究】
(3)如图3,在中,,点分别在上.点在内,且.
①由于点不在上,所以点不是的一个“一线三等角点”.小明想沿着方向,将平移到上,使得点的对应点为点,平移后的的边与的交点为点.请用无刻度的直尺和圆规作出;(不写作法,保留清晰的作图痕迹,标明字母)
②如图4,若,与的角平分线所在直线交于点.直接写出与之间的数量关系.
26.(23-24七年级下·江苏无锡·期末)综合与实践:
(1)如图1是小华设计的一个角平分仪,其中(,.将点O放在角的顶点,和沿着角的两边放下,沿画一条射线,则射线就是这个角的平分线,请证明此仪器的合理性.
(2)如图2,在中,,、分别是和的平分线,、相交于点 G.
①求的度数;
②如图3,在上截取,在上截取.若为等腰三角形,则的度数为 .
27.(23-24七年级下·江苏镇江·期末)综合与探究
如图,在长方形中,,,,点E在线段上以的速度由点B向点C运动,同时点F在线段上由点C向点D运动,它们运动的时间为.
(1)______cm(用含t的代数式表示);
(2)若点F的运动速度与点E的运动速度相同,当时,判断线段和的数量关系和位置关系,并说明理由;
(3)若点F的运动速度为,是否存在v的值,使得与全等?若存在直接写出v的值;若不存在,请说明理由.
28.(23-24七年级下·江苏宿迁·阶段练习)在两个不全等的三角形中,有两组边对应相等,其中一组是公共边,另一组等边所对的角对应相等,就称这两个三角形为“共边黄金三角形”,相等的边(非公共边)所对的相等的角称为“黄金角”.
(1)如图,,则与______“共边黄金三角形”.(填“是”或“不是”)
(2)如图,与是“共边黄金三角形”,,则与的“黄金角”的度数为______.
(3)如图,已知平分,,与是“共边黄金三角形”,试说明.
29.(23-24七年级下·江苏南通·期末)如图,在中,,高、相交于点,,且.
(1)请说明的理由;
(2)动点从点出发,沿线段以每秒个单位长度的速度向终点运动,动点从点出发沿射线以每秒个单位长度的速度运动,、两点同时出发,当点到达点时,、两点同时停止运动.设点的运动时间为秒,求当为何值时,的面积为.
(3)在(2)的条件下,点是直线上的一点且.当为何值时,以点、、为顶点的三角形与以点、、为顶点的三角形全等?请直接写出符合条件的值.
30.(23-24七年级下·江苏连云港·阶段练习)(1)某学习小组在探究三角形全等时,发现了下面这种典型的基本图形.如图1,已知:在中,,,直线l经过点A,直线l,直线l,垂足分别为点D、E.证明:.
(2)组员小刘想,如果三个角不是直角,那结论是否会成立呢?如图2,将(1)中的条件改为:在中,,D、A、E三点都在直线l上,并且有,其中α为任意锐角或钝角.请问结论是否成立?如成立,请你给出证明;若不成立,请说明理由.
(3)数学老师赞赏了他们的探索精神,并鼓励他们运用这个知识来解决问题:如图3,过的边、向外作正方形和正方形,是边上的高,延长交于点I,求证:I是的中点.
31.(23-24八年级下·辽宁锦州·期中)【发现问题】(1)数学活动课上,王老师提出了如下问题:如图1,在中,,,求边上的中线的取值范围.
【探究方法】第一小组经过合作交流,得到了如下的解决方法:
①延长到E,使得;
②连接,通过三角形全等把转化在中;
③利用三角形的三边关系可得的取值范围为,从而得到的取值范围是 .
方法总结:解题时,条件中若出现“中点”、“中线”字样,可以考虑倍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集合到同一个三角形中.
【问题解决】
(2)如图2,是中线,是的中线,且,下列四个选项中:直接写出所有正确选项的序号是 .
①;②;③;④;
【问题拓展】
(3)如图3,,与互补,连接,E是的中点,求证: .
(4)如图4,在(3)的条件下,若,延长交于点F,,,求的面积.
32.(23-24七年级下·四川成都·期中)如图1,在中,,点D在的延长线上,连接,.
(1)求证:;
(2)如图2,若点F为的中点,的延长线交于点G,求证:;
(3)在(2)的条件下,若,求的面积.
33.(23-24七年级下·江西萍乡·阶段练习)如图,在中,,,射线,的夹角为,过点作于点F,直线交于点,连接.
(1)如图1,射线,都在的内部.
①设,则 (用含的式子表示);
②作点关于直线的对称点,求证:;
(2)如图2,射线在的内部,射线在的外部,其他条件不变,用等式表示线段,,之间的数量关系,并证明.
34.(2024·吉林长春·一模)【发现问题】数学兴趣小组在活动时,老师提出了这样的一个问题:
如图①,在中,,,第三边上的中线,则的取值范围是____.
【探究方法】小明同学通过组内合作交流,得到了如下解决方法:
(1)如图②,延长至点,使得,连结,根据“”可以判定__________,得出.在中,,,,故中线的长x的取值范围是_______.
【活动经验】当条件中出现“中点”,“中线”等条件时,可以考虑将中线延长一倍,构造全等三角形,把分散的已知条件和所求的问题集中到同一个三角形中,进而解决问题,这种作辅助线的方法叫做“倍长中线”法.
【问题解决】(2)如图③,已知,,,连接和,点是的中点,连接.求证:.小明发现,如图④,延长至点,使,连接,通过证明,可推得.
下面是小明的部分证明过程:
证明:延长至点,使,连接,
∵点是的中点,
∴.
∵,,
∴,
∴,,
∴,.
请你补全余下的证明过程.
【问题拓展】(3)如图⑤,在和中, ,,,点M,N分别是和的中点.若,,则MN的取值范围是 .
35.(23-24七年级下·辽宁沈阳·期中)已知,在等腰直角三角形中,,,,点D是线段上一点,点D不与点B,点C重合,连接,以为一边作,,,且点E与点D在直线两侧,与交于点H,连接.
(1)如图1,求证:.
(2)如图2,在的延长线上取一点F,当时,求证:.
(3)过点A作直线的垂线,垂足为G,当时,直接写出与的面积比.
36.(23-24七年级下·辽宁沈阳·期中)数学兴趣小组在活动时,老师提出了这样,一个问题:
如图1:在中,,,D是的中点,求边上的中线的取值范围.
【问题初探】:
第一小组经过合作交流,得到如下解决方法:如图2延长至E.使得,连接.利用三角形全等将线段转移到线段,这样就把线段,,集中到中.利用三角形三边的关系即可得到中线的取值范围,
第二小组经过合作交流,得到另一种解决方法:如图3过点B作的平行线交的延长线于点F,利用三角形全等将线段转移到,同样就把线段,,集中到中,利用三角形三边的关系即可得到中线的取值范围.
(1)请你选择一个小组的解题思路.写出证明过程
【方法感悟】
当条件中出现“中点”“中线”等条件时,可考虑将中线延长一倍或者作一条边的平行线.构造出“平行八字型”全等三角形;这样就把分散的已知条件和所证的结论集中到一个三角形中,顺利解决问题
【类比分析】
(2)如图4:在中,,,是的中线,,且.求的长度.
【思维拓展】
(3)如图5:在中,于点F在右侧作,且,在的左侧作,且,连接,延长交于点O,证明O为中点.
37.(23-24七年级下·陕西西安·期中)发现问题
(1)已知,如图①,在四边形中,E在上,,,若,,则 .
探究问题
(2)如图②,已知长方形的周长为36,,点E为边上一点,分别交于点G,交于点F,且,求四边形的面积.
解决问题
(3)如图③,中,,,,,以为边在其左上方作正方形,垂直于延长线于点D,连接,M、N分别为上两动点,连接,,,当的值最小时,求多边形的面积.(注:四边相等,四个角是直角的四边形是正方形,正方形是轴对称图形,对角线是其一条对称轴)
38.(23-24七年级下·陕西咸阳·期中)【问题探究】
(1)在中,,的平分线交于点,于点.
①如图1,试说明;
②如图2,点是线段上一点,连接,且,判断与之间的数量关系,并说明理由;
【问题解决】
(2)如图2,是某市的一块空地,,点、E、分别在边、、上,、和是三条小路(小路宽度忽略不计),且满足平分,,.现要在区域内种植鲜花,已知区域的面积为,,,求种植鲜花的面积(即的面积).
39.(23-24七年级下·陕西西安·期中)在四边形中,,,是上一点,是延长线上一点,且.
(1)试说明:;
(2)在图中,若,,在上且,试猜想、、之间的数量关系并证明所归纳结论;
(3)若,,G在上,满足什么条件时,(2)中结论仍然成立?(只写结果不要证明).
40.(2024·贵州·模拟预测)模型的发现:
如图
(1)如图1,在中,, , 直线经过点,且两点在直线的同侧,, ,垂足分别为点,请直接写出和的数量关系;
(2)模型的迁移1:位置的改变
如图2,在(1)的条件下,若两点在直线的异侧, 请说明和的数量关系,并证明;
(3)模型的迁移2:角度的改变
如图3,在(1)的条件下,若三个直角都变为了相等的钝角, 即,其中,(1)的结论还成立吗?若成立 ,请你给出证明 ;若不成立,请说明和的关系 ,并证明.
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专题05 全等三角形40道压轴题型专训
【全等三角形40道压轴题型专训(江苏地区专用)】
一、单选题
1.(23-24七年级下·江西吉安·期末)如图,在和中,与相交于点,与相交于点,与相交于点,,,.给出下列结论:①;②;③;④.其中正确的结论是( )
A.①③④ B.①②③④ C.①②③ D.①②④
【答案】A
【分析】本题考查了两个全等三角形的判定及性质,根据已知条件判定两个三角形全等,可得到对应边及对应角相等,据此可判断①③,再结合条件证明两个三角形全等,可得到④,即可求得结果,灵活运用两个全等三角形的条件及性质是解题的关键.
【详解】解:∵,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴①③都正确,
在中,
,
∴,
故④正确,
根据已知条件无法证明②是否正确,
故①③④正确,
故选:A.
2.(22-23七年级下·江苏南通·期末)如图,在中,,高与角平分线相交于点,的平分线分别交,于点,,连接,下列结论:①;②;③;④,其中所有正确结论的序号是( )
A.①②④ B.②③ C.③④ D.②③④
【答案】B
【分析】根据已知条件无法判定与相等,进而可对结论进行判断;
先根据角平分线的定义得,进而得,,,据此可对结论进行判断;
先证和全等得,然后根据平角的定义得,据此可对结论进行判断;
根据为的高得:,,根据已知条件无法判定与相等,对此可对结论进行判断.
此题主要考查了三角形的内角和定理,全等三角形的判定和性质,角平分线的定义等,解答此题的关键是准确识图,熟练掌握三角形的内角和定理、全等三角形的判定方法和三角形的面积公式.
【详解】根据已知条件无法判定与相等,
无法判定与相等,
结论不正确;
是的角平分线,
,
为的高,,
,,
又,
,
结论正确;
由结论正确得:,
平分,
,
在和中,
,,,
,
,
,
,
,
即:,
结论正确;
为的高,
,,
根据已知条件无法判定与相等,
无法判定与相等,
结论不正确.
综上所述:正确的结论是.
故选:B.
3.(23-24八年级上·江苏宿迁·阶段练习)如图,在锐角三角形中,是边上的高,分别以为一边,向外作正方形和(正方形四条边都相等,四个角都是直角),连接和与的延长线交于点,下列结论:①;②;③是的中线;④.其中正确结论的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】D
【分析】本题考查了正方形的性质的运用,全等三角形的判定及性质的运用,在解答时作辅助线的延长线于P,过点G作于Q构造出全等三角形是难点,运用全等三角形的性质是关键,分析题意,根据正方形的性质可得可求出,由“边角边”可得,可判断①是否正确;设、相交于点N,由可得,即可判断②的正确性;根据同角的余角相等求出,再证明,根据全等三角形性质即可判断④是否正确;证明,根据全等三角形的对应边相等即可判断③是否正确,从而完成解答.
【详解】解:在正方形和中,,,
,即,
在和中,,,
,
,故①正确;
设相交于点N,
,
,
,
,
,故②正确;
过点G作于Q,过点E作的延长线于P,如图所示:
,
,
,
,
,
在和中,
,,
,
,故④正确;
同理可得,
,
在和中,
,,
,
,
是的中线,故③正确.
综上所述,①②③④结论都正确,共4个.
故选:D.
4.(23-24八年级上·江苏南京·期末)如图,正五边形中,点是边的中点,的延长线交于点,点是上一个动点,点是上一个动点,当的值最小时,( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了正多边形的定义,全等三角形的判定与性质等知识.连接,,,,根据全等三角形的判定与性质可得,则当E、P、M三点共线,且时,的值最小,过点E作于H,交于,分别求出和的度数,然后利用三角形外角的性质求解即可.
【详解】解:连接,,,,
∵正五边形,
∴,,
∵点是边的中点,
∴,
∴,
∴,
又,,
∴,
∴,
∴
∴,
∴,
∴当E、P、M三点共线,且时,的值最小,
过点E作于H,交于,
同理可求,
∴,
即当的值最小时,.
故选:C.
5.(23-24八年级上·江苏宿迁·期末)如图,已知,,为平面内一动点,,为上一点,,上两点,,.下面能表示最小值的线段是( )
A.线段 B.线段 C.线段 D.线段
【答案】B
【分析】连接,根据, , , ,证明 ,结合,证明,得到,根据,得到 的最小值为的长.
本题主要考查了全等三角形,线段和的最小值.熟练掌握全等三角形的判定和性质,三角形三边关系,是解决问题的关键.
【详解】如图,连接,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵, ,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴的最小值为的长.
故选:B.
6.(23-24八年级上·江苏苏州·阶段练习)如图所示,中,,M、N分别为、上动点,且,连、,当最小时,( ).
A.2 B. C. D.1
【答案】D
【分析】过B点在下方作,且,链接,,先证明,即有,则,当A、M、H三点共线时,值最小,再证明,问题随之得解.
【详解】如图,过B点在下方作,且,链接,,
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
当A、M、H三点共线时,值最小,
如图,
此时∵,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
故选:D.
【点睛】本题主要考查了全等三角形的判定与性质,作出辅助线,构造全等三角形是解答本题的关键.
7.(23-24八年级上·江苏镇江·期中)如图,在四边形中,平分,,,,则面积的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了全等三角形的判定和性质,垂线段最短,分别延长与交于点,作交延长线于点,可证明,得到,求面积最大值转化成求线段的最大值即可,解题的关键是作出辅助线,构造出全等三角形.
【详解】分别延长与 交于点, 作交 延长线于点 ,
∵平分, ,
∴,,
又∵,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴当点重合时,最大,最大值为,
∴,
故选:.
8.(23-24八年级上·江苏徐州·期中)如图,,,于点B,于点D,E、F分别是、上的点,且,下列结论中①, ②, ③平分,④平分, ⑤.其中正确的结论是( )
A.④⑤ B.①② C.③⑤ D.①②③
【答案】C
【分析】由E、F分别是上的任意点,可知与不一定相等,与也不一定全等,可判断①错误,②错误;延长到点G,使,连接,先证明,得,由,可以推导出,则,即可证明,得,因为,所以,可判断③正确,因为,所以,可判断⑤正确;由平分结合,推出与题干互相矛盾,可得④错误.
【详解】解:∵E、F分别是上的任意点,
∴与不一定相等,故①错误;
∵于点于点D,
∴,
∵,
∴的另一个条件是,
∵与不一定相等,
∴与不一定全等,故②错误;
延长到点G,使,连接,则,
∴,
在和中,
,
∴,
∴
∵,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴
∴,
∴平分,故③⑤正确;
若平分,而,
∴,与题干信息矛盾,故④错误;
故选C
【点睛】此题重点考查角平分线的定义,线段的和差运算,角的和差运算,全等三角形的判定与性质等知识,正确地作出辅助线并且证明是解题的关键.
9.(22-23八年级上·江苏常州·期末)如图,在中,,于点,平分,且于点,与相交于点,于点,交于点.下列结论:①;②;③;④.其中正确的是( )
A.①② B.①③ C.①②③ D.①②③④
【答案】C
【分析】根据可得出 , 利用判定,从而得出.则,即; 再利用判定 , 得出又因为所以 连接.因为是等腰直角三角形, 即.又因为,那么垂直平分.即.在中, 是斜边, 是直角边, 所以.即.
【详解】解:∵,
∴是等腰直角三角形,
∴,故①正确;
在和中,
∵,, 且,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∵,
∴,故②正确;
在和中
∵平分,
∴,
又∵,,
∴,
,
又由,知,
∴,故③正确;
连接,
∵是等腰直角三角形,
∴,
又,
∴垂直平分,
∴,
在中,
∵是斜边,是直角边,
∴,
∵,
∴,故④错误;
综上分析可知,正确的是①②③.
故选:.
【点睛】本题考查三角形全等的判定方法,判定两个三角形全等的一般方法有:.在复杂的图形中有的角,有垂直,往往要用到等腰直角三角形,要注意掌握并应用此点.
10.(22-23八年级下·江苏连云港·期末)如图,在四边形中,,,,点从点出发,以的速度向点运动,点从点同时出发,以相同的速度向点运动,当其中一个动点到达端点时,两个动点同时停止运动,设点的运动时间为(单位:),下列结论①当时,四边形为矩形;②当时,四边形为平行四边形;③当时,或;④当时,或。其中结论正确的个数有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】A
【分析】根据题意,表示出,,和的长,当四边形为矩形时,根据,列出方程求解即可;当四边形为平行四边形时,根据,列出方程求解即可;当时,分两种情况:四边形是平行四边形时;四边形是等腰梯形,分别列方程求解即可.
【详解】解:根据题意,可得,,
∵,,
∴,,
当四边形为矩形时,,
即,解得,故①不正确;
当四边形为平行四边形时,则,
即,解得,故②不正确;
当时,分两种情况:
当四边形是平行四边形时,则,
即,解得,
当四边形是等腰梯形时,
过点作于点,过点作于点,如图所示,
则,
∵,,
∴,
∴,
∴,
又,,,
∴,
即,
解得,
综上可得,当时,或,
故③错误,④正确,
∴正确的结论有个.
故选:
【点睛】本题考查了矩形的性质和判定,平行四边形的性质和判定,全等三角形的判定和性质,涉及动点问题,用含的代数式表示各线段的长度是解题的关键.
第II卷(非选择题)
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二、填空题
11.(23-24七年级下·江苏盐城·期中)如图,在中,,的角平分线,相交于点P,过P作交的延长线于点F,交于点H,则下列结论①;②;③;④;⑤,正确的序号是 .
【答案】①②④⑤
【分析】根据直角三角形两锐角互余可得,再根据角平分线的定义可得,根据三角形内角和定理则可判断结论①;证明,可判断结论②;无法得出结论③;证明,可判断结论④;连接,,证明,结合全等的性质可得,,,最后根据进行恒等变换后即可判断结论⑤.
【详解】解:在中,,
∴,
又∵、分别平分、,
∴,
,,
∴,故结论①正确;
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,,,故结论②正确;
∴,
无法得出,故结论③错误;
在和中,
,
∴,
∴,,
∴,故结论④正确;
连接,,
∵,,,
∴,,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴
,故结论⑤正确.
故答案为:①②④⑤.
【点睛】本题考查直角三角形两锐角互余,角平分线的定义,全等三角形的判定和性质,等边对等角,平行线的判定等知识点.证明三角形全等是解题的关键.
12.(23-24七年级下·江苏无锡·期中)在中,于E,于D,交于F,平分交延长线于M,连接,.若,,,则 .
【答案】
【分析】本题考查了全等三角形的判定和性质,根据题意证明,,,得出,.进而根据得出,,根据得出,根据,即可求解.
【详解】解:∵,
∴,
∵平分
∴,
又∵
∴,
∴
∵于E,于D,
∴,,
∴
又∵
∴,
∴.
∵,
∴.
∴.
∴.
∴,.
∴.
∵,
∴.
∵,
∴,
∴.
故答案为:.
13.(23-24八年级上·江苏苏州·期中)如图,在中,,,、是斜边上两点,过点作,垂足是,过点作,垂足是.交于点,连接,其中.下列结论:①;②;③若,.则;④.其中正确的是 (填序号).
【答案】①③④
【分析】由证明,故①正确;得,,再由三角形的三边关系得,得,故②不正确;然后证,得,由三角形的面积关系,故③正确,最后由全等三角形的性质得,则,故④正确;即可得出答案.
【详解】解:,,
,
,,
,
,,
,,
在和中,
,
,故①正确;
,,
,,,
,故②不正确;
在和中,
,
,
,
,
,故③正确,
,
,
,故④正确;
故答案为:①③④.
【点睛】本题考查了全等三角形的判定与性质、等腰直角三角形的性质、三角形的三边关系以及三角形面积等知识;熟练掌握等腰直角三角形的判定与性质,证明和是解题的关键.
14.(2024八年级·全国·竞赛)如图,,,,与交于点,连接,则的度数为 .
【答案】/70度
【分析】本题考查了全等三角形的判定与性质,三角形内角和定理,构造全等三角形是解答本题的关键.过点A作于点M,于点N,根据手拉手模型证明,得到,然后证明,得到,,进一步推得,再证明,可得,最后根据三角形内角和定理即得答案.
【详解】过点A作于点M,于点N,
,
,
,,
,
,
,,
,
,,
,
即,
,,,
,
,
.
故答案为:.
15.(23-24八年级上·江苏常州·期末)如图,中,,,,点以每秒1个单位的速度按的路径运动,点以每秒2个单位的速度按的路径运动,在运动过程中过点作于点,点作于点,两点同时出发,只要一个点到达终点两点即同时停止运动.设运动秒时,则的值是 .
【答案】或
【分析】本题考查全等三角形的判定与性质、垂线的定义、一元一次方程的应用,分类讨论:①当点P在上,点Q在上,②当点P在上,点Q在上,③点P与Q重合在上,根据题意结合全等三角形的性质得出,再分别用t表示出和的长,列出等式,解出即可,熟练掌握全等三角形的判定与性质,并利用分类讨论的思想是解决问题的关键.
【详解】(1)当P点在上,点Q在上,如图1,
则,, ,,
∵,
∴ ,
即,
解得:,
即P点运动6秒;
(2)当点P在上,点Q在上,如图2,
则,,
∵,
∴,
即,
解得,
此时不符合题意;
(3)点P与Q重合在上,如图3,
则,,
∴,
即,
解得:,
∴综上可知:或,
故答案为:或.
16.(2024八年级·全国·竞赛)如图,中,,是中线,设,则x的取值范围是 .
【答案】
【分析】延长至点E,使,连接,根据中线性质得到,根据,推出,得到,根据三角形三边关系得到,即得.本题主要考查了三角形.熟练掌握三角形三边关系,全等三角形的判定和性质,线段中线性质 ,是解决问题的关键.
【详解】延长至点E,使,连接,
∵是中线,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵在中,,
即,
∴.
故答案为:.
17.(23-24八年级上·江苏南京·期末)我们把两个不全等但面积相等的三角形叫做一对偏等积三角形.已知与是一对面积都等于的偏等积三角形,且,,那么的长等于 (结果用含和的代数式表示).
【答案】
【分析】本题考查全等三角形的判定和性质、等腰三角形的性质、三角形的面积等知识,由面积相等可得相应等式,作出三角形的高,作出辅助线构造三角形全等,证明三角形全等是是解题的关键.
【详解】解:如图:,过作于,过作 交延长线于,延长到使
,
,
,
,
.
故答案为:.
18.(23-24八年级上·江苏徐州·期末)如图,在中,,,,在边上取一点,连接,且,若,,则的长为 .
【答案】
【分析】过点作,交的延长线于,首先证明,再,得,,再根据高相等的两个三角形面积比等于底之比解决问题.
【详解】如图,过点作交的延长线于点,
.
,
,
.
在和中,
,
,,.
在和中,
,
,
,.
,
,
,
.
,
.
,
,
,
,
故答案为.
【点睛】本题考查全等三角形的判定与性质,平行线的性质以及三角形面积等知识.正确作出辅助线构造全等三角形是解题的关键.
19.(21-22八年级上·江苏常州·开学考试)如图,在中,,,.点P从点A出发,沿折线以每秒1个单位长度的速度向终点B运动,点Q从点B出发沿折线以每秒3个单位长度的速度向终点A运动,P、Q两点同时出发.分别过P、Q两点作于E,于F,设运动时间为t,当与全等时,t的值为 .
【答案】1秒,或3.5秒,或12秒
【分析】根据于E,于F,得到与都是直角三角形,当与全等时,得到,分三种情况讨论求解即可,当P在上,Q在上时,根据,,得到,解得;当P、Q在上重合时,根据,,得到,解得:当Q到达A点后,点P运动到上时,根据,得到.满足条件的t值为1秒,或3.5秒,或12秒.
本题主要考查了全等三角形,熟练掌握全等三角形的性质定理,分类讨论,是解题的关键.
【详解】∵于E,于F,
∴,
∴与都是直角三角形,
∴当与全等时,,
当P在上,Q在上时,
∵,,,,
∴,,
∴,
解得;
当P、Q在上重合时,,,
∴,
解得:
当Q到达A点后,点P运动到上时,,
∴.
综上,当与全等时,满足条件的t值为1秒,或3.5秒,或12秒.
故答案为:1秒,或3.5秒,或12秒.
20.(23-24八年级上·江苏苏州·期末)如图,动点与线段构成,其边长满足,,.点在的平分线上,且,则的取值范围是 ,的面积的最大值为 .
【答案】
【分析】在中,由三角形三边关系“在一个三角形中,任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边”可知,代入数值即可确定的取值范围;延长交于点,首先利用“”证明,由全等三角形的性质可得,,进而可求得,结合三角形中线的性质易知,确定面积的最大值,即可获得答案.
【详解】解:∵在中,,
∴,
解得;
如下图,延长交于点,
∵为的平分线,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∵,
∴,
当时,的面积取最大值,
即,
∴.
故答案为:,.
【点睛】本题主要考查了三角形三边关系、解一元一次不等式、角平分线、全等三角形的判定与性质、三角形中线的性质等知识,熟练掌握相关知识,正确作出辅助线是解题关键.
三、解答题
21.(23-24七年级下·江苏泰州·期末)已知:中,为直线上一动点,连接,在直线右侧作,且.
(1)如图1,当点在线段上时,过点作于,求证:;
(2)如图2,当点在线段的延长线上时,连接交直线于点.试探究与的数量关系,并说明理由.
(3)当点在射线上时,连接交直线于点,若,求的值.
【答案】(1)见解析
(2),见解析
(3)或
【分析】本题主要考查了全等三角形的判定和性质,同角的余角相等,三角形的面积计算;
(1)求出,即可利用证明;
(2)作交的延长线于点,求出,证明,可得,然后再证即可;
(3)分情况讨论:当点在的延长线上时,作交的延长线于点,求出,证明,可得,,然后求出,再证,可得,设,表示出和,然后根据三角形的面积公式列式即可;当点在线段上时,同理求解即可.
【详解】(1)证明:如图1,
,,,
,
,
在和中,,
;
(2);
理由:如图2,作交的延长线于点,
,,,
,,
在和中,,
,
,
在和中,,
,
;
(3)解:如图3,当点在的延长线上时,作交的延长线于点,则,
,
,
在和中,,
,
,,
,
,
,
,
在和中,,
,
,
设,则,
,
,
,
,,
,
的值为;
如图4,当点在线段上时,设,则,
,
,
,
,,
,
综上所述,的值为或.
22.(23-24七年级下·江苏镇江·期末)问题背景:
如图1,在四边形中,,,,E,F分别是,上的点,且.探究图中线段,,之间的数量关系.
(1)小王同学探究此问题的方法:延长到点G,使,连接.先证明,再证明,可得出结论,他的结论应是________.
探索延伸:
(2)如图2,在四边形中,,,E,F分别是,上的点,且,判断上述结论是否仍然成立,并说明理由.
实际应用:
(3)如图3,在某次军事演习中,舰艇甲在指挥中心(O处)北偏西的A处,舰艇乙在指挥中心南偏东的B处,并且两舰艇到指挥中心的距离相等,接到行动指令后,舰艇甲向正东方向以60海里/时的速度前进,同时舰艇乙沿北偏东的方向以80海里/时的速度前进,小时后,指挥中心观测到甲、乙两舰艇分别到达E,F处,且两舰艇之间的夹角为.试求此时两舰艇之间的距离.
【答案】(1);(2)仍然成立,理由见解析;(3)此时两舰艇之间的距离是210海里
【分析】该题主要考查了全等三角形的性质和判定,解题的关键是证明三角形全等;
问题背景:延长到点,使,连接,证明,在证明,得出,得到答案;
探索延伸:连接,延长相交于点,利用全等三角形的性质证明.
实际应用:如图3,连接,延长相交于点,首先证明,,利用结论求解即可.
【详解】解:(1)由题意:
∴,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
,
,
故答案为:.
(2)仍然成立.
理由:如图1,延长到点G,使,连接.
∵,,
∴.
在和中,
,
∴,
∴,.
∵,
∴.
在和中,
,
∴,
∴.
∵,
∴.
图1
(3)如图2,连接,延长,相交于点C.
∵,,
∴.
∵,,
∴符合探索延伸中的条件,
∴结论成立,
即(海里),
答:此时两舰艇之间的距离是210海里.
23.(2024七年级下·江苏泰州·专题练习)在四边形中,,,,、分别是,上的点,且,在探究图1中线段,,之间的数量关系过程中.
(1)你尝试添加了怎样的辅助线?成功了吗?(真实大胆作答即可得分)
(2)小亮同学认为:延长到点,使,连接,先证明,再证明,即可得出,,之间的数量关系是 .
(3)如图3,在四边形中,,,、分别是,上的点,且,上述结论是否仍然成立?并证明;
【答案】(1)见解析
(2)
(3)成立,见解析
【分析】本题考查了全等三角形的性质与判定;
(1)在上方作,使,连接,先证明,再证明,即可得出,,之间的数量关系;
(2)延长到点,使,连接,先证明,再证明,即可得出,,之间的数量关系;
(3)延长到,使,连接,证明和,得到答案;
【详解】(1)在上方作,使,连接,
在和中,
,
,
,
∵
∴
∴共线
,,
,
,
在和中,
,
,
,
,即,
添加辅助线:在上方作,使,连接,成功了;
(2)延长到点,使,连接,
,
,
在和中,
,
,
,,
,,
,
,
在和中,
,
,
,
,即,
故答案为:;
(3)结论仍然成立,
证明:延长到,使,连接,
,,
,
在和中,
,
,
,,
,
,
,
在和中,
,
,
,
;
24.(23-24七年级下·江苏苏州·期末)综合与实践:
在中,,,点C在直线l上,点A、B在直线l的同侧,过点A作于点D.
(1)问题情境:如图1,在直线l上取点E,使.则与的数量关系是_________________,此时之间的数量关系是_________________.
(2)探究证明:如图2,在直线l上取点F,使,猜想与的数量关系,并说明理由.
(3)拓展延伸:在直线l上任取一点P,连接,以点P为直角顶点作等腰直角三角形,作于点N,请直接写出在图3、图4中之间的数量关系.
【答案】(1);
(2),理由见解析
(3)
【分析】本题考查了全等三角形的判定与性质,熟练掌握“一线三垂直”模型是解答本题的关键.
(1)根据证明,得,,进而可证;
(2)过点B作于点H,根据证明,得,由三线合一得,进而可得;
(3)如图3,作于点H,作,作于点F,作于点E,可证四边形和四边形都是矩形,从而,.结合,可证;如图4,作于点H,由,,得,,进而可证.
【详解】(1)解:∵,,
∴.
∵,
∴,
∵,
∴.
∵,
∴,
∴,,
∵,
∴.
故答案为:,;
(2)
理由如下:过点B作于点H,如图,
则,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
在和中,
∵,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴;
(3)如图3,作于点H,作,作于点F,作于点E,
∴四边形和四边形都是长方形,
∴,.
由(1)知,,,
∴,
∴,
∵,
∴;
如图4,作于点H,
由(1)知,,,
∴,
∵,
∴.
25.(23-24七年级下·江苏连云港·期末)【新知情境】如图1,在中,,点分别在上.若边上存在一点,满足,则称点是的“一线三等角点”.
【理解新知】
(1)如图2,在中,,是边上的高,是中边上的高.求证:点是的“一线三等角点”;
(2)如图1,在“新知情境”的条件和结论下,求证:;
【操作探究】
(3)如图3,在中,,点分别在上.点在内,且.
①由于点不在上,所以点不是的一个“一线三等角点”.小明想沿着方向,将平移到上,使得点的对应点为点,平移后的的边与的交点为点.请用无刻度的直尺和圆规作出;(不写作法,保留清晰的作图痕迹,标明字母)
②如图4,若,与的角平分线所在直线交于点.直接写出与之间的数量关系.
【答案】(1)见解析;(2)见解析;(3)①见解析;②
【分析】(1)根据高线的定义可得,,证明即可得出结论;
(2)根据三角形内角和定理和平角的概念可得,,等量代换可得结论;
(3)①延长交于,然后作等于,与的交点为即可;②如图④,连接并延长至F,根据三角形外角的性质求出,再根据对顶角相等和角平分线的定义证明,,进而求出,然后根据四边形的内角和定理列式整理即可.
【详解】解:(1)∵是边上的高,是中边上的高,
∴,
∴,,
∴,
∵,
∴点是的“一线三等角点”
(2)∵在中,,
又∵,,
∴;
(3)①如图所示:
②如图④,连接并延长至F,
∵,
∴,
∵,,
∴,
∵与的角平分线分别是,,
∴,,
∵,,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
即.
【点睛】本题考查了三角形高线的定义,三角形内角和定理,尺规作一个角等于已知角,角平分线的定义,三角形外角的性质,四边形的内角和定理等知识,正确理解新定义,准确识别各角之间的关系是解题的关键.
26.(23-24七年级下·江苏无锡·期末)综合与实践:
(1)如图1是小华设计的一个角平分仪,其中(,.将点O放在角的顶点,和沿着角的两边放下,沿画一条射线,则射线就是这个角的平分线,请证明此仪器的合理性.
(2)如图2,在中,,、分别是和的平分线,、相交于点 G.
①求的度数;
②如图3,在上截取,在上截取.若为等腰三角形,则的度数为 .
【答案】(1)见解析
(2)①,②,或
【分析】(1)由全等三角形的判定定理可得,,即可求解,
(2)①由,根据三角形内角和定理可得,由、分别是和的平分线,得到,,代入可得,根据三角形内角和定理即可求解,②由、分别是和的平分线,得到,,结合,,,,得到,,,,代入得到,,当时,,代入得到,结合,可得∴,,当时,,根据三角形内角和得到,代入得,结合,可得,,当时,,据三角形内角和得到,代入得,结合,可得,,
本题考查了,三角形内角和定理,角平分线的定义,等边对等角,解题的关键是:根据题意列出等量关系式.
【详解】(1)解:∵,,,
∴,
∴,
∴射线是的平分线,
(2)解:①∵,,
∴,
∵、分别是和的平分线,
∴,,
∴,
∴,
②∵、分别是和的平分线,
∴,,
∵,,,,
∴,,
∴,,
∴,,
即:,,
当时,,即:,
∴,由(1)得,
∴,
∴,
当时,,
∴即:,
∴,即:,
又∵,即:,
∴,
∴,
当时,,
∴即:,
∴,即:,
又∵,即:,
∴,
∴,
故答案为:①,②,或.
27.(23-24七年级下·江苏镇江·期末)综合与探究
如图,在长方形中,,,,点E在线段上以的速度由点B向点C运动,同时点F在线段上由点C向点D运动,它们运动的时间为.
(1)______cm(用含t的代数式表示);
(2)若点F的运动速度与点E的运动速度相同,当时,判断线段和的数量关系和位置关系,并说明理由;
(3)若点F的运动速度为,是否存在v的值,使得与全等?若存在直接写出v的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2),,理由见解析
(3)存在,的值为或
【分析】本题考查了一元一次方程的几何问题、全等三角形的性质、用代数式表示式:
(1)根据总长度减去运动的长度即可得到结果;
(2)根据运动的速度以及时间得到线段长度,即可求得结果;
(3)分两种情况,根据两个三角形全等,对应边相等可求得结果;
数形结合,理解题意是解题的关键.
【详解】(1)解:∵点E在线段上以的速度由点B向点C运动,
∴,
∵,
∴cm,
∵,
∴t最大取到s,
∴cm,其中,
故答案为:;
(2)解:点F的运动速度与点E的运动速度相同,当时,
此时cm,cm,
则cm,
在和中,
,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴当时,,;
(3)解:由(2)可得,当时,此时,
当,此时,
即,
解得:,
,
解得:,
∴存在v的值,使得与全等,此时的值为或.
28.(23-24七年级下·江苏宿迁·阶段练习)在两个不全等的三角形中,有两组边对应相等,其中一组是公共边,另一组等边所对的角对应相等,就称这两个三角形为“共边黄金三角形”,相等的边(非公共边)所对的相等的角称为“黄金角”.
(1)如图,,则与______“共边黄金三角形”.(填“是”或“不是”)
(2)如图,与是“共边黄金三角形”,,则与的“黄金角”的度数为______.
(3)如图,已知平分,,与是“共边黄金三角形”,试说明.
【答案】(1)是
(2)
(3)理由见解析
【分析】本题考查了新定义、全等三角形的判定与性质,角平分线的定义,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
(1)根据共边黄金三角形的定义找到公共边,,即可得出.
(2)根据共边黄金三角形的定义得出,再结合,则,即可作答.
(3)先由角的平分线的定义得出,然后证明,得,再运用共边黄金三角形的定义,得出,即可作答.
【详解】(1)解:∵与具有公共边,
又,且,
与是共边黄金三角形,
∴故答案为:是.
(2)解:∵与是“共边黄金三角形”, ,
∴,
∵,
∴;
则与的“黄金角”的度数为.
(3)解:∵平分,
∴.
在和中,,
∴,
∴.
∵则与是共边黄金三角形,
∴,
∴.
29.(23-24七年级下·江苏南通·期末)如图,在中,,高、相交于点,,且.
(1)请说明的理由;
(2)动点从点出发,沿线段以每秒个单位长度的速度向终点运动,动点从点出发沿射线以每秒个单位长度的速度运动,、两点同时出发,当点到达点时,、两点同时停止运动.设点的运动时间为秒,求当为何值时,的面积为.
(3)在(2)的条件下,点是直线上的一点且.当为何值时,以点、、为顶点的三角形与以点、、为顶点的三角形全等?请直接写出符合条件的值.
【答案】(1)见解析
(2)当为或时,的面积为
(3)或时,与全等
【分析】本题考查三角形综合题、全等三角形的判定和性质、三角形的面积等知识,
(1)首先推导出,通过即可证明;
(2)分两种情形讨论求解即可①当点在线段上时,②当点在射线上时,时;依据三角形面积计算公式解答即可;
(3)分两种情形求解即可①如图中,当时,.②如图中,当时,.
【详解】(1)如图1中,
是高,
,
是高,
,
,,
,
在和中,
,
,
(2)解:由(1)知,
,
,
,
由题意
①当点在线段上时,
,
解得:;
②当点在延长线上时,,
,
解得:,
综上,当为或时,的面积为;
(3)存在.
①如图2中,当时,
,,
.
,
,
解得,
②如图中,当时,
,,
.
,
,
解得.
综上所述,或时,与全等.
30.(23-24七年级下·江苏连云港·阶段练习)(1)某学习小组在探究三角形全等时,发现了下面这种典型的基本图形.如图1,已知:在中,,,直线l经过点A,直线l,直线l,垂足分别为点D、E.证明:.
(2)组员小刘想,如果三个角不是直角,那结论是否会成立呢?如图2,将(1)中的条件改为:在中,,D、A、E三点都在直线l上,并且有,其中α为任意锐角或钝角.请问结论是否成立?如成立,请你给出证明;若不成立,请说明理由.
(3)数学老师赞赏了他们的探索精神,并鼓励他们运用这个知识来解决问题:如图3,过的边、向外作正方形和正方形,是边上的高,延长交于点I,求证:I是的中点.
【答案】(1)见解析;(2),见解析;(3)见解析
【分析】本题主要考查全等三角形的判定和性质,由条件证明三角形全等得到、是解题的关键.
(1)由条件可证明,可得,,可得;
(2)由条件可知,且,可得,结合条件可证明,可得出结论;
(3)由条件可知,可得,结合条件可证明,可得出结论I是的中点.
【详解】解:(1)如图1,
直线l,直线l,
∴,
,
∴,
,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,,
∴;
(2)成立,理由如下:
如图,
证明如下:
,
∴,
∴,
在和中.
.
∴,,
∴;
(3)如图3,
过E作于M,的延长线于N.
∴,
,
,
是边上的高,
,
,
,
,
,
,
同理,
,
,
在△EMI和△GNI中,
,
,
,
I是的中点.
31.(23-24八年级下·辽宁锦州·期中)【发现问题】(1)数学活动课上,王老师提出了如下问题:如图1,在中,,,求边上的中线的取值范围.
【探究方法】第一小组经过合作交流,得到了如下的解决方法:
①延长到E,使得;
②连接,通过三角形全等把转化在中;
③利用三角形的三边关系可得的取值范围为,从而得到的取值范围是 .
方法总结:解题时,条件中若出现“中点”、“中线”字样,可以考虑倍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集合到同一个三角形中.
【问题解决】
(2)如图2,是中线,是的中线,且,下列四个选项中:直接写出所有正确选项的序号是 .
①;②;③;④;
【问题拓展】
(3)如图3,,与互补,连接,E是的中点,求证: .
(4)如图4,在(3)的条件下,若,延长交于点F,,,求的面积.
【答案】(1);(2)①④;(3)见解析;(4)
【分析】(1)由题意知,,则,,,由,可得,求解作答即可;
(2)如图2,延长到,使,连接,证明,则,,,由,,可得,进而可证,则,,可判断①、④的正误;由,可知当时,,由,的关系未知,可判断②、③的正误;
(3)如图3,延长到点P,使,连接,证明,则,可证,则,由与互补,可得,则,证明,可得,进而可得;
(4)如图4,由,,可得,,,由,可得,即,,由,根据,求解作答即可.
【详解】(1)解:由题意知,,
∴,,
∴,
∵,
∴,即,
故答案为:;
(2)解:如图2,延长到,使,连接,
∵,,,
∴,
∴,,,
∵,,
∴,
∴,
∴,,①④正确,故符合要求;
∵,
∴当时,,
∵,的关系未知,
∴②③错误,故不符合要求;
故答案为:①④;
(3)证明:如图3,延长到点P,使,连接,
∵E是的中点,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵与互补,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∴;
(4) 解:如图4,
∵,,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴的面积为.
【点睛】本题考查了全等三角形的判定与性质,三角形三边关系的应用,三角形外角的性质,平行线的判定与性质等知识.熟练掌握全等三角形的判定与性质,三角形三边关系的应用,三角形外角的性质,平行线的判定与性质是解题的关键.
32.(23-24七年级下·四川成都·期中)如图1,在中,,点D在的延长线上,连接,.
(1)求证:;
(2)如图2,若点F为的中点,的延长线交于点G,求证:;
(3)在(2)的条件下,若,求的面积.
【答案】(1)见详解
(2)见详解
(3)80
【分析】本题考查了全等三角形的判定和性质,利用了三角形全等的判定和性质解题.正确作出辅助线是解答本题的关键.
(1)根据,可得,然后根据,可证明,继而可得出;
(2)延长至,使,连接,证,可得出,证,从而证得,通过,得到;
(3)求出,由(2)可求出,则的面积可求出.
【详解】(1)证明:∵,
,
,
在和中,
,
,
;
(2)证明:延长至,使,连接,
在与中,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
在和中,
,
∴,
,
,
,
,
即;
(3)解:如图,∵,
,
,
,
,
,
.
33.(23-24七年级下·江西萍乡·阶段练习)如图,在中,,,射线,的夹角为,过点作于点F,直线交于点,连接.
(1)如图1,射线,都在的内部.
①设,则 (用含的式子表示);
②作点关于直线的对称点,求证:;
(2)如图2,射线在的内部,射线在的外部,其他条件不变,用等式表示线段,,之间的数量关系,并证明.
【答案】(1)①;②见解析
(2)见解析
【分析】本题考查了三角形的综合应用,熟练掌握三角形全等的判定与性质,轴对称的性质是解题的关键.
(1)①根据,可求;②连接,证明,即可得.
(2)作点关于直线的对称点,连接,设,证明,即可得.
【详解】(1)解:①,,
,
,
;
故答案为:;
②证明:如图,连接,
依题意得,与成轴对称,
,,
,
,
,,
,
,
在和中,
,
.
;
(2);
证明:如图,作点关于直线的对称点,连接,
易得,与成轴对称,
,,,
,
,
设,
,
,
,
,
,
,
在和中,
,
,
,
,
.
34.(2024·吉林长春·一模)【发现问题】数学兴趣小组在活动时,老师提出了这样的一个问题:
如图①,在中,,,第三边上的中线,则的取值范围是____.
【探究方法】小明同学通过组内合作交流,得到了如下解决方法:
(1)如图②,延长至点,使得,连结,根据“”可以判定__________,得出.在中,,,,故中线的长x的取值范围是_______.
【活动经验】当条件中出现“中点”,“中线”等条件时,可以考虑将中线延长一倍,构造全等三角形,把分散的已知条件和所求的问题集中到同一个三角形中,进而解决问题,这种作辅助线的方法叫做“倍长中线”法.
【问题解决】(2)如图③,已知,,,连接和,点是的中点,连接.求证:.小明发现,如图④,延长至点,使,连接,通过证明,可推得.
下面是小明的部分证明过程:
证明:延长至点,使,连接,
∵点是的中点,
∴.
∵,,
∴,
∴,,
∴,.
请你补全余下的证明过程.
【问题拓展】(3)如图⑤,在和中, ,,,点M,N分别是和的中点.若,,则MN的取值范围是 .
【答案】(1),;(2),∴ ,又∵,∴.∵,∴,∴(3)
【分析】本题是三角形综合题,考查了全等三角形的判定和性质,三角形的三边关系,灵活运用这些性质解决问题是解题的关键.
(1)由“”可证,可得,由三角形的三边关系可求解;
(2)由“”可证,可得,,由“”可证,可得,即可求解;
(3)由(2)可知,,由三角形的三边关系可求解.
【详解】(1)解:如图②,为的中线,
,
又,,
,
,
在中,,,,
,
,
故答案为:,;
(2)证明:如图④,延长至点,使,连接,
点是的中点,
.
,,
,
,,
,
,
,
∴ ,
又∵,
∴.
∵,
∴,
∴;
(3)如图⑤,连接,,
由(2)可知:,,
,,
,,
,
,
故答案为:.
35.(23-24七年级下·辽宁沈阳·期中)已知,在等腰直角三角形中,,,,点D是线段上一点,点D不与点B,点C重合,连接,以为一边作,,,且点E与点D在直线两侧,与交于点H,连接.
(1)如图1,求证:.
(2)如图2,在的延长线上取一点F,当时,求证:.
(3)过点A作直线的垂线,垂足为G,当时,直接写出与的面积比.
【答案】(1)见详解
(2)见详解
(3)或
【分析】本题主要考查了全等三角形的判定与性质,涉及、以及等判定方法,
(1)利用“”证明即可作答;
(2)结合(1)的结论,再利用“”证明即可作答;
(3)分类讨论,第一种情况:点G在点E的下方,过点A作于点O,点H作于点M,点H作于点N,先证明,即有,,同理可证明:,再证明,可得,问题即可作答;第二种情况:点G在点E的上方,过点A作于点O,点H作于点M,点H作于点N,按照第一种情况作答即可.
【详解】(1)∵,,
∴,
∴,
又∵,,
∴;
(2)∵,
∴,,
∴,,
∴,
∵,
∴,
在和中,
∴,
∴,
∴;
(3)分类讨论:
第一种情况:点G在点E的下方,过点A作于点O,点H作于点M,点H作于点N,如图,
∵,
∴,
又∵,,
∴,
∴,,
同理可证明:,
又∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,,,
∴,
∵,,,
∴;
第二种情况:点G在点E的上方,过点A作于点O,点H作于点M,点H作于点N,如图,
同理可得:,,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴;
综上:与的面积比为 或者.
36.(23-24七年级下·辽宁沈阳·期中)数学兴趣小组在活动时,老师提出了这样,一个问题:
如图1:在中,,,D是的中点,求边上的中线的取值范围.
【问题初探】:
第一小组经过合作交流,得到如下解决方法:如图2延长至E.使得,连接.利用三角形全等将线段转移到线段,这样就把线段,,集中到中.利用三角形三边的关系即可得到中线的取值范围,
第二小组经过合作交流,得到另一种解决方法:如图3过点B作的平行线交的延长线于点F,利用三角形全等将线段转移到,同样就把线段,,集中到中,利用三角形三边的关系即可得到中线的取值范围.
(1)请你选择一个小组的解题思路.写出证明过程
【方法感悟】
当条件中出现“中点”“中线”等条件时,可考虑将中线延长一倍或者作一条边的平行线.构造出“平行八字型”全等三角形;这样就把分散的已知条件和所证的结论集中到一个三角形中,顺利解决问题
【类比分析】
(2)如图4:在中,,,是的中线,,且.求的长度.
【思维拓展】
(3)如图5:在中,于点F在右侧作,且,在的左侧作,且,连接,延长交于点O,证明O为中点.
【答案】(1)见解析
(2)16
(3)见解析
【分析】(1)选择第一个小组的解题思路:延长到点,使,证明,得到,再根据在中,,即,求解即可;
选择第二个小组的解题思路:过点B作的平行线交的延长线于点F,先证明,得到,,则,再根据在中,,即,求解即可;
(2)延长到点F,使,连接,先证明,得到,,再证明E、C、F三点共线,得到,然后证明,得到解决问题;
(3)过点E作交延长线于M,先证明,得到,再证明,得到,即可得出结论.
【详解】解:(1)选择第一个小组的解题思路:如图2,延长到点,使,
是的中点,
,
,
,
,
中,,
,
;
选择第二个小组的解题思路:如图3,过点B作的平行线交的延长线于点F,
是的中点,
,
,
,,
∴,
∴,,
∴,
在中,,
,
;
(2)延长到点F,使,连接,如图4,
∵是的中点,
,
∵,,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴E、C、F三点共线,
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴;
(3)证明:过点E作交延长线于M,如图4,
∵,,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
,
,
∵,,
∴,
∴,
∴O为中点.
【点睛】本题考查三角形三边的关系,全等三角形的判定与性质,余角的性质,平行线的性质,熟练掌握倍长中线,构造出“平行八字型”全等三角形是解题的关键.
37.(23-24七年级下·陕西西安·期中)发现问题
(1)已知,如图①,在四边形中,E在上,,,若,,则 .
探究问题
(2)如图②,已知长方形的周长为36,,点E为边上一点,分别交于点G,交于点F,且,求四边形的面积.
解决问题
(3)如图③,中,,,,,以为边在其左上方作正方形,垂直于延长线于点D,连接,M、N分别为上两动点,连接,,,当的值最小时,求多边形的面积.(注:四边相等,四个角是直角的四边形是正方形,正方形是轴对称图形,对角线是其一条对称轴)
【答案】(1);(2);(3)
【分析】本题考查三角形的内角和定理、全等三角形的判定与性质、利用轴对称性质求最值等知识,利用全等三角形的性质求解是解答的关键.
(1)根据三角形的内角和定理证得,再证明得到即可求解;
(2)先求得,再证明得到,,由求解即可;
(3)连接,由题意知B、F关于对称,则,当F、M、N在同一直线上等号成立,且当时,最小,此时四边形是矩形,则,,证明得到,,则,,由求解即可.
【详解】解:(1)∵,,,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
故答案为:7;
(2)∵长方形的周长为36,,
∴,
∵,,,
∴,
∵,,
∴,
∴,,
∴,
∵,
∴,
即四边形的面积为48;
(3)连接,如图,
由题意知B、F关于对称,
∴,
∴,
当F、M、N在同一直线上等号成立,且当时,最小,此时四边形是矩形,,,
∵,,
由(2)可知,
∴,
∴,,
∴,,
∵,
则,,
即当最小时,多边形的面积为:,
∴多边形的面积为144.
38.(23-24七年级下·陕西咸阳·期中)【问题探究】
(1)在中,,的平分线交于点,于点.
①如图1,试说明;
②如图2,点是线段上一点,连接,且,判断与之间的数量关系,并说明理由;
【问题解决】
(2)如图2,是某市的一块空地,,点、E、分别在边、、上,、和是三条小路(小路宽度忽略不计),且满足平分,,.现要在区域内种植鲜花,已知区域的面积为,,,求种植鲜花的面积(即的面积).
【答案】(1)①见解析;②,见解析;(2)
【分析】本题考查全等三角形的判定和性质,掌握全等三角形的判定定理是解题的关键.
(1)①根据角平分线的定义得到,然后根据证明,得到结论;②根据全等得到,然后证明得到结论;
(2)根据三角形的面积公式得到,然后根据,,得到,,推理得到,求出长,进而计算面积即可.
【详解】解:(1)①因为平分,
所以.
因为,,
所以.
在和中,
,,,
所以,
所以.
②.
理由:由(1)得,
所以.
在和中,
,,,
所以,
所以.
(2)因为,
所以,
所以.
因为的面积为,,
所以,
解得.
由①②可知,,
所以,.
因为,,
所以,即,解得,
所以,
所以,
故种植鲜花的面积是.
39.(23-24七年级下·陕西西安·期中)在四边形中,,,是上一点,是延长线上一点,且.
(1)试说明:;
(2)在图中,若,,在上且,试猜想、、之间的数量关系并证明所归纳结论;
(3)若,,G在上,满足什么条件时,(2)中结论仍然成立?(只写结果不要证明).
【答案】(1)见讲解;
(2);
(3).
【分析】本题考查了三角形全等的判定与性质,同角的补角相等,平角的定义,熟练掌握以上知识点,找到条件证明三角形全等是解题的关键.
(1)由同角的补角相等,结合题目给出的边相等,证明,由全等三角形的对应边相等,得证;
(2)结合(1),证明;
(3)结合(1),证明.
【详解】(1),
,
(2)猜想:
由(1)可知,
,,
,
得证;
(3)当成立
由(1)可知,
,,
,
得证.
40.(2024·贵州·模拟预测)模型的发现:
如图
(1)如图1,在中,, , 直线经过点,且两点在直线的同侧,, ,垂足分别为点,请直接写出和的数量关系;
(2)模型的迁移1:位置的改变
如图2,在(1)的条件下,若两点在直线的异侧, 请说明和的数量关系,并证明;
(3)模型的迁移2:角度的改变
如图3,在(1)的条件下,若三个直角都变为了相等的钝角, 即,其中,(1)的结论还成立吗?若成立 ,请你给出证明 ;若不成立,请说明和的关系 ,并证明.
【答案】(1)
(2),见详解
(3)结论成立,见详解
【分析】本题考查全等三角形的性质和判定,直角三角形的性质.
(1)利用AAS证明,由三角形全等的性质即可得出,再根据图中线段的关系即可得出结论;
(2)通过证明得到,进一步得到即可求解;
(3)通过证明得到,进一步得到.
【详解】(1)解:
理由如下:∵
∴
在和中
∴(AAS)
∴
∴
(2)解:
证明如下:∵
∴
∵
∴
在和中
∴(AAS)
∴
∴
(3)(1)的结论成立,
理由如下:∵
∴
在和中
∴(AAS)
∴
∴
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$$