内容正文:
专题10 三角形全等模型之手拉手模型与角平分线模型
目录
解题知识必备 1
压轴题型讲练 3
类型一、等腰三角形中的手拉手模型 3
类型二、角平分线垂两边(角平分线+外垂直) 8
类型三、角平分线垂中间(角平分线+内垂直) 12
类型四、角平分线构造轴对称模型(角平分线+截线段相等) 13
压轴能力测评(10题) 18
解题知识必备
模型1.等腰三角形中的手拉手模型
【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。
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】
等边三角形手拉手模型:
等腰直角三角形手拉手模型:
等腰三角形手拉手模型:
模型2.角平分线垂两边(角平分线+外垂直)
【模型解读与图示】
条件:如图1,为的角平分线、于点A时,过点C作.
结论:、≌.
常见模型1(直角三角形型)
条件:如图2,在中,,为的角平分线,过点D作.
结论:、≌.(当是等腰直角三角形时,还有.)
常见模型2(邻等对补型)
条件:如图3,OC是∠COB的角平分线,AC=BC,过点C作CD⊥OA、CE⊥OB。
结论:①;②;③.
图1 图2 图3
模型3.角平分线垂中间(角平分线+内垂直)
【模型解读与图示】
条件:如图1,为的角平分线,,
结论:△AOC≌△BOC,是等腰三角形、是三线合一等。
图1 图2 图3
条件:如图2,为的角平分线,,延长BA,CE交于点F.
结论:△BEC≌△BEF,是等腰三角形、BE是三线合一等。
模型4.角平分线构造轴对称模型(角平分线+截线段相等)
【模型解读与图示】
条件:如图,为的角平分线,A为任意一点,在上截取,连结.
结论:≌,CB=CA。
条件:如图,分别为和的角平分线,,在上截取,连结.
结论:≌,≌,AB+CD=BC。
压轴题型讲练
类型一、等腰三角形中的手拉手模型
例题:(24-25八年级上·江西吉安·开学考试)(1)问题发现:如图①,和都是等边三角形,点B、D、E在同一条直线上,连接.
①的度数为 ;
②线段之间的数量关系为 ;
(2)拓展探究:如图②,和都是等腰直角三角形、,点B、D、E在同一条直线上,为中边上的高,连接,试求的度数及判断线段之间的数量关系,并说明理由;
(3)解决问题:如图③,和都是等腰三角形,,点B、D,E在同一条直线上,请直接写出的度数.
【变式训练1】(24-25八年级上·吉林·阶段练习)【初步感知】
如图①,和都是等边三角形,连接.小组同学发现:
(1)与全等,依据是__________(填写全等三角形判定定理,用字母表示即可);
(2)线段与的数量关系为__________(不用证明);
【拓展探究】
如图②,和都是等腰三角形,相交于点.
(3)线段与之间是否仍存在(2)中的结论?若存在,请证明;若不存在,请说明理由;
(4)直接写出的度数.
【变式训练2】(23-24九年级上·山东青岛·期末)在探究图形变化规律的过程中,结合数学知识之间的内在联系,通过类比、迁移,可以获得宝贵的数学经验.
【探究1】
如图1,和均为等腰直角三角形,,连接,,且点B,E,F在同一条直线上,则 ;
【探究2】
如图2,和均为等腰直角三角形,,连接,,延长交于点D,则 .
【探究3】
如图3,和均为等腰三角形,,,连接,,延长交于点D,若,则 (用含m的式子表示).
【探究4】
如图4,和均为等腰三角形,,,连接,,延长交的延长线于点D,若,则 .
类型二、角平分线垂两边(角平分线+外垂直)
例题:如图,在中,为边上一点,于点,于点,.
(1)求证:平分;
(2)若,,,则的长为 .
【变式训练1】(23-24九年级下·辽宁沈阳·期中)【教材呈现】如图是华师版八年级上册数学教村96页的部分内容.
已知:如图.是的平分线,P是上任意一点,,,垂足分别为点D和点E.
求证:.
分析:
图中有两个直角三角形和,只要证明这两个三角形全等便可证得.
【问题解决】请根据教材分析,结合图①与出证明的过程.
【类比探究】
(1)如图②,是的平分线,P是上任意一点,点M,N分别在和上,连接和,若,求证:;
(2)如图③,的周长是12;、分别平分和,于点D,若的面积,则长为________.
类型三、角平分线垂中间(角平分线+内垂直)
例题:(23-24八年级上·浙江台州·阶段练习)如图,中,,,平分,,垂足在的延长线上.
(1)求证:;
(2)当时,求的面积用含的代数式表示.
类型四、角平分线构造轴对称模型(角平分线+截线段相等)
例题:(23-24七年级下·湖南衡阳·期末)如图,是AD中点,平分.
(1)若,求证:平分.
(2)若,求证:.
【变式训练1】(23-24七年级下·贵州毕节·期末)如图,是的平分线,,点E在上,连接、,过点D作,,垂足分别是F、G.
(1)求证:;
(2)求证:.
【变式训练2】(23-24七年级下·广东佛山·期末)综合探究:如题图1是一种用刻度尺画角平分线的方法,在、上分别取点、、、,使得,,连接、,交点为,则射线为的角平分线.
【验证】(1)试说明平分,且;
【应用】(2)如题图2,若、、、分别为、上的点,且,,试用(1)中的原理说明平分;
【猜想】(3)如题图3,是角平分线上一点,、分别为、上的点,且,请补全图形,并直接写出与的数量关系.
压轴能力测评(10题)
一、解答题
1.(24-25八年级上·河北唐山·阶段练习)如图,,平分,平分.
(1)求证:是的中点;
(2)试探究线段,,之间的数量关系,并说明理由.
2.(24-25八年级上·安徽合肥·阶段练习)已知:如图,交于.
(1)若,求证:.
(2)若,求证:.
3.(24-25八年级上·全国·期中)如图,已知中,的平分线与的外角平分线交于点D,过点D作于点E.
(1)若,求的度数;
(2)连接,求证:平分.
4.(24-25八年级上·内蒙古鄂尔多斯·阶段练习)已知点是平分线上一点,的两边、分别与射线、相交于,两点,且.过点作,垂足为.
(1)如图1,当点在线段上时,求证:;
(2)如图2,当点在线段的延长线上时,探究线段、与之间的等量关系
5.(23-24七年级下·上海·阶段练习)已知平分,点、、分别是射线、、上的点(点、、都不与点重合),且,联结交射线于点.
(1)如图1,当时,试说明的理由:
(2)在(1)的条件下,作的平分线交射线于,交射线于点,试说明的理由;
(3)当且是等腰三角形时,请直接写出的度数.
6.(24-25八年级上·福建莆田·阶段练习)如图,在四边形中,平分,过作于,并且.
(1)求证:.
(2)求证:.
7.(23-24八年级上·云南昆明·期中)小明同学发现这样一个规律: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,小明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,若和均是顶角为的等腰三角形,分别是底边,可以由________(三角形全等判定原理),得,进而得到;
(2)【拓展探究】如图2,若和均为等边三角形,点A、D、E在同一条直线上,连接,求的度数.
8.(23-24八年级上·广西南宁·阶段练习)(1)图1,与均为等腰三角形,分别是底边,且.求证:;
(2)如图2,和均为等边三角形,点A、D、E在同一直线上,连接,填空:的度数为________;
(3)拓展探究:如图3,和均为等腰直角三角形,,点A、D、E在同一直线上,为中边上的高,连接.求线段之间的数量关系,并说明理由.
9.(23-24八年级上·全国·单元测试)已知:,点P是平分线上的一点,点A在射线上,作,交直线于点,作于点.
(1)观察猜想:如图①,当时,和的数量关系是___
(2)探究证明:如图②,当时,(1)中的结论还成立吗?若成立,请说明理由;若不成立,请直接写出,之间另外的数量关系.
(3)拓展延伸:如图③,当,点B在射线的反向延长线上时,判断线段,及之间的数量关系,并说明理由.
10.(23-24七年级下·广东揭阳·期末)在学习全等三角形知识时、数学兴趣小组发现这样一个模型:它是由两个共顶点且顶角相等的等腰三角形构成.在相对位置变化的同时,始终存在一对全等三角形.通过资料查询,他们得知这种模型称为“手拉手模型”,兴趣小组进行了如下操作:
(1)如图1、两个等腰三角形和中,,,,连接、如果把小等腰三角形的腰长看作小手,大等腰三角形的腰长看作大手,两个等腰三角形有公共顶点,类似大手拉着小手,这个就是“手拉手模型”,在这个模型中,和全等的三角形是________,此时和的数量关系是________;
(2)如图2、两个等腰直角三角形和中,,,,连接,两线交于点P,请判断线段和的数量关系和位置关系,并说明理由;
(3)如图3,已知,以为边分别向外作等边和等边(等边三角形三条边相等,三个角都等于),连接,两线交于点P,请直接写出线段和的数量关系及的度数.
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专题10 三角形全等模型之手拉手模型与角平分线模型
目录
解题知识必备 1
压轴题型讲练 3
类型一、等腰三角形中的手拉手模型 3
类型二、角平分线垂两边(角平分线+外垂直) 8
类型三、角平分线垂中间(角平分线+内垂直) 12
类型四、角平分线构造轴对称模型(角平分线+截线段相等) 13
压轴能力测评(10题) 18
解题知识必备
模型1.等腰三角形中的手拉手模型
【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。
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】
等边三角形手拉手模型:
等腰直角三角形手拉手模型:
等腰三角形手拉手模型:
模型2.角平分线垂两边(角平分线+外垂直)
【模型解读与图示】
条件:如图1,为的角平分线、于点A时,过点C作.
结论:、≌.
常见模型1(直角三角形型)
条件:如图2,在中,,为的角平分线,过点D作.
结论:、≌.(当是等腰直角三角形时,还有.)
常见模型2(邻等对补型)
条件:如图3,OC是∠COB的角平分线,AC=BC,过点C作CD⊥OA、CE⊥OB。
结论:①;②;③.
图1 图2 图3
模型3.角平分线垂中间(角平分线+内垂直)
【模型解读与图示】
条件:如图1,为的角平分线,,
结论:△AOC≌△BOC,是等腰三角形、是三线合一等。
图1 图2 图3
条件:如图2,为的角平分线,,延长BA,CE交于点F.
结论:△BEC≌△BEF,是等腰三角形、BE是三线合一等。
模型4.角平分线构造轴对称模型(角平分线+截线段相等)
【模型解读与图示】
条件:如图,为的角平分线,A为任意一点,在上截取,连结.
结论:≌,CB=CA。
条件:如图,分别为和的角平分线,,在上截取,连结.
结论:≌,≌,AB+CD=BC。
压轴题型讲练
类型一、等腰三角形中的手拉手模型
例题:(24-25八年级上·江西吉安·开学考试)(1)问题发现:如图①,和都是等边三角形,点B、D、E在同一条直线上,连接.
①的度数为 ;
②线段之间的数量关系为 ;
(2)拓展探究:如图②,和都是等腰直角三角形、,点B、D、E在同一条直线上,为中边上的高,连接,试求的度数及判断线段之间的数量关系,并说明理由;
(3)解决问题:如图③,和都是等腰三角形,,点B、D,E在同一条直线上,请直接写出的度数.
【答案】(1)①,②;(2),,理由见解析;(3)
【知识点】全等的性质和SAS综合(SAS)、等腰三角形的性质和判定
【分析】本题考查了全等三角形的判定与性质,等边三角形的性质,等腰三角形的性质,灵活运用这些性质是解题的关键.
(1)①根据等边三角形的性质可得,证明,根据全等三角形的性质即可求解;②根据全等三角形的性质即可解答;
(2)证明,根据等腰直角三角形的性质可得,进而得到;,从而得,,由是等腰直角三角形,为中边上的高,可得,进而即可得到结论;
(3)由等腰三角形的性质得:,结合和是等腰三角形,即可得到答案
【详解】(1)①∵和都是等边三角形,
∴
∴,即
在和中
∴
∴
∵
∴
② ∵
∴
故答案为:①,②;
(2),理由如下:
∵和都是等腰直角三角形,
∴
∴
∵
∴,即
在和中
∴
∴
∵
∴
∵是等腰直角三角形,为中边上的高
∴
∵
∴
(3)∵是等腰三角形,
∴
∴
同(1)可得:
∴
∴
∵是等腰三角形,
∴
∴
【变式训练1】(24-25八年级上·吉林·阶段练习)【初步感知】
如图①,和都是等边三角形,连接.小组同学发现:
(1)与全等,依据是__________(填写全等三角形判定定理,用字母表示即可);
(2)线段与的数量关系为__________(不用证明);
【拓展探究】
如图②,和都是等腰三角形,相交于点.
(3)线段与之间是否仍存在(2)中的结论?若存在,请证明;若不存在,请说明理由;
(4)直接写出的度数.
【答案】(1);(2);(3)仍然成立,证明见解析;(4)
【知识点】全等的性质和SAS综合(SAS)、三角形内角和定理的应用、等边三角形的性质
【分析】此题考查了等边三角形的性质,全等三角形的判定与性质,三角形内角和定理,熟记全等三角形的判定与性质是解题的关键.
(1)根据等边三角形的性质得到,,,利用定理证明;
(2)根据全等三角形的性质得到;
(3)类比(1)证明,根据全等三角形的性质得到;
(4)根据全等三角形的性质、三角形内角和定理计算即可.
【详解】解:(1)和都是等边三角形,
∴,,,
,,
,
在和中,
,
∴,
故答案为:;
(2)∵
(全等三角形的对应边相等),
故答案为:;
(3)仍然成立,证明如下:
∵,则,
∴,
在和中,
,
∴,
∴;
(4)∵,
∴,
∵,
∴,
∴.
【变式训练2】(23-24九年级上·山东青岛·期末)在探究图形变化规律的过程中,结合数学知识之间的内在联系,通过类比、迁移,可以获得宝贵的数学经验.
【探究1】
如图1,和均为等腰直角三角形,,连接,,且点B,E,F在同一条直线上,则 ;
【探究2】
如图2,和均为等腰直角三角形,,连接,,延长交于点D,则 .
【探究3】
如图3,和均为等腰三角形,,,连接,,延长交于点D,若,则 (用含m的式子表示).
【探究4】
如图4,和均为等腰三角形,,,连接,,延长交的延长线于点D,若,则 .
【答案】探究1:90;探究2:90;探究3:m;探究4:60
【知识点】全等三角形综合问题、等腰三角形的性质和判定
【分析】本题考查全等三角形的判定与性质,等腰三角形的判定与性质,三角形内角和定理:
(1)证明,得出,再由三角形内角和定理即可得出答案;
(2)证明,得出,即可得出答案;
(3)证明,得出,即可得出答案;
(4)证明,得出,即可得出答案.
【详解】探究1
解:∵,
∴,即,
在和中,
∴,
∴,
∴,
故答案为:90;
探究2:∵,
∴,即,
在和中,
∴,
∴,
∴,
故答案为:90;
探究3:同(2)可得,
∴,
∴
,
故答案为:m;
探究4:∵,
∴,即,
在和中,
∴,
∴,
∴,
故答案为:60.
类型二、角平分线垂两边(角平分线+外垂直)
例题:如图,在中,为边上一点,于点,于点,.
(1)求证:平分;
(2)若,,,则的长为 .
【答案】(1)详见解析
(2)
【分析】本题主要考查了全等三角形的性质与判定,角平分线的性质和判定,灵活运用所学知识是解题的关键.
(1)连接,证明,得,再利用角平分线的性质即可解决问题;
(2)结合(1),根据,代入值计算即可解决问题.
【详解】(1)证明:如图,连接,
于点,于点,
,
在和中,
,
,
,
于点,于点,
平分;
(2)解:,
,
,
,
,,
,
,
故答案为:4.
【变式训练1】(23-24九年级下·辽宁沈阳·期中)【教材呈现】如图是华师版八年级上册数学教村96页的部分内容.
已知:如图.是的平分线,P是上任意一点,,,垂足分别为点D和点E.
求证:.
分析:
图中有两个直角三角形和,只要证明这两个三角形全等便可证得.
【问题解决】请根据教材分析,结合图①与出证明的过程.
【类比探究】
(1)如图②,是的平分线,P是上任意一点,点M,N分别在和上,连接和,若,求证:;
(2)如图③,的周长是12;、分别平分和,于点D,若的面积,则长为________.
【答案】问题解决:见解析;(1)见解析;(2)3
【分析】本题主要考查了角平分线的性质、三角形全等的判定和性质,
[问题解决]利用角角边定理证明,根据全等三角形的性质证明结论;
[类比探究](1)过点P作于E,于F,根据角平分线的性质得到,证明,根据全等三角形的性质证明结论;
(2)过O作与E,于F,利用角平分线的性质可得,,然后再利用面积的计算方法可得答案.
【详解】[问题解决]证明:∵,,
∴,
∵是的平分线,
∴,
在和中,
,
∴(),
∴;
[类比探究](1)证明:如图②,过点P作于E,于F,
∵是的平分线,,,
∴,,
∵,,
∴,
在和中,
,
∴,
∴;
(2)过O作与E,于F,
∵、分别平分和,
∴,,
∴,
∵的周长是,
∴ ,
∵的面积为18,且,
∴,
即,
故答案为:3.
类型三、角平分线垂中间(角平分线+内垂直)
例题:(23-24八年级上·浙江台州·阶段练习)如图,中,,,平分,,垂足在的延长线上.
(1)求证:;
(2)当时,求的面积用含的代数式表示.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题主要考查了全等三角形的判定与性质,三角形内角和定理等知识,作辅助线构造全等三角形是解题的关键.
(1)由,得,再根据,利用三角形内角和定理可证明结论;
(2)延长,交于点,利用证明,得,再根据证明,得,则,从而解决问题.
【详解】(1)证明:,,
,
又,
;
(2)解:如图,延长,交于点,
在与中,
,
,
,
平分,
,
在与中,
,
,
,
,
.
类型四、角平分线构造轴对称模型(角平分线+截线段相等)
例题:(23-24七年级下·湖南衡阳·期末)如图,是AD中点,平分.
(1)若,求证:平分.
(2)若,求证:.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】本题主要考查三角形全等的判定与性质,灵活做辅助线是解题的关键.
(1)过点E作,垂足为H,根据角平分线性质可得,再由角平分线判定即可得出结论;
(2)在上截取,连接.先证明可得,再证可得即可证明结论.
【详解】(1)证明:过点E作,垂足为H,
∵平分,,
∴,
又∵是中点,即,
∴,
∵,,
∴:平分.
(2)解:如图:在上截取,连接.
平分,
.
在和中,
,
,.
是的中点,
.
又,
,
,
,
在和中
.
,
,
,
∴
【变式训练1】(23-24七年级下·贵州毕节·期末)如图,是的平分线,,点E在上,连接、,过点D作,,垂足分别是F、G.
(1)求证:;
(2)求证:.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】本题考查角平分线的性质,全等三角形性质和判定,补角定义,熟练掌握相关性质是解题的关键.
(1)首先利用角平分线的性质可得,然后再利用“”判定即可;
(2)根据全等三角形的性质可得,根据等角的补角相等可得,再证明,即可证明.
【详解】(1)证明:是的平分线,
,
在和中,
,
;
(2)证明:,
,
,
,,,
,
.
【变式训练2】(23-24七年级下·广东佛山·期末)综合探究:如题图1是一种用刻度尺画角平分线的方法,在、上分别取点、、、,使得,,连接、,交点为,则射线为的角平分线.
【验证】(1)试说明平分,且;
【应用】(2)如题图2,若、、、分别为、上的点,且,,试用(1)中的原理说明平分;
【猜想】(3)如题图3,是角平分线上一点,、分别为、上的点,且,请补全图形,并直接写出与的数量关系.
【答案】(1)见解析;(2)见解析;(3)补全图形见解析,或
【分析】本题是三角形综合题目,考查了全等三角形的判定与性质、角平分线的性质等知识,本题综合性强,熟练掌握全等三角形的判定与性质是解题的关键,属于中考常考题型.
(1)先证明,得,再证,得,然后证,得,即可得出结论;
(2)先证明,可得,由(1)可得平分;
(3)过点分别作于,于,分两种情况进行求解即可.
【详解】解:(1),,,
,,
,
,,
,
,
,,,
,
,
即,
射线平分;
(2),
,
,
,
,
由(1)可得平分;
(3)补全图形如下,过点分别作于,于,
是的平分线,
,,
当时,
在和中,
,
,
;
当时,
同理得,
;
,
,
综上所述,与的数量关系为或;
压轴能力测评(10题)
一、解答题
1.(24-25八年级上·河北唐山·阶段练习)如图,,平分,平分.
(1)求证:是的中点;
(2)试探究线段,,之间的数量关系,并说明理由.
【答案】(1)证明见解析
(2),理由见解析
【知识点】全等的性质和HL综合(HL)、角平分线的性质定理
【分析】本题主要考查了角平分线的性质,全等三角形的性质与判定:
(1)如图所示,过点M作于F,根据角平分线上的点到角两边的距离相等得到,,进而得到,即是的中点;
(2)证明,得到,即可证明.
【详解】(1)证明:如图所示,过点M作于F,
∵平分,,,
∴,
∵平分,,,
∴,
∴,
∴是的中点;
(2)解:,理由如下:
由(1)可得,
又∵,
∴,
∴,
∵,
∴.
2.(24-25八年级上·安徽合肥·阶段练习)已知:如图,交于.
(1)若,求证:.
(2)若,求证:.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【知识点】全等的性质和ASA(AAS)综合(ASA或者AAS)、角平分线的性质定理、角平分线的判定定理
【分析】本题考查了全等三角形的性质和判定及角平分线性质定理,熟练掌握角平分线的性质是关键:①角的平分线上的点到角的两边的距离相等,②到一个角两边距离相等的点在这个角的平分线上.
(1)先根据角平分线的性质得:,再证明,可得结论;
(2)先证明,得,根据角平分线的判定定理得:平分,则.
【详解】(1)证明:,,,
,,
在和中,
,
,
;
(2)证明:,,
,
在和中,
,
,
,
在的角平分线上,
即平分,
.
3.(24-25八年级上·全国·期中)如图,已知中,的平分线与的外角平分线交于点D,过点D作于点E.
(1)若,求的度数;
(2)连接,求证:平分.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【知识点】角平分线的有关计算、三角形的外角的定义及性质、角平分线的性质定理、角平分线的判定定理
【分析】本题主要考查了角平分线的性质与判定,角平分线的定义和三角形外角的性质:
(1)根据角平分线的定义得到,,再由三角形外角的性质可得,则,据此可得答案;
(2)过点作于,于,则由角平分线的性质可得,,则,由角平分线的判定定理即可证明平分.
【详解】(1)解:∵的平分线与的外角平分线交于点,
,,
,
,
,
,
;
(2)证明:如图2,过点作于,于,
,平分,平分,
,,
,
平分.
4.(24-25八年级上·内蒙古鄂尔多斯·阶段练习)已知点是平分线上一点,的两边、分别与射线、相交于,两点,且.过点作,垂足为.
(1)如图1,当点在线段上时,求证:;
(2)如图2,当点在线段的延长线上时,探究线段、与之间的等量关系
【答案】(1)见解析
(2)
【知识点】同(等)角的余(补)角相等的应用、全等的性质和ASA(AAS)综合(ASA或者AAS)、角平分线的性质定理、三角形角平分线的定义
【分析】本题考查角平分线的定义和性质定理,三角形全等的判定和性质,补角的性质,正确作出辅助线是解题关键.
(1)过点C作于点F,由角平分线的性质定理可得出,再根据补角的性质可得出,即易证,得出;
(2)过点C作于点F,分别证明, ,得出,.再结合,即可得出结论.
【详解】(1)证明:如图1,过点C作于点F,
∴.
∵点是平分线上一点,
∴.
∵,,
∴,
∴,
∴;
(2)解:如图2,过点C作于点F,
∴.
∵点是平分线上一点,
∴,,
∴,
∴.
∵,,
∴,
∴,
∴.
∵,,
∴.
5.(23-24七年级下·上海·阶段练习)已知平分,点、、分别是射线、、上的点(点、、都不与点重合),且,联结交射线于点.
(1)如图1,当时,试说明的理由:
(2)在(1)的条件下,作的平分线交射线于,交射线于点,试说明的理由;
(3)当且是等腰三角形时,请直接写出的度数.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)或或或.
【知识点】同(等)角的余(补)角相等的应用、三角形内角和定理的应用、全等的性质和ASA(AAS)综合(ASA或者AAS)、等腰三角形的性质和判定
【分析】本题考查了全等三角形的判定与性质,等腰三角形的性质与判定,等腰三角形的存在性问题.
(1)根据等角的余角相等证明出,再根据等角对等边即可得到;
(2)根据证明,再根据全等三角形的对应边相等即可得到;
(3)根据是等腰三角形,分类讨论,分别计算出的度数即可.
【详解】(1)证明:,
,
,
,
,
,
,
,
平分,
,
,
,
,
;
(2)证明:,平分,
,
,
平分,
,
在和中,
,
,
;
(3)解:①当时,,,
,
,
,
;
②当时,,
;
③当,在左侧,,
;
④当,在右侧,则,
,
,
.
综上所述,或或或.
6.(24-25八年级上·福建莆田·阶段练习)如图,在四边形中,平分,过作于,并且.
(1)求证:.
(2)求证:.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【知识点】全等的性质和ASA(AAS)综合(ASA或者AAS)、全等的性质和HL综合(HL)、角平分线的性质定理
【分析】本题考查了全等三角形的性质和判定的应用,角平分线的性质,注意:全等三角形的对应边相等,对应角相等,题目比较好,难度适中.
(1)如图所示,过点作交的延长线于,根据角平分线的性质得出,再证明,证出,根据全等三角形的性质即可证明;
(2)根据,得出,证明,得出,即可证明;
【详解】(1)证明:如图所示,过点作交的延长线于,
,,平分,
,,
,
又,
,
在和中
,
;
(2)证明:,
,
,,
,
在和中
,
,
,
,
.
7.(23-24八年级上·云南昆明·期中)小明同学发现这样一个规律: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,小明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,若和均是顶角为的等腰三角形,分别是底边,可以由________(三角形全等判定原理),得,进而得到;
(2)【拓展探究】如图2,若和均为等边三角形,点A、D、E在同一条直线上,连接,求的度数.
【答案】(1)
(2)
【知识点】全等的性质和SAS综合(SAS)、等边三角形的性质、等腰三角形的定义
【分析】此题是三角形综合题,主要考查了全等三角形的判定和性质,等腰三角形,等边三角形,熟练掌握全等三角形的判定方法是解本题的关键.
(1)先判断出,进而利用判断出,即可得出结论;
(2)同(1)的方法判断出,得出,最后用角的差,即可得出结论;
【详解】(1)解:(1)∵和均是顶角为的等腰三角形,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
故答案为:.
(2)∵和均是等边三角形,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
8.(23-24八年级上·广西南宁·阶段练习)(1)图1,与均为等腰三角形,分别是底边,且.求证:;
(2)如图2,和均为等边三角形,点A、D、E在同一直线上,连接,填空:的度数为________;
(3)拓展探究:如图3,和均为等腰直角三角形,,点A、D、E在同一直线上,为中边上的高,连接.求线段之间的数量关系,并说明理由.
【答案】(1)证明见解析 (2)60 (3),理由见解析
【知识点】三角形的外角的定义及性质、全等的性质和SAS综合(SAS)、等腰三角形的性质和判定、等边三角形的性质
【分析】本题考查了全等三角形的判定和性质,等腰三角形的性质,等边三角形的性质:
(1)由等腰三角形的性质可得,,再由角的和差关系推出,即可根据“”证明;
(2)先证得,由全等三角形的性质可得,再由三角形外角和定理求得,再利用角的和差关系求解即可;
(3)先证得,由全等三角形的性质可得,再由等腰直角三角形的性质可得,进而根据线段的和差关系即可得出结论.
【详解】(1)证明:与均为等腰三角形,
,,
,
,
,
;
(2)和均为等边三角形,
,,,
,
,
;
,
为等边三角形,
,
点A,D,E在同一直线上,
,
,
,
综上所述,的度数为;
(3)线段CM、AE、BE之间的数量关系是:.理由如下:
和均为等腰直角三角形且,
,,,
,
,
,
,
,
,,,
,
,,
,
.
9.(23-24八年级上·全国·单元测试)已知:,点P是平分线上的一点,点A在射线上,作,交直线于点,作于点.
(1)观察猜想:如图①,当时,和的数量关系是___
(2)探究证明:如图②,当时,(1)中的结论还成立吗?若成立,请说明理由;若不成立,请直接写出,之间另外的数量关系.
(3)拓展延伸:如图③,当,点B在射线的反向延长线上时,判断线段,及之间的数量关系,并说明理由.
【答案】(1)
(2)成立证明见解析
(3)
【知识点】全等三角形综合问题、角平分线的性质定理
【分析】本题考查的是全等三角形的判定和性质,角平分线的性质.
(1)作于点D,根据角平分线的性质得到,证明,根据全等三角形的性质定理证明;
(2)作于点D,根据角平分线的性质得到,证明,根据全等三角形的性质定理证明;
(3)仿照(2)的解法得出,从而得出,再根据得出,得出,继而得出结论.
【详解】(1)解:作于点D,如图,
∵点P在的角平分线上,且于C,
∴,
∵,,
∴,,
∴,,
∴,
∵,
在和中,
∴,
∴.
(2)解:(1)中的结论还成立,
理由如下:如图2,作于点D,
∵点P在的角平分线上,且于C,
∴,
∵,,
∴,
在四边形中,,
∴,,
∴,
∵,
在和中,
∴,
∴.
(3)解:.
理由如下:如图3,作于点D,
同(2)可证,
∴,
点P在的角平分线上,且于C,
∴,
在和中,
∴,
∴,
∴,
∴,
则.
10.(23-24七年级下·广东揭阳·期末)在学习全等三角形知识时、数学兴趣小组发现这样一个模型:它是由两个共顶点且顶角相等的等腰三角形构成.在相对位置变化的同时,始终存在一对全等三角形.通过资料查询,他们得知这种模型称为“手拉手模型”,兴趣小组进行了如下操作:
(1)如图1、两个等腰三角形和中,,,,连接、如果把小等腰三角形的腰长看作小手,大等腰三角形的腰长看作大手,两个等腰三角形有公共顶点,类似大手拉着小手,这个就是“手拉手模型”,在这个模型中,和全等的三角形是________,此时和的数量关系是________;
(2)如图2、两个等腰直角三角形和中,,,,连接,两线交于点P,请判断线段和的数量关系和位置关系,并说明理由;
(3)如图3,已知,以为边分别向外作等边和等边(等边三角形三条边相等,三个角都等于),连接,两线交于点P,请直接写出线段和的数量关系及的度数.
【答案】(1),
(2)且,理由见解析
(3),
【知识点】三角形的外角的定义及性质、全等的性质和SAS综合(SAS)、等边三角形的性质
【分析】此题考查了等边三角形的性质,全等三角形的判定与性质,以及三角形的外角性质,熟练掌握等边三角形的判定与性质是解本题的关键.
(1)先判断出,进而判断出,即可得出结论;
(2)先判断出,得出,,进而判断出,即可得出结论;
(3)由三角形与三角形都为等边三角形,利用等边三角形的性质得到两对边相等,两三角形的内角都为,利用等式的性质得到,利用可得出得,,求出,即可求出的度数.
【详解】(1)解:∵,
∴.
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴和全等的三角形是,此时和的数量关系是.
故答案为:,;
(2)且;
理由如下:∵,
∴.
∴,
在和中,
,
∴,
∴,,
∵,
∴,
即,
∴,
∴,
综上所述:且.
(3)和都为等边三角形,
,,,
,即,
在和中,
,
;
,,
∴
,
∴.
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