内容正文:
专题11 全等三角形中动点与新定义型的四种考法
目录
解题知识必备 1
压轴题型讲练 1
类型一、利用三角形全等求时间或线段长的多解问题 1
类型二、全等三角形动点中的最值问题 5
类型三、全等三角形中的动点综合问题 7
类型四、全等三角形中的新定义型综合问题 14
压轴能力测评(12题) 21
解题知识必备
1. 全等三角形的性质
全等三角形的对应边相等;全等三角形的对应角相等.
2. 全等三角形的判定
压轴题型讲练
类型一、利用三角形全等求时间或线段长的多解问题
例题:(24-25八年级上·辽宁大连·阶段练习)如图,在长方形中,,,延长到点,使,连接,动点从点出发,以每秒的速度沿边向终点运动,设点的运动时间为秒,当的值为 秒时,与全等.
【变式训练1】(24-25八年级上·湖北荆州·阶段练习)如图,在中,,,.点C在直线l上,动点P从A点出发沿的路径向终点C运动;动点Q从B点出发沿路径向终点A运动.点P和点Q分别以每秒和的速度同时开始运动,其中一点到达终点时另一点也停止运动,分别过点P和Q作直线l于M,直线l于N.当与全等时,点P的运动时间为 秒.
【变式训练2】(23-24八年级上·河南洛阳·期中)如图,在长方形中,,点在边上,且.动点在边上,从点出发以的速度向点运动,同时,点在边上,以的速度由点向点运动,若在运动过程中存在与全等的时刻,则的值为 .
【变式训练3】(23-24八年级上·山东日照·阶段练习)如图,,垂足为点,米,米,射线,垂足为点,动点从点出发以2米/秒沿射线运动,点为射线上一动点,随着点运动而运动,且始终保持,当点经过 秒时(不包括0秒),由点组成的三角形与全等.
类型二、全等三角形动点中的最值问题
例题:(23-24八年级上·辽宁大连·期中)如图,钝角的面积为12,最长边,平分,点M、N分别是上的动点,则的最小值是 .
【变式训练1】(23-24七年级下·广东河源·期末)如图,点P是的平分线上一点,于点B,且,,点E是上的一动点,则的最小值为 .
【变式训练2】(23-24八年级上·河北唐山·期末)如图,中,,用尺规作图法作出射线,交于点,,为上一动点,则的最小值为 .
类型三、全等三角形中的动点综合问题
例题:(23-24七年级下·上海闵行·期末)如图,已知在 中, 射线 点P为射线上的动点(点P不与点A重合),连接,将线段绕点B顺时针旋转角度α后, 得到线段, 连接、.
(1)试说明 的理由;
(2)延长交射线于点D,在点P的移动过程中, 的大小是否发生变化?若改变请说明理由,若不改变,请求出 的大小(用含α的代数式表示);
(3)当时, 过点Q作垂直射线, 垂足为E,那么 (用m、 n的代数式表示) .
【变式训练1】(23-24八年级上·湖南株洲·期末)如图,等腰中,,,点为射线上一动点,连接,作且.
(1)如图1,过F点作交于G点,求证:;
(2)如图2,连接交于点,若,求证:点为中点;
(3)如图3,当点在的延长线上时,连接与的延长线交于点,若,则 .
【变式训练2】(23-24八年级上·江西赣州·阶段练习)如图(1),在中,,,,,现有一动点,从点出发,沿着三角形的边运动,回到点停止,速度为,设运动时间为.
(1)如图(1),当________时,的面积等于面积的一半:
(2)如图(2),在中,,,,.在的边上,若另外有一个动点,与点同时从点出发,沿着边运动,回到点停止.在两点运动过程中的某一时刻,恰好全等于,求点的运动速度.
类型四、全等三角形中的新定义型综合问题
例题:(23-24七年级下·辽宁本溪·期末)新定义:如果两个三角形不全等但面积相等,那么这两个三角形叫做积等三角形.
【初步尝试】
(1)如图1,在中,,P为边上一点,若与是积等三角形,求的长;
【理解运用】
(2)如图2,与为积等三角形,若,且线段的长度为正整数,求的长.
【综合应用】
(3)如图3,在中,过点C作,点是射线上一点,以为边作,连接.请判断与是否为积等三角形,并说明理由.
【变式训练1】(2024八年级下·全国·专题练习)定义:顶角相等且顶点重合的两个等腰三角形叫做“同源三角形”,我们称这两个顶角为“同源角”.如图,和为“同源三角形”,,,与为“同源角”.
(1)如图1,和为“同源三角形”,试判断与的数量关系,并说明理由.
(2)如图2,若“同源三角形”和上的点,,在同一条直线上,且,则______°.
(3)如图3,和为“同源三角形”,且“同源角”的度数为时,分别取,的中点,,连接,,,试说明是等腰直角三角形.
【变式训练2】(23-24七年级下·陕西宝鸡·期末)【阅读理解】
定义:在同一平面内,点A,B分别在射线,上,过点A垂直的直线与过点B垂直的直线交于点Q,则我们把称为的“边垂角”.
【迁移运用】
(1)如图1,,分别是的两条高,两条高交于点F,根据定义,我们知道是的“边垂角”或是的“边垂角”,的“边垂角”是______;
(2)若是的“边垂角”,则与的数量关系是______;
(3)若是的“边垂角”,且.如图2,交于点E,点C关于直线对称点为点F,连接,,且,求证:.
压轴能力测评(12题)
一、单选题
1.(23-24七年级下·山东东营·期末)如图,点P,Q是等边边上的动点,它们分别从点A,B同时出发,以相同的速度分别向点B,C方向运动(不与点B,C重合).连接,其中交于点M.针对点P,Q的运动过程中,下列结论错误的是( )
A. B.
C.当点P运动至中点时,是等边三角形 D.的度数随点P,Q的运动而变化
2.(23-24八年级上·山东德州·阶段练习)如图,点C为线段上一动点(不与点A,点E重合),在同侧分别作等边和等边,与交于点O,与交于点P,与交于点Q,连接,以下四个结论,①;②;③;④,其中正确结论是( )
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
二、填空题
3.(23-24八年级上·陕西安康·期中)如图,在中,平分分别为边上的动点,,则的最小值是 .
4.(2024八年级上·全国·专题练习)如图,于点,,,射线于点,一动点从点出发以个单位/秒沿射线运动,点为射线上一动点,随着点运动而运动,且始终保持,若点经过秒,与全等,则的值为 秒.
三、解答题
5.(24-25八年级上·吉林·阶段练习)如图,的两条高与交于点,,.
(1)若,则______;
(2)求的长;
(3)是射线上一点,且,动点从点出发,沿线段以每秒1个单位长度的速度向终点运动,同时动点从点出发,沿射线以每秒4个单位长度的速度运动,当点到达点时,、两点同时停止运动,设运动时间为(秒),当与全等时,直接写出的值.
6.(23-24八年级上·重庆潼南·期末)如图1,是等边三角形,点M,N分别是边上的动点,点M,N以相同的速度,分别从点A,B同时出发.
(1)如图1,连接,求证:;
(2)如图1,当点M,N分别在边上运动时(端点除外),相交于点,试探究的大小是否为定值,若是,求出的度数,若不是,请说明理由;
(3)如图2,当点M,N分别在的延长线上运动时,直线相交于点,试探究的大小是否为定值,若是,求出的度数,若不是,请说明理由.
7.(24-25九年级上·广东深圳·开学考试)【初步感知】
(1)如图1,已知为等边三角形,点D为边上一动点(点D不与点B,点C重合).以为边向右侧作等边,连接.求证:;
【类比探究】
(2)如图2,若点D在边的延长线上,随着动点D的运动位置不同,线段,,之间的数量关系为__________,请证明你的结论.
【拓展应用】
(3)如图3,在等边中,,点P是边上一定点且,若点D为射线上动点,以为边向右侧作等边,连接,.请问:是否有最小值?若有,请求出其最小值;若没有,请说明理由.
8.(24-25八年级上·江苏扬州·阶段练习)(1)在边长为12的等边三角形中,点Q是上一点,点P是上一动点,以1个单位每秒的速度从点A向点B移动,设运动时间为t秒.
①如图1,若,当__________秒时,;
②如图2,若点P从点A向点B运动,同时点Q以2个单位的速度从点B经点C向点A运动,当t为何值时,为等边三角形;
(2)如图3,等腰三角形,,,点P是上一动点,以1个单位每秒的速度从点A向点B移动,设运动时间为t秒.
①取中点D,连接,则长为8,当__________秒时,为等腰三角形;
②若点P运动到中点处静止,点M,N分别为,上动点,点M以2个单位每秒的速度从点B向C运动,同时N以a个单位每秒的速度从点C向A运动,当,全等时,求a的值.
9.(24-25八年级上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)定义:我们把两个面积相等但不全等的三角形叫做偏等积三角形.
(1)如图1,在中,,,为上一点,当的长为_______时.与为偏等积三角形;
(2)理解运用:如图2,已知为直角三角形,,以,为腰向外作等腰直角,等腰直角,连接.求证:与为偏等积三角形;
(3)如图3,在(2)的条件下,延长交于点H,四边形是一片绿色花园,计划修建一条小路,若的面积为1500平方米,米,小路每米造价600元,请计算修建小路的总造价.
10.(23-24七年级下·重庆·期中)阅读并理解下面内容,解答问题.
三角形的内心定义:三角形的三条内角平分线相交于一点,这个点叫做三角形的内心.
如图1,已知是的三条内角平分线.
求证:相交于一点.
证明:如图2,设相交于点,过点分别,垂足分别为D,E,F.
点是的平分线上的一点,
,
同理,,
.
是的平分线,
点在上.
相交于一点.
请解答以下问题:
(1)如图3,在中,为的内心,延长到点,使得,连接,与交于点,求的角度.
(2)如图4,为的内心,连接,M为边上一点,连接并延长交于点,若,求证:
(3)为的内心,,且,若为线段上的动点,连接,将绕点逆时针旋转得到,连接,当取得最小值时,直接写出的角度.
11.(23-24八年级上·湖南长沙·阶段练习)新定义:顶角相等且顶角顶点重合的两个等腰三角形互为“兄弟三角形”.
(1)如图中,若和互为“兄弟三角形”,,则
① ______ 填、或
②连接线段和,则 ______ 填、或
(2)如图,和互为“兄弟三角形”,,,,、、三点在一条直线上,与交于点,若点为中点,
①求的大小;
,求的面积;
(3)如图,和互为“兄弟三角形”,,,,、、三点在一条直线上,交于点,、、三点在一条直线上,,,的面积为,求的长.
12.(23-24八年级上·广东中山·期末)定义: 如图1, 若 P 是内部一点, 且, 则称点P为的勃罗卡点, 同时称为的勃罗卡角.
(1)如图2, P为等边内部一点. 其中,, 请判断点P是不是等边的勃罗卡点,并说明理由;
(2)如图3,P为等边的勃罗卡点,求等边的勃罗卡角的度数;
(3)如图4,在(2)的条件下,作点 P 关于 的对称点 ,连接与 相交于点 O,连接,,记的勃罗卡点为 M,的勃罗卡点为N, 求证: 为等边三角形.
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专题11 全等三角形中动点与新定义型的四种考法
目录
解题知识必备 1
压轴题型讲练 1
类型一、利用三角形全等求时间或线段长的多解问题 1
类型二、全等三角形动点中的最值问题 5
类型三、全等三角形中的动点综合问题 7
类型四、全等三角形中的新定义型综合问题 14
压轴能力测评(12题) 21
解题知识必备
1. 全等三角形的性质
全等三角形的对应边相等;全等三角形的对应角相等.
2. 全等三角形的判定
压轴题型讲练
类型一、利用三角形全等求时间或线段长的多解问题
例题:(24-25八年级上·辽宁大连·阶段练习)如图,在长方形中,,,延长到点,使,连接,动点从点出发,以每秒的速度沿边向终点运动,设点的运动时间为秒,当的值为 秒时,与全等.
【答案】或
【知识点】全等的性质和SAS综合(SAS)、几何问题(一元一次方程的应用)
【分析】本题考查了全等三角形的判定,判定方法有:.根据题意,分三种情况进行讨论,根据题意得出和即可求得.
【详解】解:∵四边形是长方形,
∴,,
∴
当在上时,,若,
根据证得,
,即,
当在上时,和不能全等,
当在上时,,若,
根据证得,
,即.
当的值为或秒时.与全等.
故答案为:或.
【变式训练1】(24-25八年级上·湖北荆州·阶段练习)如图,在中,,,.点C在直线l上,动点P从A点出发沿的路径向终点C运动;动点Q从B点出发沿路径向终点A运动.点P和点Q分别以每秒和的速度同时开始运动,其中一点到达终点时另一点也停止运动,分别过点P和Q作直线l于M,直线l于N.当与全等时,点P的运动时间为 秒.
【答案】1或5
【知识点】全等三角形综合问题、几何问题(一元一次方程的应用)
【分析】本题考查了全等三角形的性质、一元一次方程的应用,设点P的运动时间为秒,分两种情况:当点在上时,当点在上时,根据全等三角形的性质建立一元一次方程,求解即可,采用分类讨论的思想是解此题的关键.
【详解】解:设点P的运动时间为秒,
如图,当点在上时,此时,,则,,
,
∵,
∴,
∴,
∴;
如图,当点在上时,此时点与点重合,,,则,,
∵,
∴,
∴,
∴;
综上所述,当与全等时,点P的运动时间为或秒,
故答案为:1或5.
【变式训练2】(23-24八年级上·河南洛阳·期中)如图,在长方形中,,点在边上,且.动点在边上,从点出发以的速度向点运动,同时,点在边上,以的速度由点向点运动,若在运动过程中存在与全等的时刻,则的值为 .
【答案】4或
【知识点】用SAS证明三角形全等(SAS)
【分析】本题主要考查三角形全等的判定.
设运动,则,,,由于在长方形中,,因此①当,时,,②当,时,,代入即可求解v的值.
【详解】设运动,则,,,
∵在长方形中,,
∴①当,,即,时,,
解得:,
或当,,即,时,,
解得:,.
综上所述,v的值为4或.
故答案为:4或
【变式训练3】(23-24八年级上·山东日照·阶段练习)如图,,垂足为点,米,米,射线,垂足为点,动点从点出发以2米/秒沿射线运动,点为射线上一动点,随着点运动而运动,且始终保持,当点经过 秒时(不包括0秒),由点组成的三角形与全等.
【答案】秒或秒或
【分析】本题考查了三角形全等的判定与性质,分四种情况:当点在线段上,时,;当在上,时,;当在线段上,时;当在上,时,;分别利用三角形全等的性质进行求解即可,熟练掌握三角形全等的判定与性质是解此题的关键.
【详解】解:当点在线段上,时,,
,
,
,
点的运动时间为(秒);
当在上,时,,
,
,
,
点的运动时间为(秒);
当在线段上,时,此时在点未动,时间为秒,不符合题意;
当在上,时,,
,
,
,
点的运动时间为(秒);
综上所述,当点经过秒或秒或秒时(不包括0秒),由点组成的三角形与全等,
故答案为:秒或秒或.
类型二、全等三角形动点中的最值问题
例题:(23-24八年级上·辽宁大连·期中)如图,钝角的面积为12,最长边,平分,点M、N分别是上的动点,则的最小值是 .
【答案】3
【分析】本题考查了轴对称—最短路线问题,关键是画出符合条件的图形,题目具有一定的代表性,是一道比较好的题目.过点C作于点E,交于点M,过点M作于N,则当点C,M,N三点重合时,取得最小值,最小值为的长.再根据三角形的面积公式求出的长,即可.
【详解】解:过点C作于点E,交于点M,过点M作于N,
∵平分,,,
∴,
∴,
即当点C,M,N三点重合时,取得最小值,最小值为的长.
∵的面积为12,最长边,
∴,即,
∴
即的最小值为3.
故答案为:3.
【变式训练1】(23-24七年级下·广东河源·期末)如图,点P是的平分线上一点,于点B,且,,点E是上的一动点,则的最小值为 .
【答案】3
【分析】本题考查角平分线的性质、垂线段最短,过P作于H,利用角平分线的性质定理得到即可,根据垂线段最短得到时最小,进而可求解.
【详解】解:过P作于H,
∵点P是的平分线上一点,于点B,,,
∴,
∵当时,的值最小,最小值为的长,
∴的最小值为3,
故答案为:3.
【变式训练2】(23-24八年级上·河北唐山·期末)如图,中,,用尺规作图法作出射线,交于点,,为上一动点,则的最小值为 .
【答案】
【分析】本题考查尺规作图、角平分线的性质、垂线段最短,熟练掌握角平分线的性质是解答本题的关键.过点作于点,由尺规作图痕迹可知,为的平分线,则,由图可知,当点与点重合时,取得最小值,即可得出答案.
【详解】解:过点作于点,
由尺规作图痕迹可知,为的平分线,
,
,
为上一动点,
当点与点重合时,取得最小值,
的最小值为2.
故答案为:2
类型三、全等三角形中的动点综合问题
例题:(23-24七年级下·上海闵行·期末)如图,已知在 中, 射线 点P为射线上的动点(点P不与点A重合),连接,将线段绕点B顺时针旋转角度α后, 得到线段, 连接、.
(1)试说明 的理由;
(2)延长交射线于点D,在点P的移动过程中, 的大小是否发生变化?若改变请说明理由,若不改变,请求出 的大小(用含α的代数式表示);
(3)当时, 过点Q作垂直射线, 垂足为E,那么 (用m、 n的代数式表示) .
【答案】(1)理由见解析
(2)不改变,
(3)
【分析】(1)先证明,再根据两条边相等,即可证得两个三角形全等;
(2)先证明,得到,,再计算出的值,再证明,最后根据三角形外角定理即可求得的大小;
(3)证明是的角平分线,根据角平分线定理得到,,再根据,,即可得到和,根据三角形面积公式进行计算即可.
【详解】(1)证明:根据旋转的性质得到,,
∴,
∴,
∵,
∴;
(2)解:如下图所示,连接,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵ ,
∴,
∵,
∴大小不改变,且;
(3)解:如下图所示,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴是的角平分线,
∵,
∴,
∵,
∴,,
∵,,
∴,,
∴,
故答案为:.
【点睛】本题考查全等三角形的判断和性质、三角形外角定理、直角三角形的性质和角平分线定理,解题的关键是熟练掌握三角形全等的判定条件.
【变式训练1】(23-24八年级上·湖南株洲·期末)如图,等腰中,,,点为射线上一动点,连接,作且.
(1)如图1,过F点作交于G点,求证:;
(2)如图2,连接交于点,若,求证:点为中点;
(3)如图3,当点在的延长线上时,连接与的延长线交于点,若,则 .
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)
【分析】本题考查了全等三角形的判定以及性质.
(1)易证,即可证明,即可解题;
(2)过点作交于点,根据(1)中结论可得,即可证明,可得,根据可证,根据,,即可解题;
(3)过作的延长线交于点,易证,由(1)(2)可知,,可得,,即可求得的值,即可解题.
【详解】(1)证明:,,
,
在和中,
,
;
(2)证明:过点作交于点,
,
,
在和中,
,
,
,
,
,
,
,
,
点为中点;
(3)解:过作的延长线交于点,如图,
,,,
,
由(1)(2)知:,,
,,
,
,
,
.
故答案为.
【变式训练2】(23-24八年级上·江西赣州·阶段练习)如图(1),在中,,,,,现有一动点,从点出发,沿着三角形的边运动,回到点停止,速度为,设运动时间为.
(1)如图(1),当________时,的面积等于面积的一半:
(2)如图(2),在中,,,,.在的边上,若另外有一个动点,与点同时从点出发,沿着边运动,回到点停止.在两点运动过程中的某一时刻,恰好全等于,求点的运动速度.
【答案】(1)或
(2)或或或
【分析】本题主要考查了全等三角形的判定与性质、三角形的中线的性质,一元一次方程的应用等知识点,清晰的分类讨论思想是解答本题的关键.
(1)根据三角形中线的性质分两种情况讨论即可解答;
(2)设点Q的运动速度为,然后分点P在上,点Q在上;点P在上,点Q在上;点P在上,点Q在上;点P在上,点Q在上四种情况,分别根据全等三角形的性质列方程解答即可.
【详解】(1)解:如图,当P在上,的面积等于面积的一半,
∴,
∴,
当在上时,如图,的面积等于面积的一半,
∴,
∴,
综上所述,当为或时,的面积等于面积的一半.
(2)解:设点Q的运动速度为,
①当点P在上,点Q在上,时,
∴,
∴,
解得;
②当点P在上,点Q在上,时,
∴,
∴,
解得;
③当点P在上,点Q在上,时,
∴,
∴点P的路程为,点Q的路程为,
∴,
解得;
④当点P在上,点Q在上,时,
∴,
∴点P的路程为,点Q的路程为,
∴,
解得;
∴Q运动的速度为或或或.
类型四、全等三角形中的新定义型综合问题
例题:(23-24七年级下·辽宁本溪·期末)新定义:如果两个三角形不全等但面积相等,那么这两个三角形叫做积等三角形.
【初步尝试】
(1)如图1,在中,,P为边上一点,若与是积等三角形,求的长;
【理解运用】
(2)如图2,与为积等三角形,若,且线段的长度为正整数,求的长.
【综合应用】
(3)如图3,在中,过点C作,点是射线上一点,以为边作,连接.请判断与是否为积等三角形,并说明理由.
【答案】(1)2;(2)2;(3)是积等三角形,证明见解析
【分析】本题考查了等腰直角三角形的性质,三角形的中线的性质,三角形的三边关系等知识,解题的关键是正确寻找全等三角形解决问题.
(1)利用三角形的中线的性质即可解决问题;
(2)证明,推出,利用三角形的三边关系即可解决问题;
(3)过过点作于点,先证明 则,然后再依据积等三角形的定义进行证明即可.
【详解】(1)解:过点作于,
与是积等三角形,
,
,
,
;
(2)解:如图2,延长至,使,连接,
与为积等三角形,
在和中,
,
在中
为正整数,
;
(3)是积等三角形
证明:如图3,过点作于点,
在和中,
,
与为积等三角形.
【变式训练1】(2024八年级下·全国·专题练习)定义:顶角相等且顶点重合的两个等腰三角形叫做“同源三角形”,我们称这两个顶角为“同源角”.如图,和为“同源三角形”,,,与为“同源角”.
(1)如图1,和为“同源三角形”,试判断与的数量关系,并说明理由.
(2)如图2,若“同源三角形”和上的点,,在同一条直线上,且,则______°.
(3)如图3,和为“同源三角形”,且“同源角”的度数为时,分别取,的中点,,连接,,,试说明是等腰直角三角形.
【答案】(1),详见解析
(2)45
(3)见解析
【分析】本题考查了新定义,全等三角形的判定与性质,等腰直角三角形的判定,三角形内角和定理等知识,
(1)由“同源三角形”的定义可证,然后根据证明即可;
(2)由“同源三角形”的定义和可求出,由(1)可知,得,然后根据“8”字形图形即可求出的度数;
(3)由(1)可知,可得,根据证明,可得,进而可证结论成立;
熟练掌握全等三角形的判定与性质是解答本题的关键.
【详解】(1).
理由:∵和是“同源三角形”,
∴,
∴.
在和中,
,
∴,
∴.
(2)∵和是“同源三角形”,
∴.
∵,
∴.
由(1)可知,
∴.
∵,
∴.
故答案为:45;
(3)由(1)可知,
∴,.
,的中点分别为,
∴.
在和中,
,
∴,
∴,.
∵,
∴,
∴,
∴是等腰直角三角形.
【变式训练2】(23-24七年级下·陕西宝鸡·期末)【阅读理解】
定义:在同一平面内,点A,B分别在射线,上,过点A垂直的直线与过点B垂直的直线交于点Q,则我们把称为的“边垂角”.
【迁移运用】
(1)如图1,,分别是的两条高,两条高交于点F,根据定义,我们知道是的“边垂角”或是的“边垂角”,的“边垂角”是______;
(2)若是的“边垂角”,则与的数量关系是______;
(3)若是的“边垂角”,且.如图2,交于点E,点C关于直线对称点为点F,连接,,且,求证:.
【答案】(1)
(2)或
(3)见解析
【分析】本题主要考查了全等三角形的性质与判定,四边形内角和定理:
(1)根据“边垂角”的定义即可得到答案;
(2)分两种情况画出图形,根据四边形的内角和定理以及等角的余角相等即可得出结论;
(3)延长交于点,先证明,再证明,依据题意得出,即可得到结论.
【详解】(1)解:根据“边垂角”的定义,的“边垂角”是;
(2)解:若是的“边垂角”,分两种情况
①如图,是的“边垂角”,
,
,
,
,
②如图,
是的“边垂角”,
,
,
,
,
综上所述,与的数量关系是或;
(3)解:延长交于点,
是的“边垂角”,
∴,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
点关于直线对称点为点,
,
,
;
压轴能力测评(12题)
一、单选题
1.(23-24七年级下·山东东营·期末)如图,点P,Q是等边边上的动点,它们分别从点A,B同时出发,以相同的速度分别向点B,C方向运动(不与点B,C重合).连接,其中交于点M.针对点P,Q的运动过程中,下列结论错误的是( )
A. B.
C.当点P运动至中点时,是等边三角形 D.的度数随点P,Q的运动而变化
【答案】D
【知识点】等边三角形的判定和性质、全等的性质和SAS综合(SAS)
【分析】本题考查等边三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质.熟练掌握等边三角形的性质,证明是解题的关键.点,以相同的速度向点,方向运动,得到;根据等边三角形的性质,证明;根据等边三角形的判定方法证明的形状可能是等边三角形,利用外角的性质,求出的度数,进行判断即可.
【详解】解:点,以相同的速度向点,方向运动,
;故选项A正确;
为等边三角形,
,,
又,
;故选项B正确;
当,为,的中点时,,
,
是等边三角形;故选项C正确;
,
,
,
是个定值;故选项D错误;
故选:D.
2.(23-24八年级上·山东德州·阶段练习)如图,点C为线段上一动点(不与点A,点E重合),在同侧分别作等边和等边,与交于点O,与交于点P,与交于点Q,连接,以下四个结论,①;②;③;④,其中正确结论是( )
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
【答案】A
【知识点】等边三角形的判定和性质、全等三角形综合问题
【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,仔细分析图形是解题的关键.
根据等边三角形的三边都相等,三个角都是,可以证明和全等,根据全等三角形对应边相等可得,所以①正确,对应角相等可得,然后证明和全等,根据全等三角形对应角相等可得,所以②正确;有全等三角形的性质及三角形外角的性质可得出③正确;从而得到是等边三角形,再根据等腰三角形的性质可以找出相等的角,从而证明,所以④正确,
【详解】和是等边三角形,
,,,
,
即,
在和中
,
,故①正确;
(已证),
,
(已证),,
,
,
在和中
,
,故②正确;
,
,
,
,
且,
,
,
,
,故③正确;
,
是等边三角形,
,
,
故④正确;
综上所述正确的有4个;
故选:A.
二、填空题
3.(23-24八年级上·陕西安康·期中)如图,在中,平分分别为边上的动点,,则的最小值是 .
【答案】
【知识点】全等的性质和SAS综合(SAS)、线段问题(轴对称综合题)
【分析】本题考查了轴对称-最短路线问题,过点A作于点,在上取一点,使,即可根据平分得到,得到,则当三点共线且垂直时最小,即为的最小值,根据求解即可.
【详解】过点A作于点,在上取一点,使,
∵平分,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴当三点共线且垂直时最小,即为的最小值,
∵,
∴,
∴的最小值是.
4.(2024八年级上·全国·专题练习)如图,于点,,,射线于点,一动点从点出发以个单位/秒沿射线运动,点为射线上一动点,随着点运动而运动,且始终保持,若点经过秒,与全等,则的值为 秒.
【答案】,,
【知识点】全等三角形的性质
【分析】本题考查全等三角形的性质和判定,熟练掌握全等三角形的性质和判定是解题的关键;此题要分两种情况:①当在线段上时,②当E在上,再分别分成两种情况,进行计算即可.
【详解】解:①当在线段上,时,,
,
,
,
点的运动时间为(秒);
②当在上,时,
,
,
,
点的运动时间为(秒);
③当在上,时,,
,
点的运动时间为(秒),
故答案为:,,.
三、解答题
5.(24-25八年级上·吉林·阶段练习)如图,的两条高与交于点,,.
(1)若,则______;
(2)求的长;
(3)是射线上一点,且,动点从点出发,沿线段以每秒1个单位长度的速度向终点运动,同时动点从点出发,沿射线以每秒4个单位长度的速度运动,当点到达点时,、两点同时停止运动,设运动时间为(秒),当与全等时,直接写出的值.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【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)、几何问题(一元一次方程的应用)
【分析】本题考查全等三角形的判定与性质、同角的余角相等及解一元一次方程,熟练掌握全等三角形的判定定理并运用分类讨论的思想是解题关键.
(1)根据的两条高与交于点,利用同角的余角相等得出即可得答案;
(2)利用可证明,利用全等三角形的性质即可得答案;
(3)分点在延长线上和点在线段上两种情况,利用全等三角形的性质,分别用表示出、,解方程求出值,即可得答案.
【详解】(1)解:∵的两条高与交于点,
∴,
∴.
故答案为:
(2)在和中,,
∴,
∴.
(3)与全等时
①如图,当点在延长线上时,,
∴,,
∵点的速度为每秒1个单位长度,点的速度为每秒4个单位长度,
∴,,,
∴,
解得:.
②如图,当点在线段上时,,
∴,,
∵点的速度为每秒1个单位长度,点的速度为每秒4个单位长度,
∴,,,
∴,
解得:.
综上所述:或时,与全等.
6.(23-24八年级上·重庆潼南·期末)如图1,是等边三角形,点M,N分别是边上的动点,点M,N以相同的速度,分别从点A,B同时出发.
(1)如图1,连接,求证:;
(2)如图1,当点M,N分别在边上运动时(端点除外),相交于点,试探究的大小是否为定值,若是,求出的度数,若不是,请说明理由;
(3)如图2,当点M,N分别在的延长线上运动时,直线相交于点,试探究的大小是否为定值,若是,求出的度数,若不是,请说明理由.
【答案】(1)证明见解析
(2)是,
(3)是,
【知识点】全等的性质和SAS综合(SAS)、等边三角形的性质、三角形的外角的定义及性质
【分析】本题主要考查了全等三角形的性质与判定,等边三角形的性质,三角形外角的性质:
(1)根据题意得到,再由等边三角形的性质得到,,据此可利用证明;
(2)根据全等三角形的性质,则由三角形外角的性质可得;
(3)先证明,再由等边三角形的性质推出,,进而证明得到,则.
【详解】(1)证明:点M,N以相同的速度,分别从点A,B同时出发
,
是等边三角形
,,
在和中,
;
(2)解:,是定值,理由如下:
,
;
(3)解:,是定值,理由如下:
点M,N以相同的速度,分别从点A,B同时出发
,
是等边三角形,
,,
,即,
在和中,
,
.
7.(24-25九年级上·广东深圳·开学考试)【初步感知】
(1)如图1,已知为等边三角形,点D为边上一动点(点D不与点B,点C重合).以为边向右侧作等边,连接.求证:;
【类比探究】
(2)如图2,若点D在边的延长线上,随着动点D的运动位置不同,线段,,之间的数量关系为__________,请证明你的结论.
【拓展应用】
(3)如图3,在等边中,,点P是边上一定点且,若点D为射线上动点,以为边向右侧作等边,连接,.请问:是否有最小值?若有,请求出其最小值;若没有,请说明理由.
【答案】(1)证明见解析;(2);证明见解析;(3)有;8
【知识点】全等三角形综合问题、等边三角形的判定和性质
【分析】本题考查三角形综合,全等三角形的判定,等边三角形的判定与性质,掌握相关知识是解题的关键.
(1)由和是等边三角形,推出,,,又因为,则,即,利用证明即可;
(2)证明,得出,结合,则;
(3)在射线上截取,连接,易证,则,,得出是等边三角形,则,即点E在角平分线上运动,在射线上截取,连接,证明,得出,推出,由三角形三边关系可得,,即当点E与点C重合时,时,有最小值.
【详解】(1)证明:和是等边三角形,
,,.
,
,即.
在和中,
,
.
(2)解:,
和是等边三角形,
,,.
,
,即.
在和中,
,
.
,
,
.
(3)解:有最小值,在射线上截取,连接,
,
∵和是等边三角形,
∴,,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴,
在和中,
,
,
,,
∵,
∴,
是等边三角形,
,
∴,,
即点E在角平分线上运动,
在射线上截取,连接,
在和中,
,
∴,
∴,
∴,
由三角形三边关系可得,,即当点E与点C重合时,时,有最小值,
∵,,
∴,
∴
的最小值为8.
8.(24-25八年级上·江苏扬州·阶段练习)(1)在边长为12的等边三角形中,点Q是上一点,点P是上一动点,以1个单位每秒的速度从点A向点B移动,设运动时间为t秒.
①如图1,若,当__________秒时,;
②如图2,若点P从点A向点B运动,同时点Q以2个单位的速度从点B经点C向点A运动,当t为何值时,为等边三角形;
(2)如图3,等腰三角形,,,点P是上一动点,以1个单位每秒的速度从点A向点B移动,设运动时间为t秒.
①取中点D,连接,则长为8,当__________秒时,为等腰三角形;
②若点P运动到中点处静止,点M,N分别为,上动点,点M以2个单位每秒的速度从点B向C运动,同时N以a个单位每秒的速度从点C向A运动,当,全等时,求a的值.
【答案】(1)①4②8(2)①5或8②2或
【知识点】全等三角形综合问题、等腰三角形的性质和判定、等边三角形的判定和性质
【分析】(1)①由平行线的性质,,从而得出是等边三角形,列方程求解即可;②根据点所在的位置不同,分类讨论是否为等边三角形,再根据等边三角形的性质得出等量关系,列方程求解即可;
(2)①分三种情况讨论,即可求解,②分两种情况进行讨论,列出关系式,即可求解,
本题考查了等边三角形的判定和性质,等腰三角形的性质,平行线的性质,全等三角形的判定和性质,构造等边三角形是解本题的关键.
【详解】解:(1)①是等边三角形,,
,
又,
,
是等边三角形,
,
由题意可知:,
解得:,
∴当的值为4时,;
②当点在边上时,
此时不可能为等边三角形;
当点Q在边上时,
若为等边三角形,则,
由题意可知,,
∴,
即:,解得:,
∴当时,为等边三角形;
(2)①当时,
, 为等腰三角形,
当时,,
∴,
∴,
∴,,为等腰三角形,
当时,
上不存在点P使为等腰三角形,
∴当或8时,为等腰三角形,
②
由题意可知:,,
∴,
若,
则
∴,,
解得:,
若,
则,
,,
解得:,
综上所述:当全等时,a的值为2或.
9.(24-25八年级上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)定义:我们把两个面积相等但不全等的三角形叫做偏等积三角形.
(1)如图1,在中,,,为上一点,当的长为_______时.与为偏等积三角形;
(2)理解运用:如图2,已知为直角三角形,,以,为腰向外作等腰直角,等腰直角,连接.求证:与为偏等积三角形;
(3)如图3,在(2)的条件下,延长交于点H,四边形是一片绿色花园,计划修建一条小路,若的面积为1500平方米,米,小路每米造价600元,请计算修建小路的总造价.
【答案】(1)
(2)见解析
(3)修建小路的总造价为元.
【知识点】根据三角形中线求面积、等腰三角形的性质和判定、全等的性质和ASA(AAS)综合(ASA或者AAS)
【分析】(1)利用三角形的中线的性质即可解决问题;
(2)过点作,交的延长线为,先证明,则,,依据三角形的面积公式可知,然后再依据偏等积三角形的定义即可得出结论;
(3)过点作,交的延长线为,过点作,交的延长线为,由题意可得,由可证得,则米,根据的面积为1500平方米,可得米,即可求解.
【详解】(1)解:如图1中,
当时,,
与不全等,
与为偏等积三角形,
故答案为:;
(2)证明:如图2中,过点作,交的延长线为,
和均为等腰直角三角形,
,,,.
.
在和中,
,
.
,,
,,
,
与为偏等积三角形;
(3)解:如图3中,过点作,交的延长线为,过点作,交的延长线为,
,
,四边形为矩形,
,,
,
由(2)知,,
,
,
米,
的面积为1500平方米,
,
米,
(米),
修建小路的总造价为(元).
【点睛】本题考查了新定义,等腰直角三角形的性质,三角形的中线的性质,全等三角形的判定和性质,解题的关键是正确寻找全等三角形解决问题,属于中考压轴题.
10.(23-24七年级下·重庆·期中)阅读并理解下面内容,解答问题.
三角形的内心定义:三角形的三条内角平分线相交于一点,这个点叫做三角形的内心.
如图1,已知是的三条内角平分线.
求证:相交于一点.
证明:如图2,设相交于点,过点分别,垂足分别为D,E,F.
点是的平分线上的一点,
,
同理,,
.
是的平分线,
点在上.
相交于一点.
请解答以下问题:
(1)如图3,在中,为的内心,延长到点,使得,连接,与交于点,求的角度.
(2)如图4,为的内心,连接,M为边上一点,连接并延长交于点,若,求证:
(3)为的内心,,且,若为线段上的动点,连接,将绕点逆时针旋转得到,连接,当取得最小值时,直接写出的角度.
【答案】(1)
(2)见详解
(3)
【知识点】根据旋转的性质求解、等腰三角形的性质和判定、全等三角形综合问题、三角形内角和定理的应用
【分析】(1)先求出,,再根据证明,则,因此;
(2)过点P作交于点E,F,连接,根据平行线和角平分线得到,先证明,再证明,则可得到,由,再进行等量代换和线段的和差计算即可;
(3)连接并延长交于点D,将绕点P逆时针旋转至,连接并延长交于点M,先证明,继而确定点F的轨迹为直线上的部分线段,当,即点F与点M重合时,取得最小值,再根据三角形内角和定理以及角平分线,进行计算即可.
【详解】(1)解:如图
∵点P为内心,
∴,
设,
在中,,
即,
∴,
在中,,
同理可求:,
∵,
∴,
∴,
∴
(2)证明:过点P作交于点E,F,连接,
∵,
∴,,
∵,
∴,
∴,
同理可证:,
∴,
∵,
又∵,
∴,
∴,
∵点P为内心,
∴,
∵,
∴,
∴
∵,
∴,
∵,
∴
∴,
∴,
∴
即:.
(3)解:连接并延长交于点D,将绕点P逆时针旋转至,连接并延长交于点M,
∵P为内心,
∴平分,
∵,
∴,
∴
由题意得:,
∴,
∴,
∴
∵,
∴,
∴,
∴点F的轨迹为直线上的部分线段,
∴当,即点F与点M重合时,取得最小值,
如图,连接,
∵,
∴,
∴,
∵P为内心,
∴平分,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴.
【点睛】本题考查了三角形内角和定理,角平分线的计算,全等三角形的判定与性质,平行线的性质,垂线段最短,正确添加辅助线是解题的关键.
11.(23-24八年级上·湖南长沙·阶段练习)新定义:顶角相等且顶角顶点重合的两个等腰三角形互为“兄弟三角形”.
(1)如图中,若和互为“兄弟三角形”,,则
① ______ 填、或
②连接线段和,则 ______ 填、或
(2)如图,和互为“兄弟三角形”,,,,、、三点在一条直线上,与交于点,若点为中点,
①求的大小;
,求的面积;
(3)如图,和互为“兄弟三角形”,,,,、、三点在一条直线上,交于点,、、三点在一条直线上,,,的面积为,求的长.
【答案】(1)①,②
(2)①,②2
(3)6
【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】(1)①由角的数量关系可求解;由“”可证,可得;
(2)①由全等三角形的性质可得,即可求解;由等腰直角三角形的性质可求,的长,即可求解;
(3)连接,首先得到,然后证明出,然后得到,设的长度为,列方程求解即可.
【详解】(1)解:①和互为“兄弟三角形”,
,
又,,
,
故答案为:;
在和中,
,
,
,
故答案为:;
(2)解:①,,
,
,
由(1)②知,,
,
;
过作于,过作于,如图:
,
由知,,
,
,
又是中点,
,
为等腰直角三角形,
,
,
,
,
的面积为:;
(3)解:连接,如图所示:
,
且,
,
在和中,
,
,
,,
,,
为等腰直角三角形,
,
,
,
,
,
,
,
是公共部分,
,
设的长度为,
则,
解得:负值已舍去,
故的长度为.
【点睛】本题是三角形综合题,考查了等腰直角三角形的性质、全等三角形的判定与性质、平行线的判定与性质以及三角形面积等知识,本题综合性强,熟练掌握等腰直角三角形的性质,证明三角形全等是解题的关键,属于中考常考题型.
12.(23-24八年级上·广东中山·期末)定义: 如图1, 若 P 是内部一点, 且, 则称点P为的勃罗卡点, 同时称为的勃罗卡角.
(1)如图2, P为等边内部一点. 其中,, 请判断点P是不是等边的勃罗卡点,并说明理由;
(2)如图3,P为等边的勃罗卡点,求等边的勃罗卡角的度数;
(3)如图4,在(2)的条件下,作点 P 关于 的对称点 ,连接与 相交于点 O,连接,,记的勃罗卡点为 M,的勃罗卡点为N, 求证: 为等边三角形.
【答案】(1)点P不是等边的勃罗卡点,理由见解析
(2)等边的勃罗卡角的度数为
(3)见解析
【知识点】等腰三角形的性质和判定、三角形内角和定理的应用、等边三角形的判定和性质、全等的性质和ASA(AAS)综合(ASA或者AAS)
【分析】(1)利用等边对等角得出,再利用等边三角形性质,中垂线的性质得出即可得出结论点P不是等边的勃罗卡点;
(2)利用点P为等边的勃罗卡点,求出,证明,即可求出等边的勃罗卡角的度数;
(3)先证明为等腰三角形,再证出, 为等边三角形,在内部作交于点N,连接,可证得点N为的勃罗卡点,且,同理可证点M为的勃罗卡点,且,进而得出最后结论.
【详解】(1)解:点P不是等边的勃罗卡点,理由如下:
,
,
,
为等边三角形,
,,
,
是的中垂线,
平分,
,
,
点P不是等边的勃罗卡点;
(2)点P为等边的勃罗卡点,
,
,
即,
,
同理可得,
在与中,
,
,
,
,
,
,
等边的勃罗卡角的度数为;
(3)证明:点P,关于对称,
为的中垂线,
,
为等腰三角形,
,
由(2)可知,
,
,
为等边三角形,同理可得为等边三角形,
如图,在内部作交于点N,连接,
为的中垂线,
,
,
,
,
,
点N为的勃罗卡点,且,
在内部作交于点M,
同理可证点M为的勃罗卡点,且,
,
,
为等边三角形.
【点睛】本题考查了等边三角形的判定与性质,等腰三角形的判定与性质,全等三角形的判定与性质,中垂线的判定与性质,对于题目中给出的勃罗卡点定义的理解与运用是解答本题的关键.
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