内容正文:
专题12 “手拉手”型全等及相似
2024四川数学
目
录
1
必备知识
2
必备素养
3
素养积累
1
必备知识
1.旋转的性质
2.“手拉手”模型
(1)有公共顶点的等边三角形“手拉手”得全等.
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(2)有公共顶点的等腰直角三角形“手拉手”得全等.
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(3)有公共顶点的直角三角形“手拉手”得相似.
(4)有公共顶点的一般三角形“手拉手”得相似.
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2
必备素养
几何直观,推理能力,模型观念;化归思想.
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3
素养积累
例 1 (2023·创编) 如图,△ABC和△ADE都是等边三角形,连接BD,CE,求证:BD=CE.
[解答] 证明:∵△ABC和△ADE都是等边三角形,∴AB=AC,AD=AE,∠BAC=∠DAE=60°.
∴∠BAC-∠BAE=∠DAE-∠BAE,
即∠BAD=∠CAE.
∴△BAD≌△CAE(SAS).
∴BD=CE.
等边三角形“手拉手”模型
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遇共顶点的两个等边三角形,即联想其中的全等三角形和相似三角形.
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例 2 如图,已知等腰△ABC和等腰△ADE有公共的顶点A,且AB=AC,AD=AE,∠BAC=∠DAE,点E恰好落在边BC上(与点B,C不重合),连接BD.
等腰三角形“手拉手”模型
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(1)求证:BD=CE;
[解答] 证明:∵∠BAC=∠DAE,
∴∠BAC-∠BAE=∠DAE-∠BAE.
∴∠DAB=∠EAC.
又∵AB=AC,AD=AE,
∴△ABD≌△ACE(SAS).
∴BD=CE.
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(2)若AB与DE相交于点F,求证:CE·BE=CA·BF.
[解答] 证明:∵AB=AC,
∵AD=AE,
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∵∠BAC=∠DAE,∴∠ACB=∠AED.
∵∠CAE+∠ACE=∠BEF+∠AEF,
∴∠CAE=∠BEF.∴△CAE∽△BEF.
∴CE·BE=CA·BF.
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遇共顶点的两个等腰三角形,即联想其中的全等三角形和相似三角形.
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例 3 (2022·达州) 某校一数学兴趣小组在一次合作探
究活动中,将两块大小不同的等腰直角三角形ABC和等
腰直角三角形CDE,按如图1的方式摆放,∠ACB=
∠ECD=90°,随后保持△ABC不动,将△CDE绕点C
按逆时针方向旋转α(0°<α<90°),连接AE,BD,延长BD交AE于点F,连接CF.该数学兴趣小组进行如下探究,请你帮忙解答:
等腰直角三角形“手拉手”模型
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【初步探究】
(1)如图2,当ED∥BC时,则α=__________;
45°
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(2)如图3,当点E,F重合时,请直接写出AF,BF,CF之间的数量关系:
____________________;
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【深入探究】
(3)如图4,当点E,F不重合时,(2)中的结论是否仍然成立?若成立,
请给出推理过程;若不成立,请说明理由;
[解答] 解:当点E,F不重合时,(2)中的结论仍然
成立.
理由:由(2)知,△ACE≌△BCD(SAS).∴∠CAF=
∠CBD.
图4中,过点C作CG⊥CF交BF于点G.
∵∠ACF+∠ACG=90°,∠ACG+∠BCG=90°,∴∠BCG=∠ACF.
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∵∠CBG=∠CAF,BC=AC,
∴△BCG≌△ACF(ASA).
∴CG=CF,BG=AF.
∴△GCF为等腰直角三角形.
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【拓展延伸】
(4)如图5,在△ABC与△CDE中,∠ACB=∠DCE=90°,若BC=mAC,CD=mCE(m为常数).保持△ABC不动,将△CDE绕点C按逆时针方向旋转α(0°<α<90°),连接AE,BD,延长BD交AE于点F,连接CF,如图6.试探究AF,BF,CF之间的数量关系,并说明理由.
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图6中,过点C作CG⊥CF交BF于点G.
由(3)知,∠BCG=∠ACF.
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遇共顶点的两个等腰直角三角形,即联想其中的全等三角形和相似三角形.
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例 4 (2023·创编) 如图,在△ABC与△ADE中,∠ACB=∠AED=
90°,∠ABC=∠ADE,连接BD,CE,若AC∶BC=3∶4,则BD∶CE
为 __________.
直角三角形“手拉手”模型
素养导向
4
5∶3
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[解析] ∵∠ACB=∠AED=90°,∠ABC=∠ADE,
∴△ABC∽△ADE.
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B
变式
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2.如图,四边形ABCD中,∠B=90°,连接对角线AC,且AC=AD,点E在边BC上,连接DE,过点A作AF⊥DE,垂足为F,若AB=AF.
(1)求证:①∠DAC=∠FAB;
证明:∵AF⊥DE,
∴∠DFA=90°=∠B.
∴Rt△ADF≌Rt△ACB(HL).
∴∠DAF=∠CAB.∴∠DAC=∠FAB.
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②DF=CE+EF;
证明:连接AE.
∴Rt△AEF≌Rt△AEB(HL).
∴EF=BE.
∵Rt△ADF≌Rt△ACB,
∴DF=BC=BE+CE=EF+CE.
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(2)若AB=BC,∠CDE=20°,求∠CAF的度数.
解:∵AB=BC,∠B=90°,
∴∠BAC=∠BCA=45°.
∵Rt△ADF≌Rt△ACB,
∴∠ADF=∠ACB=45°,AD=AC,∠DAF=
∠CAB=45°.
∵∠CDE=20°,
∴∠ADC=∠ADF+∠CDE=65°.
∵AD=AC,∴∠ADC=∠ACD=65°.
∴∠CAD=50°.
∴∠CAF=5°.
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本讲内容结束
请完成《练测本》P99~100专题练测12
∴∠ACB=,∠C=∠ABC.
∴∠AED=.
∴=.
[解答] 解:[∵△ABC和△CDE都是等腰直角三角形,∴∠DCE=∠ACB,AC=BC,CE=CD,DF=CF.∴∠ACE=∠BCD.∴△ACE≌△BCD(SAS).∴AF=AE=BD.∵BF=BD+DF,∴BF=AF+CF.]
BF=AF+CF
∴GF=CF.
∴BF=BG+GF=AF+CF.
[解答] 解:BF=mAF+·FC.
理由:由(2)知,∠ACE=∠BCD.
而BC=mAC,CD=mCE,即==m,
∴△BCD∽△ACE.∴∠CBD=∠CAE.
∴△BGC∽△AFC.
∴===m.
∴BG=mAF,CG=mCF.
在Rt△CGF中,GF===·CF.
∴BF=BG+GF=mAF+·FC.
∴∠BAC=∠DAE,=.
∵∠BAC+∠BAE=∠DAE+∠BAE,即∠CAE
=∠BAD,
∴△ACE∽△ABD.∴=.
∵AC∶BC=3∶4,∠ACB=∠AED=90°,∴设AC=3x,BC=4x.
在Rt△ABC中,AB===5x.
∴AC∶BC∶AB=3∶4∶5.∴BD∶CE=5∶3.
1.(2023·创编) 如图,△ABC中,∠BAC=30°,∠ACB=90°,且△ABC∽△AB′C′,连接CC′,将CC′沿C′B′方向平移至EB′,连接BE,若CC′=,则BE的长为( )
A.1 B.
C. D.2
在Rt△ADF和Rt△ACB中,
在Rt△AEF和Rt△AEB中,
$$