内容正文:
第四章 图形的认识
第20课时 等腰三角形
图形与几何
01
课前热身
02
知识整理
03
课堂互动
目
录
1. (2024·兰州)如图,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=130°,DA⊥AC,则∠ADB的度数为( B )
A. 100° B. 115°
C. 130° D. 145°
第1题
B
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2. (2023·河北)四边形ABCD的边长如图所示,对角线AC的长随四边形ABCD形状的改变而改变.当△ABC为等腰三角形时,对角线AC的长为( B )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
第2题
B
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3. 在平面直角坐标系中,点A、B的坐标分别为(0,1)和(-2,2),以AB为腰作等腰三角形ABC. 若该等腰三角形的对称轴垂直于x轴,则点C的坐标为 (-4,1)或(2,2) .
4. (2023·丽水)如图,在△ABC中,AC的垂直平分线交BC于点D,交AC于点E,∠B=∠ADB. 若AB=4,则DC的长为 4 .
第4题
(-4,1)或(2,2)
4
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5. 如图,在△ABC中,点D、E分别在边AB、AC上,DE∥BC,EB平分∠DEC.
第5题
(1) 求证:BC=CE;
∵ EB平分∠DEC,∴ ∠DEB=∠BEC.
∵ DE∥BC,∴ ∠DEB=∠EBC.
∴ ∠BEC=∠EBC. ∴ BC=CE
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(2) 若CE=AB,EA=EB,求∠C的度数.
∵ BC=CE,CE=AB,∴ BC=AB. ∴ ∠C=∠A. 设∠C=∠A=x.∵ EA=EB,∴ ∠ABE=∠A=x.∴ ∠EBC=∠BEC=∠A+∠ABE=2x.∵ 在△BCE中,∠EBC+∠BEC+∠C=180°,∴ 2x+2x+x=180°,解得x=36°.∴ ∠C=36°
第5题
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1. 等腰三角形和等边三角形的定义
有 两条边相等 的三角形叫做等腰三角形; 三边相等 的三角形叫做等边三角形.
两条边相等
三边相等
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2. 等腰三角形的性质
(1) 等腰三角形的两底角 相等 (简称 等边对等角 ).
(2) 等腰三角形底边上的 高线 、 中线 及 顶角平分线 重合,简称等腰三角形“三线合一”.
(3) 等腰三角形是 轴对称 图形, 顶角平分线(或底边上的高线、中线)所在的直线 是它的对称轴.
相等
等边对等角
高线
中线
顶角平分线
轴对称
顶角平分线(或底边上的高
线、中线)所在的直线
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3. 等边三角形的性质
等边三角形具有等腰三角形的一切性质,同时还具有以下性质:
(1) 等边三角形的各角都等于 60° .
(2) 等边三角形是 轴对称 图形,并且有 3 条对称轴,分别是 每条边上的高线(或每条边上的中线或每个角的平分线)所在的直线 .
60°
轴对称
3
每条边上的高线(或每条边上的中线或每个角的平分线)所在的直
线
4. 等腰三角形的判定
(1) 有两条边相等的三角形是 等腰三角形 .
(2) 有两个角相等的三角形是等腰三角形,简称 等角对等边 .
等腰三角形
等角对等边
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5. 等边三角形的判定
(1) 三边相等的三角形是 等边三角形 .
(2) 三个角都 相等 的三角形是等边三角形.
(3) 有一个角是 60° 的等腰三角形是等边三角形.
6. 直角三角形30°角的性质
在直角三角形中,如果有一个锐角等于30°,那么它所对的直角边等于 斜边的一半 .
等边三角形
相等
60°
斜边的一半
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一 等腰三角形的性质
例1 (2024·内江)如图,在△ABC中,∠DCE=40°,AE=AC,BC=BD,则∠ACB的度数为 100° .
例1图
100°
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例2 (2023·北京石景山模拟)如图,在△ABC中,AB=AC,∠ACB=2α,BD平分∠ABC,交AC于点E,F是ED上一点,连接FA、FC,∠EAF=α.
例2图
(1) 求∠AFB的度数(用含α的式子表示);
∵ AB=AC,∴ ∠ACB=∠ABC. ∵ ∠ACB=2α,
∴ ∠ABC=2α.∵ BD平分∠ABC,∴ ∠ABE=∠EBC=α.
∵ ∠FEC=∠EAF+∠AFE=∠EBC+∠ECB,
∠EAF=α,∴ ∠AFE=∠ECB=2α,即∠AFB=2α
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(2) 试判断线段FC与FA之间的数量关系,并证明.
FC=FA
由(1),得∠ACB=∠AFB. ∴ 点A、F、C、B共圆.∴ ∠ACF=∠ABF=α.又∵ ∠EAF=α,∴ ∠ACF=∠EAF. ∴ FC=FA
例2图
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【跟踪训练】
1. (2024·自贡)如图,等边三角形ABC钢架的立柱CD⊥AB于点D,AB的长为12 m.现将钢架立柱缩短成DE,若∠BED=60°,则新钢架减少用钢( D )
A. (24-12 )m B. (24-8 )m
C. (24-6 )m D. (24-4 )m
第1题
D
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2. (2023·新疆)如图,在△ABC 中,AB=AC,AD=BD,∠CAD=24°,则∠C的度数为 52° .
第2题
52°
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3. 如图,在△ABC中,AB=AC,点D、E分别在边AB、AC上,且AD=AE,连接BE、CD,BE与CD交于点F.
(1) 判断∠ABE与∠ACD之间的数量关系,并说明理由;
∠ABE=∠ACD
理由:在△ABE和△ACD中,
∴ △ABE≌△ACD.
∴ ∠ABE=∠ACD.
第3题
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(2) 求证:过点A、F的直线垂直平分线段BC.
∵ AB=AC,∴ ∠ABC=∠ACB. 由(1),得∠ABE=∠ACD.
∴ ∠ABC-∠ABE=∠ACB-∠ACD,即∠FBC=∠FCB. ∴ FB=FC. 又∵ AB=AC,∴ 点A、F均在线段BC的垂直平分线上,即过点A、F的直线垂直平分线段BC
第3题
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二 等腰三角形的判定
例3 (2024·常州)如图,B、E、C、F是直线l上的四点,AC、DE相交于点G,AB=DF,AC=DE,BC=FE.
例3图
(1) 求证:△GEC是等腰三角形;
在△ABC和△DFE中,
∴ △ABC≌△DFE. ∴ ∠ACB=∠DEF,
即∠GCE=∠GEC. ∴ △GEC是等腰三角形
(2) 连接AD,则AD与直线l的位置关系是 AD∥直线l .
AD∥直线l
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【跟踪训练】
4. 如图,在△ABC中,点D、E分别在边AC、AB上,∠ABD=∠ACE. 添加下列条件,其中不能判定△ABC是等腰三角形的为( D )
A. AE=AD B. ∠ECB=∠DBC
C. BD=CE D. ∠BEC=∠CDB
第4题
D
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5. (2024·江西)追本溯源
题(1)来自课本中的习题,请你完成解答,提炼方法并完成题(2).
(1) 如图①,在△ABC中,BD平分∠ABC,交AC于点D,过点D作BC的平行线,交AB于点E,请判断△BDE的形状,并说明理由.
第5题
△BDE是等腰三角形
理由:∵ BD平分∠ABC,∴ ∠ABD=∠CBD. ∵ BC∥ED,
∴ ∠EDB=∠CBD. ∴ ∠EDB=∠EBD. ∴ △BDE是等腰三角形.
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方法应用
(2) 如图②,在▱ABCD中,BE平分∠ABC,交边AD于点E,过点A作AF⊥BE,交DC的延长线于点F,交BC于点G.
① 图中一定是等腰三角形的有( B )
A. 3个 B. 4个 C. 5个 D. 6个
B
第5题
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② 由(1),可知∠ABE=∠EBG=∠AEB. ∴ AB=AE=3.
∵ AF⊥BE,∴ ∠BAF=∠EAF. ∵ 在▱ABCD中,BC∥AD,
∴ ∠EAG=∠AGB. ∴ ∠BAF=∠AGB. ∴ AB=BG=3.
∵ AB∥FD,∴ ∠BAF=∠CFG. ∵ ∠AGB=∠CGF,∴ ∠CGF=∠CFG. ∴ CG=CF. ∵ CG=BC-BG=5-3=2,∴ CF=2
② 已知AB=3,BC=5,求CF的长.
第5题
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[请完成“金练案”P52~53]
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三 等边三角形的性质与判定
例4 (2024·宜宾)如图,D、E分别是等边三角形ABC边BC、AC上的点,且BD=CE. 求证:AD=BE.
例4图
∵ △ABC为等边三角形,∴ ∠ABC=∠C=60°,
AB=BC. 在△ABD和△BCE中,
∴ △ABD≌△BCE. ∴ AD=BE
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【跟踪训练】
6. 如图,D、E分别为等边三角形ABC的边BC、AC上的点,且CD=AE,AD与BE相交于点P,BQ⊥AD于点Q. 若PE=1,PQ=2.5,则AD的长为 6 .
第6题
6
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7. 如图,△ABC和△CDE均为等边三角形,且点B、C、D在同一条直线上,连接AD、BE,交CE和AC分别于点G、H,连接GH.
第7题
(1) 求证:AD=BE;
∵ △ABC和△CDE均为等边三角形,∴ AC=BC,DC=EC,∠ACB=∠ECD=60°.∵ ∠ACD+∠ACB=∠ECD+∠BCE=180°,∴ ∠ACD=∠BCE. ∴ △ACD≌△BCE. ∴ AD=BE
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(2) 求证:△BCH≌△ACG;
∵ △ACD≌△BCE,∴ ∠CBH=∠CAG. ∵ ∠ACB=∠ECD=60°,点B、C、D在同一条直线上,∴ ∠ACG=60°.∴ ∠BCH=∠ACG. 又∵ BC=AC,∴ △BCH≌△ACG
(3) 试猜想△CGH是什么特殊的三角形,并加以证明.
△CGH是等边三角形
∵ △ACG≌△BCH,∴ CG=CH. 又∵ ∠ACG=60°,
∴ △CGH是等边三角形
第7题
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四 含30°角的直角三角形的性质
例5 如图,在△ABC中,AB=AC,∠B=30°,线段AB的垂直平分线MN交BC于点D. 求证:CD=2BD.
例5图
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如图,连接AD. ∵ MN是线段AB的垂直平分线,∴ AD=BD.
∴ ∠DAB=∠B=30°.又∵ AB=AC,∴ ∠B=∠C=30°.∴ ∠BAC=180°-∠B-∠C=120°.∴ ∠DAC=∠BAC-∠DAB=90°.又∵ ∠C=30°,∴ CD=2AD. 又∵ AD=BD,∴ CD=2BD
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【跟踪训练】
8. (2023·哈尔滨模拟)已知等腰三角形一边上的高等于底边的一半,则这个等腰三角形顶角的度数为 120°或90° .
9. (2024·新疆)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,∠A=30°,AB=8.若点D在直线AB上(不与点A、B重合),且∠BCD=30°,则AD的长为 6或12 .
第9题
120°或90°
6或12
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五 探究性问题
例6 如图,在△ABD中,BA=BD,在BD的延长线上取点E、C,作△AEC,使EA=EC. 若∠BAE=90°,∠B=45°,则∠DAC=45°.
例6图
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(1) 若把条件“∠B=45°”去掉,其余条件不变,则∠DAC的度数会改变吗?请说明理由.
∠DAC的度数不会改变
理由:∵ EA=EC,∴ ∠EAC=∠C. ∵ BA=BD,∴ ∠BAD=∠BDA. ∵ ∠BAE=90°,∴ ∠B=90°-∠AED=90°-2∠C. ∴ ∠BAD= (180°-∠B)= [180°-(90°-2∠C)]=45°+∠C. ∴ ∠DAE=90°-∠BAD=90°-(45°+∠C)=45°-∠C. ∴ ∠DAC=∠DAE+∠EAC=45°-∠C+∠C=45°.
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(2) 若把条件“∠B=45°”去掉,再将“∠BAE=90°”改为“∠BAE=n°”,其余条件不变,求∠DAC的度数.
∵ BA=BD,∴ ∠BAD=∠BDA. 设∠B=m°,则∠BAD= (180°-m°)=90°- m°,∠AEB=180°-n°-m°.
∴ ∠DAE=n°-∠BAD=n°-90°+ m°.∵ EA=EC,∴ ∠EAC=∠C. ∴ ∠EAC= ∠AEB=90°- n°- m°.∴ ∠DAC=∠DAE+∠EAC=n°-90°+ m°+90°- n°- m°= n°
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【跟踪训练】
10. 在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,BD是△ABC的角平分线,DE⊥AB于点E.
第10题
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(1) 如图①,连接EC,求证:△EBC是等边三角形.
∵ 在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,∴ ∠ABC=60°,BC= AB. ∵ BD平分∠ABC,∴ ∠DBC=∠DBA=∠A=30°.
∴ DA=DB. ∵ DE⊥AB,∴ AE=BE= AB. ∴ BC=BE.
又∵ ∠ABC=60°,∴ △EBC是等边三角形
第10题
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(2) M是线段CD上一点(不与点C、D重合),以BM为一边,在BM的下方作∠BMG=60°,MG交DE的延长线于点G. 请你在图②中画出完整的图形,写出DM、DG与AD之间的数量关系,并说明理由.
第10题
画出完整的图形如图①所示
第10题
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AD=DG+DM 理由:如图①,延长ED到点W,使DW=DM,连接MW. 由(1),知∠DBA=∠A=30°,DA=DB. ∴ ∠ADB=120°.∴ ∠MDB=60°.∵ DE⊥AB,∴ ∠ADE=∠BDE=60°.
∵ ∠WDM=∠ADE=60°,DM=DW,∴ △WDM是等边三角形.
∴ ∠WMD=∠W=60°,MW=MD. ∵ ∠WMD=∠BMG=60°,∴ ∠WMD+∠DMG=∠BMG+∠DMG,即∠WMG=∠DMB. 在△WGM和△DBM中,
∴ △WGM≌△DBM. ∴ WG=DB=DG+DW
=DG+DM. ∴ AD=DG+DM.
第10题
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(3) 如图③,N是线段AD上一点,以BN为一边,在BN的下方作∠BNG=60°,NG交DE的延长线于点G. 试探究ND、DG与AD之间的数量关系,并说明理由.
第10题
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AD=DG-ND 理由:如图②,延长BD到点H,使HD=ND,连接NH. 由(2),知∠ADE=∠BDE=60°,即∠1=∠2=60°.
∴ ∠3=60°.∴ △NDH是等边三角形.∴ NH=ND,∠H=∠4=60°.∴ ∠H=∠1.∵ ∠BNG=60°,∴ ∠BNG+∠5=∠4+∠5,即∠DNG=∠HNB.
在△DNG和△HNB中,
∴ △DNG≌△HNB.
∴ DG=HB. ∵ HB=HD+DB=ND+AD,
∴ DG=ND+AD. ∴ AD=DG-ND.
第10题
第10题
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