内容正文:
沪科版八年级数学上册 单元考点串讲
第15章 轴对称图形与等腰三角形
目录/CONTENTS
易混易错
考点整合
知识梳理
课本复习题
线段的垂
直平分线
轴
对
称
角平分线
等腰三角形
轴
对
称
图
形
线段
角
性
质
及
判
定
知识梳理
把一个图形沿着一条直线折叠,如果直线两旁的部分能够完全重合,那么这个图形就叫做轴对称图形.这条直线叫做对称轴.
把一个图形沿一条直线折叠,如果它能与另一个图形完全重合,那么这两个图关于这条直线成轴对称.
这条直线叫做对称轴.
1.轴对称图形:
2.轴对称:
一、轴对称图形与轴对称
3.轴对称图形和轴对称的区别与联系
轴对称图形
轴对称
区别
联系
图形
(1)轴对称图形是指( )
具 有特殊形状的图形,
只对( ) 图形而言;
(2)对称轴( ) 只有一条
(1)轴对称是指( )图形
的位置关系,必须涉及
( )图形;
(2)只有( )对称轴.
如果把轴对称图形沿对称轴
分成两部分,那么这两个图形
就关于这条直线成轴对称.
如果把两个成轴对称的图形
拼在一起看成一个整体,那
么它就是一个轴对称图形.
一个
一个
不一定
两个
两个
一条
4.轴对称的性质:
①如果两个图形关于某条直线对称,那么对称轴是任何一对对称点所连线段的垂直平分线;
②如果两个图形的对应点连线被同一条直线垂直平分,那么这两个图形关于这条直线对称.
1.线段中垂线的性质定理:
线段中垂线上的点到线段两端点的距离相等.
2.逆定理:
到线段两端点的距离相等的点在线段的中垂线上.
二、线段的中垂线
1.性质①:
等腰三角形的两个底角相等.(等边对等角)
等边三角形的三个角都相等,并且每个角都等于60°.
2.性质②:
等腰三角形的顶角的平分线垂直平分底边. (三线合一).
推论:
三、等腰(边)三角形
3.等腰(边)三角形的判定及含30°角的直角三角形的性质:
有两个角相等的三角形是等腰三角形(等角对等边).
三个角都相等的三角形是等边三角形.
有一个角是600的等腰三角形是等边三角形.
在直角三角形中,30°的角所对的直角边等
于斜边的一半.
判定定理:
推论①:
推论②:
定理
1.性质定理:
角平分线上的点到角两边的距离相等.
2.判定定理:
到角两边距离相等的点在角的平分线.
四、角平分线的性质与判定
两个概念
概念1 轴对称图形
1. [2024·合肥四十五中期中]如图是1982年我国发行的《中国古代钱币(第二组)》特种邮票中的四枚,分别展示了战国时期赵国、燕国、秦国和齐国使用的钱币.只从形状上看这四种钱币,不能看成轴对称图形的是( B )
A. “甘丹”布 B. 尖首刀
B
C. “下专”布 D. 方孔圜钱
考点整合
概念2 轴对称
2. [母题·教材P120练习T1] 观察图①~④中的左右两个图形,它们是否成轴对称?如果是,请画出其对称轴.
【解】题图①②③中的左右两个图形成轴对称,题图④中的左右两个图形不成轴对称.题图①②③中成轴对称的图形的对称轴如图所示.
六个性质
性质1 轴对称的性质
3. 如图,△ ABC 和△ ADE 关于直线 l 对称,连接 BE , CD , CE ,下列结论:
① l 垂直平分 CE ;②∠ BAE =∠ DAC ;③△ BCE ≌△ DEC ;④直线 BC , DE 的交点一定在 l 上,其中正确的有( D )
A. 1个 B. 2个
C. 3个 D. 4个
D
性质2 线段垂直平分线的性质
4. 如图,在△ ABC 中,∠ BAC =70°,∠ C =40°,分别以点 A 和点 C 为圆心,大于 AC 的长为半径画弧,两弧相交于点 M , N ,作直线 MN 交 BC 于点 D ,连接 AD ,则∠ BAD 的大小为 .
30°
性质3 等腰三角形的性质
5. 如图,在△ ABC 中, AB = AC , D 是 BC 边上的中点,连接 AD , BE 平分∠ ABC 交 AC 于点 E ,过点 E 作 EF ∥ BC 交 AB 于点 F . 已知∠ C =36°,则∠ BAD 的度数为 .
54°
∵ AB = AC ,∴∠ C =∠ ABC .
∵∠ C =36°,∴∠ ABC =36°.
∵ D 为 BC 的中点, AB = AC ,∴ AD ⊥ BC .
∴∠ ADB =90°.
∴∠ BAD =90°-∠ ABC =90°-36°=54°.
【点拨】
性质4 等边三角形的性质
6. 如图,木工师傅从边长为90 cm的正三角形木板上锯出一个正六边形木板,那么正六边形木板的边长为 .
30 cm
性质5 含30°角的直角三角形的性质
7. [2024·阜阳期中]如图,在△ ABC 中, AB = AC , D , E 是△ ABC 内两点,连接 AD , DE 和 BE , AD 平分 ∠ BAC ,∠ EBC =∠ E =60°,若 BE =6, DE =2,则 BC 的长度是 .
8
【点拨】
如图,延长 AD 交 BC 于点 F ,延长 ED 交 BC 于点 G .
∵ AB = AC , AD 平分∠ BAC ,
∴ AF ⊥ BC , BF = FC ,
∴∠ DFC =90°.
∵∠ E =∠ EBC =60°,
∴∠ EGB =60°,
∴ EG = BG = EB =6.
∵ DE =2,∴ DG =4.
∵∠ DFG =90°,∠ DGF =60°,
∴∠ FDG =30°,∴ FG = DG =2,
∴ BF = BG - FG =4,∴ BC =2 BF =8.
性质6 角平分线的性质
8. 如图,在Rt△ ABC 中,∠ ACB =90°,根据尺规作图的痕迹,判断以下结论错误的是( B )
A. ∠ BDE =∠ BAC B. ∠ BAD =∠ B
C. DE = DC D. AE = AC
B
三个判定
判定1 线段垂直平分线的判定
9. [2024·安庆四中月考]如图, AD 为△ ABC 的角平分线, DE ⊥ AC 于点 E , DF ⊥ AB 于点 F , EF 交 AD 于点 M .
求证: AD 垂直平分 EF .
【证明】∵ AD 为△ ABC 的角平分线, DE ⊥ AC , DF ⊥ AB ,
∴∠ FAD =∠ EAD , DE = DF .
∴点 D 在线段 EF 的垂直平分线上.在△ AFD 和△ AED 中,
∵∠ AFD =∠ AED =90°,∠ FAD =∠ EAD ,AD = AD ,
∴△ AFD ≌△ AED ( AAS ).
∴ AF = AE . ∴点 A 在线段 EF 的垂直平分线上.
∴ AD 垂直平分 EF .
判定2 等腰三角形的判定
10. 如图,把平行四边形纸片 ABCD 沿 BD 折叠,点 C 落在 C '处, BC '与 AD 相交于点 E .
(1)连接AC',则AC'与 BD 的位置关系是 ;
AC'∥ BD
证明:由折叠的性质可知∠ CBD =∠ EBD .
∵四边形 ABCD 是平行四边形,
∴ AD ∥ BC . ∴∠ CBD =∠ EDB .
∴∠ EBD =∠ EDB .
∴ EB = ED ,∴△ BDE 是等腰三角形.
(2)△ BDE 是等腰三角形吗?证明你的结论.
【解】△ BDE 是等腰三角形.
判定3 角平分线的判定
11. 如图,在△ ABC 中, AB = AC , BE ⊥ AC 于点 E , CD ⊥ AB 于点 D , BE , CD 相交于点 F ,连接 AF . 求证: AF 平分∠ BAC .
【证明】∵ BE ⊥ AC , CD ⊥ AB ,
∴∠ AEB =∠ ADC =90°.
在△ AEB 与△ ADC 中,
∴△ AEB ≌△ ADC ( AAS ).∴ AE = AD .
在Rt△ AEF 与Rt△ ADF 中,
∴Rt△ AEF ≌Rt△ ADF ( HL ).
∴∠ EAF =∠ DAF ,∴ AF 平分∠ BAC .
两个应用
应用1 轴对称的应用
12. 如图, A , B 两点在直线 l 的两侧,在直线 l 上找一点 C ,使点 C 到点 A , B 的距离之差最大,并说明理由.
【解】如图,以直线 l 为对称轴,作点 A 关于直线 l 的对称点A',连接A'B并延长交直线 l 于点 C ,则点 C 即为所求.
理由:如图,在直线 l 上任找一点 C '(异于点 C ),连接 CA , C ' A , C ' A ', C ' B .
∵点 A ,A'关于直线 l 对称,
∴直线 l 为线段AA'的垂直平分线.
∴ CA = CA '.
∴ CA - CB = CA '- CB = A ' B .
又∵点C'在直线 l 上,
∴ C ' A = C ' A ',∴ C ' A - C ' B = C ' A '- C ' B .
在△A'BC'中,C'A'-C'B<A'B,
∴ C ' A - C ' B < CA - CB .
应用2 线段垂直平分线的应用
13. 如图, A , B , C 三点表示三个村庄,为了解决村民子女就近入学的问题,计划新建一所学校,要使学校到三个村庄的距离相等,请你在图中确定学校的位置.(写出作法)
【解】作法:(1)连接 AB , BC ;
(2)分别作 AB , BC 的垂直平分线交于点 P ,则点 P 就是
所要确定的学校的位置,如图所示.
两种思想
思想1 方程思想
14. 如图,△ ABC 是等腰三角形, AB = AC ,在△ ABC 的
外部分别作等边三角形 ADB 和等边三角形 ACE . 若
∠ DAE =∠ DBC ,求△ ABC 三个内角的度数.
【解】∵△ ADB 和△ ACE 都是等边三角形,∴∠ DAB =∠ ABD =∠ CAE =60°,
∴∠ DAE =∠ DAB +∠ BAC +∠ CAE =60°+∠ BAC +60°=120°+∠ BAC ,∠ DBC =∠ DBA +∠ ABC =60°+∠ ABC .
∵∠ DAE =∠ DBC ,∴120°+∠ BAC =60°+∠ ABC ,即∠ ABC =60°+∠ BAC .
又∵ AB = AC ,∴∠ ACB =∠ ABC =60°+∠ BAC . 设∠ BAC = x °.
∵∠ BAC +2∠ ABC =180°,
∴ x +2( x +60)=180,解得 x =20.
∴∠ ACB =∠ ABC =60°+∠ BAC =60°+20°=80°.
∴△ ABC 三个内角的度数分别为20°,80°,80°.
思想2 分类讨论思想
15. 在等腰三角形 ABC 中,∠ A 比∠ B 的2倍小50°,则∠ B
的度数为 .
57.5°或56°或50°
【点拨】
设∠ B = x °,则∠ A =2 x °-50°.
∵∠ A +∠ B +∠ C =180°,
∴∠ C =180°-(2 x °-50°)- x °=230°-3 x °.
当 AB = AC 时,有∠ B =∠ C ,则 x =230-3 x ,解得 x =57.5;
当 AB = BC 时,有∠ A =∠ C ,则2 x -50=230-3 x ,解得 x =56;
当 AC = BC 时,有∠ A =∠ B ,则2 x -50= x ,解得 x =50.
综上所述,∠ B 的度数为57.5°或56°或50°.
易混易错
39
已知:点A(a,b)与点B(c,d) .
(1)如果点A,B关于 y 轴对称,那么a,b,c,d 应满足什么条件?
1.
解:(1)a+c=0(a≠0,c≠0),b=d .
复习题15A组
(2)如果点A,B关于 x 轴对称,那么a,b,c,d 应满足什么条件?
(2)b+d=0(b≠0,d≠0),a=c .
直线l 与直线 y=2x关于 y轴对称,写出直线 l所表示的函数表达式.
2.
解:直线 l所表示的函数表达式为 y=-2x .
已知:如图,在△ABC中,∠BAC=90°,AC=2AB,点D是AC的中点.△EAD为等腰直角三角形,∠AED=90°.
试猜想线段BE和EC的关系,并证明你的猜想.
3.
解:BE=EC. 证明如下:
∵AC=2AB,点D是AC的中点,
∴AC=2DC,∴AB=DC.
∵△EAD为等腰直角三角形,
∴AE=DE,∠EAD=∠EDA=45°,
∵∠BAE=∠BAC+∠DAE=135°,
∠CDE=180°-∠EDA=135°,
∴∠BAE=∠CDE .
在△ABE和△DCE中,
∵
∴△ABE≌△DCE.(SAS) ∴BE=CE.
已知:△ABC中,AB=AC,AD是BC边上中线,AB的垂直平分线交AD于点O,∠B的平分线交AD于点I.
求证:(1)OA=OB=OC;
4.
证明:(1)如图所示,
∵AB=AC,AD是BC边上中线,
∴AD⊥BC,即AD是线段BC的垂直平分线,
∴OB=OC.(线段垂直平分线上的点到线段两端的距离相等)
又∵AB的垂直平分线交AD于点O,
∴OA=OB.(线段垂直平分线上的
点到线段两端的距离相等)
∴OA=OB=OC .
(2)点I到BC,CA,AB的距离相等.
(2)由(1)知,AD是∠BAC的平分线,
∴点I到AB,AC的距离相等,
又∵∠ABC的平分线交AD于点I,
∴点I到AB,BC的距离相等,
∴点I到BC,CA,AB的距离相等.
已知:如图,AD是△ABC的角平分线,DE⊥AB,DF⊥AC,点E,F为垂足.
求证:AD垂直平分EF .
5.
证明:∵AD是△ABC的角平分线,
DE⊥AB,DF⊥AC,
∴DE=DF,即点D是EF
垂直平分线上的点.
在Rt△AED和Rt△AFD中,
∵DE=DF,AD=AD,
∴Rt△AED≌Rt△AFD.(HL)
∴AE=AF,即点A是EF
垂直平分线上的点.
∴AD垂直平分EF .
已知:如图,△ABC是等边三角形,BD是中线. 点E在BC的延长线上,使CE=CD.
求证:DB=DE.
6.
证明:∵△ABC是等边三角形,BD是中线,
∴BD是∠ABC的平分线.
∴∠DBC=30°.
∵CE=CD,∴∠CDE=∠E.
∵∠ACB=∠CDE+∠E=60°,
∴∠CDE=∠E=30°.
∴∠DBC=∠E.
∴DB=DE .
7.求证:有两条高相等的三角形是等腰三角形.
证明:如图所示,在△ABC中,CE⊥AB,交AB于点E,BD⊥AC,交AC于点D. CE=BD.
在Rt△BCE和Rt△CBD中,
∵CE=BD(已知),BC=CB(公共边).
∴Rt△BCE≌Rt△CBD.(HL)
∴∠EBC=∠DCB .
∴AB=AC .
即△ABC为等腰三角形.
8.已知:如图,△ABC中,AD是BC边上的高,AB=AC,∠BAC=120°,DE⊥AB,DF⊥AC,垂足分别是E,F . 求证:DE +DF= BC .
证明:∵AB=AC,∴∠B=∠C.
又∵∠BAC=120°,∠BAC+∠B+∠C=180°,
∴∠B=∠C=30°.
在Rt△BDE和Rt△CDF中,
DE= BD, DF= DC,
∵BD+DC=BC,
∴DE +DF= BC .
9.已知:如图,在△ABC中,AB=AC,∠A=120°,AC的垂直平分线EF交AC于点E、交BC于点F.求证:BF=2CF.
证明:如图,连接AF,∵AB=AC,∠BAC=120°,∴∠B=∠C=30°.
∵EF垂直平分AC,∴AF=CF,
∴∠FAC=∠C=30°.
∴∠BAF=∠BAC-∠FAC=90°.
在Rt△ABF中,∵∠B=30°,
∴BF=2AF,
∴BF=2CF.
10.已知:如图,AD⊥DE,BE⊥DE,AC,BC分别平分∠DAB,∠ABE,点C在线段DE上.求证:AB=AD+BE.
证明:如图,过点C作CF⊥AB,
交AB于点F.
∵AD⊥DE,BE⊥DE,
AC,BC分别平分∠DAB,∠ABE,
∴CD=CF=CE. 在Rt△ACD和Rt△ACF中,
∵CD=CF(已证), AC=AC(公共边).
∴Rt△ACD≌Rt△ACF.(HL)
∴ AD=AF .
同理可得BE=BF .
∵AB=AF+BF,
∴AB=AD+BE.
已知:如图,在△ABC中,∠A=90°,AB=AC,点D在BC上,BD=AB,作DE⊥BC,点E在边AC上.求证:
(1)BE平分∠ABC;
证明:(1)在Rt△ABE和Rt△DBE中,
∵AB=DB(已知), BE=BE(公共边).
∴Rt△ABE≌Rt△DBE.(HL)
∴∠ABE=∠DBE.
∴BE平分∠ABC .
(2) AE=ED=DC .
(2)由(1)知Rt△ABE≌Rt△DBE,∴AE=DE.
∵在△ABC中,∠A=90°,AB=AC,
∴∠C=45°,
∴∠DEC=90°-∠C=45°,
即∠DEC=∠C.
∴ED=DC . ∴AE=ED=DC .
12.已知:如图,在△ABC中,以它的边AB,AC为边,分别在形外作等边三角形ABD,ACE,连接BE,DC. 求证:BE=DC.
证明:∵△ABD,△ACE
是等边三角形,
∴AB=AD, AE=AC,
∠DAB=∠CAE=60°.
∵∠DAC=∠DAB+∠BAC,∠BAE=∠CAE+
∠BAC, ∴∠DAC=∠BAE.
在△ABE和△ADC中,
∵
∴△ABE≌△ADC.(SAS) ∴ BE=DC.
13.已知:如图,线段CD与∠AOB,通过作图求一点P,使PC=PD,并且点
P到∠AOB两边的距离相等.
E
M
N
P
解:作法如图所示,
(1)作∠AOB的平分线OE;
(2)作线段CD的垂直平分
线MN,交OE于点P.
点P即为所求.
14.已知:如图,Rt△ABC中,∠C=90°,沿过点B的一条直线BE折叠这个三角形,使点C与边AB上的点D重合.要使D恰好为AB的中点,问还需增加一个什么
条件?说出你增加的条件及依据.
解:还需要增加的条件是∠A=30°.
依据:在Rt△ABC中,因为∠A=30°,
∴BA=2BC,根据折叠可知
BC=BD,
∴BA=2BD,
即D为AB的中点 .
1.根据下列点的坐标变化,判断它们进行了怎样的变换?
(1)(-3,-1)→(3,-1);
(2)(-5,6)→(-5,1);
解:(1)向右平移6个单位或关于y轴对称.
(2)沿y轴向下平移5个单位.
复习题15B组
(3)(4,3)→(4,-3);
(4)(2,-3)→(3,-2);
(3)向下平移6个单位或关于x轴对称.
(4)先向右平移1个单位,再向上平移1个单位(或先向上平移1个单位,再向右平移1个单位).
2.BD是△ABC的角平分线,BD的垂直平分线交CA的延长线于点E.
求证:∠EAB=∠EBC.
证明:如图所示.
∵BD平分∠ABC,
∴∠1=∠2,
∵EF垂直平分BD,
∴EB=ED,
∴∠EBD=∠EDB.
又∵∠EAB=∠1+∠EDB,
∠EBC=∠2+∠EBD,
∴∠EAB=∠EBC.
3.已知:O是线段AB的中点,直线MN经过点O,点C, D在直线MN,∠1=∠2=45°.
(1)若点C与点O重合[图(1)],请直接写出AC与BD的数量关系和位置关系;
解:AC=BD,AC⊥BD.
(1)
解析:∵∠1=∠2=45°
∴∠DOB=∠1=45°.∴∠DBO=90°.
∴△DBO为等腰直角三角形.
∴OB=DB,OB⊥DB
又∵O是线段AB的中点,点C与点O重合,
∴AC=OB=BD,AC⊥BD.
(2)若点C,D不与点O重合[图(2)],求证: AC=BD,AC⊥BD.
证明:过点A作AE⊥AC交MN于点E,则有∠AEC=∠1=∠2=45°,∴AE=AC.
∵O是线段AB的中点,∴OA=OB.
E
(2)
在△AOE和△BOD中,
∵
∴△AOE≌△BOD.(AAS)
∴AE=BD,
∴AC=BD.
∵∠AEC=∠2,
∴AE∥BD.
又∵AE⊥AC,
∴AC⊥BD.
4.已知:如图,在△ABC中,∠ACB=90°,D, E是边AB上的两点,且AD=AC,BE=BC.
求证:∠DCE=45°.
证明:设∠BCD=∠1, ∠DCE=∠2,∠ACE=∠3,
∵AD=AC,∴∠ADC=∠2+∠3.
∵BE=BC,∴∠BEC=∠2+∠1.
在△DEC中,∠EDC+∠DEC+∠2=180°,
即∠2+∠3+∠2+∠1+∠2=180°,①
又∵∠ACB=90°,
∴∠1+∠2+∠3=90°.②
由①②可得,2∠2=90°,
∴∠2=45°.即∠DCE=45°.
5.已知:如图,点D在等边三角形ABC的边AC上,点E在边AB的延长线上,使BE=CD,DE交BC于点P.求证:PD=PE.
证明:过点D作DF平行AE,
交CB于点F.
∵△ABC为等边三角形,
∴∠CFD=∠CBA=60°=∠C,
F
∴CD=DF=BE, 在△DFP和△EBP中,
∵
∴△DFP≌△EBP.(AAS)
∴PD=PE.
6.(1)已知:如图(1),在△ABC中,∠ABC,∠ACB的平分线交于点O,过点O的直线 DE∥BC, DE分别与AB,AC交于点D, E.
求证:BD+CE=DE.
(1)证明:∵BO平分∠ABC, ∴∠OBD=∠OBC,
∵DE∥BC,∴∠DOB=∠OBC,
∴∠OBD=∠DOB,
∴BD=OD.
同理可得OE=CE.
∵OD+OE=DE, ∴BD+CE=DE.
(2)将(1)题条件“∠ACB的平分线”改为“∠ACB的外角平分线”,如图(2)所示.原来的关系式BD+CE=DE还成立吗?如果不成立,你能推断出BD,CE,DE存在的数量
关系式吗?请证明你的推断.
(2)解:不成立,BD-CE=DE. 证明如下:
∵BO平分∠ABC, ∴∠OBD=∠OBC.
∵DO∥BC, ∴∠DOB=∠OBC,
即 ∠OBD=∠DOB,∴BD=OD.
∵CO是∠ACB的外角平分线, ∴∠ACO=∠OCF,
∵DO∥BC, ∴∠DOC=∠OCF,
即 ∠ACO=∠DOC,∴CE=OE.
∴BD-CE=OD-OE=DE.
1.已知:等腰三角形ABC中,AB=AC.
(1)P为底边BC上任一点,自点P向两腰所在直线作垂线PE,PF,点E,F为垂足.求证:
PE+PF等于定值;
复习题15C组
证明:如图所示,连接AP,设△ABC的腰AB上的高为h,
则S△ABC=S△ABP+S△ACP,
即 AB·h= AB·EP+ AC·FP,
∵AB=AC,∴PE+PF=h
∴PE+PF等于定值.
(2)证得(1)中的结论后,请你对本章A组复习题第8题的条件和你原来的证明方法进行反思.
解:本章A组复习题第8题是本题的一个特例,点D是底边的中点.运用本题的方法也可以证明.
(3)若点P在底边BC的延长线上时,情况如何?
解:如图所示,连接AP,设△ABC的腰AB上的高为h, 则S△ABC=S△ABP-S△ACP,
即 AB·h= AB·EP - AC·FP,
∵AB=AC,∴PE-PF=h.
∴点P在BC的延长线上时, PE-PF等于定值.
2.已知:等边三角形ABC.
(1)P为△ABC内任一点,自点P向三边所在直 线作垂线PD,PE,PF,点D,E,F为垂足.求证:PD+PE+PF等于定值;
(1)证明:如图所示,连接AP,BP,CP,设△ABC的边AB上的高为h, 则S△ABC=S△ABP+S△ACP+S△BCP,
即 AB·h= AB·EP + AC·FP+
BC·DP. ∵AB=AC=BC,
∴PD+PE+PF=h , 即PD+PE+PF等于定值.
解:如图所示,连接AP,BP,CP,设△ABC的边AB上的高为h, 则
S△ABC=S△ABP+S△BCP-S△ACP,
即 AB·h= AB·EP + BC·DP-
AC·FP,
(2)若点P在△ABC外时,情况如何?
∵AB=AC=BC,
∴PD+PE-PF=h ,
即当点P在△ABC外时,PD+
PE-PF等于定值.
$$