几何模型总结专题3:雨伞模型-2025年中考数学常见几何模型全归纳之模型解读与提分精练(浙江专用)
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内容正文:
专题3 雨伞模型
模型:雨伞模型
【模型介绍】当一个线段出现既是角平分线,又有垂直出现时,如下图就需要添加辅助线,补齐等腰三角形,形似雨伞,故美其名曰“雨伞模型”。
【模型分析】
1.(条件)AP是∠BAC的平分线,BO⊥AP;
2.(辅助线)延长BO交AC于D;
3.(结论)①△ABO≌△ADO,②AB=AD,③OB=OD
4.(核心点)模型识别:角平分线+垂直=延长—等腰三角形—雨伞模型
【证明】延长BO交AC于D,
在△BAO和△DAO中
∠BAO=∠DAO
AO=AO
∠AOB=∠AOD
∴△BAO≌△DAO,∴AB=AD,OB=OD;
【模型分层应用—基础】
1.如图,在△ABC中,∠ABC=90°,∠C=52°,BE为AC边上的中线,AD平分∠BAC,交BC边于点D,过点B作BF⊥AD,垂足为F,则∠EBF的度数为( )
A.19° B.33° C.34° D.43°
2.如图,在Rt△ABC中,AC=BC,∠ACB=90°,AD是△ABC的角平分线,过B作BE⊥AD于点E,交AC延长线于点F,则下列结论中正确的个数是( )
①AD=BF;②CF=CD;③AC+CD=AB;④BE=CF;⑤BF=2BE.
A.2 B.3 C.4 D.5
3.如图,在△ABC中,AC=BC,∠ACB=90°,AD平分∠BAC,与BC相交于点F,BE⊥AD,交AC延长线于E,且垂足为D,H是AB边的中点,连接CH与AD相交于点G,则下列结论:①AF=BE;②AF=2BD;③AG=BD;④AC+CF=AB;正确的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
4.如图,在△ABC中,AC=BC,∠ACB=90°,AE平分∠BAC交BC于点E,BD⊥AE交AE延长线于点D,DM⊥AC交AC的延长线于点M,连接CD.则下列结论:①∠ADC=45°;②;③BC+CE=AB;④AC+AB=2AM;⑤BD=CD其中不正确的结论有( )
A.3 B.2 C.1 D.0
5.如图,在四边形ABCD中,E是边BC的中点,AE平分∠BAD,且∠AED=90°,若CD=2AB,AD=18,则AB= .
6.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,AD平分∠BAC交BC于点D,以AD为边作正方形ADEF,过点F作FG⊥CA交CA的延长线于点G,连接FB交DE于点H,下列结论:
①∠BAF=∠GAF;②四边形CBFG是矩形;③AB=FH;④AF2=FH•BC
其中正确的结论有 (把所有正确结论的序号都写在横线上)
【模型分层应用—综合】
1.已知,如图△ABC中,AB=AC,∠A=90°,∠ACB的平分线CD交AB于点E,∠BDC=90°,求证:CE=2BD.
2.如图,∠B=∠C=90°,AB∥CD,∠BAD,∠ADC的平分线AE,DE相交于点E,过点E作直线AB,DC的垂线,垂足分别为B,C.(1)求得∠AED的度数为 90° ;(2)求证:E为线段BC的中点;(3)若S△ADE=8,S△DCE=2,求△ABE的面积.
3.在△ABC中,AC=BC,∠ACB=90,AD平分∠CAB,交BC于点D,点A与点E关于直线BC对称,连接BE,CE,延长AD交BE于点F,过点B作BH⊥AD于H.
(1)补全图形;(2)直接写出AB、BD、AC之间的相等关系: ;(3)求证:2BH=AD.
4.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,∠A的平分线AD与BC相交于点D,过点B作BE⊥AD交AD的延长线于点E.分别延长BE,AC相交于点F.
(1)试说明△ACD≌△BCF;(2)判断BE与AD的数量关系并说明理由.
5.如图,△ABC中,AC=BC,∠ACB=90°,AD平分∠BAC交BC于点D,过点B作BE⊥AD,交AD延长线于点E,F为AB的中点,连接CF,交AD于点G,连接BG.
(1)线段BE与线段AD有何数量关系?并说明理由;(2)判断△BEG的形状,并说明理由.
6.如图,在△ABC中,AC=BC,∠ACB=90°,AD平分∠BAC,与BC相交于点F,过点B作BE⊥AD于点D,交AC延长线于点E,过点C作CH⊥AB于点H,交AF于点G,
(1)求证:①AF=BE;②DG=DE;③BC+CG=AB.
(2)若AC=BC=4,,求S△ACG.
7.如图1,在平面直角坐标系中,直线AB分别交x轴、y轴于A(a,0)、B(0,b)两点,且a,b满足(a﹣b)2+|a﹣4t|=0,且t>0,t是常数.直线BD平分∠OBA,交x轴于D点.
(1)若AB的中点为M,连接OM交BD于N,求证:ON=OD;
(2)如图2,过点A作AE⊥BD,垂足为E,猜想AE与BD间的数量关系,并证明你的猜想;
(3)如图3,在x轴上有一个动点P(在A点的右侧),连接PB,并作等腰Rt△BPF,其中∠BPF=90°,连接FA并延长交y轴于G点,当P点在运动时,OG的长是否发生改变?若改变,请求出它的变化范围;若不变,求出它的长度.
8.问题初探:(1)在数学社团活动中,李老师给同学们出了这样一道题:
如图①,在△ABC中,高BD,CE交于点F,且BD=CD,试说明FC,AB有怎样的数量关系.
小明经过思考,说出了他的方法:根据已知条件,易证△ABD≌△FCD,从而得出FC=AB.
小明证明△ABD≌△FCD的依据可能是 (填序号).
1 SSS;②ASA;③HL;④SAS
引导发现:(2)老师看同学们的兴致很高,又出了一道题:
如图②,在△ABC中,AB=AC,∠A=90°,CD平分∠ACB,BE⊥CD,垂足E在CD的延长线上.
①填空:∠ABE= °;
②判断线段BE与CD的数量关系,并写出证明过程.
拓展延伸
(3)△ABC中,AB=AC,∠A=90°,如图③,点D在线段BC上,BE⊥ED于点E,DE交AB于点F,且∠ABE=∠EDB,请直接写出BE和FD的数量关系.
9.利用角平分线构造全等三角形是常用的方法,如图①,OP平分∠MON.点A为OM上一点,过点A作AC⊥OP,垂足为C,延长AC交ON于点B,可证得△AOC≌△BOC,则AO=BO,AC=BC.
【问题提出】
(1)如图②,在△ABC中,CD平分∠ACB,AE⊥CD于点E,若∠EAC=63°,∠B=37°,通过上述构造全等的办法,求∠DAE的度数;
【问题探究】
(2)如图③,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,CD平分∠ACB,BE⊥CD,垂足E在CD的延长线上,试探究BE和CD的数量关系;
【问题解决】
(3)如图④是一块肥沃的土地△ABC,其中AC边与灌渠相邻,李伯伯想在这块地中划出一块直角三角形土地△ADC进行水稻试验,他进行了如下操作:
①作∠ACB的平分线CD;②再过点A作AD⊥CD交CD于点D.已知BC=13米,AC=10米,△ABC面积为20平方米,求划出的△ACD的面积.
10.(1)如图1,已知:△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,若CD平分∠ACB,BE⊥CD,垂足E在CD的延长线上,求证:BECD;
(2)如图2所示,已知:△ABC中,AB=BC,∠ABC=90°,CD平分∠ACB交AB于点D,过边AC上一点E作EF∥CD交AB于点F,AG是△AEF的高,探究高AG与边EF的数量关系;
(3)如图3,若∠ABC=90°,BA=BC,点E是射线BC上的一个动点,作AF⊥AE且AF=AE,连接CF交直线AB于点G,若,则 .(直接写出结果)
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专题3 雨伞模型
模型1:雨伞模型
【模型介绍】当一个线段出现既是角平分线,又有垂直出现时,如下图就需要添加辅助线,补齐等腰三角形,形似雨伞,故美其名曰“雨伞模型”。
【模型分析】
1.(条件)AP是∠BAC的平分线,BO⊥AP;
2.(辅助线)延长BO交AC于D;
3.(结论)①△ABO≌△ADO,②AB=AD,③OB=OD
4.(核心点)模型识别:角平分线+垂直=延长—等腰三角形—雨伞模型
【证明】延长BO交AC于D,
在△BAO和△DAO中
∠BAO=∠DAO
AO=AO
∠AOB=∠AOD
∴△BAO≌△DAO,∴AB=AD,OB=OD;
【模型分层应用—基础】
1.如图,在△ABC中,∠ABC=90°,∠C=52°,BE为AC边上的中线,AD平分∠BAC,交BC边于点D,过点B作BF⊥AD,垂足为F,则∠EBF的度数为( )
A.19° B.33° C.34° D.43°
【答案】B
【解】:∵∠ABC=90°,BE为AC边上的中线,
∴∠BAC=90°﹣∠C=90°﹣52°=38°,BEAC=AE,
∴∠BAC=∠ABE=38°,∵AD平分∠BAC,∴∠BAF∠BAC=19°,
∴∠BOF=∠BAD+∠ABE=19°+38°=57°,∵BF⊥AD,∴∠BFO=90°,
∴∠EBF=90°﹣∠BOF=90°﹣57°=33°;故选:B.
2.如图,在Rt△ABC中,AC=BC,∠ACB=90°,AD是△ABC的角平分线,过B作BE⊥AD于点E,交AC延长线于点F,则下列结论中正确的个数是( )
①AD=BF;②CF=CD;③AC+CD=AB;④BE=CF;⑤BF=2BE.
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】C
【解】:①∵BC=AC,∠ACB=90°,∴∠CAB=∠ABC=45°,∵AD平分∠BAC,
∴∠BAE=∠EAF=22.5°,在Rt△ACD与Rt△BFC中,∠EAF+∠F=90°,∠FBC+∠F=90°,
∴∠EAF=∠FBC,∵BC=AC,∠EAF=∠FBC,∠BCF=∠AEF,
∴Rt△ADC≌Rt△BFC(AAS),∴AD=BF;故①正确;
②∵Rt△ADC≌Rt△BFC,∴CF=CD,故②正确;
③∵Rt△ADC≌Rt△BFC,∴CF=CD,AC+CD=AC+CF=AF,∵∠CBF=∠EAF=22.5°,
∴在Rt△AEF中,∠F=90°﹣∠EAF=67.5°,∵∠CAB=45°,
∴∠ABF=180°﹣∠F﹣∠CAB=180°﹣67.5°﹣45°=67.5°,
∴AF=AB,即AC+CD=AB,故③正确;
由③可知,△ABF是等腰三角形,∵BE⊥AD,∴BF=2BE,故⑤正确;
不能判断BE=CF,故④不正确,故选:C.
3.如图,在△ABC中,AC=BC,∠ACB=90°,AD平分∠BAC,与BC相交于点F,BE⊥AD,交AC延长线于E,且垂足为D,H是AB边的中点,连接CH与AD相交于点G,则下列结论:①AF=BE;②AF=2BD;③AG=BD;④AC+CF=AB;正确的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【解】:∵AD⊥BE,∴∠FDB=∠FCA=90°,∵∠BFD=∠AFC,∴∠DBF=∠FAC,
∵∠BCE=∠ACF=90°,BC=AC,∴△BCE≌△ACF(SAS),∴EC=CF,AF=BE,故①正确,
∵∠DAB=∠DAE,AD=AD,∠ADB=∠ADE=90°,∴△ADB≌△ADE(SAS),
∴BD=DE,AB=AE,∴AF=2BD,故②正确,
连接BG,
∵CB=CA,BH=AH,∴CH⊥AB,∴GA=GB,∵BG>BD,∴AG≠BD,故③错误,
∵BC+CF=AC+EC=AE=AB,故④正确,故选:C.
4.如图,在△ABC中,AC=BC,∠ACB=90°,AE平分∠BAC交BC于点E,BD⊥AE交AE延长线于点D,DM⊥AC交AC的延长线于点M,连接CD.则下列结论:①∠ADC=45°;②;③BC+CE=AB;④AC+AB=2AM;⑤BD=CD其中不正确的结论有( )
A.3 B.2 C.1 D.0
【答案】D
【解】:作∠ACN=∠BCD,EF⊥AB,DH⊥AB,垂足为F、H,
根据等腰直角三角形的性质有:∠ABC=∠BAC=45°,∵∠ACN=∠BCD,
∴∠ACN+∠NCE=∠BCD+∠NCE,即∠DCN=∠ECA=90°,∵AE平分∠BAC,
∴,∵∠ACE=∠ADB=90°,∠AEC=∠BED,
∴∠CAN=∠CBD,又∵∠ACN=∠BCD,AC=BC,
∴△ACN≌△BCD(ASA),∴CN=CD,AN=BD,又∵∠DCN=∠ECA=90°,
∴△DCN为等腰直角三角形,∴∠ADC=45°,①正确;
∵∠CND=45°,∠CAE=22.5°,∴∠ACN=22.5°,∴AN=CN,∴CN为Rt△ACE的中线,
∴,②正确;
∵AE平分∠BAC,EF⊥AB,EC⊥AC,∴EC=EF,AC=AF,∵EF⊥AB,∠CBA=45°,
∴△BEF为等腰直角三角形,∴BF=EF,∴EC=BF∴AB=AF+FB=AC+CE=BC+CE,③正确;
∵∠CAE=∠BAE,∠AMD=∠AHD,AD=AD,∴△AMD≌△AHD(AAS),
∴AM=AH,DM=DH,∵BD=AN,AN=CN=CD,∴DB=DC,∵∠M=∠DHB=90°,
∴在Rt△CMD和Rt△BHD中,∴△CMD≌△BHD(HL),∴CM=BH,BD=CD,⑤正确;
∴AC+AB=AC+BH+AH=AC+CM+AM=2AM,④正确;即不正确的为0个,故选:D.
5.如图,在四边形ABCD中,E是边BC的中点,AE平分∠BAD,且∠AED=90°,若CD=2AB,AD=18,则AB= .
【答案】6.
【解】:∵E是边BC的中点,∴BE=CE,∵AE平分∠BAD,∴∠BAE=∠DAE,
如图,在AD边上截取AF=AB,连接EF,
在△ABE和△AFE中,,∴△ABE≌△AFE(SAS),∴BE=FE,
∴BE=FE=CE,∵∠AED=90°,∴∠AEF+∠DEF=∠AEB+∠DEC=90°,
∴∠DEF=∠DEC,在△DEF和△DEC中,,
∴△DEF≌△DEC(SAS),∴DF=DC,∵CD=2AB,AD=18,
∴AD=DF+AF=2AB+AB=3AB=18,∴AB=6.故答案为:6.
6.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,AD平分∠BAC交BC于点D,以AD为边作正方形ADEF,过点F作FG⊥CA交CA的延长线于点G,连接FB交DE于点H,下列结论:
①∠BAF=∠GAF;②四边形CBFG是矩形;③AB=FH;④AF2=FH•BC
其中正确的结论有 ①②④ (把所有正确结论的序号都写在横线上)
【答案】见下方
【解】:∵四边形AFED是正方形,
∴AD=AF,∠DAF=90°,
∴FG⊥CG,
∴∠G=∠C=90°,
∴∠CAD+∠GAF=90°,∠GAF+∠AFG=90°,
∴∠CAD=∠AFG,
∴△AFG≌△DAC,
∴FG=AC=BC,∠ADC=∠FAG,
∴∠G+∠C=180°,
∴FG∥BC,
∴四边形BCGF是平行四边形,
∵∠G=90°,
∴四边形BCGF是矩形,故②正确,
∴CG∥BF,
∴∠GAF=∠AFB,
∵∠DAH+∠BAF=90°,∠DAB=∠DAC,
∴∠BAF=∠GAF,
∴∠BAF=∠AFB,故①正确,
∴BA=BF,易知FH<BF,故③错误,
∵∠GFB=∠AFE=90°,
∴∠GFA=∠BFE,∵∠G=∠E=90°,
∴△GFA∽△EFH,
∴,
∵EF=AF,GF=AC,
∴AF2=FH•AC.
故答案为①②④.
【模型分层应用—综合】
1.已知,如图△ABC中,AB=AC,∠A=90°,∠ACB的平分线CD交AB于点E,∠BDC=90°,求证:CE=2BD.
【答案】见下方容
证明:如图,
延长BD交CA的延长线于F,
∵∠BAC=90°
∴∠BAF=∠BAC=90°,∠ACE+∠AEC=90°,
∵∠BDC=90°
∴∠BDC=∠FDC=90°
∴∠ABF+∠BED=90°
∵∠AEC=∠BED
∴∠ACE=∠ABF
∵AB=AC
∴△ACE≌△ABF(ASA)
∴CE=BF
∵CD平分∠ACB
∴∠ACD=∠BCD
∵CD=CD
∴△CBD≌△CFD(ASA)
∴BD=FDBF
∴BDCE
∴CE=2BD.
2.如图,∠B=∠C=90°,AB∥CD,∠BAD,∠ADC的平分线AE,DE相交于点E,过点E作直线AB,DC的垂线,垂足分别为B,C.(1)求得∠AED的度数为 90° ;(2)求证:E为线段BC的中点;(3)若S△ADE=8,S△DCE=2,求△ABE的面积.
【答案】(1)90°;(2)见下方;(3)6.
【解】(1):∵∠BAD,∠ADC的平分线AE,DE相交于点E,
∴,,
∵AB∥CD,
∴∠ADC+∠BAD=180°,
∴,
∴∠AED=180°﹣(∠ADE+∠EAD)=90°;
故答案为:90°;
(2)证明:如图所示,延长DE,AB交于点F,
∵AE平分BAD,
∴∠EAD=∠EAF,
∵∠AED=90°,
∴∠AEF=∠AED=90°,
又∵AE=AE,
∴△AED≌△AEF(ASA),
∴DE=FE,
∵BC⊥CD,BC⊥AB,
∴∠C=∠CBF=90°,
又∵∠DEC=∠FEB,
∴△DEC≌△FEB(AAS),
∴EC=BE,
∴E为线段BC的中点;
(3)解:由(2)可得,△AED≌△AEF(ASA),△DEC≌△FEB(AAS),
∴S△AEF=S△ADE=8,S△FEB=S△DCE=2,
∴△ABE的面积S△AEF﹣S△FEB=8﹣2=6.
3.在△ABC中,AC=BC,∠ACB=90,AD平分∠CAB,交BC于点D,点A与点E关于直线BC对称,连接BE,CE,延长AD交BE于点F,过点B作BH⊥AD于H.
(1)补全图形;(2)直接写出AB、BD、AC之间的相等关系: AB+BD=2AC ;(3)求证:2BH=AD.
【答案】(1)见下方;(2)AB+BD=2AC.证明见下方;(3)见下方.
【解答】(1)解:补全图形如图:
(2)解:AB+BD=2AC,理由如下:
如图,过点D作DK⊥AB于点K,
∵AD平分∠CAB,CD⊥AC,DK⊥AB,
∴CD=DK,AC=AK,
∵AC=BC,∠ACB=90,
∴∠DBK=45°,
∴BK=DK,
∴AB+BD=(AC+CD)+BD=AC+AC=2AC,
即:AB+BD=2AC.
故答案为:AB+BD=2AC.
(3)证明:如图,延长BH交AE于点M,连接ED,
∵点A与点E关于直线BC对称,
∴AD=DE,∠CED=∠CAD∠BAC=22.5°,
∵∠FDB=∠BAD+∠ABC=22.5°+45°=67.5°,∠DBF=45°,
∴∠BDF=∠DFB=67.5°,
∴BD=BF,
∵BH⊥DF,
∴∠CBM,
∴∠CBM=∠CED=22.5°,
在△ECD和△BCM中,
,
∴△ECD和△BCM(ASA),
∴DE=BM,
在△ABM中,
∵∠MAB=45°,∠ABM=67.5°,
∴∠AMB=67.5°,
∴AM=AB,
∵AD平分∠CAB,
∴BH(三线合一),
∴BHAD,即2BH=AD.
4.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,∠A的平分线AD与BC相交于点D,过点B作BE⊥AD交AD的延长线于点E.分别延长BE,AC相交于点F.
(1)试说明△ACD≌△BCF;(2)判断BE与AD的数量关系并说明理由.
【答案】(1)证明过程见下方;(2)BEAD.理由见下方.
(1)证明:∵BE⊥AD,
∴∠AEB=90°,
∵∠ACB=90°,
∴∠AEB=∠ACB,
∵∠ADC=∠BDE,
∴∠CAD=∠CBF,
在△ACD和△BCF中,
,
∴△ACD≌△BCF(ASA).
(2)解:BEAD.
理由:由(1)△ACD≌△BCF得:BF=AD,
∵AD平分∠BAF,
∴∠BAE=∠FAE,
在△BAE和△FAE中,
,
∴△BAE≌△FAE(ASA),
∴BE=EF,
∴BEBFAD.
5.如图,△ABC中,AC=BC,∠ACB=90°,AD平分∠BAC交BC于点D,过点B作BE⊥AD,交AD延长线于点E,F为AB的中点,连接CF,交AD于点G,连接BG.
(1)线段BE与线段AD有何数量关系?并说明理由;(2)判断△BEG的形状,并说明理由.
【答案】(1)BEAD,理由见下方;(2)△BEG是等腰直角三角形,理由见下方.
【解】:(1)如图,BEAD,理由如下:延长BE、AC交于点H,
∵BE⊥AD,
∴∠AEB=∠AEH=90°,
∵AD平分∠BAC,
∴∠BAE=∠HAE,
在△BAE和△HAE中,
,
∴△BAE≌△HAE(ASA),
∴BE=HEBH,
∵∠ACB=90°,
∴∠BCH=180°﹣∠ACB=90°=∠ACD,
∴∠CBH=90°﹣∠H=∠CAD,
在△BCH和△ACD中,
,
∴△BCH≌△ACD(ASA),
∴BH=AD,
∴BEAD.
(2)△BEG是等腰直角三角形,
理由如下:∵AC=BC,AF=BF,
∴CF⊥AB,
∴AG=BG,
∴∠GAB=∠GBA,
∵AC=BC,∠ACB=90°,
∴∠CAB=∠CBA=45°,
∴∠GAB∠CAB=22.5°,
∴∠GAB=∠GBA=22.5°,
∴∠EGB=∠GAB+∠GBA=45°,
∵∠BEG=90°,
∴∠EBG=∠EGB=45°,
∴EG=EB,
∴△BEG是等腰直角三角形.
6.如图,在△ABC中,AC=BC,∠ACB=90°,AD平分∠BAC,与BC相交于点F,过点B作BE⊥AD于点D,交AC延长线于点E,过点C作CH⊥AB于点H,交AF于点G,
(1)求证:①AF=BE;②DG=DE;③BC+CG=AB.
(2)若AC=BC=4,,求S△ACG.
【答案】(1)①见下方;②见下方;③见下方;(2)8﹣4.
(1)证明:①∵AD⊥BE,
∴∠FDB=∠FCA=90°,
∵∠BFD=∠AFC,
∴∠DBF=∠FAC,
∵∠BCE=∠ACF=90°,BC=AC,
∴△BCE≌△ACF(ASA),
∴AF=BE;
②∵AD平分∠BAC,
∴∠DAB=∠DAE,
又AD=AD,∠ADB=∠ADE=90°,
∴△ADB≌△ADE(ASA),
∴BD=DE,
连接BG,
∵CB=CA,CH⊥AB,
∴BH=AH,
∴GA=GB,
∴∠GAB=∠GBA∠CAB=22.5°,
∴∠BGD=∠GAB+∠GBA=2∠GAB=∠CAB=45°,
∵∠ADB=90°,
∴∠DBG=∠DGB=45°,
∴BD=DG,
∴DG=DE;
③由①知,△BCE≌△ACF,
∴CE=CF,
∵∠GAB∠CAB=22.5°,∠GHA=90°,
∴∠AGH=90°﹣22.5°=67.5°=∠CGF,
∵∠BCG=45°,
∴∠CFG=180°﹣∠BCG﹣∠CGF=67.5°,
∴∠CGF=∠CFG,
∴CE=CF=CG,
∴BC+CG=BC+EC=AC+CE=AE=AB,
(2)解:过点G作GM⊥AC于点M,如图,
∴GM=GH,
∵AC=BC=4,AB=4.CH⊥AB,
∴AH=CH=2,
而,,
∴,
又GH+CG=2,
∴HG=GM=4﹣2,
∴S△ACGAC×GM4×(4﹣2)=8﹣4.
7.如图1,在平面直角坐标系中,直线AB分别交x轴、y轴于A(a,0)、B(0,b)两点,且a,b满足(a﹣b)2+|a﹣4t|=0,且t>0,t是常数.直线BD平分∠OBA,交x轴于D点.
(1)若AB的中点为M,连接OM交BD于N,求证:ON=OD;
(2)如图2,过点A作AE⊥BD,垂足为E,猜想AE与BD间的数量关系,并证明你的猜想;
(3)如图3,在x轴上有一个动点P(在A点的右侧),连接PB,并作等腰Rt△BPF,其中∠BPF=90°,连接FA并延长交y轴于G点,当P点在运动时,OG的长是否发生改变?若改变,请求出它的变化范围;若不变,求出它的长度.
【答案】见下方
(1)证明:∵直线AB分别交x轴、y轴于A(a,0)、B(0,b)两点,且a,b满足(a﹣b)2+|a﹣4t|=0,且t>0,
∴a=b=4t,
∴点A、B的坐标是A(4t,0),B(0,4t),
∴△AOB是等腰直角三角形,
∵点M是AB的中点,
∴OM⊥AB,
∴∠MOA=45°,
∵直线BD平分∠OBA,
∴∠ABD∠ABO=22.5°,
∴∠OND=∠BNM=90°﹣∠ABD=90°﹣22.5°=67.5°,
∠ODB=∠ABD+∠BAD=22.5°+45°=67.5°,
∴∠OND=∠ODB,
∴ON=OD(等角对等边);
(2)答:BD=2AE.
理由如下:延长AE交BO于C,
∵BD平分∠OBA,
∴∠ABD=∠CBD,
∵AE⊥BD于点E,
∴∠AEB=∠CEB=90°,
在△ABE≌△CBE中,,
∴△ABE≌△CBE(ASA),
∴AE=CE,
∴AC=2AE,
∵AE⊥BD,
∴∠OAC+∠ADE=90°,
又∠OBD+∠BDO=90°,∠ADE=∠BDO(对顶角相等),
∴∠OAC=∠OBD,
在△OAC与△OBD中,,
∴△OAC≌△OBD(ASA),
∴BD=AC,
∴BD=2AE;
(3)OG的长不变,且OG=4t.
过F作FH⊥OP,垂足为H,
∴∠FPH+∠PFH=90°,
∵∠BPF=90°,
∴∠BPO+∠FPH=90°,
∴∠FPH=∠BPO,
∵△BPF是等腰直角三角形,
∴BP=FP,
在△OBP与△HPF中,,
∴△OBP≌△HPF(AAS),
∴FH=OP,PH=OB=4t,
∵AH=PH+AP=OB+AP,OA=OB,
∴AH=OA+AP=OP,
∴FH=AH,
∴∠GAO=∠FAH=45°,
∴△AOG是等腰直角三角形,
∴OG=OA=4t.
8.问题初探:(1)在数学社团活动中,李老师给同学们出了这样一道题:
如图①,在△ABC中,高BD,CE交于点F,且BD=CD,试说明FC,AB有怎样的数量关系.
小明经过思考,说出了他的方法:根据已知条件,易证△ABD≌△FCD,从而得出FC=AB.
小明证明△ABD≌△FCD的依据可能是 ② (填序号).
1 SSS;②ASA;③HL;④SAS
引导发现:(2)老师看同学们的兴致很高,又出了一道题:
如图②,在△ABC中,AB=AC,∠A=90°,CD平分∠ACB,BE⊥CD,垂足E在CD的延长线上.
①填空:∠ABE= 22.5 °;
②判断线段BE与CD的数量关系,并写出证明过程.
拓展延伸
(3)△ABC中,AB=AC,∠A=90°,如图③,点D在线段BC上,BE⊥ED于点E,DE交AB于点F,且∠ABE=∠EDB,请直接写出BE和FD的数量关系.
【答案】(1)ASA;(2)①22.5°;②CD=2BE,理由见下方;(3)BEDF.理由见下方.
(1)证明:∵BD⊥AC,CE⊥AB,
∴∠ADB=∠BDC=∠AEC=90°,
∴∠A+∠ABD=90°,∠A+∠ACE=90°,
∴∠ABD=∠ACE,
在△ABD和△FCD中,
,
∴△ABD≌△FCD(ASA),
∴AB=CF,
故答案为:②;
(2)①延长BE交CA延长线于F,
∵CD平分∠ACB,
∴∠FCE=∠BCE=22.5°,
∵∠DAC=∠CEF=∠BAF=90°,
∴∠ACD+∠F=∠ABF+∠F=90°,
∴∠ACD=∠ABE,
∴∠ABE=22.5°,
故答案为:22.5;
②CD=2BE,理由如下:
在△CEF和△CEB中,
,
∴△CEF≌△CEB(ASA),
∴FE=BEBF,
∵∠DAC=∠CEF=∠BAF=90°,
∴∠ACD+∠F=∠ABF+∠F=90°,
∴∠ACD=∠ABF,
在△ACD和△ABF中,
,
∴△ACD≌△ABF(ASA),
∴CD=BF,
∴CD=2BE.
(3)结论:BEDF.理由如下:
过点D作DG∥AC,交BE的延长线于点G,与AF相交于H,
∵DG∥AC,
∴∠GDB=∠C,∠BHD=∠A=90°,
∵∠ABE=∠EDG,∠ABE=∠EDB
∴∠EDB=∠EDG∠C,
∵BE⊥ED,
∴∠BED=90°,
∴∠BED=∠BHD,
∵∠EFB=∠HFD,
∴∠EBF=∠HDF,
∵AB=AC,∠BAC=90°,
∴∠C=∠ABC=45°,
∵DG∥AC,
∴∠GDB=∠C=45°,
∴∠GDB=∠ABC=45°,
∴BH=DH,
在△BGH和△DFH中,
,
∴△BGH≌△DFH(ASA),
∴BG=DF,
在△BDE和△GDE中,
,
∴△BDE≌△GE(ASA),
∴BE=EG,
∴BEBGDF.
9.利用角平分线构造全等三角形是常用的方法,如图①,OP平分∠MON.点A为OM上一点,过点A作AC⊥OP,垂足为C,延长AC交ON于点B,可证得△AOC≌△BOC,则AO=BO,AC=BC.
【问题提出】
(1)如图②,在△ABC中,CD平分∠ACB,AE⊥CD于点E,若∠EAC=63°,∠B=37°,通过上述构造全等的办法,求∠DAE的度数;
【问题探究】
(2)如图③,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,CD平分∠ACB,BE⊥CD,垂足E在CD的延长线上,试探究BE和CD的数量关系;
【问题解决】
(3)如图④是一块肥沃的土地△ABC,其中AC边与灌渠相邻,李伯伯想在这块地中划出一块直角三角形土地△ADC进行水稻试验,他进行了如下操作:
①作∠ACB的平分线CD;②再过点A作AD⊥CD交CD于点D.已知BC=13米,AC=10米,△ABC面积为20平方米,求划出的△ACD的面积.
【答案】(1)26°;(2)BECD,理由见下方;(3).
【解】:(1)如图2,延长AE交BC于点F,
由已知可知,AC=FC,
∴∠EFC=∠EAC=63°,
∵∠EFC=∠B+∠DAE,
∴∠DAE=∠EFC﹣∠B=63°﹣37°=26°;
(2)BECD,证明如下:
如图3,延长BE、CA交于点F,
则∠BAF=180°﹣∠BAC=90°,
∵BE⊥CD,
∴∠BED=90°=∠BAC,
∵∠BDC=∠ABF+∠BED=∠ACD+∠BAC,
∴∠ABF=∠ACD,
又∵AB=AC,
∴△ABF≌△ACD(ASA),
∴BF=CD,
由已知可知,BE=FEBF,
∴BECD;
(3)如图4,延长AD交BC于E,
由已知可知,AD=ED,EC=AC=10,
∴S△ACD=S△ECD,
∵S△ABC=20,
∴S△ACES△ABC20,
∴S△ACDS△ACE,
答:△ACD的面积是.
10.(1)如图1,已知:△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,若CD平分∠ACB,BE⊥CD,垂足E在CD的延长线上,求证:BECD;
(2)如图2所示,已知:△ABC中,AB=BC,∠ABC=90°,CD平分∠ACB交AB于点D,过边AC上一点E作EF∥CD交AB于点F,AG是△AEF的高,探究高AG与边EF的数量关系;
(3)如图3,若∠ABC=90°,BA=BC,点E是射线BC上的一个动点,作AF⊥AE且AF=AE,连接CF交直线AB于点G,若,则 或 .(直接写出结果)
【答案】(1)见下方;(2)AGEF,理由见下方;(3)或.
(1)证明:如图1,延长BE交CA的延长线于点F,
∵CD平分∠ACB,
∴∠BCE=∠FCE,
∵CE⊥BF,
∴∠BEC=∠FEC,
在△BEC和△FEC中,
,
∴△BEC≌△FEC(ASA),
∴BE=FE,
∴BEBF,
∵∠CAD=90°,∠CEF=90°,
∴∠CDA+∠ACD=90°,∠CFE+∠ACD=90°,
∴∠CDA=∠CFE,
即∠CDA=∠BFA,
在△CAD和△BAF中,
,
∴△CAD≌△BAF(AAS),
∴CD=BF,
∴BECD;
(2)解:AGEF,理由如下:
∵AB=BC,∠ABC=90°,
∴∠ACB=45°,
∵CD平分∠ACB,
∴∠ACD∠ACB,
∵EF∥CD,
∴∠AEG=∠ACD∠ACB,
过点E作EK∥BC,交AG延长线于K、交AB于T,如图2所示:
则∠AET=∠ACB=∠BAC=45°,∠ATE=∠ABC=90°,
∴AT=ET,∠AEF=∠KEF,
∵AG是△AEF的高,
∴EG⊥AK,
∴AG=KGAK,
∵∠AGE=∠ATE=90°,∠AFG=∠EFT,
∴∠KAT=∠FET,
在△KAT和△FET中,
,
∴△KAT≌△FET(ASA),
∴AK=EF,
∵AGAK,
∴AGEF;
(3)①当点E在线段BC上时,过点F作FH⊥AB于H,如图3所示:
则∠FHA=∠FHG=90°,
∵AF⊥AE,
∴∠FAH+∠BAE=90°,
∵∠FAH+∠HFA=90°,
∴∠HFA=∠BAE,
在△HFA和△BAE中,
,
∴△HFA≌△BAE(AAS),
∴AH=BE,FH=AB=CB,
在△FHG和△CBG中,
,
∴△FHG≌△CBG(AAS),
∴HG=BG,
∵,
∴设BC=5a,
则CE=3a,BE=2a,
∴AH=2a,HG=BG(5a﹣2a)a,
∴;
②当点E在线段BC延长线上时,过点F作FH⊥AB于H,如图4所示:
同理可证:△HFA≌△BAE(AAS),
∴AH=BE,FH=AB=CB,
同理可证:△FHG≌△CBG(AAS),
∴HG=BG,
∵,
∴设BC=5a,
则CE=3a,BE=8a,
∴AH=8a,HG=BG(8a﹣3a)a,
∴,
综上所述,等于或
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