内容正文:
专题06 三角形中的倒角模型之双角平分线和高线模型
目录
1
模型1.双内角角平分线模型 1
模型2.一内角一外角双角平分线模型 6
模型3.双外角角平分线模型 10
模型4.高线与角平分线分线模型 18
21
模型1.双内角角平分线模型
1)两内角平分线的夹角模型
图1 图2 图3
条件:如图1,在△ABC中,∠ABC和∠ACB的平分线BP,CP交于点P;结论:。
证明:∵∠ABC和∠ACB的平分线BP,CP交于点P,∴,。
∴∠P=180°-(∠PBC+∠PCB)=180°-(∠ABC+∠ACB)=180°-(180°-∠A)=90°+∠A。
2)凸多边形双内角平分线的夹角模型1
条件:如图2,BP、CP平分∠ABC、∠DCB,两条角平分线相交于点P;结论:2∠P=∠A+∠D。
证明:∵BP、CP平分∠ABC、∠DCB,∴,。
∴∠P=180°-(∠PBC+∠PCB)=180°-(∠ABC+∠DCB)=180°-(360°-∠A-∠D)=(∠A+∠D)。即:2∠P=∠A+∠D。
3)凸多边形双内角平分线的夹角模型2
条件:如图3,CP、DP平分∠BCD、∠CDE,两条角平分线相交于点P;结论:。
证明:∵CP、DP平分∠BCD、∠CDE,∴,。
∴∠P=180°-(∠PCD+∠PDC)=180°-(∠BCD+∠CDE)=180°-(540°-∠A-∠D-∠E)=∠A+∠D+∠E-90°。即:2∠P=∠A+∠D+∠E-180°。
例1.如图,在中,点是内一点,且点到三边的距离相等,若,则 .
【答案】
【分析】由条件可知平分和,利用三角形内角和可求得.
【详解】解:∵点P到三边的距离相等,
∴平分,平分,
∴,
故答案为:.
【点睛】本题考查角平分线的性质与判定,掌握角平分线的交点到三角形三边的距离相等是解题的关键.
例2.模型认识:我们学过三角形的内角和等于,又知道角平分线可以把一个角分成大小相等的两部分,接下来我们就利用上述知识进行下面的探究活动.
如图①,在中,、分别是和的角平分线.
解决问题:(1)若,,则______;(直接写出答案)
(2)若,求出的度数;
拓展延伸:(3)如图②,在四边形中,、分别是和的角平分线,直接写出与的数量关系.
【答案】(1)(2)(3)
【分析】(1)根据角平分线的定义和三角形内角和定理可得∠BPC的度数;
(2)根据角平分线的定义和三角形内角和定理可得∠BPC的度数;
(3)根据角平分线的定义和四边形内角和定理可得∠BPC与∠A+∠D的数量关系.
【详解】(1)解:∵BP、CP分别是∠ABC和∠ACB的角平分线,∠ABC=40°,∠ACB=80°,
∴∠PBC=∠ABC=×40°=20°,∠PCB=∠ACB=×80°=40°.
∴∠BPC=180°-∠PBC-∠PCB=180°-20°-40°=120°; 故答案为:120°;
(2)∵BP、CP分别是∠ABC和∠ACB的角平分线,
∴∠PBC=∠ABC,∠PCB=∠ACB.
∴∠BPC=180°-∠PBC-∠PCB=180°-(180°-∠BAC)=90°+ ∠BAC,
∵∠BAC=100°, ∴∠BPC=90°+∠BAC=90°+×100°=140°;
(3)∵BP、CP分别是∠ABC和∠DCB的角平分线, ∴∠PBC=∠ABC,∠PCB=∠DCB.
∴∠BPC=180°-∠PBC-∠PCB=180°- (360°-∠A-∠D)=(∠A+∠D).
【点睛】本题考查了角平分线的定义,三角形的内角和定理,多边形的内角和公式,此类题目根据同一个解答思路求解是解题的关键.
例3.【基础探究1】(1)如图1,中,平分,平分,探求与之间的数量关系;
【基础探究2】(2)如图2,中,、是的三等分线,、是的三等分线,则与之间的数量关系是______;
【基础探究3】(3)如图3,中,、、是的四等分线,、、是的四等分线,则与之间的数量关系是______;
【拓展与探究】(4)如图4,中,、、……、、是的等分线,、、……、、是的等分线,请用一个等式表示、、三者之间的数量关系是______;
【探究与应用】(5)中,、、……、是的2024等分线,、、……、是的2024等分线,若与的和是的7倍,则______.
【答案】(1)(2)(3)(4)(5)105
【分析】本题考查三角形的内角和定理,n等分线的定义.
(1)由三角形的内角和定理可得,由角平分线得到,,从而;
(2)由三等分线可得,,从而;
(3)同(2)思路即可求解;
(4)同(2)(3)思路即可,,两式相加即可解答;
(5)同(4)思路可得,又,即可求得,同理有,即可解答.
【详解】解:(1)∵,∴,
∵平分,平分,∴,,
∴
.
(2)∵、是的三等分线,、是的三等分线,
∴,,
∴
.故答案为:
(3)∵、、是的四等分线,、、是的四等分线,
∴,,
∴
.故答案为:
(4)∵、、……、、是的等分线,、、……、、是的等分线,∴,,,,
∴
,
,
∴.
故答案为:
(5)∵、、……、是的2024等分线,、、……、是的2024等分线,
∴,,,,
∴
,
,
∴,
∵∴,∴,
同理可得.故答案为:105
模型2.一内角一外角双角平分线模型
图1 图2
1)一个内角一个外角平分线的夹角模型
条件:如图1,在△ABC中,BP平分∠ABC,CP平分∠ACB的外角,两条角平分线相交于点P;结论:.
证明:∵BP、CP平分∠ABC、∠ACD,∴,。
∴∠P=∠PCD-∠PBC=(∠ACD-∠ABC)=∠A。
2)一个内角一个外角平分线的夹角模型(累计平分线)
条件:如图2,,∠ABC、∠ACD的平分线相交于点,的平分线相交于点,,的平分线相交于点……以此类推;结论:的度数是.
证明:∵BP1、CP1平分∠ABC、∠ACD,∴,。
∴∠P1=∠P1CD-∠P1BC=(∠ACD-∠ABC)=∠A=。同理:∠P2=∠P1=,∠Pn=
例1.问题情境:如图1,点D是△ABC外的一点,点E在BC边的延长线上,BD平分∠ABC,CD平分∠ACE.试探究∠D与∠A的数量关系.
(1)特例探究:如图2,若△ABC是等边三角形,其余条件不变,则∠D= ;
如图3,若△ABC是等腰三角形,顶角∠A=100°,其余条件不变,则∠D= ;这两个图中,与∠A度数的比是 ;(2)猜想证明:如图1,△ABC为一般三角形,在(1)中获得的∠D与∠A的关系是否还成立?若成立,利用图1证明你的结论;若不成立,说明理由.
【答案】(1)30°;50°;1:2(2)成立,见解析
【分析】(1)根据三角形的一个外角等于和它不相邻的两个内角的和用和表示出,再根据角平分线的定义得到,,然后整理即可.
(2)根据三角形的一个外角等于和它不相邻的两个内角的和用和表示出,再根据角平分线的定义得到,,然后整理即可.
【详解】(1)解:如图2,是等边三角形,,,
平分,平分.,,
,;
如图3,是等腰三角形,,,,
平分,平分.,,
,;故答案为,,;
(2)解:成立,如图1,在中,,
在中,,(1)
平分,平分,,,
又,,(2)
由(1)(2),,.
【点睛】本题考查等边三角形的性质、等腰三角形的性质、利用三角形的外角性质和角平分线的定义解答是关键.
例2.(23-24七年级下·吉林四平·期末)【教材呈现】
对于上述问题,在解答过程的空白处填上适当的内容(理由或数学式);
如图,在中,,,平分,平分,求的度数.
解:∵平分(已知),
∴,
同理可得________.
∵( ),
∴(等式的性质)________.
【问题推广】
°
(1)如图1,在中,、的角平分线交于点,将沿折叠使得点与点重合,若,求的度数;
(2)如图2,在中,的角平分线与外角的角平分线交于点,过点作于点,若,则________.
【答案】25,三角形内角和定理,115;(1),(2)49
【知识点】与角平分线有关的三角形内角和问题、三角形的外角的定义及性质
【分析】教材呈现:根据三角形内角和定理和角平分线的定义求解即可;
问题推广:(1)先由折叠的性质和平角的定义得到,进而求出,同(1)即可得到答案;
(2)先根据角平分线定义得出,,根据三角形外角性质得出, 得出,根据,得出,根据垂线定义得出,最后求出结果即可.
【详解】解:教材呈现:∵平分(已知),
∴,
同理可得,
∵(三角形内角和定理),
∴(等式的性质)
.
问题推广:(1)由折叠的性质可得,,
,,,
,
,
,
,
平分,平分,
,,
,
即,
;
(2)平分,平分,
,,
,即,
∴,
又∵,
∴,
,
∴,
.
【点睛】本题主要考查了三角形内角和定理,角平分线的定义,三角形外角的性质,垂线的定义,熟知相关知识是解题的关键.
模型3.双外角角平分线模型
图1 图2 图3
1)两外角平分线的夹角模型
条件:如图1,在△ABC中,BO,CO是△ABC的外角平分线;结论:.
证明:∵BO、CO平分∠CBE、∠BCF,∴,。
∴∠O=180°-(∠OBC+∠OCB)=180°-(∠EBC+∠BCF)=180°-(∠A+∠ACB+∠ABC+∠A)
=180°-(180°+∠A)=90°+∠A。
2)旁心模型 旁心:三角形的一条内角平分线与其他两个角的外角平分线交于一点
条件:如图2,BD平分∠ABC,CD平分∠ACB的外角,两条角平分线相交于点D;结论:AD平分∠CAD。
证明:如图3,过点D作DM⊥BA、DN⊥AC、DH⊥BC,
∵BD平分∠ABC,CD平分∠ACB的外角,
∴DH=DM,DH=DN,∴DM=DN,∴AD平分∠CAD。,
例1.(23-24八年级上·全国·课后作业)如图,在中,分别是的平分线,分别是的角平分线.
(1)若,则________, ________;
(2)当变化时,的值是否变化?请说明理由.
【答案】(1),
(2)不变,见解析
【知识点】与角平分线有关的三角形内角和问题、利用邻补角互补求角度
【分析】本题考查了角平分线,三角形内角和定理,邻补角等知识.熟练掌握角平分线,三角形内角和定理,邻补角是解题的关键.
(1)由题意得,,则,,,,;
(2)同理(1),,则,,,则,,由,作答即可.
【详解】(1)解:∵分别是的平分线,分别是的角平分线,∴,,,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
故答案为:,;
(2)解:当变化时,的值不变,理由如下;
同理(1),
,,,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴当变化时,的值不变.
例2.(24-25八年级上·山西大同·阶段练习)如图①,在中,与的平分线相交于点.
(1)若,则的度数是 ;
(2)如图②,作的外角,的角平分线交于点,试探索,之间的数量关系.
(3)如图③,延长线段交于点,试探索,之间的数量关系.
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】与角平分线有关的三角形内角和问题、三角形的外角的定义及性质、角平分线的有关计算
【分析】本题考查了与角平分线有关的三角形的角的计算,三角形的内角和定理,外角定理等知识.
(1)先求出,进而求出,即可求出;
(2)先求出,进而求出,即可求出;
(3)延长至点,利用外角平分线和内角平分线性质即可证明.
【详解】(1)解:∵,
∴,
∵与的平分线相交于点,
∴,
∴,
∴.
故答案为:;
(2)解:,,
,
点是和的角平分线的交点,
,,
,
;
(3)解:如图③,延长至点,
,为的外角的角平分线,
是的外角的角平分线,
,
平分,
,
,
,
即,
,
即.
例3.(24-25八年级上·河南漯河·阶段练习)他阅读下面的材料,并解决问题
(1)在中,,图1,是两内角平分线的夹角:图2,是内角和外角角平分线的夹角;图3,是两外角平分线的夹角,请直接写出的度数.
如图1, 如图2, ; 如图3, ;如图4,和的三等分线相交于点,则 .
(2)如图5所示,在中,的三等分线、和的平分线相交于点和点,,度,求的度数.
【答案】(1);;;或
(2)
【知识点】三角形的外角的定义及性质、与角平分线有关的三角形内角和问题
【分析】(1)如图1,由角平分线的定义得出,,再结合三角形的内角和定理得出,计算即可得解;如图2,由角平分线的定义得出,,再结合三角形外角的定义及性质计算即可得解;如图3,由角平分线的定义得出,,由邻补角结合三角形内角和定理求出,从而得出,再由三角形内角和定理计算即可得解;分两种情况:当,时,当,时,结合三角形内角和定理,分别计算即可得解;
(2)由题意得出,,,,由三角形外角的定义及性质得出,从而得出,再由三角形内角和定理得出,即可得出,最后再由三角形内角和定理计算即可得解.
【详解】(1)解:如图1:
∵平分,平分,
∴,,
∴
;
如图2:
∵平分,平分,
∴,,
∵,
∴;
如图3,
∵平分,平分,
∴,,
∵,,
∴,
∴,
∴;
∵和的三等分线相交于点,
∴当,时,
,
∴;
当,时,
,
∴;
故和的三等分线相交于点,则或;
(2)解:∵的三等分线、和的平分线相交于点和点,
∴,,,,
∵,,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴.
【点睛】本题考查了三角形内角和定理、三角形外角的定义及性质、角平分线的定义、邻补角等知识点,熟练掌握以上知识点并灵活运用是解此题的关键.
模型4.高线与角平分线分线模型
1)条件:如图1,在中,,分别是的高和角平分线,结论:.
2)条件:如图2,F为的角平分线AE的延长线上的一点,于D,结论:.
图1 图2
1)证明:∵平分,∴,
∵,∴,
∴;
2)证明:如图,过作于,由(2)可知:,
,,,,,,
,.
例1.(23-24七年级下·河北邢台·阶段练习)在中,,,是的角平分线.
(1)如图1,若是的高,则的度数为 .
(2)如图2,若是的角平分线,G是延长线上一点,过点G作于点H,则的度数为 .
【答案】 /10度 /30度
【知识点】三角形的外角的定义及性质、与角平分线有关的三角形内角和问题
【分析】此题主要考查了三角形的内角和定理和外角的性质,角平分线的定义,高线的定义,求出是解本题的关键.
(1)首先根据三角形内角和定理得到,然后由角平分线概念得到,然后由三角形外角的性质得到,进而求解即可;
(2)首先由角平分线的概念得到,然后由三角形外角的性质得到,然后利用三角形内角和定理求解即可.
【详解】解:∵在中,,,
∴,
∵是的角平分线,
∴,
∴,
∵是的高,
∴
∴;
(2)∵是的角平分线
∴
∴
∴
∵
∴
∴.
故答案为:;.
例2.已知:在中,,平分交于点.
(1)如图①,于点,若,求的度数;
(2)如图①,于点,若,求的度数(用含的式子表示);
(3)如图②,在中,于点,是上的任意一点(不与点,重合),过点作于点,且,请你运用(2)中的结论求出的度数;
(4)在(3)的条件下,若点在的延长线上(如图③),其他条件不变,则的度数会发生改变吗?说明理由.
【答案】(1)(2)(3)(4)的度数不会发生改变,理由见解析
【分析】(1)首先根据三角形内角和定理可得,再结合角平分线的定义可知,然后由“直角三角形两锐角互余”可得,进而可得,即可获得答案;(2)结合(1)可得结论;
(3)结合,易得,再证明,由“两直线平行,同位角相等”可得,即可获得答案;
(4)证明,由“两直线平行,内错角相等”可得,即可获得答案.
【详解】(1)解:∵在中,,∴,
∵平分,∴,
∵,∴,∴,
∴,
当时,;
(2)由(1)可知,,∴当时,∴;
(3)∵,而,∴,
∵,,∴,∴;
(4)的度数大小不发生改变.理由如下:
∵,,∴,∴.
【点睛】本题主要考查了三角形内角和定理、直角三角形两锐角互余、平行线的性质、角平分线的定义、垂直的定义等知识,熟练掌握相关知识并灵活运用是解题关键.
一、单选题
1.(24-25八年级上·广东江门·期末)如图,中,与的角平分线、相交于点,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】与角平分线有关的三角形内角和问题、三角形内角和定理的应用
【分析】考查学生对三角形内角和定理,解题关键是运用了三角形的内角和为.根据三角形内角和定理可求得的度数,再根据角平分线的定义可求得的度数,从而求解.
【详解】∵,
∴,
∵点是与的角平分线的交点,
∴,,
∴,
∴.
故选.
2.(24-25八年级上·湖北十堰·期中)如图,、是的外角角平分线,若,则的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】与角平分线有关的三角形内角和问题
【分析】此题主要考查角平分线以及三角形内角和的运用,首先根据三角形内角和与得出,然后根据角平分线的性质得出和的外角和,进而得出,即可得解.
【详解】
、是的外角角平分线
()
故选:D.
3.(24-25八年级上·辽宁大连·期末)如图,在中,是角平分线,是高,,求( )(用和来表示)
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】与三角形的高有关的计算问题、与角平分线有关的三角形内角和问题
【分析】本题考查了三角形的高,角平分线,三角形的内角和定理的应用,熟练掌握知识点是解题的关键.
由角平分线得到,由高得到,再根据角度的和差计算即可表示.
【详解】解:,
∴,
∵是角平分线,
∴,
∵是高,
∴,
∴,
∴,
故选:A.
4.(24-25八年级上·安徽亳州·期中)如图,是的角平分线,是的角平分线,与交于点,角,,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】三角形内角和定理的应用、三角形角平分线的定义
【分析】本题考查了三角形内角和定理,角平分线的定义和应用,熟练掌握三角形内角和定理和角平分线的定义是解题的关键.
连接,根据题意得到,,进而得出,得到,根据三角形内角和定理计算即可得到答案.
【详解】解:如图,连接,
是的角平分线,是的角平分线,
,,
,
,
,
,
,
,
,
故选:C .
二、填空题
5.(23-24八年级上·吉林四平·阶段练习)如图,是的角平分线,E为边上一点,过点E作交的延长线于点F.若,则的大小为 度.
【答案】13
【知识点】三角形的外角的定义及性质、三角形内角和定理的应用
【分析】本题考查角平分线的定义,三角形内角和定理及外角的性质,先利用三角形内角和定理求出,再根据角平分线的定义求出,进而求出,由即可解答.
【详解】解:,
,
是的角平分线,
,
,
,
,
,
,
故答案为:13.
6.(2024八年级上·北京·专题练习)如图,、是任意中、的角平分线,可知,把图中的变成图中的四边形,,仍然是,的平分线,猜想与、的数量关系是 .
【答案】
【知识点】三角形内角和定理的应用、角平分线的有关计算
【分析】本题考查了三角形内角和定理及角平分线的计算,解决此题的时候,注意构造三角形,直接运用已知的结论,再进一步利用三角形的外角的性质进行转换.延长、相交于点.根据已知的结论,得.结合三角形的外角的性质,得,再进一步代入化简即可.
【详解】解:延长、相交于点.
根据已知的结论,得.
又.
.
即.
故答案为:
7.(24-25七年级上·山东东营·期中)如图,点为边延长线上一点,与的角平分线交于点,与的角平分线交于点,…,与的角平分线交于点,若,则的值为 .
【答案】
【知识点】角平分线的有关计算、三角形的外角的定义及性质
【分析】本题考查了三角形的外角性质、角平分线的定义以及规律型:图形的变化类,根据图形的变化,找出是解题的关键.利用三角形的外角性质及角平分线的定义,可求出,同理,可得出,,,,再结合,即可求出的值.
【详解】解:是的外角,
.
平分,平分,
,.
是的外角,
.
同理:,,,
.
又,
.
故答案为:.
8.(24-25八年级上·安徽合肥·期末)如图,点、分别为平面直角坐标系中轴正半轴和轴正半轴上的任意两点,连结,作的外角平分线,作的角平分线,两线相交于点;再作平分,平分,两直线相交于点;作平分,平分,两直线相交于点…作平分,平分,两直线相交于点.
(1) .
(2),那么 .
【答案】
【知识点】三角形的外角的定义及性质、角平分线的有关计算、用代数式表示数、图形的规律
【分析】本题考查角平分线的找规律题,根据角平分线和角的和与差先得出前几个角的度数,则可发现规律.熟练运用角度的和与差是解题的关键.
【详解】解:(1)∵,作的外角平分线,作的角平分线,两线相交于点,
∴,,
∴,
∵,
∴,
故答案为:;
(2)∵作平分,平分,两直线相交于点,
∴,
∵作平分,平分,两直线相交于点,
∴,
……
用同样的方法可得:
,
∴,
设①,
∴②,
②-①,得:,
∴,
∴当时,.
故答案为:.
三、解答题
9.(22-23七年级下·重庆九龙坡·阶段练习)如图,已知是的角平分线(),于点,交的延长线于点.
(1)如图1,若,求证:;
(2)如图2,求证:.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【知识点】三角形的外角的定义及性质、对顶角相等、角平分线的性质定理、与角平分线有关的三角形内角和问题
【分析】(1)利用三角形内角和定理,垂直定义,以及角平分线性质得到,再结合三角形内角和定理,以及“8”字型,即可证明;
(2)利用三角形内角和定理,以及三角形外角性质得到,再结合角平分线性质,三角形外角性质,对顶角性质进行等量代换,即可证明.
【详解】(1)证明:,
,
于点,
,
,
是的角平分线,
,
,
,
;
(2)证明: 于点,
,
,
,
是的角平分线,
,
,
,
,
,
即,
.
【点睛】本题考查了三角形内角和定理,三角形外角性质,对顶角性质,垂直定义,以及角平分线性质,解题的关键在于熟练掌握相关性质定理.
10.(23-24八年级上·江西赣州·阶段练习)四边形中,,.
(1)如图1,若,试求出的度数;
(2)如图2,若的角平分线交于点E,且,试求出的度数;
(3)如图3,若和的角平分线交于点E,试求出的度数.
【答案】(1);
(2);
(3)
【知识点】多边形内角和问题、三角形的外角的定义及性质、三角形内角和定理的应用、根据平行线的性质求角的度数
【分析】本题考查了多边形的内角和公式的求解原理,平行线的性质以及三角形的内角和定理,角平分线的定义,仔细分析图形是解题的关键.
(1)根据四边形的内角和等于360°列式即可求解;
(2)先根据平行线的性质求出与的度数,再根据角平分线的定义求出的度数,然后根据三角形的一个外角等于与它不相邻的两个内角的和求解即可;
(3)先根据四边形的内角和等于求出的度数,再根据角平分线的定义求出的度数,然后利用三角形的内角和定理列式即可求出的度数.
【详解】(1)∵,,,
∴,
解得;
(2)∵,,,
∴,
,
∵是的角平分线,
∴,
在中,;
(3)∵,,
∴,
∵、分别是和的角平分线,
∴,
在中,.
11.(24-25八年级上·安徽淮北·阶段练习)如图,CD是的角平分线,点在AC上,BE交CD于点,.
(1)若,如图1,求的度数;
(2)若,如图2,,求的度数.
【答案】(1);
(2)
【知识点】对顶角相等、三角形内角和定理的应用、角平分线的有关计算
【分析】本题主要考查三角形的内角和定理,对顶角性质及角平分线的计算,解答的关键是结合图形分析清楚各角的关系.
(1)由角平分线的定义可得,再由垂直可得,从而可求的度数,结合对顶角相等即可求的度数;
(2)由角平分线的定义可得,再由垂直可得,从而可求的度数,再求得的度数,利用三角形的内角和即可求的度数.
【详解】(1)解:CD是的平分线,
.
,
.
,
;
(2)解:,CD是的平分线,
,,
,
,
12.(24-25八年级上·安徽滁州·期中)在中,和分别是和的角平分线,和交于点O.
(1)如图1,若,,求的度数;
(2)连接并延长交于点F,已知,.
(i)如图2,求的度数(用含,的式子表示);
(ii)如图3,过点O作于点G,试判断和度数的大小关系,并加以说明.
【答案】(1)
(2)(ⅰ);(ⅱ),理由见解析
【知识点】与角平分线有关的三角形内角和问题
【分析】本题考查了三角形的内角和定理,角平分线的定义,解题的关键是掌握三角形的内角和为180度,以及角平分线的定义.
(1)先根据三角形的内角和求出,根据角平分线的定义得出.最后根据,即可解答;
(2)(ⅰ)先根据三角形的内角和求出.结合角平分线的定义推出平分,则,即可解答;
(ⅱ)由(ⅰ)可知:,,则,由(1)知,则,即可得出结论.
【详解】(1)解:∵,,
∴.
∵BE是的平分线,
∴.
∴.
(2)解:(ⅰ)在中,.
∵和分别是和的角平分线,
∴平分.
∴.
∴.
(ⅱ),理由如下:
由(ⅰ)可知:,,
∴.
∵,
∴.
由(1)知,
∴.
∴.
13.(24-25八年级上·河北邢台·阶段练习)已知在中,是边BC上的高,是的角平分线.
(1)如图1,若,,则的度数为__________.
(2)如图2,平分交于点,交的外角的平分线于点P,请猜想与的数量关系,并说明理由.
(3)如图3,在(2)的条件下,过点作于点,若,且,请直接写出的度数.
【答案】(1)
(2),见解析
(3).
【知识点】与角平分线有关的三角形内角和问题、三角形的外角的定义及性质、直角三角形的两个锐角互余
【分析】(1)先求解,,,再结合三角形的高可得答案;
(2)先证明结合,可得;
(3)设,可得,,,,结合(2)可得,,求解,结合,再建立方程进一步求解即可.
【详解】(1)解:∵,,
∴,
∵是的角平分线,
∴,
∵,
∵是边上的高,
∴,
∴;
故答案为:;
(2)解:.理由如下:
∵,分别平分和的外角,
∴,,
∴,
∵,
∴;
(3)解:设,则,
∴,,,
∴由(2)可得,,
∵平分,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴.
【点睛】本题考查的是三角形的内角和定理的应用,三角形的外角的性质,四边形的内角和定理的应用,角平分线的定义,理清各角度之间的关系是解本题的关键.
14.(24-25八年级上·安徽淮北·期中)(1)如图1,在中,,是的角平分线,是边上的高线,、相交于点,若,求的度数.
(2)如图2,在中,,是边上的高,若的外角的平分线交的延长线于点,其反向延长线与边的延长线交于点.若,求的度数(用表示);
(3)如图3,在中,,的平分线与交于点,与的外角的平分线交于点.过点作,交与点,请自行补全图形,并证明.
【答案】(1);(2);(3)见解析
【知识点】与角平分线有关的三角形内角和问题、三角形的外角的定义及性质
【分析】本题考查了三角形内角和定理、角平分线的性质和三角形外角的性质,熟练掌握角平分线的性质和三角形外角的性质是解题的关键;
(1)根据是边上的高,得,利用角平分线的性质求出 ,再利用三角形外角的性质即可得出答案;
(2)利用角平分线的性质表示出,然后利用高线的性质得出,再利用三角形内角和即可得出答案;
(3)根据题意画出的平分线,与交于D点。画出的外角的平分线,两条平分线交于点E,过点E作,交于点F,然后根据高线的性质及角平分线的性质和三角形外角的性质解答即可
【详解】解:(1)是边上的高线,
,
是的角平分线,,
,
又,
;
(2)解为的角平分线,
,
是边上的高,
,
;
(3)如图:作出的平分线,与交于D点.作出的外角的平分线,两条平分线交于点E,过点E作,交于点F,
证明:在中,,
,
又平分,
,
.
又平分,
,
,
,
,
,
.
15.(24-25八年级上·江西南昌·阶段练习)特例感知
(1)如图1,是的平分线,是外角的角平分线.
①若,则________;
②判断与的数量关系,并说明理由.
类比迁移
(2)如图2,是的外角,的平分线与的平分线交于点,的平分线与的平分线交于点,,的平分线与的平分线交于点(为正整数).设,则________.
拓展应用
(3)如图3,在中,是的外角,的三等分线与的三等分线交于点.若,,请直接写出的度数.(用含、的式子表示)
【答案】(1)①;;(2);(3)或或或
【知识点】与角平分线有关的三角形内角和问题、三角形的外角的定义及性质
【分析】本题考查了三角形外角的性质和三角形内角和定理;
(1)根据角平分线的定义得出,,根据三角形的外角的性质可得,,进而得出;
(2)根据三角形的外角性质可得,,根据角平分线的定义可得,,整理得到,同理可得,从而判断出后一个角是前一个角的,然后表示出即可得答案.
(3)分情况讨论,根据三角形的外角等于和它不相邻的两个内角和,列式计算即可;
【详解】解:∵平分,
∴,
∵平分
∴
∵
∴
又∵
∴
当时,
故答案为:.
②,
理由如下,
∵平分,
∴,
∵平分
∴
∵
∴
又∵
∴
(2)是的外角,是的外角,
,,
的平分线与的平分线交于点,
,,
,
同理可得,
,
,
同理:,
.
故答案为:
(3)如图所示,
∵,
∴
∵的三等分线与的三等分线交于点
∴
∴;
∵
∴;
∵
∴;
∵
∴;
综上所述,或或或
16.(2024八年级上·全国·专题练习)阅读材料,回答下列问题:
【材料提出】
“八字型”是数学几何的常用模型,通常由一组对顶角所在的两个三角形构成.
【探索研究】
探索一:如图1,在八字型中,探索、、、之间的数量关系为 ___________;
探索二:如图2,若,,求的度数为 ___________;
探索三:如图3,、分别平分、,反向延长线交于点,则、、之间的数量关系为 ___________.
【模型应用】
应用一:如图4,延长、,交于点,在四边形中,设,,,四边形的内角与外角的角平分线,相交于点,则___________(用含有和的代数式表示),___________.(用含有和的代数式表示)
应用二:如图5,在四边形中,设,,,四边形的内角与外角的角平分线所在的直线相交于点,___________.(用含有和的代数式表示)
【拓展延伸】
拓展一:如图6,若设,,,,试问与、之间的数量关系为 ___________.(用、表示
拓展二:如图7,平分,平分的邻补角,猜想与、的关系,直接写出结论 ___________.
【答案】探索一:,探索二:;探索三:;应用一:,;应用二:;拓展一:;拓展二:
【知识点】与角平分线有关的三角形内角和问题、三角形的外角的定义及性质、角平分线的有关计算、三角形内角和定理的应用
【分析】本题考查了三角形内角和定理,三角形外角性质,角平分线定义,熟练掌握三角形内角和定理是解题关键.
探索一:根据三角形的内角和定理,结合对顶角的性质可求解;
探索二:根据角平分线的定义可得,,结合(1)的结论可得,再代入计算可求解;
探索三:运用探索一和探索二的结论即可求得答案;
应用一:如图4,延长,,交于点A,利用三角形内角和定理可得,再运用角平分线定义及三角形外角性质即可求得答案;
应用二:如图5,延长、,交于点,设是的延长线上一点,是延长线上一点,利用应用一的结论即可求得答案;
拓展一:运用探索一的结论可得:,,,再结合已知条件即可求得答案;
拓展二:运用探索一的结论及角平分线定义即可求得答案.
【详解】探索一:如图1,,,
,
故答案为;
探索二:如图2,、分别平分、,
,,
由(1)可得:,,
,
即,
,,
,
故答案为;
探索三:由①,
由②,
①②得:
.
.
故答案为:.
应用一:如图4,由题意知延长、,交于点,
,,,
,,
;
、分别平分、,
,,
,
,
故答案为:,;
应用二:如图5,延长、,交于点,设是的延长线上一点,是延长线上一点,
,,,
,
平分,平分,
平分,平分,
由应用一得:,
故答案为:;
拓展一:如图6,由探索一可得:
,,
,,,,
,
,,
,,
,
,
故答案为:;
拓展二:如图7,
平分,平分的邻补角,
,,
由探索一得:①,②,
②得:③,
③①,得:,
,
故答案为:.
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专题06 三角形中的倒角模型之双角平分线和高线模型
目录
1
模型1.双内角角平分线模型 1
模型2.一内角一外角双角平分线模型 6
模型3.双外角角平分线模型 10
模型4.高线与角平分线分线模型 18
21
模型1.双内角角平分线模型
1)两内角平分线的夹角模型
图1 图2 图3
条件:如图1,在△ABC中,∠ABC和∠ACB的平分线BP,CP交于点P;结论:。
证明:∵∠ABC和∠ACB的平分线BP,CP交于点P,∴,。
∴∠P=180°-(∠PBC+∠PCB)=180°-(∠ABC+∠ACB)=180°-(180°-∠A)=90°+∠A。
2)凸多边形双内角平分线的夹角模型1
条件:如图2,BP、CP平分∠ABC、∠DCB,两条角平分线相交于点P;结论:2∠P=∠A+∠D。
证明:∵BP、CP平分∠ABC、∠DCB,∴,。
∴∠P=180°-(∠PBC+∠PCB)=180°-(∠ABC+∠DCB)=180°-(360°-∠A-∠D)=(∠A+∠D)。即:2∠P=∠A+∠D。
3)凸多边形双内角平分线的夹角模型2
条件:如图3,CP、DP平分∠BCD、∠CDE,两条角平分线相交于点P;结论:。
证明:∵CP、DP平分∠BCD、∠CDE,∴,。
∴∠P=180°-(∠PCD+∠PDC)=180°-(∠BCD+∠CDE)=180°-(540°-∠A-∠D-∠E)=∠A+∠D+∠E-90°。即:2∠P=∠A+∠D+∠E-180°。
例1.如图,在中,点是内一点,且点到三边的距离相等,若,则 .
例2.模型认识:我们学过三角形的内角和等于,又知道角平分线可以把一个角分成大小相等的两部分,接下来我们就利用上述知识进行下面的探究活动.
如图①,在中,、分别是和的角平分线.
解决问题:(1)若,,则______;(直接写出答案)
(2)若,求出的度数;
拓展延伸:(3)如图②,在四边形中,、分别是和的角平分线,直接写出与的数量关系.
例3.【基础探究1】(1)如图1,中,平分,平分,探求与之间的数量关系;
【基础探究2】(2)如图2,中,、是的三等分线,、是的三等分线,则与之间的数量关系是______;
【基础探究3】(3)如图3,中,、、是的四等分线,、、是的四等分线,则与之间的数量关系是______;
【拓展与探究】(4)如图4,中,、、……、、是的等分线,、、……、、是的等分线,请用一个等式表示、、三者之间的数量关系是______;
【探究与应用】(5)中,、、……、是的2024等分线,、、……、是的2024等分线,若与的和是的7倍,则______.
模型2.一内角一外角双角平分线模型
图1 图2
1)一个内角一个外角平分线的夹角模型
条件:如图1,在△ABC中,BP平分∠ABC,CP平分∠ACB的外角,两条角平分线相交于点P;结论:.
证明:∵BP、CP平分∠ABC、∠ACD,∴,。
∴∠P=∠PCD-∠PBC=(∠ACD-∠ABC)=∠A。
2)一个内角一个外角平分线的夹角模型(累计平分线)
条件:如图2,,∠ABC、∠ACD的平分线相交于点,的平分线相交于点,,的平分线相交于点……以此类推;结论:的度数是.
证明:∵BP1、CP1平分∠ABC、∠ACD,∴,。
∴∠P1=∠P1CD-∠P1BC=(∠ACD-∠ABC)=∠A=。同理:∠P2=∠P1=,∠Pn=
例1.问题情境:如图1,点D是△ABC外的一点,点E在BC边的延长线上,BD平分∠ABC,CD平分∠ACE.试探究∠D与∠A的数量关系.
(1)特例探究:如图2,若△ABC是等边三角形,其余条件不变,则∠D= ;
如图3,若△ABC是等腰三角形,顶角∠A=100°,其余条件不变,则∠D= ;这两个图中,与∠A度数的比是 ;(2)猜想证明:如图1,△ABC为一般三角形,在(1)中获得的∠D与∠A的关系是否还成立?若成立,利用图1证明你的结论;若不成立,说明理由.
例2.(23-24七年级下·吉林四平·期末)【教材呈现】
对于上述问题,在解答过程的空白处填上适当的内容(理由或数学式);
如图,在中,,,平分,平分,求的度数.
解:∵平分(已知),
∴,
同理可得________.
∵( ),
∴(等式的性质)________.
【问题推广】
°
(1)如图1,在中,、的角平分线交于点,将沿折叠使得点与点重合,若,求的度数;
(2)如图2,在中,的角平分线与外角的角平分线交于点,过点作于点,若,则________.
模型3.双外角角平分线模型
图1 图2 图3
1)两外角平分线的夹角模型
条件:如图1,在△ABC中,BO,CO是△ABC的外角平分线;结论:.
证明:∵BO、CO平分∠CBE、∠BCF,∴,。
∴∠O=180°-(∠OBC+∠OCB)=180°-(∠EBC+∠BCF)=180°-(∠A+∠ACB+∠ABC+∠A)
=180°-(180°+∠A)=90°+∠A。
2)旁心模型 旁心:三角形的一条内角平分线与其他两个角的外角平分线交于一点
条件:如图2,BD平分∠ABC,CD平分∠ACB的外角,两条角平分线相交于点D;结论:AD平分∠CAD。
证明:如图3,过点D作DM⊥BA、DN⊥AC、DH⊥BC,
∵BD平分∠ABC,CD平分∠ACB的外角,
∴DH=DM,DH=DN,∴DM=DN,∴AD平分∠CAD。,
例1.(23-24八年级上·全国·课后作业)如图,在中,分别是的平分线,分别是的角平分线.
(1)若,则________, ________;
(2)当变化时,的值是否变化?请说明理由.
例2.(24-25八年级上·山西大同·阶段练习)如图①,在中,与的平分线相交于点.
(1)若,则的度数是 ;
(2)如图②,作的外角,的角平分线交于点,试探索,之间的数量关系.
(3)如图③,延长线段交于点,试探索,之间的数量关系.
例3.(24-25八年级上·河南漯河·阶段练习)他阅读下面的材料,并解决问题
(1)在中,,图1,是两内角平分线的夹角:图2,是内角和外角角平分线的夹角;图3,是两外角平分线的夹角,请直接写出的度数.
如图1, 如图2, ; 如图3, ;如图4,和的三等分线相交于点,则 .
(2)如图5所示,在中,的三等分线、和的平分线相交于点和点,,度,求的度数.
模型4.高线与角平分线分线模型
1)条件:如图1,在中,,分别是的高和角平分线,结论:.
2)条件:如图2,F为的角平分线AE的延长线上的一点,于D,结论:.
图1 图2
1)证明:∵平分,∴,
∵,∴,
∴;
2)证明:如图,过作于,由(2)可知:,
,,,,,,
,.
例1.(23-24七年级下·河北邢台·阶段练习)在中,,,是的角平分线.
(1)如图1,若是的高,则的度数为 .
(2)如图2,若是的角平分线,G是延长线上一点,过点G作于点H,则的度数为 .
例2.已知:在中,,平分交于点.
(1)如图①,于点,若,求的度数;
(2)如图①,于点,若,求的度数(用含的式子表示);
(3)如图②,在中,于点,是上的任意一点(不与点,重合),过点作于点,且,请你运用(2)中的结论求出的度数;
(4)在(3)的条件下,若点在的延长线上(如图③),其他条件不变,则的度数会发生改变吗?说明理由.
一、单选题
1.(24-25八年级上·广东江门·期末)如图,中,与的角平分线、相交于点,若,则( )
A. B. C. D.
2.(24-25八年级上·湖北十堰·期中)如图,、是的外角角平分线,若,则的大小为( )
A. B. C. D.
3.(24-25八年级上·辽宁大连·期末)如图,在中,是角平分线,是高,,求( )(用和来表示)
A. B. C. D.
4.(24-25八年级上·安徽亳州·期中)如图,是的角平分线,是的角平分线,与交于点,角,,则的度数为( )
A. B. C. D.
二、填空题
5.(23-24八年级上·吉林四平·阶段练习)如图,是的角平分线,E为边上一点,过点E作交的延长线于点F.若,则的大小为 度.
6.(2024八年级上·北京·专题练习)如图,、是任意中、的角平分线,可知,把图中的变成图中的四边形,,仍然是,的平分线,猜想与、的数量关系是 .
7.(24-25七年级上·山东东营·期中)如图,点为边延长线上一点,与的角平分线交于点,与的角平分线交于点,…,与的角平分线交于点,若,则的值为 .
8.(24-25八年级上·安徽合肥·期末)如图,点、分别为平面直角坐标系中轴正半轴和轴正半轴上的任意两点,连结,作的外角平分线,作的角平分线,两线相交于点;再作平分,平分,两直线相交于点;作平分,平分,两直线相交于点…作平分,平分,两直线相交于点.
(1) .
(2),那么 .
三、解答题
9.(22-23七年级下·重庆九龙坡·阶段练习)如图,已知是的角平分线(),于点,交的延长线于点.
(1)如图1,若,求证:;
(2)如图2,求证:.
10.(23-24八年级上·江西赣州·阶段练习)四边形中,,.
(1)如图1,若,试求出的度数;
(2)如图2,若的角平分线交于点E,且,试求出的度数;
(3)如图3,若和的角平分线交于点E,试求出的度数.
11.(24-25八年级上·安徽淮北·阶段练习)如图,CD是的角平分线,点在AC上,BE交CD于点,.
(1)若,如图1,求的度数;
(2)若,如图2,,求的度数.
12.(24-25八年级上·安徽滁州·期中)在中,和分别是和的角平分线,和交于点O.
(1)如图1,若,,求的度数;
(2)连接并延长交于点F,已知,.
(i)如图2,求的度数(用含,的式子表示);
(ii)如图3,过点O作于点G,试判断和度数的大小关系,并加以说明.
13.(24-25八年级上·河北邢台·阶段练习)已知在中,是边BC上的高,是的角平分线.
(1)如图1,若,,则的度数为__________.
(2)如图2,平分交于点,交的外角的平分线于点P,请猜想与的数量关系,并说明理由.
(3)如图3,在(2)的条件下,过点作于点,若,且,请直接写出的度数.
14.(24-25八年级上·安徽淮北·期中)(1)如图1,在中,,是的角平分线,是边上的高线,、相交于点,若,求的度数.
(2)如图2,在中,,是边上的高,若的外角的平分线交的延长线于点,其反向延长线与边的延长线交于点.若,求的度数(用表示);
(3)如图3,在中,,的平分线与交于点,与的外角的平分线交于点.过点作,交与点,请自行补全图形,并证明.
15.(24-25八年级上·江西南昌·阶段练习)特例感知
(1)如图1,是的平分线,是外角的角平分线.
①若,则________;
②判断与的数量关系,并说明理由.
类比迁移
(2)如图2,是的外角,的平分线与的平分线交于点,的平分线与的平分线交于点,,的平分线与的平分线交于点(为正整数).设,则________.
拓展应用
(3)如图3,在中,是的外角,的三等分线与的三等分线交于点.若,,请直接写出的度数.(用含、的式子表示)
16.(2024八年级上·全国·专题练习)阅读材料,回答下列问题:
【材料提出】
“八字型”是数学几何的常用模型,通常由一组对顶角所在的两个三角形构成.
【探索研究】
探索一:如图1,在八字型中,探索、、、之间的数量关系为 ___________;
探索二:如图2,若,,求的度数为 ___________;
探索三:如图3,、分别平分、,反向延长线交于点,则、、之间的数量关系为 ___________.
【模型应用】
应用一:如图4,延长、,交于点,在四边形中,设,,,四边形的内角与外角的角平分线,相交于点,则___________(用含有和的代数式表示),___________.(用含有和的代数式表示)
应用二:如图5,在四边形中,设,,,四边形的内角与外角的角平分线所在的直线相交于点,___________.(用含有和的代数式表示)
【拓展延伸】
拓展一:如图6,若设,,,,试问与、之间的数量关系为 ___________.(用、表示
拓展二:如图7,平分,平分的邻补角,猜想与、的关系,直接写出结论 ___________.
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