内容正文:
专题06 三角形中的倒角模型之燕尾(飞镖)型、风筝模型
近年来各地考试中常出现一些几何倒角模型,该模型主要涉及高线、角平分线及角度的计算(内角和定理、外角定理等)。熟悉这些模型可以快速得到角的关系,求出所需的角。本专题就燕尾(飞镖)型、风筝(鹰爪)、翻角模型进行梳理及对应试题分析,方便掌握。
1
模型1.飞镖模型(燕尾)模型 1
模型2.风筝(鹰爪)模型 7
模型3.角内(外)翻模型 13
17
模型1.飞镖模型(燕尾)模型
飞镖(燕尾)模型看起来特别简单,在复杂几何图形倒角时往往有巧妙的作用。因为模型像飞镖(回旋镖)或燕尾,所以我们称为飞镖(燕尾)模型。
图1 图2 图3
基本模型:条件:如图1,凹四边形ABCD; 结论:①;②。
证明:连接AC并延长至点P;在△ABC中,∠BCP=∠BAC+∠B;在△ACD中,∠DCP=∠CAD+∠D;
又∵∠BAD=∠BAC+∠DAC,∠BCD=∠BCP+∠DCP;∴∠BAD+∠B+∠D=∠BCD。
延长BC交AD于点P;在△ABQ中,;在△CDQ中,。
即:,故。
拓展模型1:条件:如图2,BO平分∠ABC,OD平分∠ADC; 结论:∠O=(∠A+∠C)。
证明:∵BO平分∠ABC,OD平分∠ADC;∴∠ABO=∠ABC;∠ADO=∠ADC;
根据飞镖模型:∠BOD=∠ABO+∠ADO+∠A=∠ABC+∠ADC+∠A;∠BCD=∠ABC+∠ADC+∠A;
∴2∠BOD=∠ABC+∠ADC+2∠A=∠BCD+∠A;即∠O=(∠A+∠C)。
拓展模型2:条件:如图3,AO平分∠DAB,CO平分∠BCD; 结论:∠O=(∠D-∠B)。
证明:根据飞镖模型:=++,∴∠DCB-∠DAB=∠D+∠B,
∵AO平分∠DAB,CO平分∠BCD,∴∠DCO=∠DCB,∠DAO=∠DAB,
∴∠DCO-∠DAO=(∠DCB-∠DAB)=(∠D+∠B),
∵∠DEA=∠OEC,∴∠D+∠DAO=∠O+∠DCO,∴∠D-∠O=∠DCO-∠DAO,
∴∠D-∠O=(∠D+∠B),即∠O=(∠D-∠B)
例1.(2024·重庆·八年级专题练习)请阅读下列材料,并完成相应的任务:
有趣的“飞镖图”
如图,这种形似飞镖的四边形,可以形象地称它为“飞镖图”.当我们仔细观察后发现,它实际上就是凹四边形.那么它具有哪些性质呢?又将怎样应用呢?下面我们进行认识与探究:凹四边形通俗地说,就是一个角“凹”进去的四边形,其性质有:凹四边形中最大内角外面的角等于其余三个内角之和.
(即如图 1,∠ADB=∠A+∠B+∠C )理由如下:
方法一:如图 2,连接 AB,则在△ABC 中,∠C+∠CAB+∠CBA=180°,即∠1+∠2+∠3+∠4+∠C=180°,又∵在△ABD 中,∠1+∠2+∠ADB=180°,∴∠ADB=∠3+∠4+∠C, 即∠ADB=∠CAD+∠CBD+∠C.
方法二:如图 3,连接 CD 并延长至 F,∵∠1 和∠3 分别是△ACD 和△BCD 的一个外角,. . . . . .
大家在探究的过程中,还发现有很多方法可以证明这一结论,你有自己的方法吗?
任务:(1)填空:“方法一”主要依据的一个数学定理是 ;
(2)探索:根据“方法二”中辅助线的添加方式,写出该证明过程的剩余部分;
(3)应用:如图 4,AE 是∠CAD 的平分线,BF 是∠CBD 的平分线,AE 与 BF 交于 G, 若∠ADB=150°,∠AGB=110°,请你直接写出∠C 的大小.
例2.(2024·湖北八年级期中)如图,,的角平分线交于点,若,,则的度数( )
A. B. C. D.
例3.(2024·福建三明·八年级统考期末)如图1所示的图形,像我们常见的符号——箭号.我们不妨把这样图形叫做“箭头四角形”.
探究:(1)观察“箭头四角形”,试探究与、、之间的关系,并说明理由;
应用:(2)请你直接利用以上结论,解决以下两个问题:
①如图2,把一块三角尺放置在上,使三角尺的两条直角边、恰好经过点、,若,则 ;②如图3,、的2等分线(即角平分线)、相交于点,若,,求的度数;
拓展:(3)如图4,,分别是、的2020等分线(),它们的交点从上到下依次为、、、…、.已知,,则 度.
变式1.(2024·河南南阳·七年级校考阶段练习)互动学习课堂上,某小组同学对一个课题展开了探究.
小亮:已知,如图①,在中,点D是内一点,连接,试探究与之间的关系.
小红:以用三角形内角和定理去解决.小明:外角的相关结论也能解决.
(1)请你在横线上补全小红的探究过程:
∵(___________________)∴(等式性质)
∵________,∴________.
∴.(________________)
(2)请你按照小明的思路完成探究过程.
(3)利用探究的结果填空.如图②,,则_______.
变式2.(2024·浙江·八年级假期作业)如图所示,在中,,在上,,是上的任意一点,求证.
模型2.风筝(鹰爪)模型
图1 图2
1)鹰爪模型:结论:∠A+∠O=∠1+∠2;
证明:∵∠1是三角形ABO的外角,∴∠1=∠BAO+∠BOA; 同理,∠2=∠CAO+∠COA;
∴∠1+∠2=∠BAO+∠BOA+∠CAO+∠COA=∠BAO+∠CAO+∠BOA+∠COA=∠BAC+∠BOC=∠A+∠O。
2)鹰爪模型(变形):结论:∠A+∠O=∠2-∠1。
证明:∵∠1是三角形ABO的外角,∴∠1=∠BAO+∠BOA; 同理,∠2=∠DAO+∠DOA;
∴∠2-∠1=∠DAO+∠DOA-(∠BAO+∠BOA)=(∠DAO-∠BAO)+(∠DOA-∠BOA)
=∠BAD+∠BOD=∠A+∠O。
例1.(2024·四川绵阳·八年级校考阶段练习)如图,四边形ABCD中,、、分别为、、的外角判断下列大小关系何者正确?( )
A. B. C. D.
例2.(2024·山东青岛·八年级统考期末)三角形内角和定理告诉我们:三角形三个内角的和等于如何证明这个定理呢?我们知道,平角是,要证明这个定理就是把三角形的三个内角转移到一个平角中去,请根据如下条件,证明定理.
(1)【定理证明】
已知:如图①,求证:.
(2)【定理推论】如图②,在中,有,点D是延长线上一点,由平角的定义可得,所以_______,从而得到三角形内角和定理的推论:三角形的外角等于与它不相邻的两个内角的和.
【初步运用】如图③,点D、E分别是的边延长线上一点.
(3)若,,则_______.(4)若,则_______.
【拓展延伸】如图④,点D、E分别是四边形的边延长线上一点.
(5)若,,则_________.
(6)分别作和的平分线,如图⑤,若,则和的关系为__________.
(7)分别作和的平分线,交于点O,如图⑥,求出,和的数量关系,说明理由.
例3.(2024·河南鹤壁·七年级统考期末)中,,点D,E分别是边AC,BC上的点,点P是一动点,令,,.
初探:(1)如图1,若点P在线段AB上,且,则_____________;
(2)如图2,若点P在线段AB上运动,则∠1,∠2,之间的关系为_____________;
(3)如图3,若点P在线段AB的延长线上运动,则∠1,∠2,之间的关系为_____________;
再探:(4)如图4,若点P运动到的内部,写出此时∠1,∠2,之间的关系,并说明理由.
变式1.(2024·湖北武汉·八年级校考阶段练习)(1)如图,将沿折叠,使点 A落在的内部的点 M处,当,时,求的度数;
(2)如图,将沿 折叠,使点 A 落在的外部的点 M 处.求图中,,之间的数量关系;(3)如图 ,将、一起沿折叠,使点 A、点B的对应点 M、N 分别落在射线 的左右两侧,,,、的数量关系 . (直接写结果,不需要过程)
模型3.角内(外)翻模型
图3 图4
条件:如图3,将三角形纸片ABC沿EF边折叠,当点C落在四边形ABFE内部时,结论:2∠C=∠1+∠2;
证明:∵∠1是三角形CC’E的外角,∴∠1=∠ECC’+∠EC’C; 同理,∠2=∠FCC’+∠FC’C;
∴∠1+∠2=∠ECC’+∠EC’C+∠FCC’+∠FC’C=∠ECC’+∠FCC’+∠EC’C+∠FC’C=∠EC’F+∠FCE=2∠C。
条件:如图4,将三角形纸片ABC沿EF边折叠,当点C落在四边形ABFE外部时,结论:2∠C=∠2-∠1。
证明:∵∠1是三角形CC’E的外角,∴∠1=∠ECC’+∠EC’C; 同理,∠2=∠FCC’+∠FC’C;
∴∠2-∠1=∠FCC’+∠FC’C-(∠ECC’+∠EC’C)=(FCC’-∠ECC’)+(∠FC’C--∠EC’C)
=∠EC’F+∠FCE=2∠C。
例1.(2023春·广东·七年级专题练习)如图,将△ABC纸片沿DE折叠,使点A落在点A'处,且A'B平分∠ABC,A'C平分∠ACB,若∠BA'C=120°,则∠1+∠2的度数为( )
A.90° B.100° C.110° D.120°
例2.(23-24八年级下·山东德州·开学考试)如图,把纸片沿折叠,当点落在四边形的外面时,此时测得,,则的度数为( )
A. B. C. D.
例3.(2024·江苏宿迁·七年级校考期中)(1)如图1,将纸片沿折叠,使点落在四边形内点的位置.则之间的数量关系为:_______;
(2)如图2,若将(1)中“点落在四边形内点的位置”变为“点落在四边形外点的位置”,则此时之间的数量关系为:_________;
(3)如图3,将四边形纸片(,与不平行)沿折叠成图3的形状,若,,求的度数;(4)在图3中作出的平分线,试判断射线的位置关系,当点在边上向点移动时(不与点重合),的大小随之改变(其它条件不变),上述,的位置关系改变吗?为什么?
变式1.(2024·河北廊坊·八年级校考期中)如图,将三角形纸片沿折叠,当点A落在四边形的外部时,测量得,,则为( )
A. B. C. D.
1.(2024·河南·八年级假期作业)如图,在中,,与的角平分线交于,与的角平分线交于点,依此类推,与的角平分线交于点,则的度数是( )
A. B. C. D.
2.(2024·河南洛阳·七年级统考期末)如图,在五边形中,若去掉一个的角后得到一个六边形,则的度数为( )
A. B. C. D.
3.(23-24八年级上·山东潍坊·期末)如图1,中,点E和点F分别为上的点,把纸片沿折叠,使得点A落在的外部处,,则的度数为( )
A. B. C. D.
4.(2024·广东广州·八年级统考期中)如图,∠1,∠2,∠3,∠4满足的关系式是( )
A.∠1+∠2=∠3+∠4 B.∠1+∠2=∠4-∠3 C.∠1+∠4=∠2+∠3 D.∠1+∠4=∠2-∠3
5.(23-24七年级下·福建泉州·期末)如图,四边形中,,,,则的度数是 (含的式子表示).
6.(23-24七年级下·重庆黔江·期中)如图把三角形沿折叠,使点B落在点处.,,则 度.
7.(22-23八年级上·浙江台州·开学考试)如图:的度数为 .
8.(2024·北京·八年级校考期中)如图,△中沿将四边形翻折,使点、点分别落在点和点处,再将△AEF沿AF翻折,使点落在点处,若,,则的度数为 .
9.(23-24七年级下·黑龙江哈尔滨·期末)如图,在中,,,D是上一点将沿B折叠,使C点落在边上的点处,则 °.
10.(2024八年级上·江苏·专题练习)如图,把沿折叠,使点A落在点D处,
(1)若,试判断与的数量关系,并说明理由;(2)若,求的度数.
11.(2023春·福建福州·七年级校考期末)如图①,凹四边形形似圆规,这样的四边形称为“规形”,
(1)如图①,在规形中,若,,,则______°;
(2)如图②,将沿,翻折,使其顶点A,B均落在点O处,若,则______°;
(3)如图③,在规形中,、的角平分线、交于点E,且,试探究,,之间的数量关系,并说明理由.
12.(2024·江苏淮安·八年级校考期末)如图,在中,,D是上一点,将沿折叠,使点B落在边上的E处,求的度数.
13.(2023·广西·八年级专题练习)如图,中,
(1)若、的三等分线交于点、,请用表示、;(2)若、的等分线交于点、(、依次从下到上),请用表示,.
14.(23-24八年级上·山东·期中)如图,(1)如图①②,请直接写出,与,之间的数量关系.
(2)用你发现的结论解决下列问题:如图③,,分别是四边形的外角,的平分线,,求的度数.
15.(23-24八年级上·湖北·期中)在中,,、分别是边、上的点,点平面内是一动点.(1)如图1,当点P在线段上时,①若, __________度;
②试写出、、之间的数量关系,并说明理由;
(2)如图2,当点在边的延长线上时,连接交于点,探索、、之间的数量关系,并说明理由;(3)如图3,当点在到形外部时,直接写出、、之间的数量关系.
16.(2024·四川达州·中考模拟预测)箭头四角形,模型规律:如图1,延长CO交AB于点D,则.因为凹四边形ABOC形似箭头,其四角具有“”这个规律,所以我们把这个模型叫做“箭头四角形”.模型应用:
(1)直接应用:①如图2, .②如图3,的2等分线(即角平分线)交于点F,已知,则
③如图4,分别为的2019等分线.它们的交点从上到下依次为.已知,则 度
17.(2024·吉林白城·八年级统考阶段练习)[题目]如图①,∠BAC内部有一点D.连接BD,CD.着∠A=68°,∠ABD= 16°.∠ACD=24°,求∠BDC的大小;
[应用]如图②,在五角星中,∠A+∠ABE+∠ACD+∠D+∠E=____度;
[扩展]如图③,在∠BAD内部有两个向上突起的角,若∠ABE= 20°,∠ECF =45°,∠ADF =15°,∠A=70°,则∠BEC+∠CFD = 度.
18.(2024·浙江·八年级期末)如图(1)是一个三角形的纸片,点D、E分别是边上的两点,
研究(1):如果沿直线折叠,写出与的关系,并说明理由.
研究(2):如果折成图2的形状,猜想和的关系,并说明理由.
研究(3):如果折成图3的形状,猜想和的关系,并说明理由.
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专题06.三角形中的倒角模型之燕尾(飞镖)型、风筝模型
近年来各地考试中常出现一些几何倒角模型,该模型主要涉及高线、角平分线及角度的计算(内角和定理、外角定理等)。熟悉这些模型可以快速得到角的关系,求出所需的角。本专题就燕尾(飞镖)型、风筝(鹰爪)、翻角模型进行梳理及对应试题分析,方便掌握。
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模型1.飞镖模型(燕尾)模型 1
模型2.风筝(鹰爪)模型 7
模型3.角内(外)翻模型 13
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模型1.飞镖模型(燕尾)模型
飞镖(燕尾)模型看起来特别简单,在复杂几何图形倒角时往往有巧妙的作用。因为模型像飞镖(回旋镖)或燕尾,所以我们称为飞镖(燕尾)模型。
图1 图2 图3
基本模型:条件:如图1,凹四边形ABCD; 结论:①;②。
证明:连接AC并延长至点P;在△ABC中,∠BCP=∠BAC+∠B;在△ACD中,∠DCP=∠CAD+∠D;
又∵∠BAD=∠BAC+∠DAC,∠BCD=∠BCP+∠DCP;∴∠BAD+∠B+∠D=∠BCD。
延长BC交AD于点P;在△ABQ中,;在△CDQ中,。
即:,故。
拓展模型1:条件:如图2,BO平分∠ABC,OD平分∠ADC; 结论:∠O=(∠A+∠C)。
证明:∵BO平分∠ABC,OD平分∠ADC;∴∠ABO=∠ABC;∠ADO=∠ADC;
根据飞镖模型:∠BOD=∠ABO+∠ADO+∠A=∠ABC+∠ADC+∠A;∠BCD=∠ABC+∠ADC+∠A;
∴2∠BOD=∠ABC+∠ADC+2∠A=∠BCD+∠A;即∠O=(∠A+∠C)。
拓展模型2:条件:如图3,AO平分∠DAB,CO平分∠BCD; 结论:∠O=(∠D-∠B)。
证明:根据飞镖模型:=++,∴∠DCB-∠DAB=∠D+∠B,
∵AO平分∠DAB,CO平分∠BCD,∴∠DCO=∠DCB,∠DAO=∠DAB,
∴∠DCO-∠DAO=(∠DCB-∠DAB)=(∠D+∠B),
∵∠DEA=∠OEC,∴∠D+∠DAO=∠O+∠DCO,∴∠D-∠O=∠DCO-∠DAO,
∴∠D-∠O=(∠D+∠B),即∠O=(∠D-∠B)
例1.(2024·重庆·八年级专题练习)请阅读下列材料,并完成相应的任务:
有趣的“飞镖图”
如图,这种形似飞镖的四边形,可以形象地称它为“飞镖图”.当我们仔细观察后发现,它实际上就是凹四边形.那么它具有哪些性质呢?又将怎样应用呢?下面我们进行认识与探究:凹四边形通俗地说,就是一个角“凹”进去的四边形,其性质有:凹四边形中最大内角外面的角等于其余三个内角之和.
(即如图 1,∠ADB=∠A+∠B+∠C )理由如下:
方法一:如图 2,连接 AB,则在△ABC 中,∠C+∠CAB+∠CBA=180°,即∠1+∠2+∠3+∠4+∠C=180°,又∵在△ABD 中,∠1+∠2+∠ADB=180°,∴∠ADB=∠3+∠4+∠C, 即∠ADB=∠CAD+∠CBD+∠C.
方法二:如图 3,连接 CD 并延长至 F,∵∠1 和∠3 分别是△ACD 和△BCD 的一个外角,. . . . . .
大家在探究的过程中,还发现有很多方法可以证明这一结论,你有自己的方法吗?
任务:(1)填空:“方法一”主要依据的一个数学定理是 ;
(2)探索:根据“方法二”中辅助线的添加方式,写出该证明过程的剩余部分;
(3)应用:如图 4,AE 是∠CAD 的平分线,BF 是∠CBD 的平分线,AE 与 BF 交于 G, 若∠ADB=150°,∠AGB=110°,请你直接写出∠C 的大小.
【答案】(1)三角形内角和定理(或三角形的内角和等于 180°);(2)见解析;(3)70°
【详解】(1)解:三角形内角和定理(或三角形的内角和等于 180°)
(2)证明:连接 CD 并延长至 F,
∵∠1 和∠2 分别是△ACD 和△BCD 的一个外角,∴∠1=∠2+∠A,∠3=∠4+∠B,
∴∠1+∠3=∠2+∠A+∠4+∠B,即∠ADB=∠A+∠B+∠ACB ;
(3)解:由(2)得:∠ADB=∠CAD+∠CBD+∠C,∠AGB=∠CAE+∠CBF+∠C,
∵∠ADB=150°,∠AGB=110°,∴∠CAD+∠CBD+∠C=150°,∠CAE+∠CBF+∠C=110°,
∴∠CAE+∠CBF=110°-∠ C,∠CAD+∠CBD=150°-∠C,
∵AE 是∠CAD 的平分线,BF 是∠CBD 的平分线,∴∠CAD =2∠CAE,∠CBD=2∠CBF,
∴∠CAD+∠CBD=2(∠CAE+∠CBF),∴150°-∠C=2(110°-∠ C),解得:∠C=70°.
例2.(2024·湖北八年级期中)如图,,的角平分线交于点,若,,则的度数( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】解:法一:延长PC交BD于E,设AC、PB交于F,
∵∠A+∠ABF+∠AFB=∠P+∠PCF+∠PFC=180°,∵∠AFB=∠PFC,∴∠P+∠PCF=∠A+∠ABF,
∵∠P+∠PBE=∠PED,∠PED=∠PCD−∠D,∴∠P+∠PBE=∠PCD−∠D,
∴2∠P+∠PCF+∠PBE=∠A−∠D+∠ABF+∠PCD,
∵PB、PC是角平分线∴∠PCF=∠PCD,∠ABF=∠PBE,∴2∠P=∠A−∠D
∵∠A=48°,∠D=10°,∴∠P=19°.
法二:延长DC,与AB交于点E.
∵∠ACD是△ACE的外角,∠A=48°,∴∠ACD=∠A+∠AEC=48°+∠AEC.
∵∠AEC是△BDE的外角,∴∠AEC=∠ABD+∠D=∠ABD+10°,
∴∠ACD=48°+∠AEC=48°+∠ABD+10°,整理得∠ACD−∠ABD=58°.
设AC与BP相交于O,则∠AOB=∠POC,
∴∠P+∠ACD=∠A+∠ABD,即∠P=48°−(∠ACD−∠ABD)=19°.故选A.
例3.(2024·福建三明·八年级统考期末)如图1所示的图形,像我们常见的符号——箭号.我们不妨把这样图形叫做“箭头四角形”.
探究:(1)观察“箭头四角形”,试探究与、、之间的关系,并说明理由;
应用:(2)请你直接利用以上结论,解决以下两个问题:
①如图2,把一块三角尺放置在上,使三角尺的两条直角边、恰好经过点、,若,则 ;②如图3,、的2等分线(即角平分线)、相交于点,若,,求的度数;
拓展:(3)如图4,,分别是、的2020等分线(),它们的交点从上到下依次为、、、…、.已知,,则 度.
【答案】(1),理由见详解; (2)①30;②95°;(3)
【详解】(1)如图,连接AD并延长至点E ∵
又∵∴
(2)①由(1)可知
∵,∴
②由(1)可知
∵,∴
平分 ,CF平分
(3)由(1)可知
∵, ∴
∵,分别是、的2020等分线()
∴
∴
变式1.(2024·河南南阳·七年级校考阶段练习)互动学习课堂上,某小组同学对一个课题展开了探究.
小亮:已知,如图①,在中,点D是内一点,连接,试探究与之间的关系.
小红:以用三角形内角和定理去解决.小明:外角的相关结论也能解决.
(1)请你在横线上补全小红的探究过程:
∵(___________________)∴(等式性质)
∵________,∴________.
∴.(________________)
(2)请你按照小明的思路完成探究过程.
(3)利用探究的结果填空.如图②,,则_______.
【答案】(1)三角形的内角和定理,,,等量代换(2)过程见解析(3)
【详解】(1)解:∵(三角形的内角和定理),
∴(等式性质),∵,
∴,∴.(等量代换),
故答案为:三角形的内角和定理,,,等量代换.
(2)解:如图①,延长交于,
由题意知,,∴;
(3)解:由(1)可知,,
∵,∴,故答案为:.
变式2.(2024·浙江·八年级假期作业)如图所示,在中,,在上,,是上的任意一点,求证.
【详解】作点关于的对称点,则点落在线段CD上.连接交于点,连接.
由轴对称图形的性质可得,.
在中,,在中,.
因此,所以.
模型2.风筝(鹰爪)模型
图1 图2
1)鹰爪模型:结论:∠A+∠O=∠1+∠2;
证明:∵∠1是三角形ABO的外角,∴∠1=∠BAO+∠BOA; 同理,∠2=∠CAO+∠COA;
∴∠1+∠2=∠BAO+∠BOA+∠CAO+∠COA=∠BAO+∠CAO+∠BOA+∠COA=∠BAC+∠BOC=∠A+∠O。
2)鹰爪模型(变形):结论:∠A+∠O=∠2-∠1。
证明:∵∠1是三角形ABO的外角,∴∠1=∠BAO+∠BOA; 同理,∠2=∠DAO+∠DOA;
∴∠2-∠1=∠DAO+∠DOA-(∠BAO+∠BOA)=(∠DAO-∠BAO)+(∠DOA-∠BOA)
=∠BAD+∠BOD=∠A+∠O。
例1.(2024·四川绵阳·八年级校考阶段练习)如图,四边形ABCD中,、、分别为、、的外角判断下列大小关系何者正确?( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】解:如图,连结BD,延长AD到E,
,,,
故选项A正确,符合题意;B不正确,不符合题意;
多边形的外角和是,∴∴
故选项C不正确,不符合题意;选项D不正确,不符合题意.故选:A.
例2.(2024·山东青岛·八年级统考期末)三角形内角和定理告诉我们:三角形三个内角的和等于如何证明这个定理呢?我们知道,平角是,要证明这个定理就是把三角形的三个内角转移到一个平角中去,请根据如下条件,证明定理.
(1)【定理证明】
已知:如图①,求证:.
(2)【定理推论】如图②,在中,有,点D是延长线上一点,由平角的定义可得,所以_______,从而得到三角形内角和定理的推论:三角形的外角等于与它不相邻的两个内角的和.
【初步运用】如图③,点D、E分别是的边延长线上一点.
(3)若,,则_______.(4)若,则_______.
【拓展延伸】如图④,点D、E分别是四边形的边延长线上一点.
(5)若,,则_________.
(6)分别作和的平分线,如图⑤,若,则和的关系为__________.
(7)分别作和的平分线,交于点O,如图⑥,求出,和的数量关系,说明理由.
【答案】(1)见解析;(2);(3);(4);(5);(6);(7),理由见解析
【详解】(1)证明:如图,过点作,
∵,,,
,.
(2),,
.故答案为:.
(3),,,
;故答案为:;
(4),,,
,,
.故答案为:.
(5)如图,连接,,,
,
,,
.故答案为:.
(6)如图,过点作,则,
由(1)知,,,
,,,,
、分别是和,,
,.故答案为:.
(7),理由如下:
由(1)知,,,
、分别为和的角平分线,
,,
,,
,即.
例3.(2024·河南鹤壁·七年级统考期末)中,,点D,E分别是边AC,BC上的点,点P是一动点,令,,.
初探:(1)如图1,若点P在线段AB上,且,则_____________;
(2)如图2,若点P在线段AB上运动,则∠1,∠2,之间的关系为_____________;
(3)如图3,若点P在线段AB的延长线上运动,则∠1,∠2,之间的关系为_____________;
再探:(4)如图4,若点P运动到的内部,写出此时∠1,∠2,之间的关系,并说明理由.
【答案】(1);(2);(3);(4),见解析.
【详解】(1)解:如图,连接,
,,
,
,,,故答案为:;
(2)解:由(1)可知,,故答案为:;
(3)解:如图,,,,
即,故答案为:;
(4)解:,证明如下:如图,连接,
,,
,.
变式1.(2024·湖北武汉·八年级校考阶段练习)(1)如图,将沿折叠,使点 A落在的内部的点 M处,当,时,求的度数;
(2)如图,将沿 折叠,使点 A 落在的外部的点 M 处.求图中,,之间的数量关系;(3)如图 ,将、一起沿折叠,使点 A、点B的对应点 M、N 分别落在射线 的左右两侧,,,、的数量关系 . (直接写结果,不需要过程)
【答案】(1),(2),(3)
【详解】解:(1)如图,,,,,
∵翻折,∴,,
∵,,,
∴,整理得,,
∵,,∴,即;
(2)如图,,,,,
∵翻折,∴,,
∵,∴,
整理得,,即;故答案为:;
(3)如图,,,,,
∵翻折,∴,,
∵,∴,
整理得,,即.
模型3.角内(外)翻模型
图3 图4
条件:如图3,将三角形纸片ABC沿EF边折叠,当点C落在四边形ABFE内部时,结论:2∠C=∠1+∠2;
证明:∵∠1是三角形CC’E的外角,∴∠1=∠ECC’+∠EC’C; 同理,∠2=∠FCC’+∠FC’C;
∴∠1+∠2=∠ECC’+∠EC’C+∠FCC’+∠FC’C=∠ECC’+∠FCC’+∠EC’C+∠FC’C=∠EC’F+∠FCE=2∠C。
条件:如图4,将三角形纸片ABC沿EF边折叠,当点C落在四边形ABFE外部时,结论:2∠C=∠2-∠1。
证明:∵∠1是三角形CC’E的外角,∴∠1=∠ECC’+∠EC’C; 同理,∠2=∠FCC’+∠FC’C;
∴∠2-∠1=∠FCC’+∠FC’C-(∠ECC’+∠EC’C)=(FCC’-∠ECC’)+(∠FC’C--∠EC’C)
=∠EC’F+∠FCE=2∠C。
例1.(2023春·广东·七年级专题练习)如图,将△ABC纸片沿DE折叠,使点A落在点A'处,且A'B平分∠ABC,A'C平分∠ACB,若∠BA'C=120°,则∠1+∠2的度数为( )
A.90° B.100° C.110° D.120°
【答案】D
【详解】解:如图,连接AA',∵A'B平分∠ABC,A'C平分∠ACB,∴∠A'BC=∠ABC,∠A'CB=∠ACB,
∵∠BA'C=120°,∴∠A'BC+∠A'CB=180°-120°=60°,∴∠ABC+∠ACB=120°,∴∠BAC=180°-120°=60°,
∵沿DE折叠,∴∠DAA'=∠DA'A,∠EAA'=∠EA'A,
∵∠1=∠DAA'+∠DA'A=2∠DAA',∠2=∠EAA'+∠EA'A=2∠EAA',
∴∠1+∠2=2∠DAA'+2∠EAA'=2∠BAC=2×60°=120°,故选:D.
例2.(23-24八年级下·山东德州·开学考试)如图,把纸片沿折叠,当点落在四边形的外面时,此时测得,,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】解:如图,设与交于点,,根据折叠的性质,,
,,,
,,故选:.
例3.(2024·江苏宿迁·七年级校考期中)(1)如图1,将纸片沿折叠,使点落在四边形内点的位置.则之间的数量关系为:_______;
(2)如图2,若将(1)中“点落在四边形内点的位置”变为“点落在四边形外点的位置”,则此时之间的数量关系为:_________;
(3)如图3,将四边形纸片(,与不平行)沿折叠成图3的形状,若,,求的度数;(4)在图3中作出的平分线,试判断射线的位置关系,当点在边上向点移动时(不与点重合),的大小随之改变(其它条件不变),上述,的位置关系改变吗?为什么?
【答案】(1),(2);(3);(4)位置不改变,.
【详解】(1)结论: 理由:连接,
沿折叠A和重合,∴
∵,
∴.
(2) 理由:连接, 沿折叠A和重合,∴
∵,
∴;
(3)如图,延长,交于点Q,延长,交于点,则对折后与重合,
由(2)的结论可得:,而,,
∴,∴,∵,∴;
(4),理由见解析 如图,平分,平分,
∴,,
由对折可得:,,
由(2)的结论可得:,即∴,
∴,
∴,
∴,∴.
变式1.(2024·河北廊坊·八年级校考期中)如图,将三角形纸片沿折叠,当点A落在四边形的外部时,测量得,,则为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:∵,,∴,
∴,
∵,∴,故B正确.故选:B.
1.(2024·河南·八年级假期作业)如图,在中,,与的角平分线交于,与的角平分线交于点,依此类推,与的角平分线交于点,则的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:∵∠A=20°,∠A+∠ABC+∠ACB=180°,∴∠ABC+∠ACB=160°,
∵BD1平分∠ABC,CD1平分∠ACB,∴∠ABD1=∠ABC,∠ACD1=∠ACD,
∵BD2平分∠ABD1,CD2平分∠ACD1,∴∠ABD2=∠ABD1=∠ABC,∠ACD2=∠ACD1=∠ACB,
同理可得∠ABD5=∠ABC,∠ACD5=∠ACB,∴∠ABD5+∠ACD5=160×=5°,∴∠BCD5+∠CBD5=155°,
∴∠BD5C=180-∠BCD5-∠CBD5=25°,故选B.
2.(2024·河南洛阳·七年级统考期末)如图,在五边形中,若去掉一个的角后得到一个六边形,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】解:∵,∴,
∵,∴.故选D.
3.(23-24八年级上·山东潍坊·期末)如图1,中,点E和点F分别为上的点,把纸片沿折叠,使得点A落在的外部处,,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:由折叠得,
∵,且∠1=100°,∴,∴,
∵,且,
∴,∴,
∴,故选:B.
4.(2024·广东广州·八年级统考期中)如图,∠1,∠2,∠3,∠4满足的关系式是( )
A.∠1+∠2=∠3+∠4 B.∠1+∠2=∠4-∠3 C.∠1+∠4=∠2+∠3 D.∠1+∠4=∠2-∠3
【答案】D
【详解】解:∵∠6是△ABC的外角,∴∠1+∠4=∠6①,
又∵∠2是△CDF的外角,∴∠6=∠2-∠3②,由①和②得:∠1+∠4=∠2-∠3.故选D.
5.(23-24七年级下·福建泉州·期末)如图,四边形中,,,,则的度数是 (含的式子表示).
【答案】
【详解】解:延长交于点,如图,
,,是的外角,,
是的外角,,.故答案为:.
6.(23-24七年级下·重庆黔江·期中)如图把三角形沿折叠,使点B落在点处.,,则 度.
【答案】
【详解】解:如图,设与交于点F,
∵,,由折叠可得,,∴,
又∵,,∴,∴.故答案为:28.
7.(22-23八年级上·浙江台州·开学考试)如图:的度数为 .
【答案】
【详解】解:如图所示:∵
∴故答案为:
8.(2024·北京·八年级校考期中)如图,△中沿将四边形翻折,使点、点分别落在点和点处,再将△AEF沿AF翻折,使点落在点处,若,,则的度数为 .
【答案】85°/85度
【详解】解:根据题意,在中,,∴,∴,
由折叠的性质,则,在中,,
∵,∴,
∴,∴;故答案为:85°
9.(23-24七年级下·黑龙江哈尔滨·期末)如图,在中,,,D是上一点将沿B折叠,使C点落在边上的点处,则 °.
【答案】40
【详解】解:∵在中,,,∴,
由折叠的性质可得出:,,,
在中,,
∴,∴,故答案为:40.
10.(2024八年级上·江苏·专题练习)如图,把沿折叠,使点A落在点D处,
(1)若,试判断与的数量关系,并说明理由;
(2)若,求的度数.
【答案】(1),见解析(2)
【详解】(1)解:,理由如下:∵是由翻折得到,∴,
∵,∴,∴.
(2)解:∵,,∴,
∵,∴,∴.
11.(2023春·福建福州·七年级校考期末)如图①,凹四边形形似圆规,这样的四边形称为“规形”,
(1)如图①,在规形中,若,,,则______°;
(2)如图②,将沿,翻折,使其顶点A,B均落在点O处,若,则______°;
(3)如图③,在规形中,、的角平分线、交于点E,且,试探究,,之间的数量关系,并说明理由.
【答案】(1)20(2)54(3);理由见解析
【详解】(1)解:如图1,连接,并延长到点E,
则、,∴,即,
∵,,,∴,故答案为:20;
(2)解:∵将沿,翻折,顶点A,B均落在点O处,
∴,,∴,∵,∴,
∵,∴,∴.
(3)解:;理由如下:如图3,由(1)知,
∵平分,∴,
∵平分,∴,∵,,
∴
即.
12.(2024·江苏淮安·八年级校考期末)如图,在中,,D是上一点,将沿折叠,使点B落在边上的E处,求的度数.
【答案】40°
【详解】解:∵将沿折叠,使点B落在边上的E处,∴,
∵,∴,∴,
∵,∴.
13.(2023·广西·八年级专题练习)如图,中,
(1)若、的三等分线交于点、,请用表示、;(2)若、的等分线交于点、(、依次从下到上),请用表示,.
【答案】(1),,
(2),
【详解】(1)解:∵,∴,
∵、的三等分线交于点、,
∴
∴,
;
(2)解:∵,∴,
∵、的等分线交于点、,
∴
∴,
.
14.(23-24八年级上·山东·期中)如图,
(1)如图①②,请直接写出,与,之间的数量关系.
(2)用你发现的结论解决下列问题:如图③,,分别是四边形的外角,的平分线,,求的度数.
【答案】(1)(2)
【详解】(1)解:根据题意得:,∴,
∵,∴;
(2)解:由(1)得:,
∵,∴,
∵,分别是四边形的外角,的平分线,
∴,
∴,
∴.
15.(23-24八年级上·湖北·期中)在中,,、分别是边、上的点,点平面内是一动点.
(1)如图1,当点P在线段上时,①若, __________度;
②试写出、、之间的数量关系,并说明理由;
(2)如图2,当点在边的延长线上时,连接交于点,探索、、之间的数量关系,并说明理由;(3)如图3,当点在到形外部时,直接写出、、之间的数量关系.
【答案】(1)①140;②,理由见解析
(2),理由见解析(3)
【详解】(1)解:①,
,,
,,.故答案为:140.
②,理由如下:由①可知,,
,.
(2)解:,理由如下:
,,.
(3)解:,理由如下:设与相交于点,如图,
,,.
16.(2024·四川达州·中考模拟预测)箭头四角形,模型规律:如图1,延长CO交AB于点D,则.因为凹四边形ABOC形似箭头,其四角具有“”这个规律,所以我们把这个模型叫做“箭头四角形”.模型应用:
(1)直接应用:①如图2, .②如图3,的2等分线(即角平分线)交于点F,已知,则
③如图4,分别为的2019等分线.它们的交点从上到下依次为.已知,则 度
【答案】(1)①,②,③;
【详解】解:(1)①如图2,在凹四边形ABOC中,,
在凹四边形DOEF中,,
②如图3,,且
,,;
③如图4,由题意知,
则
代入得
解得:
,;
故答案为①;②;③();
17.(2024·吉林白城·八年级统考阶段练习)[题目]如图①,∠BAC内部有一点D.连接BD,CD.着∠A=68°,∠ABD= 16°.∠ACD=24°,求∠BDC的大小;
[应用]如图②,在五角星中,∠A+∠ABE+∠ACD+∠D+∠E=____度;
[扩展]如图③,在∠BAD内部有两个向上突起的角,若∠ABE= 20°,∠ECF =45°,∠ADF =15°,∠A=70°,则∠BEC+∠CFD = 度.
【答案】∠BDC= 108°;180;150.
【详解】解:(1)连接BC.∵三角形内角和是180°∴∠A+∠ABC+∠ACB= 180°
又∵∠ABD= 16°,∠ACD = 24°,∠A=68°∴∠DBC+∠DCB = 72°
又∵∠D+∠DBC +∠DCB = 180°∴∠BDC= 108°.
(2)连接BC,∵∠ODE+∠OED=180°-∠DOE
∠OBC+∠OCB=180°-∠BOC ∠DOE=∠BOC ∴∠ODE+∠OED=∠OBC+∠OCB
又∵三角形内角和是180°∴∠A+∠ABE+∠ACD=180°-∠OBC-∠OCB
∴∠A+∠ABE+∠ACD=180°-∠ODE-∠OED ∴∠A+∠ABE+∠ACD+∠D+∠E=180°
(3)由(1)的结论可知
∵∠BEC=∠BAC+∠ABE+∠AEC ∠CFD=∠CAD+∠ADF +∠ACF
∴∠BEC+∠CFD =∠BAC+∠ABE+∠AEC+∠CAD+∠ADF+∠ACF
∠BEC+∠CFD=∠A+∠ABE+∠ADF +∠ECF =150°
18.(2024·浙江·八年级期末)如图(1)是一个三角形的纸片,点D、E分别是边上的两点,
研究(1):如果沿直线折叠,写出与的关系,并说明理由.
研究(2):如果折成图2的形状,猜想和的关系,并说明理由.
研究(3):如果折成图3的形状,猜想和的关系,并说明理由.
【答案】(1)∠BDA′=2∠A,理由见解析;(2)∠BDA′+∠CEA′=2∠A,理由见解析;(3)∠BDA′-∠CEA′=2∠A,理由见解析
【详解】解:(1)∠BDA′=2∠A;根据折叠的性质可知∠DA′E=∠A,∠DA′E+∠A=∠BDA′,故∠BDA′=2∠A;
(2)∠BDA′+∠CEA′=2∠A,理由:在四边形ADA′E中,∠A+∠DA′E+∠ADA′+∠A′EA=360°,
∴∠A+∠DA′E=360°-∠ADA′-∠A′EA,∵∠BDA′+∠ADA′=180°,∠CEA′+∠A′EA=180°,
∴∠BDA′+∠CEA′=360°-∠ADA′-∠A′EA,∴∠BDA′+∠CEA′=∠A+∠DA′E,
∵△A′DE是由△ADE沿直线DE折叠而得,∴∠A=∠DA′E,∴∠BDA′+∠CEA′=2∠A;
(3)∠BDA′-∠CEA′=2∠A,理由:如图3,DA′交AC于点F,
∵∠BDA′=∠A+∠DFA,∠DFA=∠A′+∠CEA′,∴∠BDA′=∠A+∠A′+∠CEA′,∴∠BDA′-∠CEA′=∠A+∠A′,
∵△A′DE是由△ADE沿直线DE折叠而得,∴∠A=∠DA′E,∴∠BDA′-∠CEA′=2∠A.
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