内容正文:
专题17 几何图形初步
1 直线、射线与线段
1.1 直线、射线与线段的联系与区别
名称
不同点
联系
共同点
延伸性
端点数
线段
不能延伸
2
线段向一方延长就成射线,向两方延伸就成直线
都是直的线
射线
只能向一方延伸
1
直线
可向两方无限延伸
无
1.2 线段的性质
(1)线段公理:两点之间的所有连线中,线段最短;
(2)两点之间的距离:两点之间线段的长度,叫做这两点之间的距离;
(3)线段的大小关系和它们的长度的大小关系一致的;
(4)线段的比较:① 目测法;② 叠合法;③ 度量法。
1.3 线段的中点
点把线段分成相等的两条相等的线段与,点叫做线段的中点。
2 角
2.1 概念
有公共端点的两条射线组成的图形叫做角。(或者看作由一条射线绕着它的端点旋转而形成的图形)
两条射线的公共端点叫做这个角的顶点,这两条射线叫做这个角的边.
2.2 角的度量
角的度量有如下规定:把一个平角等分,每一份就是度的角,单位是度,用“”表示,度记作,度记作。
把的角等分,每一份叫做分的角,分记作;
把的角等分,每一份叫做秒的角,分记作;
,。
2.3 角的平分线
(1)从一个角的顶点引出的一条射线,把这个角分成两个相等的角,这角射线叫做这个角的平分线;
(2)角的平分线上的点到角两边的距离相等;
(3)角的内部到角两边的距离相等的点在角的平分线上。
2.4 余角和补角
(1)如果两个角的和等于(直角),这两个角叫做互为余角,简称互余,其中一个角是另一个角的余角。
用数学语言表示,如果,那么和互余;反过来,如果和互余,那么;
(2)如果两个角的和等于,这两个角叫做互为补角,简称互补,其中一个角是另一个角的补角。
用数学语言表示,如果,那么和互补;反过来,如果和互补,那么;
(3)同角(或等角)的余角相等;同角(或等角)的补角相等.
3 平行线
3.1 定义
两直线,永不相交,我们说直线与互相平行,记作。
3.2 平行公理
同一平面内,经过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行.
如果两条直线都与第三条直线平行,那么这两条直线也互相平行.
也就是说,如果,,那么。
3.3 平行线的判定
① 同位角相等,两直线平行;即如果,则;
② 内错角相等,两直线平行;即如果,则;
③ 同旁内角互补,两直线平行;即如果,则.
3.4 平行线的性质
① 两直线平行,同位角相等;即如果,则;
② 两直线平行,内错角相等;即如果,则;
③ 两直线平行,同旁内角互补;即如果,则.
【题型1】 从不同方向看几何体
【典题1】 (2023·湖南·中考真题)作为中国非物质文化遗产之一的紫砂壶,成型工艺特别,造型式样丰富,陶器色泽古朴典雅,从一个方面鲜明地反映了中华民族造型审美意识.如图是一把做工精湛的紫砂壶“景舟石瓢”,下面四幅图是从左面看到的图形的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了从三个方面看物体,准确把握从正面、左面和上面三个方向看立体图形得到的平面图形是解决问题的关键.从正面、左面和上面三个方向看立体图形得到的平面图形,注意所有的看到的或看不到的棱都应表现在视图中,看得见的用实线,看不见的用虚线,虚实重合用实线.
【详解】
解:从左面看,得到的平面图形是
,
故选:B.
【巩固练习】
1.从上面看下面的三个几何体,所得到的平面图形相同的是( )
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
【答案】B
【分析】本题考查了几何体的三视图,根据从上面看下面,得到是俯视图,逐个得出几何体的俯视图,再进行对比,即可作答.
【详解】解:∵从上面看下面以上几何体
∴①的俯视图是圆,无中心点;
②和③俯视图是圆,有中心点;
∴所得到的平面图形相同的是②③
故选:B
2.(2024·山东济南·模拟预测)如图是由六个相同的小正方体搭成的几何体,这个几何体从正面看到的图形是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了三视图的知识,要求同学们掌握主视图是从物体的正面看得到的视图.找到从正面看所得到的图形即可.
【详解】解:从正面看,共有三列,左边一列是三个小正方形,中间和右边一列分别是一个小正方形.
故选:B.
3.(2023·河南·模拟预测)有块积木,每一块的各面都涂上不同的颜色,块的涂法完全相同.现把它们摆放成不同的位置如图,请你根据图形判断涂成黄色一面的对面涂的颜色是( )
A.白 B.蓝 C.绿 D.黑
【答案】C
【分析】本题考查正方体相对两个面上的文字,根据正方体表面中“对面”“邻面”的关系进行判断即可.
【详解】解:由题意可知,
“白”的邻面有“黑、绿、红、黄”,因此“白”的对面是“蓝”,
“绿”的邻面有“黑、白、红、蓝”,因此“绿”的对面是“黄”,
于是“红”的对面是“黑”,
故选:C.
【题型2】 几何体的展开图
【典题1】 (2024·河北邯郸·模拟预测)用相同尺寸的长方形纸板制作一个无盖的长方体纸盒.先在纸板上画出其表面展开图(需剪掉阴影部分),两种裁剪方案如图1和图2所示,图中A,B,C均为正方形:
下列说法正确的是( )
A.方案 1中的 B.方案2中的
C.方案1所得的长方体纸盒的容积小于方案 2所得的长方体纸盒的容积 D.方案1所得的长方体纸盒的底面积与方案2所得的长方体纸盒的底面积相同
【答案】C
【分析】本题考查图形的展开与折叠,考查学生的运算能力、推理能力、空间观念.分别求出a和b的值,方案1和方案2的容积即可得到答案.
【详解】解:方案1:,故A选项错误,
所折成的无盖长方体的底面积为.
容积为.
方案2:,故B选项错误,
所折成的无盖长方体的底面积为.
容积为.
∴方案1所得的长方体纸盒的容积小于方案 2所得的长方体纸盒的容积,
故选:C.
【巩固练习】
1.把一个立体图形展开成平面图形,其形状如图所示,则这个立体图形是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了几何体的展开图,根据立体图形展开成的平面图形底面是三角形,侧面是长方形判断即可求解,正确识图是解题的关键.
【详解】解:三棱柱的展开图底面是三角形,侧面是长方形,和给出的立体图形展开成的平面图形一致,
故选:.
2.(2024·江苏常州·中考真题)下列图形中,为四棱锥的侧面展开图的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查几何体的展开图,熟练掌握几何体的展开图是解题的关键.根据棱锥的侧面展开图的特征即可得到答案.
【详解】
解:棱锥的侧面是三角形,故四棱锥的侧面展开图的是
故选:B.
3.(2024·浙江绍兴·一模)如图,桌上的一个圆柱形玻璃杯(无盖)高为6厘米,底面周长为 16 厘米,在杯口内壁离杯口1.5 厘米的 A 处有蜜糖,在玻璃杯的外壁,A的相对方向有一小虫P,小虫离杯底的垂直距离为1.5 厘米,则小虫爬到蜜糖 A处的最短路程为( )
A.6 厘米 B.7 厘米 C.8 厘米 D.10 厘米
【答案】D
【分析】本题考查了平面展开最短路径问题,将图形展开,利用轴对称的性质和勾股定理进行计算是解题的关键.
将杯子侧面展开,作关于杯口的对称点,根据两点之间线段最短可知的长度即为所求,再结合勾股定理求解即可.
【详解】解:如图所示:将杯子侧面展开,作关于杯口的对称点,连接,
最短距离为的长度,
厘米,
最短路程为厘米.
故选:D.
【题型3】 两点之间的距离
【典题1】(2023·广西桂林·三模)如图,C是线段上一点,若线段,且,O是的中点,则线段的长度为 .
【答案】16
【分析】此题主要考查了与线段中点有关的计算,线段间的和差,理清题意是解答本题的关键.根据线段的和差关系进行解答即可.
【详解】解:∵,,
∴;
∵O是的中点,
∴,
故答案为:16.
【巩固练习】
1.(2024·四川泸州·一模)如图,点A,B,C在数轴上,点A表示的数是,点B是AC的中点,线段,则点C表示的数是( )
A.2 B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了实数与数轴,先根据点B是AC的中点,线段,得出,结合点A表示的数是,以及数轴信息,得出,即可作答.
【详解】解:∵点B是AC的中点,线段,
∴,
∵点A表示的数是,且点C在点A的右边,
∴,
即点C表示的数是,
故选:B.
2.(2021·内蒙古·中考真题)已知线段,在直线AB上作线段BC,使得.若D是线段AC的中点,则线段AD的长为( )
A.1 B.3 C.1或3 D.2或3
【答案】C
【分析】先分C在AB上和C在AB的延长线上两种情况,分别画出图形,然后运用中点的定义和线段的和差进行计算即可.
【详解】解:如图:当C在AB上时,AC=AB-BC=2,
∴AD=AC=1
如图:当C在AB的延长线上时,AC=AB+BC=6,
∴AD=AC=3
故选C.
【点睛】本题主要考查了线段的和差、中点的定义以及分类讨论思想,灵活运用分类讨论思想成为解答本题的关键.
3.(2023·广西桂林·二模)如图,线段,C是线段的中点,点D在线段上,且,则的长为 .
【答案】2
【分析】本题考查了两点间距离,根据题目的已知并结合图形分析是解题的关键.根据线段中点的性质先求出,再根据已知,求出即可.
【详解】解:∵,C是线段的中点,
∴,
∵,
∴,
故答案为:2.
【题型4】 角度的计算
【典题1】 (2024·陕西咸阳·模拟预测)如图,点B在直线上,平分,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了角平分线的定义,垂直的定义,平角的定义,熟练掌握知识点是解题的关键.
根据求出,再根据角平分线求解即可.
【详解】解:∵,
∴,
∴,
∵平分,
∴,
故选:A.
【巩固练习】
1.(2024·河北唐山·二模)如图,直线,相交于点,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查的是对顶角的性质,角的和差运算,先求解,再利用角的和差运算可得答案.
【详解】解:∵,
∴,
∵,
∴,
故选B
2.(2024·河南新乡·模拟预测)如图,直线,相交于点O,.若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了角的和差,对顶角的性质,由角的和差得,由对顶角的性质即可求解;掌握对顶角的性质,能用角的和差表示出所求的角是解题的关键.
【详解】解: ,
,
,
,
;
故选:D.
3.(2024·河南焦作·一模)如图,直线相交于点平分,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查几何图形中角度的计算,与角平分线有关的计算,利用邻补角和角平分线的定义进行求解即可.
【详解】解:
平分,
故选:A
4.(2024·湖南·二模)如图,,是的平分线,是的平分线,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】此题考查了角平分线的相关计算,根据角平分线的定义依次求出,,即可求出的度数.
【详解】解:∵,是的平分线,
∴
∵是的平分线,
∴,
∴
故选:D.
5.如图,为直线上一点,平分,.
(1)若,求的度数;
(2)试判断和有怎样的数量关系,说说你的理由.
【答案】(1);
(2),证明见解析
【分析】本题考查了角的计算,利用角的和差是解题关键.
(1)根据角平分线的定义,邻补角的定义,可得答案;
(2)利用等角的余角相等证明.
【详解】(1)解:由角平分线的定义,得,
.
由邻补角的定义,得,
;
(2)解:,理由如下:
平分,
,
,
,,
.
【题型5】 与余角、补角有关的计算
【典题1】 若一个角的一半比它的补角小,则这个角的度数为 °.
【答案】100
【分析】此题考查了补角的知识,属于基础题,解答本题的关键是掌握互补两角之和为.
设这个角是,则它的补角为,根据两个角的和等于,则这两个角互补,列方程求解即可.
【详解】解:设这个角是,则它的补角为,根据题意,得
,
解得:,
故答案为:100.
【巩固练习】
1.如图:O为直线上的一点,为一条射线,平分平分,图中与互余的角共有( )
A.1个 B.2个 C.4个 D.6个
【答案】B
【分析】此题考查了余角的定义,角平分线的概念等知识,解题的关键是熟练掌握余角的定义.余角:如果两个角相加等于,那么这两个角互为余角.根据余角的定义求解即可.
【详解】解:∵平分,平分,
∴,
又∵,即,
∴,,
∴与互余的角共有2个.
故选:B.
2.一个角的补角比这个角的余角的倍少,这个角的度数是( ).
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了一元一次方程的应用,余角、补角的定义,设这个角的度数为,根据题意列出方程即可求解,掌握余角、补角的定义是解题的关键.
【详解】解:设这个角的度数为,
由题意得,,
解得,
故选:.
3.如图,点O是直线上一点,平分,,平分,与互余,则 °.
【答案】45
【分析】本题主要考查余角与补角,角平分线的定义,由题意可得,从而可求得,进而得到,再由角平分线定义得,根据计算即可.
【详解】解:∵平分,
∴,
∵与互余,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵平分,
∴,
∴.
故答案为:45.
4.已知与互为补角,并且的2倍比大,则 .
【答案】
【分析】本题考查了一元一次方程的应用,互为补角的和为得性质,首先审题找出题中的未知量和所有的已知量,直接设要求的未知量或间接设一关键的未知量为x,然后用含x的式子表示相关的量,找出之间的相等关系列方程、求解、作答,即设、列、解、答. 根据题意列出方程,求解即可.
【详解】解:的2倍比大,
,
与互为补角,
即,
.
故答案为:.
【题型6】 平行线的判定
【典题1】如图,点O在直线上,平分,平分,F是上一点,连接.
(1)求证:;
(2)若与互余,求证:.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】本题考查与角平分线有关的计算,互余,平行线的判定:
(1)根据角平分线的定义和平角的定义,即可得证;
(2)根据同角的余角相等,得到,即可得证.
【详解】(1)证明:∵平分,平分,
∴,
∵,
∴,
即:,
∴;
(2)证明:∵,
∴,
又∵,
∴,
∴.
【巩固练习】
1.如图,,平分,与相交于,.求证:.
【答案】证明见解析
【分析】本题主要考查了角平分线的定义,平行线的性质(两直线平行同位角相等),平行线的判定(内错角相等两直线平行)等知识点,熟练掌握平行线的判定与性质是解题的关键.
根据角平分线的定义可得,根据平行线的性质可证得,于是可得,进而可得结论.
【详解】证明:平分,
,
,,
,
,
.
2.已知如图所示,,点、、在同一条直线上,,且平分,证明:.
【答案】证明见解析
【分析】本题考查了角平分线的定义,平行线的判定.根据题意可得,根据一般地,从一个角的顶点出发,把这个角分成两个相等的角的射线,叫做这个角的平分线得出,即可得出,根据内错角相等,两直线平行即可证明.
【详解】证明:∵,,
∴,
∵平分,
∴,
∴,
∴.
3.如图,中,E是上一点,过D作交于E点,F是上一点,连接.若.
(1)求证:.
(2)若,DF平分,求的度数.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题主要考查了平行线的性质和判定,掌握题中各角之间的位置关系和数量关系是解题的关键.
(1)根据可得,又因为,等量代换得,最后根据同位角相等,两直线平行即可证明结论;
(2)根据可得,再根据平分,得出,最后在中利用三角形内角和等于即可求解.
【详解】(1)证明:∵,
∴,
又∵,
∴,
∴.
(2)解:∵,
∴,
∵DF平分,
∴
在中,
∵,
∴.
答:的度数为.
【题型7】 根据平行线性质或判定求角度
【典题1】 如图,直线,的顶点A在直线上,,,分别交直线于点和点,且,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题本题主要考查了平行线.熟练掌握两直线平行,内错角相等,等边对等角,三角形外角性质,直角三角形两锐角互余,是解决问题的关键.
先根据等腰三角形的性质和三角形外角的性质求出的度数,再根据平行线的性质求出的度数,再由得出的度数,根据平角的定义即可得出结论.
【详解】解:如图,∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴.
故选:B.
【巩固练习】
1.如图,直线,于点,若,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了平行线的性质,垂直的定义,直角三角形的两锐角互余,先根据平行线的性质得,则有,再根据垂直的定义得,然后利用,计算的度数即可,掌握知识点的应用是解题的关键.
【详解】解:∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
故选:.
2.如图,已知直线,直线与直线分别交于点,交直线于点.若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了垂直的定义,直角三角形的性质,平行线的性质,由垂直可得,即得,再根据平行线的性质即可求解,掌握以上知识点是解题的关键.
【详解】解:∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
故选:.
3.(2024·陕西咸阳·模拟预测)如图,直线.若,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了三角形外角性质,平行的性质,解题的关键是熟练掌握并运用相关知识.根据可得,,根据三角形外角性质结合可得,即可求得的度数.
【详解】解:∵,
.
又∵,,
,
.
故选:C.
【题型8】根据平行线性质或判定证明
【典题1】已知直线,一块含角的直角三角板(,),顶点G在直线上.
(1)如图,若,求的度数;
(2)如图,向上平移直线,使直线过点,,,若是的倍,求证:.
【答案】(1)
(2)见解析
【分析】本题考查平行线的性质,垂直的判定,熟练运用平行线的性质求角度,利用垂直的定义证明两直线互相垂直是解题的关键.
(1)由可得,再根据可得,结合可解得.
(2)由平行线的性质得,由,是的倍可求出,因此,得证.
【详解】(1)解:如图中,,
,
,
,
,
,
;
(2)证明:,
,
,是的倍,
,
,
,
,
.
【巩固练习】
1.如图,在中,,D是边上的中点,连接,平分交于点E.
(1)过点E作交于点F,求证:.
(2)若,求的度数.
【答案】(1)证明见解答
(2)的度数是
【分析】本题考查了平行线的性质,等腰三角形的性质,三角形的内角和定理.
(1)根据角平分线的定义得出,根据平行线的性质得出,进而得出,即可求证;
(2)易得,根据三角形的内角和定理,即可解答.
【详解】(1)证明:∵平分,
∴,即,
∵,
∴,
∴,
∴.
(2)解:∵,D是边上的中点,
∴,,
∴,
∴,
∴的度数是.
2.已知:如图,在中,点在上,连接,点、分别在、上,连接,且满足,.
(1)判断和的位置关系,并说明理由;
(2)证明:.
【答案】(1),理由见解析
(2)见解析
【分析】此题考查了平行线的判定与性质,熟记平行线的判定与性质是解题的关键.
(1)根据平行线的性质结合“同角的补角相等”求得,即可推出;
(2)根据平行线的判定与性质证明,即可推出.
【详解】(1)解:,理由如下:
(已知),
又(邻补角定义),
(同角的补角相等),
∴(内错角相等,两直线平行);
(2)证明:∵,
(两直线平行,内错角相等),
又(已知),
(等量代换),
∴(同位角相等,两直线平行),
(两直线平行,同位角相等).
【题型9】根据平行线性质或判定探究角的关系
【典题1】 已知:,点 , 分别在 , 上,点 为 , 之间的一点,连接.
(1)如图 ,求证:;
(2)如图 ,,,, 分别为 ,,, 的角平分线,求证 与 互补;
(3)在()的条件下,如图 ,过点 作 的垂线交 于点 ,点 在 上,, 的延长线交 的延长线于点 ,若 ,猜想 与 的倍数关系并证明.
【答案】(1)证明见详解
(2)证明见详解
(3),证明见详解
【分析】(1)过点C作,根据平行线的性质以及角的和差关系进行推导即可;
(2)利用,,, 分别为 ,,, 的角平分线推导角的关系,推出,,根据四边形的内角和为可得结论;
(3)想办法求出两个角的度数即可解决问题,由,,可得,根据,可求出的值,结合,可求得,已知,因此,
,结合,可得,因此得证.
【详解】(1)证明:如图1,过点C作,
,
,
,
,
即;
(2)证明:
, 分别为 , 的角平分线,
,
,
同理可得:,
,
,
即与互补;
(3)猜想:,理由如下:
由(1)可知,
同理可得:,
由(2)可知 ,分别为 ,的角平分线,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
.
【点睛】本题考查了平行线的性质、角平分线的性质、三角形外角性质以及四边形内角和的综合应用,解题时注意:两直线平行,内错角相等.
【巩固练习】
1.如图,,,则,,的关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了平行线的性质,根据题意作出辅助线是解题的关键.分别过点C、D作的平行线,即,根据平行线的性质得,,由,得,再由,即可得到.
【详解】如图,分别过点C、D作的平行线,即,
根据平行线的性质得,,
,
,
又,
,
即,
故选:A.
2.小明在学习中遇到这样一个问题:如图①,在中,,平分,于点D,猜想的数量关系.
(1)小明阅读题目后,没有发现数量关系与解题思路,于是尝试代入的特殊值求值并寻找它们的数量关系,得到下面几组对应值:
上表中______,猜想与的数量关系是______;
(2)小明继续研究,在图②中,,其他条件不变,若把“于点D”改为“点F是线段上任意一点,于点D”,求的度数.小明通过“过点A作于点G,求出的度数”,使问题得到解决,请你按照小明的思路写出解答过程;
(3)在中,,平分,若点F是线段延长线上一点,于点D,请直接写出与之间的数量关系.
【答案】(1),
(2)
(3)
【分析】此题主要考查了三角形的外角性质,三角形内角和定理,熟练掌握三角形的外角性质,三角形内角和定理是解决问题的关键.
(1)根据得,根据角平分线定义得
,根据得,再根据三角形外角性质得,则由此可求出的值;
(2)根据,得,则,由(1)的结论得,进而得,由此可得的度数;
(3)过点A作于H,则,进而得,再由(1)的结论得,由此可得与之间的数量关系.
【详解】(1)解:根据表格中对应值的规律得:,猜想:,理由如下:
∵,
∴,
∵平分,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,
故答案为:,.
(2)解:∵,,
∴,
∴,
∵平分,,
∴由(1)的结论得:,
∴,
∵,
∴;
(3)解:与之间的数量关系是:,理由如下:
过点A作于H,如图所示:
∵
∴,
∴,
∵是的平分线,,
∴由(1)的结论得:,
∴.
3.如图,将含角的三角板()放置在相互平行的直线和所在平面内.
(1)将三角板如图①放置,交于点,交于点,分别交,于点,.写出与的数量关系:___________.
(2)如图②,为上一点,连点,若,探究与之间的关系.
(3)旋转三角板至如图③位置,为上一点,连接,当时,(n为常数),则_______.(直接填结果)
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】本题考查了平行线的性质和判定,熟练掌握平行线的性质和判定是解题的关键.
(1)如图4,过点C作.得出.根据平行线的性质即可求解;
(2)设,如图5,过点C作.得出.根据平行线的性质得.根据,即可得出.结合,即可求解;
(3)设,,.如图6,过点A作.得出.根据平行线的性质得.由已知,得.结合,,即可求解;
【详解】(1)解:.
如图4,过点C作.
∵,
∴.
∴.
∵,
∴.
(2)解:设.
如图5,过点C作.
∵,
∴.
∴.
∵,
∴.
∴.
∵,
∴.
∴.
∴,
即.
(3)解:设,,.
如图6,过点A作.
∵,
∴.
∴.
由已知,得.
∵,
∴,
∴,
∴.
∵,
∴.
∴.
∴.
∴.
4.如图1, 直线, 点B, C分别在和上,,平分.
(1)求证: ;
(2)如图2, 于点 G, 求证:;
(3)在 (2) 的条件下, 如图3,平分交于点H, 设, 请直接写出的度数.(用含α的式子表示)
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)
【分析】本题主要考查了平行线的性质与判定,垂线的定义.
(1)依据平行线的性质得到,,再根据平角得到,进而得到,即可得到;
(2)依据,,可得,,进而得出,由角平分线可得,即可得到;
(3)由(2)可得,,再由角平分线可得,得到,即可得到,代入计算即可.
【详解】(1)证明:∵,
∴,
又,
∴
又∵平分,
∴,
∵,
∴,
即,
∴;
(2)证明:∵,,
∴,
∴,
∴,
由(1)可得,
∴,
∴,
∵平分,
∴,
∴,
即;
(3)由(2)可得,,
∴
∵,
∴,
又∵平分,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴.
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专题17 几何图形初步
1 直线、射线与线段
1.1 直线、射线与线段的联系与区别
名称
不同点
联系
共同点
延伸性
端点数
线段
不能延伸
2
线段向一方延长就成射线,向两方延伸就成直线
都是直的线
射线
只能向一方延伸
1
直线
可向两方无限延伸
无
1.2 线段的性质
(1)线段公理:两点之间的所有连线中,线段最短;
(2)两点之间的距离:两点之间线段的长度,叫做这两点之间的距离;
(3)线段的大小关系和它们的长度的大小关系一致的;
(4)线段的比较:① 目测法;② 叠合法;③ 度量法。
1.3 线段的中点
点把线段分成相等的两条相等的线段与,点叫做线段的中点。
2 角
2.1 概念
有公共端点的两条射线组成的图形叫做角。(或者看作由一条射线绕着它的端点旋转而形成的图形)
两条射线的公共端点叫做这个角的顶点,这两条射线叫做这个角的边.
2.2 角的度量
角的度量有如下规定:把一个平角等分,每一份就是度的角,单位是度,用“”表示,度记作,度记作。
把的角等分,每一份叫做分的角,分记作;
把的角等分,每一份叫做秒的角,分记作;
,。
2.3 角的平分线
(1)从一个角的顶点引出的一条射线,把这个角分成两个相等的角,这角射线叫做这个角的平分线;
(2)角的平分线上的点到角两边的距离相等;
(3)角的内部到角两边的距离相等的点在角的平分线上。
2.4 余角和补角
(1)如果两个角的和等于(直角),这两个角叫做互为余角,简称互余,其中一个角是另一个角的余角。
用数学语言表示,如果,那么和互余;反过来,如果和互余,那么;
(2)如果两个角的和等于,这两个角叫做互为补角,简称互补,其中一个角是另一个角的补角。
用数学语言表示,如果,那么和互补;反过来,如果和互补,那么;
(3)同角(或等角)的余角相等;同角(或等角)的补角相等.
3 平行线
3.1 定义
两直线,永不相交,我们说直线与互相平行,记作。
3.2 平行公理
同一平面内,经过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行.
如果两条直线都与第三条直线平行,那么这两条直线也互相平行.
也就是说,如果,,那么。
3.3 平行线的判定
① 同位角相等,两直线平行;即如果,则;
② 内错角相等,两直线平行;即如果,则;
③ 同旁内角互补,两直线平行;即如果,则.
3.4 平行线的性质
① 两直线平行,同位角相等;即如果,则;
② 两直线平行,内错角相等;即如果,则;
③ 两直线平行,同旁内角互补;即如果,则.
【题型1】 从不同方向看几何体
【典题1】 (2023·湖南·中考真题)作为中国非物质文化遗产之一的紫砂壶,成型工艺特别,造型式样丰富,陶器色泽古朴典雅,从一个方面鲜明地反映了中华民族造型审美意识.如图是一把做工精湛的紫砂壶“景舟石瓢”,下面四幅图是从左面看到的图形的是( )
A. B. C. D.
【巩固练习】
1.从上面看下面的三个几何体,所得到的平面图形相同的是( )
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
2.(2024·山东济南·模拟预测)如图是由六个相同的小正方体搭成的几何体,这个几何体从正面看到的图形是( )
A. B. C. D.
3.(2023·河南·模拟预测)有块积木,每一块的各面都涂上不同的颜色,块的涂法完全相同.现把它们摆放成不同的位置如图,请你根据图形判断涂成黄色一面的对面涂的颜色是( )
A.白 B.蓝 C.绿 D.黑
【题型2】 几何体的展开图
【典题1】 (2024·河北邯郸·模拟预测)用相同尺寸的长方形纸板制作一个无盖的长方体纸盒.先在纸板上画出其表面展开图(需剪掉阴影部分),两种裁剪方案如图1和图2所示,图中A,B,C均为正方形:
下列说法正确的是( )
A.方案 1中的 B.方案2中的
C.方案1所得的长方体纸盒的容积小于方案 2所得的长方体纸盒的容积 D.方案1所得的长方体纸盒的底面积与方案2所得的长方体纸盒的底面积相同
【巩固练习】
1.把一个立体图形展开成平面图形,其形状如图所示,则这个立体图形是( )
A. B. C. D.
2.(2024·江苏常州·中考真题)下列图形中,为四棱锥的侧面展开图的是( )
A. B.C. D.
3.(2024·浙江绍兴·一模)如图,桌上的一个圆柱形玻璃杯(无盖)高为6厘米,底面周长为 16 厘米,在杯口内壁离杯口1.5 厘米的 A 处有蜜糖,在玻璃杯的外壁,A的相对方向有一小虫P,小虫离杯底的垂直距离为1.5 厘米,则小虫爬到蜜糖 A处的最短路程为( )
A.6 厘米 B.7 厘米 C.8 厘米 D.10 厘米
【题型3】 两点之间的距离
【典题1】(2023·广西桂林·三模)如图,C是线段上一点,若线段,且,O是的中点,则线段的长度为 .
【巩固练习】
1.(2024·四川泸州·一模)如图,点A,B,C在数轴上,点A表示的数是,点B是AC的中点,线段,则点C表示的数是( )
A.2 B. C. D.
2.(2021·内蒙古·中考真题)已知线段,在直线AB上作线段BC,使得.若D是线段AC的中点,则线段AD的长为( )
A.1 B.3 C.1或3 D.2或3
3.(2023·广西桂林·二模)如图,线段,C是线段的中点,点D在线段上,且,则的长为 .
【题型4】 角度的计算
【典题1】 (2024·陕西咸阳·模拟预测)如图,点B在直线上,平分,则的度数为( )
A. B. C. D.
【巩固练习】
1.(2024·河北唐山·二模)如图,直线,相交于点,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
2.(2024·河南新乡·模拟预测)如图,直线,相交于点O,.若,则的度数为( )
A. B. C. D.
3.(2024·河南焦作·一模)如图,直线相交于点平分,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
4.(2024·湖南·二模)如图,,是的平分线,是的平分线,则( )
A. B. C. D.
5.如图,为直线上一点,平分,.
(1)若,求的度数;
(2)试判断和有怎样的数量关系,说说你的理由.
【题型5】 与余角、补角有关的计算
【典题1】 若一个角的一半比它的补角小,则这个角的度数为 °.
【巩固练习】
1.如图:O为直线上的一点,为一条射线,平分平分,图中与互余的角共有( )
A.1个 B.2个 C.4个 D.6个
2.一个角的补角比这个角的余角的倍少,这个角的度数是( ).
A. B. C. D.
3.如图,点O是直线上一点,平分,,平分,与互余,则 °.
4.已知与互为补角,并且的2倍比大,则 .
【题型6】 平行线的判定
【典题1】如图,点O在直线上,平分,平分,F是上一点,连接.
(1)求证:;
(2)若与互余,求证:.
【巩固练习】
1.如图,,平分,与相交于,.求证:.
2.已知如图所示,,点、、在同一条直线上,,且平分,证明:.
3.如图,中,E是上一点,过D作交于E点,F是上一点,连接.若.
(1)求证:.
(2)若,DF平分,求的度数.
【题型7】 根据平行线性质或判定求角度
【典题1】 如图,直线,的顶点A在直线上,,,分别交直线于点和点,且,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【巩固练习】
1.如图,直线,于点,若,则等于( )
A. B. C. D.
2.如图,已知直线,直线与直线分别交于点,交直线于点.若,则的度数为( )
A. B. C. D.
3.(2024·陕西咸阳·模拟预测)如图,直线.若,,则( )
A. B. C. D.
【题型8】根据平行线性质或判定证明
【典题1】已知直线,一块含角的直角三角板(,),顶点G在直线上.
(1)如图,若,求的度数;
(2)如图,向上平移直线,使直线过点,,,若是的倍,求证:.
【巩固练习】
1.如图,在中,,D是边上的中点,连接,平分交于点E.
(1)过点E作交于点F,求证:.
(2)若,求的度数.
2.已知:如图,在中,点在上,连接,点、分别在、上,连接,且满足,.
(1)判断和的位置关系,并说明理由;(2)证明:.
【题型9】根据平行线性质或判定探究角的关系
【典题1】 已知:,点 , 分别在 , 上,点 为 , 之间的一点,连接.
(1)如图 ,求证:;
(2)如图 ,,,, 分别为 ,,, 的角平分线,求证 与 互补;
(3)在()的条件下,如图 ,过点 作 的垂线交 于点 ,点 在 上,, 的延长线交 的延长线于点 ,若 ,猜想 与 的倍数关系并证明.
【巩固练习】
1.如图,,,则,,的关系是( )
A. B.
C. D.
2.小明在学习中遇到这样一个问题:如图①,在中,,平分,于点D,猜想的数量关系.
(1)小明阅读题目后,没有发现数量关系与解题思路,于是尝试代入的特殊值求值并寻找它们的数量关系,得到下面几组对应值:
上表中______,猜想与的数量关系是______;
(2)小明继续研究,在图②中,,其他条件不变,若把“于点D”改为“点F是线段上任意一点,于点D”,求的度数.小明通过“过点A作于点G,求出的度数”,使问题得到解决,请你按照小明的思路写出解答过程;
(3)在中,,平分,若点F是线段延长线上一点,于点D,请直接写出与之间的数量关系.
3.如图,将含角的三角板()放置在相互平行的直线和所在平面内.
(1)将三角板如图①放置,交于点,交于点,分别交,于点,.写出与的数量关系:___________.
(2)如图②,为上一点,连点,若,探究与之间的关系.
(3)旋转三角板至如图③位置,为上一点,连接,当时,(n为常数),则_______.(直接填结果)
4.如图1, 直线, 点B, C分别在和上,,平分.
(1)求证: ;
(2)如图2, 于点 G, 求证:;
(3)在 (2) 的条件下, 如图3,平分交于点H, 设, 请直接写出的度数.(用含α的式子表示)
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