内容正文:
专题06 全等三角形的性质、判定及动点、折叠问题
目录
解题知识必备 1
压轴题型讲练 3
类型一、全等三角形的性质 3
类型二、全等三角形的判定 3
类型三、全等三角形的尺规作图 4
类型四、构造辅助线,结合全等三角形进行求解 5
类型五、利用全等三角形讨论线段存在的数量关系 8
类型六、全等三角形中的折叠问题 9
类型七、全等三角形中的动点问题 11
压轴能力测评 13
一、全等图形
1.全等形:能够完全重合的两个图形叫做全等形。
(1)全等形的形状相同,大小相等,与图形所在的位置无关。
(2)两个全等形的面积一定相等,但面积相等的两个图形不一定是全等形。
(3)一个图形经过平移、翻折、旋转后,形状、大小都没有改变,只是位置发生了变化,即平移、翻折、旋转前后的图形全等。
2.全等三角形
(1)全等三角形:能够完全重合的两个三角形叫做全等三角形。
(2)全等三角形中的对应元素
概念:把两个全等的三角形重合到一起,重合的顶点叫做对应顶点,重合的边叫做对应边,重合的角叫做对应角。
对应顶点:点与点,点与点,点与点。
对应边:与,与,与。
对应角:与,与,与。
(3)全等三角形的表示:全等用符号“”表示,读作“全等于”。如三角形和全等,记作。记两个三角形全等时,通常把表示对应顶点的字母写在对应的位置上。
3.全等三角形的性质
(1)全等三角形的对应边相等,全等三角形的对应角相等。
(2)全等三角形对应边上的高、中线分别相等,对应角的平分线相等,面积相等,周长相等。
∵,
∴(全等三角形的对应边相等)。
(全等三角形的对应角相等)。
二、判定全等三角形
1.角角边AAS:
证明过程:在和中,
∴
2.边边边SSS:
证明过程:在和中,
3.边角边SAS:
证明过程:在和中,
4.角边角ASA:
证明过程:在和中,
类型一、全等三角形的性质
【例1】如图,将沿折叠,的对应边恰好经过顶点A,,设,,则下列等式成立的是( )
A. B.
C. D.
【例2】如图,在中,点、分别在边、上,连接、交于点,且.
(1)求证:是等腰直角三角形;
(2)若,,求四边形的面积.
【变式1-1】如图,将绕点C顺时针旋转得到,点A、D、E在同一条直线上.若,( )
A. B. C. D.
【变式1-2】如图,在中,,已知,点落在边上,是线段上一点,若的面积比的面积大25,点到线段和线段的距离之和为 .
【变式1-3】如图,,连接,与交于点,,,.
(1)求的度数;
(2)求的度数.
类型二、全等三角形的判定
【例3】如图,点D是内部一点,点E,F,G分别是点D关于的对称点,则( )
A. B. C. D.
【例4】如图,在中,为边上一点,为边上一点,且,连接,为的中点.连接并延长,交于点,在上截取点,使,连接,若.
(1)求证:;
(2)求证:.
【变式2-1】如图,在和中,,,.连接,连接并延长交,于点,.若恰好平分,则下列结论不正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式2-2】如图,在与中,且,,点B、C、E三点在同一直线上.若,则 .
【变式2-3】如图,已知点、是内两点,且,,,.
(1)求证:≌;
(2)延长、交于点,若,,求的度数.
类型三、全等三角形的尺规作图
【例5】如图,在和中,,点B、E、C、F在同一直线上.
(1)从以下三个选项中:①,②,③.选择两个选项作为条件,使得结论成立,并写出证明过程.
你选择的条件是 (填序号).
(2)连接,在(1)的条件下,请仅用无刻度的直尺作出的中点P(不写作法,保留作图痕迹).
【例6】如图,在中,点在边上,作点关于的对称点,连接交于点,连接,作(点在右侧),且,连接,,,交于点.
(1)①依题意补全图形;
②若,用含有的式子表示的度数;
(2)用等式表示线段与的数量关系,并证明.
【变式3-1】如图,在中,,过点A在的外部作直线l,作点C关于直线l的对称点P,连接,线段交直线l于点D,连接.
(1)①依题意补全图1;
②求证:;
(2)如图2,若,
①依题意补全图2;
②用等式表示线段之间的数量关系并证明.
【变式3-2】如图,在中,,将绕点C顺时针旋转,当点B恰好落到边上的点D时,得到,延长到点P,使得,联结.
(1)根据题意,补全图形(要求:尺规作图,不写作法,保留作图痕迹);
(2)若D为的中点,求证:P、B、C三点在同一条直线上.
【变式3-3】如图,在中,,,是角平分线上的任意一点,是的中点,连接.将射线绕点逆时针旋转得到射线,过点作交射线于点.
(1)①依题意补全图形;
②求证:;
(2)连接,,用等式表示线段,之间的数量关系,并证明.
类型四、构造辅助线,结合全等三角形进行求解
【例7】在中,是上一点,连接,过点作于点交于点是上一点,且满足,过点作于点,连接.若,,则的面积为 .
【例8】如图.且且的延长线交于.求证:.
【变式4-1】如图,在中,,平分,过点B作于点D,若,,则的度数为 .
【变式4-2】如图,在中,,,过点作,且,则的面积为 .
【变式4-3】如图,在正方形中,,E为边上一点,点F在边上,且,将点E绕点F顺时针旋转得到点G,连接,则长度的最小值 .
类型五、利用全等三角形讨论线段、角度的数量关系
【例9】(1)如图1,在中,,.点在上,点在上,且.则与的数量关系是________,直线与直线的位置关系是________;
(2)如图2,在和中,,,.则与的数量关系怎样?直线与直线的位置关系怎样?请说明理由.
【例10】在中,,顶点在过、两点的直线上:
(1)若,当点D、E在点A异侧时,如图1.
求证:①;
②;
(2)若,当点D、E在点A右侧时,如图2,试判断、和之间的数量关系,并说明理由;
(3)①若,且点D、E在点A异侧,如图3,直接写出、和之间的数量关系;
②若,,如图4,直接写出、和之间的数量关系.
【变式5-1】如图,在四边形中,,以D为顶点作一个角,角的两边分别交于E、F两点,连接,探索线段之间的数量关系,并加以证明.
【变式5-2】在中,,点D是射线上的一动点(不与点B,C重合),以为一边在的右侧作,使,连接.
(1)如图1,当点D在线段上,且时求证:①;②.
(2)如图2,,请你探究与之间的数量关系,并证明你的结论.
【变式5-3】如图1,等腰直角中,,点D是射线上的一动点,是等腰直角三角形,,连接.
(1)如图2,点D是的延长线上的一点,猜想的关系,并证明你的结论;
(2)探究的数量关系,直接写出你的结论 .
类型六、全等三角形中的折叠问题
【例11】如图,在中,,,于点,把折叠,使点落在边上的点处,展开后,折痕交于点,交于点,连接,,下列结论:①;②图中有4对全等三角形;③若将沿折叠,则点一定落在边上;④.其中正确的个数为有( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【例12】如图,在中,,,点为线段的中点,点在边上,连接,沿将折叠得到.
(1)如图,当点落在上时,求的度数;
(2)如图,当时,求的度数.
【变式6-1】如图,在三角形中,点D,E是边上两点,点F在边AB 上,将三角形沿折叠得三角形,交于点H,将三角形沿折叠恰好得到三角形,且.下列四个结论:①;②;③;④若,则. 其中正确的结论是 (填写序号).
【变式6-2】如图,把一张长方形纸片沿对角线折叠,点D的对应点为点F,与交于点E,若长方形的周长为16,则的周长为 .
【变式6-3】将一张长方形纸片沿虚线折叠并剪开,如图①所示,得到两张三角形纸片,如图②所示,再将这两张三角形纸片按如图③所示的方式摆放,使点在同一条直线上,分别交于点交于点N.
(1)试说明:;
(2)若,请找出图中与此条件有关的一对全等三角形,并说明理由.
类型七、全等三角形中的动点问题
【例13】如图,在四边形中,,,点从点出发,以每秒个单位的速度沿向点匀速移动,点从点出发,以每秒个单位的速度,沿做匀速移动,当一个点到达终点时,另一个点也随之停止运动.,点为的中点,两个点同时出发,设移动时间为秒,在移动过程中,当与全等时,t的值为( )秒.
A.或 B.或 C.或 D.或
【例14】如图,在长方形中,,,延长到点E,使.动点P从点B出发,以每秒2个单位的速度沿方向向终点A运动.设点P的运动时间为t秒,当和全等时,t的值为 .
【变式7-1】如图,在中,,,,P、Q是两个动点,点P从点A出发,以每秒2个单位长度的速度沿折线A-C-B的路线向终点B运动,同时点Q从点B出发,以每秒3个单位长度的速度沿折线B-C-A的路线向终点A运动,点P和点Q都运动到各自的终点时停止,设运动时间为t(秒),直线经过点C,且l,过点P,Q分别作直线的垂线,垂足为E,F,当与全等时,t的值不可能是( )
A.2 B.2.8 C.3 D.6
【变式7-2】如图,在四边形中,,,,点从点出发,以每秒个单位的速度沿向点匀速移动,点从点出发,以每秒个单位的速度沿做匀速移动,点从点出发沿向点匀速移动,三个点同时出发,当有一个点到达终点时,其余两点也随之停止运动,在整个运动过程中,当的速度为 时,与全等.
【变式7-3】如图所示,与相交于点,,点从点出发,在线段上沿以的速度运动,点从点出发,在线段上沿以的速度运动,两点同时出发,当点回到点时,两点同时停止运动.设点的运动时间为.
(1)求证:;
(2)写出线段的长(用含的代数式表示);
(3)连接,当线段经过点时,请直接写出的值.
一、单选题
1.如图,已知中,,点为的中点,如果点在线段上以的速度由点向点运动,同时,点在线段上由点向点以的速度运动.经过( )秒后,与全等.
A.2 B.3 C.2或 D.无法确定
2.如图,,连接,若,则图中阴影部分的面积为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
3.如图,在中,,把绕点顺时针旋转得到,点,的对应点分别为,,的延长线与相交于点,连接,则下列结论一定正确的是( )
A. B.
C. D.
4.如图,锐角中,,分别是,边上的点,,,且,,交于点,若,则的大小是( )
A. B. C. D.
5.如图,在中,,,,直线经过点且与边相交.动点从点A出发沿路径向终点运动;动点从点出发沿路径向终点A运动.点和点的速度分别为和,两点同时出发并开始计时,当点到达终点时计时结束.在某时刻分别过点和点作于点,于点,设运动时间为,则当的值为多少时,与全等?( )
A.2 B.2或6 C.或6 D.2或或6
二、填空题
6.如图,在纸片中,,,且,为上一点,将纸片沿剪开,并将、分别沿、向外翻折至、,连接,则面积的最小值为 .
7.如图,在中,于点,过点作,且,过点作交延长线于点,连接并延长交于点.若,,则 .
8.如图,在中,,AD是中线,若,于点F,则的值是 .
9.如图,在中,,,,为边上的高,点从点出发,在直线上以的速度移动,过点作的垂线交直线于点,当点运动 时,.
三、解答题
10.已知,D、A、E三点均在直线上,且.
(1)如图1,若,,,则线段的长为 ;
(2)如图2,判断、、之间的数量关系,并说明理由;
(3)如图3,若将“”变为“”,其他条件不变,且,,则线段的长为 .
11.如图,,点C在上,,点M在上,,以点M为旋转中心,将逆时针旋转得到线段.
(1)求证:;
(2)在射线上确定一点P,连接,当点M在不同位置时,,并说明理由.
12.如图(1),,,,;点P在线段上以1cm/s的速度由点A向点B运动,同时,点Q在线段上由点B向点D运动,它们运动的时间为t(s).
(1)若点Q的运动速度与点P的运动速度相等,当时,与是否全等,请说明理由,并判断此时线段和线段的位置关系;
(2)如图(2),将图(1)中的“,”改为“”,其他条件不变.设点Q的运动速度为,是否存在实数x,使得与全等?若存在,求出相应的x的值;若不存在,请说明理由.
13.将一个等腰直角三角板的直角顶点C放在直线l上,从另两个顶点向l作垂线,现要探究两垂线段长度与两垂足间距离的数量关系.
已知:,,过点A作,垂足为D,过点B做,垂足为E.
(1)如图1,线段,,之间的数量关系是____________________;
(2)如图2,此情形下(1)的结论是否仍然成立?并说明理由;
(3)如图3,此情形下若,,求阴影部分的面积.
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专题06 全等三角形的性质、判定及动点、折叠问题
目录
解题知识必备 1
压轴题型讲练 3
类型一、全等三角形的性质 3
类型二、全等三角形的判定 3
类型三、全等三角形的尺规作图 6
类型四、构造辅助线,结合全等三角形进行求解 11
类型五、利用全等三角形讨论线段存在的数量关系 18
类型六、全等三角形中的折叠问题 23
类型七、全等三角形中的动点问题 31
压轴能力测评 36
一、全等图形
1.全等形:能够完全重合的两个图形叫做全等形。
(1)全等形的形状相同,大小相等,与图形所在的位置无关。
(2)两个全等形的面积一定相等,但面积相等的两个图形不一定是全等形。
(3)一个图形经过平移、翻折、旋转后,形状、大小都没有改变,只是位置发生了变化,即平移、翻折、旋转前后的图形全等。
2.全等三角形
(1)全等三角形:能够完全重合的两个三角形叫做全等三角形。
(2)全等三角形中的对应元素
概念:把两个全等的三角形重合到一起,重合的顶点叫做对应顶点,重合的边叫做对应边,重合的角叫做对应角。
对应顶点:点与点,点与点,点与点。
对应边:与,与,与。
对应角:与,与,与。
(3)全等三角形的表示:全等用符号“”表示,读作“全等于”。如三角形和全等,记作。记两个三角形全等时,通常把表示对应顶点的字母写在对应的位置上。
3.全等三角形的性质
(1)全等三角形的对应边相等,全等三角形的对应角相等。
(2)全等三角形对应边上的高、中线分别相等,对应角的平分线相等,面积相等,周长相等。
∵,
∴(全等三角形的对应边相等)。
(全等三角形的对应角相等)。
二、判定全等三角形
1.角角边AAS:
证明过程:在和中,
∴
2.边边边SSS:
证明过程:在和中,
3.边角边SAS:
证明过程:在和中,
4.角边角ASA:
证明过程:在和中,
类型一、全等三角形的性质
【例1】如图,将沿折叠,的对应边恰好经过顶点A,,设,,则下列等式成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】解:∵将沿折叠,的对应边恰好经过顶点,
∴,
∵,
∴,,
∴,
∴,
在中,,
∴,即,
故选:B.
【例2】如图,在中,点、分别在边、上,连接、交于点,且.
(1)求证:是等腰直角三角形;
(2)若,,求四边形的面积.
【答案】(1)证明见解析
(2)6
【详解】(1)证明:,
,,
,
,
是等腰直角三角形;
(2)解:,,
,
,
,
四边形的面积.
【变式1-1】如图,将绕点C顺时针旋转得到,点A、D、E在同一条直线上.若,( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】解:∵将绕点C顺时针旋转得到,
∴,
∴,,
∴,
∵点A、D、E在同一条直线上,
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴,,
∴,
故选:D.
【变式1-2】如图,在中,,已知,点落在边上,是线段上一点,若的面积比的面积大25,点到线段和线段的距离之和为 .
【答案】
【详解】解:∵,
∴,
∴,
∴,
∵的面积比的面积大25,
∴,
设点P到线段和线段的距离分别为,连接,
∵,
∴,
∴,
∴点到线段和线段的距离之和为,
故答案为:.
【变式1-3】如图,,连接,与交于点,,,.
(1)求的度数;
(2)求的度数.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)解:∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴.
(2)解:∵,,,
∴,,
∵,
∴,
∴,
由(1)已得:,
∴.
类型二、全等三角形的判定
【例3】如图,点D是内部一点,点E,F,G分别是点D关于的对称点,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:连接,
∵点E,F,G分别是点D关于的对称点,
∴,
在与中,,
∴,
∴;
同理得:,
∴;
∴,
故选:B.
【例4】如图,在中,为边上一点,为边上一点,且,连接,为的中点.连接并延长,交于点,在上截取点,使,连接,若.
(1)求证:;
(2)求证:.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【详解】(1)证明:点是的中点,
,
在和中,
,
;
(2)证明:,
,
,
,
,
,
在和中,
,
,
,
,
.
【变式2-1】如图,在和中,,,.连接,连接并延长交,于点,.若恰好平分,则下列结论不正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】解:,
,
即,
在和中,
,
,
,
故选项正确,不符合题意;
,
,
,
,
平分,
,
,
,
,
,
故B选项正确,不符合题意;
假设,
,,
,
,
,,
,
,,
,
恰好平分,
,
,
(这与与交于点矛盾),
假设不成立,
故C选项不正确,符合题意;
恰好平分,
,
∵
∴,
故D选项正确,不符合题意;
故选:C.
【变式2-2】如图,在与中,且,,点B、C、E三点在同一直线上.若,则 .
【答案】
【详解】解:∵,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴;
故答案为:.
【变式2-3】如图,已知点、是内两点,且,,,.
(1)求证:≌;
(2)延长、交于点,若,,求的度数.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【详解】(1),
,
,
在和中,
,
∴≌.
(2),
,
,
.
类型三、全等三角形的尺规作图
【例5】如图,在和中,,点B、E、C、F在同一直线上.
(1)从以下三个选项中:①,②,③.选择两个选项作为条件,使得结论成立,并写出证明过程.
你选择的条件是 (填序号).
(2)连接,在(1)的条件下,请仅用无刻度的直尺作出的中点P(不写作法,保留作图痕迹).
【答案】(1)①②或①③,见解析
(2)见解析
【详解】(1)解:选择①②,理由如下:
,
在和中,,
,
;
选择①③,理由如下:
,
,
在和中,,
,
;
故答案为:①②或①③;
(2)解:如图,连接与的交点即为所求作点P,
,
,,
,
,
,
,
即点P是的中点.
【例6】如图,在中,点在边上,作点关于的对称点,连接交于点,连接,作(点在右侧),且,连接,,,交于点.
(1)①依题意补全图形;
②若,用含有的式子表示的度数;
(2)用等式表示线段与的数量关系,并证明.
【答案】(1)①见解析;②
(2)(或或)
【详解】(1)解:①如图1所示,
②∵点D关于的对称点,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴;
(2)解:,证明如下:
如图2,过点F作于H,
∵,
∴是等腰直角三角形,
∴,
由②知:,
∴,
∵,
∴,
∵点D关于的对称点,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴,
即,
∵,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴.
【点睛】本题考查了全等三角形的判定和性质,等腰直角三角形的性质,轴对称的性质,三角形的内角和定理,等腰三角形的性质等知识,灵活运用这些性质,正确作辅助线解决问题是解题的关键.
【变式3-1】如图,在中,,过点A在的外部作直线l,作点C关于直线l的对称点P,连接,线段交直线l于点D,连接.
(1)①依题意补全图1;
②求证:;
(2)如图2,若,
①依题意补全图2;
②用等式表示线段之间的数量关系并证明.
【答案】(1)①见解析;②见解析
(2)①见解析;②结论:,见解析
【详解】(1)解:①如图1所示:
②证明:,C关于直线l对称,
,
,,
,
,
,
;
(2)解:①图形如图2所示;
②结论:
理由:设交于点O,在线段上截取线段,使得,连接.
由(1)可知,
,
,
,,
,都是等边三角形,
,,,
,
,
,
,,
.
【点睛】本题属于几何变换综合题,考查了轴对称变换,全等三角形的判定和性质,等腰三角形的性质,等边三角形的判定和性质等知识,解题的关键是理解题意,正确作出图形,学会添加常用辅助线,构造全等三角形解决问题.
【变式3-2】如图,在中,,将绕点C顺时针旋转,当点B恰好落到边上的点D时,得到,延长到点P,使得,联结.
(1)根据题意,补全图形(要求:尺规作图,不写作法,保留作图痕迹);
(2)若D为的中点,求证:P、B、C三点在同一条直线上.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【详解】(1)解:如图,即为所作:
(2)证明:连接,如图:
当D为的中点,则,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
由旋转得,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴点三点共线.
【点睛】本题考查了尺规作图,作一个角等于已知角,旋转的性质,三角形的内角和定理,全等三角形的判定与性质,平行线的判定与性质等知识点,正确作图是解题的关键.
【变式3-3】如图,在中,,,是角平分线上的任意一点,是的中点,连接.将射线绕点逆时针旋转得到射线,过点作交射线于点.
(1)①依题意补全图形;
②求证:;
(2)连接,,用等式表示线段,之间的数量关系,并证明.
【答案】(1)①见解析;②见解析
(2),见解析
【详解】(1)解:①补全图形如下:
②证明:∵,,是角平分线,
∴,,
∵将射线绕点逆时针旋转得到射线,
∴,
∵,
∴,
∴;
(2)解:,证明如下:
延长至点H,使得,连接,如图所示:
∵是的中点,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,即,
∵,
∴,
∴.
类型四、构造辅助线,结合全等三角形进行求解
【例7】在中,是上一点,连接,过点作于点交于点是上一点,且满足,过点作于点,连接.若,,则的面积为 .
【答案】
【详解】解:如图,延长,过点作交的延长线于点.则,
∵,
,
,
在和中:,,
,
∴,
∵,
,
,
,
,,
,
在和中,
∵,,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
故答案为:.
【例8】如图.且且的延长线交于.求证:.
【答案】见解析
【详解】证明:如图,过点作交的延长线于,
,
,
,
,
在和中,
,
,
,
,
,
在和中,
,
,
,
点是的中点;
,,
点是的中点,
,
.
【变式4-1】如图,在中,,平分,过点B作于点D,若,,则的度数为 .
【答案】
【详解】解:延长交于,
∵,
∴,
∵平分,
∴,
又∵,
∴,
∴,
故答案为:.
【变式4-2】如图,在中,,,过点作,且,则的面积为 .
【答案】
【详解】解:如图,过点作交延长线于点,
∵,,,
∴,,,
∴,
在和中,
,
∴
∴
故答案为:.
【变式4-3】如图,在正方形中,,E为边上一点,点F在边上,且,将点E绕点F顺时针旋转得到点G,连接,则长度的最小值 .
【答案】D
【详解】解:过点G作,垂足为H,
∴,
∵四边形是正方形,
∴,,
∴,
由旋转得:,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴点G在与平行且与的距离为2的直线上,
∴由垂线段最短可知,当点G在边上时,最小且,
∴的最小值为4,
故答案为:4.
类型五、利用全等三角形讨论线段、角度的数量关系
【例9】(1)如图1,在中,,.点在上,点在上,且.则与的数量关系是________,直线与直线的位置关系是________;
(2)如图2,在和中,,,.则与的数量关系怎样?直线与直线的位置关系怎样?请说明理由.
【答案】(1),;(2),,见解析
【详解】解:(1)∵,,
∴.
∵,
∴,
∴.
(2),,理由如下:
延长交交于点.如图:
∵,
∴,
在和中,,
∴≌,
∴,,
∵,
∴,即.
故答案为:,.
【例10】在中,,顶点在过、两点的直线上:
(1)若,当点D、E在点A异侧时,如图1.
求证:①;
②;
(2)若,当点D、E在点A右侧时,如图2,试判断、和之间的数量关系,并说明理由;
(3)①若,且点D、E在点A异侧,如图3,直接写出、和之间的数量关系;
②若,,如图4,直接写出、和之间的数量关系.
【答案】(1)①见解析;②见解析
(2),理由见解析
(3)①;②
【详解】(1)①证明:∵,
∴,,
∴,
在和中,
,
∴,
②∵
∴,
∴;
(2)解:,
理由:∵,
∴,,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,,
∴;
(3)①,
理由:∵,
∴,
∴,
即,
∴在和中,
,
∴,
∴, ,
∴;
②,
理由:如图所示,设和交于点F,
设,,
,
,
,
,
,,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
.
【变式5-1】如图,在四边形中,,以D为顶点作一个角,角的两边分别交于E、F两点,连接,探索线段之间的数量关系,并加以证明.
【答案】,见解析
【详解】解:如图,结论:
理由如下:延长到M,使,
∵,
又,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴.
【变式5-2】在中,,点D是射线上的一动点(不与点B,C重合),以为一边在的右侧作,使,连接.
(1)如图1,当点D在线段上,且时求证:①;②.
(2)如图2,,请你探究与之间的数量关系,并证明你的结论.
【答案】(1)①见解析;②见解析
(2)或,理由见解析
【详解】(1)证明:①∵,
∴,
∴ ,
在和中,
,
∴;
②由得 ,
∵,
∴ ,
∴ ,
∴;
(2)解:或.理由如下:
①当点D在线段上时,如图2所示,
∵,
∴
∴,
在和中,
,
∴
∴,
∵,
∴,
∴ ,
②当点D在线段的延长线上,如图所示,
∵,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∵,
∴.
【变式5-3】如图1,等腰直角中,,点D是射线上的一动点,是等腰直角三角形,,连接.
(1)如图2,点D是的延长线上的一点,猜想的关系,并证明你的结论;
(2)探究的数量关系,直接写出你的结论 .
【答案】(1),理由见解析
(2)或,理由见解析
【详解】(1)解:,理由如下:
∵是等腰直角三角形,
∴,,
又∵,则,
∴,
在和中,
∴,
∴;
(2)解:或,理由如下:
当点D是的延长线上的一点时,
如图2,
∵,
∴,
∵,
∴;
当点D是线段上的一点时,
如图1,
∵是等腰直角三角形,
∴,,
又∵,则,
∴,
在和中,
∴,
∴,
∵,
∴.
类型六、全等三角形中的折叠问题
【例11】如图,在中,,,于点,把折叠,使点落在边上的点处,展开后,折痕交于点,交于点,连接,,下列结论:①;②图中有4对全等三角形;③若将沿折叠,则点一定落在边上;④.其中正确的个数为有( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】B
【详解】解:由折叠的性质得,,,即,
在中,,
,
,
,
,
,故①错误;
由折叠的性质得,,,,
,
,
在和中,
,
,
图中有4对全等三角形,故②正确;
,,
,
由折叠的性质得,,
,
,
若将沿折叠,则点一定落在边上,故③正确;
,,
是等腰直角三角形,
,
由折叠的性质得,,
,
,
,
,故④正确;
综上所述,其中正确的有②③④,共3个.
故选:B.
【例12】如图,在中,,,点为线段的中点,点在边上,连接,沿将折叠得到.
(1)如图,当点落在上时,求的度数;
(2)如图,当时,求的度数.
【答案】(1)的度数为
(2)的度数
【详解】(1)解:沿折叠得到,
,
,
点为线段的中点,
,
,
在中,,
;
(2)解:由(1)得,
又,
,
,
在中,,,则,
在中,,
.
【点睛】本题考查了折叠的性质,三角形内角和定理,全等三角形的性质,解题的关键是根据折叠的性质得到相等的线段和角.
【变式6-1】如图,在三角形中,点D,E是边上两点,点F在边AB 上,将三角形沿折叠得三角形,交于点H,将三角形沿折叠恰好得到三角形,且.下列四个结论:①;②;③;④若,则. 其中正确的结论是 (填写序号).
【答案】①③④
【详解】解:由折叠的性质可得,,
∴,,,
∵,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,①正确,故符合要求;
∵,无法判断与的关系,②错误,故不符合要求;
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,③正确,故符合要求;
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,即,
∴,④正确,故符合要求;
故答案为:①③④.
【点睛】本题考查了折叠的性质,平行线的性质,全等的性质,三角形内角和、三角形外角的性质等知识.解题的关键在于明确角度之间的数量关系.
【变式6-2】如图,把一张长方形纸片沿对角线折叠,点D的对应点为点F,与交于点E,若长方形的周长为16,则的周长为 .
【答案】8
【详解】解:根据折叠的性质可得,,,
∵在长方形中,,,
∴,,
∴,
∴,
在与中,
,
∴,
∴,
∴的周长=,
∵长方形的周长为16,
∴,
即的周长为8.
故答案为:8.
【变式6-3】将一张长方形纸片沿虚线折叠并剪开,如图①所示,得到两张三角形纸片,如图②所示,再将这两张三角形纸片按如图③所示的方式摆放,使点在同一条直线上,分别交于点交于点N.
(1)试说明:;
(2)若,请找出图中与此条件有关的一对全等三角形,并说明理由.
【答案】(1)见解析
(2).理由见解析
【详解】(1)解:根据题意可知,,,
所以.
在和中,,
所以.
又因为,
所以,即.
(2).理由如下:
在和中,
所以.
类型七、全等三角形中的动点问题
【例13】如图,在四边形中,,,点从点出发,以每秒个单位的速度沿向点匀速移动,点从点出发,以每秒个单位的速度,沿做匀速移动,当一个点到达终点时,另一个点也随之停止运动.,点为的中点,两个点同时出发,设移动时间为秒,在移动过程中,当与全等时,t的值为( )秒.
A.或 B.或 C.或 D.或
【答案】B
【详解】解:当与全等时,
,
、或、,
,
∴当点由点到点,即时,
则,
解得:;
当点由点到点,即时,
,
解得:;
综上所述,当与全等时,的值为或;
故选:B
【例14】如图,在长方形中,,,延长到点E,使.动点P从点B出发,以每秒2个单位的速度沿方向向终点A运动.设点P的运动时间为t秒,当和全等时,t的值为 .
【答案】1或7
【详解】解:∵四边形是长方形,
∴,,,
∴,,
若,则当时,
根据可得,
∴,解得;
若,则当时,
根据可得,
∴,解得:.
综上,当和全等时,t的值为1或7.
故答案为:1或7.
【变式7-1】如图,在中,,,,P、Q是两个动点,点P从点A出发,以每秒2个单位长度的速度沿折线A-C-B的路线向终点B运动,同时点Q从点B出发,以每秒3个单位长度的速度沿折线B-C-A的路线向终点A运动,点P和点Q都运动到各自的终点时停止,设运动时间为t(秒),直线经过点C,且l,过点P,Q分别作直线的垂线,垂足为E,F,当与全等时,t的值不可能是( )
A.2 B.2.8 C.3 D.6
【答案】C
【详解】解:当P在上,Q在上时,如图,过点P,Q,C分别作直线l于点E,直线l于点F,于点D,
∵,
∴,
∵于E,于F.
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
解得;
当P在上,Q在上时,即P、Q重合时,则,
由题意得,,
解得;
当P在上,Q在上时,即A、Q重合时,则,
由题意得,,
解得.
综上,当与全等时,t的值为2或2.8或6.
∴t的值不可能是3.
故选:C.
【变式7-2】如图,在四边形中,,,,点从点出发,以每秒个单位的速度沿向点匀速移动,点从点出发,以每秒个单位的速度沿做匀速移动,点从点出发沿向点匀速移动,三个点同时出发,当有一个点到达终点时,其余两点也随之停止运动,在整个运动过程中,当的速度为 时,与全等.
【答案】每秒个单位长度或个单位长度或1个单位长度
【详解】(1)解:在和中,
,
,
,
设运动时间为,点的运动速度为, 当时,
若, 则,
∴,解得:,
∴;
若,则,
∴,
∴(舍去);
当时,若,
则,
∴,
∴ ,
∴;
若,
则,
∴,
∴ ,
∴.
综上所述,当点G的运动速度为每秒个单位长度或个单位长度或1个单位长度时,会有与全等.
故答案为:每秒个单位长度或个单位长度或1个单位长度.
【变式7-3】如图所示,与相交于点,,点从点出发,在线段上沿以的速度运动,点从点出发,在线段上沿以的速度运动,两点同时出发,当点回到点时,两点同时停止运动.设点的运动时间为.
(1)求证:;
(2)写出线段的长(用含的代数式表示);
(3)连接,当线段经过点时,请直接写出的值.
【答案】(1)证明见解析
(2)或
(3)或
【详解】(1)证明:在和中,
,
∴,
∴,
∴.
(2)解:当点先从点到点运动时:;
当点再从点到点运动时:,
综上所述:的长为或.
(3)解:连接连接,且过点,
由(1)得,,
在和中,
,
∴,
∴,
当时,,
∴,
解得:;
当时,,,
∴,
解得:,
综上所述:的值为或.
一、单选题
1.如图,已知中,,点为的中点,如果点在线段上以的速度由点向点运动,同时,点在线段上由点向点以的速度运动.经过( )秒后,与全等.
A.2 B.3 C.2或 D.无法确定
【答案】A
【详解】解:中,,
.
如图,设,两点分别从,两点同时出发运动时,则,,
,,
是中点,
①当时,
,即,解得:,
此时,不符合题意,舍去,
②当时,
,即,解得:,
此时,符合题意,
综上可知:,
故选:A.
2.如图,,连接,若,则图中阴影部分的面积为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【详解】解:∵,,
∴,,,
∴,即,
∵,
∴,
又∵,
∴图中阴影部分的面积等于,
故选:B.
3.如图,在中,,把绕点顺时针旋转得到,点,的对应点分别为,,的延长线与相交于点,连接,则下列结论一定正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】解:由已知得:,则,
∵,并没有必然的相等关系,找不到能证明两边相等的依据,
∴故A错误;
∵绕点顺时针旋转得到,,
但与并没有必然的相等关系,找不到能证明两角相等的依据,
∴故B错误;
由已知得:,则,,
∴,
故C错误;
∵,
∴.
又∵,
∴,
∴,
∴,故D正确.
故选:D.
4.如图,锐角中,,分别是,边上的点,,,且,,交于点,若,则的大小是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】解:设,,
∵,,
∴,,,
∴,.
∵,
∴,,
∴,即.
则.
∵,,
∴.
故选:A.
5.如图,在中,,,,直线经过点且与边相交.动点从点A出发沿路径向终点运动;动点从点出发沿路径向终点A运动.点和点的速度分别为和,两点同时出发并开始计时,当点到达终点时计时结束.在某时刻分别过点和点作于点,于点,设运动时间为,则当的值为多少时,与全等?( )
A.2 B.2或6 C.或6 D.2或或6
【答案】D
【详解】∵,,
∴,
∴与全等分三种情况讨论:
①如图①,当,且点在上、点在上运动时,
.
此时,,
∴,
解得;
②如图②,当,且点与点重合时,
.
此时,,
∴,
解得;
③当,且点在上、点在上运动时,.
此时,.
当点未到达终点A时,
,
解得,
不符合题意,舍去.
当点到达终点A时,继续运动,如图③.
此时点与点A重合,,
∴,
解得.
综上所述,当的值为2或或6时,与全等.
故选:D.
二、填空题
6.如图,在纸片中,,,且,为上一点,将纸片沿剪开,并将、分别沿、向外翻折至、,连接,则面积的最小值为 .
【答案】
【详解】解:∵、分别沿、向外翻折至、,
∴,,
∴,,,
∵,
∴,
∴,当取最小值时的面积最小,
在中,当垂直时,最小,
此时,,
,解得:,
∴的最小值为:.
7.如图,在中,于点,过点作,且,过点作交延长线于点,连接并延长交于点.若,,则 .
【答案】
【详解】解:,,,
,
,,
,
在与中,
,
,
,,
,
,,
在与中,
,
,
,
.
故答案为:.
8.如图,在中,,AD是中线,若,于点F,则的值是 .
【答案】
【详解】解:过点B作于H,延长至E,使,连接,
,
,,
,
是中线,
,
在和中,
,
,
,,
在和中,
,
,
,
,
,
,
故答案为:
9.如图,在中,,,,为边上的高,点从点出发,在直线上以的速度移动,过点作的垂线交直线于点,当点运动 时,.
【答案】4或10
【详解】解:设点E运动的时间为,
如图1,点E从点B出发沿射线方向运动,
∵为边上的高,
∴,
∵,,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∵,且,
∴,
解得;
如图2,点E从点B出发沿射线方向运动,则,,
在和中,
,
∴,
∴,
∵,且,
∴,
解得,
综上所述,当点E运动或时,,
故答案为:4或10.
三、解答题
10.已知,D、A、E三点均在直线上,且.
(1)如图1,若,,,则线段的长为 ;
(2)如图2,判断、、之间的数量关系,并说明理由;
(3)如图3,若将“”变为“”,其他条件不变,且,,则线段的长为 .
【答案】(1)9
(2),理由见解析
(3)3
【详解】(1)解:∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴;
(2)解:,理由如下:
∵,,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴;
(3)解:∵,
∴,,
又∵,
∴,
∴,
∴.
11.如图,,点C在上,,点M在上,,以点M为旋转中心,将逆时针旋转得到线段.
(1)求证:;
(2)在射线上确定一点P,连接,当点M在不同位置时,,并说明理由.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【详解】(1)证明:∵是的外角,
∴,
∵以点M为旋转中心,将逆时针旋转得到线段,
∴,
∵,
∴,即,
∴;
(2)解:在射线上确定一点P,连接,如图:
,
∵,,,
∴,
∴,
∴在射线上,截取,即可确定点P.
12.如图(1),,,,;点P在线段上以1cm/s的速度由点A向点B运动,同时,点Q在线段上由点B向点D运动,它们运动的时间为t(s).
(1)若点Q的运动速度与点P的运动速度相等,当时,与是否全等,请说明理由,并判断此时线段和线段的位置关系;
(2)如图(2),将图(1)中的“,”改为“”,其他条件不变.设点Q的运动速度为,是否存在实数x,使得与全等?若存在,求出相应的x的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)全等,理由见解析;
(2)存在,或使得与全等
【详解】(1)解:与全等,,理由如下,
当时,,,
又∵,在和中,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
(2)解:存在
①若,则,,
∴,解得;
②若,则,,
∴,解得;
综上所述,存在或使得与全等.
13.将一个等腰直角三角板的直角顶点C放在直线l上,从另两个顶点向l作垂线,现要探究两垂线段长度与两垂足间距离的数量关系.
已知:,,过点A作,垂足为D,过点B做,垂足为E.
(1)如图1,线段,,之间的数量关系是____________________;
(2)如图2,此情形下(1)的结论是否仍然成立?并说明理由;
(3)如图3,此情形下若,,求阴影部分的面积.
【答案】(1)
(2)不成立,见解析
(3)
【详解】(1)解:,,
,
,
,
,
在和中,
,
,
,,
∵,
∴;
(2)解:不成立;
理由:,,
,
,
,
,
在和中,
,
,
,,
,
;
(3)解:由(2)结论可知,,
.
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