内容正文:
第06讲 等边三角形的性质和判定
知识点1:等边三角形的概念及性质
知识点2:等边三角形的判定
知识点3:含30°角的直角三角形的性质
知识点4:直角三角形斜边上的中线
1. 等边三角形概念
三条边都相等的三角形叫做等边三角形.也称为正三角形.
注意:
(1) 等腰三角形的底角只能为锐角,不能为钝角(或直角),但顶角可为钝角(或直角).
∠A=180°-2∠B,∠B=∠C= .
(2)等边三角形与等腰三角形的关系:等边三角形是特殊的等腰三角形,等腰三角形不一定是等边三角形.
2.等边三角形的性质
(1)等边三角形是一类特殊的等腰三角形,有三条对称轴,每个角的平分线(底边上的高线或中线)所在的直线就是它的对称轴.
(2)三个角都是60°
【题型1:等边三角形的性质】
【典例1】如图,在等边中,为边上的中线,点E在边上,连接,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【变式1】如图,是等边三角形,点D是的中点,于点E,若,则的长为( )
A.12 B.9 C.8 D.6
【变式2】若线段是等边的中线,则的度数是 .
【变式3】如图,直线,等边的顶点在直线上,直线交边于点.若,则的度数为 .
如果一个三角形有两个角相等,那么这个三角形是等腰三角形.可以简单的说成:在一个三角形中,等角对等边.
要点诠释:
(1)要弄清判定定理的条件和结论,不要与性质定理混淆.判定定理得到的结论是等腰三角形,性质定理是已知三角形是等腰三角形,得到边和角关系.
(2)不能说“一个三角形两底角相等,那么两腰边相等”,因为还未判定它是一个等腰三角形.
【题型2:等边三角形的判定】
【典例2】如图,已知点、、、在同一条直线上,与交于点,,,若,求证:是等边三角形.
【变式1】如图,中,D为边上一点,的延长线交的延长线于F,,且.求证:是等边三角形.
【变式2】如图,在中,,点D,E分别在的延长线上,且,.求证:是等边三角形.
【变式3】如图,已知和,点C在线段上,.
(1)求证;
(2)若,连接,求证是等边三角形.
【题型3:等边三角形的判定和性质】
【典例3】如图,在四边形中,,,点为上一点,连接,交于点,.
(1)若为等边三角形,请判断的形状,并说明理由:
(2)在(1)的条件下,若,,求的长.
【变式1】已知,如图,为等边三角形,点E在边上,点D在边上,并且,和相交于点M,于点N.
(1)求证:;
(2)若,则 .
【变式2】如图,在等边中,与的平分线相交于点O,且交于点D,交于点.
(1)试判定的形状,并说明你的理由;
(2)若,求的周长.
定理:在直角三角形中,如果一个锐角等于30°,那么它所对的直角边等于斜边的一半.
【题型4:含30度角的直角三角形】
【典例4】如图,在中,,平分,垂直平分,,则的长为 .
【变式1】如图,在中,点A为外部一点,连接,点A、D、C在一条直线上,,若,则的长为 .
【变式2】如图,在中,,的垂直平分线交于点,垂足为点,连接,若平分,,则的长为 .
【变式3】如图,在等边三角形中,,,,则的长度为( )
A. B. C.2 D.4
性质:直角三角形斜边上的中线 等于斜边的一半
【题型5:直角三角形斜边上的中线】
【典例4】如图,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AD是BC边上的中线,且AD=4,则BC=( )
A.6 B.8 C.9 D.10
【变式1】如图,在Rt△ABC中、点D是AB的中点,连接CD.若CD=2,则AB的长是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【变式2】如图,在Rt△ABC中,点D是AB的中点,若∠B=25°,则∠ADC的度数为( )
A.50° B.48° C.55° D.25°
一.选择题
1.已知等边的一边长为4,则它的周长是( )
A.4 B.8 C.12 D.16
2.如图,过等边三角形的顶点A作直线.若,则的度数是( )
A. B. C. D.
3.如图,一棵树在一次强台风中于离地面米处折断倒下,倒下部分与地面成角,这棵树在折断前的高度为( )
A.3米 B.6米 C.9米 D.12米
4.由于木质衣架没有柔性,所以在挂置衣服的时候不太方便操作.嘉嘉设计了一种衣架,在使用时能轻易收拢,套进衣服后松开即可.如图1,衣架杆.若衣架收拢时,(如图2),则此时,两点之间的距离是( )
A. B. C. D.
5.如图,将一个等边三角形剪去一个角后,等于( )
A.240° B.120° C.170° D.360°
6.如图1,某温室屋顶结构外框为,其中,立柱,且与横梁垂直.冬季将至,为了增大向阳面面积,将立柱增高并改变位置,使屋顶结构外框变为(点在的延长线上),立柱,如图2所示.若此时立柱,则向阳面斜梁增加部分的长度为( )
A. B. C. D.
二、填空题
7.若等边的周长为,则 .
8.如图,在等边中,点、分别在边、上,,点在延长线上,且,若,,则线段的长为 .
三、解答题
9.如图,,,,.
(1)求的度数;
(2)判断的形状,并说明理由.
10.在等边中,F为边上的点,作,延长与交于点D,截取,连接.
(1)求证:;
(2)求证:平分;
(3)求证:是等边三角形.
11.如图,在等边三角形中,是边上的中线,
(1)尺规作图:在边上求作一点,使得(不写作法,保留作图痕迹).
(2)在(1)的条件下,若,求.
12.如图,点是等边内一点,是外的一点,,,,,连接.
(1)求证:是等边三角形;
(2)当时,试判断的形状,并说明理由.
13.如图,是等边的中线,以D为圆心,的长为半径画弧,交的延长线于E,连接.
(1)求证::
(2)若的边长为6,求的长.
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第06讲 等边三角形的性质和判定
知识点1:等边三角形的概念及性质
知识点2:等边三角形的判定
知识点3:含30°角的直角三角形的性质
知识点4:直角三角形斜边上的中线
1. 等边三角形概念
三条边都相等的三角形叫做等边三角形.也称为正三角形.
注意:
(1) 等腰三角形的底角只能为锐角,不能为钝角(或直角),但顶角可为钝角(或直角).
∠A=180°-2∠B,∠B=∠C= .
(2)等边三角形与等腰三角形的关系:等边三角形是特殊的等腰三角形,等腰三角形不一定是等边三角形.
2.等边三角形的性质
(1)等边三角形是一类特殊的等腰三角形,有三条对称轴,每个角的平分线(底边上的高线或中线)所在的直线就是它的对称轴.
(2)三个角都是60°
【题型1:等边三角形的性质】
【典例1】如图,在等边中,为边上的中线,点E在边上,连接,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题主要考查了等边三角形的性质,等腰三角形的性质,
先根据等边三角形的性质得,再根据等腰三角形的性质求出,然后根据得出答案.
【详解】解:∵是等边三角形,且是边上的中线,
∴.
∵,
∴,
∴.
故选:D.
【变式1】如图,是等边三角形,点D是的中点,于点E,若,则的长为( )
A.12 B.9 C.8 D.6
【答案】A
【分析】本题考查等边三角形的性质,掌握等边三角形的性质和含角的直角三角形的性质是解题的关键.
由等边三角形的性质及中点的定义得,,再根据直角三角形两锐角互余得,最后根据含角的直角三角形的性质即可得出答案.
【详解】解:∵是等边三角形,点是的中点,
∴,,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴
故选:A.
【变式2】若线段是等边的中线,则的度数是 .
【答案】/30度
【分析】本题考查了等边三角形的性质,根据是等边三角形,得,再结合三线合一的性质得,即可作答.
【详解】解:∴是等边三角形,
∴,
∵线段是等边的中线,
∴,
故答案为:.
【变式3】如图,直线,等边的顶点在直线上,直线交边于点.若,则的度数为 .
【答案】/82度
【分析】本题主要考查了平行线的性质,等边三角形的性质等知识点,解题的关键是熟练掌握平行线的性质.利用平行线的性质和等边三角形的性质即可求解.
【详解】解:∵是等边三角形,
∴,
∵,
,
故答案为:.
如果一个三角形有两个角相等,那么这个三角形是等腰三角形.可以简单的说成:在一个三角形中,等角对等边.
要点诠释:
(1)要弄清判定定理的条件和结论,不要与性质定理混淆.判定定理得到的结论是等腰三角形,性质定理是已知三角形是等腰三角形,得到边和角关系.
(2)不能说“一个三角形两底角相等,那么两腰边相等”,因为还未判定它是一个等腰三角形.
【题型2:等边三角形的判定】
【典例2】如图,已知点、、、在同一条直线上,与交于点,,,若,求证:是等边三角形.
【答案】见详解
【分析】本题考查了全等三角形的判定与性质,等边三角形的判定,先根据三边分别相等的三角形是全等三角形,则,故,再结合有一个角是的等腰三角形是等边三角形,即可作答.
【详解】解:∵,,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴是等边三角形.
【变式1】如图,中,D为边上一点,的延长线交的延长线于F,,且.求证:是等边三角形.
【答案】见解析
【分析】本题主要考查了等边三角形的判定,三角形外角的性质等等.先根据等边对等角和三角形外角的性质证明,,再由垂线的定义和三角形内角和定理推出,由此即可证明是等边三角形.
【详解】证明:∵,
∴,
∵,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴是等边三角形.
【变式2】如图,在中,,点D,E分别在的延长线上,且,.求证:是等边三角形.
【答案】见解析
【分析】本题考查了全等三角形的判定和性质,等边三角形的判定.利用证明,得到,推出,利用等角对等边求得,再根据等边三角形的判定定理即可得证.
【详解】证明:∵,,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴为等边三角形.
【变式3】如图,已知和,点C在线段上,.
(1)求证;
(2)若,连接,求证是等边三角形.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】此题重点考查全等三角形的判定与性质,等边三角形的判定.
(1)由,,,根据证明;
(2)由全等三角形的性质得,,则可得出结论.
【详解】(1)证明:在和中,
,
;
(2)解:由(1)得,
,
是等边三角形.
【题型3:等边三角形的判定和性质】
【典例3】如图,在四边形中,,,点为上一点,连接,交于点,.
(1)若为等边三角形,请判断的形状,并说明理由:
(2)在(1)的条件下,若,,求的长.
【答案】(1)等边三角形,理由见解析
(2)
【分析】本题考查了等边三角形的判定与性质、线段垂直平分线的判定、等腰三角形的“三线合一”等知识点,熟记相关几何结论即可.
(1)由题意得,根据推出,即可求证;
(2)连接,可推出垂直平分得;进而得,
,,即可求解;
【详解】(1)解:是等边三角形,理由如下:
∵为等边三角形,
∴,
∵.
∴,即,
∴是等边三角形,
(2)解:连接,如图所示:
∵,,
∴垂直平分,
∴,
∵.
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵是等边三角形,
∴,
∴
,
【变式1】已知,如图,为等边三角形,点E在边上,点D在边上,并且,和相交于点M,于点N.
(1)求证:;
(2)若,则 .
【答案】(1)证明见解析
(2)7
【分析】本题考查了等边三角形的性质,全等三角形的判定与性质,30度所对的直角边是斜边的一半,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
(1)先根据为等边三角形,得,证明,即可作答.
(2)易得,进行角的等量代换得,因为,则,,即可作答.
【详解】(1)证明:∵为等边三角形,
∴,
在和中,
∴,
∴;
(2)解:∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
故答案为:7.
【变式2】如图,在等边中,与的平分线相交于点O,且交于点D,交于点.
(1)试判定的形状,并说明你的理由;
(2)若,求的周长.
【答案】(1)为等边三角形,理由见解析
(2)
【分析】本题考查了等边三角形的判定与性质,等角对等边,平行线的性质,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
(1)先结合为等边三角形,以及平行线的性质得,,即可证明为等边三角形,进行作答.
(2)结合角平分线的定义以及平行线的性质得,再由等角对等边,得,同理得,即可作答.
【详解】(1)解:为等边三角形,
理由如下:
为等边三角形,
,
,,
,,
为等边三角形;
(2)解:平分,,
,,
,
,
同理,
的周长.
定理:在直角三角形中,如果一个锐角等于30°,那么它所对的直角边等于斜边的一半.
【题型4:含30度角的直角三角形】
【典例4】如图,在中,,平分,垂直平分,,则的长为 .
【答案】
【分析】本题主要考查了线段垂直平分线的性质,等边对等角,含30度角的直角三角形的性质,三角形内角和定理,角平分线的定义,由角平分线的定义可得,由线段垂直平分线的性质得到,则可得到,据此可得.
【详解】解:∵平分,
∴,
∵垂直平分,
∴,
∴,
∴;
∵,
∴,
∴,
∴,
故答案为:.
【变式1】如图,在中,点A为外部一点,连接,点A、D、C在一条直线上,,若,则的长为 .
【答案】3
【分析】本题考查了含30度直角三角形的性质,等腰三角形的判定与性质等知识,掌握这些知识是解题的关键;由得,从而求得,,利用三角形外角性质求得,进而求得,再由即可求解.
【详解】解:∵,
∴,
∴;
∵,
∴,
∴,
∴,
∴;
故答案为:3.
【变式2】如图,在中,,的垂直平分线交于点,垂足为点,连接,若平分,,则的长为 .
【答案】4
【分析】本题主要考查了线段垂直平分线的性质,等腰三角形的性质与判定,三角形内角和定理,含30度角的直角三角形的性质,由线段垂直平分线的性质得到,则由等边对等角和角平分线的定义可得,再由三角形内角和定理可推出,则可得到,再由线段的和差关系求解即可.
【详解】解:∵的垂直平分线交于点,垂足为点,
∴,
∴,
∵平分,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
故答案为:4.
【变式3】如图,在等边三角形中,,,,则的长度为( )
A. B. C.2 D.4
【答案】C
【分析】此题考查了等边三角形的性质、垂直的定义、平行线的性质、含的直角三角形的性质,熟记等边三角形的性质是解题的关键.
根据等边三角形的性质求出,,结合垂直的定义、平行线的性质求出,,根据含的直角三角形的性质求解即可.
【详解】解:在等边中,,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
故选:C.
性质:直角三角形斜边上的中线 等于斜边的一半
【题型5:直角三角形斜边上的中线】
【典例4】如图,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AD是BC边上的中线,且AD=4,则BC=( )
A.6 B.8 C.9 D.10
【答案】B
【解答】解:∵∠BAC=90°,AD是BC边上的中线,
∴BC=2AD=8.
故选:B.
【变式1】如图,在Rt△ABC中、点D是AB的中点,连接CD.若CD=2,则AB的长是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】C
【解答】解:在Rt△ABC中、点D是AB的中点,CD=2,
∴AB=2CD=4,
故选:C.
【变式2】如图,在Rt△ABC中,点D是AB的中点,若∠B=25°,则∠ADC的度数为( )
A.50° B.48° C.55° D.25°
【答案】A
【解答】解:∵∠ACB=90°,点D是AB的中点,
∴AD=BD=CD,
∵∠B=25°,
∴∠B=∠BCD=25°,
∴∠ADC=∠B+∠BCD=25°+25°=50°.
故选:A.
一.选择题
1.已知等边的一边长为4,则它的周长是( )
A.4 B.8 C.12 D.16
【答案】C
【分析】本题考查的是等边三角形的性质,根据等边三角形的三边相等可得答案.
【详解】解:等边的一边长为4,则它的周长是,
故选:C
2.如图,过等边三角形的顶点A作直线.若,则的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题主要考查了等边三角形的性质和平角的定义,先根据等边三角形的性质得出,再根据平角的定义即可得出答案.
【详解】解:∵是等边三角形,
∴,
∵,
∴,
故选:A
3.如图,一棵树在一次强台风中于离地面米处折断倒下,倒下部分与地面成角,这棵树在折断前的高度为( )
A.3米 B.6米 C.9米 D.12米
【答案】C
【分析】本题主要考查了含度角的直角三角形的性质,比较简单,熟记性质是解题的关键.根据直角三角形中角所对的直角边等于斜边的一半,求出折断部分的长度,再加上离地面的距离就是折断前树的高度.
【详解】解:如图,根据题意米,
∵,,
∴米,
∴(米).
故选.
4.由于木质衣架没有柔性,所以在挂置衣服的时候不太方便操作.嘉嘉设计了一种衣架,在使用时能轻易收拢,套进衣服后松开即可.如图1,衣架杆.若衣架收拢时,(如图2),则此时,两点之间的距离是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了的等边三角形的判定与性质的应用,掌握等边三角形的判定是解题的关键.
根据,可得为等边三角形,继而由等边三角形三边相等即可求解.
【详解】解:∵,,
∴为等边三角形,
∴,
故选:C.
5.如图,将一个等边三角形剪去一个角后,等于( )
A.240° B.120° C.170° D.360°
【答案】A
【分析】本题考查等边三角形的性质.根据等边三角形的性质,得到,根据,进行求解即可.
【详解】解:∵为等边三角形,
∴,
∵,
∴;
故选A.
6.如图1,某温室屋顶结构外框为,其中,立柱,且与横梁垂直.冬季将至,为了增大向阳面面积,将立柱增高并改变位置,使屋顶结构外框变为(点在的延长线上),立柱,如图2所示.若此时立柱,则向阳面斜梁增加部分的长度为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题主要考查角的直角三角形的性质,掌握角所对的直角边等于斜边的一半是解题的关键.
【详解】解:∵立柱垂直平分横梁,,
∴,
∵,
∴,
∴.
故选D
二、填空题
7.若等边的周长为,则 .
【答案】
【分析】本题考查了等边三角形的性质,牢记等边三角形的性质是解题的关键:等边三角形的三边都相等,三个内角都相等,并且每一个内角都等于.
根据等边三角形的性质及已知条件即可直接得出答案.
【详解】解:是等边三角形,
,
又等边的周长为,
,
,
故答案为:.
8.如图,在等边中,点、分别在边、上,,点在延长线上,且,若,,则线段的长为 .
【答案】1
【分析】过点作,设,根据是等边三角形,,得到是等边三角形,已知,得到,,,在中,求得,表示出,根据是等腰三角形,,得到,即可求得线段的长.
【详解】过点作,
设,
∵是等边三角形,
∴,
∵,
∴,,
∴是等边三角形,
∵,
∴,,,
在中,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴是等腰三角形,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴
故答案为:1
【点睛】本题主要考查等边三角形的性质,等腰三角形的性质与判定,含有角的直角三角形的性质,熟练掌握相关知识点是解题的关键.
三、解答题
9.如图,,,,.
(1)求的度数;
(2)判断的形状,并说明理由.
【答案】(1)
(2)等边三角形,见解析
【分析】本题考查等腰三角形的性质,等边三角形的判定和性质,三角形内角和定理,关键是掌握等腰三角形的两个底角相等,等边三角形的判定方法.
(1)由等腰三角形的性质推出,由三角形内角和定理即可求出;
(2)由垂直的定义得到,由直角三角形三角形的性质求出,得到,判定是等边三角形.
【详解】(1)解:,
,
,
;
(2)解:是等边三角形,理由如下:
,,
,
由(1)知,
,
,
,
是等边三角形.
10.在等边中,F为边上的点,作,延长与交于点D,截取,连接.
(1)求证:;
(2)求证:平分;
(3)求证:是等边三角形.
【答案】(1)见解析;
(2)见解析;
(3)见解析.
【分析】本题主要考查了全等三角形的性质和判定,等边对等角,等边三角形的判定,
对于(1),根据“边角边”证明,再根据全等三角形的对应边相等得出答案;
对于(2),先根据全等三角形的性质得,,再根据“等边对等角”得,则答案可证;
对于(3),根据全等三角形的对应角相等得,进而得出,
再根据“有一个角等于60度的等腰三角形是等边三角形”得出答案.
【详解】(1)证明:在和中,,
∴,
∴;
(2)证明:∵,
∴,.
∵,
∴,
∴,
∴平分;
(3)证明:∵,
∴,
∴.
又∵,
∴为等边三角形.
11.如图,在等边三角形中,是边上的中线,
(1)尺规作图:在边上求作一点,使得(不写作法,保留作图痕迹).
(2)在(1)的条件下,若,求.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题主要考查了等边三角形的性质与判定,尺规作图—作与已知角相等的角,熟知等边三角形的性质与判定定理是解题的关键.
(1)根据尺规作图—作与已知角相等的角的方法作图即可;
(2)先利用等边三角形的性质和已知条件得到的长和的度数,再证明是等边三角形,即可得到.
【详解】(1)解;如图所示,点E即为所求;
(2)解:∵三角形是等边三角形,
∴,
∵是边上的中线,
∴,
∵,
∴是等边三角形,
∴.
12.如图,点是等边内一点,是外的一点,,,,,连接.
(1)求证:是等边三角形;
(2)当时,试判断的形状,并说明理由.
【答案】(1)见解析
(2)是直角三角形,理由见解析
【分析】本题主要考查了全等三角形的性质,等边三角形的性质,通过已知条件和图形分析,逐步推导出各个角的度数是解题的关键.
(1)通过,得到,再由,证明是等边三角形;
(2)由(1)得到是等边三角形,,根据,得到,最后由得到是直角三角形;
【详解】(1)证明:∵,
,
∵,
∴是等边三角形;
(2)解:是直角三角形,理由如下:
∵是等边三角形,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴是直角三角形.
13.如图,是等边的中线,以D为圆心,的长为半径画弧,交的延长线于E,连接.
(1)求证::
(2)若的边长为6,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题考查了等边三角形的性质,全等三角形的判定与性质,等腰三角形的判定,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
(1)先根据是等边三角形,得,结合中线的定义得,即可证明;
(2)结合等边三角形的性质得,,因为,得,再由等角对等边得,即可作答.
【详解】(1)证明:∵是等边三角形,
∴,
∵是中线,
∴,
又∵,
∴.
(2)解:∵是等边三角形,
∴,
∵是等边三角形,是中线,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
又∵D是中点,
∴,
∴.
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