内容正文:
全等三角形的性质与应用
思维导图
知识要点:
1. 全等三角形的性质:全等三角形的对应边相等,对应角相等。
2. 全等三角形的对应边上的高线、中线以及对应角的平分线相等。
3. 全等三角形的周长相等,面积相等。
1. 全等三角形的性质是证明线段和角相等的理论依据,应用时要会找对
应角和对应边。
2. 平移、翻折、旋转前后的图形全等,熟悉全等基本模型并能用变换的
眼光找到全等三角形。
3. 在应用三角形全等的判定时,要注意三角形间的公共边和公共角,必
要时添加适当辅助线构造三角形。常见的辅助线作法:①把三角形一边
的中线延长,把分散的条件集中到同一个三角形中是解决中线问题的常
用方法。②证明一条线段等于两条线段的和,可采用“截长法”或“补短
法”。这些问题经常需要用到全等三角形来证明。
4. 利用全等三角形解决实际问题一般是把实际问题先转化为数学问题,
再转化为三角形问题,其中,画出示意图,把已知条件转化为三角形中
的边角关系是关键。
知识点一:全等三角形在生活实际中的应用
小明利用一根长3 m的竿子CD来测量垂直于地面的路灯杆AB的高
度,方法如下:如图,在地面上选一点P,使BP=3 m,并测得
∠APB=70°,然后把CD在BP的延长线上左右移动,使竿子CD垂直于地
面,且∠CPA=90°,此时测得BD=11.2 m。
(1)此时∠C的度数为 。
(2)路灯杆AB的高度为 m。
(1)根据角之间的数量关系即可求得答案。(2)根据题意
可得△CPD≌△PAB(ASA),进而利用AB=DP=DB-PB求出即可。
(1)∵∠APB=70°,∠CPA=90°,∴∠CPD=20°。∵∠CDP=90°,∴∠C=90°-∠CPD=70°。故答案为70°。
(2)在△CPD和△PAB中,∵∴△CPD≌△PAB(ASA)。∴DP=BA。
∵BD=11.2 m,BP=3 m,∴DP=BD-BP=8.2 m,即AB=8.2 m。
故答案为8.2。
本题考查全等三角形的应用,根据题意得出△CPD≌△PAB是
解题的关键。
如图,A,B两点分别位于一个池塘的两端,小明通过构造
△ABC与△BCD来测量点A,B间的距离,其中AC=CD,∠ACB=∠BCD,那么量出的BD的长度就是AB的距离。请你判断小明这个方法正确与否,并给出相应理由。
【答案】正确。理由如下:在△ABC和△DBC中,∵
∴△ABC≌△DBC(SAS)。∴AB=DB。
知识点二:利用全等三角形的性质解决几何问题
如图,BE,CF分别是△ABC的边AC,AB上的高线,且BP=AC,
CQ=AB。求证:
(1)AP=AQ。
(2)AP⊥AQ。
(1)首先证明∠FCA=∠ABP,再加上条件BP=AC,AB=CQ可以证明△APB≌△QAC,进而得到AP=AQ。(2)根据△APB≌△QAC可得∠PAB=∠Q,再证明∠Q+∠FAQ=90°可得∠PAB+∠FAQ=90°,即∠PAQ=90°,即可证出AP⊥AQ。
(1)∵BE,CF是△ABC的高线,∴∠BFP=∠CEP=90°。
∴∠BAC+∠FCA=90°,∠ABP+∠BAC=90°。∴∠FCA=∠ABP。
在△APB和△QAC中,∵∴△APB≌△QAC(SAS)。∴AP=AQ。
(2)∵△APB≌△QAC,∴∠PAB=∠Q。∵AB⊥QC,∴∠QFA=90°。∴∠Q+∠FAQ=90°。∴∠PAB+∠FAQ=90°,即∠PAQ=90°。∴AP⊥AQ。
本题考查全等三角形的判定与性质,关键是证明
△QAC≌△APB,根据三角形全等可证明角和边的相等关系。
已知△ABC和△CDE中,CA=CB,CD=CE,∠ACB=∠DCE=α,AE与BD交于点F。
(1)如图1,当α=90°时,求证:△ACE≌△BCD,AE⊥BD。
【答案】(1)∵∠ACB=∠DCE=90°,∴∠ACB+∠BCE=∠DCE+∠BCE,即∠ACE=∠BCD。在△ACE和△BCD中,∵∴△ACE≌△BCD(SAS)。
∴∠CAE=∠CBD。∵∠CAE+∠EAB+∠ABC=90°,∴∠CBD+∠EAB+∠ABC=90°,即∠EAB+∠ABD=90°。
∴∠AFB=90°。∴AE⊥BD。
(2)如图2,当α=60°时,直接写出∠AFB的度数为 。
【答案】(2)同(1)理可证△ACE≌△BCD(SAS),∴∠CAE=∠CBD。∵∠CAE+∠EAB+∠ABC=120°,∴∠CBD+∠EAB+∠ABC=120°,即
∠EAB+∠ABD=120°。∴∠AFB=180°-120°=60°。故答案为60°。
(3)如图3,直接写出∠AFD的度数为 (用含α的式子表示)。
【答案】(3)同(1)理可证△ACE≌△BCD(SAS),∴∠CAE=∠CBD。∵∠CAE+∠EAB+∠ABC=180°-α,∴∠CBD+∠EAB+∠ABC=180°-α,即∠EAB+∠ABD=180°-α。∴∠AFD=∠FAB+∠ABF=180°-α。故答案为180°-α。
如图,△ABC的角平分线BD,CE相交于点P,设∠A=n°。
(1)当n=56时,求∠CPD的度数。
(2)求∠BPC的度数。(用含n的代数式表示)
(3)当n=60时,求证:BC=CD+BE。
(1)根据∠CPD=∠1+∠2,∠1+∠2=(180°-∠A),即可解决问题。(2)利用(1)中的结论∠CPD=(180°-∠A),即可解决问题。(3)在线段BC上截取CG,使得CG=CD,利用全等三角形的性质,证明BE=BG,进而可以解决问题。
(1)∵BD,CE是△ABC的角平分线,∴∠1=∠ABC,
∠2=∠ACB。∴∠1+∠2=(∠ABC+∠ACB)。∴∠CPD=∠1+∠2=(180°-∠A)。
当n=56时,∠CPD=(180°-∠A)=×(180°-56°)=62°,
即∠CPD=62°。
(2)由(1)得∠CPD=(180°-∠A)=(180°-n°)。∴∠BPC=180°-∠CPD=180°-(180°-n°)=90°+n°。
(3)如图,在线段BC上截取CG,使得CG=CD,连结PG。当n=60时,
∠CPD=(180°-∠A)=×(180°-60°)=60°,∠BPC=180°-∠CPD=120°。在△CPD和△CPG中,∵∴△CPD≌△CPG(SAS)。∴∠CPG=∠CPD=60°。
∴∠BPG=∠BPC-∠CPG=60°。∵∠BPE=∠CPD=60°,
∴∠BPE=∠BPG。
在△BEP和△BGP中,∵∴△BEP≌△BGP(ASA)。
∴BE=BG。
∴BC=BG+GC=BE+CD。∴BC=BE+CD。
本题考查三角形的内角和、三角形全等的判定、全等三角形
对应角、对应边相等的性质,难点是利用“截长补短”的方法构造全等三
角形来证明两条线段之和等于第三条线段。
1. 如图,要测量池塘两岸相对的两点A,B的距离,小明在池塘外取AB的
垂线BF上的点C,D,使BC=CD,再画出BF的垂线DE,使点E与点A,C在一条直线上,这时测得DE=4 m,CE=5 m,BD=6 m,则AB的长为
( C )
A. 6 m B. 3 m C. 4 m D. 5 m
C
2. 如图,小雨同学为了测量一幢楼的高AB,在旗杆CD与楼之间选定一
点P,测得PC与地面夹角∠DPC=18°,测得PA与地面夹角∠APB=72°,量得点P到楼底的距离PB与旗杆的高度都是9 m,量得旗杆与楼之间的距离DB=36 m,则楼高AB为( B )
A. 36 m B. 27 m C. 25 m D. 18 m
B
3. 如图,△ABC≌△DEC,点E在线段AB上,∠B=65°,则∠ACD的度数为( D )
A. 20° B. 30° C. 40° D. 50°
D
4. 如图,在△ABC中,∠B=∠C,BF=CD,BD=CE,∠FDE=64°,则∠A的度数为( B )
A. 42° B. 52°
C. 62° D. 51°
B
5. “三月三,放风筝”,如图所示为小明制作的风筝的示意图,他根据
DE=DF,EH=FH,不用测量,就知道∠DEH=∠DFH,小明是通过全等三角形的知识得到的结论,则小明判定三角形全等的依据是 (用字母表示)。
SSS
6. 如图,△ABC≌△DEC,过点A作AF⊥CD于点F,若∠BCE=65°,则∠CAF的度数为 。
25°
7. 如图,在正方形网格中,若△MNP≌△MEQ,则点Q可能是图中点A,
B,C,D中的点 。
D
8. 如图,在△ACD中,∠CAD=90°,AC=5,AD=12,AB∥CD,E是CD上一点,BE交AD于点F。若AB=DE,则图中涂色部分的面积为 。
30
9. 如图,O为码头,A,B两个灯塔与码头的距离相等,OP,OQ为海岸
线,一轮船从码头开出,计划沿∠POQ的平分线航行,在航行途中的某
时刻测得船所在的位置C与灯塔A,B的距离相等,此时轮船有没有偏离
航线?请说明理由。
【答案】此时轮船没有偏离航线。理由如下:
连结OC。在△AOC和△BOC中,∵∴△AOC≌△BOC(SSS)。∴∠AOC=∠BOC。∴此时轮船没有偏离航线。
10. 如图,△ABC≌△DBE,点D在边AC上,BC与DE交于点P,已知
∠ABE=162°,∠DBC=30°,AD=DC=2.5,BC=4。
(1)求∠CBE的度数。
【答案】(1)∵∠ABE=162°,∠DBC=30°,∴∠ABD+∠CBE=132°。∵△ABC≌△DBE,∴∠ABC=∠DBE。∴∠ABC-∠DBC=∠DBE-∠DBC,即∠ABD=∠CBE。∴∠ABD=∠CBE=132°÷2=66°,即∠CBE的度数为66°。
(2)求△CDP与△BEP的周长和。
【答案】(2)∵△ABC≌△DBE,∴DE=AC=AD+DC=5,BE=BC=4。∴△CDP与△BEP的周长和DC+DP+PC+BP+PE+BE=DC+DE+BC+BE=2.5+5+4+4=15.5。
11. 如图,在△ABC与△AEF中,AB=AE,BC=EF,∠ABC=∠AEF,∠EAB=40°,AB交EF于点D,连结EB。下列结论:①∠FAC=40°;②AF=AC;③∠EFB=40°;④∠EBC=110°。其中正确的是( C )
A. ①②④ B. ②③④
C. ①②③ D. ①②③④
C
12. 如图,△ABE≌△ADC≌△ABC,若∠1=150°,则∠α的度数为
。
【解析】∵△ABE≌△ADC≌△ABC,∴∠BAE=∠1=150°,∠ACD=∠E。∴∠CAE=360°-∠1-∠BAE=360°-150°-150°=60°。∵∠DFE=∠AFC,∴∠α=∠CAE=60°。故答案为60°。
60°
13. 如图,在△ABC中,∠ABC=90°,以AC为边,作△ACD,满足AD=AC,E为BC上一点,连结AE,∠BAE∠CAD,连结DE。有下列结论:①AC⊥DE;②∠ADE=∠ACB;③若CD∥AB,则AE⊥AD;④DE=CE+2BE。其中正确的是 。(填序号)
②③④
【解析】如图,延长EB至点G,使BG=BE,连结AG,设AC与DE交于点
M。∵∠ABC=90°,∴AB⊥GE。∴AB垂直平分GE。∴AG=AE,∠G=∠AEB。∴∠GAB=∠BAE=
∴△GAC≌△EAD(SAS)。∴∠G=∠AED,∠ACB=∠ADE。
故②正确。∵∠AEG=∠G=∠AED,∴AE平分∠BED。当∠BAE=∠EAC时,∠AME=∠ABE=90°,则AC⊥DE;当∠BAE≠∠EAC时,∠AME≠∠ABE,则无法说明AC⊥DE。故①不正确。设∠BAE=x,则∠CAD=2x,∴∠ACD=∠ADC==90°-x。∵AB∥CD,∴∠BAC=∠ACD=90°-x。∴∠CAE=∠BAC-∠EAB=90°-x-x=90°-2x。∴∠DAE=∠CAE+∠DAC=90°-
2x+2x=90°。∴AE⊥AD。故③正确。∵△GAC≌△EAD,∴CG=DE。∵CG=CE+GE=CE+2BE,
∴DE=CE+2BE。故④正确。
故答案为②③④。
14. 如图所示为某小区内小朋友荡秋千的侧面示意图,静止时秋千位于
铅垂线BD上,转轴中心B到地面的距离BD=3 m。在荡秋千过程中,当秋
千摆动到最高点A时,测得点A到BD的距离AC=2 m,点A到地面的距离
AE=1.8 m;当从A处摆动到A′处时,有A′B⊥AB。求:
(1)点A′到BD的距离。
【答案】(1)如图,过点A'作A'F⊥BD,垂足为F。
∵AC⊥BD,∴∠ACB=∠A'FB=90°。在Rt△A'FB中,∠1+∠3=90°,又∵A'B⊥AB,∴∠1+∠2=90°。∴∠2=∠3。
在△ACB和△BFA'中,∵∴△ACB≌△BFA'(AAS)。
∴A'F=BC。∵AC∥DE且CD⊥AC,AE⊥DE,∴CD=AE=1.8 m。∴BC=BD-CD=3-1.8=1.2(m)。∴A'F=1.2 m,即点A'到BD的距离是1.2 m。
(2)点A′到地面的距离。
【答案】(2)由(1)知△ACB≌△BFA',∴BF=AC=2 m。如图,过点A'作A'H⊥DE,垂足为H。∵A'F∥DE,∴A'H=FD。∴A'H=BD-BF=3-2=1(m),即点A'到地面的距离是1 m。
15. 如图,在△ABC中,D是BC的中点,过点D的直线EG交AB于点E,交AB的平行线CG于点G,DF⊥EG,交AC于点F。
(1)求证:BE=CG。
【答案】(1)∵D是BC的中点,∴BD=CD。∵AB∥CG,∴∠B=∠DCG。在△BDE和△CDG中,∵∴△BDE≌△CDG(ASA)。∴BE=CG。
(2)判断BE+CF与EF的大小关系,并证明你的结论。
【答案】(2)BE+CF>EF。理由如下:连结FG。∵△BDE≌△CDG,
∴DE=DG。又∵FD⊥EG,∴FD垂直平分EG。∴EF=GF。
又∵△CFG中,CG+CF>GF,∴BE+CF>EF。
16. 把两个全等的直角三角形的斜边重合,组成一个四边形ACBD,
其中∠A=∠B=90°,AC=BC,以点D为顶点作∠MDN,分别交边AC,BC于点M,N。
(1)如图1,若∠ACD=30°,∠MDN=60°,当∠MDN绕点D旋转时,AM,MN,BN三条线段之间有何数量关系?证明你的结论。
【答案】(1)AM+BN=MN。证明如下:如图1,延长CB
到点E,使BE=AM,连结DE。
∵∠A=∠CBD=90°,∠ACD=30°,∴∠A=∠EBD=90°,
∠ADC=∠BDC=60°,∠ADB=120°。在△DAM和△DBE中,∵∴△DAM≌△DBE(SAS)。∴∠BDE=∠ADM,DM=DE。
∴∠BDE+∠BDM=∠ADM+∠BDM,即∠MDE=∠ADB=120°。∵∠MDN=60°,
∴∠EDN=60°。在△MDN和△EDN中,∵∴△MDN≌△EDN(SAS)。∴MN=EN。∵EN=BE+BN=AM+BN,∴AM+BN=MN。
(2)如图2,当∠ACD+∠MDN=90°时,AM,MN,BN三条线段之间有何数量关系?证明你的结论。
【答案】(2)AM+BN=MN。证明如下:如图2,延长CB到点E,使BE=AM,连结DE。同(1)理得
△DAM≌△DBE,∴∠BDE=∠ADM,DM=DE。
∴∠MDE=∠ADB=。
∵∠ACD+∠MDN=90°,∠ACD+∠ADC=90°,∴∠MDN=∠ADC。∴∠MDE=2∠MDN。∴∠MDN=∠EDN。在△MDN和△EDN中,∵∴△MDN≌△EDN(SAS)。∴MN=EN。∵EN=BE+BN=AM+BN,∴AM+BN=MN。
(3)如图3,在(2)的条件下,若将M,N分别改在CA,BC的延长线
上,完成图3,其余条件不变,则AM,MN,BN之间有何数量关系(直接写出结论,不必证明)?
【答案】(3)BN-AM=MN。如图3,在CB上截取
BE=AM,连结DE。同(1)(2)理得△DAM≌△DBE,△MDN≌△EDN。∴MN=EN。∵EN=BN-BE=BN-AM,∴BN-AM=MN。
$$