内容正文:
第八讲 角平分线的性质和判定
(新知预习精讲+4个考点分类讲练+难度分层随堂练 共32题)
新知预习
【复习回顾】
(1) 判定两个三角形全等的方法有哪些?
SSS、ASA、ASA、AAS、HL
(2) 三角形中有哪些重要的线段?
三角形的高、三角形的中线、三角形的角的平分线
(3)从直线外一点到这条直线的垂线段的长叫做__点到直线的距离_______________.
【新课导入】
【问题1】在纸上画一个角,你能得到这个角的平分线吗?
方法一:用量角器度量 方法二:用折纸的方法
【问题2】在黑板上画一个角,还能用对折的方法得到这个角的平分线吗?
方法三:角平分仪
【推进新课】
下图是一个平分角的仪器,其中AB =AD,BC =DC,将点A 放在角的顶点,AB 和AD 沿着角的两边放下,沿AC 画一条射线AE,AE 就是∠DAB 的平分线.你能说明它的道理吗?
思考:(1)角平分仪由什么构成?
(2)角平分仪如何使用?
(3)∠DAC和∠BAC相等的依据是什么?
分析:在△ACD和△ACB中,
∴△ACD≌△ACB(SSS)
∴∠DAC=∠BAC. ∴AE平分∠DAB.
新知学习1:用尺规作角的平分线
已知:∠AOB.
求作:∠AOB的平分线.
思考:如果没有平分角的仪器,我们用尺规作图也能画出一个角的平分线吗?
(1) 以点O为圆心,适当长为半径画弧,交OA于点M,交OB于点N.
(2) 分别以点M,N为圆心.大于MN的长为半径画弧,两弧在∠AOB的内部交于点C.
(3) 画射线OC.射线OC即为所求.
思考:1.为什么以大于MN的长为半径作弧? 2.两弧的交点一定在∠AOB的内部吗?
结论:1.如果以小于MN的长为半径作弧,所作的两弧可能没有交点,就找不到角的平分线.
2.两弧的交点可能在∠AOB的内部,也可能在∠AOB的外部,而我们要找的是∠AOB内部的交点,否则两弧交点与顶点连线得到的射线就不是∠AOB的平分线了.
画一画
已知:平角∠AOB. 求作:平角∠AOB的平分线.
【结论】作平角的平分线的方法就是过直线上一点作这条直线的垂线的方法.
新知学习2:角平分线的性质
如图,将三角形纸片的∠ABC对折,再将BM自身重合对折(点B与点M重合),观察折叠后的展开图,三条折痕分别表示什么?你发现了什么?
BD表示∠ABC的平分线,NP和NQ分别表示点N到AB和BC的距离,点N到AB和BC的距离相等(NP = NQ).
猜想:角平分线上的点到角的两边的距离相等
验证猜想
已知:一个点在一个角的平分线上.
求证:这个点到这个角两边的距离相等.
如图,∠AOC = ∠BOC,点 P 在OC上,PD⊥OA,PE⊥OB, 垂足分别为D,E.求证:PD =PE.
证明: ∵PD ⊥ OA,PE ⊥ OB,
∴ ∠PDO= ∠PEO=90°.
在△PDO和△PEO中,
∠PDO = ∠PEO ,
∠AOC = ∠BOC ,
OP = OP ,
∴ △PDO ≌ △PEO(AAS)
∴PD = PE
角平分线的性质:角平分线上的点到角的两边的距离相等
【几何语言】∵OC是∠AOB的平分线,P是OC上的一点,PD⊥OA,PE⊥OB ,垂足分别为D、E,∴PD=PE.
定理应用所具备的条件:
(1)角的平分线; (2)点在该平分线上;(3)垂直距离.
定理的作用:证明线段相等
、
新知学习3:角平分线的判定
已知:如图,PD⊥OA,PE⊥OB,垂足分别是 D、E,PD = PE. 求证:点 P 在∠AOB 的平分线上.
证明:作射线 OP. ∵ PD⊥OA,PE⊥OB,
∴∠PDO =∠PEO = 90°.在 Rt△PDO 和 Rt△PEO 中,
OP = OP ,
PD = PE ,
∴ Rt△PDO≌Rt△PEO (HL). ∴∠AOP =∠BOP.∴ 点 P 在∠AOB 的平分线上.
角平分线的判定定理
角的内部到角的两边的距离相等的点在角的平分线上
【几何语言】∵PD⊥OA,PE⊥OB,PD = PE
∴点 P 在∠AOB的平分线上
(OP 平分 ∠AOB).
思考 点P在∠A的平分线上吗?这说明三角形的三条角平分线有什么关系? 点P在∠A的平分线上
【结论】三角形的三条内角平分线交于一点,并且这点到三边的距离相等.
【归纳总结】
模块一 角平分线的性质定理
例1
(23-24八年级上·重庆永川·期中)如图,四边形中,,平分,于点F,的延长线于点E.
(1)求证:.
(2)若,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)
【思路引导】本题考查了直角三角形全等的判定与性质,角平分线的性质定理,掌握这两个知识点是解题的关键.
(1)由角平分线的性质定理得,再由可证明,从而有;由即可求证结论成立;
(2)证明,则;由得,则,由此即可求解.
【规范解答】(1)证明:∵平分,,,
∴;
∴,
∴,
∴;
∴,
∴;
(2)解:∵,
∴,
∴;
∵,
∴,
∴,
∴,
∴.
演练1
(24-25八年级上·天津·期中)如图,平分,过点作于,且,则下列结论:①;②;③;④,其中正确的结论个数有( )
A. B. C. D.
【答案】D
【思路引导】过C作于F.先判定,即可得出,再判定,即可得到;再根据四边形内角和以及三角形的面积计算公式,即可得到正确结论.
【规范解答】解:如图,过C作于F.
∵平分, ,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴.
又∵,
∴,
∴,
即,故①正确;
∵,
∴,
∴,故③正确;
又∵,
∴,
∴四边形中,,故②正确;
∵,
∴,
即,故④错误.
综上,正确的结论共3个.
故选:D.
【考点剖析】本题考查了角平分线的性质,全等三角形的性质和判定,三角形的面积,四边形的内角和定理以及邻补角定义等知识点的综合运用,正确作辅助线,构造全等三角形是解答此题的关键.
演练2
(24-25八年级上·山东日照·期中)如图,平分,,垂足为E,交的延长线于点F,若恰好平分.则下列结论中:①是的高;②是的中线;③;④.其中正确的个数有( )
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
【答案】B
【思路引导】本题主要考查全等三角形的性质与判定、三角形中线和高的定义,平行线的性质及角平分线的性质定理,熟练掌握全等三角形的性质与判定、平行线的性质及角平分线的性质定理是解题的关键.
根据角平分线的定义以及平行线的性质得到,那么,即可判断①;证明,即可判断②;证明即可判断③;证明,则,同理可知,再根据线段和差即可判断④.
【规范解答】解:∵平分,恰好平分,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,即,
∴,即是的高,故①正确;
∵
∴,
∵,,
∴,
∴,即是的中线,故②正确;
∵ ,
∴,
∵,
∴,
∴,
但不能证明,故③错误;
过点D作于点G,如图所示:
∵平分,平分,,
∴,
∵,
∴,
∴,
同理可知,
∵,
∴,故④正确,
∴正确的有①②④,
故选:B.
模块二 角平分线的判定定理
例2
(24-25八年级下·陕西咸阳·期中)如图,在中,,是内一点,过点作于点,于点于点,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【思路引导】本题考查角平分线的判定,三角形的内角和定理,根据题意易得分别平分,根据三角形的内角和定理,进行求解即可.
【规范解答】解:∵点作于点,于点于点,,
∴分别平分,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴;
故选D.
演练1
(23-24八年级上·江西赣州·期末)教材呈现:如图是人教版八年级上册数学教材第50页的部分内容.
(1)定理证明:请根据教材中的分析,结合图①,写出“角平分线的判定定理”完整的证明过程.
已知:
求证:
证明过程:
(2)定理应用:如图②,,E是的中点,平分.求证:是的平分线.
【答案】(1)详见解析
(2)详见解析
【思路引导】本题考查角平分线的性质和判定,掌握这两个定理是解题的关键.
(1)根据题干找出已知条件和结论,再结合图片用符号语言描述,并证明即可;
(2)运用角平分线的性质和判定证明即可.
【规范解答】(1)解:已知:,,垂足分别是D、E,且.
求证:平分(或者是的平分线)
证明过程:
,.
在和中,
,
.
,
是的平分线.
(2)如图:过点E作于F,
平分,,
,
是的中点,
,
.
又,
,
,
是的平分线.
演练2
(24-25八年级上·安徽合肥·期末)已知等腰直角中,为上的一点,连接,过点作于点,过作于点.
(1)如图1,若,求的面积;
(2)如图2,为的中点,连接、,求证:平分.
【答案】(1)
(2)见解析
【思路引导】本题主要考查了全等三角形的判定和性质,角平分线的判定,直角三角形的性质等知识点,解决此题的关键是作出合理的辅助线.
(1)证明,即可解决问题;
(2)要向证明是角平分线,就要想到用角平分线的判定,合理作出辅助线,进而证明即可;
【规范解答】(1)解:
,
在与中,
,
;
(2)解:过作,垂足分别为、
为的中点,,
,
,
又,
,
在与中,
,
,
又,
∴ 平分.
模块三 角平分线性质的实际应用
例3
(24-25八年级上·福建南平·期中)【综合与实践】
星光中学八年级数学兴趣小组的同学发现这样一个模型:它是由两个共顶角顶点且顶角相等的等腰三角形构成的,在两个等腰三角形顶角的变化过程中,始终存在一对全等三角形.数学兴趣小组同学称此模型为“手拉手模型”.请你和数学兴趣小组的同学一起研究下面的问题.
(1)如图1,在和中,,,,连接,,延长交于点.则 °;
(2)如图2,在和中,,, ,连接,,延长,交于点.请猜想与的数量关系及的度数(用含的代数式表示),并说明理由;
(3)如图3,在和中,,,,连接,交于点,连接,连接并延长交于点,直接写出的度数.
【答案】(1)
(2),,见解析
(3)
【思路引导】本题考查了三角形有关的内容,利用全等三角形性质解题.
(1)可证,得,由对顶角相等得,可得.
(2)可证,得,,在四边形中,
,又因为,得出
,可得.
(3)可证,得,易证,则,过点作,由,可知全等三角形面积相等则对应高相等,可得,由角平分线的判定定理,知点在的角平分线上,则,所以.
【规范解答】(1)解:,设与交于点O.
.
,
即.
在和中
,
.
,
.
(2)解:①
证明如下:如图2
,
即
在和中
②
证明如下:如图2
(已证)
在四边形中,
又,
,
.
(3)解:.
如图3,过点作.设与交于,
则.
,
.
即
在和中
,.
又,
,
,
,.
又
.
.
,
平分.
.
演练1
(21-22八年级下·广西贵港·期末)如图,已知的周长是,和的角平分线交于点O,于点D,若,则的面积是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【思路引导】过点O作OE⊥AB于点E,OF⊥AC于点F,根据角平分线的性质定理可得OD=OE=OF=3cm,再由,即可求解.
【规范解答】解∶如图,过点O作OE⊥AB于点E,OF⊥AC于点F,
∵和的角平分线交于点O,,
∴OD=OE,OD=OF,
∴OD=OE=OF=3cm,
∵的周长是,
∴AB+BC+AC=36cm,
∵,
∴.
故选:B
【考点剖析】本题主要考查了角平分线的性质,熟练掌握角平分线上点到角两边的距离是解题的关键.
演练2
(23-24八年级上·黑龙江哈尔滨·期中)已知:如图,在平面直角坐标系中,为坐标原点,点,点,且满足;
(1)求、两点坐标;
(2)如图2,点在边上,点纵坐标为,点E纵坐标为,且,求与的关系式;
(3)如图3,作的平分线,交轴于点,当、、时,求点的坐标.
【答案】(1),
(2)
(3)
【思路引导】(1)解二元一次方程组即可求出、两点坐标;
(2)已知,可知,进而得出和的面积比为,从而得出与的数量关系式;
(3)延长、交于点,延长、交于点,作交于,在上取点,使,连接.由平分可得,化简得到,转化得:,由,得出,由,得出,从而得到,即可求点的坐标.
【规范解答】(1)解: ,
解得:,
,;
(2) ,
,
,
即;
(3)如图,延长、交于点,延长、交于点,作交于,在上取点,使,连接.
平分,
,
,
,
,
,
是的外角,
,
,
,即,
又,,
,
,
,
,
,,
,
,
,
,
,
,,
,
,
,,,
,
,,
又 ,,
,
,
,
.
【考点剖析】本题主要考查了相似三角形,全等三角形,角平分线,三角形的内角和,直角坐标系等知识,把握各个知识点在题目中的内在联系是解题的关键.
模块四 作角平分线(尺规作图)
例4
(22-23八年级上·内蒙古通辽·阶段练习)尺规作图:已知点和.
(1)画直线;
(2)在直线上求作点P,使点P到的两边的距离相等.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【思路引导】此题考查了作直线,尺规作角平分线,角平分线的性质定理,解题的关键是掌握以上知识点.
(1)根据直线的定义求解即可;
(2)尺规作出的平分线与交于点P即为所求.
【规范解答】(1)如图所示,直线即为所求;
(2)如图所示,点P即为所求;
演练1
(24-25八年级上·北京·期中)下面是小东设计的尺规作图过程:
已知:如图,在中,.
求作:点,使得点在边上,且到和的距离相等.
作法:(1)如图,以点为圆心,任意长为半径画弧,分别交和于点;
(2)分别以点为圆心,大于为半径画弧,两弧交于点;
(3)画射线,交于点.所以点即为所求.
根据小东设计的尺规作图过程,回答以下问题:
(1)使用直尺和圆规,补全图形(保留作图痕迹);
(2)完成下面的证明:
证明:过点作于点,连接.
在和中,
.
______________(_______)
,
.
,
(_______)
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【思路引导】本题考查了作图—复杂作图,全等三角形的判定与性质、角平分线的性质,熟练掌握以上知识点并灵活运用是解此题的关键.
(1)根据过程即可补全图形;
(2)根据全等三角形的性质和角平分线的性质即可完成证明.
【规范解答】(1)解:如图,即为补全的图形;
(2)证明:过点D作于点E, 连接,.
在与中,
在和中,
.
∴(全等三角形对应角相等).
∵,
∴.
又∵,
∴(角平分线上的点到角的两边的距离相等).
演练2
(22-23八年级下·山东枣庄·期中)在中,是平分线上一点,过点作交于点.
(1)如图,连结,恰好平分.
①写出线段的数量关系: ;
②当时,求的度数;
(2)如图,交于点,
①尺规作图,作的平分线交于点;
②作交于点,当的大小发生变化时,的值是否发生变化?并说明理由.
【答案】(1)①;②;
(2)①作图见解析;②的值不发生变化,理由见解析.
【思路引导】()①由平行线的性质和角平分线的定义可得,,即得,,根据即可求解;②由三角形内角和定理可得,再由角平分线的定义可得,据此即可求解;
()①根据角平分线的作法作图即可;②设,可得,进而由得到,,即可得,又由得到,即得,即可求解;
本题考查了平行线的性质,角平分线的定义和画法,等角对等边,三角形内角和定理,余角性质,掌握以上知识点是解题的关键.
【规范解答】(1)解:①∵,
∴,,
∵是,平分,
∴,,
∴,,
∴,,
∵,
∴,
故答案为:;
②∵,
∴,
∵是,平分,
∴,,
∴,
∴;
(2)解:①如图所示,射线即为所求;
②的值不发生变化,理由如下:
设,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∵是的平分线,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
即的值是定值,不会发生变化.
1.(24-25八年级上·广东江门·期中)在中,,,按以下步骤作图:①以点为圆心,小于长为半径画弧,分别交,于点、;②分别以点、为圆心,大于长为半径画弧,两弧交于点;③作射线,交于点,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【思路引导】此题考查基本作图“平分已知角”.解题的关键是熟练掌握角平分线的作法,同时熟记角平分线分角为大小相等的两个角.由题意知,平分,可得的度数,再由,可得的度数.
【规范解答】解:由作图步骤作图如下:
则平分,又,
∴
又,
∴.
故选:C.
2.(24-25八年级下·江西景德镇·期中)如图,平分,于点D,若,点E是边上一动点,关于线段叙述正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【思路引导】本题考查了角平分线的性质:角的平分线上的点到角的两边的距离相等.也考查了垂线段最短.过P点作于, 如图,根据角平分线的性质得到, 然后根据垂线段最短可对各选项进行判断.
【规范解答】解:过P点作于, 如图,
平分,
,
点E是边上一动点,
根据垂线段最短可知:
故选D.
3.(24-25八年级上·广东汕头·期中)如图,点P为定角的平分线上的一个定点,且与互补,若在绕点P旋转的过程中,其两边分别与、相交于M、N两点,则以下结论:(1)恒成立;(2)的值不变;(3)四边形的面积不变;(4)的长不变,其中正确的个数为( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【答案】B
【思路引导】本题考查角平分线的性质,四边形内角和,全等三角形的判定和性质,作于E,,根据角平分线的点到角的两边的距离相等,可得,进而证明,推出,,,再逐项判断即可.
【规范解答】解:如图,作于E,于F.
则,
又点P为定角的平分线上的一个定点,
,
与互补,
,
,
又 ,
,
在和中,
,
,
,故(1)正确;
,,
,
的值不变;故(2)正确;
,
四边形的面积四边形的面积,故(3)正确;
点M,N的位置是变化的,
的长改变,故(4)错误;
综上可知,正确的个数是3个,
故选B.
4.(24-25八年级上·天津·期中)如图,在中,,是的平分线,于,且,,则 .
【答案】8
【思路引导】此题考查了角平分线的性质,解题的关键是熟练掌握角的平分线上的点到角的两边的距离相等.根据角平分线的性质可得,根据,即可求出长.
【规范解答】解:∵是的平分线,,,,
∴,
∵,
∴,
故答案为:.
5.(23-24八年级上·江苏宿迁·期中)如图,在中,以点A为圆心,小于长为半径作圆弧,分别交于点E、F,再分别以E、F为圆心,大于的同样长为半径作圆弧,两弧交于点P,作射线,交于点D.,那么点D到的距离是 .
【答案】3
【思路引导】本题主要考查了角平分线的性质和角平分线的尺规作图,过点D作于H,由作图方法可得平分,则由角平分线的性质得到,再由线段的和差关系求出的长即可得到答案.
【规范解答】解:如图所示,过点D作于H,
由作图方法可得平分,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴点D到的距离是,
故答案为:3.
6.(24-25八年级上·广东广州·期中)如图,已知的周长是,,分别平分和,于点,且,的面积是 .
【答案】42
【思路引导】本题主要考查了角平分线的性质及三角形面积的求法,熟练掌握角平分线的性质是解决本题的关键.
根据角平分线的性质可得,从而可得到的面积等于周长的一半乘以2,代入求出即可.
【规范解答】如下图,连接,过作于,于,
、分别平分和,
∴是的平分线,
∵,,
∴,
的周长是,
,
故答案为:.
7.(23-24八年级上·广东汕头·期中)如图,在中,为的平分线,于E,于F,的面积是,,,求的长.
【答案】
【思路引导】本题主要考查了角平分线的性质,根据角平分线的性质得出,根据三角形面积公式推出,代入数据求解即可.
【规范解答】解:∵为的角平分线,,,
∴,
∴
,
∵的面积是,,,
∴,
∴.
8.(23-24八年级上·湖北宜昌·期中)学校数理学习小组活动纪实:已知:在中,D是上一点.
小宜说:如图1,若是边上的中线,则利用三角形的面积公式可以得出:;
小昌说:如图2,若点D是边上任意一点,则有;
小石说:如图3,若是的角平分线时,则有;
小榴说:受前面同学的启发我想到了:当是的角平分线时,有,请你为小榴同学说明理由.
【答案】说明理由见解析
【思路引导】本题主要考查了角平分线的性质,,则由角平分线的定义得到,由三角形面积公式可得,,据此可证明结论.
【规范解答】证明:作,
是的角平分线,
,
,
又∵,
.
9.(23-24八年级上·广东珠海·期中)如图,在中,平分,过点作于点,作于点.
(1)求证:;
(2)若,,,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)3
【思路引导】(1)根据角平分线的性质得,然后证明,即可解决问题;
(2)根据三角形的面积公式即可解决问题.
本题考查全等三角形的判定与性质,角平分线的性质,三角形的面积,解决本题的关键是得到.
【规范解答】(1)证明:平分,,,
,
在和中,
,
,
;
(2)解:,,,,,
,
,
.
10.(24-25八年级上·广东汕头·阶段练习)如图,在和中,,,若,连接交于点;
(1)求证:.
(2)求的度数.
(3)连接,求证:平分.
(4)如图2,是等腰直角三角形,,,,点是射线上的一点,连接,在直线上方作以点C为直角顶点的等腰直角三角形,连接,若,请直接写出的值.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)见解析
(4)或或
【思路引导】本题考查全等三角形判定及性质,等边三角形判定及性质,角平分线判定定理.
(1)利用即可证明出;
(2)先得到是等边三角形,利用全等性质可得,后利用即可计算出;
(3)过点作于点,于点,利用全等性质可得
再证明出,继而得到;
(4)分三种情况讨论:当在线段上,点在的右侧或左侧时,证明,继而得到,当在的延长线上时,证明,继而得到,后即可得到本题答案.
【规范解答】(1)解:证明:,
,
又,,
在和中,
,
;
(2)解:,,
是等边三角形,
,
,
,
,
;
(3)解:过点作于点,于点,
,
,
,
,
,
,
,
又,
平分.
(4)解:如图所示,当在线段上,点在的右侧时,
,
是以点为直角顶点的等腰直角三角形,
,,
又,,
,
,
,
,,
,
如图所示,当在线段上,点在的左侧时,连接,
∵是以点为直角顶点的等腰直角三角形,
∴,,
又∵,,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∵,,
∴;
在直角三角形中,根据勾股定理可得,即
解得,
如图所示,当在的延长线上时,
,
同理,
,
,,
,
综上所述,或或.
11.(24-25八年级上·湖南株洲·期中)如图,E是的中点,平分.有下列结论:其中正确的是( )
A.②③ B.①②④ C.②③④ D.①②③④
【答案】C
【思路引导】过E作于F,易证得,得到;而点E是BC的中点,得到,则可证得,得到,也可得到,,即可判断出正确的结论.
【规范解答】解:过E作于F,如图,
∵,平分,
∴,,
∴,,
∴;
而点E是的中点,
∴,所以①错误;
∵,
∴,
∴,
∴,所以④正确;∴,所以③正确,
∴,
∴,所以②正确.
综上:②③④正确.
故选C.
【考点剖析】本题考查了三角形全等的判定与性质,角平分线的性质,解题的关键是掌握全等三角形的判定与性质.
12.(24-25八年级上·江苏无锡·期中)如图,在中,和的平分线相交于点O,交于点E,交于点F,过点O作于D,下列三个结论:①;②若,则;③当时,.其中正确的是( )
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
【答案】D
【思路引导】本题考查了三角形内角和定理,三角形全等的判定与性质以,角平分线的性质与判定等知识,由角平分线的定义、三角形的内角和定理得与的关系,判定①正确;过作于点于点,由三角形的面积证得②正确;在上取一点,使,证,得,再证,得,判定③正确,即可得出结论,正确作出辅助线证得是解题的关键.
【规范解答】解:①∵和的平分线相交于点,
,,
∴,故①符合题意;
②过作于点,于点,如图:
和的平分线相交于点,
∴点在的平分线上,
,
,故②符合题意;
③∵,
∴,
∵分别是与的平分线,
,
∴,
∴,
∴,
如图,在上取一点,使,连接,
∵是的角平分线,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴,故③符合题意;
故选:D.
13.(24-25八年级上·北京·期中)如图,在四边形中,,点分别为边上的点,且,则下列结论:①点在的平分线上;②点在的平分线上;③;④的周长为的2倍.其中正确的是( )
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①②③④
【答案】B
【思路引导】本题考查了角平分线的判定定理、三角形全等的判定与性质等知识,通过作辅助线,构造全等三角形是解题关键.根据角平分线的判定定理即可判断①正确;连接,证出,根据全等三角形的性质可得,由此即可判断②正确;延长至点,使得,连接,先证出,根据全等三角形的性质可得,,再证出,根据全等三角形的性质可得,从而可得,由此即可判断③错误;先根据全等三角形的性质可得,再根据三角形的周长公式即可判断④正确.
【规范解答】解:∵,
∴,,
∵,
又∵点在的内部,
∴点在的平分线上,则结论①正确;
如图,连接,
在和中,
,
∴,
∴,
∴点在的平分线上,结论②正确;
如图,延长至点,使得,连接,则,
在和中,
,
∴,
∴,,
∵点在的平分线上,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,则结论③错误;
由上已证:,
∴,
∴的周长为
,则结论④正确;
综上,结论正确的是①②④,
故选:B.
14.(24-25八年级上·内蒙古乌兰察布·期中)如图,在中,为的平分线,于点E,于点F,若的面积为,,,则的长为 .
【答案】
【思路引导】本题主要考查角平分线的性质,熟练掌握角平分线的性质是解题的关键.根据角平分线的性质得到,再利用三角形的面积公式得到,解关于的方程即可.
【规范解答】解: 为的平分线,于点E,于点F,
,
,
,
,
.
故答案为:.
15.(24-25八年级上·四川成都·期末)如图,在中,按以下步骤作图:①以点A为圆心,任意长为半径画弧,与边分别交于点E,D;②分别以D,E为圆心,大于的长为半径画弧,两弧在内交于点M;③作射线,交于点F;④过点F作,垂足为点G.若的面积为9,,则的长为 .
【答案】4
【思路引导】本题主要考查基本作图-尺规作角平分线、角平分线的性质、三角形的面积等知识点,得到是的平分线是解答的关键.
根据作图过程得到是的平分线,过F作于H,根据角平分线的性质得到,进而利用三角形的面积公式求解即可.
【规范解答】解:如图∶ 过F作于H,
由作图过程可得:是的平分线,
又∵,,
∴,
∵,的面积为9,
∴,解得:.
故答案为:4.
16.(24-25八年级上·广东广州·期末)如图,在中,,,,,角平分线、交于点,于点,.下列结论:①点在的平分线上;②;③;④,其中正确的结论是 (填序号)
【答案】①②④
【思路引导】过点O作于点G,于点N,根据角平分线性质得出,,从而得出,根据角平分线的判定即可得出①正确;根据三角形的内角和定理可得,再根据角平分线的定义可得,然后根据三角形的外角性质即可判断②正确;在上取一点,使得,连接,,先根据三角形全等的判定定理与性质得出,从而可得,再根据三角形全等的判定定理与性质可得,根据三角形全等的判定定理证出,从而可得,再根据直角三角形全等的判定定理证出,从而可得,然后根据线段的和差即可判断③错误;根据,,即可判断④正确.
【规范解答】解:过点O作于点G,于点N,如图所示:
∵是的角平分线,,,
∴,
同理得:,
∴,
∴点在的平分线上,故①正确;
在中,,
,
分别是的角平分线,
,
,
,
则,结论②正确;
如图,在上取一点,使得,连接,连接,
在和中,
,
,
,
,
由对顶角相等得:,
,
在和中,,
,
,
,
,
,
在和中,
,
,
,
在和中,,
,
,
∴,故③错误;
由以上证明可知:,
∴
,故④正确;
综上,正确的结论是①②④,
故答案为:①②④.
【考点剖析】本题考查了三角形全等的判定定理与性质、角平分线的判定和性质,三角形面积计算,三角形内角和定理应用,通过作辅助线,构造全等三角形是解题关键.
17.(24-25八年级上·江苏无锡·期中)如图,、、三点在同一条直线上,平分,,于,若,,则的长为 .
【答案】
【思路引导】本题主要考查了直角三角形全等.熟练掌握角平分线性质,直角三角形全等的判定和性质,是解题的关键.
作于F,易证,可得,进而可以证明,可得,即可解题.
【规范解答】过点D作于点F,
∵平分, 于,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴.
故答案为:.
18.(24-25八年级上·河北邯郸·期中)【问题提出】工人师傅常用角尺平分一个任意角.做法:如图1,是一个任意角,在边,上分别取,移动角尺,使角尺两边相同的刻度分别与点,重合,即.过角尺顶点的射线便是的平分线,已知角尺的夹角.
【初步思考】试说明工人师傅这样做能得到角平分线的道理;
【变式判断】张明同学认为当时,工人师傅就不需要先在边,上分别取,直接移动角尺,使角尺的两边分别与,相交于点,,且满足,如图2所示,便可以得到平分,你觉得张明的观点对吗?并说明理由;
【拓展探究】如图3,,平分,是射线上的一点,点在射线上运动,过点作,与直线交于点,过点作于点.若,,请直接写出的长.
【答案】[初步思考]见解析;[变式判断]正确,见解析;[拓展探究]5或7
【思路引导】本题考查了角平分线的性质与判定定理,全等三角形的判定与性质,正确添加辅助线,掌握全等三角形判定与性质以及角平分线的性质定理是解题的关键.
[初步思考]根据证明即可;
[变式判断] 过点作于点,作于点,证明,则,再根据角平分线的判定即可说理;
[拓展探究] 当点D在点O右侧时,过点P作于点F, 证明,则,再证明,则,那么;当点D在点O左侧时,过点P作于点F, 同理可求,,故.
【规范解答】[初步思考],解:在和中
,
,
即平分;
[变式判断],解:张明的观点正确,理由如下,
过点作于点,作于点,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵
∴,
∴,
∵,,
∴平分,
∴张明的观点正确;
[拓展探究]解:当点D在点O右侧时,过点P作于点F,如图
∵,平分,
∴,,
同上可得,,
∴,
∴,
∴,
∵平分,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴;
当点D在点O左侧时,过点P作于点F,如图
∵,平分,
∴,,
同上可得,,
∴,
∴,
∴,
∵平分,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
综上:长为5或7.
19.(24-25八年级上·广西贺州·期末)如图,平分,为上的一点,的两边分别与,相交于点、.
(1)如图1,若,,过点作于点,作于点,请判断与的数量关系,并说明理由;
(2)如图2,若,,判断线段、、的数量关系,并说明理由.
【答案】(1),见解析
(2),见解析
【思路引导】本题考查了全等三角形的判定和性质,角平分线的性质,直角三角形的性质,熟练掌握全等三角形的判定和性质是解题的关键.
(1)根据角平分线的性质可得,再根据,,可得,进一步可得,可证,根据全等三角形的性质即可证明;
(2)过点P作于点E,过点P作于点F,根据角平分线的性质可得,,可证,可得,再根据含角的直角三角形的性质可得,,进一步可证.
【规范解答】(1)解:,理由如下:
平分,,,
,,
,,
,
,
,
在和中,
,
,
.
(2)解:理由如下:
过点作于点,过点作于点,如图所示.
平分,
,,
,,
,
,
,
在和中,
,
.
,平分,
,
,
,,
,
.
20.(24-25八年级上·广东中山·期中)如图1,在平面直角坐标系中,已知点,,且,满足.
(1)求点,坐标;
(2)如图1,以为斜边构造等腰直角,请直接写出点的坐标;
(3)如图2,已知等腰直角中,,,点是腰上的一点(不与,重合),连接,过点作,垂足为点.
①若是的角平分线,求证:;
②探究:如图3,连接,当点在线段上运动时(不与,重合),的大小是否发生变化?若改变,求出它的最大值;若不改变,求出这个定值.
【答案】(1),
(2)或
(3)①见解析;②的大小不变,为定值
【思路引导】(1)由绝对值和偶次方的非负性质得,,则,,进而得点,坐标;
(2)分两种情况,①点C在第一象限时,②点C在第四象限时,过点C作轴于点G,过点A作于点F,证,得,,即可解决问题;
(3)①延长、,相交于点F,证,得,再证,得,则,即可得出结论;
②过点C作于点M,于点N,证,得,则是的角平分线,即可解决问题.
【规范解答】(1)解:∵,
∴,,
∴,,
∴,;
(2)解:解:分两种情况:
①如图1,点C在第一象限时,过点C作轴于点G,过点A作于点F,
∴,,,
∴,
∵等腰直角,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴点C的坐标为;
②如图1-1,点C在第四象限时,过点C作轴于点G,过点A作于点F,
同①得:,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴点C的坐标为;
综上所述,点C的坐标为或;
(3)解:①证明:如图2,延长、,相交于点F,
∵,
∴,
∵,,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∵是的角平分线,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴;
②解:的大小不变,为定值,理由如下:
如图3,过点C作于点M,于点N,
则,
∵,
∴,
由①可知,,,
∴,
∴,
∴是的角平分线,
∴,
即的大小不变,为定值.
【考点剖析】本题是三角形综合题,考查了全等三角形的判定与性质、等腰直角三角形的性质、坐标与图形性质、绝对值和偶次方的非负性质、角平分线的判定、三角形面积以及分类讨论等知识,本题综合性强,熟练掌握等腰直角三角形的性质,正确作出辅助线构造全等三角形是解题的关键.
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第八讲 角平分线的性质和判定
(新知预习精讲+4个考点分类讲练+难度分层随堂练 共32题)
新知预习
【复习回顾】
(1) 判定两个三角形全等的方法有哪些?
SSS、ASA、ASA、AAS、HL
(2) 三角形中有哪些重要的线段?
三角形的高、三角形的中线、三角形的角的平分线
(3)从直线外一点到这条直线的垂线段的长叫做__点到直线的距离_______________.
【新课导入】
【问题1】在纸上画一个角,你能得到这个角的平分线吗?
方法一:用量角器度量 方法二:用折纸的方法
【问题2】在黑板上画一个角,还能用对折的方法得到这个角的平分线吗?
方法三:角平分仪
【推进新课】
下图是一个平分角的仪器,其中AB =AD,BC =DC,将点A 放在角的顶点,AB 和AD 沿着角的两边放下,沿AC 画一条射线AE,AE 就是∠DAB 的平分线.你能说明它的道理吗?
思考:(1)角平分仪由什么构成?
(2)角平分仪如何使用?
(3)∠DAC和∠BAC相等的依据是什么?
分析:在△ACD和△ACB中,
∴△ACD≌△ACB(SSS)
∴∠DAC=∠BAC. ∴AE平分∠DAB.
新知学习1:用尺规作角的平分线
已知:∠AOB.
求作:∠AOB的平分线.
思考:如果没有平分角的仪器,我们用尺规作图也能画出一个角的平分线吗?
(1) 以点O为圆心,适当长为半径画弧,交OA于点M,交OB于点N.
(2) 分别以点M,N为圆心.大于MN的长为半径画弧,两弧在∠AOB的内部交于点C.
(3) 画射线OC.射线OC即为所求.
思考:1.为什么以大于MN的长为半径作弧? 2.两弧的交点一定在∠AOB的内部吗?
结论:1.如果以小于MN的长为半径作弧,所作的两弧可能没有交点,就找不到角的平分线.
2.两弧的交点可能在∠AOB的内部,也可能在∠AOB的外部,而我们要找的是∠AOB内部的交点,否则两弧交点与顶点连线得到的射线就不是∠AOB的平分线了.
画一画
已知:平角∠AOB. 求作:平角∠AOB的平分线.
【结论】作平角的平分线的方法就是过直线上一点作这条直线的垂线的方法.
新知学习2:角平分线的性质
如图,将三角形纸片的∠ABC对折,再将BM自身重合对折(点B与点M重合),观察折叠后的展开图,三条折痕分别表示什么?你发现了什么?
BD表示∠ABC的平分线,NP和NQ分别表示点N到AB和BC的距离,点N到AB和BC的距离相等(NP = NQ).
猜想:角平分线上的点到角的两边的距离相等
验证猜想
已知:一个点在一个角的平分线上.
求证:这个点到这个角两边的距离相等.
如图,∠AOC = ∠BOC,点 P 在OC上,PD⊥OA,PE⊥OB, 垂足分别为D,E.求证:PD =PE.
角平分线的性质:角平分线上的点到角的两边的距离相等
【几何语言】∵OC是∠AOB的平分线,P是OC上的一点,PD⊥OA,PE⊥OB ,垂足分别为D、E,∴PD=PE.
定理应用所具备的条件:
(1)角的平分线; (2)点在该平分线上;(3)垂直距离.
定理的作用:证明线段相等
、
新知学习3:角平分线的判定
已知:如图,PD⊥OA,PE⊥OB,垂足分别是 D、E,PD = PE. 求证:点 P 在∠AOB 的平分线上.
证明:作射线 OP. ∵ PD⊥OA,PE⊥OB,
∴∠PDO =∠PEO = 90°.在 Rt△PDO 和 Rt△PEO 中,
OP = OP ,
PD = PE ,
∴ Rt△PDO≌Rt△PEO (HL). ∴∠AOP =∠BOP.∴ 点 P 在∠AOB 的平分线上.
角平分线的判定定理
角的内部到角的两边的距离相等的点在角的平分线上
【几何语言】∵PD⊥OA,PE⊥OB,PD = PE
∴点 P 在∠AOB的平分线上
(OP 平分 ∠AOB).
思考 点P在∠A的平分线上吗?这说明三角形的三条角平分线有什么关系? 点P在∠A的平分线上
【结论】三角形的三条内角平分线交于一点,并且这点到三边的距离相等.
【归纳总结】
模块一 角平分线的性质定理
例1
(23-24八年级上·重庆永川·期中)如图,四边形中,,平分,于点F,的延长线于点E.
(1)求证:.
(2)若,求的长.
演练1
(24-25八年级上·天津·期中)如图,平分,过点作于,且,则下列结论:①;②;③;④,其中正确的结论个数有( )
A. B. C. D.
演练2
(24-25八年级上·山东日照·期中)如图,平分,,垂足为E,交的延长线于点F,若恰好平分.则下列结论中:①是的高;②是的中线;③;④.其中正确的个数有( )
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
模块二 角平分线的判定定理
例2
(24-25八年级下·陕西咸阳·期中)如图,在中,,是内一点,过点作于点,于点于点,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
演练1
(23-24八年级上·江西赣州·期末)教材呈现:如图是人教版八年级上册数学教材第50页的部分内容.
(1)定理证明:请根据教材中的分析,结合图①,写出“角平分线的判定定理”完整的证明过程.
已知:
求证:
证明过程:
(2)定理应用:如图②,,E是的中点,平分.求证:是的平分线.
演练2
(24-25八年级上·安徽合肥·期末)已知等腰直角中,为上的一点,连接,过点作于点,过作于点.
(1)如图1,若,求的面积;
(2)如图2,为的中点,连接、,求证:平分.
模块三 角平分线性质的实际应用
例3
(24-25八年级上·福建南平·期中)【综合与实践】
星光中学八年级数学兴趣小组的同学发现这样一个模型:它是由两个共顶角顶点且顶角相等的等腰三角形构成的,在两个等腰三角形顶角的变化过程中,始终存在一对全等三角形.数学兴趣小组同学称此模型为“手拉手模型”.请你和数学兴趣小组的同学一起研究下面的问题.
(1)如图1,在和中,,,,连接,,延长交于点.则 °;
(2)如图2,在和中,,, ,连接,,延长,交于点.请猜想与的数量关系及的度数(用含的代数式表示),并说明理由;
(3)如图3,在和中,,,,连接,交于点,连接,连接并延长交于点,直接写出的度数.
演练1
(21-22八年级下·广西贵港·期末)如图,已知的周长是,和的角平分线交于点O,于点D,若,则的面积是( )
A. B. C. D.
演练2
(23-24八年级上·黑龙江哈尔滨·期中)已知:如图,在平面直角坐标系中,为坐标原点,点,点,且满足;
(1)求、两点坐标;
(2)如图2,点在边上,点纵坐标为,点E纵坐标为,且,求与的关系式;
(3)如图3,作的平分线,交轴于点,当、、时,求点的坐标.
模块四 作角平分线(尺规作图)
例4
(22-23八年级上·内蒙古通辽·阶段练习)尺规作图:已知点和.
(1)画直线;
(2)在直线上求作点P,使点P到的两边的距离相等.
演练1
(24-25八年级上·北京·期中)下面是小东设计的尺规作图过程:
已知:如图,在中,.
求作:点,使得点在边上,且到和的距离相等.
作法:(1)如图,以点为圆心,任意长为半径画弧,分别交和于点;
(2)分别以点为圆心,大于为半径画弧,两弧交于点;
(3)画射线,交于点.所以点即为所求.
根据小东设计的尺规作图过程,回答以下问题:
(1)使用直尺和圆规,补全图形(保留作图痕迹);
(2)完成下面的证明:
证明:过点作于点,连接.
在和中,
.
______________(_______)
,
.
,
(_______)
演练2
(22-23八年级下·山东枣庄·期中)在中,是平分线上一点,过点作交于点.
(1)如图,连结,恰好平分.
①写出线段的数量关系: ;
②当时,求的度数;
(2)如图,交于点,
①尺规作图,作的平分线交于点;
②作交于点,当的大小发生变化时,的值是否发生变化?并说明理由.
1.(24-25八年级上·广东江门·期中)在中,,,按以下步骤作图:①以点为圆心,小于长为半径画弧,分别交,于点、;②分别以点、为圆心,大于长为半径画弧,两弧交于点;③作射线,交于点,则的度数为( )
A. B. C. D.
2.(24-25八年级下·江西景德镇·期中)如图,平分,于点D,若,点E是边上一动点,关于线段叙述正确的是( )
A. B. C. D.
3.(24-25八年级上·广东汕头·期中)如图,点P为定角的平分线上的一个定点,且与互补,若在绕点P旋转的过程中,其两边分别与、相交于M、N两点,则以下结论:(1)恒成立;(2)的值不变;(3)四边形的面积不变;(4)的长不变,其中正确的个数为( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
4.(24-25八年级上·天津·期中)如图,在中,,是的平分线,于,且,,则 .
5.(23-24八年级上·江苏宿迁·期中)如图,在中,以点A为圆心,小于长为半径作圆弧,分别交于点E、F,再分别以E、F为圆心,大于的同样长为半径作圆弧,两弧交于点P,作射线,交于点D.,那么点D到的距离是 .
6.(24-25八年级上·广东广州·期中)如图,已知的周长是,,分别平分和,于点,且,的面积是 .
7.(23-24八年级上·广东汕头·期中)如图,在中,为的平分线,于E,于F,的面积是,,,求的长.
8.(23-24八年级上·湖北宜昌·期中)学校数理学习小组活动纪实:已知:在中,D是上一点.
小宜说:如图1,若是边上的中线,则利用三角形的面积公式可以得出:;
小昌说:如图2,若点D是边上任意一点,则有;
小石说:如图3,若是的角平分线时,则有;
小榴说:受前面同学的启发我想到了:当是的角平分线时,有,请你为小榴同学说明理由.
9.(23-24八年级上·广东珠海·期中)如图,在中,平分,过点作于点,作于点.
(1)求证:;
(2)若,,,求的长.
10.(24-25八年级上·广东汕头·阶段练习)如图,在和中,,,若,连接交于点;
(1)求证:.
(2)求的度数.
(3)连接,求证:平分.
(4)如图2,是等腰直角三角形,,,,点是射线上的一点,连接,在直线上方作以点C为直角顶点的等腰直角三角形,连接,若,请直接写出的值.
11.(24-25八年级上·湖南株洲·期中)如图,E是的中点,平分.有下列结论:其中正确的是( )
A.②③ B.①②④ C.②③④ D.①②③④
12.(24-25八年级上·江苏无锡·期中)如图,在中,和的平分线相交于点O,交于点E,交于点F,过点O作于D,下列三个结论:①;②若,则;③当时,.其中正确的是( )
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
13.(24-25八年级上·北京·期中)如图,在四边形中,,点分别为边上的点,且,则下列结论:①点在的平分线上;②点在的平分线上;③;④的周长为的2倍.其中正确的是( )
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①②③④
14.(24-25八年级上·内蒙古乌兰察布·期中)如图,在中,为的平分线,于点E,于点F,若的面积为,,,则的长为 .
15.(24-25八年级上·四川成都·期末)如图,在中,按以下步骤作图:①以点A为圆心,任意长为半径画弧,与边分别交于点E,D;②分别以D,E为圆心,大于的长为半径画弧,两弧在内交于点M;③作射线,交于点F;④过点F作,垂足为点G.若的面积为9,,则的长为 .
16.(24-25八年级上·广东广州·期末)如图,在中,,,,,角平分线、交于点,于点,.下列结论:①点在的平分线上;②;③;④,其中正确的结论是 (填序号)
17.(24-25八年级上·江苏无锡·期中)如图,、、三点在同一条直线上,平分,,于,若,,则的长为 .
18.(24-25八年级上·河北邯郸·期中)【问题提出】工人师傅常用角尺平分一个任意角.做法:如图1,是一个任意角,在边,上分别取,移动角尺,使角尺两边相同的刻度分别与点,重合,即.过角尺顶点的射线便是的平分线,已知角尺的夹角.
【初步思考】试说明工人师傅这样做能得到角平分线的道理;
【变式判断】张明同学认为当时,工人师傅就不需要先在边,上分别取,直接移动角尺,使角尺的两边分别与,相交于点,,且满足,如图2所示,便可以得到平分,你觉得张明的观点对吗?并说明理由;
【拓展探究】如图3,,平分,是射线上的一点,点在射线上运动,过点作,与直线交于点,过点作于点.若,,请直接写出的长.
19.(24-25八年级上·广西贺州·期末)如图,平分,为上的一点,的两边分别与,相交于点、.
(1)如图1,若,,过点作于点,作于点,请判断与的数量关系,并说明理由;
(2)如图2,若,,判断线段、、的数量关系,并说明理由.
20.(24-25八年级上·广东中山·期中)如图1,在平面直角坐标系中,已知点,,且,满足.
(1)求点,坐标;
(2)如图1,以为斜边构造等腰直角,请直接写出点的坐标;
(3)如图2,已知等腰直角中,,,点是腰上的一点(不与,重合),连接,过点作,垂足为点.
①若是的角平分线,求证:;
②探究:如图3,连接,当点在线段上运动时(不与,重合),的大小是否发生变化?若改变,求出它的最大值;若不改变,求出这个定值.
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