内容正文:
专题1.6 全等三角形的九大解题模型
(知识梳理+18个考点讲练 共36题)
知识点1 全等三角形的常用模型
模型一:平移模型
全等模型
模型解读
常见模型
解题思路
平移模型
沿同一直线平移的两个三角形重合
①加(减)共线部分,得到一组对应边相等;
②利用平行线性质找对应角相等
模型二:翻折(轴对称)模型
全等模型
模型解读
常见模型
解题思路
翻折(轴对称)模型
两个三角形过公共点所在的直线或公共边折叠,两个三角形重合
①通过公共角、垂直、对顶角、等腰三角形等条件得对应角相等;
②通过公共边、中点、等边等条件得对应边相等
模型三:手拉手模型
全等模型
模型解读
常见模型
解题思路
手拉手模型
两个顶角相等的等腰三角形顶角顶点重合,左底角顶点互连,右底角顶点互连所组成的图形
加(减)共顶点的角的共角部分,得到一组对应角相等
模型四:半角模型
全等模型
模型解读
常见模型
解题思路
半角模型
有公共顶点,锐角等于较大角的一半,且组成这个较大角的两边相等.通过作辅助线将角的倍分关系 转化为角的相等关系,并进一步构成全等三角形
延长一边,构造全等三角形,从而得到线段之间的数量关系
模型五:一线三等角模型
全等模型
模型解读
常见模型
解题思路
一线三等角
模型
左图,两个三角形有一条边共线 ;
右图,同一直线上有三个相等的角的顶点,∠1=∠2=∠3
利用三角形内角和为180°和内、外角关系,通过等角代换得到一组相等的角,利用AAS 或ASA证明三角形全等
模型六:雨伞模型
全等模型
模型解读
常见模型
解题思路
雨伞模型
通过延长线段与直线相交,从而构造一对全等三角形,并将已知条件中的线段和角进行转移
AP平分∠BAC,BD⊥AP,垂足为点D,延长BD交AC于点C,证明△ABD≌△ACD,得到AB=AC,BD=CD
模型七:角平分线模型
全等模型
模型解读
常见模型
解题思路
角平分线模型
利用角平分线图形的对称性, 在角的两边构造对称等腰三角形或全等三角形,可以得到对应边、对应角相等。利用对称性把一些线段或角进行转移, 这是经常使用的一种解题技巧
角平分线+对称型 角平分线+垂直两边型
角平分线+垂直平分型 角平分线+平行线型
有角平分线时, 常通过角平分线构造等腰三角形或构造全等三角形,利用等腰三角形的三线合一或全等三角形的判定和性质进行解题
模型八:平行线中点模型
全等模型
模型解读
常见模型
解题思路
平行线中点模型
平行线之间夹中点,通过延长过中点的线段与平行线相交,从而构造一对全等三角形,并将已知条件中的线段和角进行转移
如图,已知AB∥CD,点E,F分别在直线AB、CD上,点O为线段EF的中点,延长PO交CD于点Q,证明△POE≌△QOF
模型九:婆罗摩笈多模型
全等模型
模型解读
常见模型
解题思路
向外作双等腰直角三角形(知中点,证垂直)
条件:AB⊥AD,AC⊥AE,AB=AD,AC=AE,F是BC的中点
方法:倍长中线AF
结论:AF⊥DE,DE=2AF
向外作双等腰直角三角形(知垂直,证中点)
条件:AB⊥AD,AC⊥AE,AB=AD,AC=AE,AF⊥BC
方法:作DM⊥AF,EN⊥AF
结论:G是DE的中点,BC=2AG
向内作双等腰直角三角形(知中点,证垂)
条件:AB⊥AD,AC⊥AE,AB=AD,AC=AE,F是BC的中点
方法:倍长中线AF
结论:AF⊥DE,DE=2AF
向内作双等腰直角三角形(知垂直,证中点)
条件:AB⊥AD,AC⊥AE,AB=AD,AC=AE,AF⊥BC
方法:作DM⊥AF,EN⊥AF
结论:G是DE的中点,BC=2AG
知识点2 全等三角形构造方法
构造方法一:截长补短法
全等模型
模型解读
常见模型
解题思路
截长补短法
截长,指在长线段中截取一段等于已知线段;补短,指将短线段延长,延长后的线段等于已知线段
截长法: 补短法:
该类题目中常出现等腰三角形、角平分线等关键词,通过截长补短法构造全等三角形,再利用全等三角形的判定和性质进行解题
构造方法二:倍长中线法
全等模型
模型解读
常见模型
解题思路
倍长中线法
给出中线,通过延长中线的方法构造全等三角形,达到解题目的
通过延长中线,构造全等三角形,得到△ACD≌△EBD,△ABD≌△ECD
考点1:公共边模型
【典例精讲】已知,如图中,,,的平分线交于点,,
求证:.
【答案】见解析.
【思路引导】延长BD交CA的延长线于F,先证得△ACE≌△ABF,得出CE=BF;再证△CBD≌△CFD,得出BD=DF;由此得出结论即可.
【规范解答】证明:如图,
延长交的延长线于,
平分
【考点剖析】此题考查三角形全等的判定与性质,角平分线的性质,根据已知条件,作出辅助线是解决问题的关键.
【变式训练】(24-25八年级上·黑龙江伊春·期末)如图,BN为∠MBC的平分线,P为BN上一点,且PD⊥BC于点D,∠APC+∠ABC=180°,给出下列结论:①∠MAP=∠BCP;②PA=PC;③AB+BC=2BD;④四边形BAPC的面积是△PBD面积的2倍,其中结论正确的个数有( )
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
【答案】A
【思路引导】过点P作PK⊥AB,垂足为点K.证明Rt△BPK≌Rt△BPD,△PAK≌△PCD,利用全等三角形的性质即可解决问题.
【规范解答】解:过点P作PK⊥AB,垂足为点K.
∵PK⊥AB,PD⊥BC,∠ABP=∠CBP,
∴PK=PD,
在Rt△BPK和Rt△BPD中,
,
∴Rt△BPK≌Rt△BPD(HL),
∴BK=BD,
∵∠APC+∠ABC=180°,且∠ABC+∠KPD=180°,
∴∠KPD=∠APC,
∴∠APK=∠CPD,故①正确,
在△PAK和△PCD中,
,
∴△PAK≌△PCD(ASA),
∴AK=CD,PA=PC,故②正确,
∴BK﹣AB=BC﹣BD,
∴BD﹣AB=BC﹣BD,
∴AB+BC=2BD,故③正确,
∵Rt△BPK≌Rt△BPD,△PAK≌△PCD(ASA),
∴S△BPK=S△BPD,S△APK=S△PDC,
∴S四边形ABCP=S四边形KBDP=2S△PBD.故④正确.
故选A.
【考点剖析】本题考查全等三角形的判定和性质,角平分线的性质等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造全等三角形解决问题,属于中考常考题型.
考点2:公共角模型
【典例精讲】(2022·湖北襄阳·中考真题)如图,在△ABC中,AB=AC,BD是△ABC的角平分线.
(1)作∠ACB的角平分线,交AB于点E(尺规作图,不写作法,保留作图痕迹);
(2)求证:AD=AE.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【思路引导】(1)按照角平分线的作图步骤作图即可.
(2)证明△ACE≌△ABD,即可得出AD=AE.
【规范解答】(1)解:如图所示,CE即为所求.
(2)证明:∵AB=AC,
∴∠ABC=∠ACB,
∵BD是∠ABC的角平分线,CE是∠ACB的角平分线,
∴,,
∴∠ABD=∠ACE,
∵AB=AC,∠A=∠A,
∴△ACE≌△ABD(ASA),
∴AD=AE.
【考点剖析】本题考查尺规作图、全等三角形的判定与性质,熟练掌握角平分线的作图步骤以及全等三角形的判定与性质是解答本题的关键.
【变式训练】(21-22八年级上·吉林·期中)在中,∠BAC=90°,,点D为直线BC上一动点(点D不与B,C重合),以AD为直角边在AD右侧作等腰直角三角形ADE(,),连接CE.
(1)如图1,当点D在线段BC上时,猜想:BC与CE的位置关系,并说明理由;
(2)如图2,当点D在线段CB的延长线上时,(1)题的结论是否仍然成立?说明理由;
(3)如图3,当点D在线段BC的延长线上时,结论(1)题的结论是否仍然成立?不需要说明理由.
【答案】(1)BC⊥CE,见解析;(2)成立,见解析;(3)成立
【思路引导】(1)先证∠2=∠3,再证△ABD≌△ACE(SAS),得出∠4=∠5,求出∠4=∠6=45°,∠5=45°即可;
(2)先证∠2=∠3,再证△ABD≌△ACE(SAS),得出∠ABD=∠ACE,求出∠ABC=∠ACB=45°,得出∠ABD=∠ACE=135°即可;
(3)先证∠BAD=∠CAE,再证△ABD≌△ACE(SAS),得出∠ABD=∠ACE,再求∠ABC=∠ACB=45°,得出∠ABD=∠ACE=45°.
【规范解答】解:(1)BC与CE的位置关系是BC⊥CE,理由是:
∵∠BAC=∠DAE=90°,
∴∠BAC-∠1=∠DAE-∠1,
即∠2=∠3,
在△ABD和△ACE中,
,
∴△ABD≌△ACE(SAS),
∴∠4=∠5,
∵∠BAC=90°,AB=AC,
∴∠4=∠6=45°,
∴∠5=45°,
∴∠BCE=∠5+∠6=45°+45°=90°,
即BC⊥CE;
(2)成立.理由是:
∵∠BAC=∠DAE=90°,
∴∠BAC-∠1=∠DAE-∠1,
即∠2=∠3,
在△ABD和△ACE中,
,
∴△ABD≌△ACE(SAS),
∴∠ABD=∠ACE,
∵∠BAC=90°,AB=AC,
∴∠ABC=∠ACB=45°,
∴∠ABD=∠ACE=135°,
∴∠BCE=∠ACE-∠ACB=135°-45°=90°,
即BC⊥CE;
(3)成立
∵∠BAC=∠DAE=90°,
∴∠BAC+∠CAD=∠DAE+∠CAD,
即∠BAD=∠CAE,
在△ABD和△ACE中,
,
∴△ABD≌△ACE(SAS),
∴∠ABD=∠ACE,
∵∠BAC=90°,AB=AC,
∴∠ABC=∠ACB=45°,
∴∠ABD=∠ACE=45°,
∴∠BCE=∠ACE+∠ACB=45°+45°=90°.
【考点剖析】本题考查图形变换中结论问题,等腰直角三角形性质,三角形全等判定与性质,角的和差运用,直线位置关系,掌握等腰直角三角形性质,三角形全等判定与性质,角的和差运用,直线位置关系垂直的证法是解题关键.
考点3:х模型
【典例精讲】(24-25八年级上·湖南邵阳·期末)数学兴趣小组在活动时,老师提出了这样一个问题:如图1,在中,,,是的中点,求边上的中线的取值范围.
小明在组内经过合作交流,得到了如下的解决方法:延长到,使,请补充完整证明.“∴”的推理过程.
(1)求证:∴;
证明:∵延长到点,使,
在和中(已作),
(______),
(中点定义),
∴(______),
(2)由(1)的结论,根据与之间的关系,探究得出的取值范围;
(3)【感悟】解题时,条件中若出现“中点”“中线”等字样,可以考虑延长中线构造全等三角形,把分散的已知条件和所求证的结论集合到同一个三角形中.
【问题解决】
如图2,中,,,是的中线,,,且,求的长.
【答案】(1)对顶角相等,;(2);(3)
【思路引导】本题主要考查全等三角形的判定和性质、三角形三边关系及垂直平分线的判定和性质,解题的关键是作辅助线.
(1)根据题干已知可得;
(2)根据全等三角形性质得,利用三角形三边关系即可求得答案;
(3)延长交于点,证明,根据全等性质得,,利用得垂直平分,即可求得答案.
【规范解答】证明:(1)∵延长到点,使,
在和中,(已作),
(对顶角相等),
(中点定义),
∴,
故答案为:对顶角相等,;
(2)∵,
∴,
∴,
则,
故,
即;
(3)延长交的延长线于点,如图;
∵,,
∴,
∵是的中线,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,;
又∵,
∴垂直平分,
∴.
【变式训练】(18-19八年级上·福建龙岩·期中)数学兴趣小组在活动时,老师提出了这样一个问题:如图1,在中,,D是的中点,求边上的中线的取值范围.
小明在组内经过合作交流,得到了如下的解决方法:延长到,使,请补充完整证明.
“”的推理过程.
(1)求证:
证明:延长到点,使
在和中(已作),
(_________ )
(中点定义)
(_________ ),
(2)探究得出的取值范围是_____;
【感悟】解题时,条件中若出现“中点”“中线”等字样,可以考虑延长中线构造全等三角形,把分散的已知条件和所求证的结论集合到同一个三角形中.
【问题解决】
(3)如图2,中,是的中线,,且,求的长.
【答案】(1)对顶角相等,;(2);(3)6
【思路引导】本题主要考查全等三角形的判定和性质、三角形三边关系及垂直平分线的判定和性质,解题的关键是作辅助线.
(1)根据题干已知可得;
(2)根据全等三角形性质得,利用三角形三边关系即可求得答案;
(3)延长交于点,证明 ,根据全等性质得,,利用得垂直平分,即可求得答案.
【规范解答】证明:(1)延长到点,使
在和中,(已作)
(对顶角相等)
(中点定义)
,
故答案为:对顶角相等,;
(2)∵,
∴,
∴,则,
故,即,
故答案为:;
(3)延长交的延长线于点,如图
∵,,
∴
∵是的中线,
∴,
在和中
∴
∴,,
又∵,
∴垂直平分,
∴.
考点4:角平分线模型
【典例精讲】(22-23八年级上·河南新乡·期中)如图,平分,于点,.求证:.
【答案】见解析
【思路引导】本题考查了全等三角形的判定与性质,角平分线上的点到角的两边距离相等的性质,解决本题的关键是作辅助线构造全等三角形,首先过点作,交的延长线于点,可证,根据可证,所以可得,等量代换可证结论成立.
【规范解答】证明:如图所示,过点作,交的延长线于点.
平分,,
,
,,
.
在和中,
,
,
在和中,
,
,
,
.
【变式训练】(24-25八年级上·江西宜春·期中)阅读材料:截长补短法,是初中数学几何题中一种辅助线的添加方法.截长就是在长边上截取一条线段与某一短边相等,补短是通过在一条短边上延长一条线段与另一长边相等,从而解决问题.依据上述材料,解答下列问题:如图1,在中,平分,交于点,且,求证:.
(1)为了证明结论“”,小亮在上截取,使得,连接,解答了这个问题,请按照小亮的思路写证明过程;(提示:如果一个三角形有两个角相等,那么这两个角所对的边也相等)
(2)如图2,在四边形中,已知,,,,是的高,,,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)的长为14
【思路引导】(1)在上截取,使得,连接,根据角平分线的定义得出,利用证明,从而可得,,再利用三角形外角的性质可得,从而可得,推出,进而得出,即可得证;
(2)在上截取,连接,由三角形内角和定理可得,证明得出,再证明得出,求出,即可得解.
【规范解答】(1)证明:在上截取,使得,连接,
平分,
∴,
,
∴,
,,
∵,
,
是的一个外角,
,
,
,
,
,
;
(2)解:在上截取,连接,
,,
∴,
,
,
,
,
,
,
,
,,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
的长为14.
【考点剖析】本题考查了全等三角形的判定与性质、角平分线的性质、三角形内角和定理、三角形外角的定义及性质,熟练掌握以上知识点并灵活运用,添加适当的辅助线是解此题的关键.
考点5:垂直模型
【典例精讲】(24-25八年级上·福建南平·期中)如图,在中,,,分别过点B、点C作过点A的直线的垂线、,垂足为点D、E.若,,求的长.
【答案】
【思路引导】本题主要考查了全等三角形的性质与判定,根据等角的余角相等得到,然后利用证明,可以得到,即可解题.
【规范解答】解:解:∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,,
∴.
【变式训练】(14-15八年级上·湖北黄冈·阶段练习)如图,、、都垂直于,且,且,请按照图中所标注的数据,计算图中阴影部分的面积是 .
【答案】50
【思路引导】本题主要考查了全等三角形的判定与性质、直角三角形两锐角互余等知识,熟练运用全等三角形的性质是解题关键.由,,,可以得到,而,,由此可以证明,所以,;同理证得,,,易得,,然后利用割补法和面积公式即可求出图形的面积即可.
【规范解答】解:∵且,,,
∴,
∵,,
∴,
∴,,,
∴
∴,,
同理证得,
∴,,
∴,,
故,
故答案为:50.
考点6:一线三等角模型
【典例精讲】(2025·黑龙江牡丹江·二模)在中,点D在直线上,点E在直线上,直线,交于点G,过C作,交直线于点F,.若是等边三角形,当点D,E分别在线段,上时,如图①,易证:.当点D,E分别在线段,的延长线上时,若是等边三角形,如图②;若为等腰三角形,,,如图③,请分别写出线段,,之间的数量关系,并选择图(2)或图(3)进行证明.
【答案】图②:;图③:,证明见解析
【思路引导】图②:先根据等边三角形的性质,得出,,再证明,从而可得,根据全等三角形的性质可得,,进而可证明是等边三角形,根据等边三角形的性质可得,再根据,可证得;
图③:在上截取,通过构造一线三等角模型证明全等,再利用线段和求得结果:.
【规范解答】解:图②:在上截取,连接,
∵是等边三角形,
∴,,
∵,
,
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴,,,
又,
∴,
∴是等边三角形,
∴,
又,
∴,
又,
∴;
图③:在上截取,
∵,,
∴,,
∴是等边三角形,
∴,,
∴,
∴,
,
,
,
,
在中,,
,
,
,
在与中,
,
,
,
,
即.
【考点剖析】本题考查了等边三角形的判定和性质,全等三角形的判定与性质等知识,解题关键是利用截长补短来证明线段和问题.
【变式训练】在中,,,直线经过点,且于,于.
(1)当直线绕点旋转到图1的位置时,求证:①;②;
(2)当直线绕点旋转到图2的位置时,求证:;
(3)当直线绕点旋转到图3的位置时,试问、、具有怎样的等量关系?请写出这个等量关系,并加以证明.
【答案】(1)①见解析;②见解析;
(2)见解析;
(3),理由见解析.
【思路引导】本题考查了三角形全等的判定与性质,平角的定义,三角形内角和定理,熟练掌握以上知识点是解题的关键.
(1)①通过于,于,,可知,从而推出,结合,,从而得证;②由①可知,,从而知道,,推出;
(2)证明,那么有,,从而推出;
(3)易证,那么有,,从而推出
【规范解答】(1)证明:① 于,于,,
,,
,
,
;
②,
,,
;
(2)证明:,
,,
,
在和中
,
,
,,
;
(3)解:,理由如下:
同(2)可证,
,,
.
考点7:手拉手模型
【典例精讲】(24-25八年级下·江西吉安·期中)如图1,和均为等边三角形,点A,D,E在同一直线上,连接.
(1)求证:;
(2)求的度数;
(3)如图2,若和均为等腰直角三角形,,点A,D,E在同一直线上,于点M,连接.试判断线段之间的数量关系,并说明理由.
【答案】(1)见解析
(2)60度
(3),见解析
【思路引导】(1)利用等边三角形性质证明,根据全等三角形的性质解答;
(2)根据全等三角形的性质得到,计算即可;
(3)同(1)易证,根据全等三角形的性质、等腰直角三角形的性质解答即可.
【规范解答】(1)证明:∵和均为等边三角形,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴;
(2)解:∵为等边三角形,
∴,
∵点A,D,E在同一直线上,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴.
(3)解:.
理由如下:∵和均为等腰直角三角形,
∴
∴
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
又∵为等腰直角三角形,,
∴,
∵,
∴.
【考点剖析】本题主要考查了三角形全等的判定和性质,等腰直角三角形的性质,等边三角形的性质,解题的关键是熟练掌握三角形全等的判定方法.
【变式训练】(2025八年级下·全国·专题练习)如图,正方形的边长为,为上一点,且,为边上的一个动点,连接,以为边向右侧作等边,连接,则的最小值为 .
【答案】3.5/
【思路引导】本题考查了矩形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,等边三角形的性质等知识,添加恰当辅助线构造全等三角形是解题的关键.如图,以为边作等边三角形,过点作于,于,可证四边形是矩形,可证,由“”可证,可得,当时,有最小值,即有最小值,即可求解.
【规范解答】解:如图,以为边作等边三角形,连接,过点作于,于,
又∵,
∴四边形是矩形,
∴,
∵,
∴,
∵是等边三角形,,
∴,,,
∴,
∵是等边三角形,
∴,,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴当时,有最小值,即有最小值,
∴点与点重合时,,
故答案为:.
考点8:半角模型
【典例精讲】(24-25九年级下·全国·假期作业)综合与实践
【问题情境】在数学综合实践课上,同学们以四边形为背景,探究非动点的几何问题.若四边形是正方形,,分别在边,上,且,我们称之为“半角模型”,在解决“半角模型”问题时,旋转是一种常用的方法.
(1)【初步尝试】如图,将绕点顺时针旋转,点与点重合,得到,连接.用等式写出线段,,的数量关系,并说明理由;
(2)【类比探究】小启改变点的位置后,进一步探究:如图,点,分别在正方形的边,的延长线上,,连接,用等式写出线段,,的数量关系,并说明理由;
(3)【拓展延伸】李老师提出新的探究方向:如图,在四边形中,,,,点,分别在边,上,,用等式写出线段,,的数量关系,并说明理由.
【答案】(1);理由见解析
(2);理由见解析
(3);理由见解析
【思路引导】(1)由旋转的性质和正方形的性质,先证,,三线共线,再证,进而证明,推出,可得;
(2)在上取,连接,依次证明,,可得;
(3)将绕点逆时针旋转得,先证,,三点共线,由(1)同理可得,进而可得.
【规范解答】(1)解:,理由如下:
由旋转的性质,可知,,,,
又正方形中,,
,
,,三线共线,
,
,
在和中,
,
,
,
,
.
(2)解:,理由如下:
如图,在上取,连接,
在正方形中,,,
,
在和中,
,
,
,,
,
,
,
在和中,
,
,
,
,
.
(3)解:,理由如下:
如图,将绕点逆时针旋转得,
,,,
,
,
,,三点共线,
由(1)同理可得,
.
【考点剖析】本题考查的知识点是旋转的性质,正方形的性质,全等三角形的判定和性质,解题关键是熟练运用“半角模型”,正确作出辅助线.
【变式训练】(24-25八年级下·山东济南·阶段练习)我们可以通过类比联想,引申拓展研究典型题目,可达到解一题知一类的目的,下面是一个案例,请补充完整.
原题:如图1,点E、F分别在正方形的边上,,连接,则,试说明理由.
(1)思路梳理
∵,
∴把绕点A逆时针旋转至,可使与重合.
∵,
∴,点F、D、G共线.
易证 ,得.
(2)类比引申
如图2,四边形中,,点E、F分别在边上,.若都不是直角,则当时,是否仍有,并说明理由.
(3)联想拓展
如图3,在中,,,点D、E均在边上,且.猜想应满足的等量关系,并写出推理过程.
【答案】(1)
(2)当时,仍有;见解析
(3)
【思路引导】(1)把绕点A逆时针旋转至,可使与重合,证出,根据全等三角形的性质得出,即可得出答案;
(2)把绕点A逆时针旋转至,可使与重合,证出,根据全等三角形的性质得出,即可得出答案;
(3)把旋转到的位置,连接,证明,则,,是直角三角形,根据勾股定理即可作出判断.
【规范解答】(1)解:∵,
∴把绕点A逆时针旋转至,可使与重合.
∵,
∴,点F、D、G共线,
则,,
∴,
在和中,
,
∴,
∴;
故答案为:;
(2)解:当时,仍有;理由如下:
∵,
∴把绕点A逆时针旋转至,可使与重合,如图2所示:
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴
∴点F、D、G共线,
在和中,
,
∴,
∴,
∵,
∴;
(3)解:.理由如下:
把绕点A顺时针旋转到的位置,连接,如图3所示:
则,,
∴,
∵,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴是直角三角形,
∴,
∴.
【考点剖析】本题是四边形综合题目,考查了全等三角形的性质和判定,正方形的性质,等腰直角三角形的性质、勾股定理等知识;本题综合性比较强,能正确作出辅助线得出全等三角形是解题的关键.
考点9:边边角模型(胖瘦模型)
【典例精讲】如图,OC平分∠MON,A、B分别为OM、ON上的点,且BO>AO,AC=BC,求证:∠OAC+∠OBC=180°.
【答案】见解析.
【思路引导】如图,作CE⊥ON于E,CF⊥OM于F.由Rt△CFA≌Rt△CEB,推出∠ACF=∠ECB,推出∠ACB=∠ECF,由∠ECF+∠MON=360°﹣90°﹣90°=180°,可得∠ACB+∠AOB=180°,推出∠OAC+∠OBC=180°.
【规范解答】如图,作CE⊥ON于E,CF⊥OM于F.
∵OC平分∠MON,CE⊥ON于E,CF⊥OM于F.
∴CE=CF,
∵AC=BC,∠CEB=∠CFA=90°,
∴Rt△CFA≌Rt△CEB(HL),
∴∠ACF=∠ECB,
∴∠ACB=∠ECF,
∵∠ECF+∠MON=360°﹣90°﹣90°=180°,
∴∠ACB+∠AOB=180°,
∴∠OAC+∠OBC=180°.
【考点剖析】本题考查全等三角形的判定和性质,四边形内角和定理等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造全等三角形解决问题.
【变式训练】如图,在四边形ABCD中,已知BD平分∠ABC,∠BAD+∠C=180°,求证:AD=CD.
【答案】见解析
【规范解答】试题分析:在边BC上截取BE=BA,连接DE,根据SAS证△ABD≌△EBD,推出AD=ED,∠A=∠BED,求出∠DEC=∠C即可.
试题解析:证明:在边BC上截取BE=BA,连接DE.∵BD平分∠ABC,∴∠ABD=∠CBD.在△ABD和△EBD中,,∴△ABD≌△EBD (SAS),∴AD=ED,∠A=∠BED.∵∠A+∠C=180°,∠BED+∠CED=180°,∴∠C=∠CED,∴CD=ED,∴AD=CD.
点睛:本题考查了等腰三角形的判定,全等三角形的性质和判定等知识点的应用,解答此题的关键是正确作辅助线,又是难点,解题的思路是把AD和CD放到一个三角形中,根据等腰三角形的判定进行证明,题型较好,有一定的难度.
考点10:等腰旋转(旋转模型)
【典例精讲】(22-23七年级下·山东青岛·期末)已知点C为线段上一点,分别以为边在线段AB同侧作和,且.,,直线与交于点F.
(1)如图1,可得___________;若,则___________.
(2)如图2,若,则___________.(用含a的式子表示)
(3)设,将图2中的绕点C顺时针旋转任意角度(交点F至少在中的一条线段上),如图3.试探究与a的数量关系,并予以说明.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【思路引导】(1)根据证明,得出,根据三角形的内角和定理即可得到,进而可得答案;
(2)根据证明,得出,根据三角形的内角和定理即可得到,进而可得答案;
(3)分三种情况:当交点F在线段上,在线段上,在线段上时;结合图形,仿照(2)小题的证明解答即可.
【规范解答】(1)∵,
∴,
在和中,
∴(),
∴,
∵,
∴,
∴;
故答案为:;
(2)∵,
∴,
在和中,
∴(),
∴,
∵,
∴,
∴;
故答案为:;
(3)当交点F在线段上时,如图3,
∵,
∴,
在和中,
∴(),
∴,
∵,
∴,
∴;
当交点F在线段上时,如图4,
同理可得:;
当交点F在线段上时,如图5,
∵,
∴,
在和中,
∴(),
∴,
∵,
∴;
综上,或.
【考点剖析】本题考查了全等三角形的判定和性质、旋转的性质、三角形的内角和定理等知识,正确分类、熟练掌握全等三角形的判定和性质是解题的关键.
【变式训练】(21-22八年级上·重庆九龙坡·期中)如图1,已知△ABC、△ADE都是等边三角形,点E在直线BC上,F在直线AC上,且FE=EA,DE与AB相交于点G,连接BD、EF.
(1)如图1,当点E在线段BC上时,
①求证:∠BAE=∠BDE;
②求证:BD+CF=BC.
(2)如图2,如果点E在线段BC的延长线上,其他条件不变,请直接写出线段BD、CF、BC三条线段之间的数量关系.
【答案】(1)①见解析;②见解析;(2)CF=BC+BD,理由见解析
【思路引导】(1)①先证明得到,得到,从而证得∠BAE=∠BDE;
②结合,得到,继而证明,得到,结合图形即可得到BD+CF=BC;
(2)先证,得到,继而证明,得到,结合图形即可得到CF=BC+BD;
【规范解答】解:①∵△ABC、△ADE都是等边三角形,
∴=DE,
,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵
∴∠BAE=∠BDE
②∵,
∴,
∵∠DBE=∠DBA+∠ABC=60º+60º=120º,
又∠ECF=180º-∠ACB=180º-60º=120º,
∴∠DBE=∠ECF
∵FE=EA
∴∠EAC=∠EFA
∴
又,而
∴
∴∠EFA=∠BED
又∵FE=EA=DE
∴
∴,
∴
(2),简证如下:
∵△ABC、△ADE都是等边三角形,
同理可得:,得到,,
由,
得到,
又FE=EA,∴∠EAC=∠EFA,∴
又,而,
∴∠DAB=∠BED,
∴∠EFA=∠BED,
∴
∴
【考点剖析】本题主要考查等边三角形的性质和全等三角形的判定和性质,熟练掌握等边三角形的性质和全等三角形的判定和性质是解题的关键.
考点11:双等腰旋转(旋转模型)
【典例精讲】(20-21八年级上·宁夏固原·阶段练习)已知与都是等腰直角三角形,且.求证:
(1);
(2).
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【思路引导】(1)与都是等腰直角三角形得到两组对边分别相等,利用两直角都加一个公用角推得,利用两边夹角相等的两个三角形全等证明即可;
(2)设与交于F,由的性质得,利用直角三角形中两锐角互余,利用相等关系推出(即)由三角形内角和求出即可.
【规范解答】(1)与都是等腰直角三角形,
∴,
∵,
∴,
∴,
在和中,
∵
∴;
(2)设与交于F,
∵,
∴,
∵,
∵,
∴(即),
∴,
∴.
【考点剖析】本题考查三角形全等,和全等下的两对应线段的位置关系问题,掌握全等三角形的证明方法,会利用等式的性质补足全等的条件,会利用直角三角形两锐角互余的代换等量证线段的位置关系是解题关键.
【变式训练】(21-22八年级上·河南许昌·期末)如图,在中,,点D在内,,,点E在外,.
(1)的度数为_______________;
(2)小华说是等腰三角形,小明说是等边三角形,___________的说法更准确,并说明理由;
(3)连接,若,求的长.
【答案】(1)
(2)小明,理由见解析
(3)5
【思路引导】(1)首先证明△DBC是等边三角形,推出∠BDC=60°,可证明△ADB≌△ADC,继而推出∠ADB=∠ADC进行计算即可;
(2)小明更准确,△ABE是等边三角形.只需证明△ABD≌△EBC即可;
(3)首先证明△DEC是含有30度角的直角三角形,求出EC的长,利用全等三角形的性质即可解决问题.
【规范解答】(1)解:∵BD=BC,∠DBC=60° ,
∴△DBC是等边三角形 ,
∴DB=DC,∠BDC=∠DBC=∠DCB=60°.
在△ADB和△ADC中, ,
∴△ADB≌△ADC(SSS),
∴∠ADB=∠ADC ,
∴∠ADB=(360°﹣60°)=150°.
(2)解:小明的说法更准确,理由如下:
∵∠ABE=∠DBC=60°,
∴∠ABD=∠EBC ,
在△ABD和△EBC中,
∴△ABD≌△EBC(ASA),
∴AB=BE .
∵∠ABE=60° ,
∴△ABE是等边三角形.
(3)解:连接DE,如图所示,
∵∠BCE=150°,∠DCB=60° ,
∴∠DCE=90°,
∵∠EDB=90°,∠BDC=60° ,
∴∠EDC=30° ,
∴ .
∵△ABD≌△EBC,
∴.
【考点剖析】本题考查全等三角形的判定和性质、等边三角形的判定和性质、30度角的直角三角形的性质等知识,解题的关键是熟练掌握全等三角形的判定和性质.
考点12:互补型旋转(旋转模型)
【典例精讲】【初步探索】
(1)如图1,在四边形中,,E,F分别是上的点,且,探究图中之间的数量关系.
小明同学探究此问题的方法是:延长到点G,使.连接,先证明,再证明,可得出结论,则他的结论应是______.
【灵活运用】
(2)如图2,若在四边形中,,E,F分别是上的点,且,上述结论是否仍然成立,并说明理由;
【拓展延伸】
(3)如图3,已知在四边形中,,若点E在的延长线上,点F在的延长线上,且仍然满足,请直接写出与的数量关系.
【答案】(1)(2)仍成立,理由见解析(3)
【思路引导】本题主要考查了全等三角形的判定以及性质的综合应用,解决问题的关键是作辅助线构造全等三角形,根据全等三角形的对应角相等进行推导变形.解题时注意:同角的补角相等.
(1)延长到点G,使,连接,可判定,进而得出,,再判定,可得出,据此得出结论;
(2)延长到点G,使,连接,先判定,进而得出,,再判定,可得出;
(3)在延长线上取一点G,使得,连接,先判定,再判定,得出,最后根据,推导得到,即可得出结论.
【规范解答】解:(1)结论:.
理由:如图1,延长到点G,使,连接,
在和中,
,
∴,
∴,
∵,
∴,
在和中,
,
∴,
∴.
故答案为:;
(2)仍成立,理由:
如图2,延长到点G,使,连接,
∵
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∵,
∴,
在和中,
,
∴,
∴;
(3)结论:.
理由:如图3,在延长线上取一点G,使得,连接,
∵,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∵,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
即,
∴.
【变式训练】在内有一点D,过点D分别作,垂足分别为B,C.且,点E,F分别在边和上.
(1)如图1,若,请说明;
(2)如图2,若,猜想具有的数量关系,并说明你的结论成立的理由.
【答案】(1)见解析
(2),理由见解析
【思路引导】本题主要考查了全等三角形的判定与性质,灵活运用、、证明三角形全等成为解题的关键.
(1)根据题目中的条件和可证,再根据全等三角形的性质即可证明结论;
(2)如图:过点D作交于点G,从而可以得到,然后即可得到,再证明,即可得到,即可确定具有的数量关系.
【规范解答】(1)解:∵,
∴,
在和中,
∵,
∴.
∴.
(2)解:,理由如下:
如图:过点D作交于点G,
在和中,,
∴,
∴.
∵,
∴,
∴,
∴.
在和中,
∴.
∴,
∴.
考点13:作平行线法
【典例精讲】(23-24八年级上·黑龙江哈尔滨·期中)在中,,点在上,点在上,连接和交于点,.
(1)如图1,求证:;
(2)如图2,连接,若平分,求证:;
(3)如图3,在(2)的条件下,点在的延长线上,连接,时,若,,求的长.
【答案】(1)证明见解析;
(2)证明见解析;
(3).
【思路引导】本题主要考查了等腰三角形、全等三角形的判定和性质,
(1)利用三角形外角的性质可得,再结合已知可得,根据等边对等角可得,即可得出结论;
(2)过点C作、垂足分别为M、N,过点A作垂足为Q,构造,得,由角平分线性质可得,进而证明,即可得出结论;
(3)过点C作交于P,作交延长线于G,由角平分线+平行线可得:,利用中点加平行模型可得,,进而可得,,结合已知可得,,由此即可得出.
【规范解答】(1)解:∵,,
∴,
又∵,,
∴,
∵,
∴,
∴.
(2)过点C作、垂足分别为M、N,过点A作垂足为Q,
在和中,
∴,
∴,
又∵,,平分,
∴,
在和中,
,
∴
∴.
(3)过点C作交于P,作交延长线于G,
∴,,
又∵,
∴,
∴,
在和中,
∴,
∴,,
同理可得:,,,
∵,,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,,
∴,
∴,
∴,
在和中,
∴,
∴,
∵,,
∴,
,
∴
【考点剖析】本题涉及了等腰三角形的性质和判定、全等三角形的判定和性质、三角形外角的性质、角平分线的定义和性质、平行线的性质等知识;解题关键是作辅助线构造三角形全等转化线段关系,(2)利用了垂直全等模型和角平分线性质,(3)利用中点+平行线构造三角形全等.
【变式训练】(21-22八年级上·贵州黔西·期末)如图,△ABC是边长为4的等边三角形,点P在AB上,过点P作PE⊥AC,垂足为E,延长BC至点Q,使CQ=PA,连接PQ交AC于点D,则DE的长为( )
A.1 B.1.8 C.2 D.2.5
【答案】C
【思路引导】过作的平行线交于,通过证明≌,得,再由是等边三角形,即可得出.
【规范解答】解:过作的平行线交于,
,
是等边三角形,
,,
是等边三角形,
,
∵CQ=PA,
∴
在中和中,
,
≌,
,
于,是等边三角形,
,
,
,
,
,
故选:C.
【考点剖析】本题主要考查了等边三角形的判定与性质,全等三角形的判定与性质,作辅助线构造全等三角形是解题的关键.
考点14:作垂线
【典例精讲】(23-24八年级上·北京海淀·期中)小宇和小明一起进行数学游戏:已知,将等腰直角三角板摆放在平面内,使点A在的内部,且两个底角顶点B,C分别放在边上.
(1)如图1,小明摆放,恰好使得,又由于是等腰直角三角形,,从而直接可以判断出点A在的角平分线上.请回答:小明能够直接作出判断的数学依据是______.
(2)如图2,小宇调整了的位置,请判断平分是否仍然成立?若成立,请证明,若不成立,请举出反例.
【答案】(1)角的内部到角的两边距离相等的点,都在这个角的平分线上.
(2)成立,证明见解析.
【思路引导】(1)根据角的内部到角的两边距离相等的点,都在这个角的平分线上,由此即可得出结论;
(2)成立,过点A作,,构造全等三角形即可证明,从而得出结论成立.
【规范解答】(1)解:因为,,根据角的内部到角的两边距离相等的点,都在这个角的平分线上,所以点A在的角平分线上
故答案为:角的内部到角的两边距离相等的点,都在这个角的平分线上.
(2)结论:平分仍然成立;
证明:如解图3,过点A作,,
∴,
又∵,
∴,
∴,
又∵,
∴,
在和中,
∴
∴,
又∵,,
∴平分,
故(1)结论正确.
【考点剖析】本题考查了全等三角形的判定及性质,角平分线的判定,熟练掌握全等三角形的性质及判定、角平分线判定定理是解题的关键.
【变式训练】(22-23八年级上·湖北武汉·期中)定义:三角形一个内角的平分线所在的直线与另一个内角相邻的外角的平分线相交所成的锐角称为该三角形第三个内角的遥望角.
(1)如图1所示,是中的遥望角,直接写出与的数量关系__________;
(2)如图1所示,连接,猜想与的数量关系,并说明理由;
(3)如图2,四边形中,,点E在的延长线上,连,若已知,求证:是中的遥望角.
【答案】(1)
(2),理由见解析
(3)见解析
【思路引导】(1)运用角平分线的定义,以及三角形外角的性质,推导得到,,进而可得;
(2)过点E作交的延长线于点M,作交于点N,作交的延长线于点H,由角平分线的性质定理和判定定理可得,根据可得;
(3)过D作交于点M,过D作交的延长线于点N,先证四边形是矩形,再证,最后证得平分,平分即可.
【规范解答】(1)解: 是中的遥望角,
平分,平分,
,,
,
,
又 ,
,
故答案为:;
(2)解:,理由如下:
如图,过点E作交的延长线于点M,作交于点N,作交的延长线于点H,
平分,,,
,
同理,
,
,,
平分,即,
,
;
(3)证明:如图,过D作交于点M,过D作交的延长线于点N,
,,,
,
四边形是矩形,
,即,
,
,
,
在和中,
,
,
,
,,
平分,
,
,,
,
,
,
,
,
平分,
平分,
是中的遥望角.
【考点剖析】本题考查角平分线的性质及判定,全等三角形的性质及判定,三角形外角的定义和性质,等腰三角形的性质等,熟练掌握角平分线的性质定理及判定定理是解题的关键.
考点15:倍长中线
【典例精讲】(24-25八年级上·浙江台州·期末)如图,在中,,,点为三角形内部一点且,点为中点,连接,,作,且,当 时,为直角三角形.
【答案】或/或
【思路引导】本题主要考查了全等三角形的判定和性质、等腰三角形的性质、三角形内角和等内容,作出合适的辅助线,构造全等三角形是解题的关键.
分类讨论,当时或时,延长到点,使,连接、,先证,再证,最后证,得,即可得解.
【规范解答】解:①当时,如图,延长到点,使,连接、,
,
,
在△和△中,
,
,
,,
是中点,
,
在△和△中,
,
,
,,,
,
,
,
,
,
,,
,
,,
,
,
在△和△中,
,
,
,,
,
,
;
②当时,如图,延长到点,使,连接、,
同①理可得,
;
综上,的度数为或,
故答案为:或.
【变式训练】(24-25八年级上·河南信阳·期末)【发现问题】(1)课外兴趣小组活动时,老师提出了如下问题:在中,若,求边上的中线的取值范围.小亮在组内经过合作交流,得到了如下解决方法:如图①,延长到点E,使,连接,得到,他用到的判定定理是__________;(用字母表示),可以求得边上的中线的取值范围是__________.
【解决问题】
(2)小刚发现,解题时,条件中若出现“中点”,“中线”的字样,可以考虑构造全等三角形,要学好数学一定要多思考,做到举一反三,于是他又提出了一个新的问题:如图,当平分时,若,求的值(用含m,n的式子表示);
(3)如图,平分,延长到E,使得,连接,若,求的值.
【答案】(1);;(2);(3)16
【思路引导】本题考查了全等三角形的判定与性质,角平分线性质和三角形的面积公式,能根据(1)(2)得出规律是解此题的关键.
(1)根据定理解答,再根据全等三角形的性质得到,根据三角形的三边关系计算,得到答案;
(2)过作于,于,根据角平分线性质求出,根据三角形面积公式求出即可;
(3)根据已知和(1)(2)的结论求出和的面积,即可求出答案.
【规范解答】解:(1)解:,,,
,
小亮证明用到的判定定理是,
,
,
在中,,
,
,
,
故答案为:;,;
(2)如图,过作于,于,
为的角平分线,
,
,,
;
(3),
由(1)知:,
,
,
,,平分,
由(2)知:,
,
.
考点16:截长补短
【典例精讲】(24-25八年级上·云南保山·期末)(1)【问题背景】如图1:在四边形中,,,.E、F分别是、上的点.且.探究图中线段之间的数量关系,小王同学探究此问题的方法是:延长到点,使.连结,先证明,再证明,可得出结论,他的结论应是______;
(2)【探索延伸】如图2,若在四边形中,,.分别是上的点,且,上述结论是否仍然成立?并说明理由;
(3)【实际应用】如图3,在某次军事演习中,舰艇甲在指挥中心(处)北偏西的处,舰艇乙在指挥中心南偏东的处,并且两舰艇到指挥中心的距离相等,接到行动指令后,舰艇甲向正东方向以60海里/小时的速度前进,同时舰艇乙沿北偏东的方向以80海里/小时的速度前进,1.5小时后指挥中心观测到甲、乙两舰艇分别到达、处,且两舰艇之间的夹角为 ,试求此时两舰艇之间的距离.
【答案】(1);(2)仍然成立,理由见详解(3)210海里
【思路引导】主要考查了全等三角形的判定,全等三角形对应边相等的性质,实际问题的转化,本题中求证是解题的关键.
(1)延长到点G,使,连结,即可证明,可得,再证明,可得,即可解题;
(2)延长到点G,使,连结,即可证明可得 再证明可得即可解题;
(3)连接,延长相交于点C,然后与(2)同理可证.
【规范解答】解:(1)
在和中,
,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∵,
∵
(2)仍然成立
理由:如图,延长至点,使,连接
,
,
,
即
,
(3)如图,连接,延长、相交与点,
在四边形中,
,
,符合(2)中的条件.
结论成立
即(海里)
答:此时两舰艇之间的距离为210海里
【变式训练】(24-25八年级上·福建泉州·期中)如图,是等边三角形,,分别是的延长线和的延长线上的点,,延长交于点,是上一点,且,交于点.下列结论:①;②;③;④.其中正确的是 .(填序号).
【答案】①②③
【思路引导】设,证明,可得①符合题意;连接,求解,证明,可得②符合题意;过作交于,截取,而,证明,可得③符合题意;作,连接,证明,可得,,再证明,可得④不符合题意;从而可得答案.
【规范解答】解:如图,设,
∵是等边三角形,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,,又,
∴,
∴,故①符合题意;
连接,
∵,
∴,,
∴,
∴,又
∴,
∴,故②符合题意;
过作交于,截取,而,
∴,为等边三角形,
∴,,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∴,故③符合题意;
作,连接,
∵,,
∴,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,故④不符合题意;
故答案为:①②③.
【考点剖析】本题考查的是全等三角形的判定与性质,等腰三角形的判定与性质,等边三角形的判定与性质,三角形的内角和定理及外角性质的应用,作出合适的辅助线是解本题的关键.
考点17:补全图形法
【典例精讲】(21-22八年级上·江苏苏州·期中)如图,ABC中,AC=BC,∠ACB=90°,AD平分∠BAC交BC于点D,过点B作BE⊥AD,交AD延长线于点E,F为AB的中点,连接CF,交AD于点G,连接BG.
(1)线段BE与线段AD有何数量关系?并说明理由;
(2)判断BEG的形状,并说明理由.
【答案】(1)BE=AD,见解析;(2)BEG是等腰直角三角形,见解析
【思路引导】(1)延长BE、AC交于点H,先证明△BAE≌△HAE,得BE=HE=BH,再证明△BCH≌△ACD,得BH=AD,则BE=AD;
(2)先证明CF垂直平分AB,则AG=BG,再证明∠CAB=∠CBA=45°,则∠GAB=∠GBA=22.5°,于是∠EGB=∠GAB+∠GBA=45°,可证明△BEG是等腰直角三角形.
【规范解答】证:(1)BE=AD,理由如下:
如图,延长BE、AC交于点H,
∵BE⊥AD,
∴∠AEB=∠AEH=90°,
∵AD平分∠BAC,
∴∠BAE=∠HAE,
在△BAE和△HAE中,
,
∴△BAE≌△HAE(ASA),
∴BE=HE=BH,
∵∠ACB=90°,
∴∠BCH=180°﹣∠ACB=90°=∠ACD,
∴∠CBH=90°﹣∠H=∠CAD,
在△BCH和△ACD中,
,
∴△BCH≌△ACD(ASA),
∴BH=AD,
∴BE=AD.
(2)△BEG是等腰直角三角形,理由如下:
∵AC=BC,AF=BF,
∴CF⊥AB,
∴AG=BG,
∴∠GAB=∠GBA,
∵AC=BC,∠ACB=90°,
∴∠CAB=∠CBA=45°,
∴∠GAB=∠CAB=22.5°,
∴∠GAB=∠GBA=22.5°,
∴∠EGB=∠GAB+∠GBA=45°,
∵∠BEG=90°,
∴∠EBG=∠EGB=45°,
∴EG=EB,
∴△BEG是等腰直角三角形.
【考点剖析】本题考查等腰直角三角形的判定与性质,全等三角形的判定与性质等,理解等腰直角三角形的基本性质,并且掌握全等三角形中常见辅助线的作法是解题关键.
【变式训练】在△ABC中,AB=AC,将线段AC绕着点C逆时针旋转得到线段CD,旋转角为,且,连接AD、BD.
(1)如图1,当∠BAC=100°,时,∠CBD 的大小为_________;
(2)如图2,当∠BAC=100°,时,求∠CBD的大小;
(3)已知∠BAC的大小为m(),若∠CBD 的大小与(2)中的结果相同,请直接写出的大小.
【答案】(1)30°;(2)30°;(3)为或或.
【思路引导】(1)由,,可以确定,旋转角为,时是等边三角形,且,知道的度数,进而求得的大小;
(2)由,,可以确定,连接、.,,,由案.依次证明,.利用角度相等可以得到答案.
(3)结合(1)(2)的解题过程可以发现规律,是等边三角形时,在内部时,在外部时,求得答案.
【规范解答】解:(1)解(1)∵,,
∴,
∵,,
∴为等边三角形,
∴.
又∵,
∴为等腰三角形,
∴,
∴.
(2)方法1:如图作等边,连接、.
,.
,,
.
,
.
.①
,,
.②
,③
由①②③,得,
,.
,,
.
,,
.
.
.④
,,
.⑤
,⑥
由④⑤⑥,得.
.
.
.
.
方法2 如下图所示,构造等边三角形ADE,连接CE.
∵在等腰三角形ACD中,,
∴,
∵,
∴.
可证.
结合角度,可得,.
在和中,
,
∴,
∴.
∵,
∴.
方法3 如下图所示,平移CD至AE,连接ED,EB,则四边形ACDE是平行四边形.
∵,
∴四边形ACDE是菱形,
∴,.
∴,
∴,
∴是等边三角形,是等腰三角形,
∴,,
∴.
∴.
(3)由(1)知道,若,时,则;
①由(1)可知,设时可得,,
,
.
②由(2)可知,翻折到△,则此时,
,
,
③以为圆心为半径画圆弧交的延长线于点,连接,
,
.
综上所述,为或或时,.
【考点剖析】本题是一道几何结论探究题,解答这类题目的关键是要善于从探究特殊结论中归纳出一般性解题方法,并灵活运用这种方法解答一般性的问题,真正达到举一反三的目的.
考点18:旋转法
【典例精讲】(21-22八年级下·四川·期中)已知,如图1,四边形是正方形,分别在边、上,且.
(1)在图1中,连接,为了证明结论“”,小亮将绕点顺时针旋转后解答了这个问题,请按小亮的思路写出证明过程;
(2)如图2,当绕点旋转到图2位置时,试探究与、之间有怎样的数量关系?
【答案】(1)见解析
(2).
【思路引导】(1)利用旋转的性质,证明即可;
(2)把绕点逆时针旋转,使与重合,点与点对应到,证明即可求得.
【规范解答】(1)证明:如图1中,
由旋转可得,,,,
四边形为正方形,
,
,
,,三点在一条直线上,
,
,
,
在和中,
,
,
,
,
.
(2)解:结论:,
理由:如图2中,把绕点逆时针旋转,使与重合,点与点对应,
,
,
同(1)可证得,
,
.
【考点剖析】本题考查了旋转的性质,正方形的性质及全等三角形的判定和性质等知识,解题的关键是学会利用旋转法构造全等三角形.
【变式训练】(21-22八年级上·湖北黄冈·阶段练习)Rt中,∠ACB=90°,AC=BC,点E为△ABC外一点,且∠CEA=45°.求证:AE⊥BE.
【答案】见解析
【思路引导】首先过点作交的延长线于,易证得,即可得,继而证得.
【规范解答】证明:过点作交的延长线于,
,
,
,
,
,
在和中,
,
,
,
,
即.
【考点剖析】此题考查了全等三角形的判定与性质以及等腰三角形的性质.此题难度较大,解题的关键是准确作出辅助线构造旋转全等模型.
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专题1.6 全等三角形的九大解题模型
(知识梳理+18个考点讲练 共36题)
知识点1 全等三角形的常用模型
模型一:平移模型
全等模型
模型解读
常见模型
解题思路
平移模型
沿同一直线平移的两个三角形重合
①加(减)共线部分,得到一组对应边相等;
②利用平行线性质找对应角相等
模型二:翻折(轴对称)模型
全等模型
模型解读
常见模型
解题思路
翻折(轴对称)模型
两个三角形过公共点所在的直线或公共边折叠,两个三角形重合
①通过公共角、垂直、对顶角、等腰三角形等条件得对应角相等;
②通过公共边、中点、等边等条件得对应边相等
模型三:手拉手模型
全等模型
模型解读
常见模型
解题思路
手拉手模型
两个顶角相等的等腰三角形顶角顶点重合,左底角顶点互连,右底角顶点互连所组成的图形
加(减)共顶点的角的共角部分,得到一组对应角相等
模型四:半角模型
全等模型
模型解读
常见模型
解题思路
半角模型
有公共顶点,锐角等于较大角的一半,且组成这个较大角的两边相等.通过作辅助线将角的倍分关系 转化为角的相等关系,并进一步构成全等三角形
延长一边,构造全等三角形,从而得到线段之间的数量关系
模型五:一线三等角模型
全等模型
模型解读
常见模型
解题思路
一线三等角
模型
左图,两个三角形有一条边共线 ;
右图,同一直线上有三个相等的角的顶点,∠1=∠2=∠3
利用三角形内角和为180°和内、外角关系,通过等角代换得到一组相等的角,利用AAS 或ASA证明三角形全等
模型六:雨伞模型
全等模型
模型解读
常见模型
解题思路
雨伞模型
通过延长线段与直线相交,从而构造一对全等三角形,并将已知条件中的线段和角进行转移
AP平分∠BAC,BD⊥AP,垂足为点D,延长BD交AC于点C,证明△ABD≌△ACD,得到AB=AC,BD=CD
模型七:角平分线模型
全等模型
模型解读
常见模型
解题思路
角平分线模型
利用角平分线图形的对称性, 在角的两边构造对称等腰三角形或全等三角形,可以得到对应边、对应角相等。利用对称性把一些线段或角进行转移, 这是经常使用的一种解题技巧
角平分线+对称型 角平分线+垂直两边型
角平分线+垂直平分型 角平分线+平行线型
有角平分线时, 常通过角平分线构造等腰三角形或构造全等三角形,利用等腰三角形的三线合一或全等三角形的判定和性质进行解题
模型八:平行线中点模型
全等模型
模型解读
常见模型
解题思路
平行线中点模型
平行线之间夹中点,通过延长过中点的线段与平行线相交,从而构造一对全等三角形,并将已知条件中的线段和角进行转移
如图,已知AB∥CD,点E,F分别在直线AB、CD上,点O为线段EF的中点,延长PO交CD于点Q,证明△POE≌△QOF
模型九:婆罗摩笈多模型
全等模型
模型解读
常见模型
解题思路
向外作双等腰直角三角形(知中点,证垂直)
条件:AB⊥AD,AC⊥AE,AB=AD,AC=AE,F是BC的中点
方法:倍长中线AF
结论:AF⊥DE,DE=2AF
向外作双等腰直角三角形(知垂直,证中点)
条件:AB⊥AD,AC⊥AE,AB=AD,AC=AE,AF⊥BC
方法:作DM⊥AF,EN⊥AF
结论:G是DE的中点,BC=2AG
向内作双等腰直角三角形(知中点,证垂)
条件:AB⊥AD,AC⊥AE,AB=AD,AC=AE,F是BC的中点
方法:倍长中线AF
结论:AF⊥DE,DE=2AF
向内作双等腰直角三角形(知垂直,证中点)
条件:AB⊥AD,AC⊥AE,AB=AD,AC=AE,AF⊥BC
方法:作DM⊥AF,EN⊥AF
结论:G是DE的中点,BC=2AG
知识点2 全等三角形构造方法
构造方法一:截长补短法
全等模型
模型解读
常见模型
解题思路
截长补短法
截长,指在长线段中截取一段等于已知线段;补短,指将短线段延长,延长后的线段等于已知线段
截长法: 补短法:
该类题目中常出现等腰三角形、角平分线等关键词,通过截长补短法构造全等三角形,再利用全等三角形的判定和性质进行解题
构造方法二:倍长中线法
全等模型
模型解读
常见模型
解题思路
倍长中线法
给出中线,通过延长中线的方法构造全等三角形,达到解题目的
通过延长中线,构造全等三角形,得到△ACD≌△EBD,△ABD≌△ECD
考点1:公共边模型
【典例精讲】已知,如图中,,,的平分线交于点,,
求证:.
【变式训练】(24-25八年级上·黑龙江伊春·期末)如图,BN为∠MBC的平分线,P为BN上一点,且PD⊥BC于点D,∠APC+∠ABC=180°,给出下列结论:①∠MAP=∠BCP;②PA=PC;③AB+BC=2BD;④四边形BAPC的面积是△PBD面积的2倍,其中结论正确的个数有( )
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
考点2:公共角模型
【典例精讲】(2022·湖北襄阳·中考真题)如图,在△ABC中,AB=AC,BD是△ABC的角平分线.
(1)作∠ACB的角平分线,交AB于点E(尺规作图,不写作法,保留作图痕迹);
(2)求证:AD=AE.
【变式训练】(21-22八年级上·吉林·期中)在中,∠BAC=90°,,点D为直线BC上一动点(点D不与B,C重合),以AD为直角边在AD右侧作等腰直角三角形ADE(,),连接CE.
(1)如图1,当点D在线段BC上时,猜想:BC与CE的位置关系,并说明理由;
(2)如图2,当点D在线段CB的延长线上时,(1)题的结论是否仍然成立?说明理由;
(3)如图3,当点D在线段BC的延长线上时,结论(1)题的结论是否仍然成立?不需要说明理由.
考点3:х模型
【典例精讲】(24-25八年级上·湖南邵阳·期末)数学兴趣小组在活动时,老师提出了这样一个问题:如图1,在中,,,是的中点,求边上的中线的取值范围.
小明在组内经过合作交流,得到了如下的解决方法:延长到,使,请补充完整证明.“∴”的推理过程.
(1)求证:∴;
证明:∵延长到点,使,
在和中(已作),
(______),
(中点定义),
∴(______),
(2)由(1)的结论,根据与之间的关系,探究得出的取值范围;
(3)【感悟】解题时,条件中若出现“中点”“中线”等字样,可以考虑延长中线构造全等三角形,把分散的已知条件和所求证的结论集合到同一个三角形中.
【问题解决】
如图2,中,,,是的中线,,,且,求的长.
【变式训练】(18-19八年级上·福建龙岩·期中)数学兴趣小组在活动时,老师提出了这样一个问题:如图1,在中,,D是的中点,求边上的中线的取值范围.
小明在组内经过合作交流,得到了如下的解决方法:延长到,使,请补充完整证明.
“”的推理过程.
(1)求证:
证明:延长到点,使
在和中(已作),
(_________ )
(中点定义)
(_________ ),
(2)探究得出的取值范围是_____;
【感悟】解题时,条件中若出现“中点”“中线”等字样,可以考虑延长中线构造全等三角形,把分散的已知条件和所求证的结论集合到同一个三角形中.
【问题解决】
(3)如图2,中,是的中线,,且,求的长.
考点4:角平分线模型
【典例精讲】(22-23八年级上·河南新乡·期中)如图,平分,于点,.求证:.
【变式训练】(24-25八年级上·江西宜春·期中)阅读材料:截长补短法,是初中数学几何题中一种辅助线的添加方法.截长就是在长边上截取一条线段与某一短边相等,补短是通过在一条短边上延长一条线段与另一长边相等,从而解决问题.依据上述材料,解答下列问题:如图1,在中,平分,交于点,且,求证:.
(1)为了证明结论“”,小亮在上截取,使得,连接,解答了这个问题,请按照小亮的思路写证明过程;(提示:如果一个三角形有两个角相等,那么这两个角所对的边也相等)
(2)如图2,在四边形中,已知,,,,是的高,,,求的长.
考点5:垂直模型
【典例精讲】(24-25八年级上·福建南平·期中)如图,在中,,,分别过点B、点C作过点A的直线的垂线、,垂足为点D、E.若,,求的长.
【变式训练】(14-15八年级上·湖北黄冈·阶段练习)如图,、、都垂直于,且,且,请按照图中所标注的数据,计算图中阴影部分的面积是 .
考点6:一线三等角模型
【典例精讲】(2025·黑龙江牡丹江·二模)在中,点D在直线上,点E在直线上,直线,交于点G,过C作,交直线于点F,.若是等边三角形,当点D,E分别在线段,上时,如图①,易证:.当点D,E分别在线段,的延长线上时,若是等边三角形,如图②;若为等腰三角形,,,如图③,请分别写出线段,,之间的数量关系,并选择图(2)或图(3)进行证明.
【变式训练】在中,,,直线经过点,且于,于.
(1)当直线绕点旋转到图1的位置时,求证:①;②;
(2)当直线绕点旋转到图2的位置时,求证:;
(3)当直线绕点旋转到图3的位置时,试问、、具有怎样的等量关系?请写出这个等量关系,并加以证明.
考点7:手拉手模型
【典例精讲】(24-25八年级下·江西吉安·期中)如图1,和均为等边三角形,点A,D,E在同一直线上,连接.
(1)求证:;
(2)求的度数;
(3)如图2,若和均为等腰直角三角形,,点A,D,E在同一直线上,于点M,连接.试判断线段之间的数量关系,并说明理由.
【变式训练】(2025八年级下·全国·专题练习)如图,正方形的边长为,为上一点,且,为边上的一个动点,连接,以为边向右侧作等边,连接,则的最小值为 .
考点8:半角模型
【典例精讲】(24-25九年级下·全国·假期作业)综合与实践
【问题情境】在数学综合实践课上,同学们以四边形为背景,探究非动点的几何问题.若四边形是正方形,,分别在边,上,且,我们称之为“半角模型”,在解决“半角模型”问题时,旋转是一种常用的方法.
(1)【初步尝试】如图,将绕点顺时针旋转,点与点重合,得到,连接.用等式写出线段,,的数量关系,并说明理由;
(2)【类比探究】小启改变点的位置后,进一步探究:如图,点,分别在正方形的边,的延长线上,,连接,用等式写出线段,,的数量关系,并说明理由;
(3)【拓展延伸】李老师提出新的探究方向:如图,在四边形中,,,,点,分别在边,上,,用等式写出线段,,的数量关系,并说明理由.
【变式训练】(24-25八年级下·山东济南·阶段练习)我们可以通过类比联想,引申拓展研究典型题目,可达到解一题知一类的目的,下面是一个案例,请补充完整.
原题:如图1,点E、F分别在正方形的边上,,连接,则,试说明理由.
(1)思路梳理
∵,
∴把绕点A逆时针旋转至,可使与重合.
∵,
∴,点F、D、G共线.
易证 ,得.
(2)类比引申
如图2,四边形中,,点E、F分别在边上,.若都不是直角,则当时,是否仍有,并说明理由.
(3)联想拓展
如图3,在中,,,点D、E均在边上,且.猜想应满足的等量关系,并写出推理过程.
考点9:边边角模型(胖瘦模型)
【典例精讲】如图,OC平分∠MON,A、B分别为OM、ON上的点,且BO>AO,AC=BC,求证:∠OAC+∠OBC=180°.
【变式训练】如图,在四边形ABCD中,已知BD平分∠ABC,∠BAD+∠C=180°,求证:AD=CD.
考点10:等腰旋转(旋转模型)
【典例精讲】(22-23七年级下·山东青岛·期末)已知点C为线段上一点,分别以为边在线段AB同侧作和,且.,,直线与交于点F.
(1)如图1,可得___________;若,则___________.
(2)如图2,若,则___________.(用含a的式子表示)
(3)设,将图2中的绕点C顺时针旋转任意角度(交点F至少在中的一条线段上),如图3.试探究与a的数量关系,并予以说明.
【变式训练】(21-22八年级上·重庆九龙坡·期中)如图1,已知△ABC、△ADE都是等边三角形,点E在直线BC上,F在直线AC上,且FE=EA,DE与AB相交于点G,连接BD、EF.
(1)如图1,当点E在线段BC上时,
①求证:∠BAE=∠BDE;
②求证:BD+CF=BC.
(2)如图2,如果点E在线段BC的延长线上,其他条件不变,请直接写出线段BD、CF、BC三条线段之间的数量关系.
考点11:双等腰旋转(旋转模型)
【典例精讲】(20-21八年级上·宁夏固原·阶段练习)已知与都是等腰直角三角形,且.求证:
(1);
(2).
【变式训练】(21-22八年级上·河南许昌·期末)如图,在中,,点D在内,,,点E在外,.
(1)的度数为_______________;
(2)小华说是等腰三角形,小明说是等边三角形,___________的说法更准确,并说明理由;
(3)连接,若,求的长.
考点12:互补型旋转(旋转模型)
【典例精讲】【初步探索】
(1)如图1,在四边形中,,E,F分别是上的点,且,探究图中之间的数量关系.
小明同学探究此问题的方法是:延长到点G,使.连接,先证明,再证明,可得出结论,则他的结论应是______.
【灵活运用】
(2)如图2,若在四边形中,,E,F分别是上的点,且,上述结论是否仍然成立,并说明理由;
【拓展延伸】
(3)如图3,已知在四边形中,,若点E在的延长线上,点F在的延长线上,且仍然满足,请直接写出与的数量关系.
【变式训练】在内有一点D,过点D分别作,垂足分别为B,C.且,点E,F分别在边和上.
(1)如图1,若,请说明;
(2)如图2,若,猜想具有的数量关系,并说明你的结论成立的理由.
考点13:作平行线法
【典例精讲】(23-24八年级上·黑龙江哈尔滨·期中)在中,,点在上,点在上,连接和交于点,.
(1)如图1,求证:;
(2)如图2,连接,若平分,求证:;
(3)如图3,在(2)的条件下,点在的延长线上,连接,时,若,,求的长.
【变式训练】(21-22八年级上·贵州黔西·期末)如图,△ABC是边长为4的等边三角形,点P在AB上,过点P作PE⊥AC,垂足为E,延长BC至点Q,使CQ=PA,连接PQ交AC于点D,则DE的长为( )
A.1 B.1.8 C.2 D.2.5
考点14:作垂线
【典例精讲】(23-24八年级上·北京海淀·期中)小宇和小明一起进行数学游戏:已知,将等腰直角三角板摆放在平面内,使点A在的内部,且两个底角顶点B,C分别放在边上.
(1)如图1,小明摆放,恰好使得,又由于是等腰直角三角形,,从而直接可以判断出点A在的角平分线上.请回答:小明能够直接作出判断的数学依据是______.
(2)如图2,小宇调整了的位置,请判断平分是否仍然成立?若成立,请证明,若不成立,请举出反例.
【变式训练】(22-23八年级上·湖北武汉·期中)定义:三角形一个内角的平分线所在的直线与另一个内角相邻的外角的平分线相交所成的锐角称为该三角形第三个内角的遥望角.
(1)如图1所示,是中的遥望角,直接写出与的数量关系__________;
(2)如图1所示,连接,猜想与的数量关系,并说明理由;
(3)如图2,四边形中,,点E在的延长线上,连,若已知,求证:是中的遥望角.
考点15:倍长中线
【典例精讲】(24-25八年级上·浙江台州·期末)如图,在中,,,点为三角形内部一点且,点为中点,连接,,作,且,当 时,为直角三角形.
【变式训练】(24-25八年级上·河南信阳·期末)【发现问题】(1)课外兴趣小组活动时,老师提出了如下问题:在中,若,求边上的中线的取值范围.小亮在组内经过合作交流,得到了如下解决方法:如图①,延长到点E,使,连接,得到,他用到的判定定理是__________;(用字母表示),可以求得边上的中线的取值范围是__________.
【解决问题】
(2)小刚发现,解题时,条件中若出现“中点”,“中线”的字样,可以考虑构造全等三角形,要学好数学一定要多思考,做到举一反三,于是他又提出了一个新的问题:如图,当平分时,若,求的值(用含m,n的式子表示);
(3)如图,平分,延长到E,使得,连接,若,求的值.
考点16:截长补短
【典例精讲】(24-25八年级上·云南保山·期末)(1)【问题背景】如图1:在四边形中,,,.E、F分别是、上的点.且.探究图中线段之间的数量关系,小王同学探究此问题的方法是:延长到点,使.连结,先证明,再证明,可得出结论,他的结论应是______;
(2)【探索延伸】如图2,若在四边形中,,.分别是上的点,且,上述结论是否仍然成立?并说明理由;
(3)【实际应用】如图3,在某次军事演习中,舰艇甲在指挥中心(处)北偏西的处,舰艇乙在指挥中心南偏东的处,并且两舰艇到指挥中心的距离相等,接到行动指令后,舰艇甲向正东方向以60海里/小时的速度前进,同时舰艇乙沿北偏东的方向以80海里/小时的速度前进,1.5小时后指挥中心观测到甲、乙两舰艇分别到达、处,且两舰艇之间的夹角为 ,试求此时两舰艇之间的距离.
【变式训练】(24-25八年级上·福建泉州·期中)如图,是等边三角形,,分别是的延长线和的延长线上的点,,延长交于点,是上一点,且,交于点.下列结论:①;②;③;④.其中正确的是 .(填序号).
考点17:补全图形法
【典例精讲】(21-22八年级上·江苏苏州·期中)如图,ABC中,AC=BC,∠ACB=90°,AD平分∠BAC交BC于点D,过点B作BE⊥AD,交AD延长线于点E,F为AB的中点,连接CF,交AD于点G,连接BG.
(1)线段BE与线段AD有何数量关系?并说明理由;
(2)判断BEG的形状,并说明理由.
【变式训练】在△ABC中,AB=AC,将线段AC绕着点C逆时针旋转得到线段CD,旋转角为,且,连接AD、BD.
(1)如图1,当∠BAC=100°,时,∠CBD 的大小为_________;
(2)如图2,当∠BAC=100°,时,求∠CBD的大小;
(3)已知∠BAC的大小为m(),若∠CBD 的大小与(2)中的结果相同,请直接写出的大小.
考点18:旋转法
【典例精讲】(21-22八年级下·四川·期中)已知,如图1,四边形是正方形,分别在边、上,且.
(1)在图1中,连接,为了证明结论“”,小亮将绕点顺时针旋转后解答了这个问题,请按小亮的思路写出证明过程;
(2)如图2,当绕点旋转到图2位置时,试探究与、之间有怎样的数量关系?
【变式训练】(21-22八年级上·湖北黄冈·阶段练习)Rt中,∠ACB=90°,AC=BC,点E为△ABC外一点,且∠CEA=45°.求证:AE⊥BE.
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