内容正文:
第15章 轴对称图形与等腰三角形
专题14 三角形中常见的数学思想
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1. 如图,在△ABC中,AB=AC,D为BC上一点,且DA=DC,BD=BA,则∠B的大小为 ( )
A. 40° B. 36° C. 30° D. 25°
B
思想1 方程思想
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2. 如图,在△ABC中,AB的垂直平分线EF交BC于点E,交AB于点F,D为线段CE的中点,BE=AC.
(1)求证:AD⊥BC.
解: (1)证明:如图,连接AE.
∵EF垂直平分AB,∴AE=BE.
∵BE=AC,∴AE=AC.
∵D是EC的中点,∴AD⊥BC.
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(2)若∠BAC=75°,求∠B的度数.
解:(2)设∠B=x°.
∵AE=BE,∴∠BAE=∠B=x°,
∴由三角形外角的性质,得∠AEC=2x°.
∵AE=AC,∴∠C=∠AEC=2x°.
在△ABC中,3x°+75°=180°,解得x°=35°,∴∠B=35°.
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3.(池州期末)如图,在△ABC中,AD平分∠BAC,∠C=90°,DE⊥AB于点E,点F在AC上,BD=DF.
(1)求证:CF=EB.
解: (1)证明:∵AD平分∠BAC,∠C=90°,
DE⊥AB于点E,∴DC=DE.
在Rt△CDF与Rt△EDB中,∵
∴Rt△CDF≌Rt△EDB(HL),∴CF=EB.
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(2)若AB=12,AF=8,求CF的长.
解:(2)设CF=x,则由(1)知,EB=CF=x,∴AE=12-x.
∵AD平分∠BAC,∠C=90°,DE⊥AB,∴DC=DE.
在Rt△ACD与Rt△AED中,∵
∴Rt△ACD≌Rt△AED(HL),
∴AC=AE,即8+x=12-x,解得x=2,∴CF=2.
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4. 如图,△ABC中边AB的垂直平分线分别交BC,AB于点D,E,AE=3 cm,△ADC的周长为9 cm,则△ABC的周长是 ( )
A. 10 cm B. 12 cm C. 15 cm D. 17 cm
C
思想2 整体思想
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5. 如图是三个等边三角形任意摆放组成的图形,则∠1+∠2+∠3的度数为 ( )
A. 90° B. 120° C. 180° D. 无法确定
C
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6. 如图,在△ABC中,∠ABC和∠ACB的平分线交于点O,∠ABC=60°,已知OB=8,△ABC的周长为30,则△ABC的面积为________.
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7. 如图,在△ABC中,∠ABC和∠ACB的平分线交于点O,过点O分别作OM⫽AB,ON⫽AC,分别交BC于点M,N.
(1)若∠BAC=76°,则∠BOC的度数为________,∠MON的度数为________;
(2)若△OMN的周长是6,则BC=________.
128°
76°
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8. (安庆期末)已知等腰三角形两边长分别是7 cm和2 cm,则该等腰三角形的周长是 ( )
A. 9 cm B. 9 cm或11 cm
C. 11 cm或16 cm D. 16 cm
D
思想3 分类讨论思想
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9. (合肥庐阳期末)在Rt△ABC中,∠C=90°,∠A=30°,D是直线AB上的一点,且满足BD=AB,则∠CDB的度数为________.
30°或60°
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10.(淮南八公山期末)如图,已知∠AOB=α(0°<α<60°),在射线OA上取一点M,以OM为边在OA下方作等边三角形OMN,点P为射线OB上一点. 若∠MNP=α,则∠OMP=___________.
30°或120°-α
【解析】分两种情况讨论:①当P位于MN左侧时,如图1.
∵△OMN是等边三角形,∴MN=MO=ON,∠MON=∠MNO=60°.∵∠MNP=∠AOB=α,
∴∠PON=∠PNO,∴PO=PN,∴△MPO≌△MPN(SAS),∴∠OMP=∠NMP=∠OMN=×60°=30°.
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②当点P位于MN右侧时,如图2,在射线OB上取OQ=NP,
可得△OQM≌△NPM(SAS),
∴∠OMQ=∠NMP,MQ=MP.
∵∠OMN=60°,∴∠OMQ+∠QMN=60°,
∴∠QMN+∠NMP=60°,
∴∠QMP=60°,△MPQ是等边三角形,
∴∠MPQ=60°,∴∠OMP=180°-∠MPQ-∠MOP=180°-60°-α=120°-α.
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11. 如图,在长方形ABCD中,AB=6 cm,BC=8 cm.有一动点P从A出发以2 cm/s的速度,沿长方形的边A-B-C-D-A运动,返回到点A停止,设点P运动的时间为t s.
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(1)当t=2时,BP=________cm;
(2)连接CP,DP,求当△CDP是等腰三角形时t的值.
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解:(2) ①如图1,当点P在AB上,且PC=PD时,△CDP是等腰三角形. 在长方形ABCD中,AD=BC,∠A=∠B=90°,∴△DAP≌△CBP(HL),∴AP=BP.
∴AP=AB=3 cm,∴t=3÷2=1.5.
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②如图2,当点P在BC上,且CP=CD时,△CDP是等腰三角形.
∵CP=CD=6 cm,∴BP=CB-CP=8-6=2(cm),
∴t=(AB+BP)÷2=(6+2)÷2=4.
③如图3,当点P在AD上,且DP=CD时,△CDP是等腰三角形.
∵DP=CD=6 cm,∴t=(AB+BC+CD+DP)÷2=(6+8+6+6)÷2=13.
综上所述,当t的值为1.5或4或13时,△CDP是等腰三角形.
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12. 在等边三角形ABC中,点E是边AB上的动点,点E与点A,B不重合,点D在CB的延长线上,且EC=ED.
思想4 从特殊到一般思想
(1)如图1,若点E是AB的中点,求证:BD=AE;
解:(1)证明:∵△ABC是等边三角形,∴∠ABC=∠ACB=60°.
∵点E是AB的中点,∴CE平分∠ACB,AE=BE,
∴∠BCE=∠ACB=30°.∵ED=EC,∴∠D=∠BCE=30°.
∵∠ABC=∠D+∠BED=60°,∴∠BED=30°,∴∠D=∠BED,
∴BD=BE,∴BD=AE.
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(2)如图2,若点E不是AB的中点时,(1)中的结论“BD=AE”能否成立?若不成立,请直接写出BD与AE的数量关系,若成立,请给予证明.
解: (2)成立. 证明如下:
如图,过点E作EF⫽BC,交AC于点F. ∴∠AEF=∠ABC,∠AFE=∠ACB.
∵△ABC是等边三角形,∴∠ABC=∠ACB=∠A=60°,AB=AC=BC,∴∠AEF=∠ABC=60°,∠AFE=∠ACB=60°,
即∠AEF=∠AFE=∠A=60°,∴△AEF是等边三角形.
∴∠DBE=∠EFC=120°,∠D+∠DEB=∠ECF+∠ECD=60°.
∵ED=EC,∴∠D=∠ECD,∴∠DEB=∠ECF. 在△DEB和△ECF中,
∵∴△DEB≌△ECF(AAS),∴DB=EF,∴BD=AE.
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13. (六安霍邱期末)在△ABC中,AB=AC,点D,E分别在边AC,AB上,连接BD,CE,且CE=BD.
(1)如图1,若∠BAC=90°,求证:AE=AD.
解: (1)证明:在Rt△BAD和Rt△CAE中,
∵
∴Rt△BAD≌Rt△CAE(HL),∴AE=AD.
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(2)如图2,若∠BAC=α(90°<α<180°),则线段AE与AD相等吗?如果相等,请给出证明;如果不相等,请说明理由.
解: (2)相等. 证明如下:如图,过点C作CM⊥BA,
交BA的延长线于点M,过点B作BN⊥CA,
交CA的延长线于点N,∴∠M=∠N=90°.
在△CAM和△BAN中,∵∴△CAM≌△BAN(AAS),∴CM=BN,AM=AN. 在Rt△CME和Rt△BND中,∵
∴Rt△CME≌Rt△BND(HL),∴EM=DN. 又∵AM=AN,∴AE=AD.
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