内容正文:
专题04 全等三角形常考模型汇编
【题型01:平移型】..............................................................................................................1
【题型02:翻折型】..............................................................................................................3
【题型03:旋转型】..............................................................................................................6
【题型04:一线三等角型】...................................................................................................11
【题型05:手拉手模型】......................................................................................................24
【题型06:半角模型】..........................................................................................................35
【题型07:对角互补模型】..................................................................................................41
【题型08:倍长中线法模型】..............................................................................................52
【题型01:平移型】
1.如图,已知,,,,.
(1)求的度数与的长;
(2)求证:.
【答案】(1),
(2)见解析
【分析】本题考查了全等三角形的性质,三角形的内角和定理,平行线的判定的应用,解此题的关键是能根据全等三角形的性质得出,,,注意:全等三角形的对应边相等,对应角相等,难度适中.
(1)根据三角形内角和定理求出,根据全等三角形的性质得出,,即可得出答案;
(2)根据全等三角形的性质得出,根据平行线的判定得出即可.
【详解】(1)解:∵,,
∴,
∵,,
∴,,
∵,
∴;
(2)证明:∵,
∴,
∴.
2.如图,点,,,在同一条直线上,,,,请写出与之间的关系,并证明你的结论.
【答案】,,理由见解析.
【分析】先证明 ,再根据全等三角形的性质得出 与 的数量关系和位置关系 .本题主要考查了全等三角形的判定与性质以及平行线的判定,熟练掌握全等三角形的判定定理( 等 )和性质,以及利用角相等判定两直线平行是解题的关键.
【详解】解:,,理由如下:
,即
在和中,
,
3.如图,点、、、在同一条直线上,,,,求证:.
【答案】见解析
【分析】本题考查了平行线的性质,全等三角形的判定及性质是解题的关键,直接证明,得.
【详解】证明:在与中,
∴,
∴.
【题型02:翻折型】
1.如图,、相交于点E,,.求证.
【答案】证明见解析
【分析】本题考查了三角形全等的判定与性质,熟练掌握三角形全等的判定方法是解题关键.先根据定理证出,根据全等三角形的性质可得,则可得,再根据定理即可得证.
【详解】证明:在和中,
,
∴,
∴,
又∵,
∴,即,
在和中,
,
∴.
2.已知(如图):点D,E分别在,上,,交于O,且,.
(1)试说明:;
(2)与全等吗?为什么?
【答案】(1)见解析
(2)全等,见解析
【分析】本题考查了全等三角形的性质与判定,熟练掌握全等三角形的判定是解题的关键.
(1)利用全等三角形的判定证明,再利用全等三角形的性质即可证明;
(2)利用全等三角形的判定即可得出结论.
【详解】(1)证明:在和中
∴,
∴.
(2)解:与全等,理由如下:
∵,,
∴,即,
在和中
∴.
3.如图,点E,F在上,,,,求证:.
【答案】见解析
【分析】本题考查了全等三角形的判定与性质.利用全等三角形的判定定理证得;然后由全等三角形的对应边相等证得.
【详解】证明:∵,
∴,即;
在和中,
,
∴,
∴(全等三角形的对应边相等).
4.如图,在和中,,,与相交于点O.求证:.
【答案】见解析
【分析】本题考查全等三角形的判定和性质,直接运用得到,即可得到结论.
【详解】证明:在和中,
,
∴,
∴.
【题型03:旋转型】
1.如图,,,,求证:.
【答案】见解析
【分析】本题考查了全等三角形的判定和性质.
根据得到,再证明,即可证明.
【详解】证明:∵,
∴,
∴,
在和中,
,
∴(),
∴.
2.如图,在中,,点是直线上的一个动点(不与重合),连接,以为一边在的右侧作,使,,连接.
(1)求证:;
(2)当时,的位置关系是 ;
(3)设.当时,请你探究与之间的数量关系.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)或
【分析】本题考查全等三角形的判定和性质,熟练掌握全等三角形的判定方法,是解题的关键:
(1)证明,即可得证;
(2)根据全等三角形的性质,结合三角形的内角和定理推出,即可得出结果;
(3)分点在线段的延长线上,点在射线上,点在线段的延长线上,三种情况进行讨论求解即可。
【详解】(1)证明:∵,
∴,
又∵,,
∴,
∴;
(2)解:∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴;
(3)解:当点D在线段上,时,
∵,
∴,
又∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴;
②当点D在线段的延长线上时,
∵,
∴,
又∵,,
∴,
∴,
∵,,
又∵,
∴
∴.
③当点D在线段的延长线上时,如图所示,
同理,
∴,
∵,
∴;
综上所述,与之间的数量关系为或.
3.如图,交于点是上一点,且.
(1)试说明.
(2)若,求的度数.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题考查了全等三角形的判定与性质,三角形内角和定理以及三角形的外角的性质.
(1)先证明,进而证明,根据全等三角形的性质,即可得证;
(2)根据三角形的外角的性质可得,进而根据三角形内角和定理,即可求解.
【详解】(1)证明: ,
,
即:,
在和中,
,
,
;
(2)解: 是和的外角,
,,
,
,
,
,
,
.
4.【模型建立】
(1)如图1,在与中,,,,试说明:;
【模型应用】
(2)如图2,在与中,,,,、、三点在一条直线上,与交于点,且点为中点,过点作于点.
①求的度数;
②若,求的长.
【答案】(1)见解析;(2)① ;② 4
【分析】本题考查全等三角形的判定和性质,三角形内角和定理,掌握全等三角形的判定定理是解题的关键.
(1)由,得,根据可证;
(2)①同(1)可证,推出,通过导角可得;
②证明,可得.
【详解】(1)证明: ,
,即,
在与中,
,
;
(2)解:① ,
,即,
在与中,
,
,
,
,
;
② ,
,
点为中点,
,
在与中,
,
,
.
【题型04:一线三等角型】
1.如图,,,,,垂足分别为,,,,求的长.
【答案】
【分析】本题考查了全等三角形的判定及性质的运用,根据条件可以得出,利用得出,得出,求出的值即可.
【详解】解:∵,
∴,
∴,
∵,
∵,
∴,
在和中,
,
∴,
∴
∵
∴
∴.
2.如图(1),,,,.点在线段上以的速度由点向点运动,同时,点在线段上由点向点运动.它们运动的时间为.
(1)若点Q的运动速度与点P的运动速度相等,当时,与是否全等,并判断此时线段和线段的位置关系,请分别说明理由;
(2)如图(2),将图(1)中的“,”改为“”,其他条件不变.设点的运动速度为,是否存在实数,使得与全等?若存在,求出相应的x、t的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)与全等,线段,理由见解析
(2)或
【分析】本题考查了全等三角形的判定与性质,掌握知识点的应用及分类讨论的思想是解题的关键.
()由速度和时间求得,进而可得,再利用两边和它们的夹角对应相等的两个三角形全等即可证明,由全等的性质求得,进而可得, 即;
()分两种情况讨论: 时, , 和 时,,利用对应边相等的关系建立方程组求解即可;
【详解】(1)解:与全等,线段,理由:
当时,,,
由题意得,
在和中,
,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
(2)解:若,
∴,,
,
解得;
若,
∴,,
,
解得,
综上所述,存在或使得与全等.
3.在中,,直线经过点C,且于点D,于点E.
(1)当直线绕点C旋转到图(1)的位置时,
求证:①;
②;
(2)当直线绕点C旋转到图(2)的位置时,求证:;
(3)当直线绕点C旋转到图(3)的位置时,请直接写出,,之间的等量关系.
【答案】(1)①见解析;②见解析
(2)见解析
(3),理由见解析
【分析】本题属于三角形综合题,主要考查了全等三角形的判定与性质的综合应用,解题时注意:全等三角形的对应边相等,同角的余角相等,解决问题的关键是根据线段的和差关系进行推导,得出结论.
(1)①利用三角形内角和定理和等量代换得到,再利用“”证明三角形全等,即可解题;②利用全等三角形性质得到,,再结合等量代换即可证明;
(2)由(1)①同理可证,利用全等三角形性质得到,,再结合等量代换即可证明:
(3)解题方法与(2)类似.
【详解】(1)证明①在中,,
,
于D ,于E,
,
,
,
,
;
② ,
,,
;
(2)证明:由(1)①同理可证,
,,
;
(3)解:,理由如下:
由(1)①同理可证,
,,
.
4.如图,中,分别是边上的点,.
(1)若,求证:;
(2)把(1)中的条件和结论反过来,即若,则,这个命题是否成立?若成立,请证明;若不成立,请说明理由.
【答案】(1)见解析
(2)成立,见解析
【分析】本题是三角形综合题,考查了角的和差,全等三角形的判定与性质,三角形的外角与不相邻两个内角的关系,重点掌握全等三角形的判定与性质,难点作辅助线构建全等三角形.
(1)证明即可;
(2)过点、分别作于点M,于点N,证明,得到,再结合条件可以证明,进而得到即可求解.
【详解】(1)解:如图1所示:
由三角形的外角定理可知:,
且,,
,
在和中,,
;
(2)解:成立,理由如下:
过点、分别作于点M,于点N,如图2所示:
,,
,
又,
在和中,
.
,
又,
,
,
又,.
.
即若,则此命题成立.
5.(1)问题:如图①,已知:中,,,直线m经过点A,于D,于E,求证:;
(2)拓展:如图②,将(1)中的条件改为:中,,三点都在直线m上,并且,为任意锐角或钝角,请问结论是否成立?如成立,请证明;若不成立,请说明理由;
(3)应用:如图③,在中,是钝角,,,,直线m与的延长线交于点F,若,的面积是14,求与的面积之和.
【答案】(1)见解析;(2)成立;理由见解析;(3)
【分析】本题考查了全等三角形的判定与性质,三角形内角和定理,不同底等高的两个三角形的面积之比等于底的比.熟练掌握全等三角形的判定与性质是解题的关键.
(1)证明,则,,;
(2)同理(1)证明即可;
(3)同理(2)可得,,则,设的底边上的高为,则的底边上的高为,,,由,可得,根据,求解作答即可.
【详解】(1)证明:直线,直线,
∴,
∵,
∴,即,
∵,
∴,
∴,,
∴,
∴;
(2)解:结论成立;理由如下:
∵,
∴,即,
∵,
∴,
∴,,
∴,
∴;
(3)解:同理(2)可得,,
∴,
设的底边上的高为,则的底边上的高为,
∴,,
,
∴,
∴,
∴与的面积之和为.
6.如图①,在中,,,过点C在外作直线l,于点M,于点N.
(1)试说明:;
(2)如图②,将(1)中条件改为(),,请问(1)中的结论是否还成立?请说明理由.
(3)如图③,在中,点D为上一点,,,,,请直接写出的长.
【答案】(1)见解析
(2)成立,见解析
(3)8
【分析】本题考查了全等三角形的判定与性质,同角的余角相等,一线三等角模型证明全等,解题关键是熟悉一线三等角模型.
(1)先证明,再根据全等三角形的性质得出,,从而根据,可得;
(2)先判定成立,再说理由,先证明,再根据全等三角形的性质得出,,结合,可得;
(3)先证明,再根据全等三角形的性质得出,,根据,,,可求得.
【详解】(1)解:∵,,
∴,
∵,,
∴
∴
∴,
又,
,
,,
,
;
(2)成立,
理由:,,
,
又∵,,
,
,,
又,
;
(3),,,
,
又,,
,
,,
,,,
.
7.已知,在中,,三点都在直线m上,且.
(1)如图①,若,则与的数量关系为 ___________,与的数量关系为 ___________;
(2)如图②,判断并说明线段,与的数量关系;
(3)如图③,若只保持,,点A在线段上以的速度由点D向点E运动,同时,点C在线段上以的速度由点E向点F运动,它们运动的时间为.是否存在x,使得与全等?若存在,求出相应的t的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【分析】(1)利用平角的定义和三角形内角和定理得,再利用证明得;
(2)由(1)同理可得,得,可得答案;
(3)分或两种情形,分别根据全等三角形的性质可解决问题.
【详解】(1)解:∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
故答案为:;
(2),
由(1)同理可得,
∴,
∴;
(3)存在,当时,
∴,
∴,此时;
当时,
∴
∴,,
综上:或.
【点睛】本题是三角形综合题,主要考查了全等三角形的判定与性质,熟练掌握一线三等角基本模型是解题的关键,同时渗透了分类讨论的数学思想.
8.平面直角坐标系中,,分别在轴正半轴和轴负半轴上,在第二象限,满足:,. 已知.
(1)求,的坐标;
(2)求点的坐标;
(3)已知是轴的正半轴上一点,,在第一象限,,,连接交轴于点,求证:.
【答案】(1),
(2)
(3)见解析
【分析】本题主要考查了坐标与图形,三角形全等的判定和性质,余角的性质,解题的关键是熟练掌握三角形全等的判定和性质.
(1)根据非负数的性质,求出a、b的值,即可得出答案;
(2)过点C作轴于F,证明,得出,,根据点C在第二象限,求出即可;
(3)过点E作轴于G,证明,得出,证明,得出即可.
【详解】(1)解:∵,
∴,
解得:,
∴,.
(2)解:过点C作轴于F,如图所示:
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
在和中
,
∴,
∴,,
∵点C在第二象限,
∴.
(3)解:过点E作轴于G,
∵,
∴,
∵,
∴,
在和中,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵轴,轴,
∴.
在和中
,
∴.
∴.
【题型05:手拉手模型】
1.如图,已知,, 相交于点M,,.
(1)试说明:.
(2)试说明:.
(3)若 ,其他条件不变,则(1)(2)中的结论还成立吗?请说明理由.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)结论成立,结论不成立,见解析
【分析】本题主要考查全等三角形的判定和性质、三角形内角和定理的综合应用,熟练掌握全等三角形的判定方法是解题的关键
(1)根据求得,推出,根据全等三角形的性质即可得到;
(2)利用全等三角形的性质,得出,再得出,进行证明即可;
(3)结论成立,结论不成立,同法可证,得出,,根据,得出与不垂直,进而可得出答案.
【详解】(1)证明:∵,
∴,
在与中,
,
∴,
∴;
(2)如图,设交于O,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴;
(3)条件改为,则结论成立,结论不成立,
理由:同法可证,
∴,.
∵,
∴与不垂直,
∴结论成立,结论不成立,
2.如图,已知在和中,,,.交于O点,
(1)求证:;
(2)当时,求的度数.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】此题考查了全等三角形的判定与性质,熟记全等三角形的判定定理与性质定理是解题的关键.
(1)由,可得,证明,根据全等三角形的性质即可得到;
(2)根据全等三角形的性质求出,再根据三角形内角和定理及对顶角性质求解即可.
【详解】(1)证明:∵,
,
即,
在和中,
,
,
;
(2)解:∵,
,
,
,
,
.
3.(2022·青海·统考中考真题)两个顶角相等的等腰三角形,如果具有公共的顶角的顶点,并把它们的底角顶点连接起来,则形成一组全等的三角形,把具有这个规律的图形称为“手拉手”图形.
(1)问题发现:
如图1,若和是顶角相等的等腰三角形,BC,DE分别是底边.求证:;
图1
(2)解决问题:如图2,若和均为等腰直角三角形,,点A,D,E在同一条直线上,CM为中DE边上的高,连接BE,请判断∠AEB的度数及线段CM,AE,BE之间的数量关系并说明理由.
图2
【答案】(1)见解析
(2);
【分析】(1)先判断出∠BAD=∠CAE,进而利用SAS判断出△BAD≌△CAE,即可得出结论;
(2)同(1)的方法判断出△BAD≌△CAE,得出AD=BE,∠ADC=∠BEC,最后用角的差,即可得出结论.
【详解】(1)证明:∵和是顶角相等的等腰三角形,
∴,,,
∴,
∴.
在和中,
,
∴,
∴.
(2)解:,,
理由如下:由(1)的方法得,,
∴,,
∵是等腰直角三角形,
∴,
∴,
∴,
∴.
∵,,
∴.
∵,
∴,
∴.
∴.
【点睛】此题是三角形综合题,主要考查了全等三角形的判定和性质,等腰三角形,等边三角形,等腰直角三角形的性质,判断出△ACD≌△BCE是解本题的关键.
4.如图,在和中,,,.交于点,
(1)求证:;
(2)当时,求的度数.
【答案】(1)证明见解答过程
(2)
【分析】此题考查了全等三角形的判定与性质,熟记全等三角形的判定定理与性质定理是解题的关键.
(1)由,可得,证明,根据全等三角形的性质即可得到;
(2)根据全等三角形的性质求出,再根据三角形内角和定理及对顶角性质求解即可.
【详解】(1)证明:在和中,,
,
即,
在和中,,
,
;
(2)解:∵,
,
,
.
5.如图,在和中,,,,,交于点E.
(1)求证:;
(2)若,求的度数.
【答案】(1)见详解
(2)
【分析】本题考查了全等三角形的判定及性质,三角形的内角和与外角性质等;掌握全等三角形的判定及性质,三角形的外角性质是解题的关键.
(1)由判定,即可得证;
(2)先求出,,由全等三角形的性质得,由三角形的外角性质得 ,即可求解.
【详解】(1)证明: ,
,
即:,
,,
(),
;
(2)解: ,
,
,
,
.
6.综合与探究
在和中,,,.
【模型呈现】
(1)如图1,A,O,D三点共线,试判断与的数量关系,并说明理由.
【模型应用】
(2)如图2,设,相交于点P,,相交于点Q,若,求的度数.
【拓展延伸】
(3)如图3,,M,N分别为,的中点,连接,,,试说明且.
【答案】(1),理由见解析;(2);(3)见解析
【分析】本题主要考查了全等三角形的判定和性质和三角形内角和定理,熟练掌握全等三角形的判定和性质是解题的关键.
(1)根据证明即可得;
(2)设与的交点为Q,由可得,又由于,结合三角形内角和定理可得,从而可得;
(3)根据证明,则可得,,进而可得,则可得.
【详解】解:(1),理由如下:
∵,
∴,
即,
在和中,
,
∴,
∴.
(2)设与的交点为Q.
∵,
∴,
在和中,,,
∴,
∵,
∴,
∴,
(3)证明:∵,
∴,,
∵M,N分别为,的中点,
∴,,
∴,
在和中,
,
∴ ,
∴,,
∵,
即,
∴,
即
∴.
7.如图1,在中,,,D是上的一点,且,连接,.
(1)试判断与的位置关系和数量关系,并说明理由;
(2)如图2,若将绕点E旋转一定的角度后,仍然有,,试判断与的位置关系和数量关系是否发生变化;
(3)如图3,若将(2)中的等腰直角三角形都换成等边三角形,且与交于点F,其他条件不变.
①请直接写出与的数量关系;
②你能求出与所成的较小的角的度数吗?如果能,请直接写出该角的度数;如果不能,请说明理由.
【答案】(1),,理由见解析
(2)没有发生变化
(3)①,②能,
【分析】本题考查等腰三角形的性质,等边三角形的性质,全等三角形的判定和性质,熟练掌握手拉手模型,是解题的关键:
(1)延长交于点F,证明,得到,,推出,即可得出结论;
(2)证明,得到,,推出,即可得出结论;
(3)同法,证明,得到,进而求出的度数即可.
【详解】(1)解:,.
理由:延长交于点F,如图
在和中,
.
,.
,
.
,
.
,
.
(2)由题意得,
.
.
在和中,
.
,.
,
.
,
.
,
.
与的位置关系和数量关系没有发生变化.
(3)①,理由见②.
②能,与所成的较小的角的度数为.
和是等边三角形,
,,,.
.
.
在和中,
.
.
.
即与所成的较小的角的度数为.
【题型06:半角模型】
1.(1)如图①,在四边形中,,,E、F分别是边上的点,且.请直接写出线段之间的数量关系:
(2)如图②,在四边形中,若,,E、F分别是边上的点,且,则(1)中的结论是否仍然成立?若成立,请写出证明过程;若不成立,请说明理由.
【答案】(1);(2)成立,理由见解析
【分析】本题主要考查了全等三角形的性质与判定,正确作出辅助线构造全等三角形是解题的关键.
(1)延长到点G,使,连接,可证明,则可证明,得到,,再证明,进而证明,则,据此可得结论;
(2)延长到点G,使,连接,可证明,再同(1)证明即可.
【详解】解:(1)如图所示,延长到点G,使,连接,
∵,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∵,
∴.
∴,即,
又∵,
∴,
∴,
,
.
(2)如图所示,延长到点G,使,连接,
,,
,
在和中,
,
∴,
,.
,
,
,即,
又,
,
,
,
.
2.【问题背景】
如图1,在四边形中,,,点分别是上的点,且,试探究之间的数量关系.
【初步探索】
(1)小亮同学认为延长到点,使,连接,先说明,再说明,则可得到,之间的数量关系是___________.
【探索延伸】
(2)如图2,在四边形中,,点分别是上的点,若,那么上述结论是否仍然成立?请说明理由.
【结论运用】
(3)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海里/时的速度前进,舰艇乙沿北偏东方向以海里/时的速度前进,小时后,指挥中心观测到甲、乙两舰艇分别到达处,且两舰艇之间的距离海里,求此时的度数.
【答案】(1),理由见详解;(2)成立,理由见详解;(3)
【分析】本题主要考查全等三角形的判定和性质,方位角的运用,掌握全等三角形的判定和性质,合理作出辅助线是关键.
(1)延长到点,使得,可证,,,再证,,根据角的和差计算即可求解;
(2)延长延长到点,使得,可证,,,再证,,由此即可求解;
(3)如图所示,过点作轴于点,延长到点,使得,连接,同理可证,由此即可求解.
【详解】解:(1),理由如下,
如图所示,延长到点,使得,
∵,
∴,
在中,
,
∴,
∴,,
∵,,
∴,
在中,
,
∴,
∴,
∵,,
∴;
(2)成立,理由如下,
如图所示,延长延长到点,使得,
∵,
∴,
在中,
,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
在中,
,
∴,
∴,
∴;
(3)如图所示,过点作轴于点,延长到点,使得,连接,
∵舰艇甲在指挥中心(处)北偏西的处,接到行动指令后,舰艇甲向正东方向以海里/时的速度前进,舰艇乙在指挥中心南偏东的处,
∴,轴,则,
∴,则,
∵舰艇乙沿北偏东方向以海里/时的速度前进,
∴,(海里),(海里),
∵轴,
∴,则,
∴,
∴,
在中,
,
∴,
∴ (海里),
∴,
在中,
,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴.
【题型07:对角互补模型】
1.已知是的平分线,P是射线上一点,点C,D分别在射线上,连接.
(1)如图①,当,时,与的数量关系是______;
(2)如图②,点C,D分别在射线上运动,且.当时,与在(1)问中的数量关系还成立吗?请说明理由.
【答案】(1)
(2)成立,理由见解析
【分析】本题考查了角平分线的性质定理、全等三角形的判定和性质等知识,熟练掌握角平分线的性质定理是解题的关键;
(1)根据角平分线的性质定理即可作出判断;
(2)过点P作于E,于F,如图,可得,根据补角的性质得出,证明,进而得到结论.
【详解】(1)解:是的平分线,
;
故答案为:;
(2)解:成立,理由如下:
如图,过点P作于E,于F,
,
∵是的平分线,
,
,,
,
在和中
,
.
2.如图,在四边形中,平分于.
(1)求证:.
(2)当时,______(直接写出结果)
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题考查了角平分线的性质,全等三角形的判定和性质,熟练掌握以上性质,正确的作出辅助线是解题的关键;
(1)过点作,根据角平分线的性质可得,先根据证,再根据证明,即可证明;
(2)由(1)可知,则,即可求出.
【详解】(1)证明:过点作,
平分,,
,,
,
,
,
,
,
,,
,
,
,
;
(2)解:, ,
,
,
,
故答案为:10.
3.【教材呈现】如图是华师版八年级上册数学教村96页的部分内容.
已知:如图.是的平分线,P是上任意一点,,,垂足分别为点D和点E.
求证:.
分析:
图中有两个直角三角形和,只要证明这两个三角形全等便可证得.
【问题解决】请根据教材分析,结合图①与出证明的过程.
【类比探究】
(1)如图②,是的平分线,P是上任意一点,点M,N分别在和上,连接和,若,求证:;
(2)如图③,的周长是12;、分别平分和,于点D,若的面积,则长为________.
【答案】问题解决:见解析;(1)见解析;(2)3
【分析】本题主要考查了角平分线的性质、三角形全等的判定和性质,
[问题解决]利用角角边定理证明,根据全等三角形的性质证明结论;
[类比探究](1)过点P作于E,于F,根据角平分线的性质得到,证明,根据全等三角形的性质证明结论;
(2)过O作与E,于F,利用角平分线的性质可得,,然后再利用面积的计算方法可得答案.
【详解】[问题解决]证明:∵,,
∴,
∵是的平分线,
∴,
在和中,
,
∴(),
∴;
[类比探究](1)证明:如图②,过点P作于E,于F,
∵是的平分线,,,
∴,,
∵,,
∴,
在和中,
,
∴,
∴;
(2)过O作与E,于F,
∵、分别平分和,
∴,,
∴,
∵的周长是,
∴ ,
∵的面积为18,且,
∴,
即,
故答案为:3.
4.如图,,在的平分线上取点B作于点C,在直线上取一动点P,在直线上取点Q使得,.
(1)如图1,当点P在线段上运动时,求证:;
(2)如图2,当点P在延长线上时,探究、、三条线段之间的数量关系,并说明理由;
(3)当点P运动到射线上时,直接写出、、三条线段之间的数量关系.
【答案】(1)见解析
(2),理由见解析
(3)或
【分析】本题考查了全等三角形的判定与性质,角平分线的性质,需熟练掌握分类讨论的思想,掌握全等三角形的判定定理和性质定理是解决本题的关键.
(1)作于点D,根据角平分线的性质得到,证明,根据全等三角形的性质得到,即可证明;
(2)作于点M,分别证明,,根据全等三角形的性质解得即可;
(3)分点P在线段上,点P在线段的延长线上两种情况,根据全等三角形的性质解答即可.
【详解】(1)证明:作于点D,如图,
∵是的平分线,,,
∴,
在与中,
,
∴,
∴,
∵,
∴;
(2)解:,理由如下,
作于点M,如图,
∵,
∴,
在与中,
,
∴,
∴,,,
在与中,
,
∴,
∴,
∴,
即;
(3)解:点P在线段上时,此时,如图,
∵,
∴,
由(2)可知,,
∴,
即;
点P在线段的延长线上时,此时,
作于点M,如图,
∵,
∴,
由(2)知,,
∴,
即;
综上,或.
5.在四边形中,,,过点作垂足为,且,四边形的面积为8,求的长.
【答案】
【分析】本题考查了全等三角形的判定和性质.过点作交延长线于点,连接,利用证明,推出,,再利用证明,推出,再根据,利用三角形面积公式列式计算即可求解.
【详解】解:过点作交延长线于点,连接,
则,
,
.
,,
.
在和中,
,
,
,,
在和中,
,
,
,
.
,
,
,
,
,
.
6.如图,平分.
(1)求证:;
(2)求证:.
【答案】(1)证明过程见解析
(2)证明过程见解析
【分析】(1)过点C作的延长线于点F,根据角平分线的性质可得,从而证明,可得,再由,即可得出结论;
(2)由(1)可得,,,从而可证,可得,再利用等量代换即可得出结论.
【详解】(1)证明:过点C作的延长线于点F,
∵,,平分,
∴,,
在和中,
,
∴,
∴,
∵,
∴,
即;
(2)证明:由(1),,,
在和中,
,
∴,
∴,
∴.
【点睛】本题考查角平分线的性质、全等直角三角形的判定与性质,作辅助线构造全等直角三角形是解题的关键.
【题型08:倍长中线法】
1.综合与实践
【问题情境】
课外兴趣小组活动时,老师提出了如下问题:
如图1,中,若,,求边上的中线的取值范围.
小明在组内和同学们合作交流后,得到了如下的解决方法:延长到E,使,连接BE.请根据小明的方法思考:
(1)由已知和作图能得到,依据是 ___________;
A. B. C. D.
(2)由“三角形的三边关系”,可求得的取值范围是 ___________.
解后反思:题目中出现“中点”“中线”等条件,可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.
[初步运用]
(3)如图2,是的中线,交于E,交于F,.若,,求线段BF的长.
【答案】(1)C;(2);(3)5
【分析】本题是三角形综合题,考查了全等三角形的判定和性质、三角形三边关系等知识,掌握全等三角形的判定定理和性质定理是解题的关键.
(1)由全等三角形的判定定理解答即可;
(2)根据三角形的三边关系计算;
(3)延长到M,使,连接,由证得,根据全等三角形的性质即可得出答案.
【详解】解:(1)∵是边上的中线,
∴,
在和中,
,
∴,
故选:C;
(2)∵,即,
∴,
∵,
∴,
故答案为:;
(3)延长到M,使,连接,如图所示:
∵,,
∴,
∵是中线,
∴,
∵在和中,
,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
即.
2.【问题提出】
(1)如图①,在中,若,,AD是边上的中线,求的取值范围.小明的做法如下:如图①,延长至点,使,连接,则,依据的判定方法是_____,由三角形的三边关系可知的取值范围为_____;
(2)如图②,,,,点为的中点,试说明:;
【问题解决】
(3)如图③,四边形是某公园的一片玫瑰园,对角线是中间的一条通道,现正值玫瑰盛开的旺季,为方便游客观赏,要沿对角线铺设一条小路,在两条小路的交点处修建一座观景塔(观景塔大小忽略不计),在边的中点处设置一个出入口,再沿铺设一条小路将游客分流,采购部需要知道与之间的数量关系购买原材料.按照设计要求,,,请你帮采购部探究线段与之间的数量关系(小路宽度忽略不计).
【答案】(1),;(2)见解析;(3)
【分析】本题考查了全等三角形的判定与性质,三角形三边关系,平行线的判定与性质,三角形的内角和定理等知识.
(1)根据可得,在中利用三角形的三边关系可求得;
(2)延长至G,使,连接,先证明,得到,,再证明,即可得到;
(3)延长到G,使得,连接,延长到H,使得,连接,先证可得,,再证明,得到,,最后证明,得到.
【详解】(1)解:延长到点E.使,连接,
∵是的中线,
∴,又,
∴,
∴,
∵在中,,
∴,
∵,
∴,
∴;
(2)证明:延长至G,使,连接,则
∵点D为的中点,
∴,
在和中
,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
在和中
,
∴,
∴.
(3)解:如图,延长到G,使得,连接,延长到H,使得,连接,
∵点F是边的中点,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴.
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴.
3.【方法学习】
数学兴趣小组活动时,王老师提出了如下问题:如图1,在中,,,求边上的中线的取值范围.
小李在组内经过合作交流,得到了如下的解决方法(如图1),
①延长到,使得;
②连接,通过三角形全等把、、转化在中;
③利用三角形的三边关系可得的取值范围为,从而得到的取值范围;
方法总结:解题时,条件中若出现“中点”、“中线”字样,可以考虑倍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中到同一个三角形中.
【问题解决】
(1)如图1,请写出的取值范围是 ;
(2)如图2,已知中,平分,且,求证:.
【答案】(1);
(2)见解析.
【分析】本题主要考查了全等三角形的判定与性质,角平分线的定义,三角形三边关系,等腰三角形的判定等知识,熟练掌握以上知识是解题的关键.
(1)由三角形三边关系可得出答案;
(2)延长到点E,使,连接,证明,得出,,证出,则可得出结论.
【详解】(1)解:由题意知,,
∴,,
∴,
∵,
∴,即,
故答案为:;
(2)证明:如图,延长到点E,使,连接,
∵,
∴,
∴,
∵平分,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴.
4.(1)阅读理解:为了进一步探究三角形中线的作用,数学兴趣小组合作交流时,小曲在组内做了如下尝试:如图1,是的中线,延长至点,使,连接.利用全等将边转化到.在这个过程中小曲同学证三角形全等,用到的全等判定方法是 ,另外他还得到了和的位置关系是 ;
(2)问题解决:如图2,是的中线,,点在的延长线上,,求证:;
(3)问题拓展:如图3,中,,,点在线段上,连接,,.若点为中点,交于点,求和的数量关系.
【答案】(1);;(2)见解析;(3)
【分析】本题考查了全等三角形的性质与判定,倍长中线法证全等,正确添加辅助线是解题的关键.
(1)根据已知条件证明,得出,则;
(2)延长至点,使,同(1)可得,,证明,进而证明,即可得证;
(3)延长至点,使,由(1)可得,,证明 ,进而证明,即可得证.
【详解】解:(1)∵是的中线,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴,
故答案为:;;
(2)证明:如图所示,延长至点,使,
同(1)可得
∴,,
∴,
∴,
∵,,
∴,
在和中,
,
∴,
∴;
(3)解:如图所示,延长至点,使,
由(1)可得,
∴,,
∴,
∵, ,
∴,
∴,即,
在和中,
,
∴ ,
∴,
∴,
设,
∴,
∵,
∴,
在和中,
,
∴,
∴.
5.【问题提出】倍长中线法是一种重要的解题方法,如图①,在中,是边上的中线,若延长至点E,使,连接,可根据“”证明,则.
【解决问题】如图②,已知和中,,连接是的中点,连接,求证:.
【答案】见解析.
【分析】本题考查全等三角形的判定和性质,熟练掌握倍长中线法构造全等三角形,是解题的关键.延长至点F,使得,连接,证明,得到,再证明得到,即可得证.
【详解】证明:如图,延长至点F,使得,连接.
是的中点,
.
在和中,
,
,
,
.
,
.
在和中,
.
.
6.方法探索
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.
(1)嘉嘉同学经过思考、探究发现可以添加辅助线构造全等三角形解决问题.延长到点E,使,连接.可以判定,得出,这样就能把线段、集中在中,利用三角形三边的关系,即可得出中线的取值范围,请你根据嘉嘉的思路写出完整解答过程问题解决
(2)由第(1)问方法的启发,请解决下面问题:
如图2,在中,点D、E在上,且,过E作与相交于点F,且.求证:平分.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】本题是三角形的综合题和倍长中线问题,考查的是全等三角形的判定和性质、三角形的三边关系等知识,掌握全等三角形的判定定理和性质定理是解题的关键,并运用类比的方法解决问题.
(1)延长到点E,使,连接.可以判定,得出,这样就能把线段、集中在中,利用三角形三边的关系,即可得出中线的取值范围,
(2)延长到点M,使,连接.证明,得出,得出,由可得,从而可得,故可得平分.
【详解】(1)解:是的中点,
,
在和中,
,
,
,
在中,
,
即,
中线的取值范围是:;
(2)证明:延长到点M,使,连接.
在与中,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
即平分.
1.已知满足,,直角顶点在轴上,一锐角顶点在y轴上.
(1)如图①若垂直于轴,垂足为点.点坐标是,点的坐标是,且满足,请直接写出、的值以及点的坐标.
(2)如图②,直角边在两坐标轴上滑动,使点在第四象限内,在滑动的过程中,当的坐标为,点的坐标为时,求的坐标;
(3)如图③,直角边在两坐标轴上滑动,使点A在第四象限内,过A点作轴于F,在滑动的过程中,试猜想的值.
【答案】(1),,
(2)
(3)1
【分析】(1)先根据,得出,,因为,整理得,再证明,故点的坐标为.
(2)过点作轴于,与(1)同理证明,故,,因为的坐标为,点的坐标为,所以,,所以,即可作答.
(3)作于E,得出,则(平行线之间距离处处相等),同理证明,整理得,即可作答.
【详解】(1)解:,,,
,,
,,
,,
,
,
∴,,
,
在和中,
,
,,
,
点的坐标为,
(2)解:过点作轴于,
,
,
,
在和中,
,
∴,,
点的坐标为,点的坐标为,
∴,,
,
点的坐标为,
(3)解:;
如图③中,作于E,
∵,
∴
∴(平行线之间距离处处相等)
∵,
∴,
∵,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∵,
∴.
【点睛】本题考查了平行线之间距离处处相等,绝对值的非负性,全等三角形的判定与性质,点的坐标,直角三角形的两个锐角互余,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
2.在利用构造全等三角形来解决的问题中,有一种典型的利用倍延中线的方法.
【特例分析】例如:在中,,,点是边上的中点,怎样求的取值范围呢?我们可以延长到点,使,然后连接(如图①),这样,在和中,由于,,,接下来,在中通过的长可求出的取值范围.
(1)在图①中,中线的取值范围是______.
【拓展探究】
(2)应用上述方法,解决下面问题:
如图②,在中,点是边上的中点,点是边上的一点,作交边于点,连接,若,,请直接写出的取值范围.
【推广应用】
(3)如图③,在四边形中,,,点是中点,点在上,且满足,,连接、,请判断与的位置关系,并证明你的结论.
【答案】(1);(2);(3);理由见解析
【分析】(1)延长到点,使,连接,由证得,得出,在中,,得出,即可得出结果;
(2)延长到点,使,连接、,由证得,得出,由等腰三角形的性质得出,在中,,得出,即可得出结果;
(3)延长与的延长线交于点,易证,得出,由证得,得出,,即可证得,由,得出.
【详解】(1)延长到点,使,连接,如图所示:
点是边上的中点,
,
在和中,
,
,
,
在中,,
,即,
,
故答案为:;
(2)延长到点,使,连接、,如图所示:
点是边上的中点,
,
在和中,
,
,
,
,,
,
在中,,
,即,
;
(3);理由如下:
延长与的延长线交于点,如图所示:
点是中点,
,
,,
,
,
,
在和中,
,
,
,,
,,
,即:,
,
.
3.中,点、分别为线段、上两点,连接、交于点.
(1)若,,如图,试说明;
(2)若平分,平分,如图所示,若,则 ,并证明:.
【答案】(1)见解析
(2),证明见解析
【分析】(1)根据余角的性质得到,由于,即可得到结论;
(2)根据角平分线的性质得到,,于是得到结论;作的平分线交于,由,得到,求得,根据角平分线的性质得到,推出,根据全等三角形的性质得到,同理,即可得到结论.
【详解】(1)解:,,
,
,,
;
(2)平分,平分,
,,
;
,
;
作的平分线交于,
,
,
,
平分,
,
在与中,
,
,
,
同理,
.
故答案为:
4.已知,在四边形中,,.
(1)如图1,连接.若,求证:.
(2)如图2,点,分别在线段,上,且满足,求证.
(3)若点在的延长线上,点在的延长线上,连接,,,仍然满足.请在图3中补全图形,根据图形直接写出与的数量关系.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)图见解析,
【分析】本题考查的是全等三角形的判定和性质、四边形内角和定理,掌握全等三角形的判定定理和性质定理是解题的关键.
(1)证明,根据全等三角形的性质证明结论;
(2)延长至点,使,连接,分别证明、,根据全等三角形的性质证明;
(3)在延长线上找一点,使得,连接,分别证明、,根据全等三角形的性质、四边形内角和为解答.
【详解】(1)证明:,
∴,
∵,
,
在和中,
,
;
(2)证明:延长至点,使,连接,如图2,
,
,
,
,
在和中,
,
,,
,,
在和中,
,
;
(3)解:如图3,.
理由如下:在延长线上找一点,使得,连接,
,
,
,
,
在和中,
,,
,
,
,
在和中,
,
,
,
,
.
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1
学科网(北京)股份有限公司
$
专题04 全等三角形常考模型汇编
【题型01:平移型】..............................................................................................................1
【题型02:翻折型】..............................................................................................................2
【题型03:旋转型】..............................................................................................................3
【题型04:一线三等角型】...................................................................................................5
【题型05:手拉手模型】......................................................................................................9
【题型06:半角模型】..........................................................................................................13
【题型07:对角互补模型】..................................................................................................14
【题型08:倍长中线法模型】...............................................................................................16
【题型01:平移型】
1.如图,已知,,,,.
(1)求的度数与的长;
(2)求证:.
2.如图,点,,,在同一条直线上,,,,请写出与之间的关系,并证明你的结论.
3.如图,点、、、在同一条直线上,,,,求证:.
【题型02:翻折型】
1.如图,、相交于点E,,.求证.
2.已知(如图):点D,E分别在,上,,交于O,且,.
(1)试说明:;
(2)与全等吗?为什么?
3.如图,点E,F在上,,,,求证:.
4.如图,在和中,,,与相交于点O.求证:.
【题型03:旋转型】
1.如图,,,,求证:.
2.如图,在中,,点是直线上的一个动点(不与重合),连接,以为一边在的右侧作,使,,连接.
(1)求证:;
(2)当时,的位置关系是 ;
(3)设.当时,请你探究与之间的数量关系.
3.如图,交于点是上一点,且.
(1)试说明.
(2)若,求的度数.
4.【模型建立】
(1)如图1,在与中,,,,试说明:;
【模型应用】
(2)如图2,在与中,,,,、、三点在一条直线上,与交于点,且点为中点,过点作于点.
①求的度数;
②若,求的长.
【题型04:一线三等角型】
1.如图,,,,,垂足分别为,,,,求的长.
2.如图(1),,,,.点在线段上以的速度由点向点运动,同时,点在线段上由点向点运动.它们运动的时间为.
(1)若点Q的运动速度与点P的运动速度相等,当时,与是否全等,并判断此时线段和线段的位置关系,请分别说明理由;
(2)如图(2),将图(1)中的“,”改为“”,其他条件不变.设点的运动速度为,是否存在实数,使得与全等?若存在,求出相应的x、t的值;若不存在,请说明理由.
3.在中,,直线经过点C,且于点D,于点E.
(1)当直线绕点C旋转到图(1)的位置时,
求证:①;
②;
(2)当直线绕点C旋转到图(2)的位置时,求证:;
(3)当直线绕点C旋转到图(3)的位置时,请直接写出,,之间的等量关系.
4.如图,中,分别是边上的点,.
(1)若,求证:;
(2)把(1)中的条件和结论反过来,即若,则,这个命题是否成立?若成立,请证明;若不成立,请说明理由.
5.(1)问题:如图①,已知:中,,,直线m经过点A,于D,于E,求证:;
(2)拓展:如图②,将(1)中的条件改为:中,,三点都在直线m上,并且,为任意锐角或钝角,请问结论是否成立?如成立,请证明;若不成立,请说明理由;
(3)应用:如图③,在中,是钝角,,,,直线m与的延长线交于点F,若,的面积是14,求与的面积之和.
6.如图①,在中,,,过点C在外作直线l,于点M,于点N.
(1)试说明:;
(2)如图②,将(1)中条件改为(),,请问(1)中的结论是否还成立?请说明理由.
(3)如图③,在中,点D为上一点,,,,,请直接写出的长.
7.已知,在中,,三点都在直线m上,且.
(1)如图①,若,则与的数量关系为 ___________,与的数量关系为 ___________;
(2)如图②,判断并说明线段,与的数量关系;
(3)如图③,若只保持,,点A在线段上以的速度由点D向点E运动,同时,点C在线段上以的速度由点E向点F运动,它们运动的时间为.是否存在x,使得与全等?若存在,求出相应的t的值;若不存在,请说明理由.
8.平面直角坐标系中,,分别在轴正半轴和轴负半轴上,在第二象限,满足:,. 已知.
(1)求,的坐标;
(2)求点的坐标;
(3)已知是轴的正半轴上一点,,在第一象限,,,连接交轴于点,求证:.
【题型05:手拉手模型】
1.如图,已知,, 相交于点M,,.
(1)试说明:.
(2)试说明:.
(3)若 ,其他条件不变,则(1)(2)中的结论还成立吗?请说明理由.
2.如图,已知在和中,,,.交于O点,
(1)求证:;
(2)当时,求的度数.
3.(2022·青海·统考中考真题)两个顶角相等的等腰三角形,如果具有公共的顶角的顶点,并把它们的底角顶点连接起来,则形成一组全等的三角形,把具有这个规律的图形称为“手拉手”图形.
(1)问题发现:
如图1,若和是顶角相等的等腰三角形,BC,DE分别是底边.求证:;
图1
(2)解决问题:如图2,若和均为等腰直角三角形,,点A,D,E在同一条直线上,CM为中DE边上的高,连接BE,请判断∠AEB的度数及线段CM,AE,BE之间的数量关系并说明理由.
图2
4.如图,在和中,,,.交于点,
(1)求证:;
(2)当时,求的度数.
5.如图,在和中,,,,,交于点E.
(1)求证:;
(2)若,求的度数.
6.综合与探究
在和中,,,.
【模型呈现】
(1)如图1,A,O,D三点共线,试判断与的数量关系,并说明理由.
【模型应用】
(2)如图2,设,相交于点P,,相交于点Q,若,求的度数.
【拓展延伸】
(3)如图3,,M,N分别为,的中点,连接,,,试说明且.
7.如图1,在中,,,D是上的一点,且,连接,.
(1)试判断与的位置关系和数量关系,并说明理由;
(2)如图2,若将绕点E旋转一定的角度后,仍然有,,试判断与的位置关系和数量关系是否发生变化;
(3)如图3,若将(2)中的等腰直角三角形都换成等边三角形,且与交于点F,其他条件不变.
①请直接写出与的数量关系;
②你能求出与所成的较小的角的度数吗?如果能,请直接写出该角的度数;如果不能,请说明理由.
【题型06:半角模型】
1.(1)如图①,在四边形中,,,E、F分别是边上的点,且.请直接写出线段之间的数量关系:
(2)如图②,在四边形中,若,,E、F分别是边上的点,且,则(1)中的结论是否仍然成立?若成立,请写出证明过程;若不成立,请说明理由.
2.【问题背景】
如图1,在四边形中,,,点分别是上的点,且,试探究之间的数量关系.
【初步探索】
(1)小亮同学认为延长到点,使,连接,先说明,再说明,则可得到,之间的数量关系是___________.
【探索延伸】
(2)如图2,在四边形中,,点分别是上的点,若,那么上述结论是否仍然成立?请说明理由.
【结论运用】
(3)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海里/时的速度前进,舰艇乙沿北偏东方向以海里/时的速度前进,小时后,指挥中心观测到甲、乙两舰艇分别到达处,且两舰艇之间的距离海里,求此时的度数.
【题型07:对角互补模型】
1.已知是的平分线,P是射线上一点,点C,D分别在射线上,连接.
(1)如图①,当,时,与的数量关系是______;
(2)如图②,点C,D分别在射线上运动,且.当时,与在(1)问中的数量关系还成立吗?请说明理由.
2.如图,在四边形中,平分于.
(1)求证:.
(2)当时,______(直接写出结果)
3.【教材呈现】如图是华师版八年级上册数学教村96页的部分内容.
已知:如图.是的平分线,P是上任意一点,,,垂足分别为点D和点E.
求证:.
分析:
图中有两个直角三角形和,只要证明这两个三角形全等便可证得.
【问题解决】请根据教材分析,结合图①与出证明的过程.
【类比探究】
(1)如图②,是的平分线,P是上任意一点,点M,N分别在和上,连接和,若,求证:;
(2)如图③,的周长是12;、分别平分和,于点D,若的面积,则长为________.
4.如图,,在的平分线上取点B作于点C,在直线上取一动点P,在直线上取点Q使得,.
(1)如图1,当点P在线段上运动时,求证:;
(2)如图2,当点P在延长线上时,探究、、三条线段之间的数量关系,并说明理由;
(3)当点P运动到射线上时,直接写出、、三条线段之间的数量关系.
5.在四边形中,,,过点作垂足为,且,四边形的面积为8,求的长.
6.如图,平分.
(1)求证:;
(2)求证:.
【题型08:倍长中线法】
1.综合与实践
【问题情境】
课外兴趣小组活动时,老师提出了如下问题:
如图1,中,若,,求边上的中线的取值范围.
小明在组内和同学们合作交流后,得到了如下的解决方法:延长到E,使,连接BE.请根据小明的方法思考:
(1)由已知和作图能得到,依据是 ___________;
A. B. C. D.
(2)由“三角形的三边关系”,可求得的取值范围是 ___________.
解后反思:题目中出现“中点”“中线”等条件,可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.
[初步运用]
(3)如图2,是的中线,交于E,交于F,.若,,求线段BF的长.
2.【问题提出】
(1)如图①,在中,若,,AD是边上的中线,求的取值范围.小明的做法如下:如图①,延长至点,使,连接,则,依据的判定方法是_____,由三角形的三边关系可知的取值范围为_____;
(2)如图②,,,,点为的中点,试说明:;
【问题解决】
(3)如图③,四边形是某公园的一片玫瑰园,对角线是中间的一条通道,现正值玫瑰盛开的旺季,为方便游客观赏,要沿对角线铺设一条小路,在两条小路的交点处修建一座观景塔(观景塔大小忽略不计),在边的中点处设置一个出入口,再沿铺设一条小路将游客分流,采购部需要知道与之间的数量关系购买原材料.按照设计要求,,,请你帮采购部探究线段与之间的数量关系(小路宽度忽略不计).
3.【方法学习】
数学兴趣小组活动时,王老师提出了如下问题:如图1,在中,,,求边上的中线的取值范围.
小李在组内经过合作交流,得到了如下的解决方法(如图1),
①延长到,使得;
②连接,通过三角形全等把、、转化在中;
③利用三角形的三边关系可得的取值范围为,从而得到的取值范围;
方法总结:解题时,条件中若出现“中点”、“中线”字样,可以考虑倍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中到同一个三角形中.
【问题解决】
(1)如图1,请写出的取值范围是 ;
(2)如图2,已知中,平分,且,求证:.
4.(1)阅读理解:为了进一步探究三角形中线的作用,数学兴趣小组合作交流时,小曲在组内做了如下尝试:如图1,是的中线,延长至点,使,连接.利用全等将边转化到.在这个过程中小曲同学证三角形全等,用到的全等判定方法是 ,另外他还得到了和的位置关系是 ;
(2)问题解决:如图2,是的中线,,点在的延长线上,,求证:;
(3)问题拓展:如图3,中,,,点在线段上,连接,,.若点为中点,交于点,求和的数量关系.
5.【问题提出】倍长中线法是一种重要的解题方法,如图①,在中,是边上的中线,若延长至点E,使,连接,可根据“”证明,则.
【解决问题】如图②,已知和中,,连接是的中点,连接,求证:.
6.方法探索
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.
(1)嘉嘉同学经过思考、探究发现可以添加辅助线构造全等三角形解决问题.延长到点E,使,连接.可以判定,得出,这样就能把线段、集中在中,利用三角形三边的关系,即可得出中线的取值范围,请你根据嘉嘉的思路写出完整解答过程问题解决
(2)由第(1)问方法的启发,请解决下面问题:
如图2,在中,点D、E在上,且,过E作与相交于点F,且.求证:平分.
1.已知满足,,直角顶点在轴上,一锐角顶点在y轴上.
(1)如图①若垂直于轴,垂足为点.点坐标是,点的坐标是,且满足,请直接写出、的值以及点的坐标.
(2)如图②,直角边在两坐标轴上滑动,使点在第四象限内,在滑动的过程中,当的坐标为,点的坐标为时,求的坐标;
(3)如图③,直角边在两坐标轴上滑动,使点A在第四象限内,过A点作轴于F,在滑动的过程中,试猜想的值.
2.在利用构造全等三角形来解决的问题中,有一种典型的利用倍延中线的方法.
【特例分析】例如:在中,,,点是边上的中点,怎样求的取值范围呢?我们可以延长到点,使,然后连接(如图①),这样,在和中,由于,,,接下来,在中通过的长可求出的取值范围.
(1)在图①中,中线的取值范围是______.
【拓展探究】
(2)应用上述方法,解决下面问题:
如图②,在中,点是边上的中点,点是边上的一点,作交边于点,连接,若,,请直接写出的取值范围.
【推广应用】
(3)如图③,在四边形中,,,点是中点,点在上,且满足,,连接、,请判断与的位置关系,并证明你的结论.
3.中,点、分别为线段、上两点,连接、交于点.
(1)若,,如图,试说明;
(2)若平分,平分,如图所示,若,则 ,并证明:.
4.已知,在四边形中,,.
(1)如图1,连接.若,求证:.
(2)如图2,点,分别在线段,上,且满足,求证.
(3)若点在的延长线上,点在的延长线上,连接,,,仍然满足.请在图3中补全图形,根据图形直接写出与的数量关系.
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