第十四章 全等三角形全章压轴突破8个专题(60题)(必考点分类集训)-2025-2026学年人教版八年级数学上册必考点分类集训系列
2025-09-18
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | 初中数学人教版八年级上册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 小结 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.04 MB |
| 发布时间 | 2025-09-18 |
| 更新时间 | 2025-10-14 |
| 作者 | 吴老师工作室 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-09-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53985379.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第十四章 全等三角形全章压轴突破8个专题(60题)
【人教版2024】
压轴突破1 遇中点作辅助线构全等 1
压轴突破2 遇角平分线作辅助线构全等 3
压轴突破3 作垂线构全等 4
压轴突破4 截长补短构全等 6
压轴突破5 一线三等角模型 8
压轴突破6 全等三角形动点问题 11
压轴突破7 利用全等三角形判断多结论问题 13
压轴突破8 平面直角坐标系与全等综合 15
压轴突破1 遇中点作辅助线构全等
1.如图,在△ABC中,AD为BC边上的中线,M为AD上一点,连接BM并延长交AC于N,∠AMN=∠MAN,若BM=6,AN=3.7,则CN的长度是 .
2.如图,AD是△ABC的中线,点E在BC的延长线上,CE=AB,∠BAC=∠BCA,求证:AE=2AD.
3.如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,BC=2AD,点F在线段CD上,且DF=3CF,点E为AB的中点,若△ADE的面积为3,则△DEF的面积为 .
4.如图,△ABC中,D是AC边的中点,过D作直线交AB于点E,交BC的延长线于点F,且AE=CF.若AB=19,BC=7,则CF= .
5.如图,在△ABC和△ADE中,AB=AC,AD=AE,∠BAC+∠DAE=180°,连接BE,CD,若AM为△ACD的中线,猜想AM与BE的数量关系并说明理由.
6.如图,在四边形ABCD中,∠ABC+∠ADC=180°,E、F分别在BC、CD上,且AB=BE,AD=DF,M为EF的中点,求证:DM⊥BM.
7.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△ABC中,AB=6,AC=10,D是BC的中点,求BC边上的中线AD的取值范围.
【方法探索】(1)小明在组内经过合作交流,得到了如下的解决方法:如图1,延长AD到点E,使DE=AD,连接BE.根据SAS可以判定△ADC≌△EDB,得出AC=BE.这样就能把线段AB、AC、2AD集中在△ABE中.利用三角形三边的关系,即可得出中线AD的取值范围是 .
【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△ABC中,D是BC边上的一点,AE是△ABD的中线,CD=AB,∠BDA=∠BAD,试说明:AC=2AE;
【问题拓展】(3)如图3,AD是△ABC的中线,过点A分别向外作AE⊥AB、AF⊥AC,使得AE=AB,AF=AC,判断线段EF与AD的关系,并说明理由.
压轴突破2 遇角平分线作辅助线构全等
8.如图,在△ABC中,∠A=60°,∠ABC和∠ACB的平分线BD、CE相交于点O,BD交AC于点D,CE交AB于点E,若已知△ABC周长为20,BC=7,AE:AD=4:3,则AE长为( )
A. B. C. D.4
9.如图在△ABC中,AD平分∠BAC,∠B=2∠ADB,AB=3,CD=5,则AC的长为 .
10.如图,在△ABC中,D为边AC上一点,且BD平分∠ABC,过A作AE⊥BD于点E.若∠ABC+4∠C=180°,AB=5,BC=12,则AE= .
11.如图,在四边形ABCD中,AD=CD,BD平分∠ABC,DE⊥BC,BE=7,CE=3,若△BCD的面积是20,则△ABD的面积是 .
12.如图,∠ACD是△ABC的外角,CE是∠ACD的平分线,BE是∠ABC的平分线,CE与BE交于点E,连接AE.若∠BEC=35°,则∠CAE= °.
13.如图,D为△ABC外一点,BD⊥AD,BD平分△ABC的一个外角,若2∠C+∠BAD=180°,AB=5,BC=3,则AD的长为 .
14.如图Rt△ACB中,∠ACB=90°,AD平分∠CAB交BC于D,点E在AB的延长线上,满足∠ADE+∠CAB=180°,若AC=6,BE=2,则线段AB的长为 .
压轴突破3 作垂线构全等
15.如图,△ABC中,∠ACB=60°,点D在AB上,CD=14,∠BDC=60°,延长CB至点E,使CE=AC,过点E作EF⊥CD于点F,交AB于点G,若5DG=3AD,则DF= .
16.如图,在△ADE和△ABC中,∠E=∠C,DE=BC,EA=CA,过A作AF⊥DE,垂足为F,DE交CB的延长线于点G,连接AG.四边形DGBA的面积为12,AF=4,则FG的长是 .
17.如图,把两块大小相同的含45°的三角板ACF和三角板CFB如图所示摆放,点D在边AC上,点E在边BC上,且∠CFE=13°,∠CFD=32°,则∠DEC的度数是( )
A.58° B.45° C.77° D.64°
18.如图,AD是△ABC的中线,AB=AE,AC=AF,∠BAE=∠FAC=90°,试探究线段AD与EF的数量关系和位置关系,并加以说明.
19.在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,点E为AC上一动点,过点A作AD⊥BE于D,连接CD.
(1)【观察发现】如图①∠DAC与∠DBC的数量关系是
(2)【尝试探究】点E在运动过程中,∠CDB的大小是否改变,若改变,请说明理由,若不变,求∠CDB的度数.
20.如图,等腰Rt△ACB中,∠ACB=90°,AC=BC,E点为射线CB上一动点,连接AE,作AF⊥AE且AF=AE.
(1)如图1,过F点作FG⊥AC交AC于G点,求证:△AGF≌△ECA;
(2)如图2,连接BF交AC于D点,若3,求证:E点为BC中点;
(3)如图3,当E点在CB的延长线上时,连接BF与AC的延长线交于D点,若,则 .
压轴突破4 截长补短构全等
21.如图,在△ABC中,∠BAC=30°,AD平分∠BAC,点E在BC的延长线上,∠CAE=75°,若CE=BA+AC,则∠B的度数为 .
22.如图,在五边形ABCDE中,且CD=5,AE=6,则五边形ABCDE的面积为 .
23.如图,△ABC中两边AB、AC上有两点M、N,D为△ABC外一点,且∠A=80°,∠BDC=100°,∠MDN=50°,BD=DC.
(1)猜想线段MN、BM、NC之间的数量关系并证明;
(2)若AB=6,AC=7,求△AMN的周长.
24.如图1,△ABC中,AB=BC,点D在边BC上,CD=CA,连接AD,∠CAE=∠BAD,AE交BC的延长线于点E.
(1)求证AD=AE;
(2)如图2,在图1的基础上延长CA到F,使AF=CE,连接DF交边AB于点G,探究线段AG,AC之间的数量关系,并证明.
25.(1)如图1,在△ABC中,AB=AC,点D是AC边上一点,连接BD,G,F两点都在线段BD上,连接AG,AF,过C作CE∥BD交AF延长线于点E,若AG=AF,∠ABD=∠CAE.求证:AG=CE;
(2)如图2,在△ABC中,AB=AC,点D为△ABC下方一点,连接AD,BD,过C作CE∥BD交AD于点E,若∠ABD=∠CAE,CE=3,AE=1,求DE的长.
26.已知在四边形ABCD中,AB=AD,.
(1)如图1,∠ABC=∠ADC=90°,E、F分别是边BC、CD上的点,线段EF、BE、FD之间的关系是 ;
(2)如图2,∠ABC+∠ADC=180°,E、F分别是边BC、CD上的点,(1)中的结论是否仍然成立?若成立,请证明.若不成立,请写出它们之间的数量关系,并证明;
(3)如图3,∠ABC+∠ADC=180°,E、F分别是边BC、CD延长线上的点,(1)中的结论是否仍然成立?若成立,请证明.若不成立,请写出它们之间的数量关系,并证明.
27.已知,在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠ADC=180°,E、F分别是边BC、CD上的点,且∠EAF∠BAD.
(1)为探究上述问题,小王同学先画出了其中一种特殊情况,即如图1,当∠B=∠ADC=90°时.
小王同学探究此问题的方法是:延长FD到点G,使DG=BE,连接AG.
请你在图1中添加上述辅助线,并补全下面的思路.
小明的解题思路:先证明△ABE≌ ;再证明了△AEF≌ ,即可得出BE,EF,FD之间的数量关系为 .
(2)请你借鉴小王的方法探究图2,当∠B+∠ADC=180°时,上述结论是否依然成立,如果成立,请证明你的结论,如果不成立,请说明理由.
(3)如图3,若E、F分别是边BC、CD延长线上的点,其他已知条件不变,此时线段EF、BE、FD之间的数量关系为 .(不用证明)
压轴突破5 一线三等角模型
28.如图,已知∠ACB=90°,AC=BC,AD⊥CE,BE⊥CE,垂足点分别是D,E,AD=5,BE=2,则DE的长为 .
29.如图1,CA⊥AB,DB⊥AB,AC=BD,P,Q分别为线段AB,BD上任意一点.
(1)若P为AB的中点,点Q与点D重合,试说明△ACP与△BDP全等;
(2)如图2,若∠CPQ=90°,CP=PQ,求AC,BQ,AB之间的数量关系;
(3)如图3,将“CA⊥AB,DB⊥AB”改为“∠A=∠B=α(α为锐角)”,其他条件不变.若∠CPQ=α,CP=PQ,判断(2)中的数量关系是否会改变?并说明理由.
30.(1)如图①,已知:△ABC中,∠BAC=90° AB=AC,直线m经过点A,BD⊥m于D,CE⊥m于E,猜想DE、BD、CE之间的数量关系为 ;
(2)拓展:如图②,将(1)中的条件改为:△ABC中,AB=AC,D、A、E三点都在直线m上,并且∠BDA=∠AEC=∠BAC=α,α为任意锐角或钝角,请问(1)中结论是否仍然成立?如成立,请证明;若不成立,请说明理由;
(3)应用:如图③,在△ABC中,∠BAC是钝角,AB=AC,∠BAD>∠CAE,∠BDA=∠AEC=∠BAC,直线m与BC的延长线交于点F,若BC=2CF,△ABC的面积是12,求△ABD与△CEF的面积之和.
31.已知,△ABC中,CA=CB,∠ACB=90°,一直线过顶点C,过A,B分别作其垂线,垂足分别为E,F.
(1)如图1,求证:EF=AE+BF;
(2)如图2,请直接写出EF,AE,BF之间的数量关系 ;
(3)在(2)的条件下,若BF=3AE,EF=4,求△BFC的面积.
32.如图1,△ABC中,∠ABC=∠ACB.点D、E、F分别是AB、BC、AC边上的点,BE=CF.
(1)若∠DEF=∠ABC,求证:DE=EF;
(2)若∠A+2∠DEF=180°,BC=9,EC=2BE,求BD的长.
33.直线CD经过∠BCA的顶点C,CA=CB.E,F分别是直线CD上两点,且∠BEC=∠CFA=∠α.
【数学思考】
若直线CD经过∠BCA的内部,且E,F在射线CD上,请解决下面两个问题:
(1)①如图1,若∠BCA=90°,∠α=90°,求证:EF=BE﹣AF;
(2)②如图2,若0°<∠BCA<90°,当∠α与∠BCA之间满足怎样的数量关系时,①中结论仍然成立,并给予证明.
【问题拓展】
(3)如图3,若直线CD经过∠BCA的外部,∠α=∠BCA,请直接写出EF,BE和AF之间数量关系.
压轴突破6 全等三角形动点问题
34.如图,在长方形ABCD中,AB=8,BC=10.点P从点A出发,以每秒1个单位长度的速度沿AB向点B匀速运动,点Q从点B出发,以每秒2个单位长度的速度沿BC向点C匀速运动,点R从点C出发,以每秒a个单位长度的速度沿CD向点D匀速运动,连接PQ、RQ,三点同时开始运动,当某一点运动到终点时,其它点也停止运动.若在某一时刻,△PBQ与△QCR全等,则a的值为( )
A.2或 B.2或 C.或 D.2或
35.如图,在四边形ABCD中,∠B=∠C=120°,AB=8cm,BC=12cm,CD=16cm,点P在线段BC上以4cm/s的速度由点B向点C运动,同时点O在线段CD上由点C向点D匀速运动.若△BAP与△PCQ在某一时刻全等,则点Q运动速度为( )
A. B.或
C.4cm/s或 D.4cm/s或
36.如图,直线PQ经过Rt△ABC的直角顶点C,△ABC的边上有两个动点D、E,点D以1cm/s的速度从点A出发,沿AC→CB移动到点B,点E以3cm/s的速度从点B出发,沿BC→CA移动到点A,两动点中有一个点到达终点后另一个点继续移动到终点.过点D、E分别作DM⊥PQ,EN⊥PQ,垂足分别为点M、N,若AC=6cm,BC=8cm,设运动时间为t,则当t= s时,以点D、M、C为顶点的三角形与以点E、N、C为顶点的三角形全等.
37.如图,在△ACB中,∠ACB=90°,AC=12cm,BC=6cm,CD为AB边上的高,点E从点B出发,在直线BC上以3cm/s的速度移动,过点E作BC的垂线交直线CD于点F,当点E运动 s时,CF=AB.
38.如图,△ABC的两条高AD与BE交于点O,AD=BD,AC=7.F是射线BC上一点,且CF=AO,动点P从点O出发,沿线段OB以每秒1个单位长度的速度向终点B运动,同时动点Q从点A出发,沿射线AC以每秒3个单位长度的速度运动,当点P到达点B时,P,Q两点同时停止运动,设运动时间为t秒,当△AOP与△FCQ全等时,则t= 秒.
39.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=6,BC=8,点C在直线l上.点P从点A出发,在三角形边上沿A→C→B的路径向终点B运动;点Q从B点出发,在三角形边上沿B→C→A的路径向终点A运动.点P和Q分别以1单位/秒和2单位/秒的速度同时开始运动,在运动过程中,若有一点先到达终点时,该点停止运动,另一个点要继续运动,直到两点都到达相应的终点时整个运动才能停止.在某时刻,分别过P和Q作PE⊥l于点E,QF⊥l于点F,则点P的运动时间等于 秒时,△PEC与△CFQ全等.
40.如图,△ABC中,∠ACB=90°,AC=6cm,BC=8cm,直线l经过点C且与边AB相交.动点P从点A出发沿A→C→B路径向终点B运动;动点Q从点B出发沿B→C→A路径向终点A运动.点P和点Q的速度分别为1cm/s和2cm/s,两点同时出发并开始计时,当点P到达终点B时计时结束.在某时刻分别过点P和点Q作PE⊥l于点E,QF⊥l于点F,设运动时间为t秒,则当t= 秒时,△PEC与△QFC全等.
压轴突破7 利用全等三角形判断多结论问题
41.如图,AB=AD,AC=AE,∠EAC=∠DAB,连接ED,且ED的延长线交BC于点F,连接AF,则下列说法中正确的有( )
①ED=CB;②∠EAC+∠DFB=180°;③∠EFA=∠AFB;④BC+AD=EF.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
42.如图,在△ABC中,∠ABC=60°,AD、CE分别平分∠BAC,∠ACB,且交于点F.则下列说法中哪些是正确的( )
①∠AFC=120°;
②S△ABD=S△ADC;
③若AE=EB,则CE⊥AB;
④CD+AE=AC;
⑤S△AEF:S△CDF=AE:CD.
A.①③④ B.①③⑤ C.①②④⑤ D.①③④⑤
43.如图,△ABC中,∠ABC,∠EAC的平分线BP,AP交于点P,延长BA,BC,PM⊥BE,PN⊥BF,下列说法:①CP平分∠ACF;②∠ABC+∠MPN=180°;③∠ACB=2∠APB;④∠MPN=2∠APC;⑤AC=AM+CN.其中正确的个数有( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
44.如图,在△ABC中,AD为中线,过点B作BE⊥AD于点E,过点C作CF⊥AD于点F.延长FA至点G,使得FG=AE,连接GC.下列结论中正确的个数为( )
①BE=CF;②∠BAC=∠G+2∠ACG;③S△GCF﹣S△CDF=S△ABD;④S△AGC=2S△BED.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
45.如图,在△ABC中,∠BAC和∠ABC的平分线AE,BF相交于点O,AE交BC于E,BF交AC于F,过点O作OD⊥BC于D,在下列结论中:①∠AOB=90°+∠C;②若AB=4,OD=1,则S△ABO=2;③当∠C=60°时,AF+BE=AB;④若OD=a,AB+BC+CA=2b,则S△ABC=ab.其中正确的结论为( )
A.②③ B.②④ C.②③④ D.①②④
46.如图,在△OAB和△OCD中,OA=OB,OC=OD,OA>OC,∠AOB=∠COD=40°,连接AC,BD交于点M,连接OM.下列结论:①AC=BD;②∠AMB=40°;③OM平分∠BOC;④MO平分∠BMC.其中正确的是( )
A.①② B.①②③④ C.①②④ D.①③④
47.如图,在△ACB中,∠ACB=90°,△ABC的角平分线AD、BE相交于点P,过P作PF⊥AD交BC的延长线于点F,交AC于点H.则对于以下结论:①∠APB=135°;②△ABP≌△FBP;③∠AHP=∠ABC;④AH+BD=AB.其中错误的是( )
A.① B.② C.③ D.④
压轴突破8 平面直角坐标系与全等综合
48.如图1,等腰直角△ABC中,∠ACB=90°,CB=CA,线段ED经过点C,过A作AD⊥ED于点D,过B作BE⊥ED于E.
(1)求证:△BEC≌△CDA.
(2)如图2,已知在平面直角坐标系xOy中,O为坐标原点,点A的坐标为(0,8),点C的坐标为(﹣6,0),点B是第二象限中的一点,若△ABC是以AC为直角边的等腰直角三角形,求点B的坐标;
(3)如图3,已知在平面直角坐标系xOy中,O为坐标原点,在等腰直角△OAB中,∠OAB=90°,OA=AB=8,点M在线段OB上从O向B运动(运动到点B停止),以点M为直角顶点向右上方作等腰直角△AMN,求点N移动的距离.
49.如图,点A(a,0),B(0,b),且a、b满足(a﹣1)2+|2b﹣2|=0.
(1)如图1,求△AOB的面积;
(2)如图2,点C在线段AB上(不与A、B重合)移动,AB⊥BD,且∠COD=45°,猜想线段AC、BD、CD之间的数量关系并证明你的结论;
(3)如图3,若P为x轴上异于原点O和点A的一个动点,连接PB,PB⊥PE且PB=PE,直线AE交y轴于点Q,当P点在x轴上移动时,线段BQ长为定值,请求出该定值
50.已知△ABC是等腰直角三角形,AB=BC,A点在x轴的负半轴上,直角顶点B在y轴上,点C在x轴上方.
(1)如图1所示,A点坐标为(﹣4,0),B点坐标为(0,1),求点C的坐标(直接写出结果);
(2)如图2所示,过C作CD⊥y轴于D,求证:AO=CD+OD;
(3)如图3所示,若x轴恰好平分∠BAC,BC与x轴交于点E,过C作CF⊥x轴于F,求证:AE=2CF.
51.在平面直角坐标系中,A(﹣5,0),B(0,5),点C为x轴正半轴上一动点,过点A作AD⊥BC交y轴于点E,连接DO,则DO平分∠ADC.
(1)如图(1),若C(3,0),则点E的坐标为 ;
(2)如图(2),若点C在x轴正半轴上运动,当OC+CD=AD时,求∠OBC的度数.
52.如图(1),在平面直角坐标系中,A(a,0),B(b,3),C(4,0),且满足(a+b)2+|a﹣b+6|=0,线段AB交y轴于F点.
(1)求点A、B的坐标.
(2)如图(2),点D为y轴正半轴上一点,若ED∥AB,且AM,DM分别平分∠CAB,∠ODE,求∠AMD的度数;
(3)如图(3),
①求点F的坐标;
②在y轴上是否存在一点P,使得△ABP的面积等于△ABC的面积?若存在,求出点P坐标.若不存在,请说明理由.
53.如图,在平面直角坐标系中,A(﹣2,0),B(0,6),C(6,0),∠ABC+∠ADC=180°,BC⊥CD.
(1)求证:∠ABO=∠CAD;
(2)求证:AB=AD;
(3)求四边形ABCD的面积.
54.在平面直角坐标系中,已知△ABC的三个顶点坐标分别为A(﹣3,0)、B(0,3)、C(t,0),过点A作AD⊥BC交BC于D点,交y轴正半轴于点E.
(1)如图1,当t=1时,求E点的坐标;
(2)如图,连接OD,求∠ADO的度数;
(3)如图3,已知点P(0,2),若PQ⊥PC,PQ=PC,直接写出Q的坐标(用含t的式子表示).
55.在平面直角坐标系中,点A(a,0),B(0,b),且a,b满足,点P为线段AB上(不与A、B两点重合)一点,连接OP.
(1)如图1,过点A作AQ⊥x轴,且满足∠OPQ=90°,求证:OP=PQ;
(2)如图2,C,D分别为OA,OB上的两点,且OC=OD,点P满足OP⊥AD,过点P作PE⊥BC交AD的延长线于点E,试探究AE,EP,OP之间的数量关系,并给出证明.
56.如图所示,在平面直角坐标系中,P(4,4),
(1)点A在x的正半轴运动,点B在y的正半轴上,且PA=PB,
①求证:PA⊥PB:
②求OA+OB的值;
(2)点A在x的正半轴运动,点B在y的负半轴上,且PA=PB,求OA﹣OB的值.
57.在平面直角坐标系中,已知点A在y轴的正半轴上,点B在x轴的正半轴上,且OA=OB.
(1)如图1,若点D在BA的延长线上,连接OD,点E在第一象限,且满足OD⊥OE,BD⊥BE,连接DE,求证:△DOE是等腰直角三角形;
(2)如图2,点F在AB的延长线上,以OF为斜边向上构等腰直角三角形OFM,连接AM,若AB=10,BF=2,求△AMF的面积.
58.在平面直角坐标系中,点A的坐标为(9,9),点B在x轴上.
(1)如图1,若点B在x轴正半轴上,AB=BC,AB⊥BC,AC交x轴于点D,
①若∠DBC=14°,则∠ADB= ;
②若点C的坐标为(3,﹣3),求点B坐标.
(2)如图2,若点B在x轴负半轴上,AE⊥x轴于点E,AF⊥y轴于点F,∠BFM=45°,MF交直线AE于点M,若点B(﹣3,0),BM=15,求EM的长.
59.如图1,已知A(1,4),C(﹣4,1),AB⊥y轴于点B,CD⊥x轴于点D,连接OA,OC.
(1)求证:△ABO≌△CDO;
(2)如图2,连接AC,BD交于点H.求证:H为AC的中点;
(3)如图3,E为第二象限内一点,F为y轴正半轴上一点,连接AF,EF、CE,EF⊥CE且EF=CE,点G为AF的中点,连接EG,EO.请猜想∠OEG的度数并证明你的猜想.
60.在平面直角坐标系中,点A(﹣4,0),B(0,4),点C为x轴正半轴上一动点,过点A作AD⊥BC交y轴于点E.
(1)如图1,求证:△AEO≌△BCO;
(2)如图2,若点C在x轴正半轴上运动,且OC<3,连接DO.
①求证:DO平分∠ADC;
②当AD=CD+OC时,求的值.
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第十四章 全等三角形全章压轴突破8个专题(60题)
【人教版2024】
压轴突破1 遇中点作辅助线构全等 1
压轴突破2 遇角平分线作辅助线构全等 11
压轴突破3 作垂线构全等 19
压轴突破4 截长补短构全等 27
压轴突破5 一线三等角模型 40
压轴突破6 全等三角形动点问题 48
压轴突破7 利用全等三角形判断多结论问题 58
压轴突破8 平面直角坐标系与全等综合 71
压轴突破1 遇中点作辅助线构全等
1.如图,在△ABC中,AD为BC边上的中线,M为AD上一点,连接BM并延长交AC于N,∠AMN=∠MAN,若BM=6,AN=3.7,则CN的长度是 .
【分析】延长AD至点E,使得AD=DE,再连接BE,证明△BDE≌△CDA,得到∠E=∠MAN,BE=AC,结合∠AMN=∠MAN,∠AMN=∠BME,可得∠E=∠BME,推出BE=BM=AC=6,即可求解.
【解答】解:如图,延长AD至点E,使得AD=DE,再连接BE,
∵AD为BC边上的中线,
∴BD=CD,
在△BDE和△CDA中,
,
∴△BDE≌△CDA(SAS),
∴∠E=∠MAN,BE=AC,
∵∠AMN=∠MAN,
∴∠E=∠AMN,
∵∠AMN=∠BME,
∴∠E=∠BME,
∴BE=BM=AC=6,
∴CN=AC﹣AN=6﹣3.7=2.3,
故答案为:2.3.
2.如图,AD是△ABC的中线,点E在BC的延长线上,CE=AB,∠BAC=∠BCA,求证:AE=2AD.
【分析】延长AD至M,使DM=AD,先证明△ABD≌△MCD,进而得出MC=AB,∠B=∠MCD,即可得出∠ACM=∠ACE,再证明△ACM≌△ACE,即可得出答案.
【解答】证明:延长AD至M,使DM=AD,
∵AD是△ABC的中线,
∴DB=CD,
在△ABD和△MCD中,
,
∴△ABD≌△MCD(SAS),
∴MC=AB,∠B=∠MCD,
∵AB=CE,
∴CM=CE,
∵∠BAC=∠BCA,
∴∠B+∠BAC=∠ACB+∠MCD,
即∠ACM=∠ACE,
在△ACM和△ACE中,
∴△ACM≌△ACE(SAS).
∴AE=AM,
∵AM=2AD,
∴AE=2AD.
3.如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,BC=2AD,点F在线段CD上,且DF=3CF,点E为AB的中点,若△ADE的面积为3,则△DEF的面积为 .
【分析】延长DE、CB交于点G,由AD∥BC,得∠ADE=∠G,而AE=BE,∠AED=∠BEG,即可根据“AAS”证明△ADE≌△BGE,得AD=BG,DE=GE,S△ADE=S△BGE=3,由BC=2AD=2BG,得S△BCE=2S△BGE=6,求得S△DCE=9,由DF=3CF,得DFDC,所以S△DEFS△DCE,于是得到问题的答案.
【解答】解:延长DE、CB交于点G,
∵AD∥BC,
∴∠ADE=∠G,
∵点E为AB的中点,
∴AE=BE,
在△ADE和△BGE中,
,
∴△ADE≌△BGE(AAS),
∴AD=BG,DE=GE,S△ADE=S△BGE=3,
∴BC=2AD=2BG,
∴S△BCE=2S△BGE=6,
∴S△DCE=S△BCE=S△BGE+S△BCE=3+6=9,
∵DF=3CF,
∴DC=3CF+CF=4CF,
∴DFDC,
∴S△DEFS△DCE9,
故答案为:.
4.如图,△ABC中,D是AC边的中点,过D作直线交AB于点E,交BC的延长线于点F,且AE=CF.若AB=19,BC=7,则CF= .
【分析】,由“AAS”可证△ADH≌△CDF,可得AH=CF=AE,可得∠H=∠AEH=∠F=∠FEB,可得BE=BF,即可求解.
【解答】解:如图,过点A作AH∥BF交FE的延长线于点H,
∴∠H=∠F,且AD=DC,∠ADH=∠CDF,
∴△ADH≌△CDF(AAS),
∴AH=CF,
∵AE=CF,
∴AH=AE,
∴∠H=∠AEH,
∴∠AEH=∠F=∠FEB,
∴BE=BF=BC+CF=7+CF,
∴AB=AE+BE=CF+7+CF=19,
∴CF=6,
故答案为:6.
5.如图,在△ABC和△ADE中,AB=AC,AD=AE,∠BAC+∠DAE=180°,连接BE,CD,若AM为△ACD的中线,猜想AM与BE的数量关系并说明理由.
【分析】延长AM到N,使AM=MN,连接CN,则AN=2AM,先证明△ADM和△NCM全等得AD=CN,∠DAM=∠N,则AD∥CN,进而得∠DAC+∠ACN=180°,再由∠BAC+∠DAE=180°得∠BAE+∠DAC=180°,则∠ACN=∠BAE,由此可依据“SAS”判定△ACN和△BAE全等,则AN=BE,由此可得AM与BE的数量关系.
【解答】解:猜想:BE=2AM,理由如下:
延长AM到N,使AM=MN,连接CN,如图②所示:
则AN=2AM,
∵AM为△ACD的中线,
∴DM=CM,
在△ADM和△NCM中,
,
∴△ADM≌△NCM(SAS),
∴AD=CN,∠DAM=∠N,
∴AD∥CN,
∴∠DAC+∠ACN=180°,
∵∠BAC+∠DAE=180°,
∴∠BAE+∠DAC=180°,
∴∠ACN=∠BAE,
∵AD=AE,AD=CN,
∴CN=AE,
在△ACN和△BAE中,
,
∴△ACN≌△BAE(SAS),
∴AN=BE,
∵AN=2AM,
∴BE=2AM.
6.如图,在四边形ABCD中,∠ABC+∠ADC=180°,E、F分别在BC、CD上,且AB=BE,AD=DF,M为EF的中点,求证:DM⊥BM.
【分析】延长BM到H,使MH=MB,连接GH,DH,BD,先依据“SAS”判定△FMH和△EMB全等得FH=BE,∠FHM=∠EBM,进而得FH∥BC,则∠CFH=∠C,根据四边形内角和定理得∠A+∠C=180°,及∠DFH+∠CFH=180°得∠A=∠DFH,由此依据“SAS”判定△ABD和△FHD全等得BD=HD,然后根据等腰三角形的性质即可得出结论.
【解答】解:证明:延长BM到H,使MH=MB,连接GH,DH,BD,如图2所示:
∵点M为EF的中点,
∴FM=EM,
在△FMH和△EMB中,
,
∴△FMH≌△EMB(SAS),
∴FH=BE,∠FHM=∠EBM,
∴FH∥BC,
∴∠CFH=∠C,
在四边形ABCD中,∠ABC+∠ADC=180°,
∴∠A+∠C=180°,
∵∠DFH+∠CFH=180°,
∴∠A=∠DFH,
∵AB=BE,BE=FH,
∴AB=FH,
在△ABD和△FHD中,
,
∴△ABD≌△FHD(SAS),
∴BD=HD,
∵HM=BM,
∴DM⊥BM.
7.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△ABC中,AB=6,AC=10,D是BC的中点,求BC边上的中线AD的取值范围.
【方法探索】(1)小明在组内经过合作交流,得到了如下的解决方法:如图1,延长AD到点E,使DE=AD,连接BE.根据SAS可以判定△ADC≌△EDB,得出AC=BE.这样就能把线段AB、AC、2AD集中在△ABE中.利用三角形三边的关系,即可得出中线AD的取值范围是 .
【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△ABC中,D是BC边上的一点,AE是△ABD的中线,CD=AB,∠BDA=∠BAD,试说明:AC=2AE;
【问题拓展】(3)如图3,AD是△ABC的中线,过点A分别向外作AE⊥AB、AF⊥AC,使得AE=AB,AF=AC,判断线段EF与AD的关系,并说明理由.
【分析】(1)由题意得:AE在△ABE中,由三角形三边关系可得到AE的取值范围,ADAE,即可求得AD的取值范围;
(2)由“SAS”可证△EDF≌△EBA,可得∠ADC=∠ADF,由“SAS”可证△AFD≌△ACD(SAS),可得AC=AF=2AE;
(3)延长AD到M,使得DM=AD,连接BM,由(1)可知,△BDM≌△CDA(SAS),得BM=AC,再证△ABM≌△EAF(SAS),得AM=EF,∠BAM=∠E,则EF=2AD,然后由三角形的外角性质证出∠APE=∠BAE=90°,即可得出结论.
【解答】解:(1)在△ABE中,AB=6,BE=AC=10,由三角形三边关系可得:AE﹣AB=4<AE<AB+BE=16,即AE到取值范围为4<AE<16,
∵AD,
∴AD的取值范围为2<AD<8;
故答案为:2<AD<8;
(2)如图2,延长AE至点F,使得EF=AE,连接DF,则AF=EF+AE=2AE,
∵E是BD中点,
∴DE=BE,
在△EDF和△EBA中,
,
∴△EDF≌△EBA(SAS),
∴DF=AB=CD,∠B=∠EDF,∠F=∠EAB,
∵∠CDA=∠B+∠BAD,∠ADF=∠BDA+∠EDF,∠BDA=∠BAD,
∴∠ADC=∠ADF,
在△AFD和△ACD中,
,
∴△AFD≌△ACD(SAS),
∴AC=AF,
∴AC=2AE;
(3)EF=2AD,EF⊥AD,
理由:如图3,延长DA交EF于点P,延长AD到M,使得DM=AD,连接BM,
由(1)可知,△BDM≌△CDA(SAS),
∴BM=AC,∠M=∠CAD,
∵AC=AF,
∴BM=AF,
由(2)可知,AC∥BM,
∴∠BAC+∠ABM=180°,
∵AE⊥AB、AF⊥AC,
∴∠BAE=∠FAC=90°,
∴∠BAC+∠EAF=180°,
∴∠ABM=∠EAF,
在△ABM和△EAF中,
,
∴△ABM≌△EAF(SAS),
∴AM=EF,∠BAM=∠E,
∵AD=DM,
∴AM=2AD,
∴EF=2AD,
∵∠EAM=∠BAM+∠BAE=∠E+∠APE,
∴∠APE=∠BAE=90°,
∴EF⊥AD.
压轴突破2 遇角平分线作辅助线构全等
8.如图,在△ABC中,∠A=60°,∠ABC和∠ACB的平分线BD、CE相交于点O,BD交AC于点D,CE交AB于点E,若已知△ABC周长为20,BC=7,AE:AD=4:3,则AE长为( )
A. B. C. D.4
【分析】由“SAS”可证△BOE≌△BOH,可得∠EOH=∠BOH=60°,由“ASA”可证△COD≌△COH,可得CD=CH,即可求解.
【解答】解:如图,在BC上截取BH=BE,连接OH,
∵BD平分∠ABC,CE平分∠ACB,
∴∠ABD=∠CDB,∠ACE=∠BCE,
∵∠A=60°,
∴∠ABC+∠ACB=120°,
∴∠DBC+∠BCE=60°,
∴∠BOC=120°,
∴∠BOE=∠COD=60°,
在△BOE和△BOH中,
,
∴△BOE≌△BOH(SAS),
∴∠BOE=∠BOH=60°,
∴∠COD=∠COH=60°,
在△COD和△COH中,
,
∴△COD≌△COH(ASA),
∴CD=CH,
∴BE+CD=BH+CH=BC=7,
∵△ABC周长为20,
∴AB+AC+BC=20,
∴AE+AD=6,
∵AE:AD=4:3,
∴AE,
故选:B.
9.如图在△ABC中,AD平分∠BAC,∠B=2∠ADB,AB=3,CD=5,则AC的长为 .
【分析】在AC上取点E,使AE=AB=3,连接DE,则由角平分线的性质可证明△ABD≌△AED,从而有∠B=∠AED,∠ADB=∠ADE,则可得∠CDE=∠CED,有CE=CD=5,再由AC=CE+AE即可求解.
【解答】解:如图,在AC上取点E,使AE=AB=3,连接DE,
∵AD平分∠BAC,
∴∠BAD=∠EAD;
又∵AD=AD,AE=AB,
∴△ABD≌△AED(SAS),
∴∠B=∠AED,∠ADB=∠ADE;
∵∠B=2∠ADB,
∴∠BDE=∠ADB+∠ADE=2∠ADB=∠B,
∴∠BDE=∠AED,
∴180°﹣∠BDE=180°﹣∠AED,
∴∠CDE=∠CED,
∴CE=CD=5,
∴AC=CE+AE=5+3=8.
故答案为:8.
10.如图,在△ABC中,D为边AC上一点,且BD平分∠ABC,过A作AE⊥BD于点E.若∠ABC+4∠C=180°,AB=5,BC=12,则AE= .
【分析】延长AE交BC于点F,根据角平分线的定义可得∠ABD=∠DBC∠ABF,再根据垂直定义可得∠AEB=∠BEF=90°,从而利用ASA证明△ABE≌△FBE,再利用全等三角形的性质可得AE=EF,AB=BF=5,从而可得CF=7,然后根据垂直定义可得∠EBF+∠AFB=90°,从而可得∠ABC+∠AFB=90°,再根据已知可得∠ABC+2∠C=90°,从而可得∠AFB=2∠C,最后利用三角形的外角性质可得∠AFB=∠C+∠CAF,从而可得∠C=∠CAF,进而可得AF=CF=7,进行计算即可解答.
【解答】解:延长AE交BC于点F,
∵BD平分∠ABC,
∴∠ABD=∠DBC∠ABF,
∵BE⊥AF,
∴∠AEB=∠BEF=90°,
∵BE=BE,
∴△ABE≌△FBE(ASA),
∴AE=EF,AB=BF=5,
∵BC=12,
∴CF=BC﹣BF=12﹣5=7,
∵∠BEF=90°,
∴∠EBF+∠AFB=90°,
∴∠ABC+∠AFB=90°,
∵∠ABC+4∠C=180°,
∴∠ABC+2∠C=90°,
∴∠AFB=2∠C,
∵∠AFB是△AFC的一个外角,
∴∠AFB=∠C+∠CAF,
∴∠C=∠CAF,
∴AF=CF=7,
∴AE=EFAF=3.5,
故答案为:3.5.
11.如图,在四边形ABCD中,AD=CD,BD平分∠ABC,DE⊥BC,BE=7,CE=3,若△BCD的面积是20,则△ABD的面积是 .
【分析】作DF⊥BA交BA的延长线于点F,则∠F=90°,由BE=7,CE=3,求得BC=10,由S△BCD10DE=20,求得DE=4,由角平分线的性质得DF=DE=4,可根据“HL”证明Rt△DAF≌Rt△CDE,得AF=CE=3,再根据“HL”证明Rt△DBF≌Rt△DBE,得BF=BE=7,则AB=4,求得S△ABDAB•DF=8,于是得到问题的答案.
【解答】解:作DF⊥BA交BA的延长线于点F,则∠F=90°,
∵BE=7,CE=3,
∴BC=BE+CE=7+3=10,
∵DE⊥BC,△BCD的面积是20,
∴10DE=20,∠AED=∠DEC=90°,
∴DE=4,
∵BD平分∠ABC,DF⊥BA,DE⊥BC,
∴DF=DE=4,
在Rt△DAF和Rt△CDE中,
,
∴Rt△DAF≌Rt△CDE(HL),
∴AF=CE=3,
在Rt△DBF和Rt△DBE中,
,
∴Rt△DBF≌Rt△DBE(HL),
∴BF=BE=7,
∴AB=BF﹣AF=7﹣3=4,
∴S△ABDAB•DF4×4=8,
故答案为:8.
12.如图,∠ACD是△ABC的外角,CE是∠ACD的平分线,BE是∠ABC的平分线,CE与BE交于点E,连接AE.若∠BEC=35°,则∠CAE= °.
【分析】延长BA,作EN⊥BD,EF⊥BA,EM⊥AC,设∠ECD=x°,则∠ACE=∠ECD=x°,进而根据三角形的外角的性质得出∠CAF=110°,证明Rt△EFA≌Rt△EMA(HL),即可求解.
【解答】解:CE是∠ACD的平分线,BE是∠ABC的平分线,如图,延长BA,作EN⊥BD,EF⊥BA,EM⊥AC,
设∠ECD=x°,
∴∠ACE=∠ECD=x°,EM=EN,∠ABE=∠EBC,EF=EN,
∴EF=EM,
∵∠BEC=35°,
∴∠ABE=∠EBC=∠ECD﹣∠BEC=(x﹣35)°,
∴∠BAC=∠ACD﹣∠ABC=2x°﹣(x°﹣35°)﹣(x°﹣35°)=70°,
∴∠CAF=110°,
在Rt△EFA和Rt△EMA中,
,
∴Rt△EFA≌Rt△EMA(HL),
∴∠FAE=∠EAC=55°.
故答案为:55.
13.如图,D为△ABC外一点,BD⊥AD,BD平分△ABC的一个外角,若2∠C+∠BAD=180°,AB=5,BC=3,则AD的长为 .
【分析】设AD、CB的延长线交于点E,先利用ASA证得△ABD和△EBD全等,即可得出AD=ED,AB=EB=5,∠BAD=∠E,结合已知∠BAD+2∠C=180°,得出∠E+2∠C=180°,再根据三角形内角和定理得出∠E+∠C+∠EAC=180°,从而得出∠C=∠EAC,于是有AE=CE,再求出CE的长即可求出AD的长.
【解答】解:设AD、CB的延长线交于点E,
由题意得∠ABD=∠EBD,
∵BD⊥AD,
∴∠ADB=∠EDB=90°,
在△ABD和△EBD中,
,
∴△ABD≌△EBD(ASA),
∴AD=ED,AB=EB=5,∠BAD=∠E,
∵BC=3,
∴CE=BC+EB=3+5=8,
∵∠BAD+2∠C=180°,
∴∠E+2∠C=180°,
∵∠E+∠C+∠EAC=180°,
∴∠C=∠EAC,
∴AE=CE=8,
∴AD=EDAE=4.
故答案为:4.
14.如图Rt△ACB中,∠ACB=90°,AD平分∠CAB交BC于D,点E在AB的延长线上,满足∠ADE+∠CAB=180°,若AC=6,BE=2,则线段AB的长为 .
【分析】延长AD到M,作DH⊥AB于H.首先证明△ADC≌△ADH,推出AC=AH=6,再证明AH=HE=6,由BE=2,可得BH=4,推出AB=10.
【解答】解:延长AD到M,作DH⊥AB于H.
∵AD平分∠CAB,
∴∠DAC=∠DAH,
∵∠C=∠AHD,AD=AD,
∴△ADC≌△ADH(AAS),
∴AC=AH=6,
∵∠ADE+∠CAB=180°,∠ADE+∠EDM=180°,
∴∠EDM=∠CAB,
∵∠EDM=∠DAE+∠DEA=∠DAE+∠CAD,∠CAD=∠DAB,
∴∠DAB=∠E,
∴DA=DE,
∵DH⊥AE,
∴AH=HE=6,
∵BE=2,
∴BH=4,
∴AB=10,
故答案为:10.
压轴突破3 作垂线构全等
15.如图,△ABC中,∠ACB=60°,点D在AB上,CD=14,∠BDC=60°,延长CB至点E,使CE=AC,过点E作EF⊥CD于点F,交AB于点G,若5DG=3AD,则DF= .
【分析】由“AAS”可证△AHC≌△CFE,可得CF=AH,由直角三角形的性质可得DHCD=7,DG=2DF,由线段的数量关系可求解.
【解答】解:如图,过点C作CH⊥AB于H,
∵∠ACB=60°=∠BDC,∠BDC=∠A+∠ACD,∠ACB=∠ACD+∠BCD,
∴∠A=∠BCD,
在△AHC和△CFE中,
,
∴△AHC≌△CFE(AAS),
∴CF=AH,
∵∠BDC=60°,EF⊥CD,CH⊥AB,
∴∠DGF=∠DCH=30°,
∴DHCD=7,DG=2DF,
∵5DG=3AD,
∴ADDF,
∵AH=CF,
∴DF+7=14﹣DF,
∴DF,
故答案为:.
16.如图,在△ADE和△ABC中,∠E=∠C,DE=BC,EA=CA,过A作AF⊥DE,垂足为F,DE交CB的延长线于点G,连接AG.四边形DGBA的面积为12,AF=4,则FG的长是 .
【分析】过点A作AH⊥BC于H,判定△ABC≌△AED,得出AF=AH,再判定Rt△AFG≌Rt△AHG,判定Rt△ADF≌Rt△ABH,得出S四边形DGBA=S四边形AFGH=12,再根据Rt△AFG≌Rt△AHG,求得Rt△AFG的面积=6,进而得到FG的长.
【解答】解:过点A作AH⊥BC于H,如图所示:
在△ABC与△AED中,
,
∴△ABC≌△ADE(SAS),
∴AD=AB,S△ABC=S△AED,
又∵AF⊥DE,
即DE×AFBC×AH,
∴AF=AH,
又∵AF⊥DE,AH⊥BC,
∴在Rt△AFG和Rt△AHG中,
∴Rt△AFG≌Rt△AHG(HL),
同理:Rt△ADF≌Rt△ABH(HL),
∴S四边形DGBA=S四边形AFGH=12,
∵Rt△AFG≌Rt△AHG,
∴Rt△AFG的面积=6,
∵AF=4,
∴FG×4=6,
解得:FG=3;
故答案为:3.
17.如图,把两块大小相同的含45°的三角板ACF和三角板CFB如图所示摆放,点D在边AC上,点E在边BC上,且∠CFE=13°,∠CFD=32°,则∠DEC的度数是( )
A.58° B.45° C.77° D.64°
【分析】作FH⊥FE交AC用H,由题意可求得∠AFH=∠CFE=13°,由ASA可证得△FAH≌△FCE,从而有FH=FE,再由SAS证得△DFE≌△DFH,有∠DEF=∠DHF,从而可求解.
【解答】解:作FH⊥FE交AC用H,如图,
∵∠AFC=∠EFH=90°,
∴∠AFH=∠CFE=13°,
∵∠A=∠FCE=45°,FA=FC,
∴△FAH≌△FCE,
∴FH=FE,
∵∠DFE=∠CFE+∠DFC=13°+32°=45°,
∴∠DFH=∠DFE=45°,
∵DF=DF,
∴△DFE≌△DFH,
∴∠DEF=∠DHF=∠A+∠AFH=58°,
∵∠FEB=∠CFE+∠FCE=58°,
∴∠DEC=180°﹣58°﹣58°=64°,
故选:D.
18.如图,AD是△ABC的中线,AB=AE,AC=AF,∠BAE=∠FAC=90°,试探究线段AD与EF的数量关系和位置关系,并加以说明.
【分析】过点C作CH⊥AE于点H,证明△CDH和△BDA全等得DH=AD,CH=AB,则AH=2AD,证明∠ACH=∠FAE,进而依据“SAS”判定△ACH和△FAE全等得AH=EF=2AD,∠CHA=∠AEF=90°,据此即可得出线段AD与EF的数量关系和位置关系.
【解答】解:线段AD与EF的数量关系是:ADEF,位置关系是:EF⊥AD,证明如下:
过点C作CH⊥AE于点H,如图3所示:
∴∠CHA=90°,
∵∠BAE=90°,
∴∠CHA=∠BAE=90°,
∵AD是△ABC的中线,
∴CD=BD,
在△CDH和△BDA中,
,
∴△CDH≌△BDA(AAS),
∴DH=AD,CH=AB,
∴AH=DH+AD=2AD,
∵AB=AE,
∴CH=AB=AE,
∵∠CHA=90°,∠FAC=90°,
∴∠ACH+∠CAH=90°,∠FAE+∠CAH=90°,
∴∠ACH=∠FAE,
在△ACH和△FAE中,
,
∴△ACH≌△FAE(SAS),
∴AH=EF,∠CHA=∠AEF=90°,
∴2AD=EF,EF⊥AE,
∴ADEF,EF⊥AD.
19.在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,点E为AC上一动点,过点A作AD⊥BE于D,连接CD.
(1)【观察发现】如图①∠DAC与∠DBC的数量关系是
(2)【尝试探究】点E在运动过程中,∠CDB的大小是否改变,若改变,请说明理由,若不变,求∠CDB的度数.
【分析】(1)由三角形内角和可以得到一个“8字形“倒角,从而很容易就证出∠DAC=∠DBC;
(2)过C作CF⊥CD,证△ACD≌△BCF即可证出△CEF是等腰直角三角形,从而得出∠CDB=45°.
【解答】解:(1)∵∠ACB=90°,AD⊥BE于D,
∴∠ACB=∠ADB=90°,
∴∠DAC+∠AED=90°,∠DBC+∠BEC=90°,
∵∠AED=∠BEC,
∴∠DAC=∠DBC,
故答案为:∠DAC=∠DBC.
(2)∠CDB 的大小不发生改变,∠CDB=45°.
如图,作CF⊥CD交BD于点F,则∠DCF=90°,
∴∠ACD=∠BCF=90°﹣∠ACF,
由(1)得∠DAC=∠FBC,
在△ACD和△BCF中,
,
∴△ACD≌△BCF(ASA),
∴CD=CF,
∴∠CDB=∠CFD=45°,
∴∠CDB的大小不改变,∠CDB的度数是45°.
20.如图,等腰Rt△ACB中,∠ACB=90°,AC=BC,E点为射线CB上一动点,连接AE,作AF⊥AE且AF=AE.
(1)如图1,过F点作FG⊥AC交AC于G点,求证:△AGF≌△ECA;
(2)如图2,连接BF交AC于D点,若3,求证:E点为BC中点;
(3)如图3,当E点在CB的延长线上时,连接BF与AC的延长线交于D点,若,则 .
【分析】(1)易证∠CAE=∠F,即可证明△AGF≌△ECA,即可解题;
(2)过F点作FG⊥AC交AC于G点,根据(1)中结论可得FG=AC=BC,即可证明△FGD≌△BCD,可得DG=CD,根据3可证,根据AG=CE,AC=BC,即可解题;
(3)过F作FG⊥AD的延长线交于点G,易证,由(1)(2)可知△AGF≌△ECA,△DGF≌△DCB,可得CD=DG,AG=CE,即可求得的值,即可解题.
【解答】证明:(1)∵∠FAG+∠CAE=90°,∠FAG+∠F=90°,
∴∠CAE=∠F,
在△AGF和△ECA中,
,
∴△AGF≌△ECA(AAS);
(2)过F点作FG⊥AC交AC于G点,
∵△AGF≌△ECA,
∴FG=AC=BC,
在△FGD和△BCD中,
,
∴△FGD≌△BCD(AAS),
∴DG=CD,
∵3,
∴2,
∴,
∵AG=CE,AC=BC
∴,
∴E点为BC中点;
(3)过F作FG⊥AD的延长线交于点G,如图3,
∵,BC=AC,CE=CB+BE,
∴,
由(1)(2)知:△AGF≌△ECA,△DGF≌△DCB,
∴CD=DG,AG=CE,
∴,
∴,
∴,
∴.
故答案为.
压轴突破4 截长补短构全等
21.如图,在△ABC中,∠BAC=30°,AD平分∠BAC,点E在BC的延长线上,∠CAE=75°,若CE=BA+AC,则∠B的度数为 .
【分析】延长CA到O,使得AO=AB,连接OE,求出∠BAE=∠OAE=105°,证明△AOE≌△ABE,然后根据角度关系求得3∠B+30°=180°求出∠B的度数即可.
【解答】解:延长CA到O,使得AO=AB,连接OE,
∵∠BAC=30°,∠CAE=75°,
∴∠BAE=75°+30°=105°,∠OAE=180°﹣75°=105°,
∴∠BAE=∠OAE,
在△AOE和△ABE中,
,
∴△AOE≌△ABE(SAS),
∴∠B=∠O,
∵CE=BA+AC,
∴CE=AO+AC=OC,
∴∠O=∠CEO,
∴∠OCE+∠O+∠OEC=∠B+∠BAC+∠B+∠B=180°,
故3∠B+30°=180°,
∴∠B=50°,
故答案为:50°
22.如图,在五边形ABCDE中,且CD=5,AE=6,则五边形ABCDE的面积为 .
【分析】可延长DE至F,使EF=BC,可得△ABF≌△AED,连AC,AD,AF,可将五边形ABCDE的面积转化为两个△ADF的面积,进而求出结论.
【解答】解:延长CB到F,使BF=DE,连接AF,
在△AFB与△ADE中,
,
∴△AFB≌△ADE(SAS),
∴AF=AD,∠FAB=∠DAE,AB=AE=6,
∵∠CAD∠BAE(∠DAE+∠BAD)∠FAD,
∴∠FAC=∠DAC,
∴△AFC≌△ADC(ASA),
∴FC=CD=5,
∴五边形ABCDE的面积=S△AFC+S△ACD=2S△AFC=230.
故答案为:30.
23.如图,△ABC中两边AB、AC上有两点M、N,D为△ABC外一点,且∠A=80°,∠BDC=100°,∠MDN=50°,BD=DC.
(1)猜想线段MN、BM、NC之间的数量关系并证明;
(2)若AB=6,AC=7,求△AMN的周长.
【分析】(1)延长AB,在AB的延长线上截取BE=NC,连接DE,根据∠A=80°,∠BDC=100°得∠ABD+∠ACD=180°,再根据∠DBE+∠ABD=180°得∠DBE=∠ACD,由此可依据“SAS”判定△DBE和△DCN全等,则DE=DN,∠EDB=∠NDC,进而根据∠BDC=100°,∠MDN=50°得∠MDE=∠MDN=50°,由此可依据“SAS”判定△MDE和△MDN全等,则ME=MN,据此可得线段MN、BM、NC之间的数量关系;
(2)由(1)的结论得MN=BM+NC,则△AMN的周长为AM+AN+MN=AM+AN+BM+NC=AB+AC,由此可得出答案.
【解答】解:(1)猜想:MN=BM+NC,证明如下:
延长AB,在AB的延长线上截取BE=NC,连接DE,如图所示:
在△ABC中,∠A=80°,
∴∠ABC+∠ACB=180°﹣80°=100°,
在△BCD中,∠BDC=100°,
∴∠DBC+∠DCB=180°﹣100°=80°,
∴∠ABC+∠ACB+∠DBC+∠DCB=180°,
即∠ABD+∠ACD=180°,
∵∠DBE+∠ABD=180°,
∴∠DBE=∠ACD,
在△DBE和△DCN中,
,
∴△DBE≌△DCN(SAS),
∴DE=DN,∠EDB=∠NDC,
∵∠BDC=100°,∠MDN=50°,
∴∠BDM+∠NDC=∠BDC﹣∠MDN=50°,
∴∠MDE=∠BDM+∠EDB=∠BDM+∠NDC=50°,
∴∠MDE=∠MDN=50°,
在△MDE和△MDN中,
,
∴△MDE≌△MDN(SAS),
∴ME=MN,
∵ME=BM+BE=BM+NC,
∴MN=BM+NC;
(2)由(1)可知:MN=BM+NC,
∴△AMN的周长为:AM+AN+MN=AM+AN+BM+NC=AB+AC,
∵AB=6,AC=7,
∴AB+AC=13,
∴△AMN的周长为13.
24.如图1,△ABC中,AB=BC,点D在边BC上,CD=CA,连接AD,∠CAE=∠BAD,AE交BC的延长线于点E.
(1)求证AD=AE;
(2)如图2,在图1的基础上延长CA到F,使AF=CE,连接DF交边AB于点G,探究线段AG,AC之间的数量关系,并证明.
【分析】(1)根据等边对等角得出∠BAC=∠BCA,进而利用等角对等边解答即可;
(2)在AB上截取,AH=AC,连接DH,根据SAS证明△ADH与△AEC全等和利用AAS证明△AGF与△HGD,进而利用全等三角形的性质解答即可.
【解答】(1)证明:∵AB=BC,
∴∠BAC=∠BCA,
∵∠BAC=∠BAD+∠DAC,∠BCA=∠CAE+∠E,且∠CAE=∠BAD,
∴∠DAC=∠E,
∵CA=CD,
∴∠CDA=∠CAD,
∴∠CDA=∠E,
∴AD=AE;
(2)解:,
证明如下:在AB上截取,AH=AC,连接DH,
∵AD=AE,∠HAD=∠CAE,
在△ADH与△AEC中,
,
∴△ADH≌△AEC(SAS),
∴∠DHA=∠ACE,CE=DH,
∵AF=CE,
∴DH=AF,
∵∠BAC=∠BCA,∠GAF=180°﹣∠BAC.∠ACE=180°﹣∠ACB,
∴∠ACE=∠GAF,
∴∠DHA=∠GAF,
在△AGF与△HGD中,
,
∴△AGF≌△HGD(AAS),
∴AG=GHAHAC.
25.(1)如图1,在△ABC中,AB=AC,点D是AC边上一点,连接BD,G,F两点都在线段BD上,连接AG,AF,过C作CE∥BD交AF延长线于点E,若AG=AF,∠ABD=∠CAE.求证:AG=CE;
(2)如图2,在△ABC中,AB=AC,点D为△ABC下方一点,连接AD,BD,过C作CE∥BD交AD于点E,若∠ABD=∠CAE,CE=3,AE=1,求DE的长.
【分析】(1)由AG=AF,得∠AGF=∠AFG,则∠AGB=∠AFD,由CE∥BD,得∠E=∠AFD,所以∠AGB=∠E,而∠ABG=∠CAE,AB=CA,即可根据“AAS”证明△ABG≌△CAE,则AG=CE;
(2)在BD上截取BH=AE,连接AH,可证明△ABH≌△CAE,得AH=CE=3,∠AHB=∠CEA,则∠AHD=180°﹣∠AHB=180°﹣∠CEA=∠CED,根据平行线的性质得∠CED=∠D,则∠AHD=∠D,所以AD=AH=3,则DE=AD﹣AE=2.
【解答】(1)证明:∵AG=AF,
∴∠AGF=∠AFG,
∵∠AGB+∠AGF=180°,∠AFD+∠AFG=180°,
∴∠AGB=∠AFD,
∵CE∥BD,
∴∠E=∠AFD,
∴∠AGB=∠E,
在△ABG和△CAE中,
,
△ABG≌△CAE(AAS),
∴AG=CE.
(2)解:如图2,在BD上截取BH=AE,连接AH,
在△ABH和△CAE中,
,
∴△ABH≌△CAE(SAS),
∴AH=CE=3,∠AHB=∠CEA,
∴∠AHD=180°﹣∠AHB=180°﹣∠CEA=∠CED,
∵CE∥BD,
∴∠CED=∠D,
∴∠AHD=∠D,
∴AD=AH=3,
∴DE=AD﹣AE=3﹣1=2,
∴DE的长是2.
26.已知在四边形ABCD中,AB=AD,.
(1)如图1,∠ABC=∠ADC=90°,E、F分别是边BC、CD上的点,线段EF、BE、FD之间的关系是 ;
(2)如图2,∠ABC+∠ADC=180°,E、F分别是边BC、CD上的点,(1)中的结论是否仍然成立?若成立,请证明.若不成立,请写出它们之间的数量关系,并证明;
(3)如图3,∠ABC+∠ADC=180°,E、F分别是边BC、CD延长线上的点,(1)中的结论是否仍然成立?若成立,请证明.若不成立,请写出它们之间的数量关系,并证明.
【分析】(1)延长CD至G,使DG=BE,连接AG,可证得△ABE≌△ADG,从而∠DAG=∠BAE,AE=AG,进而推出△EAF≌△GAF,从而EF=FG,进一步得出结论;
(2)方法与(1)相同;
(3)方法与(1)相同.
【解答】解:(1)如图1,
延长CD至G,使DG=BE,连接AG,
∵∠ABC=∠ADC=90°,
∴∠ADG=∠ABC=90°,
∵AB=AD,
∴△ABE≌△ADG(SAS),
∴∠DAG=∠BAE,AE=AG,
∵∠EAF,
∴∠BAE+∠DAF,
∴∠DAG+∠DAF,
∴∠GAF=∠EAF,
∵AF=AF,
∴△EAF≌△GAF(SAS),
∴EF=FG=DG+FD=BE+FD,
故答案为:EF=BE+FD;
(2)如图2,
(1)中的结论不变,即EF=BE+FD,理由如下:
延长CD至G,使DG=BE,连接AG,
∵∠ABC+∠ADC=180°,∠ADG+∠ADC=180°,
∴∠ADG=∠ABC,
∵AB=AD,
∴△ABE≌△ADG(SAS),
∴∠DAG=∠BAE,AE=AG,
∵∠EAF,
∴∠BAE+∠DAF,
∴∠DAG+∠DAF,
∴∠GAF=∠EAF,
∵AF=AF,
∴△EAF≌△GAF(SAS),
∴EF=FG=DG+FD=BE+FD.
(3)如图3,
(1)中的结论不成立,EF=BE﹣FD,理由如下:
延长CD至G,使DG=BE,连接AG,
∵∠ABC+∠ADC=180°,∠ADG+∠ADC=180°,
∴∠ADG=∠ABC,
∵AB=AD,
∴△ABE≌△ADG(SAS),
∴∠DAG=∠BAE,AE=AG,
∵∠BAE+∠EAD=∠BAD,
∴∠DAG+∠DAE+∠DAF=∠BAD+∠DAF,
∵∠EAF,
∴∠DAG,
∴∠DAG﹣∠DAF,
∴∠GAF,
∴∠GAF=∠EAF,
∵AF=AF,
∴△EAF≌△GAF(SAS),
∴EF=FG=DG﹣FD=BE﹣FD.
27.已知,在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠ADC=180°,E、F分别是边BC、CD上的点,且∠EAF∠BAD.
(1)为探究上述问题,小王同学先画出了其中一种特殊情况,即如图1,当∠B=∠ADC=90°时.
小王同学探究此问题的方法是:延长FD到点G,使DG=BE,连接AG.
请你在图1中添加上述辅助线,并补全下面的思路.
小明的解题思路:先证明△ABE≌ ;再证明了△AEF≌ ,即可得出BE,EF,FD之间的数量关系为 .
(2)请你借鉴小王的方法探究图2,当∠B+∠ADC=180°时,上述结论是否依然成立,如果成立,请证明你的结论,如果不成立,请说明理由.
(3)如图3,若E、F分别是边BC、CD延长线上的点,其他已知条件不变,此时线段EF、BE、FD之间的数量关系为 .(不用证明)
【分析】(1)延长FD到点G,使DG=BE,连接AG.证明△ABE≌△ADG(SAS),得出AE=AG,∠1=∠2,证明△AEF≌△AGF(SAS),得出EF=EG,进而可得结论;
(2)延长CB至M,使BM=DF,连接AM.证明△ABM≌△ADF(SAS).可得AF=AM,∠2=∠3.然后证明△AME≌△AFE(SAS).可得EF=ME.进而可以得到结论;
(3)在BE上截取BG,使BG=DF,连接AG.证明△ABG≌△ADF(SAS).可得∠BAG=∠DAF,AG=AF.然后可得出DF=BG,GE=EF,那么EF=GE=BE﹣BG=BE﹣DF.
【解答】(1)证明:如图1中,延长FD到点G,使DG=BE,连接AG.
∵∠ADG=∠ABC=∠ADF=90°,AB=AD,
∴△ABE≌△ADG(SAS),
∴AE=AG,∠1=∠2,
∴∠1+∠3=∠2+∠3=∠EAF∠BAD,
∴∠GAF=∠EAF,
∵AF=AF,
∴△AEF≌△AGF(SAS),
∴EF=EG,
∵FG=FD+DG,
∴EF=DF+BE,
故答案为:△ADG,△AEG,EF=BE+FD;
(2)解:上述结论依然成立.
证明:如图2,延长CB至M,使BM=DF,连接AM.
∵∠ABC+∠D=180°,∠1+∠ABC=180°,
∴∠1=∠D,
在△ABM与△ADF中,
,
∴△ABM≌△ADF(SAS).
∴AF=AM,∠2=∠3.
∵∠EAF∠BAD,
∴∠2+∠4=∠3+∠4=∠MAE,
∴∠MAE=∠FAE,
在△AME与△AFE中,
,
∴△AME≌△AFE(SAS).
∴EF=ME.
∴EF=ME=BE+BM=BE+DF;
(3)解:在BE上截取BG,使BG=DF,连接AG,
∵∠B+∠ADC=180°,∠ADF+∠ADC=180°,
∴∠B=∠ADF,
在△ABG与△ADF中,
,
∴△ABG≌△ADF(SAS),
∴∠BAG=∠DAF,AG=AF,
∴∠BAG+∠EAD=∠DAF+∠EAD=∠EAF∠BAD,
∴∠GAE=∠EAF.
∵AE=AE,
∴△AEG≌△AEF(SAS),
∴EG=EF,
∵EG=BE﹣BG,
∴EF=BE﹣FD.
故答案为:EF=BE﹣FD.
压轴突破5 一线三等角模型
28.如图,已知∠ACB=90°,AC=BC,AD⊥CE,BE⊥CE,垂足点分别是D,E,AD=5,BE=2,则DE的长为 .
【分析】根据条件可以得出∠E=∠ADC=90°,进而得出△CEB≌△ADC,就可以得出BE=DC,就可以求出DE的值.
【解答】解:∵BE⊥CE,AD⊥CE,
∴∠E=∠ADC=90°,
∴∠EBC+∠BCE=90°.
∵∠BCE+∠ACD=90°,
∴∠EBC=∠DCA.
在△CEB和△ADC中,
,
∴△CEB≌△ADC(AAS),
∴BE=DC=2,CE=AD=5.
∴DE=EC﹣CD=5﹣2=3.
故答案为:3.
29.如图1,CA⊥AB,DB⊥AB,AC=BD,P,Q分别为线段AB,BD上任意一点.
(1)若P为AB的中点,点Q与点D重合,试说明△ACP与△BDP全等;
(2)如图2,若∠CPQ=90°,CP=PQ,求AC,BQ,AB之间的数量关系;
(3)如图3,将“CA⊥AB,DB⊥AB”改为“∠A=∠B=α(α为锐角)”,其他条件不变.若∠CPQ=α,CP=PQ,判断(2)中的数量关系是否会改变?并说明理由.
【分析】(1)根据题意应用SAS证明即可;
(2)根据题意证明△ACP≌△BPQ,得到AC=BP,AP=BQ,则问题可证;
(3)根据题意证明△ACP≌△BPQ,得到AC=BP,AP=BQ,则问题可证.
【解答】解:(1)由题意可知AC=QB.
∵AC⊥AB,DB⊥AB,
∴∠A=90°,∠B=90°,
∴∠A=∠B=90°.
又∵P为AB的中点,
∴AP=BP,
∵AC=BD,
∴△ACP≌△BDP(SAS);
(2)由(1)可知∠A=∠B=90°.
∵∠ACP=180°﹣∠A﹣∠CPA=90°﹣∠CPA,
∠BPQ=180°﹣∠CPQ﹣∠CPA=90°﹣∠CPA,
∴∠ACP=∠BPQ.
又∵CP=PQ,
∴△ACP≌△BPQ(AAS),
∴AC=BP,AP=BQ,
∴AB=AP+BP=BQ+AC,
即AC,BQ,AB之间的数量关系为AB=BQ+AC;
(3)不会改变;
理由:∵∠ACP=180°﹣∠A﹣∠CPA=180°﹣α﹣∠CPA,
∠BPQ=180°﹣∠CPQ﹣∠CPA=180°﹣α﹣∠CPA,
∴∠ACP=∠BPQ.
又∵CP=PQ,∠A=∠B,
∴△ACP≌△BPQ(AAS),
∴AC=BP,AP=BQ,
∴AB=AP+PB=BQ+AC,
即(2)中的数量关系不会改变.
30.(1)如图①,已知:△ABC中,∠BAC=90° AB=AC,直线m经过点A,BD⊥m于D,CE⊥m于E,猜想DE、BD、CE之间的数量关系为 ;
(2)拓展:如图②,将(1)中的条件改为:△ABC中,AB=AC,D、A、E三点都在直线m上,并且∠BDA=∠AEC=∠BAC=α,α为任意锐角或钝角,请问(1)中结论是否仍然成立?如成立,请证明;若不成立,请说明理由;
(3)应用:如图③,在△ABC中,∠BAC是钝角,AB=AC,∠BAD>∠CAE,∠BDA=∠AEC=∠BAC,直线m与BC的延长线交于点F,若BC=2CF,△ABC的面积是12,求△ABD与△CEF的面积之和.
【分析】(1)根据BD⊥直线m,CE⊥直线m得∠BDA=∠CEA=90°,而∠BAC=90°,根据等角的余角相等得∠CAE=∠ABD,由AAS证得△ADB≌△CEA,则AE=BD,AD=CE,即可得出结论;
(2)由∠BDA=∠BAC=α,则∠DBA+∠BAD=∠BAD+∠CAE=180°﹣α,得出∠CAE=∠ABD,由AAS证得△ADB≌△CEA即可得出答案;
(3)由∠BAD>∠CAE,∠BDA=∠AEC=∠BAC,∴∠CAE=∠ABD,得出∠CAE=∠ABD,由AAS证得△ADB≌△CEA,得出S△ABD=S△CEA,再由不同底等高的两个三角形的面积之比等于底的比,得出S△ACF即可得出结果.
【解答】解:(1)∵BD⊥直线m,CE⊥直线m,
∴∠BDA=∠CEA=90°,
∵∠BAC=90°,
∴∠BAD+∠CAE=90°,
∵∠BAD+∠ABD=90°,
∴∠CAE=∠ABD,
在△ADB和△CEA中,
,
∴△ADB≌△CEA(AAS),
∴AE=BD,AD=CE,
∴DE=AE+AD=BD+CE,
故答案为:DE=BD+CE;
(2)(1)中结论仍然成立;理由如下:
∵∠BDA=∠BAC=α,
∴∠DBA+∠BAD=∠BAD+∠CAE=180°﹣α,
∴∠CAE=∠ABD,
在△ADB和△CEA中,
,
∴△ADB≌△CEA(AAS),
∴AE=BD,AD=CE,
∴DE=AE+AD=BD+CE;
(3)∵∠BAD>∠CAE,∠BDA=∠AEC=∠BAC,
∴∠CAE=∠ABD,
在△ABD和△CEA中,
,
∴△ABD≌△CEA(AAS),
∴S△ABD=S△CEA,
设△ABC的底边BC上的高为h,则△ACF的底边CF上的高为h,
∴S△ABCBC•h=12,S△ACFCF•h,
∵BC=2CF,
∴S△ACF=6,
∵S△ACF=S△CEF+S△CEA=S△CEF+S△ABD=6,
∴△ABD与△CEF的面积之和为6.
31.已知,△ABC中,CA=CB,∠ACB=90°,一直线过顶点C,过A,B分别作其垂线,垂足分别为E,F.
(1)如图1,求证:EF=AE+BF;
(2)如图2,请直接写出EF,AE,BF之间的数量关系 ;
(3)在(2)的条件下,若BF=3AE,EF=4,求△BFC的面积.
【分析】(1)根据垂直的定义和余角的性质得到∠FCB=∠EAC,根据全等三角形的性质得到AE=CF,CE=BF,等量代换得到结论;
(2)根据余角的性质得到∠CAE=∠BCF根据全等三角形的性质得到CE=BF,AE=CF,等量代换得到结论;
(3)由(2)得EF=AE+BF且BF=3AE,求得CE=3AE,得到EF=2AE=4,根据三角形的面积公式即可得到结论.
【解答】(1)证明:∵∠ACB=90°,
∴∠ECA+∠FCB=90°,
又∵AE⊥EF,BF⊥EF,
∴∠AEF=∠BFC=90°,
∴∠ECA+∠EAC=90°,
∴∠FCB=∠EAC,
在△ACE和△CBF中,
,
∴△ACE≌△CBF(AAS),
∴AE=CF,CE=BF,
∵EF=EC+CF,
∴EF=AE+BF;
(2)解:EF=BF﹣AE,理由如下:
∵∠AEC=∠CFB=90°,∠ACB=90°,
∴∠ACE+∠CAE=∠ACE+∠BCF=90°,
∴∠CAE=∠BCF
又∵AC=BC,
∴△CAE≌△BCF(AAS),
∴CE=BF,AE=CF,
∴EF=CE﹣CF=BF﹣AE,
即EF=BF﹣AE;
故答案为:EF=BF﹣AE;
(3)解:由(2)得EF=BF﹣AE且BF=3AE,
∴CE=3AE,
∵CF=AE,
∴EF=2AE=4,
∴AE=CF=2,BF=6,
∴△BFC的面积.
32.如图1,△ABC中,∠ABC=∠ACB.点D、E、F分别是AB、BC、AC边上的点,BE=CF.
(1)若∠DEF=∠ABC,求证:DE=EF;
(2)若∠A+2∠DEF=180°,BC=9,EC=2BE,求BD的长.
【分析】(1)由“AAS”可证△BDE≌△CEF,可得DE=EF;
(2)由“AAS”可证△BDE≌△CEF,可得BD=EC=6.
【解答】(1)证明:∵∠DEF=∠ABC,∠DEC=∠ABC+∠BDE=∠DEF+∠CEF,
∴∠BDE=∠CEF,
在△BDE和△CEF中,
,
∴△BDE≌△CEF(AAS),
∴DE=EF;
(2)解:∵BC=9,EC=2BE,
∴BE=3,EC=6,
∵∠A+2∠DEF=180°,∠A+∠ABC+∠ACB=180°,∠ABC=∠ACB,
∴∠DEF=∠ABC=∠ACB,
∵∠DEC=∠ABC+∠BDE=∠DEF+∠CEF,
∴∠BDE=∠CEF,
在△BDE和△CEF中,
,
∴△BDE≌△CEF(AAS),
∴BD=EC=6.
33.直线CD经过∠BCA的顶点C,CA=CB.E,F分别是直线CD上两点,且∠BEC=∠CFA=∠α.
【数学思考】
若直线CD经过∠BCA的内部,且E,F在射线CD上,请解决下面两个问题:
(1)①如图1,若∠BCA=90°,∠α=90°,求证:EF=BE﹣AF;
(2)②如图2,若0°<∠BCA<90°,当∠α与∠BCA之间满足怎样的数量关系时,①中结论仍然成立,并给予证明.
【问题拓展】
(3)如图3,若直线CD经过∠BCA的外部,∠α=∠BCA,请直接写出EF,BE和AF之间数量关系.
【分析】(1)证明△BCE≌△CAF(AAS),则BE=CF,CE=AF,EF=CF﹣CE=BE﹣AF;
(2)当∠α+∠ACB=180°时,∠ECB=∠FAC,证明△BCE≌△CAF(AAS),则BE=CF,CE=AF,EF=CF﹣CE=BE﹣AF;
(3)证明△BCE≌△CAF(AAS),则BE=CF,CE=AF,EF=CF+CE=BE+AF.
【解答】(1)证明:∵∠BEC=∠CFA=90°,∠BCA=90°,
∴∠BCE+∠ACF=90°=∠EBC+∠BCE,
∴∠EBC=∠ACF,
∵∠EBC=∠FCA,∠BEC=∠CFA,CB=CA,
∴△BCE≌△CAF(AAS),
∴BE=CF,CE=AF,
∴EF=CF﹣CE=BE﹣AF,
∴EF=BE﹣AF;
(2)解:当∠α+∠ACB=180°时,①中的结论仍然成立,理由如下:
当∠α+∠ACB=180°时,则∠α+∠FCA+∠ECB=180°=∠α+∠FCA+∠FAC,
∴∠ECB=∠FAC,
∵∠EBC=∠FCA,∠BEC=∠CFA,CB=CA,
∴△BCE≌△CAF(AAS),
∴BE=CF,CE=AF,
∴EF=CF﹣CE=BE﹣AF,
∴EF=BE﹣AF;
(3)解:EF=BE+AF;
∵∠α+∠FCA+∠FAC=180°=∠α+∠FCA+∠ECB,
∴∠ECB=∠FAC,
∵∠EBC=∠FCA,∠BEC=∠CFA,CB=CA,
∴△BCE≌△CAF(AAS),
∴BE=CF,CE=AF,
∴EF=CF+CE=BE+AF,
∴EF=BE+AF.
压轴突破6 全等三角形动点问题
34.如图,在长方形ABCD中,AB=8,BC=10.点P从点A出发,以每秒1个单位长度的速度沿AB向点B匀速运动,点Q从点B出发,以每秒2个单位长度的速度沿BC向点C匀速运动,点R从点C出发,以每秒a个单位长度的速度沿CD向点D匀速运动,连接PQ、RQ,三点同时开始运动,当某一点运动到终点时,其它点也停止运动.若在某一时刻,△PBQ与△QCR全等,则a的值为( )
A.2或 B.2或 C.或 D.2或
【分析】分△PBQ≌△QCR和△PBQ≌△RCQ两种情况,根据全等三角形的对应边相等列方程即可求解.
【解答】解:设t秒后,△PBQ与△QCR全等,
由题意得到PB=AB﹣AP=8﹣t,BQ=2t,CQ=BC﹣BQ=10﹣2t,CR=at,
当△PBQ≌△QCR时,
∴PB=CQ,BQ=CR,
∴8﹣t=10﹣2t,2t=at,
∴t=2,a=2;
当△PBQ≌△RCQ时,
∴PB=CR,BQ=CQ,
∴8﹣t=at,2t=10﹣2t,
∴t,a,
∴a的值为2或.
故选:A.
35.如图,在四边形ABCD中,∠B=∠C=120°,AB=8cm,BC=12cm,CD=16cm,点P在线段BC上以4cm/s的速度由点B向点C运动,同时点O在线段CD上由点C向点D匀速运动.若△BAP与△PCQ在某一时刻全等,则点Q运动速度为( )
A. B.或
C.4cm/s或 D.4cm/s或
【分析】设点P运动时间为t秒,点Q运动速度为v cm/s,则BP=4t cm,CQ=vt cm,根据∠B=∠C=120°可得△ABP≌△QCP或△ABP≌△PCQ,再根据全等三角形的性质,即可求解.
【解答】解:设点P运动时间为t秒,点Q运动速度为v cm/s,则BP=4t cm,CQ=vt cm,
∴CP=BC﹣BP=(12﹣4t)cm,
∵∠B=∠C=120°,
∴△ABP≌△QCP或△ABP≌△PCQ,
当△ABP≌△PCQ时,CP=AB=8cm,BP=CQ,
∴12﹣4t=8,4t=vt,
解得t=1,v=4;
当△ABP≌△QCP时,QC=AB=8cm,,
∴vt=8,4t=6,
解得,;
综上可知,点Q运动速度为4cm/s或,
故选:D.
36.如图,直线PQ经过Rt△ABC的直角顶点C,△ABC的边上有两个动点D、E,点D以1cm/s的速度从点A出发,沿AC→CB移动到点B,点E以3cm/s的速度从点B出发,沿BC→CA移动到点A,两动点中有一个点到达终点后另一个点继续移动到终点.过点D、E分别作DM⊥PQ,EN⊥PQ,垂足分别为点M、N,若AC=6cm,BC=8cm,设运动时间为t,则当t= s时,以点D、M、C为顶点的三角形与以点E、N、C为顶点的三角形全等.
【分析】由以点D、M、C为顶点的三角形与以点E、N、C为顶点的三角形全等.可知CE=CD,而CE,CD的表示由E,D的位置决定,故需要对E,D的位置分当E在BC上,D在AC上时或当E在AC上,D在AC上时,或当E到达A,D在BC上时,分别讨论.
【解答】解:①当E在BC上,D在AC上时,即0<t,
CE=(8﹣3t)cm,CD=(6﹣t)cm,
∵以点D、M、C为顶点的三角形与以点E、N、C为顶点的三角形全等.
∴CD=CE,
∴8﹣3t=6﹣t,
∴t=1;
②当E在AC上,D在AC上时,即t<6,
CE=(3t﹣8)cm,CD=(6﹣t)cm,
∴3t﹣8=6﹣t,
∴t;
③当E到达A,D在BC上时,即6≤t≤14,
CE=6cm,CD=(t﹣6)cm,
∴6=t﹣6,
∴t=12.
综上所述,当t=1或或12s时,以点D、M、C为顶点的三角形与以点E、N、C为顶点的三角形全等.
故答案为:1或或12.
37.如图,在△ACB中,∠ACB=90°,AC=12cm,BC=6cm,CD为AB边上的高,点E从点B出发,在直线BC上以3cm/s的速度移动,过点E作BC的垂线交直线CD于点F,当点E运动 s时,CF=AB.
【分析】设点E运动的时间为t s,分两种情况讨论,一是点E从点B出发沿射线BC方向运动,可证明△CFE≌△ABC,则CE=AC=12cm,而BC=6cm,且BE=BC+CE,所以3t=6+12,求得t=6;二是点E从点B出发沿射线CB方向运动,可证明△CFE≌△ABC,则CE=AC=12cm,此时BE=CE﹣BC,所以3t=12﹣6,求得t=2,于是得到问题的答案.
【解答】解:设点E运动的时间为t s,
根据题意分情况讨论:
如图1,点E从点B出发沿射线BC方向运动,
∵CD为AB边上的高,
∴CD⊥AB,
∵∠ACB=90°,EF⊥BC,
∴∠CEF=∠ACB=∠BDC=90°,
∴∠FCE=∠BCD=90°﹣∠ABC=∠A,
在△CFE和△ABC中,
,
∴△CFE≌△ABC(AAS),
∵AC=12cm,
∴CE=AC=12cm(全等三角形对应边相等),
∵BC=6cm,且BE=BC+CE,
∴3t=6+12,
解得t=6;
如图2,点E从点B出发沿射线CB方向运动,则∠CEF=∠ACB=90°,∠FCE=∠A=90°﹣∠ABC,
在△CFE和△ABC中,
,
∴△CFE≌△ABC(AAS),
∵AC=12cm,
∴CE=AC=12cm(全等三角形对应边相等),
∵BC=6cm,且BE=CE﹣BC,
∴3t=12﹣6,
解得t=2,
综上所述,当点E运动6s或2s时,CF=AB,
故答案为:6或2.
38.如图,△ABC的两条高AD与BE交于点O,AD=BD,AC=7.F是射线BC上一点,且CF=AO,动点P从点O出发,沿线段OB以每秒1个单位长度的速度向终点B运动,同时动点Q从点A出发,沿射线AC以每秒3个单位长度的速度运动,当点P到达点B时,P,Q两点同时停止运动,设运动时间为t秒,当△AOP与△FCQ全等时,则t= 秒.
【分析】依据题意,先由AAS证明Rt△BDO≌Rt△ADC,求出BO,然后再分情况讨论点F分别在BC延长线上或在BC之间时△AOP≌△FCQ,根据对应边相等求得t值.
【解答】解:由题意,∵∠BOD=∠AOE,∠CAD+∠ACD=∠CAD+∠AOE=90°,
∴∠ACD=∠AOE.
∴∠BOD=∠ACD.
又∵∠BDO=∠ADC=90°,AD=BD,
∴Rt△BDO≌Rt△ADC(AAS).
∴BO=AC=7.
①当点F在BC延长线上时:设t时刻,P、Q分别运动到如图位置,△AOP≌△FCQ.
∵CF=AO,∠AOP=∠EOD=180°﹣∠DCE=∠FCQ,
∴当△AOP≌△FCQ时,OP=CQ.
∵OP=t,CQ=7﹣3t,
∴t=7﹣3t,解得t.
②当点F在BC之间时:设t时刻,P、Q分别运动到如图位置,△AOP≌△FCQ.
∵CF=AO,∠AOP=∠EOD=180°﹣∠DCE=∠FCQ,
∴当△AOP≌△FCQ时,OP=CQ.
∵OP=t,CQ=3t﹣7,
∴t=3t﹣7,解得t.
综上,t或.
故答案为:或.
39.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=6,BC=8,点C在直线l上.点P从点A出发,在三角形边上沿A→C→B的路径向终点B运动;点Q从B点出发,在三角形边上沿B→C→A的路径向终点A运动.点P和Q分别以1单位/秒和2单位/秒的速度同时开始运动,在运动过程中,若有一点先到达终点时,该点停止运动,另一个点要继续运动,直到两点都到达相应的终点时整个运动才能停止.在某时刻,分别过P和Q作PE⊥l于点E,QF⊥l于点F,则点P的运动时间等于 秒时,△PEC与△CFQ全等.
【分析】分四种情况,点P在AC上,点Q在BC上;点P、Q都在AC上;点P到BC上,点Q在AC上;点Q到A点,点P在BC上.
【解答】解:∵△PEC与△CFQ全等,
∴斜边PC=斜边CQ,
分四种情况:
当点P在AC上,点Q在BC上,如图:
∵CP=CQ,
∴6﹣t=8﹣2t,
∴t=2,
当点P、Q都在AC上时,此时P、Q重合,如图:
∵CP=CQ,
∴6﹣t=2t﹣8,
∴t,
当点P到BC上,点Q在AC上时,如图:
∵CP=CQ,
∴t﹣6=2t﹣8,
∴t=2,不符合题意,
当点Q到A点,点P在BC上时,如图:
∵CQ=CP,
∴6=t﹣6,
∴t=12,
综上所述:点P的运动时间等于2或或12秒时,△PEC与△CFQ全等,
故答案为:2或或12.
40.如图,△ABC中,∠ACB=90°,AC=6cm,BC=8cm,直线l经过点C且与边AB相交.动点P从点A出发沿A→C→B路径向终点B运动;动点Q从点B出发沿B→C→A路径向终点A运动.点P和点Q的速度分别为1cm/s和2cm/s,两点同时出发并开始计时,当点P到达终点B时计时结束.在某时刻分别过点P和点Q作PE⊥l于点E,QF⊥l于点F,设运动时间为t秒,则当t= 秒时,△PEC与△QFC全等.
【分析】点Q在BC上,点P在AC上;点P与点Q重合;Q与A重合三种情况;根据全等三角形的性质列式计算.
【解答】解:由题意得,AP=t,BQ=2t,
∵AC=6cm,BC=8cm,
∴CP=6﹣t,CQ=8﹣2t,
①如图1,Q在BC上,点P在AC上时,作PE⊥l,QF⊥l,
∵∠PEC=∠CFQ=∠ACB=90°,
∴∠CPE+∠PCE=∠PCE+∠FCQ=90°,
∴∠CPE=∠FCQ,
当△PEC≌△CFQ时,
则PC=CQ,
即6﹣t=8﹣2t,
解得:t=2;
②如图2,当点P与点Q重合时,
当△PEC≌△QFC,
则PC=CQ,
∴6﹣t=2t﹣8.
解得:t;
③如图3,当点Q与A重合时,∠QCF+∠CQF=∠QCF+∠PCE=90°,
∴∠CQF=∠PCE,
当△PEC≌△CFQ,
则PC=CQ,
即t﹣6=6,
解得:t=12;
当综上所述:当t=2秒或秒或12秒时,△PEC与△QFC全等,
故答案为:2或或12.
压轴突破7 利用全等三角形判断多结论问题
41.如图,AB=AD,AC=AE,∠EAC=∠DAB,连接ED,且ED的延长线交BC于点F,连接AF,则下列说法中正确的有( )
①ED=CB;②∠EAC+∠DFB=180°;③∠EFA=∠AFB;④BC+AD=EF.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【分析】根据∠EAC=∠DAB,可得∠EAD=∠CAB,易证△ADE≌△ABC(SAS),可得出①正确;由三角形全等的性质结合四边形内角和即可得出②正确;过点A分别作AH⊥EF于点H,作AG⊥CB交CB的延长线于点G,根据AAS证明△AHD≌△AGB得出AH=AG,利用角平分线的判定定理可推出AF平分∠DFB,可得出③正确,由已知无法确定④正确,即可得到答案.
【解答】解:由题意可得:∠EAD+∠DAC=∠CAB+∠DAC,
∴∠EAD=∠CAB,
又∵AB=AD,AC=AE,
∴△ADE≌△ABC(SAS),
∴DE=BC,∠ADE=∠ABC,故①正确;
∵∠ADF+∠ADE=180°,
∴∠ADF+∠ABC=180°,
∴∠DAB+DFB=180°,
∵∠EAC=∠DAB,
∴∠EAC+DFB=180°,故②正确;
过点A分别作AH⊥EF于点H,作AG⊥CB交CB的延长线于点G,
由旋转性质知AB=AD,∠EDA=∠CBA,
∴∠ADH=∠ABG,
又∠G=∠AHD=90°,
∴△AHD≌△AGB(AAS),
∴AH=AG,
又∵AH⊥HF,AG⊥FG,
∴AF平分∠DFB,
∴∠EFA=∠AFB,故③正确;
由已知无法确定AD∥BC,则∠DAF与∠AFB不一定相等,
∴∠AFD与∠AFB不一定相等,
∴AD与DF不一定相等,
∴BC+AD=DE+AD不一定等于DE+DF=EF,故④错误,
故正确的有3个.
故选:C.
42.如图,在△ABC中,∠ABC=60°,AD、CE分别平分∠BAC,∠ACB,且交于点F.则下列说法中哪些是正确的( )
①∠AFC=120°;
②S△ABD=S△ADC;
③若AE=EB,则CE⊥AB;
④CD+AE=AC;
⑤S△AEF:S△CDF=AE:CD.
A.①③④ B.①③⑤ C.①②④⑤ D.①③④⑤
【分析】由∠ABC=60°,得∠DAC+∠ECA(∠BAC+∠ACB)=60°,则∠AFC=180°﹣(∠DAC+∠ECA)=120°,可判断①正确;作DG⊥AB于点G,DH⊥AC于点H,则DG=DH,因为AB与AC不一定相等,且S△ABDAB•DG,S△ADCAC•DH,所以S△ABD与S△ADC不一定相等,可判断②错误;延长CE到点K,使KE=CE,连接BK,可证明△BKE≌△ACE,得∠K=∠ACE,BK=AC,而∠BCE=∠ACE,所以∠BCE=∠K,则BK=BC,所以AC=BC,则CE⊥AB,可判断③正确;在AC上截取AL=AE,连接FL,可证明△ALF≌△AEF,得∠AFL=∠AFE=60°,则∠CFL=∠CFD,再证明△FLC≌△FDC,得CL=CD,则CD+AE=CL+AL=AC,可判断④正确;作FN⊥BC于点N,FM⊥AB于点M,利用面积法可判断⑤正确,于是得到问题的答案.
【解答】解:∵∠ABC=60°,
∴∠BAC+∠ACB=180°﹣∠ABC=120°,
∵AD平分∠BAC,CE平分∠ACB,
∴∠DAC∠BAC,∠ECA∠ACB,
∴∠DAC+∠ECA(∠BAC+∠ACB)=60°,
∴∠AFC=180°﹣(∠DAC+∠ECA)=120°,
故①正确;
如图1,作DG⊥AB于点G,DH⊥AC于点H,则DG=DH,
∵AB与AC不一定相等,
∴AB•DG与AC•DH不一定相等,
∵S△ABDAB•DG,S△ADCAC•DH,
∴S△ABD与S△ADC不一定相等,
故②错误;
如图1,延长CE到点K,使KE=CE,连接BK,
∵AB=2AE,
∴BE=AE,
在△BKE和△ACE中,
,
∴△BKE≌△ACE(SAS),
∴∠K=∠ACE,BK=AC,
∵∠BCE=∠ACE,
∴∠BCE=∠K,
∴BK=BC,
∴AC=BC,
∴CE⊥AB,
故③正确;
如图2,在AC上截取AL=AE,连接FL,
∵∠AFC=120°,
∴∠AFE=∠CFD=180°﹣∠AFC=60°,
在△ALF和△AEF中,
,
∴△ALF≌△AEF(SAS),
∴∠AFL=∠AFE=60°,
∴∠CFL=∠AFC﹣∠AFL=60°,
∴∠CFL=∠CFD,
在△FLC和△FDC中,
,
∴△FLC≌△FDC(ASA),
∴CL=CD,
∴CD+AE=CL+AL=AC,
故④正确;
如图2,作FN⊥BC于点N,FM⊥AB于点M,
∵∠ABF=∠CBF,
∴FN=FM,
∴.
故⑤正确,
故选:D.
43.如图,△ABC中,∠ABC,∠EAC的平分线BP,AP交于点P,延长BA,BC,PM⊥BE,PN⊥BF,下列说法:①CP平分∠ACF;②∠ABC+∠MPN=180°;③∠ACB=2∠APB;④∠MPN=2∠APC;⑤AC=AM+CN.其中正确的个数有( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【分析】作PG⊥AC于点G,由PM⊥BE,PN⊥BF,根据角平分线的性质得PM=PN,PM=PG,则PN=PG,即可证明CP平分∠ACF,可判断①正确;因为∠AMP=∠BNP=90°,所以∠ABC+∠MPN=360°﹣∠AMP﹣∠BNP=180°,可判断②正确;由∠PAE∠CAE,∠PBE∠ABC,可证明∠APB∠ACB,则∠ACB=2∠APB,可判断③正确;由AP=AP,PG=PM,根据“HL”证明Rt△APG≌Rt△APM,得∠APG=∠APM∠MPG,AG=AM,同理Rt△CPG≌Rt△CPN,则∠CPG=∠CPN∠NPG,CG=CN,即可推导出∠APC∠MPN,AC=AG+CG=AM+AN,则∠MPN=2∠APC,可判断④正确,⑤正确,于是得到问题的答案.
【解答】解:作PG⊥AC于点G,
∵∠ABC,∠EAC的平分线BP,AP交于点P,PM⊥BE,PN⊥BF,
∴PM=PN,PM=PG,∠AMP=∠AGP=∠CGP=∠CNP=90°,
∴PN=PG,
∴点P在∠ACF的平分线上,
∴CP平分∠ACF,
故①正确;
∵∠AMP=∠BNP=90°,
∴∠ABC+∠MPN=360°﹣∠AMP﹣∠BNP=180°,
故②正确;
∵∠PAE∠CAE,∠PBE∠ABC,
∴∠APB=∠PAE﹣∠PBE(∠CAE﹣∠ABC)∠ACB,
∴∠ACB=2∠APB,
故③正确;
在Rt△APG和Rt△APM中,
,
∴Rt△APG≌Rt△APM(HL),
∴∠APG=∠APM∠MPG,AG=AM,
同理Rt△CPG≌Rt△CPN(HL),
∴∠CPG=∠CPN∠NPG,CG=CN,
∴∠APC=∠APG+∠CPG(∠MPG+∠NPG)∠MPN,
∴∠MPN=2∠APC,AC=AG+CG=AM+AN,
故④正确,⑤正确,
故选:D.
44.如图,在△ABC中,AD为中线,过点B作BE⊥AD于点E,过点C作CF⊥AD于点F.延长FA至点G,使得FG=AE,连接GC.下列结论中正确的个数为( )
①BE=CF;②∠BAC=∠G+2∠ACG;③S△GCF﹣S△CDF=S△ABD;④S△AGC=2S△BED.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【分析】先利用AAS证明△BDE≌△CDF,可得BE=CF,DE=DF,可判断①;再利用SAS证明△AEB≌△GFC,得到∠BAE=∠G,再利用三角形的外角性质可得∠BAC=2∠G+∠ACG,可判断②;利用全等三角形的性质可得S△GCF=S△AEB,S△CDF=S△BDE,可判断③;由FG=AE得到AG=2DF,再利用三角形的面积公式可判断④,即可得出结论.
【解答】解:由题意可得:BD=CD,BE⊥AD,CF⊥AD,
∴∠E=∠CFD=∠CFG=90°,
又∵∠BDE=∠CDF,
∴△BDE≌△CDF(AAS),
∴BE=CF,故①正确;DE=DF,
又∵AE=FG,
∴△AEB≌△GFC(SAS),
∴∠BAE=∠G,
∴∠BAC=∠BAE+∠CAF=∠G+∠G+∠ACG=2∠G+∠ACG,
由于∠G与∠ACG不一定相等,故②不正确;
∵S△GCF=S△AEB,S△CDF=S△BDE,
∴S△GCF﹣S△CDF=S△AEB﹣S△BDE=S△ABD,故③正确;
∵AF+AG=AF+EF,
∴AG=EF=2DF,
∴,
∴S△AGC=2S△CDF,
∴S△AGC=2S△BED,故④正确.
故选:C.
45.如图,在△ABC中,∠BAC和∠ABC的平分线AE,BF相交于点O,AE交BC于E,BF交AC于F,过点O作OD⊥BC于D,在下列结论中:①∠AOB=90°+∠C;②若AB=4,OD=1,则S△ABO=2;③当∠C=60°时,AF+BE=AB;④若OD=a,AB+BC+CA=2b,则S△ABC=ab.其中正确的结论为( )
A.②③ B.②④ C.②③④ D.①②④
【分析】由角平分线的定义结合三角形的内角和的可求解∠AOB与∠C的关系,进而判定①;过O点作OP⊥AB于P,由角平分线的性质可求解OP=1,再根据三角形的面积公式计算可判定②;在AB上取一点H,使BH=BE,证得△HBO≌△EBO,得到∠BOH=∠BOE=60°,再证得△HAO≌△FAO,得到AF=AH,进而判定③正确;作ON⊥AC于N,OM⊥AB于M,根据三角形的面积可证得④正确.
【解答】解:∵∠BAC和∠ABC的平分线相交于点O,
∴∠OBA∠CBA,∠OAB∠CAB,
∴∠AOB=180°﹣∠OBA﹣∠OAB=180°∠CBA∠CAB=180°(180°﹣∠C)=90°∠C,故①错误;
过O点作OP⊥AB于P,
∵BF平分∠ABC,OD⊥BC,
∴OP=OD=1,
∵AB=4,
∴S△ABOAB•OP,故②正确;
∵∠C=60°,
∴∠BAC+∠ABC=120°,
∵AE,BF分别是∠BAC与ABC的平分线,
∴∠OAB+∠OBA(∠BAC+∠ABC)=60°,
∴∠AOB=120°,
∴∠AOF=60°,
∴∠BOE=60°,
如图,在AB上取一点H,使BH=BE,
∵BF是∠ABC的角平分线,
∴∠HBO=∠EBO,
在△HBO和△EBO中,
,
∴△HBO≌△EBO(SAS),
∴∠BOH=∠BOE=60°,
∴∠AOH=180°﹣60°﹣60°=60°,
∴∠AOH=∠AOF,
在△HAO和△FAO中,
,
∴△HAO≌△FAO(ASA),
∴AF=AH,
∴AB=BH+AH=BE+AF,故③正确;
作ON⊥AC于N,OM⊥AB于M,
∵∠BAC和∠ABC的平分线相交于点O,
∴点O在∠C的平分线上,
∴ON=OM=OD=a,
∵AB+AC+BC=2b,
∴S△ABCAB×OMAC×ONBC×OD(AB+AC+BC)•a=ab,故④正确.
故选:C.
46.如图,在△OAB和△OCD中,OA=OB,OC=OD,OA>OC,∠AOB=∠COD=40°,连接AC,BD交于点M,连接OM.下列结论:①AC=BD;②∠AMB=40°;③OM平分∠BOC;④MO平分∠BMC.其中正确的是( )
A.①② B.①②③④ C.①②④ D.①③④
【分析】由SAS证明△AOC≌△BOD,根据全等三角形的性质得出∠OCA=∠ODB,AC=BD,①正确;
由全等三角形的性质得出∠OAC=∠OBD,由三角形的外角性质得:∠AMB+∠OAC=∠AOB+∠OBD,据此得出∠AMB=∠AOB=40°,②正确;
作OG⊥MC于G,OH⊥MB于H,则∠OGC=∠OHD=90°,由AAS证明△OCG≌△ODH(AAS),得出OG=OH,由角平分线的判定方法得出MO平分∠BMC,④正确;
由∠AOB=∠COD,得出当∠DOM=∠AOM时,OM才平分∠BOC,假设∠DOM=∠AOM,则∠COM=∠BOM,由MO平分∠BMC得出∠CMO=∠BMO,推出△COM≌△BOM,得OB=OC,而OA=OB,所以OA=OC,而OA>OC,故③错误;即可得出结论.
【解答】解:∵∠AOB=∠COD,
∴∠AOB+∠AOD=∠COD+∠AOD,
即∠AOC=∠BOD,
在△AOC和△BOD中,
,
∴△AOC≌△BOD(SAS),
∴∠OCA=∠ODB,∠OAC=∠OBD,AC=BD,
故①正确,符合题意;
∵∠AMB+∠OAC=∠AOB+∠OBD,
∴∠AMB=∠AOB=40°,
故②正确,符合题意;
如图2所示,作OG⊥MC于G,OH⊥MB于H,
则∠OGC=∠OHD=90°,
在△OCG和△ODH中,
,
∴△OCG≌△ODH(AAS),
∴OG=OH,
∴MO平分∠BMC,
故④正确,符合题意;
∵∠AOB=∠COD,
∴当∠DOM=∠AOM时,OM才平分∠BOC,
假设∠DOM=∠AOM,
∵∠AOB=∠COD=40°,
∴∠COM=∠BOM,
∵MO平分∠BMC,
∴∠CMO=∠BMO,
在△COM和△BOM中,
,
∴△COM≌△BOM(ASA),
∴OB=OC,
∵OA=OB,
∴OA=OC,
与题意不符,
故③错误,不符合题意;
综上,符合题意的有①②④;
故选:C.
47.如图,在△ACB中,∠ACB=90°,△ABC的角平分线AD、BE相交于点P,过P作PF⊥AD交BC的延长线于点F,交AC于点H.则对于以下结论:①∠APB=135°;②△ABP≌△FBP;③∠AHP=∠ABC;④AH+BD=AB.其中错误的是( )
A.① B.② C.③ D.④
【分析】根据三角形内角和以及角平分线的定义得∠PAB+∠PBA=45°,继而得出∠APB的度数,即可判断①;推出∠APB=∠FPB,根据ASA证明即可,即可判断②;证明△PAH≌△PFD(ASA),得AH=FD,∠AHP=∠FDP,根据外角的性质可判断③;通过等量代换可判断④.证明三角形全等是解题的关键.
【解答】解:在△ABC中,∠ACB=90°,
∴∠CAB+∠CBA=90°,
∵AD、BE分别平分∠CAB、∠CBA,
∴∠PAC=∠PAB∠CAB,∠PBF=∠PBA∠CBA,
∴∠PAB+∠PBA(∠CAB+∠CBA)90°=45°,
∴∠APB=180°﹣(∠PAB+∠PBA)=180°﹣45°=135°,故结论①正确;
∴∠BPD=180°﹣∠APB=180°﹣135°=45°,
又∵PF⊥AD,
∴∠FPA=∠FPD=90°,
∴∠FPB=∠FPD+∠BPD=90°+45°=135°,
∴∠APB=∠FPB,
在△ABP和△FBP中,
,
∴△ABP≌△FBP(ASA),故结论②正确;
∴∠BAP=∠BFP,AB=FB,PA=PF,
∴∠PAH=∠PFD,
在△PAH和△PFD中,
,
∴△PAH≌△PFD(ASA),
∴AH=FD,∠AHP=∠FDP,
∵∠FDP是△ABD的外角,
∴∠FDP>∠ABC,
∴∠AHP>∠ABC,故结论③错误;
又∵AH=FD,AB=FB,
∴AB=FB=FD+BD=AH+BD,
即AH+BD=AB,故结论④正确,
∴正确的个数是3个.
故选:C.
压轴突破8 平面直角坐标系与全等综合
48.如图1,等腰直角△ABC中,∠ACB=90°,CB=CA,线段ED经过点C,过A作AD⊥ED于点D,过B作BE⊥ED于E.
(1)求证:△BEC≌△CDA.
(2)如图2,已知在平面直角坐标系xOy中,O为坐标原点,点A的坐标为(0,8),点C的坐标为(﹣6,0),点B是第二象限中的一点,若△ABC是以AC为直角边的等腰直角三角形,求点B的坐标;
(3)如图3,已知在平面直角坐标系xOy中,O为坐标原点,在等腰直角△OAB中,∠OAB=90°,OA=AB=8,点M在线段OB上从O向B运动(运动到点B停止),以点M为直角顶点向右上方作等腰直角△AMN,求点N移动的距离.
【分析】(1)根据∠D=∠E=90°,∠ACD+∠BCE=180°﹣90°=90°,可得∠ACD=∠EBC,然后根据AAS即可证明结论;
(2)先求得AO、OC的长,分点C为直角顶点时且点B在AC左侧,点A为直角顶点时且点B在AC左侧两种情况,再结合点B在第二象限和全等三角形的判定与性质解答即可;
(3)如图,过点M作ME⊥y轴于点E,过点N作ND⊥ME于点E,设OE=ME=a,再证△AEM≌△MDN(AAS),可得AE=MD=8﹣a,故ED=8,进而求解.
【解答】(1)证明:∵AD⊥CD,BE⊥EC,
∴∠D=∠E=90°,∠ACD+∠BCE=180°﹣90°=90°,
又∵∠EBC+∠BCE=90°,
∴∠ACD=∠EBC,
即,
∴△BEC≌△CDA(AAS).
(2)解:∵点A的坐标为(0,8),点C的坐标为(﹣6,0),
∴OA=8,OC=6
分以下四种情况:
①当点C为直角顶点时,且点B在AC左侧时,
如图1,过点B1作B1D⊥x轴于点D.
∵△AB1C为等腰直角三角形,B1D⊥x轴,AO⊥x轴.
∴由(1)中结论可知△B1DC≌△COA(AAS),
∴B1D=CO=6,DC=OA8,
∴OD=OC+CD=8+6=14,
∴B1(﹣14,6);
②如图2:当点A为直角顶点时,且点B在AC左侧时,
如图2,过点B2作B2E⊥y轴于点E.
∵△AB2C为等腰直角三角形,B2E⊥y轴,AO⊥x轴.
∴由(1)中结论可知△B2AE≌△ACO(AAS),
∴B2E=OA=8,AE=OC=6,
∴OE=OA+AE=8+6=14,
∴B2(﹣8,14).
综上,若△ABC是以AC为直角边的等腰直角三角形,点B的坐标为B1(﹣14,6),B2(﹣8,14).
(3)解:如图,过点M作ME⊥y轴于点E,过点N作ND⊥EM交EM延长线于点D,
∵OA=OB=8,∠OAB=90°
∴△AOB为等腰直角三角形,
∴∠AOB=45°
∵ME⊥y,
∴OE=ME,
设OE=ME=a,
∵△AMN为等腰直角三角形,MD⊥y轴,ND⊥EM,
∴由(1)结论可得:△AEM≌△MDN(AAS),
∴AE=MD=8﹣a,
∴ED=EM+MD=a+8﹣a=8,
∴点N在直线x=8上运动,当点M在O点时,点N的坐标是(8,0),
当点M在点B时,点N的坐标是(8,16).
∴点N运动的距离是16.
49.如图,点A(a,0),B(0,b),且a、b满足(a﹣1)2+|2b﹣2|=0.
(1)如图1,求△AOB的面积;
(2)如图2,点C在线段AB上(不与A、B重合)移动,AB⊥BD,且∠COD=45°,猜想线段AC、BD、CD之间的数量关系并证明你的结论;
(3)如图3,若P为x轴上异于原点O和点A的一个动点,连接PB,PB⊥PE且PB=PE,直线AE交y轴于点Q,当P点在x轴上移动时,线段BQ长为定值,请求出该定值
【分析】(1)根据非负数的性质得到a=1,b=1,得到OA=1,OB=1,可得到结果;
(2)将△AOC绕点O逆时针旋转90°得到△OBF,根据已知条件得到∠BDF=180°,由∠DOC=45°,∠AOB=90°,可得∠BOD+∠AOC=45°,求出∠FOD=∠BOF+∠BOD=∠BOD+∠AOC=45°,推出△ODF≌△ODC,根据全等三角形的性质得到DC=DF=DB+BF=DB+DC;
(3)作EF⊥OA于F,在FE上截取FD=PF,由∠BAO=∠PDF=45°,得到∠PAB=∠PD,E=135°,根据余角的性质得到∠BPA=90°﹣∠EPF=∠PED,推出△PBA≌△EPD,根据全等三角形的性质得到AP=ED,得到FD+ED=PF+AP.即:FE=FA,从而由等腰直角三角形的性质得到结论.
【解答】解:(1)点A(a,0),B(0,b),且a、b满足(a﹣1)2+|2b﹣2|=0,由题意得:
,
解得:,
∴点A的坐标为(1,0),点B的坐标为(0,1),
∴OA=1,OB=1,
∴△AOB的面积;
(2)CD=BD+AC,证明如下:
如图2,将△AOC绕点O逆时针旋转90°得到△OBF,
点C在线段AB上(不与A、B重合)移动,AB⊥BD,
∴∠DBA=90°,
∵∠OAC=∠OBF=∠OBA=45°,
∴∠BDF=180°,即D,B,F共线,
∵∠DOC=45°,∠AOB=90°,
∴∠BOD+∠AOC=45°,
∴∠FOD=∠BOF+∠BOD=∠AOC+∠BOD=45°,
在△ODF与△ODC中,
,
∴△ODF≌△ODC(SAS),
∴DC=DF,
∵DF=BD+BF,
∴CD=BD+AC;
(3)作EF⊥OA于F,在FE上截取FD=PF,如图3:
∵PB⊥PE且PB=PE,
∴∠BPA=90°﹣∠EPF=∠PED,
∵∠BAO=∠PDF=45°,
∴∠PAB=∠PDE=135°,
在△PBA与△EPD中,
,
∴△PBA≌△EPD(AAS),
∴AP=ED,
∴FD+ED=PF+AP,即FE=FA,
∴∠FEA=∠FAE=45°,
∴∠QAO=∠EAF=∠OQA=45°,
∴OA=OQ=1,
∴BQ=2.
∴线段BQ为定值2.
50.已知△ABC是等腰直角三角形,AB=BC,A点在x轴的负半轴上,直角顶点B在y轴上,点C在x轴上方.
(1)如图1所示,A点坐标为(﹣4,0),B点坐标为(0,1),求点C的坐标(直接写出结果);
(2)如图2所示,过C作CD⊥y轴于D,求证:AO=CD+OD;
(3)如图3所示,若x轴恰好平分∠BAC,BC与x轴交于点E,过C作CF⊥x轴于F,求证:AE=2CF.
【分析】(1)作CH⊥y轴于H,如图1,易得OA=4,OB=1根据等腰直角三角形的性质得BA=BC,∠ABC=90°,再利用等角的余角相等得到∠CBH=∠BAO,则可根据“AAS”证明△ABO≌△BCH,得到OB=CH=1,OA=BH=5,所以C(﹣1,5);
(2)与(1)一样的方法可证明△ABO≌△BCD,得到OB=CD,OA=BD,易得OA=CD+OD;
(3)如图3,CF和AB的延长线相交于点D,先证明△ABE≌△CBD得到AE=CD,再利用对称性质得CF=DF,所以CFAE.
【解答】(1)解:如图1,过点C作CH⊥y轴于H,
∵A(﹣4,0),B(0,1),
∴OA=4,OB=1,
∵△ABC是等腰直角三角形,
∴AB=CB,∠ABC=90°,
∴∠ABO+∠CBH=90°,
∵∠ABO+∠BAO=90°,
∴∠BAO=∠CBH,
在△AOB和△BHC中,
,
∴△AOB≌△BHC(AAS),
∴CH=OB=1,BH=OA=4,
∴OH=OB+BH=5,
∴C(﹣1,5);
(2)证明:∵△ABC是等腰直角三角形,
∴AB=CB,∠ABC=90°,
∴∠ABO+∠CBD=90°,
∵∠ABO+∠BAO=90°,
∴∠BAO=∠CBD,
在△AOB和△BDC中,
,
∴△AOB≌△BDC(AAS),
∴CD=OB,BD=OA,
∵BD=OB+OD=CD+OD,
∴OA=CD+OD;
(3)证明:如图3,延长CF与AB,相交于G,
∴∠CBG=90°,
∵CF⊥x轴,
∴∠BCG+∠G=90°,
∵∠GAF+∠G=90°,
∴∠BCG=∠GAF,
∴△ABE≌△CBG(ASA),
∴AE=CG,
∵x轴平分∠BAC,CF⊥x轴,
∴CF=GF,
∴CFCDAE.
51.在平面直角坐标系中,A(﹣5,0),B(0,5),点C为x轴正半轴上一动点,过点A作AD⊥BC交y轴于点E,连接DO,则DO平分∠ADC.
(1)如图(1),若C(3,0),则点E的坐标为 ;
(2)如图(2),若点C在x轴正半轴上运动,当OC+CD=AD时,求∠OBC的度数.
【分析】(1)可证明△AOE≌△BOC,从而得出OE=OC,进而求得;
(2)在DA上截取DP=DC,连接OP,证明△OPD≌△OCD(SAS),推出OC=OP,∠OPD=∠OCD,再证明AP=OP,推出∠PAO=∠POA,推出∠OPD=∠PAO+∠POA=2∠PAO=∠OCB,可得结论.
【解答】(1)解:如图1,
∵AD⊥BC,AO⊥BO,
∴∠AOE=∠BDE=∠BOC=90°,
∴∠OAE+∠ACD=90°,
∠OBC+∠ACD=90°,
∴∠OAE=∠OBC,
∵A(﹣5,0),B(0,5),
∴OA=OB=5.
在△AOE和△BOC中,
,
∴△AOE≌△BOC(ASA),
∴OE=OC,
∴点C坐标为(3,0),
∴OE=OC=3,
∴E(0,3).
故答案为:(0,3);
(2)如图②,在DA上截取DP=DC,连接OP,
又∠PDO=∠CDO,OD=OD,
∴△OPD≌△OCD(SAS),
∴OC=OP,∠OPD=∠OCD,
∵OC+CD=AD,
∴OC=AD﹣CD,
∴AD﹣DP=OP,
即AP=OP,
∴∠PAO=∠POA,
∴∠OPD=∠PAO+∠POA=2∠PAO=∠OCB,
又∵∠PAO+∠OCD=90°,
∴3∠PAO=90°,
∴∠PAO=30°,
∵∠OAP=∠OBC,
∴∠OBC=∠PAO=30°.
52.如图(1),在平面直角坐标系中,A(a,0),B(b,3),C(4,0),且满足(a+b)2+|a﹣b+6|=0,线段AB交y轴于F点.
(1)求点A、B的坐标.
(2)如图(2),点D为y轴正半轴上一点,若ED∥AB,且AM,DM分别平分∠CAB,∠ODE,求∠AMD的度数;
(3)如图(3),
①求点F的坐标;
②在y轴上是否存在一点P,使得△ABP的面积等于△ABC的面积?若存在,求出点P坐标.若不存在,请说明理由.
【分析】(1)根据非负数的性质得a=﹣3,b=3,由此即可得出点A、B的坐标;
(2)设AM交y轴于点N,根据角平分线定义设∠EDM=∠FDM=α,∠FAM=∠OAM=β,则∠EDF=2α,∠OAF=2β,根据直角三角形性质得∠DFB=∠OFA=90°﹣2β,由ED∥AB得∠EDF+∠DFB=180°,即2α+90°﹣2β=180°,进而得α﹣β=45°,再根据直角三角形性质得∠DNM=∠ONA=90°﹣β,继而得∠FDM+∠DNM=135°,然后由三角形内角和定理即可得出∠AMD的度数;
(3)①连接OB,过点B作BH⊥y轴于点H,先求出S△AOBOA•OH,设点F的坐标为(0,t),则OF=t,再求出S△AOFOF•OA,S△BOFOF•BH,然后根据S△AOF+S△BOF=S△AOB得,由此解出解t=1.5,继而可得点F点坐标;
②先求出S△ABCAC•OH=10.5,再分两种情况讨论如下:(ⅰ)当点P在点F上方时,过点B作BH⊥y轴于点H,设PF=a,由三角形面积公式得S△ABP=S△APF+S△BPF=3a,进而得3a=10.5,由此解出a=3.5即可得出此时P点坐标为(0,5);(ⅱ)当点P在点F上方时,过点B作BH⊥y轴于点H,设PF=a,同(ⅰ)得S△ABP=S△APF+S△BPF=3a,进而得3a=10.5,由此解出a=3.5即可得出此时P点坐标为(0,﹣2),综上所述即可得出答案.
【解答】解:(1)∵(a+b)2+|a﹣b+6|=0,(a+b)2≥0,|a﹣b+6|≥0,
∴a+b=0,a﹣b+6=0,
∴a=﹣3,b=3,
∴A(﹣3,0),B(3,3);
(2)设AM交y轴于点N,如图所示:
∵AM,DM分别平分∠CAB,∠ODE,
∴设∠EDM=∠FDM=α,∠FAM=∠OAM=β,
∴∠EDF=2α,∠OAF=2β,
在Rt△OAF中,∠OFA=90°﹣∠OAF=90°﹣2β,
∴∠DFB=∠OFA=90°﹣2β,
∵ED∥AB,
∴∠EDF+∠DFB=180°,
∴2α+90°﹣2β=180°,
∴α﹣β=45°,
在Rt△OAN中,∠ONA=90°﹣∠OAM=90°﹣β,
∴∠DNM=∠ONA=90°﹣β,
∴∠FDM+∠DNM=α+90°﹣β=90°+(α﹣β)=135°,
在△DMN中,∠AMD=180°﹣(∠FDM+∠DNM)=45°;
(3)①连接OB,过点B作BH⊥y轴于点H,如图3所示,
∵A(﹣3,0),B(3,3),C(4,0),
∴OA=3,BH=OH=3,OC=4
∴S△AOBOA•OH3×3,
设点F的坐标为(0,t),则OF=t,
∴S△AOFOF•OA,S△BOFOF•BH,
又∵S△AOF+S△BOF=S△AOB,
∴,
解得:t=1.5,
∴点F点坐标为(0,1.5);
②存在.
∵OA+OC=3+4=7,
∴S△ABCAC•OH7×3=10.5,
∵点F点坐标为(0,1.5),
∴OF=1.5,
分两种情况讨论如下:
(ⅰ)当点P在点F上方时,过点B作BH⊥y轴于点H,如图3①所示:
设PF=a,
∴S△APFPF•OA,S△BPFPF•BH,
∴S△ABP=S△APF+S△BPF=3a,
∵S△ABP=S△ABC,
∴3a=10.5,
∴a=3.5,
∴PF=a=3.5,
∴OP=PF+OF=3.5+1.5=5,
此时P点坐标为(0,5);
(ⅱ)当点P在点F上方时,过点B作BH⊥y轴于点H,如图3②所示:
设PF=a,
同(ⅰ)得:S△APF,S△BPF,
∴S△ABP=S△APF+S△BPF=3a,
∵S△ABP=S△ABC,
∴3a=10.5,
∴a=3.5,
∴PF=a=3.5,
∴OP=PF+OF=3.5﹣1.5=2,
此时P点坐标为(0,﹣2),
综上所述:y轴上存在点P,使得S△ABP=S△ABC,其坐标为(0,5)或(0,﹣2).
53.如图,在平面直角坐标系中,A(﹣2,0),B(0,6),C(6,0),∠ABC+∠ADC=180°,BC⊥CD.
(1)求证:∠ABO=∠CAD;
(2)求证:AB=AD;
(3)求四边形ABCD的面积.
【分析】(1)根据四边形内角和及垂直定义求出∠BCD=90°,∠BAD=90°,根据直角三角形的性质及角的和差求解即可;
(2)根据等腰直角三角形的判定与性质求出∠BCO=∠DCO=45°,根据角平分线的性质得出AF=AE,利用ASA证明△ABF≌△ADE,根据全等三角形的性质即可得解;
(3)利用AAS证明△ABO≌△DAG,根据全等三角形的性质得出DG=AO=2,再根据四边形ABCD的面积=S△ABC+S△ACD求解即可.
【解答】(1)证明:如图,在四边形ABCD中,∠ABC+∠ADC=180°,
∴∠BAD+∠BCD=360°﹣180=180°,
∵BC⊥CD,
∴∠BCD=90°,
∴∠BAD=90°,
∴∠BAC+∠CAD=90°,
又∵∠BAC+∠ABO=90°,
∴∠ABO=∠CAD;
(2)证明:如图,过点A作AF⊥BC于点F,作AE⊥CD的延长线于点E,
∵A(﹣2,0),B(0,6),C(6,0),
∴OA=2,OB=OC=6,
∵∠BOC=90°,
∴∠BCO=∠CBO=45°,
又∵BC⊥CD,
∴∠BCO=∠DCO=45°,
又∵AF⊥BC,AE⊥CD,
∴AF=AE,∠FAE=90°,
∴∠BAF=∠DAE,
在△ABF和△ADE中,
,
∴△ABF≌△ADE(ASA),
∴AB=AD;
(3)解:如图,作DG⊥x轴于点G,
∴∠AGD=∠BOA=∠BAD=90°,
∴∠ABO+∠BAO=∠BAO+∠DAG=90°,
∴∠DAG=∠ABO,
在△ABO和△DAG中,
,
∴△ABO≌△DAG(AAS).
∴DG=AO=2,
∵AC=AO+OC=8.
∴四边形ABCD的面积=S△ABC+S△ACDAC•OBAC•GD8×68×2=32.
54.在平面直角坐标系中,已知△ABC的三个顶点坐标分别为A(﹣3,0)、B(0,3)、C(t,0),过点A作AD⊥BC交BC于D点,交y轴正半轴于点E.
(1)如图1,当t=1时,求E点的坐标;
(2)如图,连接OD,求∠ADO的度数;
(3)如图3,已知点P(0,2),若PQ⊥PC,PQ=PC,直接写出Q的坐标(用含t的式子表示).
【分析】(1)根据△AOE≌△BOC得OE=OC即可求出点C坐标.
(2)如图,先过点O作OM⊥AD于点M,作ON⊥BC于点N,根据△AOE≌△BOC,得到S△AOE=S△BOC,底边AE=BC,得出OM=ON,根据角平分线的逆定理进而得到OD平分∠ADC,可得∠ADO=∠ABO=45°;
(3)如图,作辅助线,构建全等三角形,证明△PCG≌△QPH,可得CG=PH=2,PG=QH=t,又知Q在第二象限,从而得Q(﹣2,2﹣t).
【解答】解:(1)如图1,
当t=1时,点C(1,0),
∵AD⊥BC,
∴∠EAO+∠BCO=90°,
∵∠CBO+∠BCO=90°,
∴∠EAO=∠CBO,
在△AOE和△BOC中,
,
∴△AOE≌△BOC(ASA),
∴OE=OC=1,
∴点E坐标(1,0).
(2)如图2,过点O作OM⊥AD于点M,作ON⊥BC于点N,
∵△AOE≌△BOC,
∴S△AOE=S△BOC,且AE=BC,
∵OM⊥AE,ON⊥BC,
∴OM=ON,
∴OD平分∠ADC;
∴∠ADO=∠ABO=45°;
(3)如图3,过P作GH∥轴,过C作CG⊥GH于G,过Q作QH⊥GH于H,交x轴于F,
∵P(0,2),C(t,0),
∴CG=FH=2,PG=OC=t,
∵∠QPC=90°,
∴∠CPG+∠QPH=90°,
∵∠QPH+∠HQP=90°,
∴∠CPG=∠HQP,
∵∠QHP=∠G=90°,PQ=PC,
∴△PCG≌△QPH(AAS),
∴CG=PH=2,PG=QH=t,
∴Q(﹣2,2﹣t).
55.在平面直角坐标系中,点A(a,0),B(0,b),且a,b满足,点P为线段AB上(不与A、B两点重合)一点,连接OP.
(1)如图1,过点A作AQ⊥x轴,且满足∠OPQ=90°,求证:OP=PQ;
(2)如图2,C,D分别为OA,OB上的两点,且OC=OD,点P满足OP⊥AD,过点P作PE⊥BC交AD的延长线于点E,试探究AE,EP,OP之间的数量关系,并给出证明.
【分析】(1)先求出点A(2,0),B(0,2)得出OA=OB=2,作PF⊥OA于F,PE⊥AQ交AQ的延长线于E,再证明△OPF≌△QPE即可得证;
(2)延长EP至H,使OP=PH,连接AH,先证明△AOD≌△BOC(SAS)得出∠OBC=∠OAD,再证明△AOP≌△AHP(SAS)得出∠H=∠POA,∠HAB=∠BAO=45°,最后证明∠HAE=∠H得出HE=AE,即可得证.
【解答】(1)证明:由条件可知3a+b﹣8=0,a﹣2b+2=0,
解得a=2,b=2,
∴A(2,0),B(0,2),
∴OA=OB=2,
如图,作PF⊥OA于F,PE⊥AQ交AQ的延长线于E,
由条件可知PF∥AE,PE∥AF,∠FPE=∠OPQ=90°,
∴PF=AE,PE=AF,
∵OA=OB,∠AOB=90°,
∴∠BAO=∠ABO=45°,
∵PF⊥OA,
∴∠FAP=∠APF=45°,
∴PF=AF,
∴PF=PE,
∵∠FPE=∠OPQ=90°,
∴∠FPE﹣∠FPQ=∠OPQ﹣∠FPQ,即∠OPF=∠EPQ,
∴△OPF≌△QPE(AAS),
∴OP=PQ;
(2)解:AE=EP+OP,证明如下:
如图,延长EP至H,使OP=PH,连接AH,
,
在△AOD和△BOC中,
,
∴△AOD≌△BOC(SAS),
∴∠OBC=∠OAD,
∴∠OBA﹣∠OBC=∠OAB﹣∠OAD,即∠BAE=∠CBA,
∵BC⊥EP,PO⊥AE,
∴∠CBA+∠BPE=90°,∠BAE+∠OPA=90°,
∴∠BPE=∠OPA,
∴∠BPE=∠APH=∠OPA,
在△AOP和△AHP中,
,
∴△AOP≌△AHP(SAS),
∴∠H=∠POA,∠HAB=∠BAO=45°,
∴∠HAO=90°,
∴∠HAE=∠POA,
∴∠HAE=∠H,
∴HE=AE,
∴AE=EP+PH=EP+OP.
56.如图所示,在平面直角坐标系中,P(4,4),
(1)点A在x的正半轴运动,点B在y的正半轴上,且PA=PB,
①求证:PA⊥PB:
②求OA+OB的值;
(2)点A在x的正半轴运动,点B在y的负半轴上,且PA=PB,求OA﹣OB的值.
【分析】(1)①过点P作PE⊥x轴于E,作PF⊥y轴于F,根据点P的坐标可得PE=PF=4,然后利用“HL”证明Rt△APE和Rt△BPF全等,根据全等三角形对应角相等可得∠APE=∠BPF,然后求出∠APB=∠EPF=90°,再根据垂直的定义证明;
②根据全等三角形对应边相等可得AE=BF,再表示出PE、PF,然后列出方程整理即可得解;
(2)根据全等三角形对应边相等可得AE=BF,再表示出PE、PF,然后列出方程整理即可得解.
【解答】(1)①证明:如图1,过点P作PE⊥x轴于E,作PF⊥y轴于F,
∴PE⊥PF,
∵P(4,4),
∴PE=PF=4,
在Rt△APE和Rt△BPF,
,
∴Rt△APE≌Rt△BPF(HL),
∴∠APE=∠BPF,
∴∠APB=∠APE+∠BPE=∠BPF+∠BPE=∠EPF=90°,
∴PA⊥PB;
②解:∵Rt△APE≌Rt△BPF(HL),
∴BF=AE,
∵OA=OE+AE,OB=OF﹣BF,
∴OA+OB=OE+AE+OF﹣BF=OE+OF=4+4=8;
(2)解:如图2,过点P作PE⊥x轴于E,作PF⊥y轴于F,
同理得Rt△APE≌Rt△BPF(HL),
∴AE=BF,
∵AE=OA﹣OE=OA﹣4,BF=OB+OF=OB+4,
∴OA﹣4=OB+4,
∴OA﹣OB=8.
57.在平面直角坐标系中,已知点A在y轴的正半轴上,点B在x轴的正半轴上,且OA=OB.
(1)如图1,若点D在BA的延长线上,连接OD,点E在第一象限,且满足OD⊥OE,BD⊥BE,连接DE,求证:△DOE是等腰直角三角形;
(2)如图2,点F在AB的延长线上,以OF为斜边向上构等腰直角三角形OFM,连接AM,若AB=10,BF=2,求△AMF的面积.
【分析】(1)先证明△AOD≌△BOE(ASA),再根据三角形全等的性质求解即可;
(2)过点O作OT⊥OF交FM的延长线于点T,连接AT.证明△BOF≌△AOT,再求得∠TAF=∠TAO﹣∠BAO=135°﹣45°=90°,再求解即可.
【解答】(1)证明:如图,OE与BD交于点H,
∵OD⊥OE,BD⊥BE,
∴∠DOE=∠DBE=90°,
∵∠DHO=∠BHE,
∴∠ODH=∠HEB,
∵∠DOE=∠AOB=90°,
∴∠DOA=∠EOB,
在△AOD和△BOE中,
,
∴△AOD≌△BOE(ASA),
∴OD=OE,
∵∠DOE=90°,
∴△DOE是等腰直角三角形;
(2)解:如图3,过点O作OT⊥OF交FM的延长线于点T,连接AT.
∵△MFO为等腰直角三角形,
∴∠MFO=45°,∠FMO=90°,
∵OT⊥OF,
∴∠FOT=90°,
∴∠MTO=45°,
∴△FTO为等腰直角三角形,
∴FO=OT,
∵∠BOF+∠BOT=90°,∠AOT+∠BOT=90°,
∴∠BOF=∠AOT.
在△BOF和△AOT中,
,
∴△BOF≌△AOT(SAS),
∴∠FBO=∠TAO,FB=AT=2,
∵∠ABO=45°,
∴∠FBO=180°﹣∠ABO=135°,
∴∠TAO=135°,
∴∠TAF=∠TAO﹣∠BAO=135°﹣45°=90°,
∵AB=10,FB=2,
∴AF=10+2=12,
∴S△ATFAT•AF2×12=12,
∵△FTO为等腰直角三角形,OM⊥MF,
∴,
∴S△AMFS△ATF=6.
58.在平面直角坐标系中,点A的坐标为(9,9),点B在x轴上.
(1)如图1,若点B在x轴正半轴上,AB=BC,AB⊥BC,AC交x轴于点D,
①若∠DBC=14°,则∠ADB= ;
②若点C的坐标为(3,﹣3),求点B坐标.
(2)如图2,若点B在x轴负半轴上,AE⊥x轴于点E,AF⊥y轴于点F,∠BFM=45°,MF交直线AE于点M,若点B(﹣3,0),BM=15,求EM的长.
【分析】(1)①由AB=BC,∠ABC=90°,得∠BCA=∠BAC=45°,而∠DBC=14°,所以∠ADB=∠DBC+∠BCA=59°,于是得到问题的答案;
②作AL⊥x轴于点L,CI⊥x轴于点I,可证明△ALB≌△BIC,得BL=CI=3,则OB=OL+BL=12,所以B(12,0);
(2)作FH⊥FB于点H,由AE⊥x轴于点E,AF⊥y轴于点F,得∠AFO=∠A=∠FOB=90°,则AE=AF=OF=9,∠AFH=∠OFB=90°﹣∠OFH,可证明△AFH≌△OFB,得FH=FB,AH=OB=3,再证明△HFM≌△BFM,得HM=BM=15,求得AM=AH+HM=18,则EM=AM﹣AE=9.
【解答】解:(1)①∵AB=BC,AB⊥BC,
∴∠ABC=90°,
∴∠BCA=∠BAC=45°,
∵∠DBC=14°,
∴∠ADB=∠DBC+∠BCA=14°+45°=59°,
故答案为:59°.
②如图1,作AL⊥x轴于点L,CI⊥x轴于点I,则∠ALB=∠BIC=90°,
∴∠BAL=∠CBI=90°﹣∠ABI,
∵A(9,9),C(3,﹣3),
∴L(9,0),
在△ALB和△BIC中,
,
∴△ALB≌△BIC(AAS),
∴BL=CI=3,
∴OB=OL+BL=9+3=12,
∴B(12,0).
(2)如图2,作FH⊥FB于点H,则∠HFB=90°,
∵B(﹣3,0),A(9,9),AE⊥x轴于点E,AF⊥y轴于点F,
∴E(9,0),F(0,9),∠AFO=∠A=∠FOB=90°,
∴AE=AF=OF=9,∠AFH=∠OFB=90°﹣∠OFH,
在△AFH和△OFB中,
,
∴△AFH≌△OFB(ASA),
∴FH=FB,AH=OB=3,
∵∠AFH+∠OFM=∠OFB+∠OFM=∠BFM=45°,
∴∠HFM=∠AFO﹣(∠AFH+∠OFM)=90°﹣45°=45°,
∴∠HFM=∠BFM,
在△HFM和△BFM中,
,
∴△HFM≌△BFM(AAS),
∴HM=BM=15,
∴AM=AH+HM=3+15=18,
∴EM=AM﹣AE=18﹣9=9,
∴EM的长为9.
59.如图1,已知A(1,4),C(﹣4,1),AB⊥y轴于点B,CD⊥x轴于点D,连接OA,OC.
(1)求证:△ABO≌△CDO;
(2)如图2,连接AC,BD交于点H.求证:H为AC的中点;
(3)如图3,E为第二象限内一点,F为y轴正半轴上一点,连接AF,EF、CE,EF⊥CE且EF=CE,点G为AF的中点,连接EG,EO.请猜想∠OEG的度数并证明你的猜想.
【分析】(1)根据SAS即可证明△AOB≌△COD;
(2)过点C作CM∥x轴,交BD于点M,得出AB∥CM∥OD,由平行线的性质得∠BAH=∠MCP,由CD⊥x轴得∠DCM=∠ODC=90°,证明∠ODB=45°,从而得出∠CMD=∠CDM=45°,推出CM=CD=AB,根据AAS证明△ABH≌△CMH,得出AH=CH,即可得证;
(3)延长EG到N,使GN=GE,连接AN,ON,延长EF交AO于点J,根据SAS证明△AGN≌△FGE,得出AN=EF,∠ANG=∠GEF,故AN∥EJ,由平行线的性质得出∠NAO=∠AJE,进而推出∠NAO=∠ECO,根据SAS证明△NAO≌△ECO,故ON=OE,∠AON=∠EOC,即可证明∠OEG=45°.
【解答】证明:(1)∵AB⊥y轴于点B,CD⊥x轴于点D,
∴∠ABO=∠CDO=90°,
∵A(1,4),C(﹣4,1),
∴AB=CD=1,OB=OD=4,
∴△ABO≌△CDO(SAS);
(2)如图2,过点C作CM∥x轴,交BD于点M,
∴AB∥CM∥OD,
∴∠BAH=∠MCH,
∵CD⊥x轴,
∴∠DCM=∠ODC=90°,
∵OB=OD,
∴∠ODB=45°,
∴∠CMD=∠ODB=45°,∠CDM=90°﹣45°=45°,
∴∠CMD=∠CDM,
∴CM=CD=AB,
在△ABH与△CMH中,
,
∴△ABH≌△CMH(AAS),
∴AH=CH,即点H为AC中点;
(3)如图3,延长EG到N,使GN=GE,连接AN,ON,延长EF交AO于点J,
∵AG=GF,∠AGN=∠FGE,GN=GE,
∴△AGN≌△FGE(SAS),
∴AN=EF,∠ANG=∠GEF,
∴AN∥EJ,
∴∠NAO=∠AJE,
∵EF=EC,
∴AN=EC,
∵∠AOC=∠CEJ=90°,
∴∠EJO+∠ECO=180°,
∵∠AJE+∠EJO=180°
∴∠AJE=∠ECO,
∴∠NAO=∠ECO,
∵AO=CO,
∴△NAO≌△ECO(SAS),
∴ON=OE,∠AON=∠EOC,
∴∠NOE=∠AOC=90°,
∴∠NEO=45°,即∠OEG=45°.
60.在平面直角坐标系中,点A(﹣4,0),B(0,4),点C为x轴正半轴上一动点,过点A作AD⊥BC交y轴于点E.
(1)如图1,求证:△AEO≌△BCO;
(2)如图2,若点C在x轴正半轴上运动,且OC<3,连接DO.
①求证:DO平分∠ADC;
②当AD=CD+OC时,求的值.
【分析】(1)由题意知,∠AOE+∠AEO+∠EAO=180°=∠BDE+∠BED+∠EBD,∠AEO=∠BED,则∠EAO=∠EBD,证明△AEO≌△BCO即可;
(2)①如图2,作OM⊥AD于M,ON⊥BC于N,由△AEO≌△BCO(AAS),可知S△AEO=S△BCO,AE=BC,则OM=ON,即OD是∠ADC的平分线;
②如图3,在AD上截取DP,使DP=DC,证明△PDO≌△CDO(SAS),由OC=AP=OP,可得∠PAO=∠POA,进而可求∠PAO=30°,∠DCO=60°,然后计算求解即可.
【解答】(1)证明:由题意知,OA=4=OB,
∵AD⊥BC,
∴∠ADB=90°=∠AOE,
∵∠AOE+∠AEO+∠EAO=180°=∠BDE+∠BED+∠EBD,∠AEO=∠BED,
∴∠EAO=∠EBD,
在△AEO和△BCO中,
,
∴△AEO≌△BCO(ASA);
(2)①证明:如图2,作OM⊥AD于M,ON⊥BC于N,
∵△AEO≌△BCO(AAS),
∴S△AEO=S△BCO,AE=BC,
∴,
解得OM=ON,
∵OM⊥AD,ON⊥BC,
∴OD是∠ADC的平分线;
②解:如图3,在AD上截取DP,使DP=DC,
由①可知,OD是∠ADC的平分线,
∴∠PDO=∠CDO,
在△PDO和△CDO中,
,
∴△PDO≌△CDO(SAS),
∴OP=OC,∠DPO=∠DCO,
∵AD﹣CD=OC,AD﹣DP=AP,
∴OC=AP=OP,
∴∠PAO=∠POA,
∴∠DCO=∠DPO=∠PAO+∠POA=2∠PAO,
∵∠DCO+∠PAO+90°=3∠PAO+90°=180°,
∴∠PAO=30°,
∴∠DCO=60°,
∴.
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