内容正文:
专题03 轴对称(5知识&8题型&7易错&5方法清单)
【清单01】轴对称及其性质
1.轴对称图形定义:如果一个平面图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,这个图形就叫作轴对称图形,这条直线就是它的对称轴,折叠后重合的点是对应点,叫作对称点. 这时,也说这个图形关于这条直线对称.
2. 常见的轴对称图形及其对称轴
名称
图形及其对称轴
对称轴的条数
对称轴
角
1
角平分线所在的直线
等腰三角形
1
底边上的高(或底边上的中线或顶角的平分线)所在的直线
等边三角形
3
各边上的高(或各边上的中线或各内角平分线)所在的直线
等腰梯形
1
过上、下底中点的直线
长方形
2
对边中点的连线所在的直线
正方形
4
①对角线所在的直线;
②过对边中点的直线
圆
无数条
过圆心的直线
3.成轴对称定义:把一个图形沿着某一条直线折叠,如果它能够与另一个图形重合,那么就说这两个图形关于这条直线成轴对称,也称这两个图形关于这条直线对称. 同样地,这条直线叫作对称轴,折叠后重合的点是对应点,叫作对称点.
4. 成轴对称与轴对称图形的区别与联系
名称
成轴对称
轴对称图形
区 别
对象不同
两个图形
一个图形
意义不同
两个图形的特殊位置关系
一个具有特殊形状的图形
对称点位置不同
对称点分别在两个图形上
对称点在同一个图形上
对称轴位置不同
两个图形成轴对称,其对称轴可能在两个图形的外部,也可能经过两个图形的内部或它们的公共边(点)
轴对称图形的对称轴一定经过这个图形的内部
对称轴数量不同
只有一条对称轴
有一条或多条对称轴
联系
(1)定义中都有一条直线,都要沿着这条直线折叠;
(2)把成轴对称的两个图形看成一个整体,它就是一个轴对称图形. 把一个轴对称图形沿
对称轴分成两个图形,这两个图形关于这条对称轴对称
5. 轴对称的性质:成轴对称的两个图形中,连接对称点的线段被对称轴垂直平分.
6. 经过线段中点并且垂直于这条线段的直线,叫做这条线段的垂直平分线.
7. 由轴对称的性质可知,无论是成轴对称的两个图形,还是轴对称图形,其对称轴都是其任意一对对称点所连线段的垂直平分线
【清单02】线段的垂直平分线
1. 性质:线段垂直平分线上的点与这条线段两个端点的距离相等.
2. 判定:与线段两个端点距离相等的点在这条线段的垂直平分线上.
3. 三角形三边的垂直平分线的性质:三角形三边的垂直平分线相交于一点,这个点到三角形三个顶点的距离相等.
4.互逆命题和互逆定理
定义
关系
互逆命题
两个命题的题设、结论正好相反,我们把具有这种关系的两个命题叫作互逆命题. 如果把其中一个叫作原命题,那么另一个叫作它的逆命题
(1)命题有真有假,而定理都是正确的,即都是真命题;
(2)每个命题都有逆命题,但不是所有定理都有逆定理
互逆定理
如果一个定理的逆命题经过证明是真命题,那么它也是一个定理,这两个定理叫作互逆定理,其中一个定理叫作另一个定理的逆定理
5.尺规作图——作线段的垂直平分线
1)作线段的垂直平分线
(1)分别以点A和点B为圆心,大于AB的长为半径作弧,两弧相交于C,D两点;
(2)作直线CD,CD就是线段AB的垂直平分线.
2)经过直线外一点作这条直线的垂线
(1)以C为圆心,适当长为半径作弧,交直线AB于点D和点E;
(2)分别以点D和点E为圆心,大于DE的长为半径作弧,两弧相交于点F;
(3)作直线CF,CF就是所求作的垂线.
6.作对称轴
1)作对称轴的依据:成轴对称和轴对称图形的性质,即对称轴就是任意一对对称点所连线段的垂直平分线.
2)作对称轴的步骤
(1)找:找到任意一对对称点;
(2)连:连接这对对称点;
(3)作:作出对称点所连线段的垂直平分线,就可以得到对称轴.
【清单03】画轴对称图形
1.轴对称变换定义:由一个平面图形得到它的轴对称图形叫作轴对称变换. 轴对称变换的实质就是图形的折叠,折叠前后(即成轴对称)的两个图形全等.
2.轴对称变换性质
(1)由一个平面图形可以得到与它关于一条直线l对称的图形,这个图形与原图形的形状、大小完全相同,即成轴对称的两个图形全等;
(2)新图形上的每一点都是原图形上的某一点关于直线l的对称点;
(3)连接任意一对对称点的线段均被对称轴垂直平分. 这是画轴对称图形的依据.
3.画轴对称图形
(1)方法:几何图形都可以看作由点组成. 对于一些规则的几何图形,只要画出图形中的一些特殊点(如线段端点)的对称点,连接这些对称点,就可以得到原图形的轴对称图形.
(2)步骤:画轴对称图形的方法可简单归纳为“一找二画三连”.
找 —在原图形上找特殊点;
画 —画出各个特殊点关于对称轴的对称点;
连 —依次连接各对称点.
4. 关于坐标轴对称的点的坐标规律
(1) 点(x,y)关于x 轴对称的点的坐标是(x,-y),其特点是横坐标相同,纵坐标互为相反数;
(2) 点(x,y)关于y 轴对称的点的坐标是(-x,y),其特点是纵坐标相同,横坐标互为相反数.
5. 关于非坐标轴对称的点的坐标规律(拓展)
(1)点(,)关于直线x =m 对称的点为(2m-,);
(2)点(,)关于直线y =n 对称的点为(,2n-);
(3)点(,)关于原点对称的点为(-,-).
6.在平面直角坐标系中画轴对称图形的步骤
(1)计算——计算已知图形特殊点的对称点的坐标;
(2)描点——根据对称点的坐标描点;
(3)连接——按原图对应的顺序依次连接所描各点,即可得到要画的图形.
【清单04】等腰三角形
1.等腰三角形的性质
文字语言
符号语言
图示
性质1
等腰三角形的两个底角相等(简写成“ 等边对等角”)
如图,在△ABC中,
∵ AB=AC,∴∠B=∠C
性质2
等腰三角形底边上的中线、高及顶角平分线重合(简写成“三线合一”)
如图,在△ABC中,AB=AC.
①∵ AD平分∠BAC,
∴ AD⊥BC且BD=CD;
②∵ AD⊥BC,
∴ AD平分∠BAC 且BD=CD;
③∵ BD=CD,
∴ AD平分∠BAC 且AD⊥BC
轴对称性
等腰三角形是轴对称图形, 底边上的中线(顶角的平分线、底边上的高)所在直线就是它的对称轴
2.等腰三角形的判定方法
文字语言
符号语言
图示
定义法
有两边相等的三角形是等腰三角形
如图,在△ABC中,
∵ AB=AC,∴△ABC 为等腰三角形
判定定理法
有两个角相等的三角形是等腰三角形(简写成“等角对等边”)
如图,在△ABC中,
∵∠B= ∠C,
∴ AB=AC
3.等腰三角形的判定与性质的区别
条件
结论
作用
性质(等边对等角)
在同一个三角形中,两边相等
这两边所对的角也相等
证明角相等
判定(等角对等边)
在同一个三角形中,两个角相等
这两个角所对的边也相等
证明线段相等
4. 已知底边及底边上的高作等腰三角形
(1)作线段AB=a;
(2)作线段AB 的垂直平分线MN,交AB 于点D;
(3)在MN 上取一点C,使DC=h;
(4)连接AC,BC,则△ ABC 就是求作的等腰三角形.
【清单05】等边三角形
1.等边三角形的性质
文字语言
符号语言
图示
性质1
等边三角形的三个角都相等, 并且每一个角都等于60°
如图,在△ABC中,
∵ AB=AC=BC,
∴∠A= ∠B= ∠C=60°
性质2
等边三角形每条边上的中线、高和所对角的平分线相互重合,即“ 三线合一”
如图,在△ABC中,①∵△ABC 为等边三角形,AD平分∠BAC,∴ AD⊥BC且BD=CD;②∵△ ABC为等边三角形,AD⊥BC,∴ AD平分∠BAC且BD=CD;③ ∵ △ABC为等边三角形,BD=CD,∴ AD平分∠BAC且AD⊥BC
轴对称性
等边三角形是轴对称图形,有三条对称轴,对称轴为三边上的中线所在直线(或三个角的平分线所在直线或三边上的高所在直线)
2. 等边三角形的判定方法
方法
文字语言
符号语言
图示
定义法
三边都相等的三角形是等边三角形
如图,∵ AB=AC=BC,
∴△ ABC 为等边三角形
判定方法1
三个角都相等的三角形是等边三角形
如图,∵∠A=∠B=∠C,
∴△ABC为等边三角形
判定方法2
有一个角是60°的等腰三角形是等边三角形
如图,∵AB=AC,∠A=60°(或∠B=60°或∠C=60°),
∴△ABC为等边三角形
3.含30°角的直角三角形的性质
(1)性质:在直角三角形中,如果一个锐角等于30 °,那么它所对的直角边等于斜边的一半 .
(2)作用:应用于证线段的倍分关系和计算角度.
拓展:该性质反过来说也成立. 在直角三角形中,如果一条直角边等于斜边的一半,那么它所对的角等于30°.
【题型一】轴对称图形与轴对称
【例1-1】(24-25八年级上·贵州遵义·期中)在以下四个标志中,是轴对称图形的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】解:.是轴对称图形,故该选项符合题意;
.不是轴对称图形,故该选项不符合题意;
.不是轴对称图形,故该选项不符合题意;
.不是轴对称图形,故该选项不符合题意;
故选:A.
【例1-2】(24-25八年级上·黑龙江齐齐哈尔·期中)如图,哪一个选项中的右边图形与左边图形成轴对称( ).
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】解:A、不符合成轴对称图形的相关概念,故A不符合题意;
B、不符合成轴对称图形的相关概念,故B不符合题意;
C、符合成轴对称图形的相关概念,故C符合题意;
D、不符合成轴对称图形的相关概念,故D不符合题意;
故选:C.
【变式1-1】(24-25八年级上·内蒙古通辽·期中)第24届冬季奥林匹克运动会,将于2022年2月在我国北京市和张家口市联合举行,在会徽的图案设计中,设计者常常利用对称性进行设计.下列四个图案是历届会徽图案上的一部分,其中不是轴对称图形的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】解:A、图形是轴对称图形,故此选项不符合题意;
B、图形是轴对称图形,故此选项不符合题意;
C、图形是轴对称图形,故此选项不符合题意;
D、图形不是轴对称图形,故此选项符合题意.
故选:D.
【变式1-2】(24-25八年级上·河北廊坊·期中)下列四组图形中,每组中的两个图形成轴对称的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A、不是轴对称图形,故A选项不符合题意;
B、是轴对称图形,故B选项符合题意;
C、不是轴对称图形,故C选项不符合题意;
D.不是轴对称图形,故D选项不符合题意;
故选:B.
【题型二】线段的垂直平分线的性质与判定
【例2-1】(23-24八年级上·四川广安·期中)如图所示,现要在一块三角形草坪上建一凉亭供大家休息,使凉亭到草坪三个顶点的距离相等,凉亭的位置应选在( )
A.三条角平分线的交点 B.三条高所在直线的交点
C.三条中线的交点 D.三边的垂直平分线的交点
【答案】D
【详解】解:∵凉亭到草坪三个顶点的距离相等,
∴凉亭的位置应选在三边的垂直平分线的交点,
故选:D
【例2-2】(23-24八年级上·山东菏泽·期中)如图,中,边的垂直平分线分别交于点,,的周长为,则的周长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】解:∵是线段的垂直平分线,
∴,
∴
∵的周长为,即,
∴,
∵的周长为,且,
∴.
故选:C.
【例2-3】(24-25八年级上·湖南益阳·期中)尺规作图(保留作图痕迹):如图,在直线上求作一点P,使.
【答案】见解析
【详解】解:分别以 、 为圆心,大于 长为半径画弧(这样两弧能相交,保证作出垂直平分线 ),两弧分别相交于两点.
过这两个交点作直线(此直线为 的垂直平分线,依据是到线段两端点距离相等的点在这条线段的垂直平分线上 ),该直线与直线 的交点即为所求的 点.
∵ 所作直线是 的垂直平分线, 在该直线上
∴ .
【变式2-1】(23-24八年级下·四川巴中·期中)如图,学校、体育馆、邮局三个地方的位置可以近似看成是在三角形的三个顶点上,现若要修建一所医院,并使得到这三个地方的距离相等,那么应该修在这个三角形的( )
A.三条中线的交点 B.三条高的交点
C.三条边的垂直平分线的交点 D.三条角平分线的交点
【答案】C
【详解】解:∵到三角形的一边的两端点距离相等的点在这边的垂直平分线上,
∴现若要修建一所医院,并使得到这三个地方的距离相等,那么应该修在这个三角形的三条边的垂直平分线的交点,
故选:C.
【变式2-2】(22-23八年级上·全国·期中)如图所示,在中,直线是边的垂直平分线且交于D,若,,则的周长为 .
【答案】14
【详解】解:直线是边的垂直平分线,
∴,
∴的周长,
故答案为:14
【变式2-3】(24-25八年级下·河南平顶山·期中)如图,在 中, 是 的平分线,于点E,于点 F.求证∶垂直平分.
【详解】证明:∵是的平分线,且,,
∴,
∴点在线段的垂直平分线上,
又∵,
∴,
,
∴点在线段的垂直平分线上,
∴垂直平分.
【题型三】逆命题与逆定理
【例3-1】(24-25八年级上·河北石家庄·期中)下列4个命题①全等三角形的对应角相等②全等三角形的面积相等③两个正实数的积是正实数④是25的平方根,它们的逆命题是真命题的有( )个
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】A
【详解】解:①“全等三角形的对应角相等”的逆命题是“三个角分别相等的三角形全等”,是假命题,所以本选项不符合题意;
②“全等三角形的面积相等”的逆命题是“面积相等的两个三角形全等”,是假命题,所以本选项不符合题意;
③“两个正实数的积是正实数”的逆命题是“若两个实数的积是正实数,则这两个实数是正实数”,是假命题,所以本选项不符合题意;
④“5是25的平方根”的逆命题是“25的平方根是5”,是假命题,所以本选项不符合题意.
故选:A.
【例3-2】(24-25八年级下·甘肃庆阳·期中)下列说法中正确的是( )
A.命题一定有逆命题
B.所有定理一定有逆定理
C.真命题的逆命题一定是真命题
D.假命题的逆命题一定是真命题
【答案】A
【详解】解:A. 命题由条件和结论组成,交换条件和结论即可得到逆命题,因此命题一定有逆命题,正确,符合题意;
B. 定理的逆命题不一定为真,即不一定有逆定理,例如“全等三角形对应角相等”的逆命题“对应角相等的三角形全等”不成立,故错误,不符合题意;
C. 真命题的逆命题不一定是真命题.例如“对顶角相等”是真命题,其逆命题“相等的角是对顶角”为假,错误,不符合题意;
D. 假命题的逆命题不一定是真命题.例如“若两个角相等,则它们是对顶角”是假命题,其逆命题“若两个角是对顶角,则它们相等”为真;但若原命题为“若今天下雨,则地湿”,其逆命题“若地湿,则今天下雨”可能为假,故错误,不符合题意.
故选A.
【变式3-1】(24-25八年级上·浙江杭州·期中)下列命题的逆命题是真命题的是( )
A.钝角三角形中有两个锐角
B.如果,那么
C.若,则,,
D.若,则
【答案】D
【详解】解:A.选项逆命题为:有两个锐角的三角形是钝角三角形,根据三角形可能为直角三角形和锐角三角形,可得该逆命题是假命题,故A不符合题意;
B.选项逆命题为:如果,那么,根据还可能为相反数,可得该逆命题是假命题,故B不符合题意;
C.选项逆命题为:,,,那么,根据条件,无法判定,可得该逆命题是假命题,故C不符合题意;
D.选项逆命题为:若,则,则该逆命题是真命题,故D符合题意;
故选:D
【变式3-2】(24-25八年级下·福建厦门·期中)命题“如果,那么”的逆命题是 ,该逆命题是 命题(填“真”或“假”).
【答案】 如果,那么, 假
【详解】解:命题“如果,那么”的逆命题是如果,那么,是假命题,
例如:当时,,
故答案为:如果,那么,假.
【题型四】用坐标表示轴对称
【例4-1】(24-25八年级上·北京朝阳·期中)点关于轴对称的点的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:点 关于 轴对称的点 的坐标为 .
故选:B.
【例4-2】(24-25八年级上·内蒙古通辽·期中)在如图所示的直角坐标系中,每个小方格都是边长为1的正方形,的顶点均在格点上.
(1)将沿y轴正方向平移3个单位得到,画出,并写出点坐标;
(2)画出关于y轴对称的,并写出点的坐标.
(3)用尺规在x轴上找一点P,使(保留作图痕迹).
【详解】(1)解:如图所示,点坐标;
(2)解:如图所示,点的坐标;
(3)解:如图所示,点P即为所求.
;
【变式4-1】(23-24八年级上·福建福州·期中)已知点与点关于轴对称,若点在第三象限,则点在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】D
【详解】解:∵点在第三象限,
∴点的横坐标为负数,纵坐标为负数,
∵点与点关于轴对称,
∴点与点的纵坐标相同,横坐标互为相反数,
∴点的横坐标为正数,纵坐标为负数,
∴点在第四象限,
故选:.
【变式4-2】(23-24八年级上·河南安阳·期中)如果点向右平移5个单位长度得到点,则点关于轴对称的点的坐标为 .
【答案】
【详解】解:向右平移5个单位长度得到点,则点坐标为,即:,
∴坐标为关于轴对称的点的坐标为;
故答案为:.
【变式4-3】(23-24八年级上·宁夏银川·期中)如图,在平面直角坐标系中,的顶点坐标分别为,,.
(1)作出关于x轴对称的图形,点A、B、C的对应点分别为、、;
(2)在(1)的条件下,直接写出点、、的坐标.
【详解】(1)解:如图所示:即为所求;
(2)解:由在坐标系中的位置得:、、.
【题型五】等腰三角形的性质与判定
【例5】(24-25八年级上·云南丽江·期中)如图,,点为上一点,且,过点作交于点,若,,则的长是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:如图,连接,
,,
,
,
,
,
,
,
,
,
故选:B.
【变式5-1】(24-25八年级上·福建莆田·期中)已知:如图,,是等腰直角三角形,,,三点在同一条直线上,连接,以下四个结论:①;②;③;④.其中正确的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【详解】解:①∵,
∴,即,
∵在和中,
,
∴(),
∴,故此结论正确;
②∵为等腰直角三角形,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,故此结论不正确;
③∵,
∴,
∴,
则,故此结论正确;
④∵,
∴,故此结论正确,
正确的个数是个,
故选:.
【变式5-2】(24-25八年级上·福建莆田·期中)如图,在等腰直角中,,D为的中点,,垂足为E,过点B作,交的延长线于点F,连接,交于点G.
(1)求证;
(2)连接,试判断的形状,并说明理由.
【详解】(1)证明:在等腰直角三角形中,
∵,
∴.
又∵,
∴.
∴.
又∵,
∴.
∴.
∴.
又∵D为的中点,
∴.即.
∵,
∴.
∴.
又∵,
∴.
即.
(2)是等腰三角形,理由如下:
由(1)知:,
∴,
由(1)得
∴是等腰直角三角形,且是的平分线,
∴垂直平分,
∴,
∵,
∴,
∴是等腰三角形.
【题型六】等边三角形的性质与判定
【例6-1】(24-25八年级上·湖北·期中)如图,点C是线段上一点,、是等边三角形.与交于点E,与交于点F,与交于点D.下列结论:①;②;③是等边三角形;④平分.其中正确的有( )个
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
【答案】B
【详解】解:∵、是等边三角形,
∴,,,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,,
故①正确;
∵,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∵,
∴是等边三角形,
故③正确,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴不一定等于,
∴不一定等于,
∴不一定等于,
又∵,
∴不一定垂直平分,
故②错误;
如图,过点C作于G,于H,
∵,
∴,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴平分,
故④正确;
综上所述:正确的有①③④,一共3个;
故选:B.
【例6-2】(24-25八年级上·湖南湘西·期中)如图,和均为等边三角形,连接、交于点.
(1)求证:;
(2)求的度数.
【详解】(1)证明:∵和均为等边三角形,
∴,,,
∴,
,
∴,
(2)解:是等边三角形,
,
,
,
.
【例6-3】(24-25八年级上·天津·期中)在中,.
(1)尺规作图:在图中作的角平分线,交于点( 不写作法,保留作图痕迹);
(2)如图,在()条件,若,求证:为等边三角形.
【详解】(1)解:如图所示,角平分线即为所求;
(2)证明:由()知,是的角平分线,
∴,
又∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴为等边三角形.
【变式6-1】(24-25八年级上·辽宁抚顺·期中)如图,在等边中,是边上的中线,点D在上,连接,在的右侧作等边,连接,当周长最小时,则的大小是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】解:如图,连接,
∵是等边三角形,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴点E在射线上运动(),
作点A关于直线的对称点M,连接交于,此时的值最小,即的周长最小,
∵,
∴是等边三角形,
∵,
∴,
∴垂直平分,
∴,
∴,
故选:A.
【变式6-2】(24-25八年级上·福建莆田·期中)如图,与都是等边三角形,若与相交于点,与相交与点,与相交于点.
(1)求证:;
(2)求的度数.
【详解】(1)证明:∵和都是等边三角形,
∴,,
∴,
即,
在和中,
,
∴,
∴.
(2)解:∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴为等边三角形,
∴.
【题型七】含30°角的直角三角形的性质
【变式7-1】(24-25八年级上·山东济宁·期中)如图,在中,,,,垂足为A,若,则的长为( )
A.4 B.6 C.8 D.10
【答案】B
【详解】解:∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
故选:B.
【例7-2】(24-25八年级上·浙江台州·期中)如图,,点均在射线上,点均在射线上,,均为等边三角形.若,则的边长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】解:为等边三角形,
,
,
,
,
,
,
同理,,
记各等边三角形的边长依次为:,
,
,
,
,
,
∴的边长为,
故选:C.
【变式7-1】(24-25八年级上·湖北随州·期中)如图,四边形中,,,,,,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:如图,延长,交于点,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
故选:.
【变式7-2】(24-25八年级上·江西南昌·期中)如图,在中,,D是上的一点,过点D作于点 E,延长和,交于点F.
(1)求证:是等腰三角形;
(2)若,,,求的长.
【详解】(1)证明:,
,
,
,,
,
而,
,
,
是等腰三角形;
(2)解:∵,
∴,
∵,
∴,,
∵,
∴是等边三角形,
∴.
【题型八】最短路径问题
【例8-1】(23-24八年级上·湖南长沙·期中)如图,直线表示一条河,,表示两个村庄,向两个村庄供水,现有如图所示的四种铺设管道的方案,则所需管道最短的方案是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】解:如图,
画出点关于的对称点,则:
连接,交直线于点,
,
此时,最小,
故选:.
【例8-2】(24-25八年级上·福建·期中)如图,在中,,,,平分,点、分别是,边上的动点,则的最小值为( )
A.7 B.8 C.9 D.
【答案】A
【详解】解:如图,作点P关于直线的对称点,连接,则,
在和中,
∴,
∴,
∴欲求的最小值,只要求出的最小值,
∴当时,的值最小,此时Q与D重合,与C重合,最小值为的长.
在中,∵,,,
∴,
∴的最小值是7,
故选:A.
【变式8-1】(23-24八年级上·辽宁盘锦·期中)如图,直线是一条河,、 是两个新农村定居点,欲在上的某点处修建一个水泵站,由水泵站直接向 、两地供水,现有如下四种管道铺设方案,图中实线表示铺设的供水管道,则铺设管道最短的方案是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】解:作关于的对称点,连接交直线于点,如图所示,
则
根据两点之间,线段最短,可知选项D铺设的管道,则所需管道最短.
故选:D.
【变式8-2】(24-25八年级上·四川内江·期中)如图,等边三角形的边长为4,是边上的中线,是边上的动点,是边上一点.若,当取得最小值时,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】解:过点B作交于点F,连接,
∵等边三角形的边长为4,
∴,
∴,
∴,
∵是边上的中线,
∴,
∴,
故选:C.
【变式8-2】(24-25八年级上·湖北武汉·期中)如图,在中,,,,直线垂直平分线段,若点为边的中点,点为直线上一动点,则周长的最小值为( )
A.12 B.13 C.10 D.14
【答案】A
【详解】解:连接,,
直线垂直平分线段,
,
点为边的中点,,
,
周长,
周长的最小值为,
,点为边的中点,
,
,,
,
解得,
周长的最小值为,
故选:A.
【变式8-3】(24-25八年级上·广东广州·期中)在平面直角坐标系中的位置如图所示.
(1)作出关于y轴对称的并写出的坐标;
(2)求的面积;
(3)在x轴上画出点P,使最小(不写作法).
【详解】(1)解:如图,即为所求,的坐标为;
(2)解:
;
(3)解:如图,点P即为所求.
【题型一】当顶角和底角不确定时要分类讨论
1.(24-25八年级上·湖北武汉·期中)等腰三角形的一个内角是,则它顶角的度数是 .
【答案】或
【详解】解:当是等腰三角形的顶角时,则顶角就是;
当是等腰三角形的底角时,则顶角是.
故答案为:或.
2.(24-25八年级上·江西上饶·期中)如图,在中,,,若以为一边画等腰三角形,且使它的第三个顶点在边或上,则画出的等腰三角形的顶角的度数为 .
【答案】或或
【详解】解:①如图,当时,就是等腰三角形;
∴顶角;
②如图,当时,为等腰三角形;
∵,
∴,
∴顶角;
③如图,当时,为等腰三角形,
∵,
∴,
∴顶角;
④如图,在上,当时,为等腰三角形,
∵,
∴顶角;
故答案为:或或.
【题型二】当底和腰不确定时要分类讨论
3.(24-25八年级上·湖南永州·期中)等腰三角形两边长分别为5和8,则这个等腰三角形的周长为( )
A.18 B.21 C.16或20 D.18或21
【答案】D
【详解】解:当8为为腰长时,三角形的三边长为:8、8、5,满足三角形的三边关系,其周长为,
当5为腰长时,三角形的三边长为:5、8、5,满足三角形的三边关系,其周长为,
故选:D.
4.(24-25八年级上·天津·期中)若一个等腰三角形两边长分别为和,则它的周长为( )
A. B. C.或 D.以上都不对
【答案】B
【详解】解:当等腰三角形的腰是时,
,
∴根据三角形的三边关系,不能组成三角形,故舍去,
当等腰三角形的腰是时,
周长为,
综上所述,它的周长为,
故选:.
5.(24-25八年级上·河南三门峡·期中)若一个等腰三角形两边长分别为和2,则它的周长为 .
【答案】10
【详解】解∶当腰长是2时,则三角形的三边是2,2,4,不满足三角形的三边关系;
当腰长是4时,三角形的三边是4,4,2,,能构成三角形,此时三角形的周长,
故答案为∶.
【题型三】当高的位置不确定时要分类讨论
6.(23-24八年级上·广西贵港·期中)已知等腰三角形一腰上的高线与另一腰的夹角为,那么这个等腰三角形的顶角等于( )
A.或 B. C. D.或
【答案】D
【详解】①如图,当该等腰三角形为锐角三角形时,
由题意可知,
∴;
②如图,当该等腰三角形为钝角三角形时,
由题意可知,
∴.
综上可知这个等腰三角形的顶角度数为或,
故选:D.
7.(23-24八年级上·湖北恩施·期中)若等腰三角形一腰上的高与另一腰的夹角为,则这个等腰三角形的顶角的度数为( )
A. B. C.或 D.或
【答案】D
【详解】解:①当等腰三角形为锐角三角形时,如图1,
由题意得:,,
∴,
∴此等腰三角形的顶角的度数为;
②当等腰三角形为钝角三角形时,如图2,
由题意得:,,
∴,
∴,
∴此等腰三角形的顶角的度数为;
综上所述,此等腰三角形的顶角的度数为或,
故选:D.
8.(23-24八年级上·河南南阳·期中)如果等腰三角形一腰上的高与另一腰的夹角为29°,那么等腰三角形的顶角为 度.
【答案】或
【详解】解:已知,且,是边上的高;
①当等腰三角形是锐角三角形时,如图,
∵,
∴;
②当等腰三角形是钝角三角形时,如图,
∵,
∴;
综上,等腰三角形的顶角为或.
故答案为:或.
【题型四】由腰的垂直平分线引起的分类讨论
9.(24-25八年级上·湖北十堰·期中)在中,,的垂直平分线与所在直线相交所得的锐角为,则底角为 .
【答案】或
【详解】解:分两种情况:
①当为锐角三角形时,如图,
∵是垂直平分线,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴;
②当为钝角三角形时,如图,
∵是垂直平分线,
∴.,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴;
综上,底角为或,
故答案为:或.
10.(23-24八年级上·江苏徐州·期中)在中,,的垂直平分线与所在直线相交所得的锐角为,求各角的度数.
【详解】解:如图:
如图1,当为锐角时,
的垂直平分线与所在的直线相交所得的锐角为,即,
,
,
,
,,;
如图2,当为钝角时,
的垂直平分线与所在的直线相交所得的锐角为,即,
,
,
.
,,.
【题型五】由腰上的中线引起的分类讨论
11.(23-24八年级上·贵州铜仁·期中)已知等腰三角形一腰上的中线将它的周长分成和两部分,则等腰三角形的腰长为( )
A.或 B. C. D.或
【答案】C
【详解】设等腰三角形的腰长、底边长分别为,,
由题意得或,
解得或,
∵,
∴不能构成三角形,
故等腰三角形的底边长为,
故选:.
12.(24-25八年级上·山东临沂·期中)已知等腰三角形一腰上的中线将它的周长分成和两部分,则等腰三角形的腰长为 .
【答案】或
【详解】解:设腰,底边,
∵一腰上的中线将它的周长分成和两部分,
∴或
∴或,
∴等腰三角形的三边长分别为,,或,,
∵,
∴两种情况下,三角形都存在,
∴等腰三角形的腰长为或,
故答案为:或.
13.(22-23八年级上·广东湛江·期中)如图,等腰三角形ABC的底边BC的长为4cm,腰AC上的中线BD把△ABC的周长分成差为3cm的两部分,求AB的长.
【答案】AB为7cm
【详解】解:当底比较长时,依题意得AB+AD=CD+BC-3,
∵AD=CD,
∴AB=4-3=1(cm),
三边为4cm,1cm,1cm,1+1<4,不能构成三角形,这种情况不成立;
当腰比较长时;依题意得AB+AD=CD+BC+3,
∵AD=CD,
∴AB=4+3=7(cm),
三边为4cm,7cm,7cm,4+7>7,能构成三角形.
故腰长AB为7cm.
【题型六】由动态问题引起的分类讨论
14.(23-24八年级上·江苏扬州·期中)如图,,C是延长线上的一点,,动点P从点C出发沿以的速度移动,动点Q从点O出发沿以的速度移动,如果点P、Q同时出发,用表示移动的时间,当t为( )s时,是等腰三角形.
A. B.6 C.或6 D.或8
【答案】D
【详解】解:分两种情况:(1)当点在线段上时,
设秒后是等腰三角形,
有,
即,
解得,;
(2)当点在的延长线上时,
当是等腰三角形时,
,
是等边三角形,
,
即,
解得,,
故选:D.
15.(24-25八年级上·江苏连云港·期中)如图,在等腰三角形中,,,D为的中点,点E在上,,若点P是等腰三角形的腰上的一点,则当是以为腰的等腰三角形时,的度数是 .
【答案】或
【详解】解:如图,连接,
∵,,
∴,
∵D为的中点,
∴,,
过点作于,于,
∴,
∵点P是等腰三角形的腰上的一点,且是以为腰的等腰三角形,
∴在和中,
,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴;
同理可得:,
∴,
∴;
综上所述,的度数是或,
故答案为:或.
16.(24-25八年级上·江苏南通·期中)如图,在中,,的平分线交于点,且,点是边上一动点,连接,将沿翻折得.
(1)求的度数;
(2)当点与点重合时,请仅用圆规在图中确定点的位置(保留作图痕迹),并证明;
(3)连接,,当是等腰三角形时,求的度数.
【详解】(1)解:∵,
∴,
∵平分,
∴,
∵,
∴,
设,则,
∴,
∴,
∴,
∴;
(2)解:如图,点即为所求;
∵,
∴,
连接,
∵将沿翻折得,
∴,,,,
∴,
∴,
∴,
∴;
(3)解:当,如图,点与点重合,
∴;
当时,如图,
∵将沿翻折得,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴;
如图,当时,
∵将沿翻折得,
∴,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
当时,点A与P重合,
∴,
综上所述,的度数为或或或.
【题型七】由三角形分割引起的分类讨论
17.(24-25八年级上·北京·期中)已知:如图,,射线、上分别有点和点,点在线段上,连接,.若线段将分割为两个等腰三角形,则称线段为的“角等分线”.
(1)如图1,当时,画出的“90角等分线”,此时_______.
(2)当时,若存在线段为的“角等分线”,则_______.
【详解】(1)解:如图,作出线段的中点,连接,线段为的“90角等分线”,
中,是斜边上的中线,
,
线段将分割为两个等腰三角形,
线段为的“90角等分线”,
,
故答案为:.
(2)解:∵,,
∴,
若线段将分割为等腰和等腰,
①如图,当在等腰中,时,
∴,
∴,,
∵是等腰三角形,
∴或或,
∴或或,
解得(符合题意)或(不符合题意,舍去)或(符合题意);
②如图,当在等腰中,时,
∴,
∴,,
∵是等腰三角形,
∴ ,
∴,
解得,符合题意;
③如图,当在等腰中,时,
∴,,
∴,,
∵是等腰三角形,
∴,
∴,
解得,符合题意;
综上,或或,
故答案为:72或108或126.
18.(23-24八年级上·福建厦门·期中)规定:从三角形一个顶点引出一条射线与对边相交,顶点与交点之间的线段把这个三角形分割成两个小三角形,如果分得的两个小三角形中一个为等腰三角形,另一个与原三角形的三个角分别相等,我们把这条线段叫做这个三角形的“等角分割线”.
示例:如图1,在中,,,,
把分割成和两个小三角形,
其中,,,.
∵,
∴,即为等腰三角形;
又∵,,,
∴与三个角分别相等;
∴为的“等角分割线”
(1)如图2,在中,为角平分线,,,求证:为的等角分割线;
(2)在中,,是的等角分割线,求的度数.
【详解】(1)证明:∵在中,,,
∴,
∵为角平分线,
∴,
∴,,
∴,
∴为等腰三角形,
又∵,,
∴,
∴,,,
∴与三个角分别相等,
∴为的等角分割线;
(2)解:∵,是的等角分割线,
∴为等腰三角形或者为等腰三角形,
当是等腰三角形时,
①当,时,如图,
则,
∴,
;
②当,时,如图,
则,
∴,
;
③当,时,
则,
∴,故此情况不存在;
当是等腰三角形时,
④当,时,如图,
则,
由得,,
∴,
∴;
⑤当,时,如图,
则,
设,
则,
由得,
,
∴,
∴;
⑥当,时,
则,
∴,故此情况不存在;
综上所述:或或或.
构造等腰三角形的常见辅助线
【题型一】角平分线+垂线→等腰三角形
方法指导
1.(22-23八年级上·山东德州·期中)如图,的面积为,平分,于P,连接,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】解:沿长与交于点D,
∵平分,,
∴点P是线段中点,
∴,,
∴.
故选C.
2.(22-23八年级上·福建厦门·期中)如图,D为内一点,平分,于点D.,若,,则的长为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】B
【详解】解:延长与交于点E,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵平分,
∴,
∴,
∴为等腰三角形,
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴,,
∴,
故答案为:B.
3.(23-24八年级上·浙江宁波·期中)如图,为内一点,平分,,,若,,则的长为 .
【答案】
【详解】解:如图,延长交于,
∵平分,,
∴,,
在和中,,
∴,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴.
故答案为:
【题型二】等腰三角形+平行线→ 等腰三角形
方法指导
条件:<m></m>
策略:
作腰的平行线 ① 作底边的平行线②
结论:是等腰三角形; 是等腰三角形
4.(22-23八年级上·浙江·期中)如图1,在中,,点D在上,点E在的延长线上,,连接交于F.
(1)求证:;
(2)如图2,连接,若,,求的面积.
【详解】(1)证明:如图,过点D作交于点G,
∵,
∴,
∵,
∴,,
∴,
∴,且,,
∴,
∴;
(2)解:如图,过点D作,交于点G,过点D作于点H,
∵,
∴,
由(1)知,
∴,
∴,
∵,,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴.
5.(23-24八年级上·辽宁葫芦岛·期末)【问题初探】
(1)数学课上,李老师出示了这样一个问题:如图1,在中,,点F是上一点,点E是延长线上的一点,连接,交于点D,若,求证:.
①如图2,小乐同学从中点的角度,给出了如下解题思路:在线段上截取,使,连接,利用两个三角形全等和已知条件,得出结论;
②如图3,小亮同学从平行线的角度给出了另一种解题思路:过点E作交的延长线于点M,利用两个三角形全等和已知条件,得出了结论;
请你选择一位同学的解题思路,写出证明过程;
【类比分析】
(2)李老师发现两位同学的做法非常巧妙,为了让同学们更好的理解这种转化的思想方法,李老师提出了新的问题,请你解答,
如图4,在中,点E在线段上,D是的中点,连接,,与相交于点N,若,求证:;
【学以致用】
(3)如图5,在中,,,平分,点E在线段的延长线上运动,过点E作,交于点N,交于点D,且,请直接写出线段,和之间的数量关系.
【详解】(1)证明:∵,,,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴;
②∵,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴;
(2)延长,取,连接,如图所示:
∵D是的中点,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴;
(3)延长,使,连接,如图所示:
∵,,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∵平分,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∵,
∴.
【题型三】倍长中线→等腰三角形
6.(23-24八年级上·湖南怀化·期中)问题探究:
小圣遇到这样一个问题:如图1,中,是中线,求的取值范围.他的做法是:延长到,使,连接,证明,经过推理和计算使问题得到解决.请回答:
(1)小圣证明的判定定理是______;
(2)的取值范围是______;
方法运用:
(3)如图2,是的中线,在上取一点,连接并延长交于点,使,求证:.
【详解】(1)解:是的中线,
∴,
∵延长到,使,,
∴,
∴运用的是“边角边”判定定理证明,
故答案为:边角边.
(2)解:由(1)可知,,
∴,
在中,,
∴,即,
∵,
∴,
故答案为:.
(3)证明:如图所示,延长至点,使得,
∵是中点,且,,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴,且,
∴.
7.(24-25八年级上·青海西宁·期中)【阅读理解】八年级某同学遇到这样一个问题:如图1,中,是中线,求的取值范围.她的做法是:延长到E,使,连接,证明,经过推理和计算使问题得到解决.
(1)①小红证明的判定方法是_______;
②的取值范围是_______;
【问题解决】(2)如图2,是的中线,在上取一点F,连接并延长交于点E,使,求证:.
【问题拓展】(3)如图3,是的中线,是的中线,,下列四个选项中:直接写出所有正确选项的序号是_______.
①; ②;
③; ④.
【详解】解:(1)①如图,AD是中线,
在与中,
;
②由①得:,
∵,
∴,
∴,
∴;
(2)证明:延长至点,使,如图所示:
∵是的中线,
∴,
在和中
∴,
∴,
又∵,
∵,
∴,
又∵,
∴
∴,
又∵
∴
(3)延长,取,连接,如图所示:
∵为的中线,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵为的中线,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∵,
∴,故②③正确;
无法证明,,故①④错误,
故答案为:②③.
【题型四】倍角关系→ 等腰三角形
方法指导
在<中,<.
方法一:如图①,外构等腰三角形,作 .
方法二:如图②,内构等腰三角形,作 .
方法三:如图③,作平分 .
8.如图,是的高线, ,若,,求 的长.
解:将沿折叠,则点刚好落在边上的点 处,由折叠得
,, ,
, .
又 ,
, ,
.
9.(23-24八年级上·山东德州·期中)在八年级上册“轴对称”一章中我们曾做过“折纸与证明”的数学活动.折纸,常能为证明一个命题提供思路和方法.请用你所学知识解决下列问题.
(1)【感悟】如图1,是的高线,,若,,求的长.小明同学的解法是:将沿折叠,则点C刚好落在边上的点E处.……请你画出图形并写出完整的解题过程;
(2)【探究】如图2,,为的外角的平分线,交的延长线于点D,则线段、、又有怎样的数量关系?请写出你的猜想并证明;
(3)【拓展】如图3,在四边形中,平方,,,,则的长为 .
【详解】(1)解:如图,将沿折叠,则点C刚好落在边上的点E处,由折叠的性质可得:,,,
,
,
,
,
,
;
(2)解:,
证明:如图,在上截取,连接,
,平分,
,
在和中,
,
,
,,
,,
,
,
,
,
,
,
,
;
(3)解:如图,在上截取,连接,
平分,
,
在和中,
,
,
,,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
为等边三角形,
,
,
故答案为:18.
【题型五】截长补短→等腰三角形
10.【方法探究】如下图,在中,平分,,探究,,之间的数量关系;
嘉铭同学通过思考发现,可以通过“截长、补短”两种方法解决问题:
方法1:如下图,在上截取,使得,连接,可以得到全等三角形,进而解决此问题
方法2:如下图,延长到点,使得 ,连接,可以得到等腰三角形,进而解决此问题
(1)根据探究,直接写出,,之间的数量关系;
【迁移应用】
(2)如下图,在中,是上一点,,于,探究,,之间的数量关系,并证明.
【拓展延伸】
(3)如下图,为等边三角形,点为延长线上一动点,连接.以为边在上方作等边,点是的中点,连接并延长,交的延长线于点.若,求证:;
【详解】(1)证明:方法一:∵平分,
∴,
在和中,,,,
∴
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴;
方法二:延长到点E,使得,连接,
∴,则,
∵,
∴,
∵平分,
∴,
在和中,,,,
∴,
∴,
∵,
∴;
(2)在上取,连接,
∵于
∴
∴
∵,
∴,
∴
∴;
(3)如图所示,∵,为等边三角形,
∴,,
∴
∴,
∴
∴
∴
过作,交于点,
∴,
∵是的中点,
∴,
又
∴
∴ ,,
而,
∴,
又∵
∴
∴
即 .
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专题03 轴对称(5知识&8题型&7易错&5方法清单)
【清单01】轴对称及其性质
1.轴对称图形定义:如果一个平面图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,这个图形就叫作轴对称图形,这条直线就是它的对称轴,折叠后重合的点是对应点,叫作对称点. 这时,也说这个图形关于这条直线对称.
2. 常见的轴对称图形及其对称轴
名称
图形及其对称轴
对称轴的条数
对称轴
角
1
角平分线所在的直线
等腰三角形
1
底边上的高(或底边上的中线或顶角的平分线)所在的直线
等边三角形
3
各边上的高(或各边上的中线或各内角平分线)所在的直线
等腰梯形
1
过上、下底中点的直线
长方形
2
对边中点的连线所在的直线
正方形
4
①对角线所在的直线;
②过对边中点的直线
圆
无数条
过圆心的直线
3.成轴对称定义:把一个图形沿着某一条直线折叠,如果它能够与另一个图形重合,那么就说这两个图形关于这条直线成轴对称,也称这两个图形关于这条直线对称. 同样地,这条直线叫作对称轴,折叠后重合的点是对应点,叫作对称点.
4. 成轴对称与轴对称图形的区别与联系
名称
成轴对称
轴对称图形
区 别
对象不同
两个图形
一个图形
意义不同
两个图形的特殊位置关系
一个具有特殊形状的图形
对称点位置不同
对称点分别在两个图形上
对称点在同一个图形上
对称轴位置不同
两个图形成轴对称,其对称轴可能在两个图形的外部,也可能经过两个图形的内部或它们的公共边(点)
轴对称图形的对称轴一定经过这个图形的内部
对称轴数量不同
只有一条对称轴
有一条或多条对称轴
联系
(1)定义中都有一条直线,都要沿着这条直线折叠;
(2)把成轴对称的两个图形看成一个整体,它就是一个轴对称图形. 把一个轴对称图形沿
对称轴分成两个图形,这两个图形关于这条对称轴对称
5. 轴对称的性质:成轴对称的两个图形中,连接对称点的线段被对称轴垂直平分.
6. 经过线段中点并且垂直于这条线段的直线,叫做这条线段的垂直平分线.
7. 由轴对称的性质可知,无论是成轴对称的两个图形,还是轴对称图形,其对称轴都是其任意一对对称点所连线段的垂直平分线
【清单02】线段的垂直平分线
1. 性质:线段垂直平分线上的点与这条线段两个端点的距离相等.
2. 判定:与线段两个端点距离相等的点在这条线段的垂直平分线上.
3. 三角形三边的垂直平分线的性质:三角形三边的垂直平分线相交于一点,这个点到三角形三个顶点的距离相等.
4.互逆命题和互逆定理
定义
关系
互逆命题
两个命题的题设、结论正好相反,我们把具有这种关系的两个命题叫作互逆命题. 如果把其中一个叫作原命题,那么另一个叫作它的逆命题
(1)命题有真有假,而定理都是正确的,即都是真命题;
(2)每个命题都有逆命题,但不是所有定理都有逆定理
互逆定理
如果一个定理的逆命题经过证明是真命题,那么它也是一个定理,这两个定理叫作互逆定理,其中一个定理叫作另一个定理的逆定理
5.尺规作图——作线段的垂直平分线
1)作线段的垂直平分线
(1)分别以点A和点B为圆心,大于AB的长为半径作弧,两弧相交于C,D两点;
(2)作直线CD,CD就是线段AB的垂直平分线.
2)经过直线外一点作这条直线的垂线
(1)以C为圆心,适当长为半径作弧,交直线AB于点D和点E;
(2)分别以点D和点E为圆心,大于DE的长为半径作弧,两弧相交于点F;
(3)作直线CF,CF就是所求作的垂线.
6.作对称轴
1)作对称轴的依据:成轴对称和轴对称图形的性质,即对称轴就是任意一对对称点所连线段的垂直平分线.
2)作对称轴的步骤
(1)找:找到任意一对对称点;
(2)连:连接这对对称点;
(3)作:作出对称点所连线段的垂直平分线,就可以得到对称轴.
【清单03】画轴对称图形
1.轴对称变换定义:由一个平面图形得到它的轴对称图形叫作轴对称变换. 轴对称变换的实质就是图形的折叠,折叠前后(即成轴对称)的两个图形全等.
2.轴对称变换性质
(1)由一个平面图形可以得到与它关于一条直线l对称的图形,这个图形与原图形的形状、大小完全相同,即成轴对称的两个图形全等;
(2)新图形上的每一点都是原图形上的某一点关于直线l的对称点;
(3)连接任意一对对称点的线段均被对称轴垂直平分. 这是画轴对称图形的依据.
3.画轴对称图形
(1)方法:几何图形都可以看作由点组成. 对于一些规则的几何图形,只要画出图形中的一些特殊点(如线段端点)的对称点,连接这些对称点,就可以得到原图形的轴对称图形.
(2)步骤:画轴对称图形的方法可简单归纳为“一找二画三连”.
找 —在原图形上找特殊点;
画 —画出各个特殊点关于对称轴的对称点;
连 —依次连接各对称点.
4. 关于坐标轴对称的点的坐标规律
(1) 点(x,y)关于x 轴对称的点的坐标是(x,-y),其特点是横坐标相同,纵坐标互为相反数;
(2) 点(x,y)关于y 轴对称的点的坐标是(-x,y),其特点是纵坐标相同,横坐标互为相反数.
5. 关于非坐标轴对称的点的坐标规律(拓展)
(1)点(,)关于直线x =m 对称的点为(2m-,);
(2)点(,)关于直线y =n 对称的点为(,2n-);
(3)点(,)关于原点对称的点为(-,-).
6.在平面直角坐标系中画轴对称图形的步骤
(1)计算——计算已知图形特殊点的对称点的坐标;
(2)描点——根据对称点的坐标描点;
(3)连接——按原图对应的顺序依次连接所描各点,即可得到要画的图形.
【清单04】等腰三角形
1.等腰三角形的性质
文字语言
符号语言
图示
性质1
等腰三角形的两个底角相等(简写成“ 等边对等角”)
如图,在△ABC中,
∵ AB=AC,∴∠B=∠C
性质2
等腰三角形底边上的中线、高及顶角平分线重合(简写成“三线合一”)
如图,在△ABC中,AB=AC.
①∵ AD平分∠BAC,
∴ AD⊥BC且BD=CD;
②∵ AD⊥BC,
∴ AD平分∠BAC 且BD=CD;
③∵ BD=CD,
∴ AD平分∠BAC 且AD⊥BC
轴对称性
等腰三角形是轴对称图形, 底边上的中线(顶角的平分线、底边上的高)所在直线就是它的对称轴
2.等腰三角形的判定方法
文字语言
符号语言
图示
定义法
有两边相等的三角形是等腰三角形
如图,在△ABC中,
∵ AB=AC,∴△ABC 为等腰三角形
判定定理法
有两个角相等的三角形是等腰三角形(简写成“等角对等边”)
如图,在△ABC中,
∵∠B= ∠C,
∴ AB=AC
3.等腰三角形的判定与性质的区别
条件
结论
作用
性质(等边对等角)
在同一个三角形中,两边相等
这两边所对的角也相等
证明角相等
判定(等角对等边)
在同一个三角形中,两个角相等
这两个角所对的边也相等
证明线段相等
4. 已知底边及底边上的高作等腰三角形
(1)作线段AB=a;
(2)作线段AB 的垂直平分线MN,交AB 于点D;
(3)在MN 上取一点C,使DC=h;
(4)连接AC,BC,则△ ABC 就是求作的等腰三角形.
【清单05】等边三角形
1.等边三角形的性质
文字语言
符号语言
图示
性质1
等边三角形的三个角都相等, 并且每一个角都等于60°
如图,在△ABC中,
∵ AB=AC=BC,
∴∠A= ∠B= ∠C=60°
性质2
等边三角形每条边上的中线、高和所对角的平分线相互重合,即“ 三线合一”
如图,在△ABC中,①∵△ABC 为等边三角形,AD平分∠BAC,∴ AD⊥BC且BD=CD;②∵△ ABC为等边三角形,AD⊥BC,∴ AD平分∠BAC且BD=CD;③ ∵ △ABC为等边三角形,BD=CD,∴ AD平分∠BAC且AD⊥BC
轴对称性
等边三角形是轴对称图形,有三条对称轴,对称轴为三边上的中线所在直线(或三个角的平分线所在直线或三边上的高所在直线)
2. 等边三角形的判定方法
方法
文字语言
符号语言
图示
定义法
三边都相等的三角形是等边三角形
如图,∵ AB=AC=BC,
∴△ ABC 为等边三角形
判定方法1
三个角都相等的三角形是等边三角形
如图,∵∠A=∠B=∠C,
∴△ABC为等边三角形
判定方法2
有一个角是60°的等腰三角形是等边三角形
如图,∵AB=AC,∠A=60°(或∠B=60°或∠C=60°),
∴△ABC为等边三角形
3.含30°角的直角三角形的性质
(1)性质:在直角三角形中,如果一个锐角等于30 °,那么它所对的直角边等于斜边的一半 .
(2)作用:应用于证线段的倍分关系和计算角度.
拓展:该性质反过来说也成立. 在直角三角形中,如果一条直角边等于斜边的一半,那么它所对的角等于30°.
【题型一】轴对称图形与轴对称
【例1-1】(24-25八年级上·贵州遵义·期中)在以下四个标志中,是轴对称图形的是( )
A. B. C. D.
【例1-2】(24-25八年级上·黑龙江齐齐哈尔·期中)如图,哪一个选项中的右边图形与左边图形成轴对称( ).
A. B.
C. D.
【变式1-1】(24-25八年级上·内蒙古通辽·期中)第24届冬季奥林匹克运动会,将于2022年2月在我国北京市和张家口市联合举行,在会徽的图案设计中,设计者常常利用对称性进行设计.下列四个图案是历届会徽图案上的一部分,其中不是轴对称图形的是( )
A. B. C. D.
【变式1-2】(24-25八年级上·河北廊坊·期中)下列四组图形中,每组中的两个图形成轴对称的是( )
A. B.
C. D.
【题型二】线段的垂直平分线的性质与判定
【例2-1】(23-24八年级上·四川广安·期中)如图所示,现要在一块三角形草坪上建一凉亭供大家休息,使凉亭到草坪三个顶点的距离相等,凉亭的位置应选在( )
A.三条角平分线的交点 B.三条高所在直线的交点
C.三条中线的交点 D.三边的垂直平分线的交点
【例2-2】(23-24八年级上·山东菏泽·期中)如图,中,边的垂直平分线分别交于点,,的周长为,则的周长为( )
A. B. C. D.
【例2-3】(24-25八年级上·湖南益阳·期中)尺规作图(保留作图痕迹):如图,在直线上求作一点P,使.
【变式2-1】(23-24八年级下·四川巴中·期中)如图,学校、体育馆、邮局三个地方的位置可以近似看成是在三角形的三个顶点上,现若要修建一所医院,并使得到这三个地方的距离相等,那么应该修在这个三角形的( )
A.三条中线的交点 B.三条高的交点
C.三条边的垂直平分线的交点 D.三条角平分线的交点
【变式2-2】(22-23八年级上·全国·期中)如图所示,在中,直线是边的垂直平分线且交于D,若,,则的周长为 .
【变式2-3】(24-25八年级下·河南平顶山·期中)如图,在 中, 是 的平分线,于点E,于点 F.求证∶垂直平分.
【题型三】逆命题与逆定理
【例3-1】(24-25八年级上·河北石家庄·期中)下列4个命题①全等三角形的对应角相等②全等三角形的面积相等③两个正实数的积是正实数④是25的平方根,它们的逆命题是真命题的有( )个
A.0 B.1 C.2 D.3
【例3-2】(24-25八年级下·甘肃庆阳·期中)下列说法中正确的是( )
A.命题一定有逆命题
B.所有定理一定有逆定理
C.真命题的逆命题一定是真命题
D.假命题的逆命题一定是真命题
【变式3-1】(24-25八年级上·浙江杭州·期中)下列命题的逆命题是真命题的是( )
A.钝角三角形中有两个锐角
B.如果,那么
C.若,则,,
D.若,则
【变式3-2】(24-25八年级下·福建厦门·期中)命题“如果,那么”的逆命题是 ,该逆命题是 命题(填“真”或“假”).
【题型四】用坐标表示轴对称
【例4-1】(24-25八年级上·北京朝阳·期中)点关于轴对称的点的坐标是( )
A. B. C. D.
【例4-2】(24-25八年级上·内蒙古通辽·期中)在如图所示的直角坐标系中,每个小方格都是边长为1的正方形,的顶点均在格点上.
(1)将沿y轴正方向平移3个单位得到,画出,并写出点坐标;
(2)画出关于y轴对称的,并写出点的坐标.
(3)用尺规在x轴上找一点P,使(保留作图痕迹).
【变式4-1】(23-24八年级上·福建福州·期中)已知点与点关于轴对称,若点在第三象限,则点在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【变式4-2】(23-24八年级上·河南安阳·期中)如果点向右平移5个单位长度得到点,则点关于轴对称的点的坐标为 .
【变式4-3】(23-24八年级上·宁夏银川·期中)如图,在平面直角坐标系中,的顶点坐标分别为,,.
(1)作出关于x轴对称的图形,点A、B、C的对应点分别为、、;
(2)在(1)的条件下,直接写出点、、的坐标.
【题型五】等腰三角形的性质与判定
【例5】(24-25八年级上·云南丽江·期中)如图,,点为上一点,且,过点作交于点,若,,则的长是( )
A. B. C. D.
【变式5-1】(24-25八年级上·福建莆田·期中)已知:如图,,是等腰直角三角形,,,三点在同一条直线上,连接,以下四个结论:①;②;③;④.其中正确的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【变式5-2】(24-25八年级上·福建莆田·期中)如图,在等腰直角中,,D为的中点,,垂足为E,过点B作,交的延长线于点F,连接,交于点G.
(1)求证;
(2)连接,试判断的形状,并说明理由.
【题型六】等边三角形的性质与判定
【例6-1】(24-25八年级上·湖北·期中)如图,点C是线段上一点,、是等边三角形.与交于点E,与交于点F,与交于点D.下列结论:①;②;③是等边三角形;④平分.其中正确的有( )个
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
【例6-2】(24-25八年级上·湖南湘西·期中)如图,和均为等边三角形,连接、交于点.
(1)求证:;
(2)求的度数.
【例6-3】(24-25八年级上·天津·期中)在中,.
(1)尺规作图:在图中作的角平分线,交于点( 不写作法,保留作图痕迹);
(2)如图,在()条件,若,求证:为等边三角形.
【变式6-1】(24-25八年级上·辽宁抚顺·期中)如图,在等边中,是边上的中线,点D在上,连接,在的右侧作等边,连接,当周长最小时,则的大小是( )
A. B. C. D.
【变式6-2】(24-25八年级上·福建莆田·期中)如图,与都是等边三角形,若与相交于点,与相交与点,与相交于点.
(1)求证:;
(2)求的度数.
【题型七】含30°角的直角三角形的性质
【变式7-1】(24-25八年级上·山东济宁·期中)如图,在中,,,,垂足为A,若,则的长为( )
A.4 B.6 C.8 D.10
【例7-2】(24-25八年级上·浙江台州·期中)如图,,点均在射线上,点均在射线上,,均为等边三角形.若,则的边长为( )
A. B. C. D.
【变式7-1】(24-25八年级上·湖北随州·期中)如图,四边形中,,,,,,则的长为( )
A. B. C. D.
【变式7-2】(24-25八年级上·江西南昌·期中)如图,在中,,D是上的一点,过点D作于点 E,延长和,交于点F.
(1)求证:是等腰三角形;
(2)若,,,求的长.
【题型八】最短路径问题
【例8-1】(23-24八年级上·湖南长沙·期中)如图,直线表示一条河,,表示两个村庄,向两个村庄供水,现有如图所示的四种铺设管道的方案,则所需管道最短的方案是( )
A. B.
C. D.
【例8-2】(24-25八年级上·福建·期中)如图,在中,,,,平分,点、分别是,边上的动点,则的最小值为( )
A.7 B.8 C.9 D.
【变式8-1】(23-24八年级上·辽宁盘锦·期中)如图,直线是一条河,、 是两个新农村定居点,欲在上的某点处修建一个水泵站,由水泵站直接向 、两地供水,现有如下四种管道铺设方案,图中实线表示铺设的供水管道,则铺设管道最短的方案是( )
A. B.
C. D.
【变式8-2】(24-25八年级上·四川内江·期中)如图,等边三角形的边长为4,是边上的中线,是边上的动点,是边上一点.若,当取得最小值时,则的度数为( )
A. B. C. D.
【变式8-2】(24-25八年级上·湖北武汉·期中)如图,在中,,,,直线垂直平分线段,若点为边的中点,点为直线上一动点,则周长的最小值为( )
A.12 B.13 C.10 D.14
【变式8-3】(24-25八年级上·广东广州·期中)在平面直角坐标系中的位置如图所示.
(1)作出关于y轴对称的并写出的坐标;
(2)求的面积;
(3)在x轴上画出点P,使最小(不写作法).
【题型一】当顶角和底角不确定时要分类讨论
1.(24-25八年级上·湖北武汉·期中)等腰三角形的一个内角是,则它顶角的度数是 .
2.(24-25八年级上·江西上饶·期中)如图,在中,,,若以为一边画等腰三角形,且使它的第三个顶点在边或上,则画出的等腰三角形的顶角的度数为 .
【题型二】当底和腰不确定时要分类讨论
3.(24-25八年级上·湖南永州·期中)等腰三角形两边长分别为5和8,则这个等腰三角形的周长为( )
A.18 B.21 C.16或20 D.18或21
4.(24-25八年级上·天津·期中)若一个等腰三角形两边长分别为和,则它的周长为( )
A. B. C.或 D.以上都不对
5.(24-25八年级上·河南三门峡·期中)若一个等腰三角形两边长分别为和2,则它的周长为 .
【题型三】当高的位置不确定时要分类讨论
6.(23-24八年级上·广西贵港·期中)已知等腰三角形一腰上的高线与另一腰的夹角为,那么这个等腰三角形的顶角等于( )
A.或 B. C. D.或
7.(23-24八年级上·湖北恩施·期中)若等腰三角形一腰上的高与另一腰的夹角为,则这个等腰三角形的顶角的度数为( )
A. B. C.或 D.或
8.(23-24八年级上·河南南阳·期中)如果等腰三角形一腰上的高与另一腰的夹角为29°,那么等腰三角形的顶角为 度.
【题型四】由腰的垂直平分线引起的分类讨论
9.(24-25八年级上·湖北十堰·期中)在中,,的垂直平分线与所在直线相交所得的锐角为,则底角为 .
10.(23-24八年级上·江苏徐州·期中)在中,,的垂直平分线与所在直线相交所得的锐角为,求各角的度数.
【题型五】由腰上的中线引起的分类讨论
11.(23-24八年级上·贵州铜仁·期中)已知等腰三角形一腰上的中线将它的周长分成和两部分,则等腰三角形的腰长为( )
A.或 B. C. D.或
12.(24-25八年级上·山东临沂·期中)已知等腰三角形一腰上的中线将它的周长分成和两部分,则等腰三角形的腰长为 .
13.(22-23八年级上·广东湛江·期中)如图,等腰三角形ABC的底边BC的长为4cm,腰AC上的中线BD把△ABC的周长分成差为3cm的两部分,求AB的长.
【题型六】由动态问题引起的分类讨论
14.(23-24八年级上·江苏扬州·期中)如图,,C是延长线上的一点,,动点P从点C出发沿以的速度移动,动点Q从点O出发沿以的速度移动,如果点P、Q同时出发,用表示移动的时间,当t为( )s时,是等腰三角形.
A. B.6 C.或6 D.或8
15.(24-25八年级上·江苏连云港·期中)如图,在等腰三角形中,,,D为的中点,点E在上,,若点P是等腰三角形的腰上的一点,则当是以为腰的等腰三角形时,的度数是 .
16.(24-25八年级上·江苏南通·期中)如图,在中,,的平分线交于点,且,点是边上一动点,连接,将沿翻折得.
(1)求的度数;
(2)当点与点重合时,请仅用圆规在图中确定点的位置(保留作图痕迹),并证明;
(3)连接,,当是等腰三角形时,求的度数.
【题型七】由三角形分割引起的分类讨论
17.(24-25八年级上·北京·期中)已知:如图,,射线、上分别有点和点,点在线段上,连接,.若线段将分割为两个等腰三角形,则称线段为的“角等分线”.
(1)如图1,当时,画出的“90角等分线”,此时_______.
(2)当时,若存在线段为的“角等分线”,则_______.
18.(23-24八年级上·福建厦门·期中)规定:从三角形一个顶点引出一条射线与对边相交,顶点与交点之间的线段把这个三角形分割成两个小三角形,如果分得的两个小三角形中一个为等腰三角形,另一个与原三角形的三个角分别相等,我们把这条线段叫做这个三角形的“等角分割线”.
示例:如图1,在中,,,,
把分割成和两个小三角形,
其中,,,.
∵,
∴,即为等腰三角形;
又∵,,,
∴与三个角分别相等;
∴为的“等角分割线”
(1)如图2,在中,为角平分线,,,求证:为的等角分割线;
(2)在中,,是的等角分割线,求的度数.
构造等腰三角形的常见辅助线
【题型一】角平分线+垂线→等腰三角形
方法指导
1.(22-23八年级上·山东德州·期中)如图,的面积为,平分,于P,连接,则的面积为( )
A. B. C. D.
2.(22-23八年级上·福建厦门·期中)如图,D为内一点,平分,于点D.,若,,则的长为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
3.(23-24八年级上·浙江宁波·期中)如图,为内一点,平分,,,若,,则的长为 .
【题型二】等腰三角形+平行线→ 等腰三角形
方法指导
条件:<m></m>
策略:
作腰的平行线 ① 作底边的平行线②
结论:是等腰三角形; 是等腰三角形
4.(22-23八年级上·浙江·期中)如图1,在中,,点D在上,点E在的延长线上,,连接交于F.
(1)求证:;
(2)如图2,连接,若,,求的面积.
5.(23-24八年级上·辽宁葫芦岛·期末)【问题初探】
(1)数学课上,李老师出示了这样一个问题:如图1,在中,,点F是上一点,点E是延长线上的一点,连接,交于点D,若,求证:.
①如图2,小乐同学从中点的角度,给出了如下解题思路:在线段上截取,使,连接,利用两个三角形全等和已知条件,得出结论;
②如图3,小亮同学从平行线的角度给出了另一种解题思路:过点E作交的延长线于点M,利用两个三角形全等和已知条件,得出了结论;
请你选择一位同学的解题思路,写出证明过程;
【类比分析】
(2)李老师发现两位同学的做法非常巧妙,为了让同学们更好的理解这种转化的思想方法,李老师提出了新的问题,请你解答,
如图4,在中,点E在线段上,D是的中点,连接,,与相交于点N,若,求证:;
【学以致用】
(3)如图5,在中,,,平分,点E在线段的延长线上运动,过点E作,交于点N,交于点D,且,请直接写出线段,和之间的数量关系.
【题型三】倍长中线→等腰三角形
6.(23-24八年级上·湖南怀化·期中)问题探究:
小圣遇到这样一个问题:如图1,中,是中线,求的取值范围.他的做法是:延长到,使,连接,证明,经过推理和计算使问题得到解决.请回答:
(1)小圣证明的判定定理是______;
(2)的取值范围是______;
方法运用:
(3)如图2,是的中线,在上取一点,连接并延长交于点,使,求证:.
7.(24-25八年级上·青海西宁·期中)【阅读理解】八年级某同学遇到这样一个问题:如图1,中,是中线,求的取值范围.她的做法是:延长到E,使,连接,证明,经过推理和计算使问题得到解决.
(1)①小红证明的判定方法是_______;
②的取值范围是_______;
【问题解决】(2)如图2,是的中线,在上取一点F,连接并延长交于点E,使,求证:.
【问题拓展】(3)如图3,是的中线,是的中线,,下列四个选项中:直接写出所有正确选项的序号是_______.
①; ②;
③; ④.
【题型四】倍角关系→ 等腰三角形
方法指导
在<中,<.
方法一:如图①,外构等腰三角形,作 .
方法二:如图②,内构等腰三角形,作 .
方法三:如图③,作平分 .
8.如图,是的高线, ,若,,求 的长.
9.(23-24八年级上·山东德州·期中)在八年级上册“轴对称”一章中我们曾做过“折纸与证明”的数学活动.折纸,常能为证明一个命题提供思路和方法.请用你所学知识解决下列问题.
(1)【感悟】如图1,是的高线,,若,,求的长.小明同学的解法是:将沿折叠,则点C刚好落在边上的点E处.……请你画出图形并写出完整的解题过程;
(2)【探究】如图2,,为的外角的平分线,交的延长线于点D,则线段、、又有怎样的数量关系?请写出你的猜想并证明;
(3)【拓展】如图3,在四边形中,平方,,,,则的长为 .
【题型五】截长补短→等腰三角形
10.【方法探究】如下图,在中,平分,,探究,,之间的数量关系;
嘉铭同学通过思考发现,可以通过“截长、补短”两种方法解决问题:
方法1:如下图,在上截取,使得,连接,可以得到全等三角形,进而解决此问题
方法2:如下图,延长到点,使得 ,连接,可以得到等腰三角形,进而解决此问题
(1)根据探究,直接写出,,之间的数量关系;
【迁移应用】
(2)如下图,在中,是上一点,,于,探究,,之间的数量关系,并证明.
【拓展延伸】
(3)如下图,为等边三角形,点为延长线上一动点,连接.以为边在上方作等边,点是的中点,连接并延长,交的延长线于点.若,求证:;
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