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专题08 全等三角形模型之手拉手模型
全等三角形在中考数学几何模块中占据着重要地位,也是学生必须掌握的一块内容,本专题就全等三角形中的重要模型(手拉手(旋转)模型)进行梳理及对应试题分析,方便掌握。
1
模型来源 1
真题现模型 2
提炼模型 3
模型拓展 4
模型运用 5
模型1.全等模型--手拉手模型 5
15
“手拉手”全等模型是中国数学教育界基于中考命题实践凝练的原创教学模型,其发展历程体现了问题驱动(压轴题)→ 方法整合(旋转构造)→ 概念普及(拟人化命名)的典型路径,是中国特色几何模型教学的典范,模型定义为:两个顶角相等的等腰三角形共顶点,左底角互连、右底角互连的结构。后来该模型被纳入常规几何教学,衍生出等边三角形、正方形等特殊形态的应用变式,并总结出核心结论。
解题是通过三角形SAS型全等(核心在于倒角,即等角加(减)公共角)进行解决。
(2024·山东泰安·中考真题)如图1,在等腰中,,,点,分别在,上,,连接,,取中点,连接.
(1)求证:,;(2)将绕点顺时针旋转到图2的位置.
①请直接写出与的位置关系:___________________;②求证:.
【答案】(1)见解析(2)①;②见解析
【详解】(1)证明:在和中,,,,
,,.是斜边的中点,
,,,.,
,.;
(2)解:①;理由如下:延长到点,使,连接,延长到,使,连接并延长交于点.,,,
,,,,,
,,.
,.在和中,,,,
,.是中点,是中点,是中位线,
.,,.
,.故答案为:;
②证明: ∵,,,.
1)双等边三角形型
条件:△ABC和△DCE均为等边三角形,C为公共点;连接BE,AD交于点F。
结论:①△ACD≌△BCE;②BE=AD;③∠AFM=∠BCM=60°;④CF平分∠BFD。
证明: ∵△ABC和△DCE均为等边三角形,∴BC=AC,CE=CD,∠BCA=∠ECD=60°
∴∠BCA+∠ACE=∠ECD+∠ACE,即:∠BCE=∠ACD,∴△ACD≌△BCE(SAS),
∴BE=AD,∠CBE=∠CAD,又∵∠CMB=∠AMF,∴∠AFM=∠BCM=60°,
过点C作CP⊥AD,CQ⊥BE,则∠CQB=∠CPA=90°,又∵∠CBE=∠CAD,BC=AC,∴△BCQ≌△ACP(AAS)
∴CQ=CP,根据角平分线的判定可得:CF平分∠BFD。
2)双等腰直角三角形型
条件:△ABC和△DCE均为等腰直角三角形,C为公共点;连接BE,AD交于点N。
结论:①△ACD≌△BCE;②BE=AD;③∠ANM=∠BCM=90°;④CN平分∠BND。
证明: ∵△ABC和△DCE均为等腰直角三角形,∴BC=AC,CE=CD,∠BCA=∠ECD=90°
∴∠BCA+∠ACE=∠ECD+∠ACE,即∠BCE=∠ACD,∴△ACD≌△BCE(SAS),
∴BE=AD,∠CBE=∠CAD,又∵∠CMB=∠AMN,∴∠ANM=∠BCM=90°,
过点C作CP⊥AD,CQ⊥BE,则∠CQB=∠CPA=90°,又∵∠CBE=∠CAD,BC=AC,∴△BCQ≌△ACP(AAS)
∴CQ=CP,根据角平分线的判定可得:CN平分∠BND。
3)双等腰三角形型
条件:BC=AC,CE=CD,∠BCA=∠ECD,C为公共点;连接BE,AD交于点F。
结论:①△ACD≌△BCE;②BE=AD;③∠BCM=∠AFM;④CF平分∠BFD。
证明: ∵∠BCA=∠ECD,∴∠BCA+∠ACE=∠ECD+∠ACE,即∠BCE=∠ACD,
又∵BC=AC,CE=CD,∴△ACD≌△BCE(SAS),∴BE=AD,∠CBE=∠CAD,
又∵∠CMB=∠AMF,∴∠BCM=∠AFM,过点C作CP⊥AD,CQ⊥BE,则∠CQB=∠CPA=90°,
又∵∠CBE=∠CAD,BC=AC,∴△BCQ≌△ACP(AAS)
∴CQ=CP,根据角平分线的判定可得:CF平分∠BFD。
4)双正方形形型
条件:四边形ABCD和四边形CEFG都是正方形,C为公共点;连接BG,ED交于点N。
结论:①△BCG≌△DCE;②BG=DE;③∠BCM=∠DNM=90°;④CN平分∠BNE。
证明: ∵四边形ABCD和四边形CEFG都是正方形,∴BC=AC,CE=CG,∠BCD=∠ECG=90°
∴∠BCD+∠DCG=∠ECG+∠DCG,即∠BCG=∠DCE,∴△BCG≌△DCE(SAS),
∴BG=DE,∠CBG=∠CDE,又∵∠CMB=∠DMN,∴∠BCM=∠DNM=90°,
过点C作CP⊥DE,CQ⊥BG,则∠CPD=∠CPB=90°,又∵∠CBG=∠CDE,BC=DC,∴△BCQ≌△DCP(AAS)
∴CQ=CP,根据角平分线的判定可得:CN平分∠BND。
模型1.全等模型--手拉手模型
例1(24-25八年级上·辽宁沈阳·阶段练习)如图,在ABC中,AB=AC=2,∠BAC=,D为线段BC边上的动点,以BD为边向上作等边BED,连接CE、AD,则AD+CE的最小值为( )
A.4 B.2+6 C.+3 D.6
【答案】A
【分析】以AB为边,在AB的左侧作等边ABF,连接EF,先根据“SAS”证明,从而得出FE=AD,然后根据,∠BAC=可证F,A,C在同一条直线上,根据“两点之间,线段最短”可得AD+CE的最小值为CF,即可求解.
【详解】解:以AB为边,在AB的左侧作等边ABF,连接EF,
∵BED和ABF都是等边三角形,
∴,BE=BD,BF=AB=AF,
∴∠FBE=∠ABD,
∴(SAS),
∴FE=AD,
∵,∠BAC=,
∴
∴F,A,C在同一条直线上,
∵FE=AD,
∴AD+CE=FE+CECF,
当C,E,F在同一直线上时,AD+CE取最小值,最小值为CF,
∵AB=AC=2,AB=AF,
∴AF=2,
∴CF=,
即AD+CE的最小值为.
故选:A.
【点睛】本题考查了等边三角形的性质、全等三角形的判定与性质、两点之间,线段最短等知识,构造,从而把求AD+CE的最小值转化为EF+CE的最小值的解题的关键.
例2(24-25八年级上·湖南娄底·期末)如图,C为线段AE上一动点(不与点,重合),在AE同侧分别作等边三角形ABC和等边三角形CDE,AD与BE交于点O,AD与BC交于点P,BE与CD交于点Q,连结PQ.以下结论错误的是( )
A.∠AOB=60° B.AP=BQ
C.PQ∥AE D.DE=DP
【答案】D
【分析】利用等边三角形的性质,BC∥DE,再根据平行线的性质得到∠CBE=∠DEO,于是∠AOB=∠DAC+∠BEC=∠BEC+∠DEO=∠DEC=60°,得出A正确;根据△CQB≌△CPA(ASA),得出B正确;由△ACD≌△BCE得∠CBE=∠DAC,加之∠ACB=∠DCE=60°,AC=BC,得到△CQB≌△CPA(ASA),再根据∠PCQ=60°推出△PCQ为等边三角形,又由∠PQC=∠DCE,根据内错角相等,两直线平行,得出C正确;根据∠CDE=60°,∠DQE=∠ECQ+∠CEQ=60°+∠CEQ,可知∠DQE≠∠CDE,得出D错误.
【详解】解:∵等边△ABC和等边△CDE,
∴AC=BC,CD=CE,∠ACB=∠DCE=60°,
∴∠ACB+∠BCD=∠DCE+∠BCD,即∠ACD=∠BCE,
在△ACD与△BCE中,
,
∴△ACD≌△BCE(SAS),
∴∠CBE=∠DAC,
又∵∠ACB=∠DCE=60°,
∴∠BCD=60°,即∠ACP=∠BCQ,
又∵AC=BC,
在△CQB与△CPA中,
,
∴△CQB≌△CPA(ASA),
∴CP=CQ,
又∵∠PCQ=60°可知△PCQ为等边三角形,
∴∠PQC=∠DCE=60°,
∴PQ∥AE,
故C正确,
∵△CQB≌△CPA,
∴AP=BQ,
故B正确,
∵AD=BE,AP=BQ,
∴AD-AP=BE-BQ,
即DP=QE,
∵∠DQE=∠ECQ+∠CEQ=60°+∠CEQ,∠CDE=60°,
∴∠DQE≠∠CDE,故D错误;
∵∠ACB=∠DCE=60°,
∴∠BCD=60°,
∵等边△DCE,
∠EDC=60°=∠BCD,
∴BC∥DE,
∴∠CBE=∠DEO,
∴∠AOB=∠DAC+∠BEC=∠BEC+∠DEO=∠DEC=60°,
故A正确.
故选:D.
【点睛】本题考查了等边三角形的性质、全等三角形的判定与性质,利用旋转不变性,解题的关键是找到不变量.
例3(2025八年级下·全国·专题练习)如图,正方形的边长为,为上一点,且,为边上的一个动点,连接,以为边向右侧作等边,连接,则的最小值为 .
【答案】3.5/
【分析】本题考查了矩形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,等边三角形的性质等知识,添加恰当辅助线构造全等三角形是解题的关键.如图,以为边作等边三角形,过点作于,于,可证四边形是矩形,可证,由“”可证,可得,当时,有最小值,即有最小值,即可求解.
【详解】解:如图,以为边作等边三角形,连接,过点作于,于,
又∵,
∴四边形是矩形,
∴,
∵,
∴,
∵是等边三角形,,
∴,,,
∴,
∵是等边三角形,
∴,,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴当时,有最小值,即有最小值,
∴点与点重合时,,
故答案为:.
例4(24-25八年级下·山东烟台·期末)如图,已知四边形是正方形,对角线、相交于,设、分别是、上的点,若,,则四边形的面积是 .
【答案】8
【分析】此题重点考查正方形的性质、同角的余角相等、全等三角形的判定与性质、三角形的面积公式等知识,证明是解题的关键.由正方形的性质得,,且,,则,,而,则,再证明,即可根据全等三角形的判定定理“”证明,则,所以.
【详解】解:四边形是正方形,对角线、相交于,
,,且,,
,,
,
,
,,
,,
,
在和中,
,
,
,
,
四边形的面积是8.
故答案为:8
例5如图,C为线段上一动点(不与点A、E重合),在同侧分别作正和正,与交于点O,与交于点P,与交于点Q,连接.以下五个结论:①;②;③;④;⑤.
恒成立的结论有 .(把你认为正确的序号都填上)
【答案】①②③⑤
【分析】本题考查了等边三角形的性质、全等三角形的判定与性质,平行线的判定以及性质.
①由于和是等边三角形,可知,,,从而利用证出,可推知;②由得,,,得到,再根据推出为等边三角形,又由,根据内错角相等,两直线平行,可知②正确;③由①和②可得出,,即可证;④根据,,可知,,且,得出,可知④错误;⑤利用等边三角形的性质得出,再根据平行线的性质得到,于是,可知⑤正确.
【详解】解:①∵正和正,
∴,,,
∵,,
∴,
在和中,
∴,
∴,,
故①正确;
②又∵,,,
∴.
∴,
∴,
∴,
∴,
故②正确;
③∵,
∴,
∵
∴,
∴,
∴,
故③正确;
④∵,且,
∴,
故④错误;
⑤∵,
∴,
∵是等边三角形,
∴,
∴,
∴
∴,
故⑤正确.
∴正确的有:①②③⑤.
故答案为:①②③⑤.
1.(25-26八年级上·内蒙古·期中)如图,三点共线,,则( )
A. B. C. D.无法计算
【答案】A
【分析】本题考查了全等三角形的性质和判定,三角形的外角性质的应用.
求出,根据推出,根据全等三角形的性质求出,根据三角形的外角性质求出即可.
【详解】解:∵,
∴,
∴,
在和中,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
故选:A.
2.(25-26八年级上·山东潍坊·阶段练习)如图, 已知,,, 点C, E, D, F共线. 下列结论错误的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】本题主要考查了全等三角形的判定和性质,解决此题的关键是合理的利用全等三角形的性质;先判断三角形全等,根据三角形的全等判断A和B正确,再运用三角形的内角和定理可以判断出D正确,无法判断出C正确,故得到答案;
【详解】解:∵,
∴,
∴
故A正确;
又∵,,
∴,
∴,,
故B正确;
∵,
又∵,,
∴,
故D正确;
无法判断,∴无法判断,
故无法判断出C;
故选∶C.
3.(24-25八年级下·辽宁锦州·期末)如图,在和中,,,直线交于点M,连接,下列结论:①,②,③,④,其中正确结论的个数是( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】B
【分析】本题主要考查全等三角形的性质,解答本题的关键是熟练掌握全等三角形的判定定理.
先证明,即可证明得到,即可判断①②;设于的交点为E,在中由三角形外角的性质可得,在中由三角形外角的性质可得,则,即可判断③,无法得出,进而判断④.
【详解】解:在和中,,,
∴,
即,
在和中,
,
∴,
∴,,故①正确,符合题意;
∴,故②正确,符合题意;
设与的交点为E,
在中由三角形外角的性质可得,
在中由三角形外角的性质可得,
∴,
∴,故③正确,符合题意;
同理可得,而未知,则未知,故④不一定正确,
故选:B.
4.(24-25八年级上·重庆·阶段练习)如图,在中,是边上的高,,,,连接,交的延长线于点,连接,,则下列结论:
;;;;.
其中正确的个数是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先证明,进而依据“”判定和全等得,,由此可对结论进行判断;
设与交于点,与交于点,根据三角形内角和定理得,由此可对结论进行判断;
根据,得,由此可对结论进行判断;
过点作交的延长线于点,证明和全等得,进而再证明和全等得;由此可对结论进行判断;
由和全等得,进而得,再由和全等得,由此可对结论进行判断,综上所述即可得出答案.
此题主要考查了全等三角形的判定和性质,熟练掌握全等三角形的判定和性质,三角形的内角和定理,正确地添加辅助线构造全等三角形是解决问题的关键.
【详解】解:,
,
,
在和中,
,
,
,,
故结论正确;
设与交于点,与交于点,如图所示:
在中,,
在中,,
,,,
,
,
故结论正确;
,
,
在中,是边上的高,
,
,
故结论正确;
过点作交的延长线于点,如图所示:
,,,
,
,
,
在和中,
,
,
,
,
,
在和中,
,
,
;
故结论正确;
,
,
,
,
,
,
,
故结论正确,
综上所述:正确的结论是,共个,
故选:D.
5.(24-25七年级下·陕西西安·期中)如图,已知:,,,,现有下列结论:①;②;③;④.其中不正确的有( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【答案】A
【分析】本题主要考查了全等三角形的判定与性质,三角形内角定理的应用,解题的关键是证明,根据全等三角形的性质,逐项分析判断,即可求解.
【详解】解:,
,故①正确
在和中,
,故②正确;
,,故③正确;
,
,
,
,故④正确;
故选:A.
6.(25-26八年级上·广东广州·开学考试)如图,已知:,现有下列结论:①;②;③;④.其中正确的有 .(填序号)
【答案】①③④
【分析】本题主要考查了全等三角形的判定与性质,三角形内角和定理等知识点,灵活运用相关知识成为解题的关键.
先证,进而证明,据此可判断①;由全等推出,,可判断③;由,推出,进而可得,可判断②;延长交于点F,可证,可判断④.
【详解】解:,
,
,
在和中,
,
,故①正确;
,,故③正确;
,
,
,
,
,故②错误;
如图,延长交于点F,
,,
,故④正确;
综上可知,正确的有,
故答案为:①③④.
7.(25-26八年级上·河北承德·期中)如图,在中,,,点是线段的中点,将一块锐角为的直角三角板按如图()放置,使直角三角板斜边的两个端点分别与、重合,连接、,与交于点.下列判断正确的有 .
①;②;③;④.
【答案】①②④
【分析】利用为等腰直角三角形得到,,则,则可根据“”判断≌,从而对进行判断;再利用证明,则可对进行判断;由于,,而得到,则,于是可对进行判断;由≌得到,由得到,则,从而可对进行判断.
本题考查全等三角形的判定:熟练掌握全等三角形的5种判定方法是解决问题的关键.
【详解】解:,点是线段的中点,
,
为等腰直角三角形,
,,
,
,
,
在和中,,
≌,
∴正确;
,
,
,
∴正确;
.
而,
,
,
而,
,
,
,
∴错误;
≌,
,
,
,
,
,
∴正确.
故答案为:①②④.
8.(25-26八年级上·河北·阶段练习)新定义:顶角相等且顶点重合的两个等腰三角形互为“兄弟三角形”.如图,在和中,,,且,连接,交于点.当点,,在同一条直线上时, (用含的代数式表示).
【答案】
【分析】本题考查了全等三角形的判定和性质,解题的关键是证明.先证明,得到,,再根据三角形外角的性质得到,而,故可求.
【详解】解:,
,即,
又,
,
点,,在同一条直线上时,
,
.
故答案为:.
9.(25-26八年级上·江苏南通·阶段练习)如图,在和中,,,,.连接,交于点,与交于点E,连接.则在下列结论中:①,②,③若平分,则,④.正确的结论有
(填序号).
【答案】①②③
【分析】由题意易证,即得出,,故②正确;结合,即可求出,故①正确;由角平分线的定义可知,从而可证,进而可证.即可利用“”证明故③正确;过点O作于点G,于点H,易证,即得出,说明平分,即.假设成立,得出,从而可求出,进而可证平分.因为不确定平分,不一定成立,故④错误.
【详解】解: ∵,
∴,即.
在和中,
,
∴,
∴,,故②正确;
∵,
∴,故①正确;
∵若平分,
∴.
∵,
∴,
∴,即.
∵,
∴.
又∵,
∴,故③正确;
如图,过点O作于点G,于点H,
在和中,
,
∴,
∴,
∴平分,即.
假设成立,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,即平分.
∵不确定平分,
∴不一定成立,故④错误.
故答案为:①②③.
【点睛】本题考查三角形全等的判定和性质,角平分线的有关计算,平行线的性质,三角形内角和定理等知识.熟练掌握三角形全等的判定定理是解题关键.
10.(25-26七年级上·山东·阶段练习)如图,在与中,,点D在上,连接.
(1) 吗?请说明理由;
(2)若,点F在线段上,且,求的长.
【答案】(1)全等,见解析
(2)7
【分析】本题考查了全等三角形的判定与性质,掌握相关结论即可;
(1)推出即可求证;
(2)根据,,推出;证,得,即可求解;
【详解】(1)证明:,
理由:∵,
∴,
∴,
∵
∴;
(2)解:∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵在和中,
,
∴,
∴,
∴
11.如图,为任意三角形,以边,为边分别向外作等边三角形和等边三角形,连接,并且相交于点.
求证:
(1);
(2).
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】本题考查了等边三角形的性质,全等三角形的性质和判定的应用,关键是求出.
(1)根据等边三角形的性质得出,,,求出,根据推出即可;
(2)根据全等三角形的性质得出,求出,代入求出即可.
【详解】(1)证明∵和均是等边三角形,
∴,,,
∵,,
∴,
∵,,,
∴,
∴;
(2)∵
∴
∵是的外角
∴
∵,,
∴.
12.(24-25八年级上·甘肃武威·阶段练习)如图所示,△ABC和△ADE都是等边三角形,且点B、A、E在同一直线上,连接BD交AC于M,连接CE交AD于N,连接MN.
(1)求证:BD=CE;
(2)求证:△ABM≌△ACN;
(3)求证:△AMN是等边三角形.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
(3)证明见解析
【分析】(1)由已知条件等边三角形,可知AB=AC,AD=AE,∠BAC=∠DAE,进一步求证∠BAD=∠CAE,从而△ABD≌△ACE(SAS),所以BD=CE.
(2)由(1)知△ABD≌△ACE,得∠ABM=∠CAN,由点B、A、E共线,得∠CAN=60°=∠BAC,进一步求证△ABM≌△ACN(ASA).
(3)由△ABM≌△ACN,得AM=AN,而∠CAN=60°,所以△AMN是等边三角形.
【详解】(1)∵△ABC和△ADE都是等边三角形,
∴AB=AC,AD=AE,∠BAC=∠DAE=60°,
∴∠BAD=∠CAE.
在△ABD和△ACE中,
∴△ABD≌△ACE(SAS),
∴BD=CE.
(2)由(1)知△ABD≌△ACE,
∴∠ABM=∠ACN.
∵点B、A、E在同一直线上,且∠BAC=∠DAE=60°,
∴∠CAN=60°=∠BAC.
在△ABM和△ACN中,
∴△ABM≌△ACN(ASA).
(3)由(2)知△ABM≌△ACN,
∴AM=AN,
∵∠CAN=60°,
∴△AMN是等边三角形.
【点睛】本题主要考查等边三角形的性质和判定、全等三角形判定和性质;将等边三角形的条件转化为相等线段和等角,选择合适的方法判定三角形全等是解题的关键.
13.(24-25九年级上·广西河池·期中)如图,在中,,,点O是中点,,将绕点O旋转,的两边分别与射线、交于点D、E.
(1)当转动至如图一所示的位置时,连接,求证:;
(2)当转动至如图二所示的位置时,线段、、之间有怎样的数量关系?请说明理由.
【答案】(1)见解析
(2)CE﹣CD=AC.理由见解析
【分析】(1)结论:.连接.证明;
(2)结论:,证明方法类似(1).
【详解】(1)证明:∵,,,
∴,,
∴,
∵,
∴,
在和中,
,
∴.
(2)解:.
理由:连接.
∵,,,
∴,,
∴,
∴,
∵,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴.
【点睛】本题考查等腰直角三角形的性质,全等三角形的判定和性质等知识,解题的关键是正确寻找全等三角形解决问题.
14.(24-25八年级上·全国·期末)如图,在等边中,线段为边上的中线.动点D在直线上时,以为一边在的下方作等边,连结.
(1)求的度数;
(2)若点D在线段上时,求证:;
(3)当动点D在直线上时,设直线与直线的交点O,试判断是否为定值?并说明理由.
【答案】(1)
(2)见解析
(3)是定值,,理由见详解
【分析】本题考查了等边三角形的性质的运用,全等三角形的判定及性质的运用,掌握“手拉手”的全等模型是解题关键;
(1)由题意得且平分,即可求解;
(2)证即可;
(3)分类讨论①当点在线段上时,②当点在线段的延长线上时,③当点在线段的延长线上时,三种情况即可求解;
【详解】(1)解:∵是等边三角形,线段为边上的中线.
∴且平分;
∴;
(2)证明:由题意得:,
∴,即;
∴,
∴;
(3)解:①当点在线段上时,
由(2)可知:,
∴,
∵,
∴;
②当点在线段的延长线上时,
,即;
同理可证,
∴,
同理可得;
③当点在线段的延长线上时,
,即;
同理可证,
∴,
∴;
∴,
∵,
∴;
综上所述,是定值,;
15.(24-25七年级下·广东佛山·期中)先阅读材料,再结合要求回答问题.
(1)如图1,在四边形中,,.,分别是,上的点,且线段,,满足.试探究图中与之间的数量关系.小王同学探究此问题的方法是:延长到,使,连结.显然可得出.请你按照小王同学的方法证明这个结论.
【灵活应用】
(2)如图2,在四边形中,,,、分别是边、延长线上的点,且满足,(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.
【拓展延伸】
(3)如图3,在四边形中,,,,以为顶点作一个角,角的两边分别交,于、两点,连接,探索线段,,之间的数量关系,并加以证明.
【答案】(1),证明见解析;(2)成立,证明见解析;(2),证明见解析.
【分析】(1)延长到点,使,连接,可判定,进而得出,,再判定,可得出,据此得出结论;
(2)延长到点,使,连接,先判定,进而得出,,再判定,可得出;
(3)延长至点,使,连接,证出,由证明,得出,,证出,再由证明,得出,即可得出结论.
【详解】解:(1).理由:
如图1,延长到点,使,连接,
在△和△中,
,
,
,,
,,
,
,
,
.
;
(2)结论仍成立,理由:
如图2,延长到点,使,连接,
,,
,
又,
,
,,
,,
,
,
;
(3);理由如下:
延长至点,使,连接,如图3所示,
,,
,
在△和△中,
,
,
,,
,,
,
,
在△和△中,
,
,
,
,
.
【点睛】此题是三角形综合题,主要考查了三角形的三边关系、全等三角形的判定与性质、角的关系等知识;本题综合性强,有一定难度,通过作辅助线证明三角形全等是解决问题的关键.
16.(24-25八年级下·江西吉安·期中)如图1,和均为等边三角形,点A,D,E在同一直线上,连接.
(1)求证:;
(2)求的度数;
(3)如图2,若和均为等腰直角三角形,,点A,D,E在同一直线上,于点M,连接.试判断线段之间的数量关系,并说明理由.
【答案】(1)见解析
(2)60度
(3),见解析
【分析】(1)利用等边三角形性质证明,根据全等三角形的性质解答;
(2)根据全等三角形的性质得到,计算即可;
(3)同(1)易证,根据全等三角形的性质、等腰直角三角形的性质解答即可.
【详解】(1)证明:∵和均为等边三角形,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴;
(2)解:∵为等边三角形,
∴,
∵点A,D,E在同一直线上,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴.
(3)解:.
理由如下:∵和均为等腰直角三角形,
∴
∴
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
又∵为等腰直角三角形,,
∴,
∵,
∴.
【点睛】本题主要考查了三角形全等的判定和性质,等腰直角三角形的性质,等边三角形的性质,解题的关键是熟练掌握三角形全等的判定方法.
17.(24-25八年级上·江苏南通·期末)综合与实践:
【问题情境】
(1)八上课本中有这样一道习题:如图1,和都是等边三角形,连接,.同学们发现以下结论:与的数量关系是______;
【变式思考】
(2)如图2,和都是等腰直角三角形,.若,,则四边形面积的最大值是______;
【拓展运用】
(3)如图3,在等腰直角三角形中,,是边上一点,连接,以为边向上作等腰直角三角形且,连接,用等式表示线段,,之间的数量关系,并证明.
【答案】(1)
(2)
(3),证明见解析
【分析】本题实质属于手拉手模型,主要考查了全等三角形的性质与判定、等腰三角形的性质与判定、等边三角形的性质,熟练掌握全等三角形和等腰三角形的性质与判定,学会添加适当的辅助线构造全等三角形是解题的关键.
(1)利用等边三角形的性质得到,,,再利用全等三角形判定定理证出,即可得出结论;
(2)连接和交于点,和交于点,利用等腰直角三角形的性质证出,得到,,进而得到,得出四边形面积,再利用线段的性质求出的最大值,即可求出四边形面积的最大值;
(3)延长至使得,连接,先证出,得到,,再通过证明得到,最后利用线段的和差即可得出结论.
【详解】(1)解:和都是等边三角形,
,,,
,即,
在和中,
,
,
.
故答案为:.
(2)解:如图,连接和交于点,和交于点,
和都是等腰直角三角形,
,,
,
,即,
在和中,
,
,
,,
又,
,
,
四边形面积,
,
,
四边形面积的最大值是.
故答案为:.
(3)解:,证明如下:
如图,延长至使得,连接,
等腰直角三角形,
,
,,,
,
,,,
,
等腰直角三角形且,
,
,
,即,
在和中,
,
,
,
.
18.(24-25八年级上·江西赣州·阶段练习)已知在和中,,,,点D是直线上的一动点(点D不与点B,C重合),连接.
(1)在图①中,当点D在边上时,求证:;(提示:证全等)
(2)在图②中,当点D在边的延长线上时,结论是否成立?若不成立,请猜想,,之间存在的数量关系,并说明理由;猜想与的位置关系,并说明理由;
(3)在图③中,当点D在边的反向延长线上时,补全图形,不需要写证明过程,直接写出,,间存在的数量关系.
【答案】(1)见解析
(2)不成立,存在的数量关系为,位置关系为,理由见解析
(3)图见解析,或
【分析】本题考查了等腰直角三角形的性质,全等三角形的判定与性质,勾股定理等知识,证明三角形全等是解题的关键.
(1)求出,证明,根据全等三角形的性质可得结论;
(2)求出,证明,根据全等三角形的性质可得,,即可得,然后由是等腰直角三角形可得,,进而求出即可得出结论;
(3)分两种情况:①当E在下方时,如图3,求出,证明,根据全等三角形的性质可得出结论;②当E在上方时,如图4,得,证明,则有,,从而可得;在中,由勾股定理得三线段间的数量关系.
【详解】(1)证明:∵,
∴,
∴,
又∵,,
∴,
∴,
∴;
(2)解:不成立,存在的数量关系为,位置关系为,理由如下:
∵,
∴,
又∵,,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴;
(3)解:①当E在下方时,如图3,
存在的数量关系为,
理由如下:
∵,
∴,
又∵,,
∴,
∴,
∴.
②当E在上方时,如图4,
存在的数量关系为,
∵,,
∴;
又∵,,
∴,
∴,,
∴;
在中,由勾股定理得,
∴.
19.(24-25八年级上·江苏扬州·阶段练习)如图,C为线段上一动点(不与点A,E重合),在同侧分别作正三角形和正三角形(正三角形也叫等边三角形,它的三条边都相等,三个内角都等于),与交于点,与交于点,与交于点,连接.
试说明:
①;
②填空 °;
③.
【答案】①见详解;②120;③见详解
【分析】本题考查了全等三角形的判定和性质,等边三角形的性质,掌握全等三角形的判定是本题的关键.
①由“”可证;
②由全等三角形的性质可得,由外角的性质可求解;
③由“”可证,可得结论.
【详解】证明:①、为正三角形,
,,,
,
,
在和中,
,
,
;
(2),
,
,
,
,
,
故答案为:120;
③在和中,
,
,
.
20.(24-25七年级下·湖南长沙·阶段练习)如图,在和中,,,若,连接、交于点P;
(1)求证∶.
(2)求的度数.
(3)如图(2),是等腰直角三角形,,,,点D是射线上的一点,连接,在直线上方作以点C为直角顶点的等腰直角,连接,若,求的值.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)或
【分析】本题考查了全等三角形的性质与判定,等边三角形的性质,三角形内角和定理的应用;
(1)根据题意得出,即可证明;
(2)根据题意可得是等边三角形,根据(1)的结论可得,进而根据三角形的内角和定理,即可求解;
(3)分情况讨论,当在线段上时,当在的延长线上时,证明,得出,结合图形,即可求解.
【详解】(1)证明:∵,
∴,
又∵,,
∴;
(2)解:∵,,
∴是等边三角形,
∴,
∵,
∴,
∴
;
(3)解:如图所示,当在线段上时,
∵是以点为直角顶点的等腰直角三角形,
∴,
又∵,,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
如图所示,当在的延长线上时,
同理可得,∴,
∴,
∵,
∴,
综上所述,或.
21.在中,,点D是上一点(不与B,C重合),以为一边在 的右侧作,使,,连接 .
(1)如图1,若;
①说明:;
② 求 的度数.
(2)设,,如图2,则α,β之间有怎样的数量关系?请说明理由.
【答案】(1)①见解析
②
(2).理由见解析
【分析】本题考查全等三角形的判定与性质,三角形内角和定理,熟练掌握全等三角形的判定与性质是解题的关键.
(1)①利用定理证明即可;
②利用全等三角形的性质得出,再利用三角形内角和定理求解即可;
(2)利用定理证明,得到,从而得到,再根据三角形内角和定理求解即可.
【详解】(1)①证明:因为,
所以,即.
在 和中,,
所以.
②解: 由 ①,可得.
所以.
所以.
(2)解:.
理由:因为,
所以,即.
在 和中, ,
所以,
所以.
所以,
所以.
因为,
所以.
22.(2025·吉林长春·模拟预测)两个大小不同的等腰直角三角板按图1所示摆放,将两个三角板抽象成如图2所示的和,其中,点、、依次在同一条直线上,连结.若,,则的面积是 .
【答案】6
【分析】本题考查了全等三角形的判定与性质、等腰直角三角形的性质等知识,根据证明,由全等三角形的性质得出,则可得出答案.
【详解】解:,
,即,
在和中,
,
,
,
,
,
,
,,
,
,
,
故答案为:6.
23.(24-25八年级下·陕西延安·期末)如图已知四边形和四边形都是正方形,且,连接,.
(1)求证:
(2)连接,若,,求的度数.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题主要考查全等三角形的性质与判定,等边三角形的判定与性质
(1)结合正方形的性质利用证明,进而可证明结论;
(2)连接,通过证明可得为等边三角形,进而求解.
【详解】(1)证明:∵四边形和四边形是正方形,
∴,
∴,
∴,
在和中,
∴,
∴;
(2)连接,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴
∴.
在和中
∴,
∴,
∵由(1)可知,
∴,
∴为等边三角形,
∴.
24.(24-25九年级上·河南周口·期中)如图,和都是等边三角形,直线,交于点F.
(1)如图1,当A,C,D三点在同一直线上时,的度数为______,线段与的数量关系为______.
(2)如图2,当绕点C顺时针旋转时,(1)中的结论是否还成立?若不成立,请说明理由:若成立,请就图2给予证明.
(3)若,,当绕点C顺时针旋转一周时,请直接写出长的取值范围.
【答案】(1),;
(2)成立,理由见解析
(3)
【分析】本题考查了等边三角形性质的运用,全等三角形的判定及性质的运用,以及旋转的性质,解答时证明三角形全等是关键.
(1)利用等边三角形的性质证明,结合三角形的外角就可以得出结论;
(2)同(1)中方法证明,得出,,再根据三角形的内角和得出;
(3)当B、C、D三点共线时得出的最大和最小值,即可得出结论.
【详解】(1)解:是等边三角形,
,,
是等边三角形,
,,
,
即,
在和中,
,
,,
,且
(2)(1)中结论仍成立,
是等边三角形,
,,
是等边三角形,
,,
,
即,
在和中,
,
,,
,且,
;
(3)是等边三角形,
,
当旋转=时,B、C、D三点共线,此时,
当旋转=时,B、C、D三点共线,此时;
∴.
25.(24-25八年级上·广东珠海·期中)如图,是一个锐角三角形,分别以、为边向外作等边三角形、,连接、交于点,连接.
(1)求证:≌;
(2)求的度数;
(3)求证:平分.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)见解析
【分析】(1)由、是等边三角形,易证,继而可证;
(2)由≌,得到,进一步得到,由三角形内角和得到答案;
(3)作于点于点,证明,由,即可得到结论.
【详解】(1)证明:、是等边三角形,
,
,
即,
≌;
(2)解:≌,
,
,
;
(3)证明:如图,作于点于点,
,
,
,,
,
,
,
平分.
【点睛】此题考查了全等三角形的判定和性质、等边三角形的判定和性质、角平分性的判定知识,熟练掌握全等三角形的判定和性质是解题的关键.
26.(24-25九年级上·甘肃武威·期末)如图,D为内一点,,,将绕着点A顺时针旋转能与线段重合.
(1)求证:;
(2)若,求的度数.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)根据将绕着点A顺时针旋转能与线段重合,得,,通过证明,即可证出;
(2)由得:,再根据,,得,即可求出答案.
【详解】(1)证明:∵将绕着点A顺时针旋转能与线段重合,
∴,,
∵,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴;
(2)解:由得:,
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴.
【点睛】本题主要考查了旋转的性质、等腰三角形是性质、三角形全等的判定与性质等知识,证明出是解题的关键.
27.(24-25八年级上·吉林·期中)如图,若 和均为等腰直角三角形,,点A、D、E在同一条直线上,为中边上的高,连接.
(1)求证:;
(2)若,,求的长.
【答案】(1)证明见解析;
(2).
【分析】(1)先证出,由SAS证明即可;
(2)由可得,由 和 均为等腰直角三角形可得,代入数值即可得到答案.
【详解】(1)证明:∵ 和均为等腰直角三角形
∴,,,
∴.
在和中,
,
∴(SAS);
(2)解:∵,
∴.
∵,,
∴,
∵,
∴
∴.
∴.
【点睛】本题主要考查了全等三角形的判定和等腰三角形的性质和判定,掌握旋转全等的对应关系是解题的关键.
28.(24-25八年级上·安徽芜湖·期末)已知:如图,在△ABC中,AB=AC,在△ADE中,AD=AE,且∠BAC=∠DAE,连接BD,CE交于点F,连接AF.
(1)求证:△ABD≌△ACE;
(2)求证:FA平分∠BFE.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】(1)根据SAS证明结论即可;
(2)作AM⊥BD于M,作AN⊥CE于N.由(1)可得BD=CE,S△BAD=S△CAE,然后根据角平分线的性质即可解决问题.
【详解】(1)证明:∵∠BAC=∠DAE,
∴∠BAC+∠CAD=∠DAE+∠CAD,
即∠BAD=∠CAE,
在△BAD和△CAE中,
,
∴△BAD≌△CAE(SAS);
(2)证明:如图,作AM⊥BD于M,作AN⊥CE于N.
由△BAD≌△CAE,
∴BD=CE,S△BAD=S△CAE,
∵,
∴AM=AN,
∴点A在∠BFE平分线上,
∴FA平分∠BFE.
【点睛】本题考查全等三角形的判定和性质、三角形的面积,解题的关键是熟练掌握全等三角形的判定和性质,学会转化的思想,巧用等积法进行证明.
29.(24-25八年级上·安徽合肥·期末)如图,在等腰△ABC与等腰△ADE中,AB=AC,AD=AE,∠BAC=∠DAE=α,连接BD和CE相交于点P,交AC于点M,交AD于点N.
(1)求证:BD=CE.
(2)求证:AP平分∠BPE.
(3)若α=60°,试探寻线段PE、AP、PD之间的数量关系,并说明理由.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)PE=AP+PD,见解析
【分析】(1)由“SAS”可证△BAD≌△CAE,可得BD=CE;
(2)由全等三角形的性质可得S△BAD=S△CAE,由三角形面积公式可得AH=AF,由角平分线的性质可得AP平分∠BPE;
(3)由全等三角形的性质可得∠BDA=∠CEA,由“SAS”可证△AOE≌△APD,可得AO=AP,可证△APO是等边三角形,可得AP=PO,可得PE=AP+PD,即可求解.
【详解】(1)证明:∵∠BAC=∠DAE=α,
∴∠BAD=∠CAE,
又∵AB=AC,AD=AE,
∴△BAD≌△CAE(SAS),
∴BD=CE;
(2)证明:如图,过点A作AH⊥BD,AF⊥CE,
∵△BAD≌△CAE,
∴S△BAD=S△CAE,BD=CE,
∴BD×AH=CE×AF,
∴AH=AF,
又∵AH⊥BD,AF⊥CE,
∴AP平分∠BPE;
(3)解:PE=AP+PD,理由如下:
如图,在线段PE上截取OE=PD,连接AO,
∵△BAD≌△CAE,
∴∠BDA=∠CEA,
又∵OE=PD,AE=AD,
∴△AOE≌△APD(SAS),
∴AP=AO,
∵∠BDA=∠CEA,∠PND=∠ANE,
∴∠NPD=∠DAE=α=60°,
∴∠BPE=180°-∠NPD=180°-60°=120°,
又∵AP平分∠BPE,
∴∠APO=60°,
又∵AP=AO,
∴△APO是等边三角形,
∴AP=PO,
∵PE=PO+OE,
∴PE=AP+PD.
【点睛】本题是三角形综合题,考查了全等三角形的判定和性质,直角三角形的性质,等边三角形的判定和性质以及角之间的关系,证明△BAD≌△CAE是解本题的关键.
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专题08 全等三角形模型之手拉手模型
全等三角形在中考数学几何模块中占据着重要地位,也是学生必须掌握的一块内容,本专题就全等三角形中的重要模型(手拉手(旋转)模型)进行梳理及对应试题分析,方便掌握。
1
模型来源 1
真题现模型 2
提炼模型 3
模型拓展 4
模型运用 5
模型1.全等模型--手拉手模型 5
15
“手拉手”全等模型是中国数学教育界基于中考命题实践凝练的原创教学模型,其发展历程体现了问题驱动(压轴题)→ 方法整合(旋转构造)→ 概念普及(拟人化命名)的典型路径,是中国特色几何模型教学的典范,模型定义为:两个顶角相等的等腰三角形共顶点,左底角互连、右底角互连的结构。后来该模型被纳入常规几何教学,衍生出等边三角形、正方形等特殊形态的应用变式,并总结出核心结论。
解题是通过三角形SAS型全等(核心在于倒角,即等角加(减)公共角)进行解决。
(2024·山东泰安·中考真题)如图1,在等腰中,,,点,分别在,上,,连接,,取中点,连接.
(1)求证:,;(2)将绕点顺时针旋转到图2的位置.
①请直接写出与的位置关系:___________________;②求证:.
1)双等边三角形型
条件:△ABC和△DCE均为等边三角形,C为公共点;连接BE,AD交于点F。
结论:①△ACD≌△BCE;②BE=AD;③∠AFM=∠BCM=60°;④CF平分∠BFD。
证明: ∵△ABC和△DCE均为等边三角形,∴BC=AC,CE=CD,∠BCA=∠ECD=60°
∴∠BCA+∠ACE=∠ECD+∠ACE,即:∠BCE=∠ACD,∴△ACD≌△BCE(SAS),
∴BE=AD,∠CBE=∠CAD,又∵∠CMB=∠AMF,∴∠AFM=∠BCM=60°,
过点C作CP⊥AD,CQ⊥BE,则∠CQB=∠CPA=90°,又∵∠CBE=∠CAD,BC=AC,∴△BCQ≌△ACP(AAS)
∴CQ=CP,根据角平分线的判定可得:CF平分∠BFD。
2)双等腰直角三角形型
条件:△ABC和△DCE均为等腰直角三角形,C为公共点;连接BE,AD交于点N。
结论:①△ACD≌△BCE;②BE=AD;③∠ANM=∠BCM=90°;④CN平分∠BND。
证明: ∵△ABC和△DCE均为等腰直角三角形,∴BC=AC,CE=CD,∠BCA=∠ECD=90°
∴∠BCA+∠ACE=∠ECD+∠ACE,即∠BCE=∠ACD,∴△ACD≌△BCE(SAS),
∴BE=AD,∠CBE=∠CAD,又∵∠CMB=∠AMN,∴∠ANM=∠BCM=90°,
过点C作CP⊥AD,CQ⊥BE,则∠CQB=∠CPA=90°,又∵∠CBE=∠CAD,BC=AC,∴△BCQ≌△ACP(AAS)
∴CQ=CP,根据角平分线的判定可得:CN平分∠BND。
3)双等腰三角形型
条件:BC=AC,CE=CD,∠BCA=∠ECD,C为公共点;连接BE,AD交于点F。
结论:①△ACD≌△BCE;②BE=AD;③∠BCM=∠AFM;④CF平分∠BFD。
证明: ∵∠BCA=∠ECD,∴∠BCA+∠ACE=∠ECD+∠ACE,即∠BCE=∠ACD,
又∵BC=AC,CE=CD,∴△ACD≌△BCE(SAS),∴BE=AD,∠CBE=∠CAD,
又∵∠CMB=∠AMF,∴∠BCM=∠AFM,过点C作CP⊥AD,CQ⊥BE,则∠CQB=∠CPA=90°,
又∵∠CBE=∠CAD,BC=AC,∴△BCQ≌△ACP(AAS)
∴CQ=CP,根据角平分线的判定可得:CF平分∠BFD。
4)双正方形形型
条件:四边形ABCD和四边形CEFG都是正方形,C为公共点;连接BG,ED交于点N。
结论:①△BCG≌△DCE;②BG=DE;③∠BCM=∠DNM=90°;④CN平分∠BNE。
证明: ∵四边形ABCD和四边形CEFG都是正方形,∴BC=AC,CE=CG,∠BCD=∠ECG=90°
∴∠BCD+∠DCG=∠ECG+∠DCG,即∠BCG=∠DCE,∴△BCG≌△DCE(SAS),
∴BG=DE,∠CBG=∠CDE,又∵∠CMB=∠DMN,∴∠BCM=∠DNM=90°,
过点C作CP⊥DE,CQ⊥BG,则∠CPD=∠CPB=90°,又∵∠CBG=∠CDE,BC=DC,∴△BCQ≌△DCP(AAS)
∴CQ=CP,根据角平分线的判定可得:CN平分∠BND。
模型1.全等模型--手拉手模型
例1(24-25八年级上·辽宁沈阳·阶段练习)如图,在ABC中,AB=AC=2,∠BAC=,D为线段BC边上的动点,以BD为边向上作等边BED,连接CE、AD,则AD+CE的最小值为( )
A.4 B.2+6 C.+3 D.6
例2(24-25八年级上·湖南娄底·期末)如图,C为线段AE上一动点(不与点,重合),在AE同侧分别作等边三角形ABC和等边三角形CDE,AD与BE交于点O,AD与BC交于点P,BE与CD交于点Q,连结PQ.以下结论错误的是( )
A.∠AOB=60° B.AP=BQ
C.PQ∥AE D.DE=DP
例3(2025八年级下·全国·专题练习)如图,正方形的边长为,为上一点,且,为边上的一个动点,连接,以为边向右侧作等边,连接,则的最小值为 .
例4(24-25八年级下·山东烟台·期末)如图,已知四边形是正方形,对角线、相交于,设、分别是、上的点,若,,则四边形的面积是 .
例5如图,C为线段上一动点(不与点A、E重合),在同侧分别作正和正,与交于点O,与交于点P,与交于点Q,连接.以下五个结论:①;②;③;④;⑤.
恒成立的结论有 .(把你认为正确的序号都填上)
1.(25-26八年级上·内蒙古·期中)如图,三点共线,,则( )
A. B. C. D.无法计算
2.(25-26八年级上·山东潍坊·阶段练习)如图, 已知,,, 点C, E, D, F共线. 下列结论错误的是( )
A. B.
C. D.
3.(24-25八年级下·辽宁锦州·期末)如图,在和中,,,直线交于点M,连接,下列结论:①,②,③,④,其中正确结论的个数是( )
A.4 B.3 C.2 D.1
4.(24-25八年级上·重庆·阶段练习)如图,在中,是边上的高,,,,连接,交的延长线于点,连接,,则下列结论:
;;;;.
其中正确的个数是( )
A. B. C. D.
5.(24-25七年级下·陕西西安·期中)如图,已知:,,,,现有下列结论:①;②;③;④.其中不正确的有( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
6.(25-26八年级上·广东广州·开学考试)如图,已知:,现有下列结论:①;②;③;④.其中正确的有 .(填序号)
7.(25-26八年级上·河北承德·期中)如图,在中,,,点是线段的中点,将一块锐角为的直角三角板按如图()放置,使直角三角板斜边的两个端点分别与、重合,连接、,与交于点.下列判断正确的有 .
①;②;③;④.
8.(25-26八年级上·河北·阶段练习)新定义:顶角相等且顶点重合的两个等腰三角形互为“兄弟三角形”.如图,在和中,,,且,连接,交于点.当点,,在同一条直线上时, (用含的代数式表示).
9.(25-26八年级上·江苏南通·阶段练习)如图,在和中,,,,.连接,交于点,与交于点E,连接.则在下列结论中:①,②,③若平分,则,④.正确的结论有
(填序号).
10.(25-26七年级上·山东·阶段练习)如图,在与中,,点D在上,连接.
(1) 吗?请说明理由;
(2)若,点F在线段上,且,求的长.
11.如图,为任意三角形,以边,为边分别向外作等边三角形和等边三角形,连接,并且相交于点.
求证:
(1);
(2).
12.(24-25八年级上·甘肃武威·阶段练习)如图所示,△ABC和△ADE都是等边三角形,且点B、A、E在同一直线上,连接BD交AC于M,连接CE交AD于N,连接MN.
(1)求证:BD=CE;
(2)求证:△ABM≌△ACN;
(3)求证:△AMN是等边三角形.
13.(24-25九年级上·广西河池·期中)如图,在中,,,点O是中点,,将绕点O旋转,的两边分别与射线、交于点D、E.
(1)当转动至如图一所示的位置时,连接,求证:;
(2)当转动至如图二所示的位置时,线段、、之间有怎样的数量关系?请说明理由.
14.(24-25八年级上·全国·期末)如图,在等边中,线段为边上的中线.动点D在直线上时,以为一边在的下方作等边,连结.
(1)求的度数;
(2)若点D在线段上时,求证:;
(3)当动点D在直线上时,设直线与直线的交点O,试判断是否为定值?并说明理由.
15.(24-25七年级下·广东佛山·期中)先阅读材料,再结合要求回答问题.
(1)如图1,在四边形中,,.,分别是,上的点,且线段,,满足.试探究图中与之间的数量关系.小王同学探究此问题的方法是:延长到,使,连结.显然可得出.请你按照小王同学的方法证明这个结论.
【灵活应用】
(2)如图2,在四边形中,,,、分别是边、延长线上的点,且满足,(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.
【拓展延伸】
(3)如图3,在四边形中,,,,以为顶点作一个角,角的两边分别交,于、两点,连接,探索线段,,之间的数量关系,并加以证明.
16.(24-25八年级下·江西吉安·期中)如图1,和均为等边三角形,点A,D,E在同一直线上,连接.
(1)求证:;
(2)求的度数;
(3)如图2,若和均为等腰直角三角形,,点A,D,E在同一直线上,于点M,连接.试判断线段之间的数量关系,并说明理由.
17.(24-25八年级上·江苏南通·期末)综合与实践:
【问题情境】
(1)八上课本中有这样一道习题:如图1,和都是等边三角形,连接,.同学们发现以下结论:与的数量关系是______;
【变式思考】
(2)如图2,和都是等腰直角三角形,.若,,则四边形面积的最大值是______;
【拓展运用】
(3)如图3,在等腰直角三角形中,,是边上一点,连接,以为边向上作等腰直角三角形且,连接,用等式表示线段,,之间的数量关系,并证明.
18.(24-25八年级上·江西赣州·阶段练习)已知在和中,,,,点D是直线上的一动点(点D不与点B,C重合),连接.
(1)在图①中,当点D在边上时,求证:;(提示:证全等)
(2)在图②中,当点D在边的延长线上时,结论是否成立?若不成立,请猜想,,之间存在的数量关系,并说明理由;猜想与的位置关系,并说明理由;
(3)在图③中,当点D在边的反向延长线上时,补全图形,不需要写证明过程,直接写出,,间存在的数量关系.
19.(24-25八年级上·江苏扬州·阶段练习)如图,C为线段上一动点(不与点A,E重合),在同侧分别作正三角形和正三角形(正三角形也叫等边三角形,它的三条边都相等,三个内角都等于),与交于点,与交于点,与交于点,连接.
试说明:
①;
②填空 °;
③.
20.(24-25七年级下·湖南长沙·阶段练习)如图,在和中,,,若,连接、交于点P;
(1)求证∶.
(2)求的度数.
(3)如图(2),是等腰直角三角形,,,,点D是射线上的一点,连接,在直线上方作以点C为直角顶点的等腰直角,连接,若,求的值.
21.在中,,点D是上一点(不与B,C重合),以为一边在 的右侧作,使,,连接 .
(1)如图1,若;
①说明:;
② 求 的度数.
(2)设,,如图2,则α,β之间有怎样的数量关系?请说明理由.
22.(2025·吉林长春·模拟预测)两个大小不同的等腰直角三角板按图1所示摆放,将两个三角板抽象成如图2所示的和,其中,点、、依次在同一条直线上,连结.若,,则的面积是 .
23.(24-25八年级下·陕西延安·期末)如图已知四边形和四边形都是正方形,且,连接,.
(1)求证:
(2)连接,若,,求的度数.
24.(24-25九年级上·河南周口·期中)如图,和都是等边三角形,直线,交于点F.
(1)如图1,当A,C,D三点在同一直线上时,的度数为______,线段与的数量关系为______.
(2)如图2,当绕点C顺时针旋转时,(1)中的结论是否还成立?若不成立,请说明理由:若成立,请就图2给予证明.
(3)若,,当绕点C顺时针旋转一周时,请直接写出长的取值范围.
25.(24-25八年级上·广东珠海·期中)如图,是一个锐角三角形,分别以、为边向外作等边三角形、,连接、交于点,连接.
(1)求证:≌;
(2)求的度数;
(3)求证:平分.
26.(24-25九年级上·甘肃武威·期末)如图,D为内一点,,,将绕着点A顺时针旋转能与线段重合.
(1)求证:;
(2)若,求的度数.
27.(24-25八年级上·吉林·期中)如图,若 和均为等腰直角三角形,,点A、D、E在同一条直线上,为中边上的高,连接.
(1)求证:;
(2)若,,求的长.
28.(24-25八年级上·安徽芜湖·期末)已知:如图,在△ABC中,AB=AC,在△ADE中,AD=AE,且∠BAC=∠DAE,连接BD,CE交于点F,连接AF.
(1)求证:△ABD≌△ACE;
(2)求证:FA平分∠BFE.
29.(24-25八年级上·安徽合肥·期末)如图,在等腰△ABC与等腰△ADE中,AB=AC,AD=AE,∠BAC=∠DAE=α,连接BD和CE相交于点P,交AC于点M,交AD于点N.
(1)求证:BD=CE.
(2)求证:AP平分∠BPE.
(3)若α=60°,试探寻线段PE、AP、PD之间的数量关系,并说明理由.
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