内容正文:
专题01 三角形(期末复习讲义)
核心考点
复习目标
考情规律
全等三角形的判定与性质
能根据已知条件(SSS, SAS, ASA, AAS, HL)选择恰当方法判定三角形全等,并能利用全等性质进行边、角转化和证明。
期末几何压轴题的绝对核心。难点在于:①在复杂图形中寻找或构造全等三角形;②避免使用“SSA”等错误判定方法。
三角形中的重要线段及应用
能理解并应用三角形的中线、高线、角平分线、中位线的定义及性质,特别是中线倍长、高与面积关联等常用辅助线思路。
常作为综合题的中间步骤或关键条件。考查由“形”到“数”(计算)和由“数”到“形”(推理)的双向转化能力。
等腰三角形与直角三角形的性质与判定
能熟练运用“等边对等角”、“三线合一”及勾股定理、斜边中线定理等特殊性质,解决边角计算和证明问题。
等腰、直角三角形是特殊的“工具三角形”,期末常考其性质与全等判定的结合,以及分类讨论(如腰与底不明)。
几何作图与尺规作图原理
能叙述五种基本尺规作图的步骤,并能理解其作图依据(如SSS, SAS, 垂直平分线性质等)。
常以小题形式考查作图原理(为何这样画就能得到目标),而非单纯的操作步骤。
知识点01 三角形的边角关系与重要线段
1.边的关系(构成条件):三角形任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边。这是判断三条线段能否构成三角形以及求边长范围的根本依据。
2.内角与外角:内角和定理:三角形三个内角的和等于180°。
外角定理:三角形的一个外角等于和它不相邻的两个内角的和。
3.重要线段:中线:连接顶点与对边中点的线段。三条中线交于一点(重心)。重要推论:中线将三角形面积等分。
高线:从顶点向对边所在直线作垂线,垂足与顶点间的线段。三条高线交于一点(垂心)。
角平分线:平分三角形内角的射线。三条角平分线交于一点(内心)。
·易错点:应用“两边之和大于第三边”时,必须检验任意两边的组合,不能只检验一组。钝角三角形有两条高在三角形外部,画图时容易遗漏。
知识点02 全等三角形的判定与性质
1.判定定理(5种):SSS(边边边)、SAS(边角边)、ASA(角边角)、AAS(角角边)、HL(斜边直角边,仅用于直角三角形)。
2.核心性质:全等三角形的对应边相等,对应角相等。
3.黄金法则:判定时,必须寻找“对应”关系。书写证明格式必须规范:在“△XXX与△XXX中”,所列条件必须按对应顺序排列,且必须是判定定理所需的三个条件(HL为两个)。
·易错点:SAS定理中的“夹角”:必须是两条对应边的夹角。不能错误使用“SSA”(边边角)进行判定。
在寻找全等条件时,常忽略“公共边”、“公共角”、“对顶角”这些隐含条件。
知识点03 特殊三角形的性质与判定
1.等腰三角形:
性质:等边对等角;三线合一(底边上的中线、高线、顶角平分线重合)。
判定:如果一个三角形有两个角相等,那么这两个角所对的边也相等(等角对等边)。
2.等边三角形:三边相等,三角均为60°。是特殊的等腰三角形。
3.直角三角形:
性质:两个锐角互余;斜边上的中线等于斜边的一半(重要推论);勾股定理(a² + b² = c²)。
判定:有一个角是直角的三角形是直角三角形;如果三角形一边上的中线等于这边的一半,那么这个三角形是直角三角形(勾股定理逆定理)。
·易错点:应用“三线合一”定理时,必须明确其前提是“在等腰三角形中”,且必须是底边上的中线、高、顶角平分线,不能随意推广。
题型一 全等三角形证明中的辅助线构造
解|题|技|巧
当题目条件无法直接满足全等判定时,需要“创造”全等条件。
1.“截长补短”法:适用于证明线段的和差关系(如AB+CD=EF)。通常在线段较长的线段上“截取”一段等于较短线段,或“延长”较短线段使其等于较长线段,从而构造全等三角形。
2.“倍长中线”法:当图形中出现中线时,可以延长中线一倍,构造“8字型”全等三角形。这是将中线条件转化为边角关系的强有力工具。
3.“作平行线或垂线”法:通过作平行线构造内错角、同位角相等,作垂线构造直角,为使用AAS、ASA、HL等判定定理创造条件。
易|错|点|拨
添加辅助线时,需在证明开头说明“如图,连接XX”或“延长XX至点Y,使XY=XX”,并在图形中清晰画出。辅助线的目的是为了“搭建桥梁”,而不是把图形变得更复杂。
【典例1】 如图,AB∥CD,BE平分∠ABC,CE平分∠BCD,点E在AD上,求证:BC=AB+CD.
【解答】证明:在BC上取点F,使BF=BA,连接EF,如图所示:
∵BE平分∠ABC,CE平分∠BCD,
∴∠ABE=∠FBE,∠FCE=∠DCE,
在△ABE和△FBE中,
,
∴△ABE≌△FBE(SAS),
∴∠A=∠BFE.
∵AB∥CD,
∴∠A+∠D=180°,
∴∠BFE+∠D=180,
∵∠BFE+∠CFE=180°,
∴∠CFE=∠D,
在△CDE和△CFE中,
,
∴△CDE≌△CFE(AAS),
∴CF=CD.
∵BC=BF+CF,
∴BC=AB+CD,
【典例2】 【方法学习】
数学兴趣小组活动时,王老师提出了如下问题:如图1,在△ABC中,AB=7,AC=5,求BC边上的中线AD的取值范围.
小李在组内经过合作交流,得到了如下的解决方法(如图1),
①延长AD到E,使得DE=AD;
②连接BE,通过三角形全等把AB、AC、2AD转化在△ABE中;
③利用三角形的三边关系可得AE的取值范围为AB﹣BE<AE<AB+BE,从而得到AD的取值范围;
方法总结:解题时,条件中若出现“中点”、“中线”字样,可以考虑倍长中线构造全等三角形,把分散的已知条件和所求证的结论集合到同一个三角形中.
【问题解决】
(1)如图1,请写出AD的取值范围是 .
(2)如图2:已知△ABC中,AD平分∠BAC,且BD=CD,求证:AB=AC.
【解答】(1)解:由题意知,△BDE≌△CDA,
∴BE=AC=5,DE=AD,
∴AE=2AD,
∵AB﹣BE<AE<AB+BE,
∴7﹣5<2AD<5+7,即2<AD<12,
故答案为:1<AD<6;
(2)证明:如图,延长AD到点E,使ED=AD,连接BE,
∵CD=BD,AD=ED,∠ADC=∠EDB,
∴△ADC≌△EDB(SAS),
∴AC=EB,∠CAD=∠BED,
∵AD平分∠BAC,
∴∠CAD=∠BAD,
∴∠CAD=∠BED,
∴EB=AB,
∵AC=EB,
∴AB=AC.
【变式1】如图,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°.
(1)BD平分∠ABC,交AC于点D,CE⊥BD,交BD的延长线于点E,求证:BD=2CE;(提示:分别延长BA、CE交于点F)
(2)点D为AC的中点,AE⊥BD交BD于点F,求∠EAB﹣∠CBD的度数;
(3)点D,E分别是BC,AB上的动点,且AE=CD,当AD+CE的值最小时,∠ADC的度数是 .(直接写结果)
【解答】解:(1)延长BA、CE交于点F,如图1,
则∠CAF=180°﹣∠BAC=90°=∠BAD,
∵BE⊥CE,
∴∠BAD=∠CAF=90°,
∵∠ABD=90°﹣∠F=∠ACF,
在△ABD和△ACF中,
,
∴△ABD≌△ACF(ASA),
∴BD=CF,
∵BD平分∠ABC,
∴∠FBE=∠CBE,
∵BE⊥CE,
∴∠BEF=∠BEC=90°,
∵BE=BE,
∴△BEF≌△BEC(ASA),
∴,
∴BD=2CE;
(2)∵AB=AC,∠BAC=90°,
∴∠C=∠ABC=45°,
∵∠BAC=90°,
∴∠DAF+∠EAB=90°,
∵AE⊥BD,
∴∠DAF+∠ADF=90°,
∴∠ADF=∠EAB,
∵∠ADF是△DBC的一个外角,
∴∠ADF=∠C+∠CBD,
∴∠ADF﹣∠CBD=∠C=45°,
∴∠EAB﹣∠CBD=45°;
(3)如图,过点B作BF⊥BC,使BF=AC,
∵BF=AC,∠FBD=∠ACE=90°,BD=AE,
∴△FBD≌△CAE(SAS),
∴FD=CE,
当点A、D、F共线时,AD+FD最短,即AD+CE取最小值,
∵AC=AB=BF,
∴△BAF是等腰三角形,
∴∠ABF=∠ABC+∠FBC=135°,
∴,
∴∠ADC=∠BDF=90°﹣∠F=67.5°,
故答案为:67.5°.
【变式2】(1)如图,在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°,E、F分别是边BC、CD上的点,且∠EAF∠BAD.求证:EF=BE+FD;
(2)如图,在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠ADC=180°,E、F分别是边BC、CD延长线上的点,且∠EAF∠BAD.(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.
【解答】(1)证明:延长CB到H,使BH=DF,连接AH,如图1所示:
∵∠ABC+∠ABH=180°,∠ABC+∠D=180°,
∴∠ABH=∠D,
在△ABH和△ADF中,
,
∴△ABH≌△ADF(SAS),
∴∠BAH=∠DAF,AH=AF,
∵∠EAF∠BAD,
∴∠BAE+∠DAF=∠EAF∠BAD,
即∠BAE+∠BAH=∠EAF,
∴∠HAE=∠EAF,
在△AHE和△AEF中,
,
∴△AHE≌△AEF(SAS),
∴HE=EF,
∵HE=BH+BE=DF+BE,
∴EF=BE+FD;
(2)解:(1)中的结论不成立,它们之间的数量关系是:EF=BE﹣DF,证明如下:
在BE上截取BT=DF,连接AT,如图2所示:
∵∠ADC+∠ADF=180°,∠B+∠ADC=180°,
∴∠B=∠ADF,
在△ABT和△ADF中,
,
∴△ABT≌△ADF(SAS),
∴∠BAT=∠DAF,AT=AF,
∵∠EAF∠BAD,
∴∠DAE+∠EAD∠BAD,
即∠BAT+∠EAD∠BAD,
∴∠EAT=∠BAD﹣(∠BAT+∠EAD)=∠BAD∠BAD∠BAD,
∴∠EAT=∠EAF,
在△EAT和△EAF中,
,
∴△EAT≌△EAF(SAS),
∴ET=EF,
∵ET=BE﹣BT=BE﹣DF,
∴EF=BE﹣DF
题型二 三角形中的多解问题(分类讨论)
答|题|模|板
当题目条件(如边、角、高的关系)不明确,或图形可能为钝角/锐角三角形时,必须讨论。
1.触发分类的信号:出现“等腰三角形但未指明腰和底”、“高在三角形内部或外部”、“两边及一边的对角(SSA情境)”、“动点问题”等。
2.分类的标准:
等腰三角形:分别以已知边为“腰”或“底”进行讨论,并需用三角形构成条件检验。
三角形的高:特别关注钝角三角形,高可能在形外,此时相关线段长度计算涉及加减。
3.画图验证:对每一种情况,独立画出精确草图,分别计算或推理,最后汇总答案(用“综上所述”连接)。
【典例1】已知一个等腰三角形的两边长分别为3、6,则这个三角形的周长是 .
【解答】解:(1)若3为腰长,6为底边长,
由于3+3=6,则三角形不存在;
(2)若6为腰长,则符合三角形的两边之和大于第三边.
所以这个三角形的周长为6+6+3=15.
故答案为:15.
【典例2】在△ABC中,AB=AC,BD是AC边上的高,且∠ABD=30°,则△ABC是 三角形.
【解答】解:如图1,当△ABC的高BD在三角形内部时,
∵BD⊥AC,
∴∠ADB=90°,
∵∠ABD=30°,
∴∠A=90°﹣30°=60°,
∵AB=AC,
∴△ABC是等边三角形;
如图2,当△ABC的高BD在三角形外部时,
∵BD⊥AC,
∴∠ADB=90°,
∵∠ABD=30°,
∴∠BAD=90°﹣30°=60°,
∴∠BAC=180°﹣60°=120°,
∵AB=AC,
∴△ABC是顶角是120°的等腰三角形.
∴△ABC是等边三角形或顶角是120°的等腰三角形.
故答案为:△ABC是等边三角形或顶角是120°的等腰三角形.
【变式1】已知在△ABC中,AB=AC,周长为16cm,AC边上的中线BD把△ABC分成周长差为2cm的两个三角形,求△ABC各边长.
【解答】解:如图,根据题意结合图形,分成两部分的周长的差等于腰长与底边的差,
(1)若AB>BC,则AB﹣BC=2,
又因为2AB+BC=16,
联立方程组并求解得:AB=6,BC=4,
6cm、6cm、4cm三边能够组成三角形;
(2)若AB<BC,则BC﹣AB=2,
又因为2AB+BC=16,
联立方程组并求解得:AB=4,BC=6,
4cm、4cm、6cm三边能够组成三角形;
因此三角形的各边长为6cm、6cm、4cm或4cm、4cm、6cm.
题型三 三角形性质与全等的综合应用(线段或角度关系证明)
答|题|模|板
1.分析目标,逆向溯源:看清要证明的结论(如AB=CD, ∠1=∠2)。思考:要证明它们,通常可以转化为证明哪两个三角形全等?或者利用哪个特殊三角形的性质(如等腰、直角)?
2.梳理条件,顺向推理:从已知条件出发,能直接推出哪些中间结论?(如等边对等角、对顶角相等、平行得内错角相等)。将这些结论标注在图上。
3.寻找桥梁,构建全等:在全等证明中,常常需要证明一组边或角相等作为“中间量”。这个“中间量”往往通过“公共边”、“直角”、“已知等边/等角”或“前面已证结论”得到。
4.规范书写,逻辑链完整:严格按照“条件->结论”的格式书写,确保每一步都有据可依(注明定理或定义)。
【典例1】如图,在等腰Rt△ABC中,∠ACB=90°,D为BC的中点,DE⊥AB于E,在DE的延长线上取一点F使DE=EF,连接FC、FB.
(1)求∠BFD的大小;
(2)求证:AD⊥CF;
【解答】(1)解:∵CA=CB,∠ACB=90°,
∴∠ABC=45°,
∵DE⊥AB,
∴∠DEB=90°,
∴∠EDB=∠EBD=45°,
∵DE=EF,BE⊥DF,
∴BD=BF,
∴∠BFD=∠BDF=45°.
(2)证明:由(1)可知:BE=BF,∠BDE=∠BFE=45°,
∴∠CBF=∠ACD=90°,
∵AC=CB,CD=BD=BF,
∴△ACD≌△CBF(SAS),
∴∠CAD=∠BCF,
∵∠CAD+∠ADC=90°,
∴∠ADC+∠BCF=90°,
∴∠CGD=90°,
∴AD⊥CF.
【典例2】如图,在△ABC中,AB=AC,BG⊥AC于G,DE⊥AB于E,DF⊥AC于F.
(1)在图(1)中,D是BC边上的中点,判断DE+DF和BG的关系,并说明理由.
(2)在图(2)中,D是线段BC上的任意一点,DE+DF和BG的关系是否仍然成立?如果成立,证明你的结论;如果不成立,请说明理由.
(3)在图(3)中,D是线段BC延长线上的点,探究DE、DF与BG的关系.(不要求证明,直接写出结果)
【解答】解:(1)结论:DE+DF=BG.
理由:连接AD.则△ABC的面积=△ABD的面积+△ACD的面积,
即AB•DEAC•DFAC•BG,
∵AB=AC,
∴DE+DF=BG,
(2)证明:如图2,连接AD.
则△ABC的面积=△ABD的面积+△ACD的面积,
即 AB•DEAC•DFAC•BG,
∵AB=AC,
∴DE+DF=BG;
(3)DE﹣DF=BG,
证明:如图3,连接AD,则△ABC的面积=△ABD的面积﹣△ACD的面积,
即 AB•DEAC•DFAC•BG,
∵AB=AC,
∴DE﹣DF=BG.
【变式1】如图,AB∥CD,点O为∠BAC与∠ACD的平分线的交点,OE⊥AC于E,若OE=3,则AB与CD两平行线之间的距离是( )
A.3 B.4 C.6 D.8
【解答】解:如图,过点O作OF⊥AB于F,FO的延长线交CD于G,
∵AB∥CF,
∴OG⊥CD,
∵AO平分∠BAC,OE⊥AC,OF⊥AB,
∴OF=OE=3,
同理可得:OG=OE=3,
∴FG=OF+OG=3+3=6,
故选:C.
【变式2】在几何题目中,当条件中出现“中线”或“中点”时,可考虑倍长中线或作一条边的平行线来解决问题.
(1)如图1,在△ABC中,AB=14,AC=8,则BC边上的中线AD的取值范围是 ;
(2)如图2,AB∥CE,点D为BC中点,点F在DA的延长线上,∠DAB=∠F,若AB=12,CE=3,求EF的长;
(3)如图3,在△ABC中,AD是中线,点E是AD上一点,BE=AC,AE=BD,若∠CAD=α,则∠DBE的大小是 (请用含α的式子填空).
【解答】解:(1)在△ABC中,AB=14,AC=8,BC边上的中线AD,延长AD至点E,使得DE=AD,连接BE,如图1,
∴BD=CD,
∵∠BDE=∠CDA,
在△BDE和△CDA中,
,
∴△BDE≌△CDA(SAS),
∴BE=AC,
∵AB=14,AC=8,
∴BE=8,
在三角形ABE中,AB﹣BE<AE<AB+BE,
∴14﹣8<AE<14+8,
∴6<AE<22,
∵ADAE,
∴3<AD<11,
故答案为:3<AD<11;
(2)延长CE,交AD的延长线于点G,如图2,
∵点D为BC中点,
∴BD=CD,
∵AB∥CE,
∴∠B=∠DCG,
∵∠ADB=∠GDC,
在△ADB和△GDC中,
,
∴△ADB≌△GDC(ASA),
∴∠DAB=∠G,CG=AB=12,
∵CE=3,
∴GE=CG﹣CE=12﹣3=9,
∵∠DAB=∠F,
∴∠G=∠F,
∴EF=GE=9;
(3)如图3,延长AD至点F,使得DF=AD,在DF上取点H,使得FH=DE,连接BF,BH,
∵AD是BC边上的中线,
∴BD=CD,
∵∠BDF=∠ADC,
在△BDF和△CDA中,
,
∴△BDF≌△CDA(SAS),
∴BF=AC,∠F=∠CAD=α,
∵BE=AC,
∴BF=BE,
∴∠BEF=∠F=α,
在△BDE和△BHF中,
,
∴△BDE≌△BHF(SAS),
∴BD=BH,
∵AD=DF,DE=FH,
∴AD﹣DE=DF﹣FH,即AE=DH,
∵AE=BD,
∴BD=DH=BH,
∴△BHD是等边三角形,
∴∠BDH=60°,
∴∠DBE=∠BDH﹣∠BED=60°﹣α,
故答案为:60°﹣α.
期末基础通关练(测试时间:10分钟)
1.如图,在△ABC和△DEF中,点B、F、C、E在同一直线上,BF=CE,AC∥DF,请添加一个条件,能用“ASA”使△ABC≌△DEF,这个条件可以是( )
A.AB=DE B.BF=CF C.∠B=∠E D.∠ACB=∠DFE
【解答】解:∵BF=CE,
∴BF+FC=CE+FC,
∵BC=BF+FC,EF=CE+FC,
∴BC=EF,
∵AC∥DF,
∴∠ACB=∠DFE(两直线平行,内错角相等),
添加∠B=∠E,可根据ASA得出△ABC≌△DEF,故C选项符合题意,
故选:C.
2.如图,△ABC中,AB的垂直平分线交BC边于点E,AC的垂直平分线交BC边于点F,若BC=24,则△EAF的周长为( )
A.16 B.24 C.28 D.30
【解答】解:由垂直平分线的性质定理可得:AE=BE,AF=FC,
∴AE+EF+FA=BE+EF+FC=BC=24,
∴△EAF的周长为24.
故选:B.
3.如图,△AOB≌△ADC,∠O=∠D=90°,∠OBA=40°.当BC∥OA时,∠BAC的度数为( )
A.60° B.70° C.80° D.90°
【解答】解:∵△AOB≌△ADC,
∴AB=AC,
∴∠ABC=∠ACB,
∵∠O=∠D=90°,∠OBA=40°,
∴∠OAB=90°﹣40°=50°,
∵BC∥OA,
∴∠ABC=∠OAB=50°,
∴∠ABC=∠ACB=50°,
∴∠BAC=180°﹣∠ABC﹣∠ACB=180°﹣50°﹣50°=80°,
故选:C.
4.如图所示,∠AOB=30°,P为∠AOB平分线上一点,PC∥OA交OB于点C,PD⊥OA于点D,若PD=1,则PC的长为 .
【解答】解:过点P作PE⊥OB于E,
∵OP平分∠AOB,PD⊥OA,
∴PE=PD=1,
∵PC∥OA,
∴∠PCE=∠AOB=30°,
∵∠PCE=30°,∠PEC=90°,PE=1,
∴PC=2PE=2.
故答案为:2.
5.如图,点A,F,C,D在同一直线上,AF=DC,AB=DE,AB∥DE,求证:△ABC≌△DEF.
【解答】证明:∵AF=CD,
∴AF+FC=CD+FC,
∴AC=DF,
∵AB∥DE,
∴∠A=∠D,
在△ABC和△DEF中,
,
∴△ABC≌△DEF(SAS).
6.如图,在△ABC中,AD⊥BC,EF垂直平分AC,交AC于点F,交BC于点E,且BD=DE,连接AE.
(1)求证:AB=EC;
(2)若△ABC的周长为40cm,AC=16cm,求DC的长.
【解答】(1)证明:由线段垂直平分线的性质可知,AE=EC,
∵AD⊥BC,BD=DE,
∴AD是BE的垂直平分线,
∴AB=AE,
∴AB=EC;
(2)解:∵△ABC的周长=AB+BC+AC=40cm,
∴AB+BC=40﹣16=24cm,
∵BD=DE,AB=EC,
∴AB+BD+DE+EC=24cm,
∴2DE+2EC=24cm,
∴DE+EC=12cm,
∵DE+EC=DC,
∴DC=12cm.
期末重难突破练(测试时间:10分钟)
1.如图,在△ABC中,CD是角平分线,∠A=90°,AC=2,BC=4.设△ACD和△BCD的面积分别是S1,S2,则S1:S2的值为( )
A.1:2 B.2:1 C.1:3 D.2:3
【解答】解:过D点作DE⊥BC于E,如图,
∵∠A=90°,CD是角平分线,
∴DE=DA,
∵AC=2,BC=4.
∴S1:S2,
故选:A.
2.如图,在△ABC中,点P在边BC上,且点P在AC的垂直平分线上,则下列式子一定成立的是( )
A.AP=BP B.BP=PC C.AP+BP=BC D.AB+PC=BC
【解答】解:∵点P在AC的垂直平分线上,
∴PA=PC,
∴AP+BP=PC+BP=BC,
故选项C符合题意.
故选:C.
3.如图,直线a∥b,M,N分别为直线a和直线b上的点,连接MN,∠DMN=70°,P是线段MN上的一动点,直线DE始终经过点P,且与直线a,b分别交于点D,E.当△NPE是等腰三角形时,∠NPE的度数为 .
【解答】解:∵a∥b,
∴∠PNE=∠DMN,
∵∠DMN=70°,
∴∠PNE=70°,
①当PN=PE时,∠PNE=∠PEN=70°,
∴∠NPE=180°﹣∠PNE﹣∠PEN=180°﹣2×70°=40°,
②当PE=NE时,∠NPE=∠PNE=70°,
③当PN=NE时,,
综上所述,∠NPE的值是40°或70°或55°.
故答案为:40°或70°或55°.
4.已知:△ABC的三边长分别为a,b,c.
(1)化简:|a+b+c|﹣|a+b﹣c|﹣|﹣a﹣b+c|;
(2)若a,b,c满足|b﹣c|+(a﹣c)2=0,试判断△ABC的形状.
【解答】解:(1)由三角形三边关系定理得到:a+b>c,
∴a+b﹣c>0,﹣a﹣b+c<0,
∴|a+b+c|﹣|a+b﹣c|﹣|﹣a﹣b+c|
=a+b+c﹣(a+b﹣c)﹣[﹣(﹣a﹣b+c)]
=a+b+c﹣a﹣b+c﹣a﹣b+c
=﹣a﹣b+3c.
(2)∵|b﹣c|+(a﹣c)2=0,
∴b﹣c=0,a﹣c=0,
∴b=c,a=c,
∴△ABC是等边三角形.
5.如图,在△ABC中,AB的垂直平分线l1交AB于点M,交BC于点D,AC的垂直平分线l2交AC于点N,交BC于点E,l1与l2相交于点O,△ADE的周长为20.
(Ⅰ)求BC的长;
(Ⅱ)试判断点O是否在边BC的垂直平分线上,并说明理由;
(Ⅲ)若∠BAC=115°,则∠DOE﹣∠DAE= °.
【解答】解:(Ⅰ)∵l1垂直平分AB,
∴DA=DB,
∵l2垂直平分AC,
∴EA=EC,
∵△ADE的周长为20,
∴AD+DE+AE=20,
∴BD+DE+EC=20,
即BC=20;
(Ⅱ)点O在边BC的垂直平分线上,
理由:连接OA,OB,OC,
∵l1垂直平分AB,
∴OA=OB,
∵l2垂直平分AC,
∴OA=OC,
∴OB=OC,
∴点O在边BC的垂直平分线上;
(Ⅲ)∵∠BAC=115°,
∴∠ABC+∠ACB=180°﹣∠BAC=65°,
∵DB=DA,EA=EC,
∴∠ABC=∠BAD,∠ACB=∠EAC,
∴∠BAD+∠EAC=65°,
∴∠DAE=∠BAC﹣(∠BAD+∠EAC)=50°,
∵l1垂直平分AB,l2垂直平分AC,
∴∠AMO=∠ANO=90°,
∴∠DOE=360°﹣90°﹣90°﹣115°=65°,
∴∠DOE﹣∠DAE=15°,
故答案为:15.
期末综合拓展练(测试时间:15分钟)
1.如图,∠EOF内有一定点P,过点P的一条直线分别交射线OE于A,射线OF于B.当满足下列哪个条件时,△AOB的面积一定最小( )
A.OA=OB B.OP为△AOB的角平分线
C.OP为△AOB的高 D.OP为△AOB的中线
【解答】解:A、若OA = OB,△AOB是等腰三角形,若改变OA、OB的长度,面积会发生变化,且不一定是最小,故A不合题意.
B、当OP为△AOB的角平分线时,OP与面积最小没有直接的关联,通过改变A、B的位置,面积会发生变化,故B不合题意.
C、若OP为△AOB的高,只能确定OP⊥AB,若改变A、B的位置,△AOB的底AB长度会改变,面积也会改变,故C不合题意.
D、当点P是AB的中点时,
如图,过点P的另一条直线CD交OE、OF于点C、D,设PD<PC,过点A作AG∥OF交CD于G,
在△APG和△BPD中,
,
∴△APG≌△BPD(ASA),
S四边形AODG=S△AOB.
∵S四边形AODG<S△COD,
∴S△AOB<S△COD,
∴当点P是AB的中点时S△AOB最小;
故选:D.
2.新定义:如果两个三角形不全等但面积相等,那么这两个三角形叫做积等三角形.
【初步尝试】
(1)如图1,在△ABC中,AB>AC,BC=4,P为边BC上一点,若△ABP与△ACP是积等三角形,则BP的长为 .
【理解运用】
(2)如图2,△ABD与△ACD为积等三角形,若AB=2,AC=4.
①求AD的取值范围;
②当AD的长度为正整数时,则AD= .
【综合应用】
(3)如图3,在Rt△ABC中∠BAC=90°,AB=AC,过点C作MN⊥AC,点D是射线CM上一点,以AD为边作Rt△ADE,∠DAE=90°,AD=AE,连接BE.请判断△BAE与△ACD是否为积等三角形,并说明理由.
【解答】解:(1)过点A作AH⊥BC于H,如图1,
∵△ABP与△CBP是积等三角形,
∴S△ABP=S△ACP,
∴,
∴BP=CP,
∵BP+CP=BC,
∴BP=CP=2.
故答案为:2;
(2)①如图2,延长AD至N,使DN=AD,连接CN,
∵△ABD与△ACD为积等三角形,
∴BD=CD,
在△ADB和△NDC中,
,
∴△ADB≌△NDC(SAS),
∴AB=NC=2,
在△ACN中,AC﹣CN<AN<AC+CN,
∵AC=4,
∴4﹣2<AN<4+2,
∴2<AN<6,
∴2<2AD<6,
∴1<AD<3;
②∵1<AD<3,
∴当AD的长度为正整数时,则AD=2;
故答案为:2;
(3)是积等三角形;
证明:如图3,过点E作EH⊥AB于点H,
∵MN⊥AC,
∴∠ACD=∠AHE=90°,
∵∠BAC=∠DAE=90°,
∴∠CAH=∠DAE=90°,
∴∠CAH﹣∠DAH=∠DAE﹣∠DAH,
∴∠EAH=∠DAC,
在△HAE和△CAD中,
,
∴△HAE≌△CAD(AAS),
∴AC=AH,EH=CD,
∵S△BAE,S△ACD,
∵AB=AC,
∴S△ACD,
∴S△BAE=S△ACD,
∴△ABE与△ACD为积等三角形.
3.如图,在等边△ABC中,D为边AC上一点,延长BD至F使得AF=AC,过A作AH⊥BF于H,AH与FC的延长线交于点G.
(1)若∠CAF为α,直接写出∠AFC的度数;(用含α的代数式表示)
(2)求∠GFH的度数;
(3)已知C为GF的中点,且CD=1.5,求AD的长.
【解答】解:(1)∵AC=AF,
∴∠ACF=∠AFC,
又∵∠CAF=α,
∴;
(2)由条件可知∠BAC=60°,AB=BC=AC=AF,
∴∠AFB=∠ABF
,
∵,
∴∠GFH=∠AFC﹣∠AFB
=90°(60°)
=30°;
(3)如图所示,连接BG,CH,过点C作CM⊥BF于M,
由条件可知,∠FGH=60°,
∵C为GF的中点,
∴,
∵∠FGH=60°,
∴△CGH为等边三角形,
∴CH=CG,∠GCH=∠ACB=60°,
∴∠GCH﹣∠BCH=∠ACB﹣∠BCH,即∠GCB=∠HCA,
∵△ABC是等边三角形,
∴AC=BC,
在△GCB和△HCA中,
,
∴△GCB≌△HCA(SAS),
∴AH=BG,
设GH=CG=CH=CF=a,则FG=2a,
∵AB=AF,AH⊥BF,
∴AG垂直平分BF,
∴BG=GF=2a,
∴AH=BG=2a,
由条件可知,
∵,,
∴,
∵CD=1.5,
∴AD=6.
4.已知:△ABC为等边三角形,点D、E分别为AB、BC边上一点,AE、CD相交于点F,BD=CE.
(1)如图1,求∠AFD的度数;
(2)如图2,连接BF并延长,与AC相交于点G,点M为BF延长线上一点,MF=BF,点N为CD延长线上一点,∠MAN=120°,∠ACF=2∠CBG.求证:CN=2AG;
(3)在(2)的条件下(可使用备用图),若△ABM的面积为2,AF+GC=DF+1,直接写出点A到BC的距离与点N到AB的距离之和.
【解答】(1)解:∵△ABC为等边三角形,
∴∠B=∠BAC=∠ACB=60°,AB=AC=BC,
在△CBD和△ACE 中,
,
∴△CBD≌△ACE(SAS),
∴∠BCD=∠CAE,
又∵∠BCD+∠ACF=60°,
∴∠CAE+∠ACF=60°,
∴∠AFD=∠CAE+∠ACD=60°;
(2)证明:延长AE到H,使FH=AF,连接BH,如图,
又∵MF=BF,∠BFH=∠MFA,
∴△AFM≌△HFB(SAS),
∴∠FAM=∠H,
又∵∠NAM=∠FAM+∠NAF=120°,∠AFD=60°,
∴∠NAF+∠ANC=120°,
∴∠FAM=∠ANC,
∴∠H=∠ANC,
∵∠ACF=2∠CBG,
∴设∠CBG=α,则∠ACN=2α,
∴∠BCD=60°﹣2α,由(1)知∠BCD=∠CAE,
∴∠CAE=∠BCD=60°﹣2α,
∴∠BAH=∠BAC﹣∠CAE=60°﹣(60°﹣2α)=2α=∠ACN,
又∵AB=AC,
∴△ANC≌△BHA(AAS),
∴CN=AH=2AF,
∵∠CBG=α,∠BCD=60°﹣2α,
∴∠CFG=∠CBG+∠BCD=60°﹣α,
∴∠AGF=∠CFG+∠ACN=60°+α,∠CAE=∠BCD=60°﹣2α,
∴∠AFG=180°﹣∠CAE﹣∠AGF=60°+α=∠AGF,
∴AF=AG,
∴CN=AH=2AF=2AG;
(3)解:过点N作NH⊥AB交AB于点H,过点A作AH1⊥BC交BC于点H1,
过点C作CH2⊥AB交AB于点H2,如图,
设NH=h,AH1=h1和CH2=h2,
∵△ABC为等边三角形,
∴AH1=CH2,即h1=h2,
由△AFM≌△HFB,得S△ABM=S△HAB,
∵△ABM的面积为2,
∴S△ABM=S△HAB=2,
∵△ANC≌△BHA,
∴S△ANC=S△BHA=2,
∵∠CBG=α,
∴∠ABG=60°﹣α,
∵∠AFD=60°,∠AFG=60°+α,
∴∠BFD=∠CFG=180°﹣∠DFA﹣∠AFG=60°﹣α.
∴∠ABG=∠BFD,则DF=DB,
由(2)AF=AG,
∵AF+GC=DF+1,
∴AG+GC=DF+1,即AC=DF+1,
∵AC=AB,
∴AB=DB+1=AD+DB,
∴AD=1,S△ANC=S△AND+S△ADC,
∴h+h2=4,
∴h+h1=4,
则点A到BC的距离与点N到AB的距离之和4.
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专题01 三角形(期末复习讲义)
核心考点
复习目标
考情规律
全等三角形的判定与性质
能根据已知条件(SSS, SAS, ASA, AAS, HL)选择恰当方法判定三角形全等,并能利用全等性质进行边、角转化和证明。
期末几何压轴题的绝对核心。难点在于:①在复杂图形中寻找或构造全等三角形;②避免使用“SSA”等错误判定方法。
三角形中的重要线段及应用
能理解并应用三角形的中线、高线、角平分线、中位线的定义及性质,特别是中线倍长、高与面积关联等常用辅助线思路。
常作为综合题的中间步骤或关键条件。考查由“形”到“数”(计算)和由“数”到“形”(推理)的双向转化能力。
等腰三角形与直角三角形的性质与判定
能熟练运用“等边对等角”、“三线合一”及勾股定理、斜边中线定理等特殊性质,解决边角计算和证明问题。
等腰、直角三角形是特殊的“工具三角形”,期末常考其性质与全等判定的结合,以及分类讨论(如腰与底不明)。
几何作图与尺规作图原理
能叙述五种基本尺规作图的步骤,并能理解其作图依据(如SSS, SAS, 垂直平分线性质等)。
常以小题形式考查作图原理(为何这样画就能得到目标),而非单纯的操作步骤。
知识点01 三角形的边角关系与重要线段
1.边的关系(构成条件):三角形任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边。这是判断三条线段能否构成三角形以及求边长范围的根本依据。
2.内角与外角:内角和定理:三角形三个内角的和等于180°。
外角定理:三角形的一个外角等于和它不相邻的两个内角的和。
3.重要线段:中线:连接顶点与对边中点的线段。三条中线交于一点(重心)。重要推论:中线将三角形面积等分。
高线:从顶点向对边所在直线作垂线,垂足与顶点间的线段。三条高线交于一点(垂心)。
角平分线:平分三角形内角的射线。三条角平分线交于一点(内心)。
·易错点:应用“两边之和大于第三边”时,必须检验任意两边的组合,不能只检验一组。钝角三角形有两条高在三角形外部,画图时容易遗漏。
知识点02 全等三角形的判定与性质
1.判定定理(5种):SSS(边边边)、SAS(边角边)、ASA(角边角)、AAS(角角边)、HL(斜边直角边,仅用于直角三角形)。
2.核心性质:全等三角形的对应边相等,对应角相等。
3.黄金法则:判定时,必须寻找“对应”关系。书写证明格式必须规范:在“△XXX与△XXX中”,所列条件必须按对应顺序排列,且必须是判定定理所需的三个条件(HL为两个)。
·易错点:SAS定理中的“夹角”:必须是两条对应边的夹角。不能错误使用“SSA”(边边角)进行判定。
在寻找全等条件时,常忽略“公共边”、“公共角”、“对顶角”这些隐含条件。
知识点03 特殊三角形的性质与判定
1.等腰三角形:
性质:等边对等角;三线合一(底边上的中线、高线、顶角平分线重合)。
判定:如果一个三角形有两个角相等,那么这两个角所对的边也相等(等角对等边)。
2.等边三角形:三边相等,三角均为60°。是特殊的等腰三角形。
3.直角三角形:
性质:两个锐角互余;斜边上的中线等于斜边的一半(重要推论);勾股定理(a² + b² = c²)。
判定:有一个角是直角的三角形是直角三角形;如果三角形一边上的中线等于这边的一半,那么这个三角形是直角三角形(勾股定理逆定理)。
·易错点:应用“三线合一”定理时,必须明确其前提是“在等腰三角形中”,且必须是底边上的中线、高、顶角平分线,不能随意推广。
题型一 全等三角形证明中的辅助线构造
解|题|技|巧
当题目条件无法直接满足全等判定时,需要“创造”全等条件。
1.“截长补短”法:适用于证明线段的和差关系(如AB+CD=EF)。通常在线段较长的线段上“截取”一段等于较短线段,或“延长”较短线段使其等于较长线段,从而构造全等三角形。
2.“倍长中线”法:当图形中出现中线时,可以延长中线一倍,构造“8字型”全等三角形。这是将中线条件转化为边角关系的强有力工具。
3.“作平行线或垂线”法:通过作平行线构造内错角、同位角相等,作垂线构造直角,为使用AAS、ASA、HL等判定定理创造条件。
易|错|点|拨
添加辅助线时,需在证明开头说明“如图,连接XX”或“延长XX至点Y,使XY=XX”,并在图形中清晰画出。辅助线的目的是为了“搭建桥梁”,而不是把图形变得更复杂。
【典例1】 如图,AB∥CD,BE平分∠ABC,CE平分∠BCD,点E在AD上,求证:BC=AB+CD.
【典例2】 【方法学习】
数学兴趣小组活动时,王老师提出了如下问题:如图1,在△ABC中,AB=7,AC=5,求BC边上的中线AD的取值范围.
小李在组内经过合作交流,得到了如下的解决方法(如图1),
①延长AD到E,使得DE=AD;
②连接BE,通过三角形全等把AB、AC、2AD转化在△ABE中;
③利用三角形的三边关系可得AE的取值范围为AB﹣BE<AE<AB+BE,从而得到AD的取值范围;
方法总结:解题时,条件中若出现“中点”、“中线”字样,可以考虑倍长中线构造全等三角形,把分散的已知条件和所求证的结论集合到同一个三角形中.
【问题解决】
(1)如图1,请写出AD的取值范围是 .
(2)如图2:已知△ABC中,AD平分∠BAC,且BD=CD,求证:AB=AC.
【变式1】如图,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°.
(1)BD平分∠ABC,交AC于点D,CE⊥BD,交BD的延长线于点E,求证:BD=2CE;(提示:分别延长BA、CE交于点F)
(2)点D为AC的中点,AE⊥BD交BD于点F,求∠EAB﹣∠CBD的度数;
(3)点D,E分别是BC,AB上的动点,且AE=CD,当AD+CE的值最小时,∠ADC的度数是 .(直接写结果)
【变式2】(1)如图,在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°,E、F分别是边BC、CD上的点,且∠EAF∠BAD.求证:EF=BE+FD;
(2)如图,在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠ADC=180°,E、F分别是边BC、CD延长线上的点,且∠EAF∠BAD.(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.
题型二 三角形中的多解问题(分类讨论)
答|题|模|板
当题目条件(如边、角、高的关系)不明确,或图形可能为钝角/锐角三角形时,必须讨论。
1.触发分类的信号:出现“等腰三角形但未指明腰和底”、“高在三角形内部或外部”、“两边及一边的对角(SSA情境)”、“动点问题”等。
2.分类的标准:
等腰三角形:分别以已知边为“腰”或“底”进行讨论,并需用三角形构成条件检验。
三角形的高:特别关注钝角三角形,高可能在形外,此时相关线段长度计算涉及加减。
3.画图验证:对每一种情况,独立画出精确草图,分别计算或推理,最后汇总答案(用“综上所述”连接)。
【典例1】已知一个等腰三角形的两边长分别为3、6,则这个三角形的周长是 .
【典例2】在△ABC中,AB=AC,BD是AC边上的高,且∠ABD=30°,则△ABC是 三角形.
【变式1】已知在△ABC中,AB=AC,周长为16cm,AC边上的中线BD把△ABC分成周长差为2cm的两个三角形,求△ABC各边长.
题型三 三角形性质与全等的综合应用(线段或角度关系证明)
答|题|模|板
1.分析目标,逆向溯源:看清要证明的结论(如AB=CD, ∠1=∠2)。思考:要证明它们,通常可以转化为证明哪两个三角形全等?或者利用哪个特殊三角形的性质(如等腰、直角)?
2.梳理条件,顺向推理:从已知条件出发,能直接推出哪些中间结论?(如等边对等角、对顶角相等、平行得内错角相等)。将这些结论标注在图上。
3.寻找桥梁,构建全等:在全等证明中,常常需要证明一组边或角相等作为“中间量”。这个“中间量”往往通过“公共边”、“直角”、“已知等边/等角”或“前面已证结论”得到。
4.规范书写,逻辑链完整:严格按照“条件->结论”的格式书写,确保每一步都有据可依(注明定理或定义)。
【典例1】如图,在等腰Rt△ABC中,∠ACB=90°,D为BC的中点,DE⊥AB于E,在DE的延长线上取一点F使DE=EF,连接FC、FB.
(1)求∠BFD的大小;
(2)求证:AD⊥CF;
【典例2】如图,在△ABC中,AB=AC,BG⊥AC于G,DE⊥AB于E,DF⊥AC于F.
(1)在图(1)中,D是BC边上的中点,判断DE+DF和BG的关系,并说明理由.
(2)在图(2)中,D是线段BC上的任意一点,DE+DF和BG的关系是否仍然成立?如果成立,证明你的结论;如果不成立,请说明理由.
(3)在图(3)中,D是线段BC延长线上的点,探究DE、DF与BG的关系.(不要求证明,直接写出结果)
【变式1】如图,AB∥CD,点O为∠BAC与∠ACD的平分线的交点,OE⊥AC于E,若OE=3,则AB与CD两平行线之间的距离是( )
A.3 B.4 C.6 D.8
【变式2】在几何题目中,当条件中出现“中线”或“中点”时,可考虑倍长中线或作一条边的平行线来解决问题.
(1)如图1,在△ABC中,AB=14,AC=8,则BC边上的中线AD的取值范围是 ;
(2)如图2,AB∥CE,点D为BC中点,点F在DA的延长线上,∠DAB=∠F,若AB=12,CE=3,求EF的长;
(3)如图3,在△ABC中,AD是中线,点E是AD上一点,BE=AC,AE=BD,若∠CAD=α,则∠DBE的大小是 (请用含α的式子填空).
期末基础通关练(测试时间:10分钟)
1.如图,在△ABC和△DEF中,点B、F、C、E在同一直线上,BF=CE,AC∥DF,请添加一个条件,能用“ASA”使△ABC≌△DEF,这个条件可以是( )
A.AB=DE B.BF=CF C.∠B=∠E D.∠ACB=∠DFE
2.如图,△ABC中,AB的垂直平分线交BC边于点E,AC的垂直平分线交BC边于点F,若BC=24,则△EAF的周长为( )
A.16 B.24 C.28 D.30
3.如图,△AOB≌△ADC,∠O=∠D=90°,∠OBA=40°.当BC∥OA时,∠BAC的度数为( )
A.60° B.70° C.80° D.90°
4.如图所示,∠AOB=30°,P为∠AOB平分线上一点,PC∥OA交OB于点C,PD⊥OA于点D,若PD=1,则PC的长为 .
5.如图,点A,F,C,D在同一直线上,AF=DC,AB=DE,AB∥DE,求证:△ABC≌△DEF.
6.如图,在△ABC中,AD⊥BC,EF垂直平分AC,交AC于点F,交BC于点E,且BD=DE,连接AE.
(1)求证:AB=EC;
(2)若△ABC的周长为40cm,AC=16cm,求DC的长.
期末重难突破练(测试时间:10分钟)
1.如图,在△ABC中,CD是角平分线,∠A=90°,AC=2,BC=4.设△ACD和△BCD的面积分别是S1,S2,则S1:S2的值为( )
A.1:2 B.2:1 C.1:3 D.2:3
2.如图,在△ABC中,点P在边BC上,且点P在AC的垂直平分线上,则下列式子一定成立的是( )
A.AP=BP B.BP=PC C.AP+BP=BC D.AB+PC=BC
3.如图,直线a∥b,M,N分别为直线a和直线b上的点,连接MN,∠DMN=70°,P是线段MN上的一动点,直线DE始终经过点P,且与直线a,b分别交于点D,E.当△NPE是等腰三角形时,∠NPE的度数为 .
4.已知:△ABC的三边长分别为a,b,c.
(1)化简:|a+b+c|﹣|a+b﹣c|﹣|﹣a﹣b+c|;
(2)若a,b,c满足|b﹣c|+(a﹣c)2=0,试判断△ABC的形状.
期末综合拓展练(测试时间:15分钟)
1.如图,∠EOF内有一定点P,过点P的一条直线分别交射线OE于A,射线OF于B.当满足下列哪个条件时,△AOB的面积一定最小( )
A.OA=OB B.OP为△AOB的角平分线
C.OP为△AOB的高 D.OP为△AOB的中线
2.新定义:如果两个三角形不全等但面积相等,那么这两个三角形叫做积等三角形.
【初步尝试】
(1)如图1,在△ABC中,AB>AC,BC=4,P为边BC上一点,若△ABP与△ACP是积等三角形,则BP的长为 .
【理解运用】
(2)如图2,△ABD与△ACD为积等三角形,若AB=2,AC=4.
①求AD的取值范围;
②当AD的长度为正整数时,则AD= .
【综合应用】
(3)如图3,在Rt△ABC中∠BAC=90°,AB=AC,过点C作MN⊥AC,点D是射线CM上一点,以AD为边作Rt△ADE,∠DAE=90°,AD=AE,连接BE.请判断△BAE与△ACD是否为积等三角形,并说明理由.
3.如图,在等边△ABC中,D为边AC上一点,延长BD至F使得AF=AC,过A作AH⊥BF于H,AH与FC的延长线交于点G.
(1)若∠CAF为α,直接写出∠AFC的度数;(用含α的代数式表示)
(2)求∠GFH的度数;
(3)已知C为GF的中点,且CD=1.5,求AD的长.
4.已知:△ABC为等边三角形,点D、E分别为AB、BC边上一点,AE、CD相交于点F,BD=CE.
(1)如图1,求∠AFD的度数;
(2)如图2,连接BF并延长,与AC相交于点G,点M为BF延长线上一点,MF=BF,点N为CD延长线上一点,∠MAN=120°,∠ACF=2∠CBG.求证:CN=2AG;
(3)在(2)的条件下(可使用备用图),若△ABM的面积为2,AF+GC=DF+1,直接写出点A到BC的距离与点N到AB的距离之和.
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