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数学
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第四章 三角形
第二节 三角形及其性质
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01
基础考点讲练
02
安徽十年精选
03
全国真题汇编
04
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三角形及其性质
三边都不相等的三角形
直角三角形
大于
小于
180°
两个内角
任意一个内角
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三角形及其性质
90°
∠BAC
BC
DE
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三角形及其性质
相等
相等
相等
相等
相等
中线和高
60°
都相等
60°
60°
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互余
一半
一半
30°
平方
90°
一半
平方和
一定
边边边
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典例1
如图,在△ABC中,AB=AC,D是BC边上的中点,连接AD.BE平分∠ABC交AC于点E,过点E作EF∥BC交AB于点F.
(1)若∠C=36°,求∠BAD的度数;
(2)求证:FB=FE.
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【答案】 (1)解:∵AB=AC,∴∠ABC=∠C=36°,∴∠BAC=180°-∠ABC-∠C=108°.∵AB=AC,D是BC边上的中点,∴AD平分∠BAC,∴∠BAD=∠BAC=54°.
(2)证明:∵BE平分∠ABC,∴∠ABE=∠CBE.∵EF∥BC,∴∠FEB=∠CBE,∴∠ABE=∠FEB,∴FB=FE.
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【解析】 (1)先利用“等边对等角”求出∠ABC的度数,然后利用三角形内角和定理,得到∠BAC的度数,最后利用“三线合一”性质,即可求出∠BAD的度数.(2)由角平分线定义,得∠ABE=∠CBE,再由平行线性质,得到∠FEB=∠CBE,从而得到∠ABE=∠FEB,于是证得FB=FE.
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(1)遇到等腰三角形问题,常要创造“三线合一”的应用条件.(2)角的平分线、平行线、等腰三角形,这三者当中若有两个条件成立,第三者必定成立,如本题(2)的证明.
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典例2
如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠A=65°,CD⊥AB,垂足为D,E是BC的中点,连接ED,则∠EDC的度数是( )
A.25° B.30°
C.50° D.65°
D
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【解析】 ∵CD⊥AB,∴∠ADC=∠BDC=90°,∴∠ACD=90°-∠A=25°.∵∠ACB=90°,∴∠DCE=90°-∠ACD=65°.∵在Rt△CDB中,E是BC的中点,∴EC=ED,∴∠EDC=∠DCE=65°.
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本题中的∠A=∠BCD是一个很重要的隐藏结论,记住它有助于快速找到解题方向.直角三角形还有很多的性质,如30°角的性质、斜边上的中线等于斜边的一半、勾股定理等,在解题中常常要用到.
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典例3
如图,在正方形ABCD中, AB=4.若以CD为底边向正方形外作等腰直角△DCE,连接BE,则BE的长为( )
A.4 B.2
C.2 D.2
C
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【解析】 如题图,连接BD.∵四边形ABCD为正方形,∴∠BDC=45°,AD=AB=4,∠A=90°.在Rt△ABD中,由勾股定理,得BD==4.∵△DCE是等腰直角三角形,∴∠CDE=45°,∴∠BDE=∠BDC+∠CDE=90°,DE=EC==2.在Rt△BDE中,由勾股定理,得BE==2.
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连接BD,创造勾股定理应用的条件是解答本题的关键.另外,根据三角形的三边数量关系,可以判断一个三角形是否是直角三角形,这一点在解题中需引起重视.
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第1题图
1.(2024·广东)如图,一把直尺、两个含30°的三角尺拼接在一起,则∠ACE的度数为( )
A.120° B.90°
C.60° D.30°
C
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第2题图
2.(2024·广安)如图,在△ABC中,点D,E分别是AC,BC的中点,若∠A=45°,∠CED=70°,则∠C的度数为( )
A.45° B.50°
C.60° D.65°
D
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第3题图
3.(2024·陕西)如图,在△ABC中,∠BAC=90°,AD是BC边上的高,E是BC的中点,连接AE,则图中的直角三角形共有( )
A.2个 B.3个
C.4个 D.5个
C
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第4题图
4.(2024·泰安)如图,直线l∥m,等边三角形ABC的两个顶点B,C分别落在直线l,m上,若∠ABE=21°,则∠ACD的度数是( )
A.45° B.39°
C.29° D.21°
B
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第5题图
5.(2024·兰州)如图,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=130°,DA⊥AC,则∠ADB=( )
A.100° B.115°
C.130° D.145°
B
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6.(2024·宁夏)如图,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,AB=3 cm,BC=2 cm,点A在直线l1上,点B,C在直线l2上,l1∥l2,动点P从点A出发沿直线l1以1 cm/s的速度向右运动,设运动时间为t s.
下列结论:
①当t=2 s时,四边形ABCP的周长是10 cm;
②当t=4 s时,点P到直线l2的距离等于5 cm;
③在点P运动过程中,△PBC的面积随着t的增大而增大;
④若点D,E分别是线段PB,PC的中点,在点P运动过程中,线段DE的长度不变.
其中正确的是( )
A.①④ B.②③ C.①③ D.②④
第6题图
A
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考点1 三角形的分类及其性质
1.(2022·安徽)两个矩形的位置如图所示,若∠1=α,则∠2=( )
A.α-90°
B.α-45°
C.180°-α
D.270°-α
C
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【变式训练】
在△ABC中,∠B=∠C=α(0°<α<45°),AM⊥BC于点M,D是线段BC上的动点(不与点M,C重合),将线段DM绕点D顺时针旋转2α得到线段DE.
(1)如图1,当点E在线段AC上时,求证:D是MC的中点;
(2)如图2,若在线段BM上存在点F(不与点B,M重合)满足DF=DC,连接AE,EF,直接写出∠AEF的大小,并证明.
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(1)证明:由题意得,∠MDE=2α,DM=DE.∵∠MDE=∠C+∠DEC,∠C=α,∴∠DEC=2α-α=α=∠C,∴DC=DE,∴DM=DC,即点D是MC的中点.
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(2)∠AEF=90°.证明:如图,延长FE至点Q,使得FE=EQ,
连接AQ,CQ.∵DF=DC,FE=EQ,∴DE是△FCQ的中位线,∴DE∥CQ,DE=CQ,∴∠FDE=∠DCQ=∠DCA+∠ACQ.
∵∠B=∠DCA=α,∠FDE=2α,∴∠ACQ=∠DCA=α,
∴∠B=∠ACQ.由题意得,BF=BC-FC=2MC-2CD=2(MC-CD)=2MD.∵DM=DE,∴2DM=2DE=2×CQ=CQ,
∴BF=CQ.
在△ABF和△ACQ中,∴△ABF≌△ACQ(SAS),∴AF=AQ.又∵FE=EQ,∴AE⊥FQ,∴∠AEF=90°.
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第2题图
考点2 特殊三角形的性质及判定
2.(2024·安徽)如图,在Rt△ABC中,AC=BC=2,点D在AB的延长线上,且CD=AB,则BD的长是( )
A. B.
C.2-2 D.2
B
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第3题图
3.(2019·安徽)如图,在正方形ABCD中,点E,F将对角线AC三等分,且AC=12,点P在正方形的边上,则满足PE+PF=9的点P的个数是( )
A.0 B.4 C.6 D.8
D
安徽十年精选
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4.(2016·安徽)如图,在Rt△ABC中,AB⊥BC,AB=6,BC=4,P是△ABC内部的一个动点,且满足∠PAB=∠PBC,则线段CP长的最小值为( )
A. B.2
C. D.
B
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5.(2018·安徽)如图1,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,点D为边AC上一点,DE⊥AB于点E,点M为BD中点,CM的延长线交AB于点F.
(1)求证:CM=EM;
(2)若∠BAC=50°,求∠EMF的大小;
(3)如图2,若△DAE≌△CEM,点N为CM的中点,求证:AN∥EM.
安徽十年精选
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(1)证明:∵∠ACB=90°,点M为BD中点,∴CM=BD,同理EM=BD,∴CM=EM.
(2)解:∵∠ACB=90°,∠BAC=50°,∴∠ABC=40°.由(1)得CM=DM=BM=EM,∴点B,C,D,E在以点M为圆心,BD为直径的☉M上,∴∠CME=2∠ABC=80°,∴∠EMF=180°-80°=100°.
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(3)证明:∵△DAE≌△CEM,∴DE=CM,AE=EM,∠DEA=∠CME=90°.又∵CM=DM=EM,∴DM=DE=EM,∴△DME是等边三角形,∴∠DEM=60°,∴∠MEF=30°.设AE=a,则AE=EM=CM=a,在Rt△EMF中,MF=a,EF=a.∵点N为CM的中点,∴MN=CM=a,∴,∴,∴AN∥EM.
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【变式训练】
如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,点M为边AB的中点,点E在线段AM上,EF⊥AC于点F,连接CM,CE.已知∠A=50°,∠ACE=30°.
(1)求证:CE=CM;
(2)若AB=4,求线段FC的长.
安徽十年精选
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(1)证明:∵∠ACB=90°,点M为AB的中点,∴MA=MC,∴∠MCA=∠A=50°,∴∠CMA=180°-∠A-∠MCA=80°.∵∠CEM=∠A+∠ACE=50°+30°=80°,∴∠CME=∠CEM,∴CE=CM.
(2)解:由题意,得CE=CM=AB=2.∵EF⊥AC,∠ACE=30°,∴FC=CE·cos∠ACE=.
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第1题图
考点1 三角形的边角关系及三角形中重要线段
1.(2024·兰州)如图,小张想估测被池塘隔开的A,B两处景观之间的距离,他先在AB外取一点C,然后步测出AC,BC的中点D,E,并步测出DE的长约为18 m,由此估测A,B之间的距离约为( )
A.18 m B.24 m
C.36 m D.54 m
C
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第2题图
2.(2024·浙江)如图,D,E分别是△ABC边AB,AC的中点,连接BE,DE.若∠AED=∠BEC,DE=2,则BE的长为
.
4
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第3题图
3.(2024·湖南)如图,在锐角三角形ABC中,AD是边BC上的高,在BA,BC上分别截取线段BE,BF,使BE=BF;分别以点E,F为圆心,大于EF的长为半径画弧,在∠ABC内,两弧交于点P,作射线BP,交AD于点M,过点M作MN⊥AB于点N.若MN=2,AD=4MD,则AM= .
6
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考点2 等腰三角形
4.(2024·云南)已知AF是等腰△ABC底边BC上的高,若点F到直线AB的距离为3,则点F到直线AC的距离为( )
A. B.2 C.3 D.
C
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第5题图
5.(2024·凉山州)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,DE垂直平分AB交BC于点D,若△ACD的周长为50 cm,则AC+BC=( )
A.25 cm B.45 cm
C.50 cm D.55 cm
C
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6.(2024·自贡)如图,等边△ABC钢架的立柱CD⊥AB于点D,AB长12 m.现将钢架立柱缩短成DE,∠BED=60°.则新钢架减少用钢( )
A.(24-12) m
B.(24-8) m
C.(24-6) m
D.(24-4) m
D
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7.(2024·甘肃)如图,等腰△ABC中,AB=AC=2,∠BAC=120°.将△ABC沿其底边中线AD向下平移,使A的对应点A'满足AA'=AD,则平移前后两三角形重叠部分的面积是 .
第7题图
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8.(2024·湖南)若等腰三角形的一个底角的度数为40°,则它的顶角的度数为 °.
100
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第9题图
考点3 直角三角形
9.(2024·眉山)如图,图1是北京国际数学家大会的会标,它取材于我国古代数学家赵爽的“弦图”,是由四个全等的直角三角形拼成.若图1中大正方形的面积为24,小正方形的面积为4,现将这四个直角三角形拼成图2,则图2中大正方形的面积为( )
A.24 B.36
C.40 D.44
D
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第10题图
10.(2024·巴中)“今有方池一丈,葭生其中央,出水一尺,引葭赴岸,适与岸齐.问:水深几何?”这是我国数学史上的“葭生池中”问题.即AC=5,DC=1,BD=BA,则BC=( )
A.8 B.10
C.12 D.13
C
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第11题图
11.(2024·巴中)如图,在△ABC中,D是AC的中点,CE⊥AB,BD与CE交于点O,且BE=CD.下列说法错误的是( )
A.BD的垂直平分线一定与AB相交于点E
B.∠BDC=3∠ABD
C.当E为AB中点时,△ABC是等边三角形
D.当E为AB中点时,
D
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12.(2024·福建)如图,已知直线l1∥l2.
(1)在l1,l2所在的平面内求作直线l,使得l∥l1∥l2,且l与l1之间的距离恰好等于l与l2之间的距离;(要求:尺规作图,不写作法,保留作图痕迹)
(2)在(1)的条件下,若l1与l2之间的距离为2,点A,B,C分别在l,l1,l2上,且△ABC为等腰直角三角形,求△ABC的面积.
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解:(1)如图1,直线l为所求作.
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(2)①如图2,当∠BAC=90°,AB=AC时.∵l∥l1∥l2,直线l1与l2之间的距离为2,且l与l1间的距离等于l与l2之间的距离,根据图形的对称性可知BC=2,∴AB=AC=,∴S△ABC=AB·AC=1.
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②如图3,当∠ABC=90°,BA=BC时,分别过点A,C作直线l1的垂线,垂足分别为M,N,∴∠AMB=∠BNC=90°.∵l∥l1∥l2,直线l1与l2之间的距离为2,且l与l1间的距离等于l与l2之间的距离,∴CN=2,AM=1.∵∠MAB+∠ABM=90°,∠NBC+∠ABM=90°,∴∠MAB=∠NBC,∴△AMB≌△BNC(AAS),∴BM=CN=2.在Rt△ABM中,由勾股定理得AB2=AM2+BM2,∴AB=BC=,∴S△ABC=AB·BC=.
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③如图4,当∠ACB=90°,CA=CB时,同理可得S△ABC=.综上所述,△ABC的面积为1或.
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