内容正文:
第四章 三角形
第16讲 等腰三角形
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01·考情剖析·命题前瞻 2
02·知识导航·网络构建 3
03·考点解析·知识通关 3
04·命题洞悉·题型预测 18
命题点一 等腰三角形的基本概念与性质
题型01等腰三角形的定义
题型02等边对等角
题型03三线合一
命题点二 等腰三角形的判定定理
题型01根据等角对等边证明等腰三角形
题型02根据等角对等边证明边相等
题型03根据等角对等边求边长
题型04直线上与已知两点组成等腰三角形的点
命题点三 等边三角形
题型01等边三角形的性质
题型02等边三角形的判定
05·重难突破·思维进阶难 57
突破一 等腰三角形的性质和判定
突破二 旋转与等边对等角
突破三 等边三角形的判定和性质
06·优题精选·练能提分 77
基础巩固→能力提升→全国新趋势
考点
2025年
2024年
2023年
课标要求
等腰三角形的性质(等边对等角、三线合一)
北京卷T7(等腰三角形的性质)
北京卷T27(等腰三角形的性质)
北京卷T15,T27(等腰三角形的性质)
1. 掌握等腰三角形“等边对等角”的性质;2. 理解并应用“三线合一”(顶角平分线、底边上的中线、底边上的高重合)的性质;
3. 能利用性质进行角度、线段的计算与证明。
等腰三角形的判定(等角对等边)
北京卷T7(等腰三角形的判定)
北京卷T27(等腰三角形的判定)
北京卷T15,T27(等腰三角形的判定)
1. 掌握等腰三角形“等角对等边”的判定方法;
2. 能结合角平分线、平行线等知识判定等腰三角形;
3. 能在图形变换(平移、旋转、折叠)中识别等腰三角形。
等腰三角形的分类讨论(边长、角度)
/
/
/
1. 理解等腰三角形中边长、角度的不确定性;
2. 掌握分类讨论的思想方法,解决等腰三角形的周长、角度计算问题;
3. 能结合平面直角坐标系分析等腰三角形的存在性。
等腰三角形与轴对称的结合
/
/
/
1. 理解等腰三角形是轴对称图形,掌握其对称轴的特征;
2. 能利用轴对称的性质解决等腰三角形的折叠问题;
3. 能通过轴对称构造等腰三角形,解决线段和差最值问题。
命题预测
1. 等腰三角形“三线合一”的性质应用,尤其是与角平分线、垂直平分线的结合;
2. 分类讨论思想的考查,腰与底、顶角与底角的不确定情况是高频易错点;
3. 等腰三角形与轴对称的结合,折叠问题和线段最值问题仍是考查热点;
4. 网格背景下的等腰三角形判定与构造,强调几何直观能力。
考点一 等腰三角形的基本概念与性质
1. 定义
有两条边相等的三角形叫做等腰三角形,相等的两条边称为腰,另一边称为底边;两腰的夹角称为顶角,腰与底边的夹角称为底角。
2. 核心性质(中考必考)
性质内容
具体说明
等边对等角
等腰三角形的两个底角相等(即 )
三线合一
等腰三角形的顶角平分线、底边上的中线、底边上的高互相重合(关键性质,证明线段/角相等、垂直的核心依据)
轴对称性
等腰三角形是轴对称图形,对称轴是底边的垂直平分线(或顶角平分线所在直线)
3. 特殊性质补充
等腰三角形两腰上的中线相等,两腰上的高相等;
等腰三角形底边上的任意一点到两腰的距离之和等于一腰上的高(面积法可证)。
易错点提示
混淆“三线合一”的适用条件:仅针对底边上的中线、高和顶角平分线,腰上的中线/高与顶角平分线不重合;
应用“等边对等角”时,忽略前提是“在同一个等腰三角形中”。
1.(2025·北京·模拟预测)两个直角三角板如图放置,其中,,,若点在边上,的中点恰好落在边上,则下列三角形是等腰三角形的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查了等腰直角三角形的性质,等边三角形的判断和性质,等腰三角形的判断和性质,直角三角形的性质,三角形的内角和定理等知识点,解题的关键是熟练掌握以上性质并灵活应用.
利用等腰直角三角形的性质,等边三角形的判断和性质,直角三角形的性质,三角形的内角和定理逐项判定即可.
【详解】解:∵,且点为的中点,
,
∴为等腰三角形,B选项符合题意;
,
是等边三角形,,
,,
,,
在中,没有相等的角,所以该三角形不是等腰三角形,A选项不符合题意;
在中,没有相等的角,所以该三角形不是等腰三角形,D选项不符合题意;
,
在中,没有相等的角,所以该三角形不是等腰三角形,C选项不符合题意;
故选:B.
2.(2025·北京·模拟预测)如图,已知,求作:,使.
作法:(1)以点为圆心,任意长为半径作,分别交,于点,,连接;
(2)以为圆心,的长为半径作弧,交于点,连接,;
(3)作射线,即为所求作的角.下列结论正确的是( )
A.的依据是两边和它们的夹角分别相等的两个三角形全等
B.
C.
D.是等腰三角形
【答案】D
【分析】本题考查了尺规作图,三角形的不等关系,等腰三角形的判定.根据题干中的作图步骤即可判断各选项.
【详解】解:A.由作法知:,
∴,故A不正确;
B.由作法知:,
由三角形三边关系得,故B不正确;
C.不能证明,故C不正确;
D.由作法知,点在圆O上,则,
∴是等腰三角形,故D正确.
故选:D.
3.(2025·北京通州·一模)如图,在中,,,将线段绕点顺时针旋转,得到线段,连接,过点作交的延长线于点,连接,那么的度数( )
A.随着的增大而增大 B.随着的增大而减小
C.不变 D.随着的增大,先增大后减小
【答案】C
【分析】本题考查了旋转的性质,等腰三角形的性质,三角形的外角性质,灵活运用这些性质解决问题是本题的关键.
由旋转的性质可得,由等腰三角形的性质和三角形内角和定理可求,由外角的性质可求,即可求解.
【详解】解:∵将线段绕点顺时针旋转,得到线段,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴的度数是定值,不变
故选:C.
考点二 等腰三角形的判定定理
判定等腰三角形的核心是证明两边相等或两角相等,中考常结合全等三角形、角平分线性质考查。
定义判定:有两条边相等的三角形是等腰三角形;
等角对等边:有两个角相等的三角形是等腰三角形(即 ,中考高频判定方法);
拓展判定:线段垂直平分线上的点到线段两端点的距离相等(可间接判定等腰三角形)。
易错点提示
用“等角对等边”判定时,需明确角与边的对应关系,避免张冠李戴;
忽略三角形内角和限制,如已知两角为100°和40°,误判为等腰三角形(100°只能为顶角)。
1.(2025·北京海淀)如图,中,平分,交于点,若,,则长度为( )
A.4.5 B.3 C.4 D.5
【答案】C
【分析】本题考查角平分线的定义、平行线的性质、等腰三角形的判定,熟练掌握等角对等边是解答的关键.
先根据角平分线的定义和平行线的性质得到,再根据等角对等边得到,然后进行线段的和与差即可求解.
【详解】解:∵平分,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
故选:C.
2.(2025·北京延庆)在几何的学习中,我们常常在学习了图形的性质后,通过研究其逆命题得到图形的判定方法.在学习完等腰三角形的判定之后,小明根据“等腰三角形底边上的高线、中线及顶角的平分线互相重合”这个性质定理,有了这样的思考:当三角形的一条角平分线恰好也是这个三角形的中线时,这个三角形是等腰三角形吗?
小明画出图形,经过分析找到了两种解决问题的方法.
如图,在中,平分,且点是的中点.求证:.
方法一
方法二
证明:过点分别作的垂线,垂足分别为点.
证明:延长到,使得,连接.
请你从两种方法中任选一个,完成证明.
【答案】见解析
【分析】本题考查角平分线的性质,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,是解题的关键:
方法一:角平分线的性质,得到,中线得到,证明,得到,进而得到,即可得证;
方法二:证明,得到,,进而求出,进而得到,进而得到,即可.
【详解】方法一:证明:过点分别作的垂线,垂足分别为点.
∴,
∵平分,
∴,
∵是的中线,
∴,
∴,
∴,
∴;
方法二:证明:延长到,使得,连接.
∵是的中线,
∴,
又∵,
∴,
∴,,
∵平分,
∴,
∴,
∴,
∴.
3.(2025·北京通州)如图,在中,,,、分别是、的平分线,经过点O,且,分别交于点M、N,则的周长是 .
【答案】7
【分析】本题考查了等腰三角形的判定,角平分线的定义,平行线的性质.根据角平分线的定义和平行线的性质可证和是等腰三角形,从而可得,,然后利用等量代换可得:的周长,即可解答.
【详解】解:、分别是、的平分线,
,,
,
,,
,,
,,
,,
的周长
,
故答案为:7.
考点三 等边三角形
等边三角形是中考的高频考点,常以计算、证明题形式出现,需掌握其特殊性质与判定。
1. 定义
三条边都相等的三角形叫做等边三角形,也叫正三角形。
2. 性质(兼具等腰三角形性质,且更特殊)
三边相等,三角都相等,且每个角都等于 60°;
每条边上的中线、高和所对角的平分线都互相重合(三线合一);
是轴对称图形,有 3条 对称轴(每条边的垂直平分线)。
3. 判定方法(中考必考)
判定类型
具体条件
定义判定
三边都相等的三角形是等边三角形
角度判定
三个角都相等的三角形是等边三角形
特殊判定
有一个角是 60° 的等腰三角形是等边三角形(北京中考高频考点)
1.(2025·北京·模拟预测)在中,将线段绕点B逆时针旋转得到线段,连接并延长交的平分线于点E,连接.
(1)如图1,若,得______;
(2)如图2,若,
①判断形状,并证明;
②过点C作平行线,过点D作平行线,两条平行线相交于点F,过点F作于点H.
依题意补全图形,用等式表示线段与的数量关系,并证明.
【答案】(1)
(2)①是等边三角形,证明见解析;②见解析,,证明见解析
【分析】(1)设,则,,证明得到,再由三角形外角的性质即可得到答案;
(2)①同理可得,再证明,得到,则,即可证明是等边三角形;②先根据题意作图,连接,证明四边形是平行四边形,得到,证明是等边三角形,得到;进一步证明,得到,则可证明,进而可证明
【详解】(1)解:由旋转的性质可得,
设,
∵平分,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴;
(2)解:①是等边三角形,证明如下:
由旋转的性质可得,
设,
∵平分,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴;
在和中,
,
∴,
∴,
∴,
∴是等边三角形;
②补全图形如下,,证明如下:
如图所示,连接,
∵,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∵,
∴是等边三角形,
∴;
∵是等边三角形,
∴,
∴,
∴.
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴;
【点睛】本题主要考查了全等三角形的性质与判定,等边三角形的性质与判定,平行四边形的性质与判定,旋转的性质,等腰三角形的性质与判定和三角形外角的性质,正确作出辅助线构造全等三角形是解题的关键.
2.(2025·北京石景山·一模)如图,等边中,于点D,点E在上,的垂直平分线交于点P,连接.若,,则四边形的周长为 .
【答案】/
【分析】本题考查了等边三角形的性质,含30度角的直角三角形,线段垂直平分线的性质,先利用等边三角形的性质可得,,从而可得,,然后在中,利用含30度角的直角三角形可得,再利用线段垂直平分线的性质可得:,最后利用四边形的周长公式进行计算,即可解答.根据题目的已知条件并结合图形添加适当的辅助线是解题的关键.
【详解】解:是等边三角形,
,,
,
,,
,
是的垂直平分线,
,
四边形的周长
,
故答案为:.
3.(2025·北京密云·一模)如图,等边三角形的边长为a,分别以A,B,C为圆心,以长为半径作弧,得到三段相等的弧,,,将,,组成的图形称为“洛尔三角形”.设的中心为O.下列说法中:
①“洛尔三角形”上任意一点到O的距离相等;
②将“洛尔三角形”绕点O按逆时针方向旋转后与原“洛尔三角形”重合;
③“洛尔三角形”的周长等于以A为圆心,长为半径的半圆的周长;
④若P是“洛尔三角形”上一个定点,Q是“洛尔三角形”上一个动点,则的最大值是a.
所有正确说法的序号是( )
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①②③④
【答案】C
【分析】本题考查了求弧长,等边三角形的判定和性质,根据旋转的性质求解,解题关键是理解“洛尔三角形”的定义.
根据的圆心与的中心不同,可判断①;根据各条弧绕点O按逆时针方向旋转后,找到旋转后的弧即可判断②;分别求出“洛尔三角形”的周长和长为半径的半圆的周长,就可判断③;根据“洛尔三角形”任一边的圆心到这一边的最远距离可判断④.
【详解】解:∵是以点C为圆心,的中心为O,
∴点O为的垂直平分线上的点与点C为不同的点,
∴上的点到点O的距离不相等,故①错误;
∵绕点O按逆时针方向旋转后与重合,
绕点O按逆时针方向旋转后与重合,
∴将“洛尔三角形”绕点O按逆时针方向旋转后与原“洛尔三角形”重合,故②正确;
∵“洛尔三角形”的周长等于,长为半径的半圆的周长为,
∴“洛尔三角形”的周长等于以A为圆心,AB长为半径的半圆的周长,故③正确;
∵,,都是以a为半径的圆弧,P是“洛尔三角形”上一个定点,Q是“洛尔三角形”上一个动点,
∴“洛尔三角形”任一边的圆心到这一边的最远距离为a,
∴的最大值是a,故④正确.
综上所述,正确说法的序号是②③④.
故选: C.
考点四 等腰三角形的常见计算与解题方法
1. 角度计算(分类讨论是关键)
已知一个角求另外两个角
若已知角为顶角:底角 = 顶角;
若已知角为底角:顶角 = 底角;
注意:已知角若大于等于90°,则该角必为顶角(底角不能大于90°)。
结合外角、平行线性质计算:利用等腰三角形底角相等、三角形外角等于不相邻两内角和解题。
2. 边长计算与周长求解(需结合三边关系)
已知两边求周长:分两种情况(腰或底边),再根据三角形三边关系验证是否成立;
例:已知等腰三角形两边长为3和5,周长为 或 ;
结合勾股定理计算:等腰三角形底边上的高将三角形分成两个全等的直角三角形,用勾股定理求高或边长。
3. 证明线段/角相等的核心思路
利用“三线合一”直接证明线段相等或垂直;
证明三角形全等,结合等腰三角形性质推导;
利用线段垂直平分线、角平分线的性质转化线段关系。
1.(2025·北京西城)如图,在中,于平分,则 ,若点是线段的中点,则 .
【答案】 3
【分析】本题主要考查了平行四边形的性质、等角对等边、勾股定理、直角三角形的性质等知识点,灵活运用相关知识成为解题的关键.
根据平行四边形的性质可得、、,则;根据角平分线的定义以及等角对等边可得,则;再运用勾股定理可得、,最后根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半成为解题的关键.
【详解】解:∵,
∴,,,
∴,
∵平分,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴
∴,
∴,
∵点是线段的中点,
∴.
故答案为:3,.
2.(2023·北京顺义·二模)如图,在中,,分别是,的平分线,过点D作,分别交,于点E,F.若,,则的长为 .
【答案】10
【分析】根据角平分线的定义可得,,根据平行线的性质可得,,进一步可得,,可得,,进一步可得的长.
【详解】解:∵平分,平分,
∴,,
∵,
∴,,
∴,,
∴,,
∴,
故答案为:10.
【点睛】本题考查了等腰三角形的判定,平行线的性质,角平分线的定义,熟练掌握这些知识是解题的关键.
3.(2024·北京海淀)如图,ABC中,AB>AC,AE平分∠BAC,BD⊥AE于D,CE⊥AE于E,F为BC的中点,给出结论:①FD∥AC;②FE=FD;③AB﹣AC=DE;④∠BAC+∠DFE=180°.其中正确的是( )
A.①② B.①②③ C.①②④ D.①②③④
【答案】C
【分析】延长CE交AB于G,延长BD交AC延长线于H,根据角分线与垂线,三角形全等判定与性质,三角形中位线定理和矩形的判定和性质解答即可.
【详解】解:延长CE交AB于G,延长BD交AC延长线于H,
∵AE平分∠GAC, BD⊥AE,
∴∠BAD=∠HAD,∠ADB=∠ADH=90°
在△ADB和△ADH中,
∴△ADB≌△ADH(ASA)
∴BD=HD,
∵F为BC的中点,
∴BF=CF,BD=HD,,
∴DF∥CH,即DF∥AC,故①正确,
∵AE平分∠GAC, CE⊥AE,
∴∠GAE=∠CAE,∠AEG=∠AEC=90°
在△AGE和△ACE中,
∴△AGE≌△ACE(ASA)
∴GE=CE,
∴DF=CH,
∵GE=CE,BF=CF,
∴EF=BG,
∵GB=AB﹣AG=AH﹣AC=CH,即GB=CH,
∴GB=CH,即EF=DF,
故②正确,
∴AB﹣AC=AB﹣AG=BG,
过G作GI⊥BH于I,
∵∠GED=∠EDI=∠GID=90°,
∴四边形GIDE是矩形,
∴GI=ED,
∴BG>GI=ED,
∴AB﹣AC>DE,故③错误;
∵EF∥BG,DF∥HC,
∴∠FED=∠BAD,∠FDE=∠HAD,
∴∠FED+∠FDE=∠BAD+∠HAD=∠BAC,
∵∠FED+∠FDE+∠EFD=180°,
∴∠BAC+∠EFD=180°,
故④正确;
故选:C.
【点睛】本题考查角平分线,垂线,三角形全等判定与性质,三角形中位线,矩形判定,直角三角形中斜边大于直角边,三角形内角和,掌握角平分线,垂线,三角形全等判定与性质,三角形中位线,矩形判定,直角三角形中斜边大于直角边,三角形内角和是解题关键.
命题点一 等腰三角形的基本概念与性质
►题型01 等腰三角形的定义
1.概念混淆:误将等边三角形排除在等腰三角形范畴外,忽略等边三角形是特殊的等腰三角形(等腰定义为“有两条边相等”,等边三条边都相等,满足定义)。
2.定义与判定倒置:把“有两个角相等的三角形是等腰三角形”的判定定理,当作等腰三角形的定义(定义核心是两条边相等,角相等是性质/判定,非定义)。
3.边的界定错误:混淆“腰”与“底边”的概念,或漏记定义的核心条件“两条边相等”,表述成“有相等边的三角形”(未明确数量,易误解)。
4.前提疏漏:忽略定义的“三角形”前提,误将非三角形图形(如四边形)中相等的边当作等腰判定依据。
【典例】(2025·北京门头沟)学习了三角形的有关内容后,张老师请同学们交流这样一个问题:“已知一个等腰三角形的周长是12,其中一条边长为3,求另两条边的长”.同学们经过片刻思考和交流后,小明同学举手讲:“另两条边长为3、6或4.5、4.5”,你认为小明回答是否正确: ,理由是 .
【答案】 不正确 3,3,6不能组成三角形
【分析】本题分成两种情况,当3为底边时或当3为腰时,分情况讨论即可.
【详解】解:当3为底边时,另两边为4.5、4.5,
当3为腰时,另两边为3、6,但是3+3=6,所以不能组成三角形,所以另两边只能为4.5、4.5,
故小明回答不正确,理由是3,3,6不能组成三角形,
故答案为:不正确;3,3,6不能组成三角形.
【点睛】本题考查,等腰三角形的性质,三角形的三边关系,能够熟练应用等腰三角形的性质是解决本题的关键.
【变式1】(2023·北京丰台)如图所示的网格是正方形网格,则 (点A,B,C,D,E是网格线交点).
【答案】
【分析】连接AD,计算证明△ADC是等腰直角三角形,证明∠BAC+∠CDE=∠ACD,即可求解.
【详解】连接AD,如图:
∵,,,
即,
∴△ADC是等腰直角三角形,且∠ADC,
∴∠ACD,
∵∠BAC=∠ACF,∠CDE=∠DCF,
∴∠BAC+∠CDE=∠ACF +∠DCF=∠ACD,
故答案为:.
【点睛】本题考查了勾股定理的逆定理,勾股定理,等腰直角三角形的判定和性质,正确作出辅助线是解题的关键.
【变式2】(2024·北京一模)等腰三角形一腰上的高与另一腰的夹角是60°,则顶角的度数是( )
A.30° B.30°或150° C.60°或150° D.60°或120°
【答案】B
【分析】本题要分情况讨论.当等腰三角形的顶角是钝角或者等腰三角形的顶角是锐角两种情况.
【详解】解:①当为锐角三角形时,如图1,
∵∠ABD=60°,BD⊥AC,
∴∠A=90°-60°=30°,
∴三角形的顶角为30°;
②当为钝角三角形时,如图2,
∵∠ABD=60°,BD⊥AC,
∴∠BAD=90°-60°=30°,
∵∠BAD+∠BAC=180°,
∴∠BAC=150°
∴三角形的顶角为150°,
故选:B.
【点睛】本题主要考查了等腰三角形的性质及三角形内角和定理,做题时,考虑问题要全面,必要的时候可以做出模型帮助解答,进行分类讨论是正确解答本题的关键.
题型02 等边对等角
1.适用范围误用:将“等边对等角”套用在非等腰三角形上,忽略该性质仅适用于等腰三角形的前提。
2.边角对应错位:在等腰三角形中,找错相等边对应的角,混淆腰与底、底角与顶角的对应关系。
3.性质判定倒置:把“等边对等角”(边相等→角相等,性质)与“等角对等边”(角相等→边相等,判定)的因果逻辑搞反。
4.多等腰图形混淆:复杂图形中存在多个等腰三角形时,交叉套用性质,张冠李戴对应边角。
5.等边三角形疏漏:忽略等边三角形是特殊等腰三角形,误用“等边对等角”推导时,漏记三角均为60°的结论。
【典例】(2025·北京·模拟预测)如图,在中,,点P为平面内一点,连接,将线段绕点A顺时针旋转至,使得,连接,,.
(1)如图1,当点P在内部时,求证:;
(2)如图2,当点P在所在直线上方时,与交于点F,若,F是的中点,求证∶.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】本题考查旋转的性质,全等三角形的判定及性质,等腰三角形的性质,掌握全等三角形的判定及性质是解题的关键.
(1)通过“”证明即可得证;
(2)取的中点M,连接,先证明,得到,再由,得到,进而证明,得到,由得到,即可证明,得到,因此,得到,最后由即可得证.
【详解】(1)证明:∵,
∴,
即,
∵由旋转有,
又,
∴,
∴
(2)证明:取的中点M,连接,
由旋转可得,
∵,
∴,即,
∴在和中,
,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵点F是的中点,
∴,
∴在和中,
,
,
∴,
∵,
∴,
∴在和中,
,
∴,
∴,
∴,
∴.
∵,
∴,
∵,,
∴.
【变式1】(2025·北京海淀)如图,在中,,,过点做,点在点的左侧,是的中点,连接并延长交的延长线于点.
(1)求证:;
(2)连接,过点作交于点,平分交于点,交于点,用等式表示线段之间的数量关系,并证明.
【答案】(1)见解析
(2),证明见解析
【分析】(1)由题意得,再利用证明即可得结论;
(2)过点作垂直于延长线于,连接,由(1)可知,根据勾股定理可得,由(1)可知,则,即为的中点,可得,可知,,,得,再证,结合,可证,进而证得,得,由,即可证明结论.
【详解】(1)证明:∵是的中点,
∴,
又∵,
∴,,
∴,
∴;
(2),证明如下:
过点作垂直于延长线于,连接,
由(1)可知,
∵,,
∴,则,
∵,则,
∴,
在中,,
∴,
由(1)可知,则,即为的中点,
∴,
∴,,,
∵,
∴,
∵平分,
∴,
∵,即,
∴,
又∵
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴.
【点睛】本题考查全等三角形的判定及性质,勾股定理,直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,等腰三角形的性质等知识点,添加辅助线构造全等三角形和直角三角形是解决问题的关键.
【变式2】(2025·北京·模拟预测)如图,在中,.D为边上一点,,连接,过点A作的垂线,交于点E,交于点F,点E关于直线的对称点为点G,连接并延长交于点H.
(1)依题意补全图形;
(2)若,求的大小(用含的式子表示);
(3)用等式表示线段,和的数量关系,并证明.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)
【分析】(1)按照题目补图即可;
(2)连接,根据轴对称的性质和全等三角形的判定与性质可得出,,根据三角形内角和定理和对顶角的性质可求出,根据等边对等角和三角形内角和定理可求出,然后根据三角形外角的性质即可求解;
(3)过C作交于M,根据证明,得出,根据(2)中,得出,结合对顶角的性质可得出,根据证明,得出,根据线段的和差关系可求出,根据勾股定理求出,即可得证.
【详解】(1)解∶补全图形如图所示:
;
(2)解:连接,
∵E、G关于对称,
∴,,
又,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴;
(3)解:,
理由:过C作交延长线于M,
∵,,
∴,
∵,,,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∵,
∴,
又,,
∴,
又,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴.
【点睛】本题考查了轴对称的性质,全等三角形的判定与性质,等腰三角形的性质,三角形内角和定理,三角形外角的性质,勾股定理等知识,明确题意,添加合适辅助线,数形结合,构造全等三角形是解题的关键.
►题型03 三线合一
1.适用范围误判:将“三线合一”套用在腰上的中线、高或角平分线,忽略其仅适用于等腰三角形底边上的三条线。
2.前提条件缺失:忘记“等腰三角形”的核心前提,对普通三角形错误使用该性质。
3.概念理解偏差:误认为“三线”是三条独立的线,忽略其本质是同一条线同时具备中线、高、角平分线的三重属性。
4.逻辑因果倒置:看到某条线是高就直接判定为中线或角平分线,未先确认三角形为等腰三角形。
5.等边三角形疏漏:忽略等边三角形作为特殊等腰三角形,每条边上的三线都合一,或混淆其三线数量与等腰三角形的区别。
【典例】(2024·北京西城)如图,等腰三角形的顶角平分线交于,,,则底边长为 .
【答案】6.
【分析】根据等腰三角形三线合一的性质利用勾股定理求得BD的长,再根据BD的长为BC的一半即可求得结果.
【详解】解:∵等腰三角形中,,是的平分线,
,,
∵,,
在中,,
∴.
故答案为:6.
【点睛】本题主要考查了等腰三角形三线合一的性质,勾股定理的应用,熟记性质是解题的关键.
【变式1】(2024·北京昌平)如图,在中,,在边上截取,连接,过点A作于点E.已知,,如果F是边的中点,连接,那么的长是( )
A.1 B.2 C.3 D.5
【答案】A
【分析】本题考查了勾股定理、等腰三角形的性质及三角形中位线的性质,根据勾股定理求得,进而可得,再证得是的中位线,从而可求解,熟练掌握等腰三角形的三线合一性质是解题的关键.
【详解】解:,,,,
,
,,,
,点是的中点,
,
又F是边的中点,
是的中位线,
,
故选A.
【变式2】(2025·北京朝阳)已知线段与点,,,点,在直线的同则,点为的中点,连接,.
(1)如图,若点在上,,则______;
(2)如图,若点在下方,.写出一个的度数(用含的式子表示),使得对于任意的点总有,并证明.
【答案】(1);
(2),见解析
【分析】()延长,交于点,证明得,,再根据,,得,进而得,由此可得的度数;
()当时,使得对于任意的点总有,延长到,使,连接,,先证明,得,,再证明,进而证明,则,进而得,则,据此可得;
此题主要考查了全等三角形的判定和性质,等腰三角形的性质,多边形的内角和,熟练掌握全等三角形的判定和性质,正确地添加辅助线构造全等三角形是解题的关键.
【详解】(1)解:延长,交于点,如图所示,
∵,
∴,
∴,
∴,,
∵点为的中点,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,
故答案为:;
(2)解:,使得对于任意的点总有,证明如下:
延长到,使,连接,,如图所示,
∵点为的中点,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∵,,
∴,
在五边形中,,
∴,
又∵,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴.
命题点二 等腰三角形的判定定理
►题型01 根据等角对等边证明等腰三角形
1.适用范围误判:在两个不同三角形中套用“等角对等边”,忽略性质仅适用于同一三角形的前提。
2.边角对应错位:找错相等角所对的边,混淆“角对边”的对应关系,误将非对应边判定相等。
3.判定性质混淆:将“等角对等边”(判定)与“等边对等角”(性质)因果倒置,用边相等反推角相等来凑判定条件。
4.隐含条件漏用:忽略公共角、角平分线、平行线性质等能证角相等的隐含条件,无法凑齐“等角”前提。
5.复杂图形套用失误:多三角形嵌套时,交叉使用不同三角形的等角,张冠李戴判定等腰。
6.逻辑不严谨:未明确证出两角相等,就直接依据“等角对等边”判定等腰,缺少核心推理步骤。
【典例】(2025·北京)下列说法:①有一个角是的等腰三角形是等边三角形;②如果三角形的一个外角平分线平行于三角形的一边,那么这个三角形是等腰三角形;③三角形三边的垂直平分线的交点与三角形三个顶点的距离相等;④有两个角相等的等腰三角形是等边三角形,其中正确的结论是( )
A.①④ B.①②④ C.②③ D.①②③
【答案】D
【分析】本题主要考查等边三角形的判定定理,线段垂直平分线的性质及等腰三角形的定义,熟练掌握各个概念是解题的关键;因此此题可根据等边三角形的判定定理,线段垂直平分线的性质及等腰三角形的定义进行排除选项即可.
【详解】解:①有一个角是的等腰三角形是等边三角形,说法正确;
②如果三角形的一个外角平分线平行于三角形的一边,那么这个三角形是等腰三角形,说法正确;理由如下:如图,是的一个外角,平分,且,求证:是等腰三角形;
∵平分,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴是等腰三角形;
③三角形三边的垂直平分线的交点与三角形三个顶点的距离相等,根据“线段垂直平分线的性质”可知该说法正确;
④有两个角相等的等腰三角形是等边三角形,题中并未说明这两个角是两个底角还是一个顶角和底角,所以不一定是等边三角形,故说法错误;
故选:D.
【变式1】(2024·北京西城)在中,,,P是线段上的动点(不与点B,C重合),将线段绕点P顺时针旋转得到线段.
(1)如图1,当,且点D在线段上时,求证;
(2)如图2,点D在内部,过点D作的垂线,与直线交于点Q.
①请根据题意,将图形补充完整;
②判断与的数量关系,并证明.
【答案】(1)见解析
(2)①见解析;②,证明见解析
【分析】本题主要考查了三角形外角的性质,等腰三角形的判定,直角三角形斜边上的中线等于斜边 的一半,全等三角形的判定与性质以及平行线分线段成比例定理等知识.
(1)先根据三角形外角的性质得出,再由等角对等边可得结论;
(2)①根据题意补全图形即可;②连接AQ,取AQ中点M,连接MC,MD,证明,再根据证明得,得到,再根据平行线分线段成比例定理可得结论
【详解】(1),,
.
.
(2)①如图所示.
②.
证明:连接AQ,取AQ中点M,连接MC,MD.
∵,,
.
又,,
.
,
,
∴
,
.
【变式2】(2025·北京)请阅读下面材料,填空,并解决后续问题.
学习了等腰三角形,我们知道,等边对等角,即在一个三角形中,等边所对的角相等;反过来,等角对等边.那么,不相等的边(或角)所对的角(或边)之间的大小关系怎样呢?大边所对的角也大吗?
如图1,在中,如果,那么我们可以将折叠(即),使边落在上,点C落在上的D点,折线交于点E,即作的平分线,交于E,在边上截,连结,则可通过证明全等得到:
① .
再由外角可以得到: ② ,∴.
这样,我们证明了,在一个三角形中,大边所对的角也较大.从上面的过程可以看出,利用轴对称的性质,可以把研究角的问题与研究边的问题互相转化,利用这样的想法,请解决以下问题:
已知:如图2,中,,平分,请用等式表示线段,,之间的数量关系,并证明.
【答案】①,②;,理由见解析
【分析】根据角平分线的定义可得,证得,可得,再根据三角形外角的性质和等量代换即可求解;在上取点F,使,根据角平分线的定义可得,证得,可得,,再根据三角形外角的性质可等量代换可得,由等腰三角形的判定可得,即可得证.
【详解】解:∵平分,
∴,
又∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
故答案为:①,②;
,理由如下:
在上取点F,使,
∵平分,
∴,
∵,,
∴,
∴,,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴.
【点睛】本题考查角平分线的定义、三角形外角的性质、等腰三角形的判定、全等三角形的判定与性质,熟练掌握全等三角形的判定与性质是解题的关键.
题型02 根据等角对等边证明边相等
1.适用范围越界:在两个不同三角形中套用定理,忽略“等角对等边”仅适用于同一三角形的核心前提。
2.边角对应错位:找错相等角所对的边,误将非对应边角关联,导致判定的“相等边”错误。
3.判定性质混淆:将“等角对等边”(角相等→边相等,判定)与“等边对等角”(边相等→角相等,性质)因果倒置,用边相等反推角相等来凑条件。
4. 角相等证明不严谨:未通过对顶角、角平分线、平行线等条件严格证出两角相等,仅凭直观判断就套用定理,缺乏核心依据。
5.复杂图形张冠李戴:多三角形嵌套时,混淆角所属的三角形,把甲三角形的等角套用到乙三角形中判定边相等。
【典例】(2025·北京石景山)如图,在矩形中,,点,分别在,边上,将四边形沿直线翻折,点恰好落在点处,点的对应点为点.
(1)求证:
(2)若,,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)5
【分析】此题考查了矩形的折叠问题、勾股定理、等角对等边等知识,熟练掌握折叠的性质是关键.
(1)证明,根据等角对等边即可得到结论;
(2)设,则.得到,.在中,由勾股定理,得,据此列方程并解方程即可得到答案.
【详解】(1)证明:如图,
∵四边形是矩形,
∴.
∴.
∵四边形沿直线翻折得到四边形,
∴.
∴.
∴.
(2)解:设,则.
∵四边形沿直线翻折得到四边形,
∴,
∴.
∵四边形是矩形,
∴.
在中,由勾股定理,得,
即.
解得.即.
【变式】(2025·北京)如图,中,点D是的中点,点E是上一点,与的延长线交于点F,.
(1)__________;
(2)判断并证明和的数量关系.
【答案】(1)
(2),见解析
【分析】本题是三角形综合题,考查了全等三角形的判定和性质,等腰三角形的判定等知识,添加恰当辅助线构造全等三角形是解本题的关键.
(1)可证明,利用等角对等边即可得出;
(2)延长至H,使,连接,由可证,可得,结合,可证,可得结论.
【详解】(1)解:∵,
∴,
∴,
故答案为:;
(2)解:,
证明如下:如图,延长至H,使,连接,
∵点D是的中点,
∴
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴.
【变式】(2025·北京海淀)如图,菱形的边,.
(1)菱形的高的长度是 ;
(2)P是上一点,,Q是边上一动点,将点A沿直线作对称,A的对应点为,当的长度最小时,的长为 .
【答案】 7
【分析】(1)作于,根据菱形的性质可判断为等边三角形,三线合一结合勾股定理求出的长即可;
(2)勾股定理求出的长,根据,得到在线段上时,的值最小,推出即可.
【详解】解:(1)作于,如图,
菱形的边,,
∴,,
为等边三角形,
∴,
;
即:菱形的高的长度是;
故答案为:;
(2)由(1)知:,,
,
,
在中,
.
将点A沿直线作对称,A的对应点为,
∴,
∴,
当点在上时,的值最小,此时,
∵,
,
,
;
故答案为7.
【点睛】本题考查了菱形的性质,折叠的性质,等边三角形的判定和性质,等腰三角形的判定和性质,勾股定理,解决本题的关键是确定点在上时,的值最小.
题型03 根据等角对等边求边长
1.跨三角形套用定理:忽略“等角对等边”仅适用于同一三角形的前提,在两个不同三角形中用等角直接判定边相等。
2.边角对应错位:找错相等角所对的边,如等腰三角形中误将底角对应底边、顶角对应腰,导致边长对应关系错误。
3.角相等证明不严谨:未通过角平分线、平行线、对顶角等条件严格证出角相等,仅凭直观判断就套用定理,边长推导的核心前提缺失。
4.忽略三边关系验证:算出边长后未检验是否满足“三角形两边之和大于第三边”,出现无效解。
5.等腰多解情况漏算:已知角求边长时,忽略角可能是顶角或底角的情况,导致漏解;或未排除底角为钝角的矛盾情形。
6.性质混用逻辑混乱:结合三线合一、全等性质时,因果倒置(如先用边长相等反推角相等),导致边长计算错误。
【典例】如图,在中,是边上一点,是边的中点,作交的延长线于点.
(1)证明:;
(2)若,,,求.
【答案】(1)见解析;(2)3
【分析】(1)根据平行线的性质可得∠A=∠FCE,∠ADE=∠F,根据中点的定义可得AE=CE,最后利用AAS即可证出;
(2)根据等角对等边即可求出AB=AC=10,然后根据(1)中全等可得AD=CF=7,即可求出.
【详解】(1)证明:∵
∴∠A=∠FCE,∠ADE=∠F
∵是边的中点
∴AE=CE
在△ADE和△CFE中
∴
(2)解:∵,,,
∴AB=AC=CE+AE=2CE=10
∵
∴AD=CF=7
∴DB=AB-AD=3
【点睛】此题考查的是平行线的性质、全等三角形的判定及性质和等腰三角形的判定,掌握平行线的性质、全等三角形的判定及性质和等角对等边是解决此题的关键.
【变式1】(2025·北京昌平)如图,平行四边形中,,平分交边于点,则等于 .
【答案】2
【分析】本题主要考查了平行四边形的性质,等角对等边,角平分线的定义,证明,得到是解题的关键.先根据平行四边形的性质得到,进一步证明,得到,则.
【详解】解:∵四边形是平行四边形,
∴,
∴,
∵平分,
∴,
∴,
∴,
∴,
故答案为:.
【变式2】(2025·北京)如图,矩形中,,,点是边上一点,连接,将沿折叠,使点落在点处,连接.当时,的长为 .
【答案】
【分析】由矩形的性质得,由折叠的性质得,,由平行线的性质得,,所以,再根据等角对等边得,所以,即可得解.
【详解】解:四边形是矩形,
,
由折叠得:,,
,
,,
,
,
,
,
,
故答案为:.
【点睛】本题考查了矩形的性质,折叠的性质,等角对等边,平行线的性质,熟练掌握以上知识点是解答本题的关键.
题型04 直线上与已知两点组成等腰三角形的点
1.漏解情况频发:忽略等腰三角形的三种构成情况(已知两点为腰的两个顶点、已知两点为底边的顶点),只算其中1-2种,导致点的数量少算。
2.忽略直线限制:求出的点未检验是否在给定直线上,纳入非直线上的点,出现无效解。
3.距离关系混淆:混淆腰长与底边长的对应关系,误将“已知两点间线段为腰”和“为底边”的情况搞混,计算点的位置错误。
4.未排除共线无效解:未验证三点是否共线,若三点共线则无法构成三角形,需剔除这类错误解。
5.重复点未剔除:三种情况计算出的点可能重合,未合并重复点,导致解的数量虚增。
【典例】(2024·北京昌平)如图,点在直线上,点在直线外.若直线上有一点使得为等腰三角形,则满足条件的点位置有 个.
【答案】4
【分析】本题考查了等腰三角形的定义,垂直平分线的性质,根据题意,分三种情况求解,即可得到答案,利用分类讨论的思想解决问题是关键.
【详解】解:如图,
①以为圆心,长为半径画弧,与直线交于点、,
此时,和为等腰三角形,
②以为圆心,长为半径画弧,与直线交于点,
此时,为等腰三角形,
③作的垂直平分线,与与直线交于点,
此时,为等腰三角形,
即满足条件的点位置有4个,
故答案为:4.
【变式1】(2024·北京朝阳)已知:如图,线段直线l.(设到直线l的距离为d,满足)
求作:点P.使得点P在直线l上,且点P、点A、点B构成的三角形为等腰三角形(保留作图痕迹,不必写出作法).
(1)满足条件的点共有_________个;
(2)在图中用尺规作图作出满足条件的点P;
(保留作图痕迹,不必写出作法,不同的点从左到右用下标以示区别,如:)
(3)其中,使得的周长最小的点是_________.
【答案】(1)
(2)见解析
(3)
【分析】本题考查了作图,熟悉基本几何图形的性质是解题的关键.
(1),(2)以点为圆心,为半径画弧交直线于点和点,再以为圆心,为半径画弧交直线于点和点,然后再作的垂直平分线交直线于点;
(3)个等腰三角形中的周长最小.
【详解】(1)解:满足条件的点一共是个;
(2)解:以点为圆心,为半径画弧交直线于点和点,再以为圆心,为半径画弧交直线于点和点,然后再作的垂直平分线交直线于点.
;
(3)解:由图可知,的周长最小,
故使得的周长最小的点是.
【变式2】(2023·北京海淀)如图,线段的一个端点B在直线m上,直线m上存在点C,使为等腰三角形,这样的点C有( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【答案】C
【分析】以A为圆心,以的长为半径画弧与直线m交于点D,此时,同理以B为圆心以的长为半径画弧与直线m交于E、C,此时,,再作的垂直平分线与直线m交于点F,此时,据此可得答案.
【详解】解:如图所示,
以A为圆心,以的长为半径画弧与直线m交于点D,此时,同理以B为圆心以的长为半径画弧与直线m交于E、C,此时,,再作的垂直平分线与直线m交于点F,此时,
∴直线m上存在4个点C,使为等腰三角形,
故选:C.
【点睛】本题考查了等腰三角形的定义,线段垂直平分线的性质,解题的关键在于能够熟练掌握等腰三角形的定义.
命题点三 等边三角形
题型01 等边三角形的性质
1.从属关系混淆:误将等边三角形排除在等腰三角形范畴外,忽略等边是特殊等腰三角形的属性。
2.三线合一误用:忘记等边三角形每条边的中线、高、角平分线都三线合一,仍按等腰三角形仅底边三线合一的思路套用。
3.角度认知偏差:计算时忽略内角均为60°;外角计算错误,未掌握外角恒为120°的结论。
4.性质判定倒置:用“三线合一”直接判定三角形为等边,忽略需结合其他条件(如一角为60°的等腰三角形才是等边)。
5.对称轴数量记错:混淆等边(3条对称轴)与等腰三角形(1条对称轴)的对称轴数量。
【典例】(2025·北京海淀)如图,等边三角形纸片的边长为8,D为边上的点,过点D作交于点G,于点E,过点G作于点F,把三角形纸片分别沿按图所示方式折叠,点A、B、C分别落在点、、处,若点、、在长方形内,且互不重合,此时我们称(即图中阴影部分)为“重叠三角形”.设的长为m,若重叠三角形存在,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由折叠的性质可得,求出当点与点重合时,点与点F重合,m的值,即可求m的范围.
本题考查了翻折变换,等边三角形的性质,直角三角形的性质,理解题意是解决本题的关键.
【详解】解:∵等边三角形纸片的边长为8,
∴,
∵,即,
∴,
∴,
由折叠的性质得:,
当点与点重合时,不存在,
此时,
∴,
∴当时,存在,此时,
∴,
∴,
∵点、、在长方形内,
∴点最远落在矩形的边上,即点与点F重合,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴m的取值范围是.
故选:A
【变式1】(2025·北京)如图,点M在等边三角形的边上,,垂足为是射线上一点,N是线段上一动点.当最小时,,则的长为( )
A.13 B.14 C.15 D.16
【答案】A
【分析】本题主要考查等边三角形的性质,轴对称图形的性质,含30度角的直角三角形的性质,掌握以上知识,合理作图是关键.
根据题意,延长,作点关于的对称点,当点三点共线,且时,的值最小,结合含30度角的直角三角形的性质即可求解.
【详解】解:∵是等边三角形,
∴,
如图所示,延长,作点关于的对称点,
∴,
∴,
当点三点共线,且时,的值最小,
∴在中,,,
∴,
∵对称,
∴,且,
∴,
∴,
∴,
∴,
故选:A.
【变式2】(2025·北京)如图,在等边和等边中,,,三点共线,与,与与分别交于点,点,点,下列四个结论中:①;②平分;③;④.所有正确的结论是( )
A.①② B.①②③ C.①③④ D.①②③④
【答案】D
【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,角平分线的判定,三角形的面积等知识,本题综合性较强,难度较大.
根据等边三角形的性质,利用可证明,可判断①;过点C作于点G,于点H,根据全等三角形的性质可得,即可判断②;证明,得出,证明为等边三角形,得出,得出,可判断③;在上截取,证明,得出,,证明为等边三角形,得出,可判断④.
【详解】解:在等边中,,,
在等边中,,,
∵B、C、D共线,
∴,,
即,
在与中,
,
∴,
∴,故①正确;
过点C作于点N,于点M,如图所示:
∵,
∴,,
即,
∴,
∴平分,故②正确;
∵,B、C、D共线,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴为等边三角形,
∴,
∴,
∴,故③正确;
在上截取,如图所示:
∵,,
∴,
∴,,
∴,
∴为等边三角形,
∴,
∴,故④正确,
综上所述,正确的有①②③④.
故选:D.
题型02 等边三角形的判定
1.遗漏前提条件:误将“有一个角为60°的三角形”判定为等边,忽略需先证等腰三角形的前提。
2.判定条件残缺:仅证两边相等或两角相等,未补充60°角或第三条边/角相等的条件。
3.角度逻辑疏漏:误以为“两角为60°”不足以判定,或错算内角和导致角度推导错误。
4.等腰等边混淆:用等腰三角形的判定条件(两边/两角相等)直接当作等边的判定依据。
5.复杂图形对应错位:多三角形嵌套时,找错边、角所属三角形,交叉套用判定条件。
【典例】如图,已知为边的中点,于点.请仅用无刻度直尺按下列要求作图(保留作图痕迹).
(1)在图1中,将绕点顺时针旋转;
(2)若为的中点,在图2中,将绕点顺时针旋转.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】(1)连接,交于点G,连接并延长交于点F,则即为绕点顺时针旋转得到的线段,根据等腰三角形三线合一和全等三角形的性质证明即可;
(2)同(1)作出点G,连接交于点M,连接并延长交于点H,则即为所求.
【详解】(1)如图所示,
∵,D为边的中点
∴,即垂直平分
∴
∴
∴
∴
∵
∴
又∵,
∴
∴
∴
又∵,
∴
∴,
∴绕点顺时针旋转得到;
(2)如图所示,
∵为的中点
∴
∵
∴是等边三角形
∴,
∴
∴
∵点M在上,点E和点G关于对称
∴和关于对称
∴点F和点H关于对称
∴
∴是等边三角形
∴
∴
∴将绕点顺时针旋转得到.
【点睛】此题考查了全等三角形的性质和判定,等边三角形的性质和判定,轴对称性质等知识,解题的关键是掌握以上知识点.
【变式】(2024·北京西城·模拟预测)已知四边形是的角平分线,交射线于E,线段的延长线上取一点F使,直线交于点G.
(1)补全图形;
(2)猜想的形状,并证明你的猜想;
(3)求与的数量关系.
【答案】(1)见解析
(2)是等边三角形.理由见解析
(3)
【分析】本题考查了平行四边形的判定和性质,等边三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质等知识.
(1)根据要求画出图形即可;
(2)结论:是等边三角形.想办法证明,推出,可得结论;
(3)结论:.过点A作交于点T.证明四边形是平行四边形,推出,再利用全等三角形的性质证明,可得结论.
【详解】(1)解:图形如图所示:
(2)结论:是等边三角形.
理由:∵平分,
∴垂直平分线段,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴是等边三角形;
(3)解:结论:.
理由:过点A作交于点T.
∵,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴.
【变式2】如图,在中,平分,交于点,且,连接,延长与交于点,连接、.下列结论中:①;②是等边三角形;③;④.其中所有正确结论的序号是( )
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①②③④
【答案】B
【分析】根据平行四边形的性质、平行线的性质以及角平分线的定义可得,进而可得,然后结合已知条件可得,于是可判断②;根据等边三角形的性质可得,然后根据即可证明,从而可判断①;由与等底()等高(与间的距离相等)可得,进而可判断④;若=,则根据等腰三角形的性质和平行线的性质得,但题中未限定这一条件,从而可判断③不一定正确;于是可得答案.
【详解】解:∵四边形是平行四边形,
∴,,,
∴,
又∵平分,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴是等边三角形;故②正确;
∴,
∵,
∴;故①正确;
∵与等底()等高(与间的距离相等),
∴,故④正确.
∵
∴
若,则,
∵
∴
∴,
∴,
∴,
∴,
但题中未限定这一条件,
∴③不一定正确;
故选:B.
【点睛】本题考查了平行四边形的性质、等腰三角形的性质、全等三角形的判定和性质、等边三角形的判定和性质以及三角形的面积等知识,熟练掌握上述知识是解题的关键.
突破一 等腰三角形的性质和判定
【典例】(2025·北京石景山·二模)如图,在中,,,是边上一点(不与点,重合),线段绕点顺时针旋转得到线段,连接.
(1)求的度数.
(2)如图,连接,是中点,是中点,连接,,用等式表示线段与的数量关系,并证明.
【答案】(1)
(2),证明见解析
【分析】()在上取点,使得,可证,可得,再根据等腰直角三角形的性质可得,进而即可求解;
()延长与交于点,连接,,,由等腰直角三角形的性质可得,,,再证明,可证,可得,,即得,即可证明,得到,,即得到为等腰直角三角形,进而即可求证.
【详解】(1)解:在上取点,使得,
∵线段绕点顺时针旋转得到线段,
∴,.
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴
∴,
∴;
(2)解:.
证明:延长与交于点,连接,,,
∵,,是中点,
∴,,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,,
∵是中点,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∵,,
∴,
又∵,
∴,
∴,,
∴,
∴为等腰直角三角形,
∵,
∴,
即.
【点睛】本题考查了旋转的性质,等腰直角三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,平行线的判定和性质,直角三角形斜边上的中线长等于斜边的一半,正确作出辅助线是解题的关键.
【变式1】(2025·北京专题)如图,在中,,,于,将射线绕点顺时针旋转得到射线,过点作的垂线交于点,交射线于点,连接.
(1)依题意补全图形,并求的大小(用含的式子表示);
(2)在上取点,使,连接.用等式表示线段与的数量关系,并证明.
【答案】(1)
(2),证明见解析
【分析】(1)根据要求画出图形,证明,再证明,即可得到结论;
(2)过点作于,连接DH,证明.则,,在以为圆心,BD为半径的圆上.得到.证明.得到.求出.即可得到结论.
【详解】(1)解:如图所示:
如图,∵射线绕点顺时针旋转得到射线,
∴
.
,于.
∴.
∵于,
∴.
∴.
∴.
∵,
∴.
(2)线段和的数量关系为.
证明:过点作于,连接,如图所示.
∵于,
∴.
∵,
∴.
∵由(1),,
∴.
,,在以为圆心,为半径的圆上.
∴.
∵.
∴.
∴.
∴.
∵,,
∴.
∴.
∵,,
∴.
∵,
∴.
∵,
∴.
【点睛】此题考查了全等三角形的判定和性质、旋转的性质、解直角三角形、圆周角定理直角三角形的性质等知识,熟练掌握旋转的性质和全等三角形的判定是解题的关键.
【变式】(2025·北京石景山·模拟预测)如图,在中,,().将射线绕点顺时针旋转得到射线,射线与直线的交点为点.在直线上截取(点在点右侧),将直线绕点顺时针旋转所得直线交直线于点.
(1)如图1,当点与点重合时,补全图形并求此时的度数;
(2)当点不与点重合时,依题意补全图2,用等式表示线段与的数量关系.
【答案】(1)见解析,
(2)见解析,
【分析】本题考查了等腰三角形的性质,全等三角形的判定和性质,直角三角形的性质.关键是添加辅助线构造全等三角形,找到线段的等量关系.
(1)当点与点重合时,是等腰三角形,等边对等角,,,可求的度数,,可求的度数.
(2)在的延长线上截取,连接,以点为圆心,为半径作弧,交于点,连接,,证明可得,即可得到和的等量关系.
【详解】(1)解:补全图形见图:
∵点与点重合,,,
∴,
在中,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴;
(2)解:补全图形如图:
,理由如下:
如图,在的延长线上截取,连接,以点为圆心,为半径作弧,交于点,连接,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴在等腰中,,
∵,
∴,
在中,,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴.
突破二 旋转与等边对等角
【典例】(2024·北京大兴·一模)在中,,,点D是线段上一个动点(不与点A,B重合),,以D为中心,将线段顺时针旋转得到线段,连接.
(1)依题意补全图形;
(2)求的大小(用含的代数式表示);
(3)用等式表示线段,,之间的数量关系,并证明.
【答案】(1)图见解析
(2)
(3),证明见解析
【分析】(1)依题意补全图形即可;
(2)由等边对等角及三角形的内角和定理可得,再由三角形外角的性质可得,然后根据角的和差关系即可解答;
(3)过点D作,交于点F,交的延长线于点M,先证明,可得,再证明,可得,进而证明,则,于是可得,然后由勾股定理可得,再根据线段的和差关系及等量代换即可得出结论.
【详解】(1)解:根据题意补全图形如下:
(2)解:∵,,
∴,
∴,
将线段顺时针旋转得到线段,
,
∴;
(3)解:,证明如下:
如图,过点D作,交于点F,交的延长线于点M,则,
∴,
即:,
∵,
,
∴,
∴,
由旋转的性质可得:,
∴,
∴,
∵,,
∴,,
∴,
∴,
∴,
在中,,
,
,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴.
【点睛】本题主要考查了旋转的性质,等腰三角形的性质,全等三角形的判定与性质,三角形外角的性质,勾股定理等知识点,添加适当辅助线构造全等三角形是解题的关键.
【变式1】(2025·北京海淀·模拟预测)现有一半径10米的圆形场地,建立如图所示的平面直角坐标系,场地圆心的坐标为.机器人在该场地中(含边界),根据指令完成下列动作:先朝其面对的方向沿直线行走距离,再在原地逆时针旋转角度,执行任务.机器人位于坐标原点处,且面对轴正方向.
(1)若给机器人下达指令,则机器人至少重复执行 次该指令能回到坐标原点处;
(2)若机器人重复执行2次相同指令后位于圆心处,则应给机器人下达的指令是 .
【答案】 4
【分析】本题主要考查了旋转的性质、等腰三角形的判定与性质、解直角三角形、三角形外角的性质等知识点,根据题意正确画出图形是解题的关键.
(1)根据题意以及旋转的定义画出图形即可解答;
(2)如图,先解直角三角形得到,再根据题意以及等边对等角、三角形外角的性质得到,再解直角三角形求得即可解答.
【详解】解:(1)如图,给机器人下达指令,第一次到达的位置,第二次到达的位置,第三次到达的位置,第四次到达的位置,
∴机器人至少重复执行4次该指令能回到坐标原点O处,
故答案为:4.
(2)如图:
∵场地圆心的坐标为,
∴,
∴,即,
∵机器人重复执行2次相同指令后位于圆心处,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴给机器人下达指令是.
故答案为:.
【变式2】(2025·北京大兴·二模)如图,在中,,,为内一点,,其中,将线段绕点顺时针旋转得到线段,连接,作直线交于点.
(1)求的度数;
(2)用等式表示,,的数量关系,并证明.
【答案】(1)
(2),见解析
【分析】(1)利用证明,即可求得;
(2)过点作交于点,求得,再证明,求得,在和中,分别利用勾股定理求解即可.
【详解】(1)解:,
.
即,
又,
,
;
(2)解:用等式表示线段,,的数量关系为:,
证明:过点作交于点,
在中,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
又,
,
.
在中,
,
,
,
在中,,
,
,
,
,
,
,
即.
【点睛】本题考查了旋转的性质,勾股定理,等腰直角三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,正确引出辅助线解决问题是解题的关键.
突破三 等边三角形的判定和性质
【典例】在等边△ABC外侧作直线AM,点C关于AM的对称点为D,连接BD交AM于点E,连接CE,CD,AD.
(1)依题意补全图1,并求∠BEC的度数;
(2)如图2,当∠MAC=30°时,判断线段BE与DE之间的数量关系,并加以证明;
(3)若0°<∠MAC<120°,当线段DE=2BE时,直接写出∠MAC的度数.
【答案】(1)补全图形如图1所示,见解析,∠BEC=60°;(2)BE=2DE,见解析;(3)∠MAC=90°.
【分析】(1)根据轴对称作出图形,先判断出∠ABD=∠ADB=y,再利用三角形的内角和得出x+y即可得出结论;
(2)同(1)的方法判断出四边形ABCD是菱形,进而得出∠CBD=30°,进而得出∠BCD=90°,即可得出结论;
(3)先作出EF=2BE,进而判断出EF=CE,再判断出∠CBE=90°,进而得出∠BCE=30°,得出∠AEC=60°,即可得出结论.
【详解】(1)补全图形如图1所示,
根据轴对称得,AD=AC,∠DAE=∠CAE=x,∠DEM=∠CEM.
∵△ABC是等边三角形,
∴AB=AC,∠BAC=60°.
∴AB=AD.
∴∠ABD=∠ADB=y.
在△ABD中,2x+2y+60°=180°,
∴x+y=60°.
∴∠DEM=∠CEM=x+y=60°.
∴∠BEC=60°;
(2)BE=2DE,
证明:∵△ABC是等边三角形,
∴AB=BC=AC,
由对称知,AD=AC,∠CAD=2∠CAM=60°,
∴△ACD是等边三角形,
∴CD=AD,
∴AB=BC=CD=AD,
∴四边形ABCD是菱形,且∠BAD=2∠CAD=120°,
∴∠ABC=60°,
∴∠ABD=∠DBC=30°,
由(1)知,∠BEC=60°,
∴∠ECB=90°.
∴BE=2CE.
∵CE=DE,
∴BE=2DE.
(3)如图3,(本身点C,A,D在同一条直线上,为了说明∠CBD=90°,画图时,没画在一条直线上)
延长EB至F使BE=BF,
∴EF=2BE,
由轴对称得,DE=CE,
∵DE=2BE,
∴CE=2BE,
∴EF=CE,
连接CF,同(1)的方法得,∠BEC=60°,
∴△CEF是等边三角形,
∵BE=BF,
∴∠CBE=90°,
∴∠BCE=30°,
∴∠ACE=30°,
∵∠AED=∠AEC,∠BEC=60°,
∴∠AEC=60°,
∴∠MAC=180°﹣∠AEC﹣∠ACE=90°.
【点睛】此题是三角形综合题,主要考查了等边三角形的判定和性质,轴对称的性质,等腰三角形的性质,三角形的内角和定理,作出图形是解本题的关键.
【变式1】(2024·北京东城·一模)已知:在中,,.
(1)如图,将线段绕点逆时针旋转得到,连接、,的平分线交于点,连接.
求证:;
求证:;
(2)在图中,若将线段绕点顺时针旋转得到,连结、,连结,请补全图形,若,求.
【答案】(1)见解析;见解析;
(2)图见解析,.
【分析】()线段绕点逆时针旋转得到, 得,,故,且,知,而,,平分,有,,从而,可得,,即知,, 又,得;
过点作于点,由知:,由,,得,即可得,故;
()以为顶点,为一边作,设交于,可得,根据将线段绕点顺时针旋转得到得,, 可求出,,证明,即得,知是的垂直平分线,可得 ,,而是等边三角形,有 ,再证,得,即可得.
【详解】(1)证明:如图:
∵将线段绕点逆时针旋转得到,
∴,,
∴,且,
∴,
∵,,平分,
∴,,
∵,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∵,
∴;
过点作于点,如图:
由知:,
∵,,
∴,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴;
(2)补全图形如下:
以为顶点,为一边作,设交于,
∵,,
∴,
∴,
∵将线段绕点顺时针旋转得到,
∴,,
∴,,
∴,,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴是的垂直平分线,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∵,,
∴是等边三角形,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴的长为.
【点睛】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,等边三角形的判定与性质,旋转的性质,熟练掌握知识点的应用及正确添加辅助线是解题的关键.
【变式2】(2024·北京海淀·一模)在中.,,将线段绕点A顺时针旋转得到线段.点D关于直线的对称点为E.连接,.
(1)如图1,当时,用等式表示线段与的数量关系,并证明;
(2)连接,依题意补全图2.若,求的大小.
【答案】(1),证明见解析;
(2).
【分析】(1)先证明是等边三角形,由等边三角形的性质与直角三角形的性质得,再根据正切三角函数定义求解即可得出结论.
(2)方法一:延长至,使,连接,,,,,如图2,先证明,再证明,得.从而得出.即可求解.
方法二:如图3,取中点,连接,,,,设.先证明,再证明.得.即可求解.
【详解】(1)解:线段与的数量关系:.
证明:连接,如图1.
点,关于直线对称,
直线是线段的垂直平分线.
.
.
.
是等边三角形.
,.
中,,,
.
依题意,得,点在上.
.
.
.
.
.
在中,.
.
.
(2)解:依题意补全图2,如图.
方法一:延长至,使,连接,,,,,如图2.
,
.
,
是等边三角形.
,.
点,关于直线对称,
直线是线段的垂直平分线.
,.
.
,
.
,
.
.
,
.
,,
.
.
.
.
方法二:如图3,取中点,连接,,,,设.
点,关于直线对称,
直线是线段的垂直平分线.
,.
.
.
,
.
.
,,
.
.
.
由(1)可得.
为中点,
.
.
,,,
.
.
.
,,
.
.
.
【点睛】本题考查轴对称的性质,线段垂直平分线的性质,等边三角形的判定与性质,直角三角形的性质,等腰三角形的性质,正切三角函数,旋转的性质,全等三角形的判定与性质.掌握旋转的性质、全等三角形的判定与性质、正切三角函数等知识是解题的关键.
1.(2024·北京丰台·一模)如图,直线,直线l与直线a,b分别交于点A,B,点C在直线b上,且.若,则的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了等腰三角形的性质,平行线的性质,先利用等腰三角形的性质可得,然后再利用平行线的性质可得.
【详解】解:,,
,
,
,
故选C.
2.(2025·北京丰台·一模)如图,是等边三角形且边长为1,点,,分别在边的延长线上,,连接,.给出下面四个结论:
①是等边三角形;
②;
③的面积为;
④的外心与的外心重合.
上述结论中,所有正确结论的序号是( )
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①②③④
【答案】B
【分析】本题考查了等边三角形的性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理.利用证明,推出,证明是等边三角形;利用三角形的外角性质求得,可证明;利用勾股定理求得,求得;利用等边三角形的外心和内心的性质据此即可得解.
【详解】解:∵是等边三角形且边长为1,
∴,,
∵,
∴,,
∴,
∴,
∴是等边三角形,故①正确;
∵,,
∴,
∴,即,故②正确;
∵,,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,故③错误;
设的外心为,
∵是等边三角形,
∴点也是的内心,作于点,于点,
∴,,
∴,
∴,
∴,同理,则,
∴的外心与的外心重合,故④正确.
综上,正确的有①②④,
故选:B.
3.(2025·北京西城·一模)如图,等边的边长为,将边,,分别绕点,,逆时针旋转得到线段,,,连接,,.对给出下面三个结论:
①对任意都有是等边三角形;
②存在唯一一点到点,,的距离相等;
③当时,的周长是.
上述结论中,所有正确结论的序号是( )
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
【答案】D
【分析】连接、、,根据旋转和等边三角形的性质可证明,得到,,进而证明,得到,即可判断①,根据三角形外接圆的性质可判断②,连接,当时,、、共线,、、共线,,求出,,根据等腰三角形的性质可得,推出,根据勾股定理求出,,即可判断③.
【详解】解:如图,连接、、,
是等边三角形,
,,
由旋转可得:,,,,
,,即,
,
,,
,即,
,
,
,
对任意都有是等边三角形,故①正确;
不在同一直线上的三个点确定一个圆,的外接圆的圆心到点,,的距离相等,且外接圆的圆心是唯一的,
存在唯一一点(的外接圆的圆心)到点,,的距离相等,故②正确;
如下图,连接,当时,、、共线,、、共线,,
,,
,
,
,
,
,
的周长是,故③正确;
故选:D.
【点睛】本题考查了旋转的性质,等边三角形的判定与性质,全等三角形的判定与与性质,勾股定理,解题的关键是掌握相关知识.
4.(2025·北京·二模)中国科学技术馆有“圆与非圆”展品,涉及了“等宽曲线”的知识.因为圆的任何一对平行切线的距离总是相等的,所以圆是“等宽曲线”.除了圆以外,还有一些几何图形也是“等宽曲线”,如勒洛三角形(图1).它是分别以等边三角形的每个顶点为圆心,以边长为半径,在另两个顶点间画一段圆弧,三段圆弧围成的曲边三角形.图2是等宽的勒洛三角形和圆.下列说法中错误的有( )
(1)勒洛三角形是轴对称图形;
(2)图1中,点到上任意一点的距离都相等;
(3)图2中,勒洛三角形上任意一点到等边三角形的中心的距离都相等;
(4)图2中,等宽的勒洛三角形和圆,它们的周长相等.
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【答案】B
【分析】根据轴对称的性质,圆的性质,等边三角形的性质判断即可.
本题考查了平行线的距离,等边三角形的性质,轴对称的性质,正确的理解题意是解题的关键.
【详解】解:(1)勒洛三角形是轴对称图形,正确;
(2)图1中,点A到上任意一点的距离都是半径,故相等;
(3)图2中,连接,连接并延长交弧于G,
设等边三角形的边长为a,
则,
∵,
∴,
∴勒洛三角形上任意一点到等边三角形的中心的距离不相等,故错误;
(4)设等边三角形的边长为a,
∴勒洛三角形的周长,
圆的周长,
∴勒洛三角形的周长与圆的周长相等,故正确.
所以错误的只有1个;
故选:B.
5.(2025·北京顺义·二模)如图,在四边形中,,,,平分,.设,,,给出下面三个结论:
①分别以为直径的圆的面积比为;
②;
③与的面积和为.
上述结论中,所有正确结论的序号是( )
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
【答案】D
【分析】结论①在中,由,根据勾股定理得出与的长度关系,再依据圆面积公式计算以、为直径的圆面积比.结论②在中,先利用勾股定理得到三边关系,再根据三角形三边关系判断与的大小,通过对和作差比较,得出与的大小关系. 结论③延长交于,证明,得出相关线段和面积关系,结合的面积,推导出与的面积和.
【详解】在中,
∵,
∴ ,
设直径为,直径为 ,
∴
∴以为直径的圆面积 ,
以为直径的圆面积 ,
∴,
∴分别以,为直径的圆的面积比为,结论①正确.
在中,,,,
∴即,
,即 .
∵, , ,
∴ ,即 ,
∴,结论②正确.
延长交于点 .
∵平分,,
∴,,
∵,
∴ ,
∴,.
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴
∴
∴
∴结论③正确.
综上,①②③都正确,
故选:D.
【点睛】本题考查勾股定理、三角形三边关系、全等三角形的判定与性质、圆的面积公式以及三角形面积的计算;解题关键是利用图形性质和相关定理建立边与边、面积与面积之间的联系来判断结论 .
6.(2025·北京东城·二模)如图,将正五边形纸片沿着虚线剪开,记阴影部分Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ的面积分别为,,.
给出以下结论:
①Ⅰ和Ⅱ合在一起(无重叠部分)能拼成一个等腰三角形;
②Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ合在一起(无重叠部分)能拼成一个等腰梯形;
③;
④Ⅰ中最大内角的度数是最小内角度数的3倍.
上述结论中,所有正确结论的序号是( )
A.①② B.①④ C.①②③ D.①②④
【答案】D
【分析】本题考查了正多边形的性质,等腰三角形的判定与性质,全等三角形的判定与性质,掌握等腰三角形的判定与性质是解题的关键;依题意得阴影Ⅰ,Ⅲ是两个全等的等腰三角形,Ⅱ是等腰三角形,利用边角关系可判定①②④;在上取,连接,则可判断③;
【详解】解:如图,
在正五边形中,,
,
∴;
同理:,
∴,
∴,,
∴,
∴,
即;
∵,
∴,
即是等腰三角形;
而此三角形是由Ⅰ和Ⅱ合在一起的三角形;
故①正确;
∵,,
∴,
∴,
∴Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ合在一起(无重叠部分)能拼成一个等腰梯形;
故②正确;
∵,
∴;
故④正确;
在上取,连接,
则,
∴,
∴,
显然,故③不正确;
综上,正确的有①②④;
故选:D.
7.(2025·北京·模拟预测)已知锐角.如图,
(1)在射线上取一点C,以点O为圆心,长为半径作,交射线于点D,连接;
(2)分别以点C,D为圆心,长为半径作弧,交于点M,N;
(3)连接,.
根据以上作图过程及所作图形,下列结论:
①;②;③;④若,则.所有正确结论的序号是( )
A.①② B.③④ C.①②③ D.①②③④
【答案】D
【分析】本题主要考查作图复杂作图,等边三角形的判定及性质,圆周角定理,弧、弦、圆心角之间的关系.根据弦、弧、圆心角的关系判断①;连接,根据等腰三角形的性质和三角形的内角和得到,再根据圆周角定理得到,即可求出,得到判断②,根据两点间线段最短判断③;连接,然后根据三角形的内角和求出,即可得到是等边三角形,判断④解题即可.
【详解】解:∵,
∴,
∴,故①正确;
连接,
∴,
又∵,
∴,
∴,故②正确;
又∵,
∴,即,故③正确;
连接,设,则,,
在中,,
解得,
∴,
∴,故④正确;
故选:D.
8.(2025·北京·模拟预测)如图,和都是等腰直角三角形,,的顶点A在的斜边上,连接.给出下面四个结论:
;②;③; .
上述结论中,所有正确结论的序号是( )
A.①②③④ B.①②③ C.①③④ D.②④
【答案】A
【分析】本题考查了等腰直角三角形的性质,勾股定理,全等三角形的判定与性质,熟练掌握各知识点是解题的关键.
由即可判断②;然后证明,根据对应角相等以及等腰直角三角形锐角为即可证明③;对等腰直角运用勾股定理即可判断①;对运用勾股定理判断④.
【详解】解:∵和都是等腰直角三角形,
∴,
∴,即:,故②正确;
∵,
∴,
∴,,
∴,
∴,故③正确,
∵在等腰直角中,,,
∴,
∴,故①正确;
∵,
∴在中,,
∵为等腰直角三角形,
∴,
∴,
∵,
∴,故④正确;
∴正确结论的序号①②③④,
故选:A.
9.已知,点在边上,点是边上一动点,,将线段绕点逆时针旋转,得到线段,连接,再将线段绕点顺时针旋转,得到线段,作于点.
(1)如图1,.
①依题意补全图形:
②连接,求的度数;
(2)如图2,当点在射线上运动时,用等式表示线段与之间的数量关系,并证明.
【答案】(1)①见解析;②
(2)
【分析】(1)①根据题干描述作图即可;
②由旋转可得且,进而证明是等边三角形,推出,再结合可得答案;
(2)如图,连接,,同(1)可证是等边三角形,再证,推出,,进而证明,最后根据含30度角的直角三角形的性质即可求解.
【详解】(1)解:①补全图形如下;
②如图,连接,
线段绕点A逆时针旋转,
且,
是等边三角形,
,
,
,
,
;
(2)解:,
证明:如图,连接,,
由(1)②知是等边三角形,
,,
线段绕点O顺时针旋转,得到线段,
,,
是等边三角形,
,,
,
,
,,
,
,
,
,
,
,
,
在中,
.
【点睛】本题考查旋转的性质,等边三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,含30度角的直角三角形的性质等,熟练掌握旋转的性质是解题的关键.
10.(2025·北京专题)如图,在中,,,是边上一点.为的中点.将线段绕点顺时针旋转得到,连接.
(1)依题意补全图形;
(2)若点N是的中点,连接和,猜想线段与的数量关系和位置关系,并证明.
【答案】(1)见解析
(2),,证明见解析
【分析】(1)根据题意作图即可;
(2)延长至点,使,延长至点,使,连接,,,,,根据中位线定理可得,,,,可得、和都是等腰直角三角形,继而得到、和都是等腰直角三角形,证明,可得,,,从而得到,延长,,相交于点,证得,即可得到.
【详解】(1)解:如图所示:
(2)解:由旋转得,.
如图所示,延长至点,使,延长至点,使,连接,,,,,
、、分别是、、的中点,
,,
,,
,,,
且,
和都是等腰直角三角形,
∴,
,,
,,是的中点,
,,
,
,
、和都是等腰直角三角形,
,,
,
在和中,
,
,
,,,
,,,
,
延长,,相交于点,
在中,,
在中,,
,
在中,,,
,
,
,
,
,,
,
线段与的数量关系是,位置关系是.
【点睛】本题主要考查了三角形中位线定理、等腰直角三角形的性质以及全等三角形的判定与性质,需要通过构造辅助线,利用以上知识来证明线段与的数量关系和位置关系.
11.(2025·北京朝阳·二模)如图,在四边形中,,相交于点,,点在上,.
(1)求证:四边形是平行四边形;
(2)若,,,,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)5
【分析】本题考查了平行四边形的性质与判定、解直角三角形、三线合一、勾股定理,熟练掌握相关知识点是解题的关键.
(1)利用平行线的性质得到,,结合推出,得到,再利用平行四边形的判定即可证明;
(2)在中利用正切的定义得到,利用平行四边形的性质得到,由得到,最后利用勾股定理即可求解.
【详解】(1)证明:,
,.
又,
,
,
又,
四边形是平行四边形.
(2)解:,,
在中,,
,
四边形是平行四边形,
,,
,,
,
又,
,
,
.
12.(2025·北京丰台·二模)在中,,,是内一动点,连接,将线段绕点顺时针旋转得到线段,连接.
(1)如图1,当点与点重合时,求证:;
(2)如图2,当点在外部时,与交于点,取中点,连接、,直接写出的大小,并证明.
【答案】(1)见解析
(2)的大小为,见解析
【分析】本题考查了旋转的性质,等腰三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,四边形内角和等知识,作辅助线构造全等三角形是解题关键.
(1)根据旋转的性质和等边对等角的性质,得到,进而得出,再根据等腰三角形三线合一的性质证明即可;
(2)延长至点G,使得,连接、,.证明,从而得到,再根据四边形内角和和邻补角的定义,得到进而证明,再根据等腰三角形三线合一的性质求解即可;
【详解】(1)证明:由题意可知,,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴.
(2)解:的大小为.证明如下:
如图,延长至点G,使得,连接、,.
∵是中点,
∴.
∵,
∴.
∴,.
∴.
∴,
∵,,
∴在四边形中,.
∵,
∴.
∴.
∵,
∴.
∵,
∴.
∴.
∵.
∴.
∴.
1.(2025·北京东城)如图1,在中,,,在中,,,,点C,B,E在一条直线上.若在图1的基础上,保持不动,把绕点C按逆时针方向旋转一定的角度,使得点A落在边上(如图2),则旋转角 °.
【答案】
【分析】本题主要考查了含30度直角三角形的性质、勾股定理、等腰三角形的判定与性质、三角形的内角和定理等知识点,灵活运用相关知识是解题的关键.
在中,运用已知条件以及勾股定理可得;在依据含30度直角三角形的性质以及勾股定理可得、,如图:过C作于F,运用等面积法可求得,由勾股定理可得,即是等腰直角三角形,易得,最后根据三角形内角和定理求解即可.
【详解】解:在中,,,,
∵,
∴,解得:,
∵在中,,,,
∴,
∵,
∴,即,解得:,
∴
如图:过C作于F,
∵,
∴,解得:,
∴,
∴,即是等腰直角三角形,
∴,
∴.
故答案为:.
2.(2025·北京朝阳)如图,中,和的角平分线交于点,经过点与交于点,以为边向两侧作等边和等边,分别和,交于点G,H,连接.若,,,.则下列结论中正确的有 (填序号)
①;
②是等边三角形;
③与互相垂直平分;
④.
【答案】①②
【分析】根据三角形的角平分线交于一点可得为的平分线,利用角平分线的定义和三角形的内角和定理,通过计算即可得出即可判断①正确;通过证明即可判断②正确;,为的角平分线,得到垂直平分,可证明,则不垂直平分,据此可判断③;根据角平分线的性质得到到的距离相等,设到的距离为,可求出,根据可判断④.
【详解】解:∵和的角平分线交于点,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,故①正确;
∵三角形的三条角平分线相交于一点,
∴为的角平分线,
∴,
∵以为边向两侧作等边和等边,
∴,,,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∵,
∴是等边三角形,故②正确;
∵,为的角平分线,
∴垂直平分,
∵是等边三角形,,
∴,,
∵,
∴,
∴点G不在线段的垂直平分线上,
∴不垂直平分,故③错误;
∵,,,为的角平分线,
∴到的距离相等,
设到的距离为,
∵
∴,
∴
,故④错误;
∴正确的有①②
故答案为:①②.
【点睛】本题主要考查了角平分线的定义,全等三角形的判定与性质,线段垂直平分线的判定与性质,等边三角形的判定与性质,三角形的内角和定理,三角形的面积公式.利用相关定义、性质与公式对每个选项进行判定是解题的关键.
3.(2025·北京大兴)如图,是等边三角形,是边上的一个动点(点与点,不重合),且,.给出下面四个结论:
①;
②是等边三角形;
③点,,三点可能在同一条直线上;
④存在点,使得是等腰三角形.
上述结论中,所有正确结论的序号是 .
【答案】①②④
【分析】本题主要考查三角形全等的判定与性质,等边三角形的判定及等腰三角形的判定,证得是解题的关键,再逐项判断即可.
【详解】对于①,是等边三角形,
,
在和中,
,
,
,
,
(内错角相等,两直线平行),故①正确;
对于②,由①知,
,
,
,
则是等边三角形,故②正确;
对于③,,
,
,
,
所以点,,三点不可能在同一条直线上,故③错误;
对于④,,
,
若是等腰三角形,则,
,
,
故存在,当为中点时,是等腰三角形,故④正确;
故答案为:①②④.
4.(2025·北京海淀)如图,是等边三角形,为边的中点,则 度;当cm,为中线上的动点,则的最小值是 .
【答案】
【分析】本题考查等边三角形的性质,含的直角三角形,垂线段最短等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造直角三角形解决问题.
过点作于,过点作于.求出,再证明,根据垂线段最短,解决问题即可.
【详解】①解:如图,过点作于,过点作于.
是等边三角形,,
,平分,
,
故答案为:;
②,
,
,,
根据面积可得,
,
,
,
的最小值为.
故答案为:.
5.(2025·北京东城)如图,在中,,,为的中线,E是上一点,连接,将线段绕点C顺时针旋转得到,过点F作交的延长线于点G.
(1)求证:;
(2)连接,取的中点H,连接,.依题意补全图形,用等式表示线段与之间的数量关系,并证明.
【答案】(1)见解析
(2)图见解析,,证明见解析
【分析】(1)斜边上的中线得到,证明,得到,即可得证;
(2)根据题意,补全图形,作交的延长线于点,连接,易得为等腰直角三角形,得到,证明,得到,三线合一,得到垂直平分,进而推出,再根据三角形的中位线定理,即可得出结论.
【详解】(1)证明:∵,,为的中线,
∴,
∴,
∵旋转,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴;
(2)解:由题意补全图形如图:,证明如下:
作交的延长线于点,连接,
∵,,
∴,
∴为等腰直角三角形,
∴,
∵旋转,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,为的中线,
∴,
∴垂直平分,
∴,
∴,
∵,为的中点,
∴,
∵,
∴为的中线,
∴,
∵为的中点,
∴,
∴.
【点睛】本题考查等腰三角形的判定和性质,全等三角形的判断和性质,旋转的性质,斜边上的中线,三角形的中位线定理,熟练掌握相关知识点,添加辅助线,证明三角形全等,是解题的关键.
6.(2025·北京)如图,在中,,,,分别为上两动点,.过点作交于,以为斜边,在的下方作等腰,连接.
(1)如图,当点与点重合时,点、、重合,连接,若,求的长;
(2)如图,点与点不重合,且时,用等式表示,,的数量关系,并证明.
【答案】(1)
(2),证明见解析
【分析】本题考查了等腰直角三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理,熟练掌握相关知识是解题的关键.
(1)根据勾股定理易得的长,由等腰直角三角形的性质可得的长,,进而再次根据勾股定理求解即可;
(2)过点作交延长线于点,过点作交于点,连接,先证,再证,可得,,所以为等腰直角三角形,最后证,即可得解.
【详解】(1)解:由题意得,, ,
,为等腰直角三角形,
,
为等腰直角三角形,
,,
,
在中, ,
即;
解得(负值已舍去),
在中,;
(2)解:.
证明:如图,过点作交延长线于点,过点作交于点,连接,
,
,,
,
,
,
在和中,
,
,
,,
为等腰直角三角形,
,,,
,,,,
, ,
在和中,
,
,
,,
为等腰直角三角形,
,
,
,
,
在和中,
,
,
,
,
即.
7.(2025·北京西城)如图,在中,,,点在边上,点为中点,点为中点,连接交于点,过点作的垂线交于点.
(1)补全图形;
(2)写出和的数量关系,并证明你的结论;
(3)直接用等式表示线段、、之间的数量关系.
【答案】(1)见解析
(2),证明见解析
(3)
【分析】本题考查了平行线分线段成比例,中位线的性质与判定,等腰直角三角形的性质与判定,勾股定理,全等三角形的性质与判定;
(1)根据题意补充图形,即可求解;
(2)连接,过点作交于点,证明,即可求解;
(3)连接并延长交于点,证明得出是等腰直角三角形,则,设,由(2)得出,在中,,得出,即可得出结论.
【详解】(1)解:如图所示,
(2)解:,证明如下:
如图所示,连接,过点作交于点,
∵点为中点,点为中点,
∴
∵,,
∴,
∴
∵
∴
∴
∵点为中点,,,
∴
∴是等腰直角三角形,
∴
∵
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
又∵
∴
∴
∴,
∴
∴
(3)如图,连接并延长交于点,
∵,点为中点,
∴
∴是的中点,则
∵点为中点,点为中点,
∴
∴
∴
∵
∴,则是等腰直角三角形,
∵是的中点,
∴
∴是等腰直角三角形,
∴
设,
由(2)
∴
在中,
∴
∴
1.(2025·四川绵阳·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,等边的顶点,将向左平移1个单位长度,则平移后点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查等边三角形的性质,坐标系中图形的平移,根据等边三角形的性质求出点坐标是解题关键.
过点B作的垂线,通过点A,C的坐标确定与坐标轴的位置关系,再利用等边三角形的性质求出点B的坐标,利用坐标系中图形的平移规律求解即可.
【详解】解:如图,过点B作,垂足为D,
∵,,
∴轴,
∴轴,
∵是等边三角形,,
∴,
又,
∴,,
∴,
,
∴,
∴在向左平移1个单位长度后,点B的坐标为,
故选:A.
2.(2025·黑龙江哈尔滨·中考真题)如图,中,,点为的中点,以点为圆心,适当长为半径画弧,分别交,于点,,分别以点,为圆心,大于的长的一半为半径画弧,两弧交于点,画射线交于点,连接,则的长是( )
A.5 B. C.8 D.
【答案】A
【分析】本题主要考查了尺规作图-角平分线,等腰三角形的性质,直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半等知识点,熟练掌握以上知识点并能灵活运用是解决此题的关键.由作图可得平分,由得,再由点为的中点得,进而即可得解.
【详解】解:由作图知,平分,
∵,
∴,
∵点为的中点,
∴,
故选:A.
3.(2025·江苏盐城·中考真题)七巧板具有深厚的文化底蕴,由正方形、平行四边形和大小不一的等腰直角三角形组成,小明用七巧板拼成的丹顶鹤如图所示,且过点作直线,若,则的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】此题重点考查等腰直角三角形的性质、平行线的性质等知识,推导出是解题的关键.
由等腰直角三角形的性质得,由,得,而,则,所以,于是得到问题的答案.
【详解】解:如图,和都是等腰直角三角形,,
,,
,
,
,
,
,
,
,
故选:B.
4.(2025·青海西宁·中考真题)如图,在正五边形内,以为边作等边,再以点A为圆心,长为半径画弧.若,则图中阴影部分的面积是 .
【答案】
【分析】本题考查正多边形的内角问题,等边三角形的性质,求扇形的面积,熟练掌握相关公式是解题的关键.先求出正五边形的一个内角的度数,根据等边三角形的性质,结合角的和差关系,求出的度数,再根据扇形的面积公式进行计算即可.
【详解】解:∵正五边形,
∴,
∵为等边三角形,,
∴,
∴,,
∴阴影部分的面积即为扇形的面积:;
故答案为:.
5.(2025·河北·中考真题)2025年3月是第10个全国近视防控宣传教育月,活动主题为“抓早抓小抓关键,更快降低近视率”,图是一幅眼肌运动训练图,其中数字对应的点均匀分布在一个圆上,数字0对应圆心.图中以数字对应的点为端点的所有线段中,有一条线段的长与其他的都不相等.若该圆的半径为1,则这条线段的长为 .(参考数据:,)
【答案】
【分析】如图所示,设数字0记为圆心O,数字6记为A,数字7记为B,过点O作于点D,首先得到线段的长与其他的都不相等,然后求出,解直角三角形求出,然后利用三线合一求解即可.
【详解】如图所示,设数字0记为圆心O,数字6记为A,数字7记为B,过点O作于点D
由图可得,线段的长与其他的都不相等,
∵其中数字对应的点均匀分布在一个圆上,
∴
∴相邻两个数字与圆心组成的圆心角为
∴
∴
∵
∴
∴,即
∴
∵,
∴.
∴这条线段的长为.
故答案为:.
【点睛】此题考查了圆心角,解直角三角形,等边对等角,三线合一性质等知识,解题的关键是掌握以上知识点.
6.(2025·黑龙江哈尔滨·中考真题)已知:在正方形的内侧作等边三角形,连接,.
(1)如图①,求证:;
(2)如图②,过点作,交的延长线于点,平分,交于点,连接,交于点,连接交于点,在不添加任何辅助线的情况下,直接写出图②中四条与线段相等的线段(线段,除外).
【答案】(1)见解析
(2),,,
【分析】(1)由四边形 是正方形, 得,由 是等边三角形,得,得,进而即可得证;
(2)先由等边三角形的性质,三角形的内角和及等角对等边证得,,再由,平分证得,得出,,,证得,进而即可得解.
【详解】(1)证明:∵四边形 是正方形,
∴,,
∵ 是等边三角形,
∴,,
∴,
∴;
(2)解:与线段相等的线段有,,,,理由如下,
∵为等边三角形,
∴,,
∴,
∴,
∴,,
∴,,
∴,
∵四边形 是正方形, 为对角线,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∴,
∵平分,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∴.
【点睛】本题主要考查了正方形的性质,全等三角形的判定和性质,三角形的外角和,内角和,等边三角形的性质,等腰三角形的判定和性质等知识点,熟练掌握以上知识点并能灵活运用是解决此题的关键.
7.(2025·江苏南通·中考真题)在平面直角坐标系中,反比例函数的图象经过点,点关于原点对称.该函数图象上另有两点,它们的横坐标分别为,其中.依次作直线与轴分别交于点,直线与轴分别交于点.记,.
(1)若,求的长;
(2)求代数式的值;
(3)当,时,求点关于直线对称的点的坐标.
【答案】(1);
(2)10;
(3).
【分析】(1)先确定反比例函数解析式,得到坐标,再求直线解析式,进而确定点坐标,算出 .
(2)设出直线、解析式,求出、表达式,化简计算得结果 .
(3)利用已知条件求出、,确定、直线等相关点和解析式,结合对称性质求解 .
【详解】(1)解:设反比例函数的解析式为,
∵在函数图象上,
∴,
∴,
∴.
设直线的解析式为,
∵,
∴,解得,
∴,
∴点的坐标为,
∴;
(2)解:设直线的解析式为,
∵,
∴的解析式为,
设直线的解析式为,
∵,
∴的解析式为,
∴,
∴.同理,.
∴;
(3)解:∵,
∴
由(2)得,
∴
∵,
∴.
∴,,
∴,
∵,
∴的解析式为,的解析式为.
∴,
又∵,
∴,,
∴,
∴是等腰直角三角形,
又∵点关于直线对称的点,
∴线段的中点为,
∴点关于直线对称的点的坐标为即.
【点睛】本题主要考查反比例函数与一次函数的综合应用,涉及函数解析式求解、点坐标计算、对称性质等,熟练掌握反比例函数性质、一次函数解析式求法及对称点坐标特征是解题关键.
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第四章 三角形
第16讲 等腰三角形
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01·考情剖析·命题前瞻 2
02·知识导航·网络构建 3
03·考点解析·知识通关 3
04·命题洞悉·题型预测 10
命题点一 等腰三角形的基本概念与性质
题型01等腰三角形的定义
题型02等边对等角
题型03三线合一
命题点二 等腰三角形的判定定理
题型01根据等角对等边证明等腰三角形
题型02根据等角对等边证明边相等
题型03根据等角对等边求边长
题型04直线上与已知两点组成等腰三角形的点
命题点三 等边三角形
题型01等边三角形的性质
题型02等边三角形的判定
05·重难突破·思维进阶难 22
突破一 等腰三角形的性质和判定
突破二 旋转与等边对等角
突破三 等边三角形的判定和性质
06·优题精选·练能提分 26
基础巩固→能力提升→全国新趋势
考点
2025年
2024年
2023年
课标要求
等腰三角形的性质(等边对等角、三线合一)
北京卷T7(等腰三角形的性质)
北京卷T27(等腰三角形的性质)
北京卷T15,T27(等腰三角形的性质)
1. 掌握等腰三角形“等边对等角”的性质;2. 理解并应用“三线合一”(顶角平分线、底边上的中线、底边上的高重合)的性质;
3. 能利用性质进行角度、线段的计算与证明。
等腰三角形的判定(等角对等边)
北京卷T7(等腰三角形的判定)
北京卷T27(等腰三角形的判定)
北京卷T15,T27(等腰三角形的判定)
1. 掌握等腰三角形“等角对等边”的判定方法;
2. 能结合角平分线、平行线等知识判定等腰三角形;
3. 能在图形变换(平移、旋转、折叠)中识别等腰三角形。
等腰三角形的分类讨论(边长、角度)
/
/
/
1. 理解等腰三角形中边长、角度的不确定性;
2. 掌握分类讨论的思想方法,解决等腰三角形的周长、角度计算问题;
3. 能结合平面直角坐标系分析等腰三角形的存在性。
等腰三角形与轴对称的结合
/
/
/
1. 理解等腰三角形是轴对称图形,掌握其对称轴的特征;
2. 能利用轴对称的性质解决等腰三角形的折叠问题;
3. 能通过轴对称构造等腰三角形,解决线段和差最值问题。
命题预测
1. 等腰三角形“三线合一”的性质应用,尤其是与角平分线、垂直平分线的结合;
2. 分类讨论思想的考查,腰与底、顶角与底角的不确定情况是高频易错点;
3. 等腰三角形与轴对称的结合,折叠问题和线段最值问题仍是考查热点;
4. 网格背景下的等腰三角形判定与构造,强调几何直观能力。
考点一 等腰三角形的基本概念与性质
1. 定义
有两条边相等的三角形叫做等腰三角形,相等的两条边称为腰,另一边称为底边;两腰的夹角称为顶角,腰与底边的夹角称为底角。
2. 核心性质(中考必考)
性质内容
具体说明
等边对等角
等腰三角形的两个底角相等(即 )
三线合一
等腰三角形的顶角平分线、底边上的中线、底边上的高互相重合(关键性质,证明线段/角相等、垂直的核心依据)
轴对称性
等腰三角形是轴对称图形,对称轴是底边的垂直平分线(或顶角平分线所在直线)
3. 特殊性质补充
等腰三角形两腰上的中线相等,两腰上的高相等;
等腰三角形底边上的任意一点到两腰的距离之和等于一腰上的高(面积法可证)。
易错点提示
混淆“三线合一”的适用条件:仅针对底边上的中线、高和顶角平分线,腰上的中线/高与顶角平分线不重合;
应用“等边对等角”时,忽略前提是“在同一个等腰三角形中”。
1.(2025·北京·模拟预测)两个直角三角板如图放置,其中,,,若点在边上,的中点恰好落在边上,则下列三角形是等腰三角形的是( )
A. B. C. D.
2.(2025·北京·模拟预测)如图,已知,求作:,使.
作法:(1)以点为圆心,任意长为半径作,分别交,于点,,连接;
(2)以为圆心,的长为半径作弧,交于点,连接,;
(3)作射线,即为所求作的角.下列结论正确的是( )
A.的依据是两边和它们的夹角分别相等的两个三角形全等
B.
C.
D.是等腰三角形
3.(2025·北京通州·一模)如图,在中,,,将线段绕点顺时针旋转,得到线段,连接,过点作交的延长线于点,连接,那么的度数( )
A.随着的增大而增大 B.随着的增大而减小
C.不变 D.随着的增大,先增大后减小
考点二 等腰三角形的判定定理
判定等腰三角形的核心是证明两边相等或两角相等,中考常结合全等三角形、角平分线性质考查。
定义判定:有两条边相等的三角形是等腰三角形;
等角对等边:有两个角相等的三角形是等腰三角形(即 ,中考高频判定方法);
拓展判定:线段垂直平分线上的点到线段两端点的距离相等(可间接判定等腰三角形)。
易错点提示
用“等角对等边”判定时,需明确角与边的对应关系,避免张冠李戴;
忽略三角形内角和限制,如已知两角为100°和40°,误判为等腰三角形(100°只能为顶角)。
1.(2025·北京海淀)如图,中,平分,交于点,若,,则长度为( )
A.4.5 B.3 C.4 D.5
2.(2025·北京延庆)在几何的学习中,我们常常在学习了图形的性质后,通过研究其逆命题得到图形的判定方法.在学习完等腰三角形的判定之后,小明根据“等腰三角形底边上的高线、中线及顶角的平分线互相重合”这个性质定理,有了这样的思考:当三角形的一条角平分线恰好也是这个三角形的中线时,这个三角形是等腰三角形吗?
小明画出图形,经过分析找到了两种解决问题的方法.
如图,在中,平分,且点是的中点.求证:.
方法一
方法二
证明:过点分别作的垂线,垂足分别为点.
证明:延长到,使得,连接.
请你从两种方法中任选一个,完成证明.
3.(2025·北京通州)如图,在中,,,、分别是、的平分线,经过点O,且,分别交于点M、N,则的周长是 .
考点三 等边三角形
等边三角形是中考的高频考点,常以计算、证明题形式出现,需掌握其特殊性质与判定。
1. 定义
三条边都相等的三角形叫做等边三角形,也叫正三角形。
2. 性质(兼具等腰三角形性质,且更特殊)
三边相等,三角都相等,且每个角都等于 60°;
每条边上的中线、高和所对角的平分线都互相重合(三线合一);
是轴对称图形,有 3条 对称轴(每条边的垂直平分线)。
3. 判定方法(中考必考)
判定类型
具体条件
定义判定
三边都相等的三角形是等边三角形
角度判定
三个角都相等的三角形是等边三角形
特殊判定
有一个角是 60° 的等腰三角形是等边三角形(北京中考高频考点)
1.(2025·北京·模拟预测)在中,将线段绕点B逆时针旋转得到线段,连接并延长交的平分线于点E,连接.
(1)如图1,若,得______;
(2)如图2,若,
①判断形状,并证明;
②过点C作平行线,过点D作平行线,两条平行线相交于点F,过点F作于点H.
依题意补全图形,用等式表示线段与的数量关系,并证明.
2.(2025·北京石景山·一模)如图,等边中,于点D,点E在上,的垂直平分线交于点P,连接.若,,则四边形的周长为 .
3.(2025·北京密云·一模)如图,等边三角形的边长为a,分别以A,B,C为圆心,以长为半径作弧,得到三段相等的弧,,,将,,组成的图形称为“洛尔三角形”.设的中心为O.下列说法中:
①“洛尔三角形”上任意一点到O的距离相等;
②将“洛尔三角形”绕点O按逆时针方向旋转后与原“洛尔三角形”重合;
③“洛尔三角形”的周长等于以A为圆心,长为半径的半圆的周长;
④若P是“洛尔三角形”上一个定点,Q是“洛尔三角形”上一个动点,则的最大值是a.
所有正确说法的序号是( )
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①②③④
考点四 等腰三角形的常见计算与解题方法
1. 角度计算(分类讨论是关键)
已知一个角求另外两个角
若已知角为顶角:底角 = 顶角;
若已知角为底角:顶角 = 底角;
注意:已知角若大于等于90°,则该角必为顶角(底角不能大于90°)。
结合外角、平行线性质计算:利用等腰三角形底角相等、三角形外角等于不相邻两内角和解题。
2. 边长计算与周长求解(需结合三边关系)
已知两边求周长:分两种情况(腰或底边),再根据三角形三边关系验证是否成立;
例:已知等腰三角形两边长为3和5,周长为 或 ;
结合勾股定理计算:等腰三角形底边上的高将三角形分成两个全等的直角三角形,用勾股定理求高或边长。
3. 证明线段/角相等的核心思路
利用“三线合一”直接证明线段相等或垂直;
证明三角形全等,结合等腰三角形性质推导;
利用线段垂直平分线、角平分线的性质转化线段关系。
1.(2025·北京西城)如图,在中,于平分,则 ,若点是线段的中点,则 .
2.(2023·北京顺义·二模)如图,在中,,分别是,的平分线,过点D作,分别交,于点E,F.若,,则的长为 .
3.(2024·北京海淀)如图,ABC中,AB>AC,AE平分∠BAC,BD⊥AE于D,CE⊥AE于E,F为BC的中点,给出结论:①FD∥AC;②FE=FD;③AB﹣AC=DE;④∠BAC+∠DFE=180°.其中正确的是( )
A.①② B.①②③ C.①②④ D.①②③④
命题点一 等腰三角形的基本概念与性质
►题型01 等腰三角形的定义
1.概念混淆:误将等边三角形排除在等腰三角形范畴外,忽略等边三角形是特殊的等腰三角形(等腰定义为“有两条边相等”,等边三条边都相等,满足定义)。
2.定义与判定倒置:把“有两个角相等的三角形是等腰三角形”的判定定理,当作等腰三角形的定义(定义核心是两条边相等,角相等是性质/判定,非定义)。
3.边的界定错误:混淆“腰”与“底边”的概念,或漏记定义的核心条件“两条边相等”,表述成“有相等边的三角形”(未明确数量,易误解)。
4.前提疏漏:忽略定义的“三角形”前提,误将非三角形图形(如四边形)中相等的边当作等腰判定依据。
【典例】(2025·北京门头沟)学习了三角形的有关内容后,张老师请同学们交流这样一个问题:“已知一个等腰三角形的周长是12,其中一条边长为3,求另两条边的长”.同学们经过片刻思考和交流后,小明同学举手讲:“另两条边长为3、6或4.5、4.5”,你认为小明回答是否正确: ,理由是 .
【变式1】(2023·北京丰台)如图所示的网格是正方形网格,则 (点A,B,C,D,E是网格线交点).
【变式2】(2024·北京一模)等腰三角形一腰上的高与另一腰的夹角是60°,则顶角的度数是( )
A.30° B.30°或150° C.60°或150° D.60°或120°
题型02 等边对等角
1.适用范围误用:将“等边对等角”套用在非等腰三角形上,忽略该性质仅适用于等腰三角形的前提。
2.边角对应错位:在等腰三角形中,找错相等边对应的角,混淆腰与底、底角与顶角的对应关系。
3.性质判定倒置:把“等边对等角”(边相等→角相等,性质)与“等角对等边”(角相等→边相等,判定)的因果逻辑搞反。
4.多等腰图形混淆:复杂图形中存在多个等腰三角形时,交叉套用性质,张冠李戴对应边角。
5.等边三角形疏漏:忽略等边三角形是特殊等腰三角形,误用“等边对等角”推导时,漏记三角均为60°的结论。
【典例】(2025·北京·模拟预测)如图,在中,,点P为平面内一点,连接,将线段绕点A顺时针旋转至,使得,连接,,.
(1)如图1,当点P在内部时,求证:;
(2)如图2,当点P在所在直线上方时,与交于点F,若,F是的中点,求证∶.
【变式1】(2025·北京海淀)如图,在中,,,过点做,点在点的左侧,是的中点,连接并延长交的延长线于点.
(1)求证:;
(2)连接,过点作交于点,平分交于点,交于点,用等式表示线段之间的数量关系,并证明.
【变式2】(2025·北京·模拟预测)如图,在中,.D为边上一点,,连接,过点A作的垂线,交于点E,交于点F,点E关于直线的对称点为点G,连接并延长交于点H.
(1)依题意补全图形;
(2)若,求的大小(用含的式子表示);
(3)用等式表示线段,和的数量关系,并证明.
►题型03 三线合一
1.适用范围误判:将“三线合一”套用在腰上的中线、高或角平分线,忽略其仅适用于等腰三角形底边上的三条线。
2.前提条件缺失:忘记“等腰三角形”的核心前提,对普通三角形错误使用该性质。
3.概念理解偏差:误认为“三线”是三条独立的线,忽略其本质是同一条线同时具备中线、高、角平分线的三重属性。
4.逻辑因果倒置:看到某条线是高就直接判定为中线或角平分线,未先确认三角形为等腰三角形。
5.等边三角形疏漏:忽略等边三角形作为特殊等腰三角形,每条边上的三线都合一,或混淆其三线数量与等腰三角形的区别。
【典例】(2024·北京西城)如图,等腰三角形的顶角平分线交于,,,则底边长为 .
【变式1】(2024·北京昌平)如图,在中,,在边上截取,连接,过点A作于点E.已知,,如果F是边的中点,连接,那么的长是( )
A.1 B.2 C.3 D.5
【变式2】(2025·北京朝阳)已知线段与点,,,点,在直线的同则,点为的中点,连接,.
(1)如图,若点在上,,则______;
(2)如图,若点在下方,.写出一个的度数(用含的式子表示),使得对于任意的点总有,并证明.
命题点二 等腰三角形的判定定理
►题型01 根据等角对等边证明等腰三角形
1.适用范围误判:在两个不同三角形中套用“等角对等边”,忽略性质仅适用于同一三角形的前提。
2.边角对应错位:找错相等角所对的边,混淆“角对边”的对应关系,误将非对应边判定相等。
3.判定性质混淆:将“等角对等边”(判定)与“等边对等角”(性质)因果倒置,用边相等反推角相等来凑判定条件。
4.隐含条件漏用:忽略公共角、角平分线、平行线性质等能证角相等的隐含条件,无法凑齐“等角”前提。
5.复杂图形套用失误:多三角形嵌套时,交叉使用不同三角形的等角,张冠李戴判定等腰。
6.逻辑不严谨:未明确证出两角相等,就直接依据“等角对等边”判定等腰,缺少核心推理步骤。
【典例】(2025·北京)下列说法:①有一个角是的等腰三角形是等边三角形;②如果三角形的一个外角平分线平行于三角形的一边,那么这个三角形是等腰三角形;③三角形三边的垂直平分线的交点与三角形三个顶点的距离相等;④有两个角相等的等腰三角形是等边三角形,其中正确的结论是( )
A.①④ B.①②④ C.②③ D.①②③
【变式1】(2024·北京西城)在中,,,P是线段上的动点(不与点B,C重合),将线段绕点P顺时针旋转得到线段.
(1)如图1,当,且点D在线段上时,求证;
(2)如图2,点D在内部,过点D作的垂线,与直线交于点Q.
①请根据题意,将图形补充完整;
②判断与的数量关系,并证明.
【变式2】(2025·北京)请阅读下面材料,填空,并解决后续问题.
学习了等腰三角形,我们知道,等边对等角,即在一个三角形中,等边所对的角相等;反过来,等角对等边.那么,不相等的边(或角)所对的角(或边)之间的大小关系怎样呢?大边所对的角也大吗?
如图1,在中,如果,那么我们可以将折叠(即),使边落在上,点C落在上的D点,折线交于点E,即作的平分线,交于E,在边上截,连结,则可通过证明全等得到:
① .
再由外角可以得到: ② ,∴.
这样,我们证明了,在一个三角形中,大边所对的角也较大.从上面的过程可以看出,利用轴对称的性质,可以把研究角的问题与研究边的问题互相转化,利用这样的想法,请解决以下问题:
已知:如图2,中,,平分,请用等式表示线段,,之间的数量关系,并证明.
题型02 根据等角对等边证明边相等
1.适用范围越界:在两个不同三角形中套用定理,忽略“等角对等边”仅适用于同一三角形的核心前提。
2.边角对应错位:找错相等角所对的边,误将非对应边角关联,导致判定的“相等边”错误。
3.判定性质混淆:将“等角对等边”(角相等→边相等,判定)与“等边对等角”(边相等→角相等,性质)因果倒置,用边相等反推角相等来凑条件。
4. 角相等证明不严谨:未通过对顶角、角平分线、平行线等条件严格证出两角相等,仅凭直观判断就套用定理,缺乏核心依据。
5.复杂图形张冠李戴:多三角形嵌套时,混淆角所属的三角形,把甲三角形的等角套用到乙三角形中判定边相等。
【典例】(2025·北京石景山)如图,在矩形中,,点,分别在,边上,将四边形沿直线翻折,点恰好落在点处,点的对应点为点.
(1)求证:
(2)若,,求的长.
【变式】(2025·北京)如图,中,点D是的中点,点E是上一点,与的延长线交于点F,.
(1)__________;
(2)判断并证明和的数量关系.
【变式】(2025·北京海淀)如图,菱形的边,.
(1)菱形的高的长度是 ;
(2)P是上一点,,Q是边上一动点,将点A沿直线作对称,A的对应点为,当的长度最小时,的长为 .
题型03 根据等角对等边求边长
1.跨三角形套用定理:忽略“等角对等边”仅适用于同一三角形的前提,在两个不同三角形中用等角直接判定边相等。
2.边角对应错位:找错相等角所对的边,如等腰三角形中误将底角对应底边、顶角对应腰,导致边长对应关系错误。
3.角相等证明不严谨:未通过角平分线、平行线、对顶角等条件严格证出角相等,仅凭直观判断就套用定理,边长推导的核心前提缺失。
4.忽略三边关系验证:算出边长后未检验是否满足“三角形两边之和大于第三边”,出现无效解。
5.等腰多解情况漏算:已知角求边长时,忽略角可能是顶角或底角的情况,导致漏解;或未排除底角为钝角的矛盾情形。
6.性质混用逻辑混乱:结合三线合一、全等性质时,因果倒置(如先用边长相等反推角相等),导致边长计算错误。
【典例】如图,在中,是边上一点,是边的中点,作交的延长线于点.
(1)证明:;
(2)若,,,求.
【变式1】(2025·北京昌平)如图,平行四边形中,,平分交边于点,则等于 .
【变式2】(2025·北京)如图,矩形中,,,点是边上一点,连接,将沿折叠,使点落在点处,连接.当时,的长为 .
题型04 直线上与已知两点组成等腰三角形的点
1.漏解情况频发:忽略等腰三角形的三种构成情况(已知两点为腰的两个顶点、已知两点为底边的顶点),只算其中1-2种,导致点的数量少算。
2.忽略直线限制:求出的点未检验是否在给定直线上,纳入非直线上的点,出现无效解。
3.距离关系混淆:混淆腰长与底边长的对应关系,误将“已知两点间线段为腰”和“为底边”的情况搞混,计算点的位置错误。
4.未排除共线无效解:未验证三点是否共线,若三点共线则无法构成三角形,需剔除这类错误解。
5.重复点未剔除:三种情况计算出的点可能重合,未合并重复点,导致解的数量虚增。
【典例】(2024·北京昌平)如图,点在直线上,点在直线外.若直线上有一点使得为等腰三角形,则满足条件的点位置有 个.
【变式1】(2024·北京朝阳)已知:如图,线段直线l.(设到直线l的距离为d,满足)
求作:点P.使得点P在直线l上,且点P、点A、点B构成的三角形为等腰三角形(保留作图痕迹,不必写出作法).
(1)满足条件的点共有_________个;
(2)在图中用尺规作图作出满足条件的点P;
(保留作图痕迹,不必写出作法,不同的点从左到右用下标以示区别,如:)
(3)其中,使得的周长最小的点是_________.
【变式2】(2023·北京海淀)如图,线段的一个端点B在直线m上,直线m上存在点C,使为等腰三角形,这样的点C有( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
命题点三 等边三角形
题型01 等边三角形的性质
1.从属关系混淆:误将等边三角形排除在等腰三角形范畴外,忽略等边是特殊等腰三角形的属性。
2.三线合一误用:忘记等边三角形每条边的中线、高、角平分线都三线合一,仍按等腰三角形仅底边三线合一的思路套用。
3.角度认知偏差:计算时忽略内角均为60°;外角计算错误,未掌握外角恒为120°的结论。
4.性质判定倒置:用“三线合一”直接判定三角形为等边,忽略需结合其他条件(如一角为60°的等腰三角形才是等边)。
5.对称轴数量记错:混淆等边(3条对称轴)与等腰三角形(1条对称轴)的对称轴数量。
【典例】(2025·北京海淀)如图,等边三角形纸片的边长为8,D为边上的点,过点D作交于点G,于点E,过点G作于点F,把三角形纸片分别沿按图所示方式折叠,点A、B、C分别落在点、、处,若点、、在长方形内,且互不重合,此时我们称(即图中阴影部分)为“重叠三角形”.设的长为m,若重叠三角形存在,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式1】(2025·北京)如图,点M在等边三角形的边上,,垂足为是射线上一点,N是线段上一动点.当最小时,,则的长为( )
A.13 B.14 C.15 D.16
【变式2】(2025·北京)如图,在等边和等边中,,,三点共线,与,与与分别交于点,点,点,下列四个结论中:①;②平分;③;④.所有正确的结论是( )
A.①② B.①②③ C.①③④ D.①②③④
题型02 等边三角形的判定
1.遗漏前提条件:误将“有一个角为60°的三角形”判定为等边,忽略需先证等腰三角形的前提。
2.判定条件残缺:仅证两边相等或两角相等,未补充60°角或第三条边/角相等的条件。
3.角度逻辑疏漏:误以为“两角为60°”不足以判定,或错算内角和导致角度推导错误。
4.等腰等边混淆:用等腰三角形的判定条件(两边/两角相等)直接当作等边的判定依据。
5.复杂图形对应错位:多三角形嵌套时,找错边、角所属三角形,交叉套用判定条件。
【典例】如图,已知为边的中点,于点.请仅用无刻度直尺按下列要求作图(保留作图痕迹).
(1)在图1中,将绕点顺时针旋转;
(2)若为的中点,在图2中,将绕点顺时针旋转.
【变式】(2024·北京西城·模拟预测)已知四边形是的角平分线,交射线于E,线段的延长线上取一点F使,直线交于点G.
(1)补全图形;
(2)猜想的形状,并证明你的猜想;
(3)求与的数量关系.
【变式2】如图,在中,平分,交于点,且,连接,延长与交于点,连接、.下列结论中:①;②是等边三角形;③;④.其中所有正确结论的序号是( )
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①②③④
突破一 等腰三角形的性质和判定
【典例】(2025·北京石景山·二模)如图,在中,,,是边上一点(不与点,重合),线段绕点顺时针旋转得到线段,连接.
(1)求的度数.
(2)如图,连接,是中点,是中点,连接,,用等式表示线段与的数量关系,并证明.
【变式1】(2025·北京专题)如图,在中,,,于,将射线绕点顺时针旋转得到射线,过点作的垂线交于点,交射线于点,连接.
(1)依题意补全图形,并求的大小(用含的式子表示);
(2)在上取点,使,连接.用等式表示线段与的数量关系,并证明.
【变式】(2025·北京石景山·模拟预测)如图,在中,,().将射线绕点顺时针旋转得到射线,射线与直线的交点为点.在直线上截取(点在点右侧),将直线绕点顺时针旋转所得直线交直线于点.
(1)如图1,当点与点重合时,补全图形并求此时的度数;
(2)当点不与点重合时,依题意补全图2,用等式表示线段与的数量关系.
突破二 旋转与等边对等角
【典例】(2024·北京大兴·一模)在中,,,点D是线段上一个动点(不与点A,B重合),,以D为中心,将线段顺时针旋转得到线段,连接.
(1)依题意补全图形;
(2)求的大小(用含的代数式表示);
(3)用等式表示线段,,之间的数量关系,并证明.
【变式1】(2025·北京海淀·模拟预测)现有一半径10米的圆形场地,建立如图所示的平面直角坐标系,场地圆心的坐标为.机器人在该场地中(含边界),根据指令完成下列动作:先朝其面对的方向沿直线行走距离,再在原地逆时针旋转角度,执行任务.机器人位于坐标原点处,且面对轴正方向.
(1)若给机器人下达指令,则机器人至少重复执行 次该指令能回到坐标原点处;
(2)若机器人重复执行2次相同指令后位于圆心处,则应给机器人下达的指令是 .
【变式2】(2025·北京大兴·二模)如图,在中,,,为内一点,,其中,将线段绕点顺时针旋转得到线段,连接,作直线交于点.
(1)求的度数;
(2)用等式表示,,的数量关系,并证明.
突破三 等边三角形的判定和性质
【典例】在等边△ABC外侧作直线AM,点C关于AM的对称点为D,连接BD交AM于点E,连接CE,CD,AD.
(1)依题意补全图1,并求∠BEC的度数;
(2)如图2,当∠MAC=30°时,判断线段BE与DE之间的数量关系,并加以证明;
(3)若0°<∠MAC<120°,当线段DE=2BE时,直接写出∠MAC的度数.
【变式1】(2024·北京东城·一模)已知:在中,,.
(1)如图,将线段绕点逆时针旋转得到,连接、,的平分线交于点,连接.
求证:;
求证:;
(2)在图中,若将线段绕点顺时针旋转得到,连结、,连结,请补全图形,若,求.
【变式2】(2024·北京海淀·一模)在中.,,将线段绕点A顺时针旋转得到线段.点D关于直线的对称点为E.连接,.
(1)如图1,当时,用等式表示线段与的数量关系,并证明;
(2)连接,依题意补全图2.若,求的大小.
【点睛】本题考查轴对称的性质,线段垂直平分线的性质,等边三角形的判定与性质,直角三角形的性质,等腰三角形的性质,正切三角函数,旋转的性质,全等三角形的判定与性质.掌握旋转的性质、全等三角形的判定与性质、正切三角函数等知识是解题的关键.
1.(2024·北京丰台·一模)如图,直线,直线l与直线a,b分别交于点A,B,点C在直线b上,且.若,则的大小为( )
A. B. C. D.
2.(2025·北京丰台·一模)如图,是等边三角形且边长为1,点,,分别在边的延长线上,,连接,.给出下面四个结论:
①是等边三角形;
②;
③的面积为;
④的外心与的外心重合.
上述结论中,所有正确结论的序号是( )
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①②③④
3.(2025·北京西城·一模)如图,等边的边长为,将边,,分别绕点,,逆时针旋转得到线段,,,连接,,.对给出下面三个结论:
①对任意都有是等边三角形;
②存在唯一一点到点,,的距离相等;
③当时,的周长是.
上述结论中,所有正确结论的序号是( )
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
4.(2025·北京·二模)中国科学技术馆有“圆与非圆”展品,涉及了“等宽曲线”的知识.因为圆的任何一对平行切线的距离总是相等的,所以圆是“等宽曲线”.除了圆以外,还有一些几何图形也是“等宽曲线”,如勒洛三角形(图1).它是分别以等边三角形的每个顶点为圆心,以边长为半径,在另两个顶点间画一段圆弧,三段圆弧围成的曲边三角形.图2是等宽的勒洛三角形和圆.下列说法中错误的有( )
(1)勒洛三角形是轴对称图形;
(2)图1中,点到上任意一点的距离都相等;
(3)图2中,勒洛三角形上任意一点到等边三角形的中心的距离都相等;
(4)图2中,等宽的勒洛三角形和圆,它们的周长相等.
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
5.(2025·北京顺义·二模)如图,在四边形中,,,,平分,.设,,,给出下面三个结论:
①分别以为直径的圆的面积比为;
②;
③与的面积和为.
上述结论中,所有正确结论的序号是( )
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
6.(2025·北京东城·二模)如图,将正五边形纸片沿着虚线剪开,记阴影部分Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ的面积分别为,,.
给出以下结论:
①Ⅰ和Ⅱ合在一起(无重叠部分)能拼成一个等腰三角形;
②Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ合在一起(无重叠部分)能拼成一个等腰梯形;
③;
④Ⅰ中最大内角的度数是最小内角度数的3倍.
上述结论中,所有正确结论的序号是( )
A.①② B.①④ C.①②③ D.①②④
7.(2025·北京·模拟预测)已知锐角.如图,
(1)在射线上取一点C,以点O为圆心,长为半径作,交射线于点D,连接;
(2)分别以点C,D为圆心,长为半径作弧,交于点M,N;
(3)连接,.
根据以上作图过程及所作图形,下列结论:
①;②;③;④若,则.所有正确结论的序号是( )
A.①② B.③④ C.①②③ D.①②③④
8.(2025·北京·模拟预测)如图,和都是等腰直角三角形,,的顶点A在的斜边上,连接.给出下面四个结论:
;②;③; .
上述结论中,所有正确结论的序号是( )
A.①②③④ B.①②③ C.①③④ D.②④
9.已知,点在边上,点是边上一动点,,将线段绕点逆时针旋转,得到线段,连接,再将线段绕点顺时针旋转,得到线段,作于点.
(1)如图1,.
①依题意补全图形:
②连接,求的度数;
(2)如图2,当点在射线上运动时,用等式表示线段与之间的数量关系,并证明.
10.(2025·北京专题)如图,在中,,,是边上一点.为的中点.将线段绕点顺时针旋转得到,连接.
(1)依题意补全图形;
(2)若点N是的中点,连接和,猜想线段与的数量关系和位置关系,并证明.
11.(2025·北京朝阳·二模)如图,在四边形中,,相交于点,,点在上,.
(1)求证:四边形是平行四边形;
(2)若,,,,求的长.
12.(2025·北京丰台·二模)在中,,,是内一动点,连接,将线段绕点顺时针旋转得到线段,连接.
(1)如图1,当点与点重合时,求证:;
(2)如图2,当点在外部时,与交于点,取中点,连接、,直接写出的大小,并证明.
1.(2025·北京东城)如图1,在中,,,在中,,,,点C,B,E在一条直线上.若在图1的基础上,保持不动,把绕点C按逆时针方向旋转一定的角度,使得点A落在边上(如图2),则旋转角 °.
2.(2025·北京朝阳)如图,中,和的角平分线交于点,经过点与交于点,以为边向两侧作等边和等边,分别和,交于点G,H,连接.若,,,.则下列结论中正确的有 (填序号)
①;
②是等边三角形;
③与互相垂直平分;
④.
3.(2025·北京大兴)如图,是等边三角形,是边上的一个动点(点与点,不重合),且,.给出下面四个结论:
①;
②是等边三角形;
③点,,三点可能在同一条直线上;
④存在点,使得是等腰三角形.
上述结论中,所有正确结论的序号是 .
4.(2025·北京海淀)如图,是等边三角形,为边的中点,则 度;当cm,为中线上的动点,则的最小值是 .
5.(2025·北京东城)如图,在中,,,为的中线,E是上一点,连接,将线段绕点C顺时针旋转得到,过点F作交的延长线于点G.
(1)求证:;
(2)连接,取的中点H,连接,.依题意补全图形,用等式表示线段与之间的数量关系,并证明.
6.(2025·北京)如图,在中,,,,分别为上两动点,.过点作交于,以为斜边,在的下方作等腰,连接.
(1)如图,当点与点重合时,点、、重合,连接,若,求的长;
(2)如图,点与点不重合,且时,用等式表示,,的数量关系,并证明.
7.(2025·北京西城)如图,在中,,,点在边上,点为中点,点为中点,连接交于点,过点作的垂线交于点.
(1)补全图形;
(2)写出和的数量关系,并证明你的结论;
(3)直接用等式表示线段、、之间的数量关系.
1.(2025·四川绵阳·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,等边的顶点,将向左平移1个单位长度,则平移后点的坐标为( )
A. B. C. D.
2.(2025·黑龙江哈尔滨·中考真题)如图,中,,点为的中点,以点为圆心,适当长为半径画弧,分别交,于点,,分别以点,为圆心,大于的长的一半为半径画弧,两弧交于点,画射线交于点,连接,则的长是( )
A.5 B. C.8 D.
3.(2025·江苏盐城·中考真题)七巧板具有深厚的文化底蕴,由正方形、平行四边形和大小不一的等腰直角三角形组成,小明用七巧板拼成的丹顶鹤如图所示,且过点作直线,若,则的度数是( )
A. B. C. D.
4.(2025·青海西宁·中考真题)如图,在正五边形内,以为边作等边,再以点A为圆心,长为半径画弧.若,则图中阴影部分的面积是 .
5.(2025·河北·中考真题)2025年3月是第10个全国近视防控宣传教育月,活动主题为“抓早抓小抓关键,更快降低近视率”,图是一幅眼肌运动训练图,其中数字对应的点均匀分布在一个圆上,数字0对应圆心.图中以数字对应的点为端点的所有线段中,有一条线段的长与其他的都不相等.若该圆的半径为1,则这条线段的长为 .(参考数据:,)
6.(2025·黑龙江哈尔滨·中考真题)已知:在正方形的内侧作等边三角形,连接,.
(1)如图①,求证:;
(2)如图②,过点作,交的延长线于点,平分,交于点,连接,交于点,连接交于点,在不添加任何辅助线的情况下,直接写出图②中四条与线段相等的线段(线段,除外).
7.(2025·江苏南通·中考真题)在平面直角坐标系中,反比例函数的图象经过点,点关于原点对称.该函数图象上另有两点,它们的横坐标分别为,其中.依次作直线与轴分别交于点,直线与轴分别交于点.记,.
(1)若,求的长;
(2)求代数式的值;
(3)当,时,求点关于直线对称的点的坐标.
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