内容正文:
第05讲 解题技巧专题:作辅助线解决平行线中的拐点问题
思维导图
知识点1:猪蹄模型(M型)与锯齿模型
图1 图2 图3
如图1,①已知:AM∥BN,结论:∠APB=∠A+∠B;②已知:∠APB=∠A+∠B,结论:AM∥BN.
如图2,已知:AM∥BN,结论:∠P1+∠P3=∠A+∠B+∠P2.
如图3,已知:AM∥BN,结论:∠P1+∠P3+...+∠P2n+1=∠A+∠B+∠P2+...+∠P2n.
【模型证明】
(1) ∠APB=∠A+∠B这个结论正确,理由如下:
如图所示,过点P作PQ∥AM,
∵PQ∥AM,AM∥BN,
∴PQ∥AM∥BN,
∴∠A=∠APQ,∠B=∠BPQ,
∴∠A+∠B=∠APQ+∠BPQ=∠APB,
即:∠APB=∠A+∠B.
(2) 根据(1)中结论同理可得,∠A+∠B+∠P2=∠P1+∠P3,
(3)由(2)的规律同理可得,∠A+∠B+∠P2+…+P2n=∠P1+∠P3+∠P5+…+∠P2n+1
知识点2:铅笔头模型
图1 图2 图3
如图1,①已知:AM∥BN,结论:∠1+∠2+∠3=360°;②已知:∠1+∠2+∠3=360°,结论:AM∥BN.
如图2,已知:AM∥BN,结论:∠1+∠2+∠3+∠4=540°
如图3,已知:AM∥BN,结论:∠1+∠2+…+∠n=(n-1)180°.
【模型证明】
(1)在图1中,过P作AM∥PQ,
∵AM∥BN,
∴PQ∥BN∥AM,
∴∠1+∠APQ=180°,∠3+∠BPQ=180°,
∴∠1+∠2+∠3=360°;
(2)在图2中,过P1作AM的平行线P1C,过点P2作AM的平行线P2D,
∵AM∥BN,
∴AM∥P1C∥P2D∥BN,
∴∠1+∠AP1C=180°,∠P2P1C+∠P1P2D=180°,∠BP2D+∠4=180°,
∴∠1+∠2+∠3+∠4=540°;
(3)在图3中,过各角的顶点依次作AB的平行线,
根据两直线平行,同旁内角互补以及上述规律同理可得:∠1+∠2+∠3+…+∠n=(n﹣1)180°.
知识点3:牛角模型
图1 图2
如图1,已知AB∥CD,结论:∠1=∠2+∠3
如图2,已知AB∥CD,结论:∠1+∠3-∠2=180°
【模型证明】
(1) 在图1中,过E作AB的平行线EF,
∴∠1+∠FEB=180°
图1 图2
∵AB∥CD,
∴EF∥CD∥AB,
∴∠3+∠FED=180°,
即:∠3+∠2+∠FEB=180°,
∴∠1=∠2+∠3.
(3) 在图2中,过E作AB的平行线EF,
(4) ∴∠1+∠FEB=180°
∵AB∥CD,
∴EF∥CD,
∴∠3=∠FEC,
即:∠3-∠2=∠FEB,
∴∠1+∠3-∠2=180°.
注意;牛角模型的证明也可添加其他辅助线,如:延长AB交DE于点F,或延长EB交CD于点F等。
知识点4:羊角模型
图1图2
如图1,已知:AB∥DE,结论:.
如图2,已知:AB∥DE,结论:.
【模型证明】
(1) 在图1中,过C作AB的平行线CF,
∴∠=∠FCB
图1 图2
∵AB∥DE,
∴CF∥DE∥AB,
∴∠=∠FCD,
∵∠=∠FCD-∠FCB,
∴∠=∠-∠.
(2) 在图2中,过C作AB的平行线CF,
∴∠=∠FCB
∵AB∥DE,
∴CF∥DE∥AB,
∴∠+∠FCD=180°,
∵∠FCD=∠+∠FCB,
∴∠+∠+∠-∠=180°.
注意;羊角模型的证明也可“不”添加其他辅助线,直接利用邻补角与三角形内角和为180°去进行等量代换。
知识点5:蛇形模型(“5”字模型)
基本模型:如图,AB∥CD,结论:∠1+∠3-∠2=180°.
图1 图2
如图1,已知:AB∥DE,结论:.
如图2,已知:AB∥DE,结论:.
【模型证明】
(1)在图1中,过C作AB的平行线CF,
∴∠=∠FCB.
∵AB∥DE,
∴CF∥DE∥AB,
∴∠+∠FCD=180°,
∵∠=∠FCD+∠FCB,
∴∠+∠=∠+180°
在图2中,过C作AB的平行线CF,
∴∠+∠FCB=180°,
∵AB∥DE,∴CF∥DE∥AB,
∴∠=∠FCD,
∵∠=∠FCD+∠FCB,
∴∠+∠=∠+180°
【题型1 猪蹄模型(M型)与锯齿模型】
例1.(24-25七年级下·全国·课后作业)推理能力【模型发现】某校七年级数学兴趣小组的同学在活动中发现:如图①所示的几何图形很像小猪的猪蹄,于是大家就把这个图形形象地称为“猪蹄模型”.“猪蹄模型”中蕴含着角的数量关系.
【结论】(1)如图1,,M是、之间的一点,连接,.试说明:;
【运用】(2)如图2,,M,N是、之间的两点,且.请你利用(1)中“猪蹄模型”的结论,求出、、三者之间的数量关系,并说明理由.
例2.(23-24七年级下·山西朔州·期中)阅读与思考
下面是莉莉同学的数学学习笔记.请仔细阅读,并完成相应的任务.
“猪蹄模型”巧解复杂题目
观察小猪的猪蹄,你会发现熟悉的几何图形,我们就把这个图形抽象地称为“猪蹄模型”.猪蹄模型中蕴含着角的数量关系.如图1,,E为之间的一点,连接,可以得到.
证明:如图2,过点E作.
,(依据1),
(依据2),,
.
拓展应用:如图3,,平分,将线段沿方向平移至.若,平分,求的大小.
任务:
(1)材料中的依据1是指:________________,依据2是指:________________.
(2)根据材料提供的方法,直接写出拓展应用的结果.
变式1.(23-24七年级下·陕西西安·月考)已知,
(1)如图,求;
(2)如图,求;
(3)如图,求.
变式2.(2025七年级下·全国·专题练习)【模型发现】数学兴趣小组的同学在活动中发现:图①中的几何图形,很像小猪的猪蹄,于是将这个图形称为“猪蹄模型”,“猪蹄模型”中蕴含着角的数量关系.
(1)如图①,,M是之间的一点,连接,若,求的度数;
【灵活运用】
(2)如图②,是之间的两点,当时,请找出和之间的数量关系,并说明理由;
【拓展延伸】
(3)如图③,均是之间的点,如果,直接写出的度数.
【题型2 铅笔头模型】
例3.(24-25七年级下·辽宁本溪·期中)综合与实践
【问题情境】在数学活动课上探索了平行线中的“拐点”问题.
归纳模型:若,如图1“M”型和如图2铅笔型.试猜想,,之间的数量关系.
【独立思考】
(1)如图1,,,之间的数量关系是_______.
(2)如图2,,,之间的数量关系是_______.
【问题迁移】
(3)如图3,,分别是,的角平分线,探索,之间的数量关系是________.
【联想拓展】如图4,已知直线,将一个含的直角三角板,使顶点P落在直线上,过点Q作直线,且满足.
(4)请你探索直线与具有怎样的位置关系,并说明理由.
例4.(23-24七年级下·山西运城·期中)综合与实践
【问题情境】在数学活动课上探索了平行线中的“拐点”问题.归纳模型:若,如图①“”型和如图②铅笔型.试猜想,,之间的数量关系.
【独立思考】
(1)如图①,,之间的数量关系是________.
(2)如图②,,之间的数量关系是________.
【问题迁移】
(3)如图③,,,分别是,的角平分线,探索,之间的数量关系是________.
(4)如图④,,、分别是、的角平分线,探索、之间的数量关系是________.
【联想拓展】如图⑤,已知直线,将一个含的直角三角板,使顶点落在直线上,过点作直线,且满足.
(5)请你探索直线与具有怎样的位置关系,并说明理由.
变式1.(23-24七年级下·江苏扬州·期中)【图形感知】
如图1,,点在直线上,点在直线上,点为、之间一点.
(1)如图2,该基本图形称为“铅笔头型”(实线部分),它有一个常用数学结论:,它可以通过如下方法证明,请你帮忙完成该结论的推理过程.
证明:如图①,过点作,
∵,(已知),
∴_________(平行于同一条直线的两条直线平行),
∴,,
∴(等式性质)
∴.
(2)如图3,该基本图形称为“型”(实线部分),仿照上面结论的推理思路可得、、之间的关系是________;
【结论应用】直接利用上述结论进行证明;
(3)如图4,直线,点,在直线上,点,在直线上,直线,分别平分,,且交于点.猜想并证明与的数量关系.
【拓展延伸】
(4)如图5,已知,与两个角的角平分线相交于点.
若,,设,________.(用含有,的代数式表示)
变式2.(23-24七年级下·山西吕梁·月考)综合与实践:
【图形感知】:
如图,,点在直线上,点在直线上,点为,之间一点
(1)如图,,该基本图形称为“铅笔头型”(实线部分),它有一个常用数学结论:,它可以通过如下方法证明,请你帮忙完成该结论的推理过程.
证明:如图,过点作,
∵,(已知),
∴__________(平行于同一条直线的两条直线平行),
∴,(__________)
∴(等式性质),
∴,
(2)如图,,该基本图形称为“型”(实线部分),仿照上面的结论推理,,之间的关系;
【综论应用】:
直接利用上述结论进行证明;
(3)如图,直线,点,在直线上,点,在直线上,直线,分别平分,,且交于点,与相交于点.猜想并证明与的数量关系.
【题型3 牛角模型】
例5.(25-26八年级上·内蒙古包头·期末)如图,已知,点在上方,连接,..
(1)如图(1),若,求的度数;
(2)如图(2),与互相垂直,垂足为,求的度数.
例6.(24-25七年级上·河南新乡·期末)如图,,在的两边上分别过点和点向同方向作射线和,且.
(1)若,则的度数为 .
(2)若和的平分线所在的直线交于点(与不重合),则的度数为 .
变式1.直线,P 为直线上方一点,连接.
(1)如图1,若,求的度数;
(2)如图1,设,求的度数(用含α、β的式子表示);
(3)如图2,N为内部一点,,连接,若,求的值.
【题型4 羊角模型】
例7.(24-25七年级上·黑龙江绥化·期中)已知,如图,,,,则等于( )
A. B. C. D.
例8.(24-25七年级下·全国·单元测试)如图,已知,E,F是直线上方两点,连接,,,,已知平分,且.若,,求的度数为( )
A. B. C. D.
变式1.(24-25七年级下·全国·期中)已知:在如下四个图形中,,
(1)图(1)中与的关系满足:,请说明理由.
(2)分别探讨其余的三个图形中,与的关系,请你从所得三个关系中任意选取一个说明理由.
∵,
∴,
∴,,
∵,
即 ;
【题型5 蛇形模型(“5”字模型)】
例9.(2025七年级下·全国·专题练习)如图,,,,则的度数为( )
A. B. C. D.
例10.(24-25七年级下·全国·期末)一条公路修到湖边时,需拐弯绕道而过,第一次拐弯的度数为.第二次拐弯的度数为,到了点P后需要继续拐弯,拐弯后与第一次拐弯之前的道路平行,则 .
变式1.(24-25七年级上·黑龙江牡丹江·期末)已知直线,为平面内一点,连接、.
(1)如图1,已知,,求的度数;
(2)如图2,猜想、、之间的数量关系,并说明理由.
(3)如图3,在(2)的条件下,点在射线的反向延长线上,过点作,,点在直线上,作的平分线,交于点.若,,的度数为________.
变式2.(24-25七年级下·北京海淀·期中)如图1,已知,.
(1)设,,直接写出、之间的数量关系;
(2)如图2,已知、的平分线交于点P,当的度数发生变化时,的度数是否发生变化?如果变化,请说明理由;如果不变,请求出的度数;
(3)在(2)的条件下,若,E为射线BN上的一个动点,过点E作交直线于点F,连接,已知,求的度数.
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一、单选题
1.(25-26七年级上·江苏苏州·期末)如图,,,,则为( )
A. B. C. D.
2.(2025七年级上·全国·专题练习)如图,,点在与之间,,,则( )
A. B. C. D.
3.(25-26七年级上·河南周口·期末)在年哈尔滨第九届亚洲冬季运动会上,我国滑雪运动员取得了优异的成绩,图为滑雪比赛的精彩瞬间,抽象为如图所示的图形,已知滑雪杖和滑雪板平行,滑雪杖与大腿的夹角为,小腿与滑雪板的夹角为,则大腿与小腿的夹角的度数为( )
A. B. C. D.
4.(2025七年级上·全国·专题练习)如图,已知,,则下列各式中一定正确的是( )
A. B.
C. D.
5.(25-26七年级上·吉林长春·期末)机器狗(四足机器人)是一种模仿动物四肢结构的仿生机器人,具备卓越的全地形适应能力和多样化功能,已从实验室走入商业应用和家庭场景.如图所示,机器狗平稳站立时,,,,此时的度数为( )
A. B. C. D.
6.(25-26八年级上·河北邯郸·期中)如图,是三岛的平面图,岛在岛的北偏东方向,岛在岛的北偏东方向,C岛在B岛的北偏西方向,从C岛看A、B两岛的视角是( )度
A. B. C. D.
二、填空题
7.(2025八年级上·全国·专题练习)如图,是路政工程车的工作示意图,工作篮底部与支撑平台平行.若,,则的度数为 .
8.(25-26七年级上·海南海口·期末)如图,小明观察“抖空竹”时发现,可以将某一时刻的情形抽象成数学问题:已知,,,则的度数是 .
9.(25-26七年级上·江苏南京·期末)如图,直线,点、分别在直线、上,为两平行线间一点,那么等于 .
10.(24-25七年级下·四川泸州·月考)如图,,,分别是直线,之间的点,连接,,,,已知,,当时,的度数为 .
三、解答题
11.(25-26七年级上·江苏南通·期末)如图,、的两边分别平行.
(1)在图1中,与的数量关系是 ;
(2)在图2中,与的数量关系是 ;
(3)用一句话归纳的结论为 .请选择(1)(2)中的一种情况说明理由.
(4)应用:若两个角的两边两两互相平行,其中一个角比另一个角的2倍少30°,求这两个角的度数.
12.(23-24七年级下·云南楚雄·期中)已知, P为平面内一点(不在、上),
探索,,之间的数量关系.
(1)请补全以下证明过程中括号里的推理依据:
证明:如图1,过点P作,
∴( )
∵,
∴( )
∴
∴
∴.
(2)如图2,若,,则的度数为 .
(3)如图3,求,,之间的数量关系.
13.(24-25七年级上·四川遂宁·期末)【感知】
(1)如图1,直线,点A是直线上一点,C是直线上一点,B是直线、之间一点,连接、.求证:;
小明想到以下的方法,请你帮忙完成推理过程.证明:过点B作,
∴___________(两直线平行,内错角相等).
∵,
∴( ),
∴___________,
∵,
∴.
【类比探究】
(2)如图2,直线,点A是直线上一点,C是直线上一点,B、F是直线、之间的点,连接、、、,平分,平分,设,,若,求的度数;
【拓展延伸】
(3)
如图3,直线,点A是直线上一点,C是直线上一点,B是直线、之间一点,连接、,平分,平分,,已知,试探究的度数
1.B
【分析】本题考查平行线的判定和性质,过点作,得,同理,再求出比值即可.
【详解】解:过点作,
∵,
∴,
∴,
∴,
同理可得:,
∵,,
∴,
∴.
故选:B.
2.A
【分析】本题主要考查了平行线的判定和性质.
过点O作,可得,根据平行线的性质可得,即可求出,再根据得出,即可求解.
【详解】解:如图,过点O作,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴.
故选:A.
3.A
【分析】本题考查平行线的判定和性质. 过点作,得到,推出, 即可求解.
【详解】解:过点作,
∵,,
∴ ,
∴,
∵,
∴.
故选:A.
4.C
【分析】本题考查了平行线的判定定理、平行线的性质定理以及角的和差关系.根据同位角相等两直线平行可得,以及两直线平行,内错角相等得,再结合两直线平行,同旁内角互补得,即可解题.
【详解】解:,
,
,
又,
,
.故选.
5.C
【分析】本题考查平行线的性质,过E作,求出,得到,求出,即可求出的度数.
【详解】解:过E作,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴.
故选:C.
6.D
【分析】本题主要考查方位角及平行线的判定与性质,熟练掌握方位角及平行线的性质是解题的关键;过点作,由题意易得,则有,然后根据平行线的性质可进行求解.
【详解】解:过点作,如图所示:
由题意得:,
∴,
∴,
∴;
故选D.
7.55°
【分析】本题考查平行线的性质,根据题意作出辅助线,构造出平行线是解题的关键.
过点作,故可得出,再由平行线的性质即可得出结论.
【详解】解:如图,过点作,
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴.
故答案为:.
8./度
【分析】本题考查了平行线的性质.首先过点C作,根据两直线平行内错角相等可得:,根据两直线平行同位角相等可得:,,根据角之间的关系可得:,等量代换可得:.
【详解】解:如图所示,过点C作,
∴,,
∵,
∴,
又∵,
∴
∴.
故答案为:.
9.
【分析】此题主要考查了平行线的性质,作出,根据平行线的性质得出相等或互补的角是解决问题的关键.
先过点作,构造三条直线平行,然后利用两直线平行,同旁内角互补,即可得出结论.
【详解】解:如图,过点作,
,
,
,,
.
故答案为:.
10.
【分析】本题考查了平行线的性质,通过作平行线将角进行转化是解题的关键.
过点作,过点作,通过“两直线平行,同旁内角互补”得,进而得,根据、与、 的数量关系,得出的和,结合辅助线的平行关系,将、转化为、,即可得的度数.
【详解】解:如图,过点作,过点作,则,
∵,
∴,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,,
∴.
故答案为:.
11.(1)
(2)
(3)如果两个角的两边分别平行,那么这两个角相等或互补
(4)这两个角的度数为,或,.
【分析】本题考查了平行线的性质以及角度关系的推理和计算,掌握平行线的性质是解题的关键.
(1)根据平行线的性质即可推导出两个角的数量关系;
(2)根据平行线的性质即可推导出两个角的数量关系;
(3)根据(1)(2)的数量关系即可得出结论;
(4)根据(3)的结论,建立方程即可求解.
【详解】(1)解:如图,
,
,
,
,
,
故答案为:;
(2)解:如图,
,
,
,
,
,
故答案为:;
(3)解:用一句话归纳的结论为:如果两个角的两边分别平行,那么这两个角相等或互补,
故答案为:如果两个角的两边分别平行,那么这两个角相等或互补;
(4)解:设另一个角为,则这个角为,
当这两个角相等时,
,
解得:,
∴这两个角的度数为,;
当这两个角互补时,
解得:,
∴这两个角的度数为,;
综上所述:这两个角的度数为,或,.
12.(1)两直线平行,内错角相等;平行于同一条直线的两条直线平行;
(2)
(3)
【分析】此题考查了平行线的性质和判定,熟练掌握平行线的性质是解题的关键.
(1)根据平行线的性质求解即可;
(2)过点P作,首先求出,得到,然后证明出,进而根据平行线的性质求解即可;
(3)如图,过点P作,证明出,然后得到,即可得出.
【详解】(1)证明:如图1,过点P作,
∴(两直线平行,内错角相等),
∵,,
∴(平行于同一条直线的两条直线平行),
∴,
∴,
∴.
故答案为:两直线平行,内错角相等;平行于同一条直线的两条直线平行;
(2)解:如图,过点P作,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴;
故答案为:;
(3)解:如图,过点P作,
∴,
∵,
∴,
∴.
13.(1)见解析;(2);(3)
【详解】本题考查了平行线的判定与性质,角平分线的定义,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
(1)根据平行线的性质和判定填空作答即可.
(2)因为平分,平分,所以,,根据(1)的,,进行角的等量代换,即可作答.
(3)先根据平分,平分,所以,,因为,得,再结合以及(1)的结论进行角的等量代换,即可作答.
【解答】(1)证明:过点B作,
∴(两直线平行,内错角相等).
∵,
∴(平行于同一直线的两直线平行),
∴,
∵,
∴.
故答案为:,平行于同一直线的两直线平行,;
(2)解:∵平分,平分,
∴,,
∴,
∵,
∴由(1)可得,,
∴;
∴的度数为.
(3)解:∵平分,平分,
∴,,
∴.
∴.
∴.
∵.
∴由(1)可得.
∴
.
∴,
∴.
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