内容正文:
专题01.三角形中的倒角模型-燕尾(飞镖)型、风筝(鹰爪)、翻角模型
近年来各地考试中常出现一些几何倒角模型,该模型主要涉及高线、角平分线及角度的计算(内角和定理、外角定理等)。熟悉这些模型可以快速得到角的关系,求出所需的角。本专题就燕尾(飞镖)型、风筝(鹰爪)、翻角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 4
模型拓展 5
模型运用 6
模型1.飞镖(燕尾)模型 6
模型2.鹰爪(风筝)模型 10
模型3.翻角模型 14
16
燕尾模型(飞镖模型)因凹四边形的外轮廓酷似燕尾分叉或飞镖外形,教育工作者将其形象化命名以辅助记忆。凹四边形中,从顶点延伸的两条边如同燕尾分叉,而整体轮廓又像投掷的飞镖,这种具象化命名帮助学生快速联想图形特征。部分资料戏称其为“回旋镖模型”,强调角度关系循环往复的特点。
鹰爪(风筝)模型强调图形末端的尖锐角如同鹰爪抓握状,更侧重动态联想。
翻角模型是动态几何思想与静态角度守恒的结合,通过操作发现不变量的过程,深化了对三角形刚性结构的理解。
普及高峰期(2023–2025 年),这些倒角模型被纳入多地初中数学复习专题,配套口诀(如“见飞镖,找四角”、“内翻腋下和等上下和,外翻腋下差等折角倍”)广泛传播,这些模型将严谨的几何法则融入生活化的想象与口诀,让数学推理像解谜游戏一样充满乐趣!
(24-25七年级下·吉林长春·期末)【问题呈现】如图①,四边形形似“飞镖”,我们形象地称它为“飞镖图”.它实际上是凹四边形,通过探究发现:凹四边形中最大内角外面的角等于其余三个内角之和,即.
【探究推理】方法一:如图②,连结.
∵在中,,∴.
又∵在中,,∴,
∴,∴.即.
方法二:如图③,连结并延长至F.∵与分别为和的外角,…
(1)“方法一”主要依据的数学定理是 ;(2)根据“方法二”中辅助线的添加方式,写出余下的推理过程.
【迁移应用】(3)如图④, ;(4)如图⑤是可调躺椅示意图(数据如图),与的交点为C,且的大小保持不变.为了舒适,需调整的大小,使,则图中应 (填“增加”或“减少”)的大小为 度.
【答案】(1)三角形的内角和等于 ;(2)推理过程见解析;(3);(4)减少,10
【详解】解:(1)三角形的内角和等于 ,故答案为:三角形的内角和等于;
(2)∵,∴,
∵,∴;
(3)如图,延长交于点F,∵,
∴,故答案为:;
(4)延长,交于点G,如图:∵,∴.
∵,∴.
∵,∴,∴.
而图中,∴应减少.故答案为:减少,10.
(2024·贵州贵阳·二模)综合与实践
问题情境:在综合与实践课上,老师要求同学们以“折纸中的数学”为主题开展活动.
独立思考:(1)如图①,将三角形纸片沿折叠,使点落在四边形内点的位置,则与之间的数量关系为 ,请说明理由;
深入探究:(2)如图②,若点落在四边形的边下方时,试猜想此时与,之间的数量关系,并说明理由;
结论运用:(3)如图③,在四边形中,,,分别是,边上的一点,沿将四边形折叠,点的对应点恰好落在边上,且,.则的度数为 ;
【答案】(1),理由见解析;(2),理由见解析;(3);
【详解】解:(1),理由如下:连接,如图①,
将三角形纸片沿折叠,点落在四边形内点的位置,.
,,,
即;故答案为:;
(2),理由如下:设与交于点,如图②,
,,,;
(3)延长交的延长线于,由(2)中结论可知,如图③,
,.,.故答案为:;
1)飞镖模型:条件:如图1,凹四边形ABCD; 结论:①;②。
证明:连接AC并延长至点P;在△ABC中,∠BCP=∠BAC+∠B;在△ACD中,∠DCP=∠CAD+∠D;
又∵∠BAD=∠BAC+∠DAC,∠BCD=∠BCP+∠DCP;∴∠BAD+∠B+∠D=∠BCD。
延长BC交AD于点P;在△ABQ中,;在△CDQ中,。
即:,故。
图1 图2 图3 图4 图5
2)鹰爪模型:如图2,结论:∠A+∠O=∠1+∠2;
证明:∵∠1是三角形ABO的外角,∴∠1=∠BAO+∠BOA; 同理,∠2=∠CAO+∠COA;
∴∠1+∠2=∠BAO+∠BOA+∠CAO+∠COA=∠BAO+∠CAO+∠BOA+∠COA=∠BAC+∠BOC=∠A+∠O。
3)鹰爪模型(变形):如图2,结论:∠A+∠O=∠2-∠1。
证明:∵∠1是三角形ABO的外角,∴∠1=∠BAO+∠BOA; 同理,∠2=∠DAO+∠DOA;
∴∠2-∠1=∠DAO+∠DOA-(∠BAO+∠BOA)=(∠DAO-∠BAO)+(∠DOA-∠BOA)
=∠BAD+∠BOD=∠A+∠O。
条件:如图4,将三角形纸片ABC沿EF边折叠,当点C落在四边形ABFE内部时,结论:2∠C=∠1+∠2;
证明:∵∠1是三角形CC’E的外角,∴∠1=∠ECC’+∠EC’C; 同理,∠2=∠FCC’+∠FC’C;
∴∠1+∠2=∠ECC’+∠EC’C+∠FCC’+∠FC’C=∠ECC’+∠FCC’+∠EC’C+∠FC’C=∠EC’F+∠FCE=2∠C。
条件:如图5,将三角形纸片ABC沿EF边折叠,当点C落在四边形ABFE外部时,结论:2∠C=∠2-∠1。
证明:∵∠1是三角形CC’E的外角,∴∠1=∠ECC’+∠EC’C; 同理,∠2=∠FCC’+∠FC’C;
∴∠2-∠1=∠FCC’+∠FC’C-(∠ECC’+∠EC’C)=(FCC’-∠ECC’)+(∠FC’C--∠EC’C)
=∠EC’F+∠FCE=2∠C。
图1 图2
飞镖模型拓展1:条件:如图1,BO平分∠ABC,OD平分∠ADC; 结论:∠O=(∠A+∠C)。
证明:∵BO平分∠ABC,OD平分∠ADC;∴∠ABO=∠ABC;∠ADO=∠ADC;
根据飞镖模型:∠BOD=∠ABO+∠ADO+∠A=∠ABC+∠ADC+∠A;∠BCD=∠ABC+∠ADC+∠A;
∴2∠BOD=∠ABC+∠ADC+2∠A=∠BCD+∠A;即∠O=(∠A+∠C)。
飞镖模型拓展2:条件:如图2,AO平分∠DAB,CO平分∠BCD; 结论:∠O=(∠D-∠B)。
证明:根据飞镖模型:=++,∴∠DCB-∠DAB=∠D+∠B,
∵AO平分∠DAB,CO平分∠BCD,∴∠DCO=∠DCB,∠DAO=∠DAB,
∴∠DCO-∠DAO=(∠DCB-∠DAB)=(∠D+∠B),
∵∠DEA=∠OEC,∴∠D+∠DAO=∠O+∠DCO,∴∠D-∠O=∠DCO-∠DAO,
∴∠D-∠O=(∠D+∠B),即∠O=(∠D-∠B)
模型1.飞镖(燕尾)模型
例1(24-25·绵阳市八年级期中)请阅读下列材料,并完成相应的任务:有趣的“飞镖图”
如图,这种形似飞镖的四边形,可以形象地称它为“飞镖图”.当我们仔细观察后发现,它实际上就是凹四边形.那么它具有哪些性质呢?又将怎样应用呢?下面我们进行认识与探究:凹四边形通俗地说,就是一个角“凹”进去的四边形,其性质有:凹四边形中最大内角外面的角等于其余三个内角之和.
(即如图 1,∠ADB=∠A+∠B+∠C )理由如下:
方法一:如图 2,连接 AB,则在△ABC 中,∠C+∠CAB+∠CBA=180°,即∠1+∠2+∠3+∠4+∠C=180°,又∵在△ABD 中,∠1+∠2+∠ADB=180°,∴∠ADB=∠3+∠4+∠C, 即∠ADB=∠CAD+∠CBD+∠C.
方法二:如图 3,连接 CD 并延长至 F,∵∠1 和∠3 分别是△ACD 和△BCD 的一个外角,. . . . . .
大家在探究的过程中,还发现有很多方法可以证明这一结论,你有自己的方法吗?
任务:(1)填空:“方法一”主要依据的一个数学定理是 ;
(2)探索:根据“方法二”中辅助线的添加方式,写出该证明过程的剩余部分;
(3)应用:如图 4,AE 是∠CAD 的平分线,BF 是∠CBD 的平分线,AE 与 BF 交于 G, 若∠ADB=150°,∠AGB=110°,请你直接写出∠C 的大小.
【答案】(1)三角形内角和定理(或三角形的内角和等于 180°);(2)见解析;(3)70°
【详解】(1)解:三角形内角和定理(或三角形的内角和等于 180°)
(2)证明:连接 CD 并延长至 F,
∵∠1 和∠2 分别是△ACD 和△BCD 的一个外角,∴∠1=∠2+∠A,∠3=∠4+∠B,
∴∠1+∠3=∠2+∠A+∠4+∠B,即∠ADB=∠A+∠B+∠ACB ;
(3)解:由(2)得:∠ADB=∠CAD+∠CBD+∠C,∠AGB=∠CAE+∠CBF+∠C,
∵∠ADB=150°,∠AGB=110°,∴∠CAD+∠CBD+∠C=150°,∠CAE+∠CBF+∠C=110°,
∴∠CAE+∠CBF=110°-∠ C,∠CAD+∠CBD=150°-∠C,
∵AE 是∠CAD 的平分线,BF 是∠CBD 的平分线,∴∠CAD =2∠CAE,∠CBD=2∠CBF,
∴∠CAD+∠CBD=2(∠CAE+∠CBF),∴150°-∠C=2(110°-∠ C),解得:∠C=70°.
例2(24-25江苏·八年级专题练习)在社会实践手工课上,小茗同学设计了一个形状如图所示的零件,如果,,那么的度数是( ).
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】延长BE交CF的延长线于O,连接AO,如图,
∵ ∴
同理得∵
∴
∵ ∴
∴
∴,故选:B.
例3(24-25七年级下·四川遂宁·阶段练习)如图所示的图形,像我们常见的符号−−箭号.我们不妨把这样图形叫做“箭头四角形”.(1)探究:观察“箭头四角形”,试探究图中与,,之间的关系,并说明理由;(2)应用:请你直接利用以上结论,解决以下两个问题:如图,把一块三角尺放置在上,使三角尺的两条直角边,恰好经过点,,若,则______;
如图,,的三等分线,相交于点,若,,求的度数.
【答案】(1),理由见解析;(2);.
【详解】(1)解:,理由:连接,
在中,∵,
∴,
在中,∵,∴,
∴,即;
(2)解:由()得,
∵,,∴,故答案为:;
如图,设,,
由()可知,,∴,∵,∴.
例4(24-25福建三明·八年级统考期末)如图1所示的图形,像我们常见的符号——箭号.我们不妨把这样图形叫做“箭头四角形”.
探究:(1)观察“箭头四角形”,试探究与、、之间的关系,并说明理由;
应用:(2)请你直接利用以上结论,解决以下两个问题:
①如图2,把一块三角尺放置在上,使三角尺的两条直角边、恰好经过点、,若,则 ;②如图3,、的2等分线(即角平分线)、相交于点,若,,求的度数;
拓展:(3)如图4,,分别是、的2020等分线(),它们的交点从上到下依次为、、、…、.已知,,则 度.
【答案】(1),理由见详解; (2)①30;②95°;(3)
【详解】(1)如图,连接AD并延长至点E
∵
又∵∴
(2)①由(1)可知
∵,∴
②由(1)可知
∵,∴
平分 ,CF平分
(3)由(1)可知
∵, ∴
∵,分别是、的2020等分线()
∴
∴
例5(24-25浙江·八年级假期作业)如图所示,在中,,在上,,是上的任意一点,求证.
【详解】作点关于的对称点,则点落在线段CD上.连接交于点,连接.
由轴对称图形的性质可得,.
在中,,在中,.
因此,所以.
模型2.鹰爪(风筝)模型
例1(24-25七年级下·上海长宁·期末)如图,在中,,点,分别是边,上的两个定点.若点在线段上运动,当时,则 .
【答案】/125度
【详解】解:连接,∵是的一个外角,是的一个外角,
∴,∵,
∴,
∴.故答案为:.
例2(24-25江苏宿迁·七年级校考期中)三角形内角和定理告诉我们:如图①三角形三个内角的和等于180°.
(1)【定理推论】如图②,在△ABC中,有∠A+∠B+∠ACB=180°,点D是BC延长线上一点.
由平角的定义可得∠ACD+∠ACB=180°,所以∠ACD=________ .从而得到三角形内角和定理的推论:三角形的外角等于与它不相邻的两个内角的和.
(2)【初步运用】如图③,点D、E分别是△ABC的边AB、AC延长线上一点.
①若∠A=80°,∠DBC=150°,则∠ACB=_____°;②若∠A=80°,则∠DBC+∠ECB=______°.
(3)【拓展延伸】如图④,点D、E分别是四边形ABPC的边AB、AC延长线上一点.
①若∠A=80°,∠P=150°,则∠DBP+∠ECP= _____°;
②分别作∠DBP和∠ECP的平分线,交于点O,如图⑤,若∠O=50°,求∠A和∠P之间的数量关系;
③分别作∠DBP和∠ECP的平分线BM、CN,如图⑥,若∠A=∠P,求证:.
【答案】(1)(2);(3); ;证明见解析
【详解】(1)∵∠A+∠B+∠ACB=180°,∠ACD+∠ACB=180°,∴∠ACD=∠A+∠B,故答案为:∠A+∠B;
(2)①∵∠DBC=∠A+∠ACB,∠A=80°,∠DBC=150°,∴∠ACB=∠DBC-∠A=70°,故答案为:70;
②∵∠DBC=∠A+∠ACB,∠ECB=∠A+∠ABC,
∴∠DBC+∠ECB=(∠A+∠ACB)+(∠A+∠ABC)=∠A+(∠ACB+∠A+∠ABC)=∠A+180°,
∵∠A=80°,∴∠DBC+∠ECB=260°,故答案为:260;
(3)①连接AP,如图,∵∠DBP=∠BAP+∠BPA,∠ECP=∠CAP+∠CPA,
∴∠DBP+∠ECP=∠BAP+∠BPA+∠CAP+∠CPA=∠BAC+∠BPC,
∵∠BAC=80°,∠BPC=150°,∴∠DBP+∠ECP=230°,故答案为:230;
②设∠DBO=x,∠OCE=y,则∠DBO=∠OBP=x,∠PCO=∠OCE=y,
则:x+y=∠A+∠O,2x+2y=∠A+∠P,∴2∠A+2∠O=∠A+∠P.
∵∠O=50°,∴∠P=∠A+100°,故答案为:∠P=∠A+100°;
③证明:延长BP交CN于点Q,如图:
∵BM平分∠DBP,CN平分∠ECP,∴∠DBP=2∠MBP,∠ECP=2∠NCP,
∵由①知:∠DBP+∠ECP=∠A+∠BPC,又∠A=∠BPC,
∴2∠MBP+2∠NCP=∠A+∠BPC=2∠BPC,∴∠BPC=∠MBP+∠NCP.
∵∠BPC=∠PQC+∠NCP,∴∠MBP=∠PQC,∴.
例3(24-25七年级下·吉林长春·期中)在中,,点分别是边,上的点,点是平面内的一个动点,连结,,设,,.
(1)如图①,若点在边上,则,和之间的数量关系为 .
(2)如图②,若点在线段的延长线上时,求,和之间的数量关系.
(3)如图③,若点在的内部,且在直线上方时,直接写出,和之间的数量关系.
(4)若点在的外部,且始终在右侧,借助图④,直接写出,和之间的数量关系.
【答案】(1)(2);(3);(4).
【详解】(1)解:如图,连接,∵,,
∴,故答案为:;
(2)解:设与交于F,∵,,
∴,∴;
(3)解:,理由如下:如图所示,连接,
∵,,
∴,
∴;
(4)解:.如图,
∵,,,∴.
模型3.翻角模型
例1(24-25七年级下·贵州贵阳·期末)如图, 把纸片沿折叠,当点 C落在四边形内部时,与之间有一种数量关系始终保持不变.则下列关系成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】∵把纸片沿折叠,当点 C落在四边形内部
∴
故选:B .
例2(24-25七年级下·上海崇明·期中)如图,在中,,将沿直线l翻折,点B落在点的位置,则的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:如图,设与交于点,
由折叠的性质可得:,由三角形外角的性质可得:
,,故选:B.
例3(24-25七年级下·河南南阳·期末)综合与实践
数学活动课上,老师组织数学小组的同学们以“折叠”为主题开展数学活动.
(1)观察发现:如图1,将纸片沿折叠,使点落在四边形内点的位置.则、、之间的数量关系为:______;
(2)探究迁移:如图2,若将(1)中“点落在四边形内点的位置”变为“点落在四边形外点的位置”,其他条件不变.请写出、、之间的数量关系,并说明理由;
(3)拓展应用:如图3,四边形纸片,,与不平行,将四边形纸片沿折叠成图3的形状,点落在点处,点落在点处,若,,请直接写出的度数
【答案】(1)(2),理由见解析(3)
【详解】(1)解:结论:,理由:连接,
沿折叠和重合,,,,
.
(2),理由:连接,
沿折叠和重合,,,,
;
(3)如图,延长,交于点,延长,交于点,则对折后与重合,
由(2)的结论可得:,而,,
,,,.
1.(24-25·河北廊坊·八年级校考期中)如图,将三角形纸片沿折叠,当点A落在四边形的外部时,测量得,,则为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:∵,,∴,
∴,
∵,∴,故B正确.故选:B.
2.(24-25七年级下·山东·期中)如图,把△ABC纸片沿DE折叠,当A落在四边形BCDE内时,则∠A与∠1+∠2之间有始终不变的关系是( )
A.∠A=∠1+∠2 B.2∠A=∠1+∠2 C.3A=∠1+∠2 D.3∠A=2(∠1+∠2)
【答案】B
【详解】∵△ABC纸片沿DE折叠,∴∠1+2∠AED=180°,∠2+2∠ADE=180°,
∴∠AED= (180°−∠1),∠ADE= (180°−∠2),
∴∠AED+∠ADE= (180°−∠1)+ (180°−∠2)=180°− (∠1+∠2)
在△ADE中,∠A=180°−(∠AED+∠ADE)=180°−[180°− (∠1+∠2)]= (∠1+∠2)
则2∠A=∠1+∠2,故选择B项.
3.(24-25·江苏·七年级专题练习)如图,在中,,沿图中虚线翻折,使得点B落在上的点D处,则等于( )
A.160° B.150° C.140° D.110°
【答案】C
【详解】解:,,翻折,,,
,,故选:C.
4.(24-25·河南·八年级假期作业)如图,在中,,与的角平分线交于,与的角平分线交于点,依此类推,与的角平分线交于点,则的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:∵∠A=20°,∠A+∠ABC+∠ACB=180°,∴∠ABC+∠ACB=160°,
∵BD1平分∠ABC,CD1平分∠ACB,∴∠ABD1=∠ABC,∠ACD1=∠ACD,
∵BD2平分∠ABD1,CD2平分∠ACD1,∴∠ABD2=∠ABD1=∠ABC,∠ACD2=∠ACD1=∠ACB,
同理可得∠ABD5=∠ABC,∠ACD5=∠ACB,∴∠ABD5+∠ACD5=160×=5°,∴∠BCD5+∠CBD5=155°,
∴∠BD5C=180-∠BCD5-∠CBD5=25°,故选B.
5.(24-25·江苏苏州·七年级统考期末)如图,在三角形纸片,,现将该纸片沿折叠,使点、分别落在点、处.其中,点在纸片的内部,点、分别在边、上.若,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】解:现将该纸片沿折叠,使点、分别落在点、处.,,
,,
,,,
,,,故选:C.
6.(24-25·浙江·八年级假期作业)如图,中,,将沿翻折后,点A落在边上的点处.如果,那么的度数为 .
【答案】/度
【详解】根据折叠性质,得,,
∵,∴,
∵,∴,
∴,故答案为:.
7.(24-25·宁夏吴忠·九年级校考期中)将△ABC沿着DE翻折,使点A落到点A′处,A′D、A′E分别与BC交于M、N两点,且DEBC.已知∠A′NM=27°,则∠NEC= .
【答案】126°
【详解】解:∵DE∥BC,∴∠DEN=∠A′NM=27°,
由翻折不变性可知:∠AED=∠DEN=27°,∴∠NEC=180°﹣2×27°=126°,故答案为126°.
8.(24-25·浙江·八年级专题练习)如图,在中,是边上的高,点E,F分别是,边上的点,连接,将沿着翻折,使点A与边上的点G重合,若,,则的度数为 .
【答案】/49度
【详解】解:∵是边上的高,,∴,
∵,∴,∵,∴,
∴,由折叠可得:,,
∴,∴,
∴,故答案为:.
9.(24-25七年级下·江苏南通·期中)如图,,垂足为,与相交于点,,,则的度数为 .
【答案】/100度
【详解】解:∵,∴,
∵,∴,∴,故答案为:.
10.(24-25七年级下·湖北十堰·期末)(1)如图1,,若,求证:.
(2)如图2,已知,,,,求的度数.
【答案】(1)见解析(2)
【详解】(1)证明:,∴,
,∴.∴.∴.
(2)解:延长交于点E,
∵,∴,∵,,
∴.
11.(25-26·山东八年级课时练习)如图,中,,D是上一点,延长至E,使.试确定与的位置关系,并证明你的结论(一题多解).
【答案】见解析
【详解】解:ED⊥BC,证明如下:
解法一:如图所示,延长ED到F交BC于F,
∵AB=AC,AD=AE,∴∠E=∠ADE,∠C=∠B,
∵∠ADE=∠BDF,∴∠E=∠BDF,
∵∠E+∠C=∠BFD,∠B+∠BFD+∠BDF=180°
∴∠E+∠B+∠C+∠BDF=180°即2∠B+2∠BDF=180°,
∴∠B+∠BDF=90°,∴ED⊥BC;
解法二:如图,过点D作DF∥BC交AC于F,
∵AB=AC,AD=AE,∴∠E=∠ADE,∠C=∠B,
∵DF∥BC,∴∠B=∠ADF,∠C=∠AFD∴∠AFD=∠ADF,
∵∠E+∠EDF+∠EFD=180°,即∠E+∠EDA+∠ADF+∠EFD=180°,
∴2∠ADF+2∠EDA=180°,∴∠ADF+∠EDA=90°,
∴∠EDF=90°,∴ED⊥DF,∴ED⊥BC.
12.(24-25·重庆·八年级统考期末)已知,如图,P,Q为三角形ABC内两点,B,P,Q,C构成凸四边形.
求证:.
【详解】作直线PQ,分别与AB,AC交于点M,N
由三角形的三边关系可得
①+②+③得
∴,即.
13.(2025·北京·一模)在课外活动中,我们要研究一种凹四边形——燕尾四边形的性质.
定义1:把四边形的某些边向两方延长,其他各边有不在延长所得直线的同一旁,这样的四边形叫做凹四边形(如图1).
(1)根据凹四边形的定义,下列四边形是凹四边形的是(填写序号) ;
①②③
定义2:两组邻边分别相等的凹四边形叫做燕尾四边形(如图2).
特别地,有三边相等的凹四边形不属于燕尾四边形.
小洁根据学习平行四边形、菱形、矩形、正方形的经验,对燕尾四边形的性质进行了探究.
下面是小洁的探究过程,请补充完整:(2)通过观察、测量、折叠等操作活动,写出两条对燕尾四边形性质的猜想,并选取其中的一条猜想加以证明;(3)如图2,在燕尾四边形ABCD中,AB=AD=6,BC=DC=4,∠BCD=120°,求燕尾四边形ABCD的面积(直接写出结果).
【答案】(1)①;(2)证明见解析;(3).
【详解】解:(1)由凹四边形的定义得出,图①是凹四边形.故答案是①;
(2)①一组对角相等;②它是一个轴对称图形;
①已知:如图1,
在凹四边形ABCD中,AB=AD,BC=DC.求证:∠B=∠D.
证明:连接AC.在△ABC和△ADC中,,∴△ABC≌△ADC.∴∠B=∠D.
②由①知,△ABC≌△ADC,∴AC所在的直线是燕尾四边形的对称轴;
(3)如图2,连接AC,过点B作BE⊥AC交AC的延长线于E;
由(2)知,燕尾四边形ABCD是轴对称图形,∴∠BCE=∠BCD=60°,∴∠CBE=30°,
在Rt△BCE中,∠CBE=30°,BC=4,∴CE=BC=2,BE= CE=2,
在Rt△ABE中,AB=6,BE=2,根据勾股定理得,AE=,
∴S△ABC=S△ABE-S△CBE=BE•AE-BE•CE=BE(AE-CE)=×2×(2-2)=6-2
∴燕尾四边形ABCD的面积为2S△ABC=12−4.
14.(24-25·河南新乡·七年级期中)发现与探究
【发现】根据三角形外角的性质可推理得:如图1在四边形中,判断与的数量关系.请将如下说理过程补充完整.
解:,理由:延长交于点,
∵是的外角,∴________________________________,
同理,是的外角,∴________________________________,
∴(等量代换).
【验证】 某木材零件如图2所示,图纸要求,,零件样品生产出来后,经测量得到,请你用“发现”得到的结论判断该零件样品是否符合规格,并说明理由.
【探究】如图3是某公司开发的可调躺椅示意图(数据如图所示),与的交点为,且,,保持不变,为了舒适,需调整的大小,使,请直接写出,应将图中______(填“增加”或“减小”)______°.
【答案】发现:,;验证:不符合规格,理由见解析;探究:增加,5
【详解】解:(1)发现:解:,
理由:延长交于点,∵是的外角,
∴,同理,是的外角,
∴,∴(等量代换).
故答案为:,;
(2)验证:由“发现”可知:,∴,
∵符合标准的零件,,
∴符合标准的零件,
∵,∴该零件不符合规格;
(3)探究:∵,∴,
∴,
∵,保持不变,
∴应增加故答案为:增加,5.
15.(24-25·上海·七年级专题练习)(1)在锐角中,边上的高所在直线和边上的高所在直线的交点为,,求的度数.(2)如图,和分别平分和,当点在直线上时,且B、P、D三点共线,,则_________.
(3)在(2)的基础上,当点在直线外时,如下图:,,求的度数.
【答案】(1);(2);(3).
【详解】(1)如图边上的高所在直线和边上的高所在直线的交点为
∴又∵∴
∵在四边形中,内角和为∴.
(2)法一:∵和分别平分和∴
又∵∴
∴ ∴.
法二:连接BD,∵B、P、D三点共线∴BD、AF、CE交于P点
∵∠APD=∠BAP+∠ABP,∠CPD=∠BCP+∠CBP,∴∠APC=∠B+∠PAB+∠PCB
∵和分别平分和,∴∠PAC=∠PAB,∠PCA=∠PCB,
∵∠APC=100°,∴∠PAC+∠PCA=180°−100°=80°,
∴∠PAB+∠PCB=80°,∴∠B=∠APC −(∠PAB+∠PCB)=100°−80°=20°.
(3)法一:如图:连接AC
∵,
∴ ∴
又∵和分别平分和∴
∴ ∴.
法二:如图,连接BD并延长到G,∵∠ADG=∠2+∠APD,∠CDG=∠4+∠CPD,
∴∠ADC=∠2+∠4+∠APC,∴∠2+∠4=30°,同理可得∠APC=∠1+∠3+∠B,∠1=∠2,∠3=∠4,
∴∠B=∠APC-∠2-∠4=100°-30°=70°∴∠B=70°.
16.(24-25·福建福州·七年级校考期末)如图①,凹四边形形似圆规,这样的四边形称为“规形”,
(1)如图①,在规形中,若,,,则______°;
(2)如图②,将沿,翻折,使其顶点A,B均落在点O处,若,则______°;
(3)如图③,在规形中,、的角平分线、交于点E,且,试探究,,之间的数量关系,并说明理由.
【答案】(1)20(2)54(3);理由见解析
【详解】(1)解:如图1,连接,并延长到点E,
则、,∴,即,
∵,,,∴,故答案为:20;
(2)解:∵将沿,翻折,顶点A,B均落在点O处,
∴,,∴,∵,∴,
∵,∴,∴.
(3)解:;理由如下:如图3,
由(1)知,∵平分,∴,
∵平分,∴,∵,,
∴
即.
17.(24-25七年级下·江苏宿迁·期中)(1)如图1,将纸片沿折叠,使点落在四边形内点的位置.则、、之间的数量关系为: ;
(2)如图2,若将(1)中“点落在四边形内点的位置”变为“点落在四边形外点的位置”,则此时,、之间的数量关系为: ;
(3)如图3,将四边形纸片,与不平行)沿折叠成图3的形状,若,,求的度数;
(4)在图3中作出、的平分线、,试判断射线、的位置关系,当点在边上向点移动时(不与点重合),、的大小随之改变(其它条件不变),上述,的位置关系改变吗?为什么?
【答案】(1);(2);(3);(4),的位置关系不变,即.
【详解】解:(1)结论:,理由:连接,
沿折叠和重合,,
,,
.
(2),理由:连接,
沿折叠和重合,,
,,
;
(3)如图,延长,交于点,延长,交于点,则对折后与重合,
由(2)的结论可得:,而,,
,,,;
(4),理由见解析 如图,平分,平分,
,,
由对折可得:,,
由(2)的结论可得:,即;,
,
,,∴.
18.(24-25七年级下·山东聊城·期末)如图,在中,,点、是边、上的点,点是平面内一动点.令,,.
(1)若点在线段上,如图1所示,,求的值;
(2)若点在边上运动,如图2所示,则、、之间的关系________;
(3)若点运动到边的延长线上,如图3所示,则、、之间有何关系?猜想并说明理由;
(4)若点运动到外,如图4所示,则请表示、、之间的关系,并说明理由.
【答案】(1)(2)
(3)猜想,理由见解析(4),理由见解析
【详解】(1)解:∵在四边形中,(四边形内角和可以看做连接对角线后两个三角形的内角和),,,∴
∵,∴,∴;
(2)解:∵在四边形中,(四边形内角和可以看做连接对角线后两个三角形的内角和),,∴
∵,∴,∴;
(3)解:猜想,理由如下:设交于M,
由三角形的外角的性质知:,,
,即;
(4)解:,理由如下:设交于M,
由三角形的外角的性质知:,,
,,,即,
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专题01.三角形中的倒角模型-燕尾(飞镖)型、风筝(鹰爪)、翻角模型
近年来各地考试中常出现一些几何倒角模型,该模型主要涉及高线、角平分线及角度的计算(内角和定理、外角定理等)。熟悉这些模型可以快速得到角的关系,求出所需的角。本专题就燕尾(飞镖)型、风筝(鹰爪)、翻角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 4
模型拓展 5
模型运用 6
模型1.飞镖(燕尾)模型 6
模型2.鹰爪(风筝)模型 10
模型3.翻角模型 14
16
燕尾模型(飞镖模型)因凹四边形的外轮廓酷似燕尾分叉或飞镖外形,教育工作者将其形象化命名以辅助记忆。凹四边形中,从顶点延伸的两条边如同燕尾分叉,而整体轮廓又像投掷的飞镖,这种具象化命名帮助学生快速联想图形特征。部分资料戏称其为“回旋镖模型”,强调角度关系循环往复的特点。
鹰爪(风筝)模型强调图形末端的尖锐角如同鹰爪抓握状,更侧重动态联想。
翻角模型是动态几何思想与静态角度守恒的结合,通过操作发现不变量的过程,深化了对三角形刚性结构的理解。
普及高峰期(2023–2025 年),这些倒角模型被纳入多地初中数学复习专题,配套口诀(如“见飞镖,找四角”、“内翻腋下和等上下和,外翻腋下差等折角倍”)广泛传播,这些模型将严谨的几何法则融入生活化的想象与口诀,让数学推理像解谜游戏一样充满乐趣!
(24-25七年级下·吉林长春·期末)【问题呈现】如图①,四边形形似“飞镖”,我们形象地称它为“飞镖图”.它实际上是凹四边形,通过探究发现:凹四边形中最大内角外面的角等于其余三个内角之和,即.
【探究推理】方法一:如图②,连结.
∵在中,,∴.
又∵在中,,∴,
∴,∴.即.
方法二:如图③,连结并延长至F.∵与分别为和的外角,…
(1)“方法一”主要依据的数学定理是 ;(2)根据“方法二”中辅助线的添加方式,写出余下的推理过程.
【迁移应用】(3)如图④, ;(4)如图⑤是可调躺椅示意图(数据如图),与的交点为C,且的大小保持不变.为了舒适,需调整的大小,使,则图中应 (填“增加”或“减少”)的大小为 度.
(2024·贵州贵阳·二模)综合与实践
问题情境:在综合与实践课上,老师要求同学们以“折纸中的数学”为主题开展活动.
独立思考:(1)如图①,将三角形纸片沿折叠,使点落在四边形内点的位置,则与之间的数量关系为 ,请说明理由;
深入探究:(2)如图②,若点落在四边形的边下方时,试猜想此时与,之间的数量关系,并说明理由;
结论运用:(3)如图③,在四边形中,,,分别是,边上的一点,沿将四边形折叠,点的对应点恰好落在边上,且,.则的度数为 ;
1)飞镖模型:条件:如图1,凹四边形ABCD; 结论:①;②。
证明:连接AC并延长至点P;在△ABC中,∠BCP=∠BAC+∠B;在△ACD中,∠DCP=∠CAD+∠D;
又∵∠BAD=∠BAC+∠DAC,∠BCD=∠BCP+∠DCP;∴∠BAD+∠B+∠D=∠BCD。
延长BC交AD于点P;在△ABQ中,;在△CDQ中,。
即:,故。
图1 图2 图3 图4 图5
2)鹰爪模型:如图2,结论:∠A+∠O=∠1+∠2;
证明:∵∠1是三角形ABO的外角,∴∠1=∠BAO+∠BOA; 同理,∠2=∠CAO+∠COA;
∴∠1+∠2=∠BAO+∠BOA+∠CAO+∠COA=∠BAO+∠CAO+∠BOA+∠COA=∠BAC+∠BOC=∠A+∠O。
3)鹰爪模型(变形):如图2,结论:∠A+∠O=∠2-∠1。
证明:∵∠1是三角形ABO的外角,∴∠1=∠BAO+∠BOA; 同理,∠2=∠DAO+∠DOA;
∴∠2-∠1=∠DAO+∠DOA-(∠BAO+∠BOA)=(∠DAO-∠BAO)+(∠DOA-∠BOA)
=∠BAD+∠BOD=∠A+∠O。
条件:如图4,将三角形纸片ABC沿EF边折叠,当点C落在四边形ABFE内部时,结论:2∠C=∠1+∠2;
证明:∵∠1是三角形CC’E的外角,∴∠1=∠ECC’+∠EC’C; 同理,∠2=∠FCC’+∠FC’C;
∴∠1+∠2=∠ECC’+∠EC’C+∠FCC’+∠FC’C=∠ECC’+∠FCC’+∠EC’C+∠FC’C=∠EC’F+∠FCE=2∠C。
条件:如图5,将三角形纸片ABC沿EF边折叠,当点C落在四边形ABFE外部时,结论:2∠C=∠2-∠1。
证明:∵∠1是三角形CC’E的外角,∴∠1=∠ECC’+∠EC’C; 同理,∠2=∠FCC’+∠FC’C;
∴∠2-∠1=∠FCC’+∠FC’C-(∠ECC’+∠EC’C)=(FCC’-∠ECC’)+(∠FC’C--∠EC’C)
=∠EC’F+∠FCE=2∠C。
图1 图2
飞镖模型拓展1:条件:如图1,BO平分∠ABC,OD平分∠ADC; 结论:∠O=(∠A+∠C)。
证明:∵BO平分∠ABC,OD平分∠ADC;∴∠ABO=∠ABC;∠ADO=∠ADC;
根据飞镖模型:∠BOD=∠ABO+∠ADO+∠A=∠ABC+∠ADC+∠A;∠BCD=∠ABC+∠ADC+∠A;
∴2∠BOD=∠ABC+∠ADC+2∠A=∠BCD+∠A;即∠O=(∠A+∠C)。
飞镖模型拓展2:条件:如图2,AO平分∠DAB,CO平分∠BCD; 结论:∠O=(∠D-∠B)。
证明:根据飞镖模型:=++,∴∠DCB-∠DAB=∠D+∠B,
∵AO平分∠DAB,CO平分∠BCD,∴∠DCO=∠DCB,∠DAO=∠DAB,
∴∠DCO-∠DAO=(∠DCB-∠DAB)=(∠D+∠B),
∵∠DEA=∠OEC,∴∠D+∠DAO=∠O+∠DCO,∴∠D-∠O=∠DCO-∠DAO,
∴∠D-∠O=(∠D+∠B),即∠O=(∠D-∠B)
模型1.飞镖(燕尾)模型
例1(24-25·绵阳市八年级期中)请阅读下列材料,并完成相应的任务:有趣的“飞镖图”
如图,这种形似飞镖的四边形,可以形象地称它为“飞镖图”.当我们仔细观察后发现,它实际上就是凹四边形.那么它具有哪些性质呢?又将怎样应用呢?下面我们进行认识与探究:凹四边形通俗地说,就是一个角“凹”进去的四边形,其性质有:凹四边形中最大内角外面的角等于其余三个内角之和.
(即如图 1,∠ADB=∠A+∠B+∠C )理由如下:
方法一:如图 2,连接 AB,则在△ABC 中,∠C+∠CAB+∠CBA=180°,即∠1+∠2+∠3+∠4+∠C=180°,又∵在△ABD 中,∠1+∠2+∠ADB=180°,∴∠ADB=∠3+∠4+∠C, 即∠ADB=∠CAD+∠CBD+∠C.
方法二:如图 3,连接 CD 并延长至 F,∵∠1 和∠3 分别是△ACD 和△BCD 的一个外角,. . . . . .
大家在探究的过程中,还发现有很多方法可以证明这一结论,你有自己的方法吗?
任务:(1)填空:“方法一”主要依据的一个数学定理是 ;
(2)探索:根据“方法二”中辅助线的添加方式,写出该证明过程的剩余部分;
(3)应用:如图 4,AE 是∠CAD 的平分线,BF 是∠CBD 的平分线,AE 与 BF 交于 G, 若∠ADB=150°,∠AGB=110°,请你直接写出∠C 的大小.
例2(24-25江苏·八年级专题练习)在社会实践手工课上,小茗同学设计了一个形状如图所示的零件,如果,,那么的度数是( ).
A. B. C. D.
例3(24-25七年级下·四川遂宁·阶段练习)如图所示的图形,像我们常见的符号−−箭号.我们不妨把这样图形叫做“箭头四角形”.(1)探究:观察“箭头四角形”,试探究图中与,,之间的关系,并说明理由;(2)应用:请你直接利用以上结论,解决以下两个问题:如图,把一块三角尺放置在上,使三角尺的两条直角边,恰好经过点,,若,则______;
如图,,的三等分线,相交于点,若,,求的度数.
例4(24-25福建三明·八年级统考期末)如图1所示的图形,像我们常见的符号——箭号.我们不妨把这样图形叫做“箭头四角形”.
探究:(1)观察“箭头四角形”,试探究与、、之间的关系,并说明理由;
应用:(2)请你直接利用以上结论,解决以下两个问题:
①如图2,把一块三角尺放置在上,使三角尺的两条直角边、恰好经过点、,若,则 ;②如图3,、的2等分线(即角平分线)、相交于点,若,,求的度数;
拓展:(3)如图4,,分别是、的2020等分线(),它们的交点从上到下依次为、、、…、.已知,,则 度.
例5(24-25浙江·八年级假期作业)如图所示,在中,,在上,,是上的任意一点,求证.
模型2.鹰爪(风筝)模型
例1(24-25七年级下·上海长宁·期末)如图,在中,,点,分别是边,上的两个定点.若点在线段上运动,当时,则 .
例2(24-25江苏宿迁·七年级校考期中)三角形内角和定理告诉我们:如图①三角形三个内角的和等于180°.
(1)【定理推论】如图②,在△ABC中,有∠A+∠B+∠ACB=180°,点D是BC延长线上一点.
由平角的定义可得∠ACD+∠ACB=180°,所以∠ACD=________ .从而得到三角形内角和定理的推论:三角形的外角等于与它不相邻的两个内角的和.
(2)【初步运用】如图③,点D、E分别是△ABC的边AB、AC延长线上一点.
①若∠A=80°,∠DBC=150°,则∠ACB=_____°;②若∠A=80°,则∠DBC+∠ECB=______°.
(3)【拓展延伸】如图④,点D、E分别是四边形ABPC的边AB、AC延长线上一点.
①若∠A=80°,∠P=150°,则∠DBP+∠ECP= _____°;
②分别作∠DBP和∠ECP的平分线,交于点O,如图⑤,若∠O=50°,求∠A和∠P之间的数量关系;
③分别作∠DBP和∠ECP的平分线BM、CN,如图⑥,若∠A=∠P,求证:.
例3(24-25七年级下·吉林长春·期中)在中,,点分别是边,上的点,点是平面内的一个动点,连结,,设,,.
(1)如图①,若点在边上,则,和之间的数量关系为 .
(2)如图②,若点在线段的延长线上时,求,和之间的数量关系.
(3)如图③,若点在的内部,且在直线上方时,直接写出,和之间的数量关系.
(4)若点在的外部,且始终在右侧,借助图④,直接写出,和之间的数量关系.
模型3.翻角模型
例1(24-25七年级下·贵州贵阳·期末)如图, 把纸片沿折叠,当点 C落在四边形内部时,与之间有一种数量关系始终保持不变.则下列关系成立的是( )
A. B. C. D.
例2(24-25七年级下·上海崇明·期中)如图,在中,,将沿直线l翻折,点B落在点的位置,则的度数是( )
A. B. C. D.
例3(24-25七年级下·河南南阳·期末)综合与实践
数学活动课上,老师组织数学小组的同学们以“折叠”为主题开展数学活动.
(1)观察发现:如图1,将纸片沿折叠,使点落在四边形内点的位置.则、、之间的数量关系为:______;
(2)探究迁移:如图2,若将(1)中“点落在四边形内点的位置”变为“点落在四边形外点的位置”,其他条件不变.请写出、、之间的数量关系,并说明理由;
(3)拓展应用:如图3,四边形纸片,,与不平行,将四边形纸片沿折叠成图3的形状,点落在点处,点落在点处,若,,请直接写出的度数
1.(24-25·河北廊坊·八年级校考期中)如图,将三角形纸片沿折叠,当点A落在四边形的外部时,测量得,,则为( )
A. B. C. D.
2.(24-25七年级下·山东·期中)如图,把△ABC纸片沿DE折叠,当A落在四边形BCDE内时,则∠A与∠1+∠2之间有始终不变的关系是( )
A.∠A=∠1+∠2 B.2∠A=∠1+∠2 C.3A=∠1+∠2 D.3∠A=2(∠1+∠2)
3.(24-25·江苏·七年级专题练习)如图,在中,,沿图中虚线翻折,使得点B落在上的点D处,则等于( )
A.160° B.150° C.140° D.110°
4.(24-25·河南·八年级假期作业)如图,在中,,与的角平分线交于,与的角平分线交于点,依此类推,与的角平分线交于点,则的度数是( )
A. B. C. D.
5.(24-25·江苏苏州·七年级统考期末)如图,在三角形纸片,,现将该纸片沿折叠,使点、分别落在点、处.其中,点在纸片的内部,点、分别在边、上.若,则等于( )
A. B. C. D.
6.(24-25·浙江·八年级假期作业)如图,中,,将沿翻折后,点A落在边上的点处.如果,那么的度数为 .
7.(24-25·宁夏吴忠·九年级校考期中)将△ABC沿着DE翻折,使点A落到点A′处,A′D、A′E分别与BC交于M、N两点,且DEBC.已知∠A′NM=27°,则∠NEC= .
8.(24-25·浙江·八年级专题练习)如图,在中,是边上的高,点E,F分别是,边上的点,连接,将沿着翻折,使点A与边上的点G重合,若,,则的度数为 .
9.(24-25七年级下·江苏南通·期中)如图,,垂足为,与相交于点,,,则的度数为 .
10.(24-25七年级下·湖北十堰·期末)(1)如图1,,若,求证:.
(2)如图2,已知,,,,求的度数.
11.(25-26·山东八年级课时练习)如图,中,,D是上一点,延长至E,使.试确定与的位置关系,并证明你的结论(一题多解).
12.(24-25·重庆·八年级统考期末)已知,如图,P,Q为三角形ABC内两点,B,P,Q,C构成凸四边形.
求证:.
13.(2025·北京·一模)在课外活动中,我们要研究一种凹四边形——燕尾四边形的性质.
定义1:把四边形的某些边向两方延长,其他各边有不在延长所得直线的同一旁,这样的四边形叫做凹四边形(如图1).
(1)根据凹四边形的定义,下列四边形是凹四边形的是(填写序号) ;
①②③
定义2:两组邻边分别相等的凹四边形叫做燕尾四边形(如图2).
特别地,有三边相等的凹四边形不属于燕尾四边形.
小洁根据学习平行四边形、菱形、矩形、正方形的经验,对燕尾四边形的性质进行了探究.
下面是小洁的探究过程,请补充完整:(2)通过观察、测量、折叠等操作活动,写出两条对燕尾四边形性质的猜想,并选取其中的一条猜想加以证明;(3)如图2,在燕尾四边形ABCD中,AB=AD=6,BC=DC=4,∠BCD=120°,求燕尾四边形ABCD的面积(直接写出结果).
14.(24-25·河南新乡·七年级期中)发现与探究
【发现】根据三角形外角的性质可推理得:如图1在四边形中,判断与的数量关系.请将如下说理过程补充完整.
解:,理由:延长交于点,
∵是的外角,∴________________________________,
同理,是的外角,∴________________________________,
∴(等量代换).
【验证】 某木材零件如图2所示,图纸要求,,零件样品生产出来后,经测量得到,请你用“发现”得到的结论判断该零件样品是否符合规格,并说明理由.
【探究】如图3是某公司开发的可调躺椅示意图(数据如图所示),与的交点为,且,,保持不变,为了舒适,需调整的大小,使,请直接写出,应将图中______(填“增加”或“减小”)______°.
15.(24-25·上海·七年级专题练习)(1)在锐角中,边上的高所在直线和边上的高所在直线的交点为,,求的度数.(2)如图,和分别平分和,当点在直线上时,且B、P、D三点共线,,则_________.
(3)在(2)的基础上,当点在直线外时,如下图:,,求的度数.
16.(24-25·福建福州·七年级校考期末)如图①,凹四边形形似圆规,这样的四边形称为“规形”,
(1)如图①,在规形中,若,,,则______°;
(2)如图②,将沿,翻折,使其顶点A,B均落在点O处,若,则______°;
(3)如图③,在规形中,、的角平分线、交于点E,且,试探究,,之间的数量关系,并说明理由.
17.(24-25七年级下·江苏宿迁·期中)(1)如图1,将纸片沿折叠,使点落在四边形内点的位置.则、、之间的数量关系为: ;
(2)如图2,若将(1)中“点落在四边形内点的位置”变为“点落在四边形外点的位置”,则此时,、之间的数量关系为: ;
(3)如图3,将四边形纸片,与不平行)沿折叠成图3的形状,若,,求的度数;
(4)在图3中作出、的平分线、,试判断射线、的位置关系,当点在边上向点移动时(不与点重合),、的大小随之改变(其它条件不变),上述,的位置关系改变吗?为什么?
18.(24-25七年级下·山东聊城·期末)如图,在中,,点、是边、上的点,点是平面内一动点.令,,.
(1)若点在线段上,如图1所示,,求的值;
(2)若点在边上运动,如图2所示,则、、之间的关系________;
(3)若点运动到边的延长线上,如图3所示,则、、之间有何关系?猜想并说明理由;
(4)若点运动到外,如图4所示,则请表示、、之间的关系,并说明理由.
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