内容正文:
相交线与平行线中的三种思想方法
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思想一 分类讨论思想 1
思想二 方程思想 20
思想三 转化思想 31
综合练习 51
思想一 分类讨论思想
思想介绍:当被研究的对象包含多种可能情况时,我们必须对出现的所有情况进行分类讨论,得出各种情况下的结论,这种思想方法就是分类讨论思想,它能使复杂的问题条理化、简单化.
1.在同一平面内,已知直线,,相互平行,直线与的距离为4,直线与的距离为6,那么直线与的距离为__________.
【答案】2或10
【分析】分类讨论:当直线在之间或直线不在之间,然后利用平行线间的距离的意义分别求解.
【详解】解:当直线在之间时,
是三条平行直线,
而与的距离为与的距离为
与的距离
当直线在之间时,
是三条平行直线,
而与的距离为与的距离为
与的距离
综上所述,与的距离为或.
故答案为:或.
【点睛】本题考查了平行线之间的距离.解决问题的关键是熟练掌握概念并注意分类讨论.
2.如图,,点,分别是,上的一点,射线绕点顺时针旋转,速度为每秒1度,射线绕点顺时针旋转,速度为每秒3度,旋转至与重合便立即回转,当射线旋转至与重合时,与都停止转动,若射线先转动40秒,射线才开始转动,则射线转动__秒后,与平行.
【答案】20或80
【分析】本题考查了平行线的性质,一元一次方程的应用,设射线转动t秒,两射线互相平行,分两种情况进行讨论,根据平行线的性质得出方程,解方程即可求解.
【详解】解:设转动后与交于点,转动后与交于点,
当时,如图1,
,
,
,
,
,
解得;
②当时,如图2,
,
,
,
,
解得,
综上所述,射线转动20或80秒,两射线互相平行;
故答案为:20或80.
3.如图,已知,将直角三角板的一个顶点放在点O处,其中,平分.
(1)如图1,当时,_______;
(2)如图2,当时,求的度数;
(3)如图3,当时,______(用含的式子表示);
(4)当时,若直角三角板的边与的一边平行,则________.
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)或
【分析】本题考查了角的和差计算和角平分线的定义,熟练掌握角之间的数量关系、灵活应用分类讨论思想是解题的关键.
(1)根据角的和差先求出,再根据角平分线的定义求出,再利用角的和差即可解答;
(2)同(1)的思路求解即可;
(3)分两种情况分析:当时,当时,结合图形求解即可;
(4)分当时,当时,两种情况,分别结合图形求解即可.
【详解】(1)解:∵,,
∴,
∵平分,
∴,
∵,
∴;
故答案为:;
(2)解:∵,,
∴,
∵平分,
∴,
∵,
∴;
故答案为:;
(3)解:当时,,
∴,
∵平分,
∴,
∵,
∴;
当时,,
∴,
∵平分,
∴,
∵,
∴;
故答案为:;
(4)如图所示:当时,
∵,
∴,
∵,
∴,
由(3)得:,
∵平分,
∴,
解得:,
∴;
当时,
∵,
∴,
由(3)得:;
故答案为:或.
4.如图1,M为射线上一点,,.根据以上条件解答下列问题:
(1)若,,.请判断与的位置关系并说明理由;
(2)E是上的一点,过点E的直线与平行(如图2).求的度数.(用含和的代数式表示);
(3)在(2)的条件下,过点作射线,若,,直接写出的度数.
【答案】(1),理由见解析
(2)
(3)或
【分析】本题考查平行线的判定与性质,熟练掌握平行线的性质是解题的关键.
(1)根据题意得,进而得到,从而得到;
(2)过点B作,根据平行线的性质得到,进而得到,根据得到;
(3)过点作,则,由(2)知,
则,分情况讨论:当点在内部时,;当点在外部时,.
【详解】(1)解:,理由如下:
,
.
,
,
;
(2)解:如图,过点B作,
,
,
,
∵,
;
(3)解:过点作,则,
,
由(2)知,
则,
,
,
①如图,当点在内部时,;
②如图,当点在外部时,;
综上,的度数为或.
5.如图,将一副三角板中的两个直角顶点叠放在一起,其中,,.
【观察猜想】(1)与的数量关系是___________;与的数量关系是________________.
【类比探究】(2)若保持三角板不动,绕直角顶点顺时针转动三角板DCE.当等于多少度时,?
【拓展应用】(3)若,求的度数,并直接写出此时与的位置关系.
【答案】(1)
(2)当等于或时,.
(3),或.
【分析】(1)依据,,可得;依据,即可得到;
(2)分两种情况讨论,画出图形,根据平行线的判定,即可得到当等于或时,;
(3)根据,,即可求出的度数;根据平行线的判定以及垂直的定义得到此时与的位置关系.
【详解】解:(1);.
【提示】,,
;
,
,
.
(2)分两种情况:
①如图①,当时,,
;
②如图②,当时,,
.
综上所述,当等于或时,.
(3)设,则.
由(1)可知,,
,
,即.
,
此时或.
【点睛】本题考查了平行线的判定和性质,熟练掌握性质定理并且能够准确识图是解题的关键.
6.【感知】如图①,直线,点E在上,点F在上,点P是夹在直线、之间的一点,连接、.过点P作,如果,,则______.
【探究】如图②,直线,点E在上,点F在上,点P是夹在直线、之间的一点,连接、.请判断、、之间的数量关系,并说明理由.
【应用】如图③,点A、B在射线上,点C、D在射线上,且直线,点P是射线上一动点,且不与点A、B、O重合,若,,用含α、β的代数式表示.
(1)当点P在线段上时, ______.
(2)当点P在线段上时, ______.
(3)当点P在射线上时, ______.
【答案】【感知】;【探究】,理由见详解;【应用】(1);(2);(3).
【分析】本题主要考查平行线的性质,添加辅助线,灵活运用平行线的性质是解题的关键.
(1)首先根据平行线的性质求出,,然后求和即可;
(2)过点P作,根据平行线的性质得到,,即可得到与、之间的数量关系;
(3)根据题意分点P在线段上,点P在线段上和点P在射线上三种情况讨论,求出,,然后根据角的和差求解即可.
【详解】解:,,,
,,
,
故答案为:;
【探究】,理由如下:
如图,过点P作,
,
,,
;
【应用】(1)如图,当点P在线段上时,过点P作,交于点Q,连接、,
,
,,
;
故答案为:;
(2)如图,当点P在线段上时,过点P作,交于点Q,连接、,
,
,,
;
故答案为:;
(3)如图,当点P在射线上时,过点P作,交于点Q,连接、,
,
,,
;
故答案为:.
7.小明对一副直角三角板在平行线间的位置进行研究,已知.
(1)如图1,小明将含角的直角三角板中的点A落在直线PQ上,若,则的度数为______;
(2)如图2,小明将含角的直角三角板中的点D,F分别落在直线,上,若平分,则是否平分?请说明理由;
(3)小明将三角板与三角板按如图3所示方式摆放,点C与点F重合,且,若三角板绕着C点顺时针方向旋转,直至三角板上的A点由当前位置旋转到落在线段上时停止,在旋转的过程中,当三角板的边与三角板的某条边平行时,请直接写出满足条件的的度数.
【答案】(1)
(2)平分.理由见解析
(3)的度数为或或或.
【分析】本题考查了三角板中角度计算问题、平行线的性质、角平分线的定义、三角形内角和定理,准确找到各个角度是解题的关键.
(1)根据两直线平行,同位角相等即可得到结果;
(2)先根据角平分线的性质得到,再根据两直线平行,内错角相等,可得到,即可求得得,即可得结论;
(3)分四种情况讨论,分别画出图形,根据平行的性质求解可求得结果;
【详解】(1)解:∵,,
∴,
故答案为:;
(2)解:平分,理由如下:
平分,,
,
,
,
,
,
,
即平分.
(3)解:根据题意,分四种情况:
①如图1,当时,
或;
②如图2,当时,
;
③如图3,当时,
;
④如图4,当时,
.
综上所述,当三角板的边与三角板的某条边平行时,的度数为或或或.
8.【基础模型】
(1)如图1,若,点为拐点,则的数量关系为___________;若将拐点左移,如图2,此时的数量关系为___________.
【深入探究】
(2)如图3,,平分,平分,猜想与之间的数量关系,并说明理由.
【拓展探究】
(3)如图4,,若点在点的左侧,,,且,平分平分,请你直接用含的式子表示.
【答案】(1);(2),理由见解析;(3)或
【分析】本题考查平行线的性质,过拐点构造平行线是解题的关键:
(1)过点作,根据平行线的性质,进行推导即可;
(2)结合(1)中的结论以及角平分线的定义,进行求解即可;
(3)分点在直线的下方和上方,两种情况进行讨论求解即可.
【详解】解:(1)过点作,
如图1:
则,
∵,
∴,
∴,
∴;
如图2:
∵,
∴,
∴,
∴;
(2),理由如下:
由(1)可知:,
∵平分,平分,
∴,
∴,
∴,
∴;
(3)当点在下方时,如图:
则,,
∵平分平分,
∴,
∴;
当点在上方时,如图:
作,则,
∴,
∵平分平分,
∴,
∴;
综上:或.
9.厦门市跨年晚会的无人机激光秀表演广受欢迎,如图1,无人机A在直线上,无人机B在直线上,且,其中.现从A发射一道激光射线,从B发射一道激光射线.
(1)当平分,平分时,求与的数量关系;
(2)若射线与射线均在直线与之间,且与交于点P(P不在线段上),请求出、与的数量关系并说明理由;
(3)若,射线与射线同时从,出发,射线以每秒的速度绕点A逆时针转动,射线以每秒的速度绕点B顺时针转动到后立即以原速回转至,当射线转动到时,与同时停止转动.设运动时间为t秒,在这个过程中,是否存在t使得,若存在,请求出t的值,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2),理由见解析
(3)存在,当秒时,,理由见解析
【分析】本题考查平行线的判定和性质,角平分线的定义,列一元一次方程和解方程等知识点,正确掌握相关知识是解题的关键.
(1)根据平行线的性质,可得,再根据角平分线的定义,得,,等量代换即可求解;
(2)过点P作,根据平行公理的推论,得,再根据平行线的性质,得,,等量代换即可求解;
(3)根据题意,易得,,,根据t的取值范围分5种情况讨论,从而用含t的式子表示出和,再根据,列方程,求解判断即可.
【详解】(1)解:
,
平分,平分,
,,
;
(2)结论:,理由如下:
如图,过点P作,
则,
,
,
,
;
(3)存在,当秒时,,理由如下:
由题意得:,,
,
,
当时,,,
,
,解得(舍去);
当时,,,
,
,解得;
当时,,,
,
,解得(舍去);
当时,,,
,
,解得(舍去);
当时,,,
,
,解得(舍去);
综上,在这个过程中,当秒时,.
10.如图,.现将一块含的三角板按如图放置,,,点E、F分别在直线、上.设,的角平分线所在的直线交直线于点H.
(1)如图1,若,则的度数为________;
(2)如图2,当时,请问与的位置关系是什么?说明必要的理由;
(3)在(2)的条件下,若点P是射线上的一点,将三角板绕着点E以每秒的速度进行顺时针旋转,同时射线绕着点P以每秒的速度进行顺时针旋转,射线旋转一周后停止转动,同时三角板也停止转动.请直接写出当射线与三角板的一边平行时的度数.(本题涉及的角均大于且小于)
【答案】(1)
(2),理由见解析
(3)或或或
【分析】(1)根据平行线的性质求出的度数,然后根据角平分线的定义求解即可;
(2)根据平行线性质求出的度数,然后根据角平分线的定义求出,则可得,然后根据“内错角相等,两直线平行”即可判断;
(3)动点问题,先把图形画出来,然后数形结合找到角之间的数量关系,列出方程,从而求出t.
【详解】(1)解:,,
,
,
,
是的角平分线,
;
(2)解:
理由: ,,
,
,
,
是的角平分线,
,
;
(3)解:,,
,
设转动时间为,
当时,延长至点Q,如图,
,
,
,
,
由题意知,,
由①得,
,
解得:,
,
是的角平分线,
,
;
当时,如图
,
由题意知得,
∴,
解得,
,
是的角平分线,
,
;
如图,当时,延长交于点T,过点作,
,
,
,
,
,
,
,
,
解得:,
,
是的角平分线,
,
;
如图,当(第二次)时,
则,
∴,
解得:,
,
是的角平分线,
,
,
,
综上,当与的一边平行时,的度数为或或或.
反思:充分结合已知条件,找出符合题意的所有情况进行分析,得出结论.片面地理解题意容易漏解.
思想二 方程思想
思想介绍:方程思想就是通过设未知数建立方程来求解问题的思想方法.例如,求角的大小,当列式计算很复杂时,可采用列方程来求解。
11.如下图,直线与直线,分别交于点,.若于点,,求的度数.
【答案】
【分析】本题考查了平行线的性质、垂直的定义及比例设元法,解题关键是通过垂直关系得到直角,再结合平行线性质建立角度间的数量关系,利用比例设未知数求解.
首先利用垂直的定义确定直角,再结合角度的比例关系设未知数,通过角度和为建立方程,进而求解的度数.
【详解】解:∵,
∴.
,
∵,
∴.
∵
∴设,代入上式:
.
∴.
12.如图,分别是,上的点,为,之间的一点,且始终在直线的左侧,连接,.
(1)若,则__________;
(2)请判断之间的数量关系,并说明理由;
(3)在,内部另作一条折线,且点在直线的右侧.若,请直接写出的度数.
【答案】(1)
(2),理由见解析
(3)的度数为
【分析】本题考查了平行线的判定和性质,角的和差计算,平角定义,熟练掌握相关知识是解题的关键.
(1)过P作,利用平行线的性质,进一步等量代换求解即可.
(2)过P作,利用平行线的性质,进一步等量代换证明即可.
(3)设,,则,,,同理,再列方程解答即可.
【详解】(1)解:如图,过P作,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴.
(2)解:如图,过P作,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴.
(3)解:设,,则,,,
∵,,,
∴,
∴,
∴,
∴,
同理可得:,
∴,
∴,
解得,
∴.
13.如图,直线、相交于点,平分,.
(1)判断和的大小关系并说明理由;
(2)若,求的大小.
【答案】(1),理由见解析
(2)
【分析】本题考查了角平分线的定义、一元一次方程的应用和角的和差计算,理解题意是解决本题的关键.
(1)由平分,得;结合,拆分角得,故.
(2)设,由(1)得,结合,利用平角列方程,解得;进而根据即可求解.
【详解】(1)解:,理由如下:
∵平分,
∴.
∵,且,,
∴,
∴.
∴;
(2)解:设,由(1)得,,
又∵平分,
∴.
∵,
∴
解得,
∴,
∴
.
14.如下图,在四边形ABCD中,,E是CD上一点,连接AE,BE并延长分别交BC,AD的延长线于点M,N,已知.
(1)请判断直线AN与BM的位置关系,并说明理由.
(2)若,,,求的度数.
【答案】(1),见解析
(2)
【分析】本题主要考查平行线的性质和判定定理,解题的关键是掌握平行线的性质和判定定理.
(1)利用平行线的性质和等量代换得到同旁内角互补,进而判定两直线平行;
(2)根据平行线的性质建立角度关系,设,,根据两直线平行,同旁内角互补,得到关于的方程,解方程,最后通过角度的和差关系求出的度数.
【详解】(1)解:.理由如下:
,
.
,
,
.
(2)解:,,
,,
.
设,.
,
,
,
即,
解得,
,,
.
15.已知点是直线上一点,射线平分.
(1)如图①所示,射线在内部,,若.求的度数;
(2)如图②所示,射线在直线下方,,求的度数.
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查了角平分线的定义及平角的定义,角的和差,熟练掌握知识点是解题的关键.
(1)设,则,利用列出方程,求解得到,据此求解即可;
(2)由题意设,,,利用角平分线的定义求得,再利用平角的定义列式计算求得,据此求解即可.
【详解】(1)解:设,则.
∵,
∴,
∴,
∴,
∴的度数为;
(2)解:∵,
设,,,
∵平分,
∴,
∴,
解得,
∴.
16.直线、相交于点O,平分.
(1)如图1,若,则的度数为______;
(2)如图2,,且,求的度数.
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查角平分线的定义、垂直定义、几何图形中的角度计算,找到角之间的数量关系是解答的关键.
(1)先根据角平分线的定义求得,然后利用平角定义求解即可;
(2)设,,根据角平分线的定义及垂直定义列方程求得,则可得,进而利用平角定义求解即可.
【详解】(1)解:∵平分,,
∴,
∴;
(2)解:∵,
∴可设,,
∵平分,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,则,
∴.
17.如图1,大课间的广播操展示让我们充分体会到了一种整体的图形之美.洋洋和乐乐想从数学角度分析下如何能让班级同学们的广播操做的更好,他们搜集了标准广播操图片进行讨论.如图2,为方便研究,定义两手手心位置分别为A、B两点,两脚脚跟位置分别为C、D两点,定义A、B、C、D、O为平面内定点,将手脚运动看作绕点O进行旋转.
(1)如图2,A、O、B三点共线,点C、D重合,,则______°;
(2)如图3,A、O、B三点共线,且,平分,求的度数.
(3)第三节腿部运动中,如图4,洋洋发现,虽然A、O、B三点共线,却不在水平方向上,且,他经过计算发现,的值为定值,请求出这个定值.
【答案】(1)90
(2)
(3)这个定值为
【分析】本题考查了平角的定义,角平分线的定义,角的和差关系,比例分配,定值问题,通过设元消元,将广播体操动作抽象为几何图形,抓住“三点共线”这一关键,消元得到与变量无关的值是解题的关键.
(1)利用平角定义(共线时)及的关系,求出的度数;
(2)先根据与的比例关系设未知数,结合平角求出各角的表达式,再利用角平分线性质得到,最后计算;
(3)通过设比例中的未知数,用其表示和,代入式子化简验证是否为定值并求出该定值.
【详解】(1)解:、、三点共线,
,
又点、重合,且,
。
故答案为:;
(2)解:,
∴设,
∵A、O、B三点共线,
,
,
,
,
平分,
,
;
(3)解:设,
,
∴设,
,
∵A、O、B三点共线,
,
,
,
,,
∴,
∴的值为定值,这个定值为.
18.如图,直线, 相交于点O,为内部一条射线,且.
(1)若,求的度数.
(2)若,平分,则 是的平分线吗?请说明理由.
(3)若,则是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)是,理由见解析
(3)定值,
【分析】(1)根据对顶角可知,然后根据比例关系即可求解;
(2)结合(1)的结论,求出,然后再求即可判断;
(3)设未知数,列方程,根据等量关系即可求解.
本题考查了角度的和差倍分关系,角平分线的定义,关键是掌握对顶角相等,角平分线的意义,用代数式表示角的和差倍分关系是解题关键.
【详解】(1)解:,,
,
∵,
;
故答案为:.
(2)解:由(1)知当,,
,
∵平分,
,
,
是的平分线.
(3)解:设,则,
∵,
,
,
,
,
.
故答案为:定值,
19.如图,直线的平分线交于点P.
(1)求证:.
(2)若,求的度数.
(3)若的平分线交于点Q,连接.若,求的度数.
【答案】(1)证明见详解
(2)
(3)
【分析】本题考查了角平分线的性质,平行线的性质,角度的和差关系计算.
(1)根据角平分线得,再根据得,由此可得出结论;
(2)设,则,由(1)知,,根据得,然后根据得,由此解出α即可得出的度数;
(3)由平分,,得到,从而推出,再由已知条件结合角平分线的性质证得,最终利用角度的和差关系可求得结果.
【详解】(1)证明:∵,
∴,
∵平分,
∴,
∴.
(2)解:设,
∴,
由(1)知,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
即,
解得,
∴的度数为.
(3)解:∵平分,,
∴,
∴,
由题意得,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴.
方法:当已知条件中出现角与角之间的和、差、中倍、分关系时,可设未知数,借助方程解决问题。在设未知数时,可直接设所求的角,也可间接设已知条件中最小的角,未知数的设法要尽量使运算简便.
思想三 转化思想
思想介绍:转化思想是中学数学中的重要思想,它是指把不熟悉的或复杂的数学问题转化为已学过的、易懂的数学问题.本章中“线的位置关系”与“角的数量关系”的相互转化体现了转化思想,平移也是转化思想的一种体现.
20.问题情境:如图1,,求的度数,并指出与之间的数量关系.
小明的思路是:过点作,利用平行线的性质可求出的度数,得出与之间的数量关系.
(1)问题初探:根据小明的思路,图1中的度数为___________度,与之间的数量关系为___________;(直接写出答案)
(2)问题拓展:如图2,,若,则与之间有怎样的数量关系?请说明理由;
(3)问题延伸:如图3,,和的平分线相交于点,分别作和的平分线相交于点,再分别作和的平分线相交于点.设,则与之间有怎样的数量关系?请直接写出结论,不必说明理由.
【答案】(1)100,
(2),见解析
(3)
【分析】(1)过点作,证明,利用平行线的性质求解即可;
(2)过点作,证明,利用平行线的性质求解即可;
(3)由(1)知,得到,由角平分线的定义求得,,由(2)知,同理,根据规律得到,据此求解即可.
【详解】(1)解:过点作,
∵,
∴,
∵,,
∴,,
∴;
∴;
(2)解:过点作,
∵,
∴,
∵,,
∴,,
∴;
(3)解:由(1)知,
∴,
∵和的平分线相交于点,
∴,,
由(2)知,
同理,
,
,
,即,
∴.
21.综合与实践
问题情境:如图,已知直线,将直角三角板(其中,)的顶点,分别放在直线上,点在直线左侧,且在之间.
初步探究:(1)请用等式表示和之间的数量关系,并说明理由;
深入探究:(2)如图,在()的基础上,分别作和的平分线,两线交于点,则的度数为___________.
【答案】(),理由见解析;().
【分析】本题考查了平行线的判定与性质,角平分线定义,平行公理推论,掌握知识点的应用是解题的关键.
()过作,则有,所以,,然后通过角度和差即可求解;
()过作,则有,所以,,则有,又平分,平分,则,,根据平行线的性质可得,从而得,则,从而求解.
【详解】解:(),理由,
如图,过作,
∵,
∴,
∴,,
∵,
∴;
()如图,过作,
∵,
∴,
∴,,
∴,
∵平分,平分,
∴,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
故答案为:.
22.材料一:如图,某数学兴趣小组的同学们在学习平行线的过程中,他们发现一个点与一组平行线的位置关系有多种多样:
材料二:在研究的过程中同学们总结出:可以先过某一点作已知直线的平行线,再将角进行拆分或重组从而解决问题.为此,老师给出如下问题:
如图①,,,交于点Q,交于点P.请判断与有怎样的数量关系;
如图②,明明同学通过在点F处作,利用平行线的性质实现了角的转移,进而解决了问题;
如图③,欣欣同学受到了明明方法的启发,另辟蹊径,在点Q处作,同样也有着异曲同工之妙.
【问题解决】
(1)请判断与有怎样的数量关系,并选择一名同学的解题思路,写出证明过程;
【类比运用】
(2)如图④,,反向延长的平分线,交直线于点F,点H在直线上,连接,若,,求的度数;
【变式探究】
(3)如图⑤,,平分,且,,请直接写出的度数.
【答案】(1),见解析;(2);(3)
【分析】本题考查平行线的判定和性质,正确作出辅助线是解题的关键.
(1)选择明明同学,由,,得,由平行线的性质得,,,进而即可证明;选择欣欣同学,由平行线的性质得,,推出,进而即可证明;
(2)过点P作,根据平行线的性质求出和,进而即可求解;
(3)过点P作,过点N作,延长交于点Q,则,根据平行线的性质得,,进而证明,根据推出,进而可得,再根据平行线的性质得,,通过等量代换即可求解.
【详解】解:(1)选择明明同学,证明过程如下:
,,
,
,
,
,
,
;
选择欣欣同学,证明过程如下:
,
,
,
,
,
,
,
;
(2)如图 ,过点P作,
则,
,
,
,
平分,
,
,,
,
,
,
,
即的度数为;
(3)如图 ,过点P作,过点N作,延长交于点Q,
,
,
,
,
,,
,
,,
,
,
,
平分,
,
,
,
,
,,
,
即的度数是.
23.在一次空间与图形的学习中,小明遇到了下面的问题:如图1,若,点在、内部,探究,,的关系.小明只完成了(1)的部分证明,请你根据所学知识完成(1)的证明并在括号内填入适当的理论依据,同时完成(2).
(1)过点作.
,,
____________,
______( ),
又,
,
又,
______.
(2)如图2,现有含角的直角三角板,含角的直角三角板,将这一副三角板和一张对边平行的纸条按如图方式摆放,两个三角板的一直角边重合,直角三角板的斜边与纸条一边重合,直角三角板的顶点在纸条的另一边上,点与点重合,求的度数.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题主要考查了平行线的性质与判定,熟知平行线的性质与判定定理是解题的关键.
(1)可证明,根据两直线平行,内错角相等得到,,再由角的和差关系可得答案;
(2)过点作,则,证明,得到,再求出的度数即可得到答案.
【详解】(1)解:过点作.
,,
,
(两直线平行,内错角相等),
又,
,
又,
;
(2)解:如图,过点作,
,
,
,
,
∵,
,
.
24.在学习完《平行线的证明》后,同学们对平行线产生了浓厚的兴趣,何老师围绕平行线的知识在班级开展课题学习活动,探究平行线的“等角转化”功能.
(1)路灯维护工程车的工作示意图如图①,工作篮底部与支撑平台平行,已知,则________°;
(2)一种路灯的示意图如图②所示,其底部支架与吊线平行,灯杆与底部支架所成锐角,顶部支架与灯杆所成锐角,求与所成锐角的度数.
【答案】(1);
(2)与所成锐角的度数为
【分析】本题考查平行线的性质及“拐点”模型的应用,核心是通过构造平行线将分散的角进行转化,利用平行线的内错角相等、同旁内角互补等性质解决角度计算问题.
(1)过拐点作平行线,通过平行线的性质推导得出,代入的度数即可求解;
(2)通过作辅助线平行于和,将相关的角分解为与、相关的角,结合平行线性质求出锐角度数.
【详解】(1)解:如图,过的顶点作直线平行于支撑平台.
∵工作篮底部∥支撑平台,支撑平台,
∴工作篮底部.
∵支撑平台,
∴.
∵工作篮底部,
∴,
∴.
故答案为:.
(2)解:如图,过点作,
,
,
∵顶部支架与灯杆所成锐角,
,
∵顶部支架与灯杆所成锐角,
,
,
,
.
答:与所成锐角的度数为.
25.图1是生活中常见的一种折叠道闸,它是由转动杆和水平杆两节组成.图2是由这种折叠道闸抽象出来的几何图形,其中为转动杆,为水平杆,当转动杆转动时,杆始终保持水平,即.已知.
(1)如图3,当转动杆转动到三点在同一条直线上时,.若,求的大小;
阅读下面的解答过程,并填空(理由或数学式).
(已知),
(________)(如果两条直线都和第三条直线平行,那么这两条直线也互相平行),
(________)(________).
.
(2)如图2,在转动杆转动过程中,的大小是否发生改变?若变化,请说明理由;若不变,请求出它的大小.
【答案】(1)见解析
(2)的大小不会改变,
【分析】本题主要考查了平行线的判定和性质.
(1)根据题干的提示求解即可;
(2)过点作,如图,由于,则,根据两直线平行,同旁内角互补得,由得,即,于是得到结论.
【详解】(1)解:(已知),
(如果两条直线都和第三条直线平行,那么这两条直线也互相平行),
(两直线平行,同旁内角互补).
;
(2)解:的大小不会改变,,
如图,过点作,
,
(平行于同一条直线的两条直线平行)
(两直线平行,同旁内角互补),
,
,
(辅助线作法),
∴,
.
26.【问题感知】:(1)如图1,若,平分,求证:.请将下列证明过程补充完整:
证明:平分,(已知),
________(角平分线的定义).
(已知),
∴________(______).
(等量代换).
【问题探索】:
(2)如图2,直线被直线所截,平分,点在射线上,点在线段上,连接,若,求证:;
【延伸拓展】:
(3)如图3,将(2)中的点移动到线段的延长线上,其他条件不变,连接,
①若,则的度数为_______°.
②若,则___________(用含的式子表示).
【答案】(1);两直线平行,内错角相等,
(2)见解析
(3)①76;②
【分析】本题主要考查了平行线的判定和性质,角平分线的定义,几何图形中的角度计算,解题的关键是熟练掌握平行线的判定方法,内错角相等,两直线平行;同位角相等,两直线平行;同旁内角互补,两直线平行.平行线的性质,两直线平行,同位角相等;两直线平行,内错角相等;两直线平行,同旁内角互补.
(1)根据角平分线定义和平行线的性质进行解答即可;
(2)先证明,得出,再证明,根据平行线的判定得出结论即可;
(3)①根据角平分线定义得出,根据平行线的性质求出,求出,最后根据平行线的性质求出结果即可;②由和平分,求出,由得,再结合角的和差求出,利用平角关系,代入计算得到.
【详解】(1)证明:∵平分,(已知),
∴(角平分线的定义),
∵(已知),
∴(两直线平行,内错角相等),
∴(等量代换).
(2)证明:∵平分,
,
,
,
,
,
,
,
,
(3)解:①∵,
,
根据探索可知:,
,
,
,
,
,
.
②∵,
∴,
∵平分,且,
∴.
∴
由(2)的结论,当在延长线上时,仍有,
∴,
∴.
∵又因为,且,
∴,
∴.
又因为,且,
∴
.
27.如图,已知点、分别在直线、上,点在、之间,连接、.
(1)求证:
(2)若平分,平分,求证:
(3)在(2)的条件下,若,,点在直线上,且,求 的度数.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)
【分析】本题考查了平行线的性质,角平分线的定义.
(1)过点作,根据平行线的性质可得,,根据,即可得证;
(2)同理过点作,根据角平分线的定义,以及平行线的性质即可得证;
(3)根据(1)(2)的结论得出,根据垂直的定义可得,进而根据,即可求解.
【详解】(1)证明:如图,
过点作,
,
,
,,
即
(2)证明:由(1)得,
同理过点作,
可得,
平分平分
(3)如图,
∵,
由(2)可得
∵
∴
∴
28.【课题学习】平行线的“等角转化”.
如图1,已知点是外一点,连接,求的度数.
解:过点作,
______,______,
又____________,
______.
【问题解决】(1)阅读并补全上述推理过程.
【解题反思】从上面的推理过程中,我们发现平行线具有“等角转化”的功能,将,“凑”在一起,得出角之间的关系,使问题得以解决.
【方法运用】
(2)如图2,已知交于点,求的度数.
(3)如图3,若,点在外部,请直接写出之间的关系.
【答案】(1);;;;;(2);(3)
【分析】本题考查了平行线的性质,平行公理,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;
(1)过点A作,,从而利用平行线的性质可得,,根据平角定义可得,然后利用等量代换可得,即可解答;
(2)过点E作,从而利用平行线的性质可得,再利用平行于同一条直线的两条直线平行可得,然后利用平行线的性质可得,从而利用角的和差关系进行计算,即可解答;
(3)过点P作,从而利用平行线的性质可得,再利用平行于同一条直线的两条直线平行可得,然后利用平行线的性质可得,从而利用角的和差关系进行计算,即可解答.
【详解】解:(1)过点A作,
∴,,
又∵,
∴,
故答案为:;;;;;
(2)过点E作,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴;
(3),
理由:过点P作,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴.
29.综合与探究
问题情境:
有一副三角板和,,,,,点始终在边上,点在三角板内,与边交于点.
初步探究:
(1)如图1,若,则的度数为____________°.
(2)如图2,若,试判断与的位置关系,并说明理由.
深入探究:
(3)如图3,平分,过点作,交的延长线于点,求的度数.
【答案】(1)15;(2),理由见解析;(3)
【分析】本题主要考查平行线的判定与性质,角平分线的定义及角的和差关系,熟练掌握平行线的判定定理与性质是解题的关键.
(1)根据平行线的性质结合角的和差即可解答;
(2)过点作,根据平行线的性质得到,求出,即可证明,即可说明;
(3)过点作,根据平行线的性质,角平分线的定义结合角的和差求出,进而求出,推出,推出,利用角的和差即可求解.
【详解】解:(1)∵,,
∴,
∵,
∴,
故答案为:;
(2),理由如下:
如图,过点作,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴;
(3)过点作,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∵平分,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴.
技巧:通过平移,可以把分散的线段或角集中在一起,便于应用图形的性质进行证明或计算,也可以把不规则的图形转化为规则的图形,便于周长或面积的计算。
综合练习
30.如图,直线与直线相交于点,在同一平面内以为顶点引射线.
(1)若平分,求的度数;
(2)若,求的度数.
【答案】(1);
(2)的度数为或.
【分析】本题考查了角平分线的定义,角的和与差.解题的关键是学会用分类讨论的思想思考问题.
(1)利用邻补角求得,利用角平分线的定义求得,据此求解即可;
(2)分两种情况讨论,当在内部和在外部时,利用角的和与差的计算求解即可.
【详解】(1)解:∵,
∴,
∵平分,
∴,
∴;
(2)解:当在内部时,
∵,,
∴,
∴;
当在外部时,
,
∴;
综上,的度数为或.
31.数学实验:玩转三角板
将一副三角板中的两块直角三角尺的直角顶点C按如图1方式叠放在一起,其中,,.
(1)填空:与的数量关系是_________,理由是_________;
(2)如图2,当点E在直线的上方时,将三角尺固定不动,改变三角尺的位置,但始终保持两个三角尺的顶点C重合.探究一下问题:
①当时,画出图形,并求出的度数;
②这两块三角尺是否仍存在一组边互相平行?若存在,请画出图形直接写出此时的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),同角的余角相等
(2)①图见解析,;②存在,或或或或.
【分析】本题主要考查了平行线的判定与性质,几何图形中的角度计算,余角的性质.数形结合并分类讨论是解题的关键.
(1)由题意知,,则,然后作答即可;
(2)①当时,作,则,根据,求解作答即可;
②由题意知,分四种情况求解作答即可.
【详解】(1)解:由题意知,,
,
故答案为:,同角的余角相等;
(2)解:①如图3,当时,作,
,,
,
,,
,
;
②存在,如图3,当时,;
如图4,
当时,,
;
如图5,
当时,;
如图6,
当时,,
;
如图7,
当时,,
.
综上,这两块三角尺存在一组边互相平行,此时的值为或或或或.
32.已知,点为直线上一点,过点作射线.
(1)如图1,则的度数为_____;
(2)如图2,过点在的下方作射线,使得,若平分,求和的度数;
(3)在(2)的条件下,过点作射线,若与互余,求的度数.
【答案】(1)
(2),
(3)或.
【分析】本题主要考查角的和差,角平分线,互余的定义,解题关键是运用分类讨论的思想方法.
(1)根据与互补即可求解;
(2)根据即可求出.根据角平分线的定义求出,进而根据即可求解;
(3)根据与互余求出,分两种情况求解:①射线在内部,②射线在外部,根据角的和差求解即可.
【详解】(1)解:∵,,
∴,
(2)解:由(1)可知,
∵,
∴,
∵是的平分线,
∴,
∴.
(3)解:由(2)可知,
∵与互余,
∴,
∴,
当射线在内部时,;
当射线在外部时,.
综上,或.
33.动手实践:将三角板绕某点旋转能形成丰富的图形,可得到许多有趣的结论.
小宁与小周两位同学用一副三角板和两条平行线进行了如下探究:
三角板与三角板如图1所示摆放,其中,,,,点,在直线上,点,在直线上.
【操作一】小宁固定三角板不动,小周将三角板绕点以每秒的速度逆时针旋转,设时间为秒,且.
(1)当与平行时,则的值为________;
(2)当与平行时,求的值;
【操作二】小宁和小周同时旋转两块三角板,小周将三角板绕点以每秒的速度逆时针旋转,小宁将三角板绕点以每秒的速度顺时针旋转,设时间为秒,且,当与平行时,则的值为________.
【答案】(1);
(2);
(3)或
【分析】操作一:
(1)利用和推出,结合三角板的内角得,根据旋转性质得旋转角,再由平行线的内错角相等建立方程求解;
(2)通过延长线段、作平行线构造平行关系,利用平行线的同位角、内错角相等,结合三角板的固定角度算出旋转角的度数,进而建立关于的方程求解;
操作二:分与反向平行、同向平行两种情况,先作平行线构造平行关系,结合旋转性质表示出相关角度,再利用平行线的性质和直角三角形的内角关系推出的表达式,结合的旋转角度表示出.
【详解】操作一:
(1)解:∵,,
∴.
∵中,,,
∴.
由旋转可知,绕点逆时针旋转的角度为,即.
∵,
∴,
∴,解得;
(2)解:如图,延长线段,交直线于点,过点作直线,使,由平行公理可得.
∵,
∴.
∵,
∴.
∵,
∴.
∵,
∴.
又∵绕点逆时针旋转的角度为,即,
∴,解得.
操作二:
解:①如图,当时,与反向平行,过点作直线,交于点,延长,交于点,则.
∵,
∴.
又∵,
∴.
∵,
∴.
∵,
∴,
∴.
在中,,
∴.
∵,
∴.
又∵,
∴,
解得;
②如图,当时,与同向平行,过点作直线,交于点,交于点,则.
同理.
∵,
∴.
在中,,
∴.
∵,
∴,
∴,解得;
综上,的值为或.
34.综合实践:
【知识发现】汉代初期的《淮南万毕术》是中国古代有关物理、化学的重要文献,书中记载的“取大镜高悬,置水盆于其下,则见四邻矣”是古人利用光的反射定律改变光路的方法.
如图1,在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在同一平面内,法线垂直于平面镜,反射光线、入射光线分别位于法线两侧,反射角等于入射角.
(1)观察图形,写出和数量关系___________;
(2)【结论应用】如图2,直线,点在直线上,点在直线上,光线被 反射后再次被反射,入射光线经过两次反射的光线为,其中点在直线上,利用(1)中发现的结论,试探究与的位置关系,并说明理由;
(3)【深入思考】如图3,将支架平面镜(可调节角度)放置在水平地面上,激光笔发出的光束射到镜面上,经反射后与天花板形成的点记为,激光笔与水平天花板所夹的锐角为30°,支架平面镜与地面的夹角;
①若,求反射光束与天花板所形成的角的度数;
②若,请直接写出反射光束与天花板所形成角的度数取值范围.(提示:三角形内角和是)
【答案】(1)
(2),见解析
(3)①;②的度数取值范围为或
【分析】本题考查了平行线的判定与性质,角的和差计算;
(1)根据等角的余角相等可得答案;
(2)先根据(1)中结论可知:,,再结合平行线的性质得出,然后根据平行线的判定得出结论;
(3)①过E作,根据平行线的传递性可得出,根据平行线的性质得出,,进而求出,然后求出,再根据平行线的性质求解即可;
②由①可求当和重合时,,然后分和两种情况,分别求出对应的的取值范围即可.
【详解】(1)解:∵法线垂直于平面镜,
∴法线将一个平角分成了两个直角,
又∵反射角等于入射角,
∴根据等角的余角相等可得,
故答案为:;
(2);
理由:由(1)中结论可知:,,
∵,
∴,,
∴,
即,
∴;
(3)①如图3,由(1)中结论得,过E作,
∵,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴;
②过E作,
∴,
∴,,
当和重合时,则,
∴,
当时,如图,
由①可知:,
∴,
∴,
∵,
∴
∵,
∴,即;
当时,如图,过E作,
同理可求出,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,即;
综上,的度数取值范围为或.
35.综合与实践
如图,,点,分别在直线,上,点是,之间的一点(点不在直线上).
(1)观察猜想
如图1,当点在线段左侧时,为说明,李老师给出了辅助线的作法,请将下面说理过程省略部分补充完整.
解:过点作,……
(2)类比迁移
如图2,当点在线段右侧时,试判断,,之间的数量关系,并说明理由.
(3)拓展应用
若,的平分线相交于点,当时,请直接写出的度数.
【答案】(1)见解析
(2),理由见解析
(3)或
【分析】本题考查了平行线的性质,角平分线的定义,邻补角,找出角度之间的关系,利用分类讨论的思想解决问题是关键.
(1)过点作,根据平行线的性质,得到,,即可证明结论;
(2)过点作,根据平行线的性质,得到,,再结合,即可得出结论;
(3)分两种情况讨论:当点在线段左侧时;当点在线段右侧时,根据(1)和(2)所得结论,再结合角平分线的定义分别求解即可.
【详解】(1)解:如图1,过点作,
,
,
,,
;
(2)解:,理由如下:
如图2,过点作,
,
,
,,
,
,
;
(3)解:如图3,当点在线段左侧时,
由(1)可知,,
,
,
,,
,
、的平分线交于点,
,,
,
同(1)理可证,,
;
如图4,当点在线段右侧时,
由(2)可知,,
,
,
,,
,
、的平分线交于点,
,,
,
同(1)理可证,,
;
综上可知,或.
36.如图,直线相交于点,平分.
(1)若,求的度数;
(2)若,求的度数.
【答案】(1)
(2)
【分析】()由角平分线的定义可得,再根据对顶角相等即可求解;
()设,则,根据,可列出关于的方程,解出的值,即可求出的大小,进而可求出的大小;
本题考查了角平分线的定义,对顶角的性质,邻补角的性质,熟练掌握知识点是解题的关键.
【详解】(1)解:∵平分,
∴,
∴;
(2)解:∵,
∴可设,,
∵,
∴,
解得,
∴,
∵平分,
∴,
∴.
37.如图,直线与相交于点O,射线在的内部,.
(1)若,求的度数;
(2)若平分,求的度数.
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查了几何图形中的角度计算,角平分线的定义;
(1)根据已知,进而根据,即可求解;
(2)设 ,则,得出,根据平分,得出,进而根据,即可求解.
【详解】(1)解:∵,
∴.
∵,
∴.
(2)解:设 ,
∴.
∵,
∴.
∵平分,
∴.
∵,
∴.
38.如图,直线,相交于点,平分,.
(1)若,求的度数.
(2)若,直接写出的度数(用含的式子表示).
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先根据平分得到,然后根据对顶角相等求出和的度数,最后根据垂线的定义,平角的定义结合角度的和差关系,即可求出结果;
(2)解法同(1).
【详解】(1)解:平分,
.
,
.
,
,
.
(2)的度数为.
平分,
.
,
.
,
,
.
故的度数为.
【点睛】本题主要考查角的计算,角平分线的定义,对顶角相等,灵活运用角平分线的定义是解题的关键.
39.如图1所示,,的两边与,分别交于,两点.
(1)若,,求的度数;
(2)如图2所示,直线,相交于点,且满足,:
①当时,若,求的度数;
②试探究与的数量关系.
【答案】(1)
(2)①;②
【分析】本题主要考查了平行线的性质与判定,熟知平行线的性质与判定定理是解题的关键.
(1)过点B作,则,由平行线的性质可得,据此可得答案;
(2)①如图所示,过点B作,则,由平行线的性质可推出;再求出,;过点D作,则,则,据此由角的和差关系可得答案;②仿照(2)①求解即可.
【详解】(1)解:如图所示,过点B作,
∵,
∴,
∴,
∴;
(2)解:①如图所示,过点B作,
∵,
∴,
∴,
∴;
∵,,
∴,
∴;
∵,
∴;
如图所示,过点D作,则,
∴,
∴
;
②如图所示,过点B作,过点D作,则,
同理可得,,
∵,,
∴,
∴
.
40.数学活动课上,老师先在黑板上画出两条平行线,,再将三角板放在黑板上,与直线相交于点,改变三角板得到如图所示的两个不同位置的图形.
(1)如图1,若点在直线上,,求的度数;
(2)如图2,若点在直线,之间,求证:.
【答案】(1)
(2)见解析
【分析】本题考查余角的性质、平行线的性质,熟练掌握相关性质是解题的关键.
(1)设三角板与直线b的交点为N,根据平行线的性质得到,进而得到,据此求解即可;
(2)过点B作,根据平行线的性质得到,进而得到,根据,得到,据此求解即可.
【详解】(1)解:设三角板与直线b的交点为N,如图:
;
(2)证明:过点B作,如图:
、
、
.
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相交线与平行线中的三种思想方法
内容导航
思想一 分类讨论思想 1
思想二 方程思想 5
思想三 转化思想 7
综合练习 13
思想一 分类讨论思想
思想介绍:当被研究的对象包含多种可能情况时,我们必须对出现的所有情况进行分类讨论,得出各种情况下的结论,这种思想方法就是分类讨论思想,它能使复杂的问题条理化、简单化.
1.在同一平面内,已知直线,,相互平行,直线与的距离为4,直线与的距离为6,那么直线与的距离为__________.
2.如图,,点,分别是,上的一点,射线绕点顺时针旋转,速度为每秒1度,射线绕点顺时针旋转,速度为每秒3度,旋转至与重合便立即回转,当射线旋转至与重合时,与都停止转动,若射线先转动40秒,射线才开始转动,则射线转动__秒后,与平行.
3.如图,已知,将直角三角板的一个顶点放在点O处,其中,平分.
(1)如图1,当时,_______;
(2)如图2,当时,求的度数;
(3)如图3,当时,______(用含的式子表示);
(4)当时,若直角三角板的边与的一边平行,则________.
4.如图1,M为射线上一点,,.根据以上条件解答下列问题:
(1)若,,.请判断与的位置关系并说明理由;
(2)E是上的一点,过点E的直线与平行(如图2).求的度数.(用含和的代数式表示);
(3)在(2)的条件下,过点作射线,若,,直接写出的度数.
5.如图,将一副三角板中的两个直角顶点叠放在一起,其中,,.
【观察猜想】(1)与的数量关系是___________;与的数量关系是________________.
【类比探究】(2)若保持三角板不动,绕直角顶点顺时针转动三角板DCE.当等于多少度时,?
【拓展应用】(3)若,求的度数,并直接写出此时与的位置关系.
6.【感知】如图①,直线,点E在上,点F在上,点P是夹在直线、之间的一点,连接、.过点P作,如果,,则______.
【探究】如图②,直线,点E在上,点F在上,点P是夹在直线、之间的一点,连接、.请判断、、之间的数量关系,并说明理由.
【应用】如图③,点A、B在射线上,点C、D在射线上,且直线,点P是射线上一动点,且不与点A、B、O重合,若,,用含α、β的代数式表示.
(1)当点P在线段上时, ______.
(2)当点P在线段上时, ______.
(3)当点P在射线上时, ______.
7.小明对一副直角三角板在平行线间的位置进行研究,已知.
(1)如图1,小明将含角的直角三角板中的点A落在直线PQ上,若,则的度数为______;
(2)如图2,小明将含角的直角三角板中的点D,F分别落在直线,上,若平分,则是否平分?请说明理由;
(3)小明将三角板与三角板按如图3所示方式摆放,点C与点F重合,且,若三角板绕着C点顺时针方向旋转,直至三角板上的A点由当前位置旋转到落在线段上时停止,在旋转的过程中,当三角板的边与三角板的某条边平行时,请直接写出满足条件的的度数.
8.【基础模型】
(1)如图1,若,点为拐点,则的数量关系为___________;若将拐点左移,如图2,此时的数量关系为___________.
【深入探究】
(2)如图3,,平分,平分,猜想与之间的数量关系,并说明理由.
【拓展探究】
(3)如图4,,若点在点的左侧,,,且,平分平分,请你直接用含的式子表示.
9.厦门市跨年晚会的无人机激光秀表演广受欢迎,如图1,无人机A在直线上,无人机B在直线上,且,其中.现从A发射一道激光射线,从B发射一道激光射线.
(1)当平分,平分时,求与的数量关系;
(2)若射线与射线均在直线与之间,且与交于点P(P不在线段上),请求出、与的数量关系并说明理由;
(3)若,射线与射线同时从,出发,射线以每秒的速度绕点A逆时针转动,射线以每秒的速度绕点B顺时针转动到后立即以原速回转至,当射线转动到时,与同时停止转动.设运动时间为t秒,在这个过程中,是否存在t使得,若存在,请求出t的值,若不存在,请说明理由.
10.如图,.现将一块含的三角板按如图放置,,,点E、F分别在直线、上.设,的角平分线所在的直线交直线于点H.
(1)如图1,若,则的度数为________;
(2)如图2,当时,请问与的位置关系是什么?说明必要的理由;
(3)在(2)的条件下,若点P是射线上的一点,将三角板绕着点E以每秒的速度进行顺时针旋转,同时射线绕着点P以每秒的速度进行顺时针旋转,射线旋转一周后停止转动,同时三角板也停止转动.请直接写出当射线与三角板的一边平行时的度数.(本题涉及的角均大于且小于)
反思:充分结合已知条件,找出符合题意的所有情况进行分析,得出结论.片面地理解题意容易漏解.
思想二 方程思想
思想介绍:方程思想就是通过设未知数建立方程来求解问题的思想方法.例如,求角的大小,当列式计算很复杂时,可采用列方程来求解。
11.如下图,直线与直线,分别交于点,.若于点,,求的度数.
12.如图,分别是,上的点,为,之间的一点,且始终在直线的左侧,连接,.
(1)若,则__________;
(2)请判断之间的数量关系,并说明理由;
(3)在,内部另作一条折线,且点在直线的右侧.若,请直接写出的度数.
13.如图,直线、相交于点,平分,.
(1)判断和的大小关系并说明理由;
(2)若,求的大小.
14.如下图,在四边形ABCD中,,E是CD上一点,连接AE,BE并延长分别交BC,AD的延长线于点M,N,已知.
(1)请判断直线AN与BM的位置关系,并说明理由.
(2)若,,,求的度数.
15.已知点是直线上一点,射线平分.
(1)如图①所示,射线在内部,,若.求的度数;
(2)如图②所示,射线在直线下方,,求的度数.
16.直线、相交于点O,平分.
(1)如图1,若,则的度数为______;
(2)如图2,,且,求的度数.
17.如图1,大课间的广播操展示让我们充分体会到了一种整体的图形之美.洋洋和乐乐想从数学角度分析下如何能让班级同学们的广播操做的更好,他们搜集了标准广播操图片进行讨论.如图2,为方便研究,定义两手手心位置分别为A、B两点,两脚脚跟位置分别为C、D两点,定义A、B、C、D、O为平面内定点,将手脚运动看作绕点O进行旋转.
(1)如图2,A、O、B三点共线,点C、D重合,,则______°;
(2)如图3,A、O、B三点共线,且,平分,求的度数.
(3)第三节腿部运动中,如图4,洋洋发现,虽然A、O、B三点共线,却不在水平方向上,且,他经过计算发现,的值为定值,请求出这个定值.
18.如图,直线, 相交于点O,为内部一条射线,且.
(1)若,求的度数.
(2)若,平分,则 是的平分线吗?请说明理由.
(3)若,则是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.
19.如图,直线的平分线交于点P.
(1)求证:.
(2)若,求的度数.
(3)若的平分线交于点Q,连接.若,求的度数.
方法:当已知条件中出现角与角之间的和、差、中倍、分关系时,可设未知数,借助方程解决问题。在设未知数时,可直接设所求的角,也可间接设已知条件中最小的角,未知数的设法要尽量使运算简便.
思想三 转化思想
思想介绍:转化思想是中学数学中的重要思想,它是指把不熟悉的或复杂的数学问题转化为已学过的、易懂的数学问题.本章中“线的位置关系”与“角的数量关系”的相互转化体现了转化思想,平移也是转化思想的一种体现.
20.问题情境:如图1,,求的度数,并指出与之间的数量关系.
小明的思路是:过点作,利用平行线的性质可求出的度数,得出与之间的数量关系.
(1)问题初探:根据小明的思路,图1中的度数为___________度,与之间的数量关系为___________;(直接写出答案)
(2)问题拓展:如图2,,若,则与之间有怎样的数量关系?请说明理由;
(3)问题延伸:如图3,,和的平分线相交于点,分别作和的平分线相交于点,再分别作和的平分线相交于点.设,则与之间有怎样的数量关系?请直接写出结论,不必说明理由.
21.综合与实践
问题情境:如图,已知直线,将直角三角板(其中,)的顶点,分别放在直线上,点在直线左侧,且在之间.
初步探究:(1)请用等式表示和之间的数量关系,并说明理由;
深入探究:(2)如图,在()的基础上,分别作和的平分线,两线交于点,则的度数为___________.
22.材料一:如图,某数学兴趣小组的同学们在学习平行线的过程中,他们发现一个点与一组平行线的位置关系有多种多样:
材料二:在研究的过程中同学们总结出:可以先过某一点作已知直线的平行线,再将角进行拆分或重组从而解决问题.为此,老师给出如下问题:
如图①,,,交于点Q,交于点P.请判断与有怎样的数量关系;
如图②,明明同学通过在点F处作,利用平行线的性质实现了角的转移,进而解决了问题;
如图③,欣欣同学受到了明明方法的启发,另辟蹊径,在点Q处作,同样也有着异曲同工之妙.
【问题解决】
(1)请判断与有怎样的数量关系,并选择一名同学的解题思路,写出证明过程;
【类比运用】
(2)如图④,,反向延长的平分线,交直线于点F,点H在直线上,连接,若,,求的度数;
【变式探究】
(3)如图⑤,,平分,且,,请直接写出的度数.
23.在一次空间与图形的学习中,小明遇到了下面的问题:如图1,若,点在、内部,探究,,的关系.小明只完成了(1)的部分证明,请你根据所学知识完成(1)的证明并在括号内填入适当的理论依据,同时完成(2).
(1)过点作.
,,
____________,
______( ),
又,
,
又,
______.
(2)如图2,现有含角的直角三角板,含角的直角三角板,将这一副三角板和一张对边平行的纸条按如图方式摆放,两个三角板的一直角边重合,直角三角板的斜边与纸条一边重合,直角三角板的顶点在纸条的另一边上,点与点重合,求的度数.
24.在学习完《平行线的证明》后,同学们对平行线产生了浓厚的兴趣,何老师围绕平行线的知识在班级开展课题学习活动,探究平行线的“等角转化”功能.
(1)路灯维护工程车的工作示意图如图①,工作篮底部与支撑平台平行,已知,则________°;
(2)一种路灯的示意图如图②所示,其底部支架与吊线平行,灯杆与底部支架所成锐角,顶部支架与灯杆所成锐角,求与所成锐角的度数.
25.图1是生活中常见的一种折叠道闸,它是由转动杆和水平杆两节组成.图2是由这种折叠道闸抽象出来的几何图形,其中为转动杆,为水平杆,当转动杆转动时,杆始终保持水平,即.已知.
(1)如图3,当转动杆转动到三点在同一条直线上时,.若,求的大小;
阅读下面的解答过程,并填空(理由或数学式).
(已知),
(________)(如果两条直线都和第三条直线平行,那么这两条直线也互相平行),
(________)(________).
.
(2)如图2,在转动杆转动过程中,的大小是否发生改变?若变化,请说明理由;若不变,请求出它的大小.
26.【问题感知】:(1)如图1,若,平分,求证:.请将下列证明过程补充完整:
证明:平分,(已知),
________(角平分线的定义).
(已知),
∴________(______).
(等量代换).
【问题探索】:
(2)如图2,直线被直线所截,平分,点在射线上,点在线段上,连接,若,求证:;
【延伸拓展】:
(3)如图3,将(2)中的点移动到线段的延长线上,其他条件不变,连接,
①若,则的度数为_______°.
②若,则___________(用含的式子表示).
27.如图,已知点、分别在直线、上,点在、之间,连接、.
(1)求证:
(2)若平分,平分,求证:
(3)在(2)的条件下,若,,点在直线上,且,求 的度数.
28.【课题学习】平行线的“等角转化”.
如图1,已知点是外一点,连接,求的度数.
解:过点作,
______,______,
又____________,
______.
【问题解决】(1)阅读并补全上述推理过程.
【解题反思】从上面的推理过程中,我们发现平行线具有“等角转化”的功能,将,“凑”在一起,得出角之间的关系,使问题得以解决.
【方法运用】
(2)如图2,已知交于点,求的度数.
(3)如图3,若,点在外部,请直接写出之间的关系.
29.综合与探究
问题情境:
有一副三角板和,,,,,点始终在边上,点在三角板内,与边交于点.
初步探究:
(1)如图1,若,则的度数为____________°.
(2)如图2,若,试判断与的位置关系,并说明理由.
深入探究:
(3)如图3,平分,过点作,交的延长线于点,求的度数.
技巧:通过平移,可以把分散的线段或角集中在一起,便于应用图形的性质进行证明或计算,也可以把不规则的图形转化为规则的图形,便于周长或面积的计算。
综合练习
30.如图,直线与直线相交于点,在同一平面内以为顶点引射线.
(1)若平分,求的度数;
(2)若,求的度数.
31.数学实验:玩转三角板
将一副三角板中的两块直角三角尺的直角顶点C按如图1方式叠放在一起,其中,,.
(1)填空:与的数量关系是_________,理由是_________;
(2)如图2,当点E在直线的上方时,将三角尺固定不动,改变三角尺的位置,但始终保持两个三角尺的顶点C重合.探究一下问题:
①当时,画出图形,并求出的度数;
②这两块三角尺是否仍存在一组边互相平行?若存在,请画出图形直接写出此时的值;若不存在,请说明理由.
32.已知,点为直线上一点,过点作射线.
(1)如图1,则的度数为_____;
(2)如图2,过点在的下方作射线,使得,若平分,求和的度数;
(3)在(2)的条件下,过点作射线,若与互余,求的度数.
33.动手实践:将三角板绕某点旋转能形成丰富的图形,可得到许多有趣的结论.
小宁与小周两位同学用一副三角板和两条平行线进行了如下探究:
三角板与三角板如图1所示摆放,其中,,,,点,在直线上,点,在直线上.
【操作一】小宁固定三角板不动,小周将三角板绕点以每秒的速度逆时针旋转,设时间为秒,且.
(1)当与平行时,则的值为________;
(2)当与平行时,求的值;
【操作二】小宁和小周同时旋转两块三角板,小周将三角板绕点以每秒的速度逆时针旋转,小宁将三角板绕点以每秒的速度顺时针旋转,设时间为秒,且,当与平行时,则的值为________.
34.综合实践:
【知识发现】汉代初期的《淮南万毕术》是中国古代有关物理、化学的重要文献,书中记载的“取大镜高悬,置水盆于其下,则见四邻矣”是古人利用光的反射定律改变光路的方法.
如图1,在反射现象中,反射光线、入射光线和法线都在同一平面内,法线垂直于平面镜,反射光线、入射光线分别位于法线两侧,反射角等于入射角.
(1)观察图形,写出和数量关系___________;
(2)【结论应用】如图2,直线,点在直线上,点在直线上,光线被 反射后再次被反射,入射光线经过两次反射的光线为,其中点在直线上,利用(1)中发现的结论,试探究与的位置关系,并说明理由;
(3)【深入思考】如图3,将支架平面镜(可调节角度)放置在水平地面上,激光笔发出的光束射到镜面上,经反射后与天花板形成的点记为,激光笔与水平天花板所夹的锐角为30°,支架平面镜与地面的夹角;
①若,求反射光束与天花板所形成的角的度数;
②若,请直接写出反射光束与天花板所形成角的度数取值范围.(提示:三角形内角和是)
35.综合与实践
如图,,点,分别在直线,上,点是,之间的一点(点不在直线上).
(1)观察猜想
如图1,当点在线段左侧时,为说明,李老师给出了辅助线的作法,请将下面说理过程省略部分补充完整.
解:过点作,……
(2)类比迁移
如图2,当点在线段右侧时,试判断,,之间的数量关系,并说明理由.
(3)拓展应用
若,的平分线相交于点,当时,请直接写出的度数.
36.如图,直线相交于点,平分.
(1)若,求的度数;
(2)若,求的度数.
37.如图,直线与相交于点O,射线在的内部,.
(1)若,求的度数;
(2)若平分,求的度数.
38.如图,直线,相交于点,平分,.
(1)若,求的度数.
(2)若,直接写出的度数(用含的式子表示).
39.如图1所示,,的两边与,分别交于,两点.
(1)若,,求的度数;
(2)如图2所示,直线,相交于点,且满足,:
①当时,若,求的度数;
②试探究与的数量关系.
40.数学活动课上,老师先在黑板上画出两条平行线,,再将三角板放在黑板上,与直线相交于点,改变三角板得到如图所示的两个不同位置的图形.
(1)如图1,若点在直线上,,求的度数;
(2)如图2,若点在直线,之间,求证:.
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