内容正文:
专题02 平行线的基本模型问题6大题型(解析版)
目录
A题型建模・专项突破
题型一、猪蹄模型 1
题型二、铅笔模型 2
题型三、锯齿模型 3
题型四、骨折模型 5
题型五、三角尺模型 6
题型六、平行线模型问题综合 8
B综合攻坚・能力跃升
题型一、猪蹄模型
1.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.
【答案】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.
2.如图,分别平分.若,则__________.
【答案】
【分析】本题考查与角平分线有关的计算,平行线的性质,作,推出,同理可得,再根据,进行求解即可.
【详解】解:∵分别平分,
∴,,
作,
∵,
∴,
∴,,
∴,
同理:,
∵,
∴,
∴;
故答案为:.
3.【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的几何图形,很像小猪的猪蹄,于是大家就把这个图形形象的称为“猪蹄模型”,“猪蹄模型”中蕴含着角的数量关系.
(1)如图1,,是、之间的一点,连接,,则有.请你证明这个结论.
(2)【运用】如图2,,、是、之间的两点,且,请你利用(1)中“猪蹄模型”的结论,找出、、三者之间的数量关系,并说明理由.
(3)【延伸】如图3,,点、分别在、上,、分别平分和,且.如果,那么等于多少?(用含的代数式表示,请直接写出结论,无需证明)
【答案】(1)见解析
(2),理由见解析
(3)等于
【分析】本题考查了平行线的性质,利用“猪蹄模型”是解题关键.
(1)如图,过作.得,故,,因此.
(2)过作.由(1)①.再得出②,由①②得,即,再求解即可.
(3)由角平分线得,,由“猪蹄模型”得,再利用平行线和三角形内角和计算即可.
【详解】(1)证明:如图,过作.
,
,
,,
.
(2)解:、、三者之间的数量关系:.
理由如下:
如图:过作.
由(1)①.
,
,
②,
①②得,
即,
,
,
.
答:、、三者之间的数量关系:.
(3)证明:、分别平分和,
,,
由(1)结论得:,
,
.
,
,
,
由三角形内角和得:
.
答:等于.
4.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.
【答案】(1)若两条直线都与第三条直线平行,则这两条直线也互相平行;两直线平行,内错角相等.
(2)
【分析】此题考查了平行线的判定和性质,熟练掌握平行线的判定定理和性质定理作出辅助线是解本题的关键.
(1)根据平行公理好平行线的性质解答即可;
(2)过点H作,根据第(1)问的思路解得即可.
【详解】(1)材料中的依据1是指:若两条直线都与第三条直线平行,则这两条直线也互相平行;
依据2是指:两直线平行,内错角相等
(2)过点H作
∴
∴
题型二、铅笔模型
5.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.
【答案】(1)(2)(3)(4)
【分析】本题考查平行线的判定与性质、角平分线的定义、等角的余角相等,作平行线求解是解答的关键.
(1)过E作,则,根据平行线的性质证明,即可作出判断;
(2)过E作,则,根据平行线的性质证明,,进而可作出结论;
(3)先根据角平分线定义得到,,再根据(1)和(2)中结论可作出判断;
(4)过C作,根据平行线的性质和等角的余角相等得到,则有,进而可得结论.
【详解】解:(1)如图1,过E作,
∵,
∴,
∴,
∴,
故答案为:;
(2)如图2,过E作,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
故答案为:;
(3)如图3,
∵分别是的角平分线,
∴,
由(1)得,
由(2)得,
∴,
则,
故答案为:;
(4),理由:
如图4,过C作,则,
∵,
∴,
又,
∴,
∴,
∴.
6.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.
【答案】(1);(2);(3);(4);(5),理由见解析
【分析】本题考查平行线的判定与性质、角平分线的定义、等角的余角相等,作平行线求解是解答的关键.
(1)过E作,则,根据平行线的性质证明,即可作出判断;
(2)过E作,则,根据平行线的性质证明,,进而可作出结论;
(3)先根据角平分线定义得到,,再根据(1)和(2)中结论可作出判断;
(4)根据角平分线的定义得到,,再根据(1)中结论可作出判断;
(5)过C作,根据平行线的性质和等角的余角相等得到,则有,进而可得结论.
【详解】解:(1)如图①,过E作,
∵,
∴,
∴,,
∴,
故答案为:;
(2)如图2,过E作,
∵,
∴,
∴,,
∴,
∴,
故答案为:;
(3)如图③,
∵,分别是,的角平分线,
∴,,
由(1)得,
由(2)得,
∴,
则,
故答案为:;
(4)如图④,∵、分别是、的角平分线,
∴,,
∴,
由(1)得,,
∴,
故答案为:;
(5),理由:
如图⑤,过C作,则,
∵,
∴,又,
∴,
∴,
∴
7.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.
【答案】();两直线平行,同旁内角互补;(),理由见解析;(),理由见解析.
【分析】()根据平行公理求出,根据“两直线平行,同旁内角互补”求出 ,,再根据角的和差求解即可;
()根据平行公理求出,根据“两直线平行, 内错角相等”求出,,再根据角的和差求解即可;
()结合()结论及角平分线定义求解即可;
本题考查了平行线的判定与性质,平行公理和角平分线的定义,熟练掌握知识点的应用是解题的关键.
【详解】()如图,过点作,
∵,(已知),
∴(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)
∴(等式性质),
∴,
故答案为:;两直线平行,同旁内角互补;
()如图,
过点作,
∵,
∴,
∴,,
∴,
即;
(),理由如下:
由()得,,,
∵平分,平分,
∴,,
∴.
8.【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)
【答案】(1);(2);(3);(4)
【分析】(1)利用平行线的性质即可得证;
(2)由(1)得到,再结合邻补角的定义即可得到结论;
(3)结论:.利用上面结论以及角平分线的定义证明即可.
(4)设,,得,,继而得到,,由(1)知:
,,即可得出结论.
【详解】(1)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)
∴.
故答案为:;
(2)解:.
理由:由(1)知:,
∵,,
∴
∴,
故答案为:;
(3)与的数量关系:.
证明:∵,
∴,,
∵平分,平分,
∴,,
∴,
即;
(4)解:设,,
∵,,
∴,,
∵平分,平分,
∴,,
∵,
∴,
,
∴,
故答案为:.
【点睛】本题属于几何变换综合题,考查了平行线的性质,角平分线的定义,邻补角的定义,对顶角相等,角的和差等知识,解题的关键是理解题意,灵活运用(1)中的结论解决问题.
题型三、锯齿模型
9.如图,已知,,分别为,的角平分线,,则下列说法:①;②;③平分;④.正确的有( )个
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】B
【分析】本题考查了两直线平行,内错角相等;同位角相等,两直线平行;角平分线,两直线平行,同旁内角互补等知识.解题的关键在于对平行线的判定与性质的熟练掌握与灵活运用.
如图,延长交于,由,可得,由,可得,,进而可判断①的正误;由分别为的角平分线,则,,如图,过作,则,有,,根据,可得,可得,进而可判断④的正误;由,可知,,由,可得,进而可判断③的正误;由,可知,由于与的位置关系不确定,可知与的大小关系不确定,则不一定成立,进而可判断②的正误,进而可得答案.
【详解】解:如图,延长交于,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴①正确,故符合要求;
∵分别为的角平分线,
∴,,
如图,过作,
∴,
∴,,
∵,
∴
∴,
∴④正确,故符合要求;
∵,
∴,,
∵,
∴,
∴平分,
∴③正确,故符合要求;
∵,
∴,
∵与的位置关系不确定,
∴与的大小关系不确定,
∴不一定成立,
∴②错误,故不符合要求;
∴正确的共有3个,
故选:B.
10.如图,已知,和分别平分和,若,则_____.
【答案】
【分析】本题考查了平行线的性质,角平分线的定义及方程思想,过点E作,过点F作,根据平行公理的推论得出,再利用平行线的性质,推导出内错角相等,结合角平分线定义,设未知数表示角度,表达和,结合已知条件列出方程,最后化简方程求解β,进而求.
【详解】解:如图,过点E作,过点F作,
∵,
∴,
∴,,,,
∵平分,平分,
∴,,
设,,
则,,
∵,,,
∴,
解得:,
∴,
故答案为:.
11.在现代化的智能工厂中,机械臂的精准操作依赖于精确的方向控制.如图所示,有两条平行的机械轨道与,即,将机械臂与轨道的接触点记为,机械臂与轨道的接触点记为,为了实现复杂的操作任务,通过关节和关节来调节三个机械臂、和的位置,在实际运行过程中,为确保稳定,三个机械臂、和不共线.
(1)如图1所示,当机械臂时,与的数量关系是______.
(2)如图2所示,当,,时,求的度数.(用含的代数式表示)
(3)当,时,直接写出与的数量关系.(用含,的代数式表示,只需写出任意两个符合题意的结果.)
【答案】(1)
(2)
(3)或或或
【分析】(1)延长交于E,利用平行线的性质即可求证;
(2)分别过点P、Q作,即可得出,再利用平行线的性质即可求解;
(3)分不同的图形进行讨论,并分别过点P、Q作,即可得出,再利用平行线的性质即可求解.
【详解】(1)证明:如图,延长交于E,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴
(2)解:;
理由:如图,分别过点P、Q作,
∵,
∴,
∴,
当,,时,
;
(3)解:或或或;
理由如下:如图2-1,分别过点P、Q作,
∵,
∴,
∴,
当,时,
,
∴;
如图2-2,分别过点P、Q作,
∵,
∴,
∴,
当,时,
∴;
如图2-3,分别过点P、Q作,
∵,
∴,
∴,
当,时,
∴;
如图2-4,分别过点P、Q作,
∵,
∴,
∴,
当,时,
∴;
综上可得:或或或.
【点睛】本题考查了平行线的判定与性质,涉及到了两直线平行,同位角相等,两直线平行,同旁内角互补,平行线的传递性等知识,解题关键是分类讨论,作出辅助线求解,本题的难点是画出图形,考查了学生的想象能力与逻辑思维能力.
12.根据图象完成题目:
(1)如图①,,E,F分别是AB,CD上任意一点,EO和FO交于点O,则,,的数量关系是__________________.
(2)如图②,,则图中,,,,…,,之间的数量关系是______________________.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)如图①,过点作,结合,得到,推出,,即可得到三个角之间的关系;
(2)如图②,取有限个角,并过点作,则.过点作,则,.由(1)的结论得到,于是得到图中,,,,…,,之间的数量关系.
【详解】(1)解:如图①,过点作.
∵,
∴,
∴,,
∴,
即.
(2)解:如图②,取有限个角,并过点作,则.
过点作,则,.
∵,
∴,
∴,
∴,
由此推得.
【点睛】本题考查平行线的性质和判定,解题的关键是掌握平行线的性质和判定,以及由特殊情况得到一般规律.
题型四、骨折模型
13.如图,已知,,,,则为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了平行线的性质、三角形外角的性质.
结合已知条件根据平行线的性质、三角形外角的性质、等式性质即可求得答案.
【详解】解:延长交于点,延长交于点S,如图:
∵,
∴,,
∵,
∴,
∵,,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴.
故选:A.
14.如图,直线,射线与交于点,为上一点,连接,为上一点,过点作,连接.若,,则____________.
【答案】75
【分析】本题考查平行线的判定与性质,对顶角相等,过点作交于点,推出,推出,进而求出,由平行线的性质结合对顶角相等推出,再根据平行线的性质推出,进而求出,即可得出结果.
【详解】解:如图,过点作交于点,
,
.
.
,
.
,
,
,,
,
,
.
.
故答案为:.
15.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.
16.已知:,E、G是上的点,F、H是上的点,满足.
(1)如图1,求证:.下面是小益给出的证明,请你根据他的思路,将横线上的内容补充完整:
证明:(已知);
(______).
∵EFGH(已知);
∴______(两直线平行,同位角相等).
∴∠1=∠2( ).
(2)如图2,过F点作交GH延长线于点M,作、的角平分线交于点N,交于点P,求的度数;
(3)如图3,在(2)的条件下,当时,请问是否存在为定值,使得平分?若存在,请求出的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)两直线平行,内错角相等;;等量代换
(2)
(3)存在,定值为
【分析】本题考查角平分线的性质、平行线的性质、垂线的性质,熟练掌握平行线的性质,作出辅助平行线是解题的关键.
(1)根据平行线的性质,结合等量代换进行证明即可;
(2)过点N作,设、,进而得到,结合垂线的性质得到,进而得到,从而得到;
(3)由结合(2)中的结论,得、,进而得到,及,由角平分线的性质得到,再根据平行线的性质得到,进而得到,从而计算的值.
【详解】(1)证明:(已知);
(两直线平行,内错角相等).
(已知);
(两直线平行,同位角相等).
(等量代换),
故答案为:两直线平行,内错角相等;;等量代换;
(2)解:如图2,过点N作,
,
,
、,
、是、的角平分线,
∴、,
设、,
、,
,
,
、,
,
,
,
;
(3)解:由(2)知,设、,
,
,
,
,
,
、,
,
,
、,
平分,
,
,
,
,
.
题型五、三角尺模型
17.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.
18.【实践与探究】
在校园科技节上,宁宁同学用一副三角板,做模拟机器人机械手臂的实验.用三角板模拟可任意伸展方向的机械臂,,,;用另一块三角板模拟固定关节底座,,.他用直线和直线模拟机器人机械手臂安装的基准线,其中,将三角板平稳放置,使边在直线上,就像机械臂的基座固定在平台上,再调整三角板的位置,使三角板的顶点C落在直线上.在模拟机械臂的运动过程中,他遇到了一系列有趣的问题:
(1)当两块三角板按图1的位置摆放时,点C,E,A,D在同一直线上,则三角板的边与所成的 °;
(2)为了更深入探究机械臂多角度运动,他将三角板绕点C逆时针转动一定角度,设三角板的边与三角板的边相交于点O.
①如图2,当转动三角板到的位置时,求的度数;
②如图3,在转动过程中,他还发现的值为定值,请求出这个定值;
(3)如图4,将直线向上平移一定距离,以点C,A,E,D四点共线为初始位置,继续将三角板绕点C逆时针转动,直到边与模拟基准线首次重合时,三角板停止运动.在这个转动过程中,设的度数为,那么当取何值时,三角板的边与三角板的边平行?请直接写出符合条件的的值.
【答案】(1)15
(2)① ②
(3)30,75,120
【分析】本题考查了平行线的性质与判定,掌握平行线的性质与判定是解题的关键.
(1)根据三角板和平行线的性质得出的度数;
(2)①根据平行线的性质和邻补角计算即可;②过点作,根据平行线的性质得出;
(3)分①当时,②当时,③当时,三种情况进行讨论即可.
【详解】(1)解:在和中,,
,
,
,
故答案为:;
(2)解:①在中,,
,
,
;
②.
理由如下:过点作,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴为定值,定值是;
(3)解:①当时,点在同一条直线上,
,
;
②当时,
∵,即,
又 ∵,
∴,
∴,,
∴,
∴;
③当时,如图,
,
,
;
综上,在旋转的过程中,当或 75 或 120 时,三角板的边与三角板的一条边平行.
19.综合与实践 动手操作可提高我们的思维能力,王老师和同学们利用两块直角三角板(含的直角三角板DEF和含的直角三角板)不同的摆放方式探究平行线的相关问题.
初步认知 (1)如图1,将三角板直角顶点A与E重合,若,则______.
深入探究 王老师让同学们改变三角板的位置,提出新的问题并作出解答.
(2)“智慧小组”提出问题:如图2,将三角板的顶点B放在三角板的边上,若,平分吗?请说明理由.
(3)“善思小组”提出问题:将图2位置的三角板不动,三角板绕点B旋转一周,在此过程中与三角板的某一边平行(不共线)时,请直接写出的度数.
【答案】(1);(2)平分,理由见解析;(3)或或或
【分析】本题考查了平行线的性质,熟练掌握平行线的性质是解答本题的关键.
(1)先根据两直线平行,内错角相等求出,进而可求出的度数;
(2)先根据两直线平行,内错角相等求出,进而可求出平分;
(3)依题意有以下4中情况:①当,且点C在的右侧时,则,由此可得出的度数;②当,且点C在的上方时,则;③当,且点C在的左侧时,则,④当,且点C在的下方时,则,由此可得出的度数,综上所述即可得出答案.
【详解】(1)解:∵,,
∴,
∵,
∴;
(2)平分;
证明:∵,,
∴,
∵,
∴,
∴平分;
(3)依题意有以下4中情况:
①当,且点C在的右侧时,如图①所示:
∴,
∴;
②当,且点C在的上方时,如图②所示:
∴;
③当,且点C在的左侧时,如图③所示:
∴,
④当,且点C在的下方时,如图④所示:
∴,
∴,
综上所述:的度数是或或或.
20.综合与实践
【问题情境】
在数学综合与实践课上,同学们以“一副直角三角板和两条平行线”为背景开展数学活动.已知直线,在直角三角板与中,,,.
【操作发现】
(1)如图1,直角三角板的顶点B在和之间,在绕点B转动三角板的过程中,两直角边分别与,交于点M,N,且夹角分别是和,经过反复操作,发现和之间存在固定的数量关系,这个数量关系是______.
【深入探究】
(2)如图2所示,将图1中的三角板的直角顶点B放在上,与交于点P,与的夹角为,与的夹角为,试探究和的数量关系并说明理由.
【拓展延伸】
(3)如图3,固定三角板,使边与直线重合,将三角板固定点C(点C在的延长线上),且在两条平行线,之间任意摆放,设的度数为,试探究:在摆放的过程中,当x为何值时,三角板的边与三角板的一条边平行?直接写出所有符合条件的x的值.
【答案】(1);(2);(3)x的值为30,75,120
【分析】本题考查了根据平行线判定与性质求角度,三角板中角度计算问题,根据平行线的性质求角的度数,平行公理,解题关键是利用平行线的性质证明相关角相等.
(1)过点作,则,则,再由等量代换求解;
(2)过点作,则,那么,再由,等量代换即可求解;
(3)分“”、“”、“”三种情况,根据平行线的性质分别求出即可.
【详解】解:(1)数量关系为:,
过点作,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴数量关系为:;
(2)数量关系为:,
过点作,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴数量关系为:;
(3)①当时,
∵,即,
∵,
∴,
又∵点C在的延长线上
∴点C,B,E,D在同一条直线上,
∴,
∴;
②当时,
∵
∴,
又∵,
∴,
∴,
,
∴,
∴;
③当时,
∴,
∴,
∴;
综上,在摆放的过程中,当或或时,三角板的边与三角板的一条边平行.
题型六、平行线模型问题综合
21.【模型发现】某学校数学兴趣小组的学生在活动中发现: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,,P是、之间的一点,连接、,试说明:;请将下面的说理过程补充完整:
说明:如图,过P作.
∵.(辅助线的作法)
∴.( )
∵.(已知)
∴.( )
∴.( )
∵.(角的和差定义)
∴ .(等量代换)
【方法应用】
(2)如图2,若,,,则 ;
【变式探究】
(3)如图3,,点P在的上方,问,,之间有什么数量关系?请说明理由;
【拓展延伸】
(4)如图4,若,的平分线和的平分线交于点Q,则 .
【答案】(1)两直线平行,内错角相等;平行于同一条直线的两条直线互相平行;两直线平行,内错角相等;;(2)82;(3),见解析;(4)131
【分析】此题主要考查了平行线的判定与性质、角平分线的定义,准确识图,熟练掌握平行线的性质是解决问题的关键.
(1)过P作,根据“两直线平行,内错角相等”得,再根据“平行于同一条直线的两条直线互相平行”得,进而根据“两直线平行,内错角相等”得,由此可得;
(2)过点P作(点N在点P的右侧),则,由此得,证明得,由此得,然后根据即可得出答案;
(3)过点P作(点H在点P的右侧),则,证明得,然后根据即可得出,,之间的数量关系;
(4)由角平分线定义设,,则,,进而得,,由(1)的结论得,,再根据得,进而得,据此即可得出的度数.
【详解】解:(1)如图,过P作,
∵,(辅助线的作法)
∴,(两直线平行,内错角相等)
∵,(已知)
∴,(平行于同一条直线的两条直线互相平行)
∴,(两直线平行,内错角相等)
∵,(角的和差定义)
∴.(等量代换)
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互相平行;两直线平行,内错角相等;;
(2)过点P作(点N在点P的右侧),如图2所示:
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
故答案为:82;
(3),,之间的数量关系是:;理由如下:
过点P作(点H在点P的右侧),如图3所示:
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
即,,之间的数量关系是:;
(4)∵的平分线和的平分线交于点Q,
∴设,,
∴,,
∴,,
由(1)的结论得:,
,
∵,
∴,
解得:,
∴,
故答案为:131.
22.已知,点、分别在直线、上,点在、之间,连接、,.
(1)如图1,若,直接写出的度数;
(2)如图2,点是上方一点,连接、,与交于点,,,,求的度数;结果可用含的式子表示
(3)如图,点是下方一点,连接、,若的延长线是的三等分线,平分交于点,,求的度数.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【分析】(1)过点作,得到,根据平行线的性质和角的和差关系进行求解即可;
(2)过点作,则:,根据平行线的性质和角的和差关系进行求解即可;
(3)过点作,得到,利用平行线的性质结合角的和差和数量关系,分2种情况讨论求解即可.
【详解】(1)解:过点作,
∵,
∴,
∴,,
∴;
∵,
∴;
(2)解:过点作,
∵,
∴,
∴,
由(1)知:,
∵,
∴,
∵,,
∴,,
∴,
∴,
∴;
(3)解:过点作,
∵,
∴,
∴,,
∵平分,
∴,
∵是的三等分线,分两种情况:
①当时,如图所示:
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
又由(1)知:,
∴,
∴,
∴;
②当时,如图所示:
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴;
综上:或.
【点睛】本题主要考查了平行线的判定和性质、角平分线的定义、平行公理的应用,过拐点构造平行线,熟练掌握相关知识是解题的关键.
23.七年级数学小组开展“三角尺中的数学”主题实践活动.
【动手操作】
(1)小勋同学发现通过一副三角尺可以拼出一些特殊度数的角,请问用一副三角板可以拼出的角吗?________.(填“能”或“不能”)
【问题探究】
(2)如图(1),把一副三角板拼在一起,边,在直线上,其中,.如图(2),三角板固定不动,将三角板绕点以每秒的速度顺时针开始旋转,设三角板运动时间为秒.
①当________时,;
②在转动过程中,三角板一直在的内部,当为何值时,?
【拓展延伸】
(3)在(2)的条件下,在三角板绕点旋转过程中,若三角板同时以每秒的速度绕点逆时针旋转,且,当时,请直接写出的值,为________.
【答案】(1)不能;(2)①秒或秒;②;(3)秒或秒
【分析】本题考查了几何图形中角度的计算,一元一次方程的应用,垂直的定义,解题的关键是读懂题意,用含t的代数式表示相关角的度数.
(1)由三角板的特征可得,一副三角板中,两块三角板的角度分别为和,由均为的倍数,得到用一副三角板可以拼出的角的度数都为的倍数,即可解答;
(2)①根据时,,再分在上方和下方两种情况讨论即可;②由,得,解方程即得;
(3)分两种情况:当三角板在三角板左侧时,当三角板在三角板右侧时,再结合平行线的性质建立方程求解即可.
【详解】解:(1)一副三角板中,两块三角板的角度分别为和,
∵均为的倍数,
∴用一副三角板可以拼出的角的度数都为的倍数,
∵不是整数倍,
∴用一副三角板不能拼出的角,
故答案为:不能;
(2)①∵,
∴,
由题意得,
∵,
∴,
当在上方时,如图(2),
则,即,
解得;
当在下方时,如图(3),
则,即,
解得;
综上,当秒或秒时,;
故答案为:秒或秒;
②由题意得,,则,
∴
∵,
∴,
解得,
∴当t为时,;
(3)如图(4),当三角板在三角板左侧时,
∵,,
∴,
由题意得,
∴,即,
∴;
如图(5),当三角板在三角板右侧时,
∵,,
∴,
由题意得,
∴,即,
∴;
综上,当时,的值为秒或秒.
故答案为:秒或秒.
24.【问题背景】
已知,点P为平面内一点,连接、.
【问题再现】
(1)如图1,当点P在平行线、之间时,平分,平分,过点作.若,,求的度数;
【问题推广】
(2)如图2,当点P在的上方时,若,,和的角平分线交于点,过点作.求的度数;(用含、的代数式表示)
【拓展提升】
(3)如图3,当点P在的上方时,点M、F分别在、的延长线上,点H为和的交点,平分,的反向延长线与的角平分线交于点E,过点E作.试说明.
【答案】(1);(2)(3)见解析
【分析】本题考查了平行线性质与判定,角平分线的定义,角的和差,掌握相关知识点是解题的关键.
(1)根据平行线的判定可知,利用平行线的性质可证,,再根据角之间的位置关系可得;
(2)先推导出,得到,,继而证明,,则,即可解答.
(3)先推导出,,得到, 继而推导出,,代入计算即可解答.
【详解】解:(1)如图1,
,,
∴,
,,
平分,平分,
,,
,,
,,
,,
;
(2)如下图所示,
,,
∴,
,,
和分别是和的角平分线,
,,
,,
.
(3)如图
,,
,,
,,
,(2小题的结论)
平分,平分,
,,
即.
1.(24-25七年级下·湖北武汉·期中)如图,下列结论:①若,则;②若,且,则;③若,且,则;④若,且,则.正确的有( )个.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】A
【分析】本题考查的是平行线的判定与性质,平行公理的应用,根据平行线的判定与性质逐一分析判断即可.
【详解】解:∵,
∴,,
∴不一定正确,故①不符合题意;
如图,延长与的延长线交于点,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,故②符合题意;
∵,
∴,
∵,
∴,
∴不能得到,不能得到,故③不符合题意;
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,不能得到,故④不符合题意;
故选:A.
2.(24-25七年级下·辽宁盘锦·期中)如图,,将一副直角三角板作如下摆放,,.下列结论:①;②;③;④.其中正确的是( )
A.①② B.①②③ C.②③④ D.①②④
【答案】D
【分析】本题主要考查了平行线判定与性质,解题的关键是熟记平行线的判定条件与性质并灵活运用.
由题意可得,利用内错角相等,两直线平行即可判定;由题意可得,利用邻补角即可求;过点作,可得,从而得,可求得再利用平行线的性质即可求得;利用角的计算可求得,,即可得出答案.
【详解】解:由题意,
∴,
∴,故正确;
由题意得,
∴,故正确;
过点作,如图,
∵,
∴,,
∴,
∴,
∴,故错误;
∵,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴, 故正确,
综上所述,正确,
故选:D.
3.(24-25七年级下·湖南怀化·月考)如图,的平分线与的平分线交于点E,且,则=( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查平行线的性质,平分线的定义,三角形外角的性质,熟练掌握平行线的性质是关键.
过点F作,由得,,即可解答.
【详解】解:过点F作,如图
∴,
∵,的平分线与的平分线交于点E
∴,,,
∴,,
即,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴
故选B.
4.(24-25七年级下·浙江温州·期中)小盟利用几何图形画出螳螂简笔画,如图,,交于点,,,平分,若设,,则和之间的关系是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了平行线的性质,若两直线平行,则同位角相等,内错角相等,同旁内角互补,灵活应用平行线的性质是解题的关键.过点作,由平行公理得,根据平行线的性质得,,由角平分线的定义得,由,得到含有和的等式,化简即可得到和之间的关系.
【详解】解:如图,
过点作,
,
,
,
,
,
,
,,
,
,
,
平分,
,
,
,
,
即.
故选:C.
5.(24-25七年级下·福建厦门·期末)如图,已知,点B在上,点C在上,点A在上方,,点E在的反向延长线上,且,设,则为度数用含的式子一定可以表示为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了平行线的性质,正确添加辅助线是解决本题的关键.过点A作,过点E作,则,由题意可设,,则,,,,因此,,,则.
【详解】解:过点A作,过点E作,
∵,
∴,
∵,
∴设,,
∵,
∴,,,,
∴,,
∴,
∴.
故选:B.
6.如图,,,则,,的关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了平行线的性质,根据题意作出辅助线是解题的关键.分别过点C、D作的平行线,即,根据平行线的性质得,,由,得,再由,即可得到.
【详解】如图,分别过点C、D作的平行线,即,
根据平行线的性质得,,
,
,
又,
,
即,
故选:A.
7.(24-25七年级下·湖北襄阳·期末)如图,,点在上,点在上,则________.
【答案】/540度
【分析】本题考查了平行公理推论、平行线的性质,熟练掌握平行线的性质是解题关键.分别过点、作、,先根据平行公理推论可得,再根据平行线的性质可得,,,然后根据角的和差即可得.
【详解】解:如图,分别过点、作、,
∵,
∴,
∴,,,
∴,
∴,
∴,
故答案为:.
8.(24-25七年级下·内蒙古巴彦淖尔·期中)如图,已知,,则__________.
【答案】/20度
【分析】本题主要考查了平行线的判定与性质、角的和差等知识点,正确作出辅助线、构造平行线成为解题的关键.
如图:过B作,过C作,易得;由平行线的性质可得、,再根据角的和差以及等量代换即可解答.
【详解】解:如图:过B作,过C作,即,,
∵,
∴.
∴,,
又∵,
∴,
∴.
故答案为:.
9.(24-25七年级下·江苏南通·期中)如图,平行线,被直线所截,分别作和的角平分线,交点记为;分别作和的角平分线,交点记为;分别作和的角平分线,交点记为,按此规律继续操作,则的度数为__________.
【答案】
【分析】本题考查了平行线的性质,角平分线的定义,数字类规律探究;根据题意得出,即可求解.
【详解】解:如图所示,过点作,
∵,
∴,,
又∵是和的角平分线,
∴,
∴,
同理可得,,
∴,
∴;
故答案为:.
10.(2025·上海闵行·模拟预测)如图,已知,交于点,,,那么__________度.
【答案】
【分析】本题考查平行线的性质,熟练掌握平行线的性质是解题的关键;
由平行线的性质推出,由三角形的外角性质即可求出的度数.
【详解】解:∵,
∴,
∴.
故答案为:
11.(24-25七年级下·江苏苏州·期末)如图,,,,则_____.
【答案】
【分析】本题主要考查平行线的以及角的和差计算,连接,设,,,,由平行线的性质得,进一步得出,从而可得结论
【详解】解:连接,如图,
,
设,,,,
∵
∴,
∴,
∴,
∴,
∴
;
,
∴
故答案为:
12.(24-25七年级下·北京·期中)如图,由线段组成的图形像∑,称为“形”.
(1)如图1,形中,若,,则_____;
(2)如图2,连接形中B,D两点,若,,试猜想与的数量关系 _____.
【答案】
【分析】本题考查利用平行线的性质探究角的关系:
(1)作,则,根据两直线平行、内错角相等,可得,,由此可解;
(2)作交于点K,根据两直线平行、同位角相等,可得,进而可得,同(1)可证,再利用角的和差关系即可得出答案.
【详解】解:(1)如图,作,
,,
,
,,
,
故答案为:60;
(2)如图,作交于点K,
,
,
,
,
,
同(1)可得,
,
即,
故答案为:.
13.(24-25七年级下·陕西安康·期中)【问题】
(1)如图1,,试探究、、三者之间的数量关系,并说明理由;
【拓展】
(2)将图1变为图2、图3(其中不变),请你直接写出相应的结论:
图2:________;图3:________;
【应用】
(3)如图4,运用上面的结论解决问题:,BE平分,DE平分,,求的度数.
【答案】(1)(2);;(3)
【分析】本题考查的是平行线的性质,根据题意作出平行线是解答此题的关键.
(1)过点作,根据得出,再由平行线的性质即可得出结论;
(2)图2:过点作,故可得出,根据平行线的性质即可得出结论;图中,分别过点、、作,,,则,由此可得出结论;
(3)过点,分别作,.根据,可知,;再根据,,得出,,由平分,平分可得出结论.
【详解】解:(1).
理由:过点作,
,
,
,,
.
(2)图:过点作,
,
,
,,
;
图:分别过点、、作,,,
则,
同()可得,①,②,
①②得,.
故答案为:;.
(3)如图所示,过点,分别作,.
,,
,;
又,
,,
,,
.
平分,平分,
,,
∴
14.(24-25七年级下·安徽亳州·期末)已知,,点为之间的任意一点,连接.
(1)如图1,求证:;
(2)如图2,求证:;
(3)如图3,,分别是,的平分线,若.
①请用含的式子表示;
②若平分平分,得到平分平分,可得,依次平分下去,则________.(用含的式子表示)
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)① ②
【分析】本题考查平行线的判定与性质,掌握平行线的性质是解题的关键:
(1)过作,根据平行线的性质得出,,进而可得出结论;
(2)过作,根据平行线的性质得出,,进而可得出结论;
(3)①根据角平分线的定义得出,由(1)得,由(2)得,得出,进而可得出答案;
②由(1)和①知:,,,即可得出,再根据得出答案.
【详解】(1)解:(1)证明:如图,过作,
,
,
,,
,
即
(2)证明:如图,过作,
,
,
,,
,
即;
(3)①分别是的平分线,
,
由(1)得,
由(2)得,
,
则,
,
,
;
②由(1)和①知:,
.
故答案为: .
15.(24-25七年级下·安徽淮北·期末)如图1,已知,点在上,点在上,点在之间,连接.
(1)若,求的度数;
(2)如图2,平分,交的延长线于点,
①若,求的度数;
②若,直接写出的度数(用含的代数式表示).
【答案】(1)
(2)①;②
【分析】本题主要考查了平行线的性质与判定,角平分线的定义,熟知平行线的性质与判定定理是解题的关键.
(1)过点作的平行线,则,由平行线的性质可得,求出的度数即可得到答案;
(2)①过点作,则,由平行线的性质可得,则可得到,由平角的定义可得,由角平分线的定义可得,据此可得答案;
②如图,过点F作,则,证明,得到,则可得到,据此可得;由(2)①可得,则,由平角的定义得到,据此求出即可.
【详解】(1)解:如图1,过点作的平行线,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴;
(2)解:①如图2,过点作,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵平分,
∴,
∵,
∴;
②如图,过点F作,
∴,
,
,
,
∴,
即,
∵,
∴,
∴;
由(2)①可得,
∴
∵,
∴
.
16.(24-25七年级下·北京·月考)【探究】(1)如图①,若,点在,外部,则满足的数量关系是______;
【应用】(2)如图②为北斗七星的位置图,如图③,将北斗七星分别标为A,B,C,D,E,F,G.其中B,C,D三点在一条直线上,,则满足的数量关系是______;
(3)如图④,在(1)问的条件下,延长到点,延长到点,过点和点分别作射线和交于点,使得平分,平分,若,求出的度数.
【答案】(1);(2);(3)
【分析】本题考查平行线的性质,角平分线的性质以及角度关系的计算,熟练掌握平行线的性质和角平分线的性质是解题的关键,
(1)利用平行线的性质得,再利用角度间的关系计算即可得到答案;
(2)过点作,根据平行线的性质得到,再由,通过计算即可得到;
(3)过点作,由于平分,根据角平分线的性质可得,设,由于平分,则,在(1)的条件下:,从而推出,再次利用平行线的性质和角度间关系的计算即可得到答案.
【详解】解:过点作,如图①所示:
,
,
,
,
,
,
故答案为:.
【应用】(2)过点作,如图3所示:
,
,
,
,
,
,
,
故答案为:.
(3),理由如下:
过点作,如图④所示:
平分,
,
平分,
设,则,
在(1)的条件下:
,
,
,
,
,
,
,
,
.
17.(24-25七年级下·北京·期中)如图1,,点、分别在直线、上,点在线段上,交于点.
(1)补全图形,可得______°.
(2)在(1)的前提下,的平分线与的平分线所在直线交于点(点与点不重合),若,求的大小.
(3)如图2,,若,,并且,则______.(用含的代数式表示).
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】本题考查平行线的判定和性质,角平分线的定义,平行公理的推论,熟练掌握平行线的判定和性质是解题的关键;
(1)过点作,根据平行公理的推论可得,进而得到,,从而求解;
(2)过点作,进而证明,根据(1)可得,从而得到的度数,进而求解;
(3)根据题意,作,,,得到,进而得到,从而求解;
【详解】(1)解:过点作,
,
,
则,,
,
,
故;
故答案为:
(2)解:根据题意,作图如下:
过点作,
,
,
根据(1)可得;
,
;
(3)解:根据题意,作,,
,,,,
,
,
,
,
则;
,
,
,
,
,
,
;
,
;
故答案为:
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专题02 平行线的基本模型问题6大题型(原卷版)
目录
A题型建模・专项突破
题型一、猪蹄模型 1
题型二、铅笔模型 2
题型三、锯齿模型 3
题型四、骨折模型 5
题型五、三角尺模型 6
题型六、平行线模型问题综合 8
B综合攻坚・能力跃升
题型一、猪蹄模型
1.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.
2.如图,分别平分.若,则__________.
3.【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的几何图形,很像小猪的猪蹄,于是大家就把这个图形形象的称为“猪蹄模型”,“猪蹄模型”中蕴含着角的数量关系.
(1)如图1,,是、之间的一点,连接,,则有.请你证明这个结论.
(2)【运用】如图2,,、是、之间的两点,且,请你利用(1)中“猪蹄模型”的结论,找出、、三者之间的数量关系,并说明理由.
(3)【延伸】如图3,,点、分别在、上,、分别平分和,且.如果,那么等于多少?(用含的代数式表示,请直接写出结论,无需证明)
4.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.
题型二、铅笔模型
5.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.
6.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.
7.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.
8.【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)
题型三、锯齿模型
9.如图,已知,,分别为,的角平分线,,则下列说法:①;②;③平分;④.正确的有( )个
A.4 B.3 C.2 D.1
10.如图,已知,和分别平分和,若,则_____.
11.在现代化的智能工厂中,机械臂的精准操作依赖于精确的方向控制.如图所示,有两条平行的机械轨道与,即,将机械臂与轨道的接触点记为,机械臂与轨道的接触点记为,为了实现复杂的操作任务,通过关节和关节来调节三个机械臂、和的位置,在实际运行过程中,为确保稳定,三个机械臂、和不共线.
(1)如图1所示,当机械臂时,与的数量关系是______.
(2)如图2所示,当,,时,求的度数.(用含的代数式表示)
(3)当,时,直接写出与的数量关系.(用含,的代数式表示,只需写出任意两个符合题意的结果.)
12.根据图象完成题目:
(1)如图①,,E,F分别是AB,CD上任意一点,EO和FO交于点O,则,,的数量关系是__________________.
(2)如图②,,则图中,,,,…,,之间的数量关系是______________________.
题型四、骨折模型
13.如图,已知,,,,则为( )
A. B. C. D.
14.如图,直线,射线与交于点,为上一点,连接,为上一点,过点作,连接.若,,则____________.
15.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.
16.已知:,E、G是上的点,F、H是上的点,满足.
(1)如图1,求证:.下面是小益给出的证明,请你根据他的思路,将横线上的内容补充完整:
证明:(已知);
(______).
∵EFGH(已知);
∴______(两直线平行,同位角相等).
∴∠1=∠2( ).
(2)如图2,过F点作交GH延长线于点M,作、的角平分线交于点N,交于点P,求的度数;
(3)如图3,在(2)的条件下,当时,请问是否存在为定值,使得平分?若存在,请求出的值;若不存在,请说明理由.
题型五、三角尺模型
17.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.
18.【实践与探究】
在校园科技节上,宁宁同学用一副三角板,做模拟机器人机械手臂的实验.用三角板模拟可任意伸展方向的机械臂,,,;用另一块三角板模拟固定关节底座,,.他用直线和直线模拟机器人机械手臂安装的基准线,其中,将三角板平稳放置,使边在直线上,就像机械臂的基座固定在平台上,再调整三角板的位置,使三角板的顶点C落在直线上.在模拟机械臂的运动过程中,他遇到了一系列有趣的问题:
(1)当两块三角板按图1的位置摆放时,点C,E,A,D在同一直线上,则三角板的边与所成的 °;
(2)为了更深入探究机械臂多角度运动,他将三角板绕点C逆时针转动一定角度,设三角板的边与三角板的边相交于点O.
①如图2,当转动三角板到的位置时,求的度数;
②如图3,在转动过程中,他还发现的值为定值,请求出这个定值;
(3)如图4,将直线向上平移一定距离,以点C,A,E,D四点共线为初始位置,继续将三角板绕点C逆时针转动,直到边与模拟基准线首次重合时,三角板停止运动.在这个转动过程中,设的度数为,那么当取何值时,三角板的边与三角板的边平行?请直接写出符合条件的的值.
19.综合与实践 动手操作可提高我们的思维能力,王老师和同学们利用两块直角三角板(含的直角三角板DEF和含的直角三角板)不同的摆放方式探究平行线的相关问题.
初步认知 (1)如图1,将三角板直角顶点A与E重合,若,则______.
深入探究 王老师让同学们改变三角板的位置,提出新的问题并作出解答.
(2)“智慧小组”提出问题:如图2,将三角板的顶点B放在三角板的边上,若,平分吗?请说明理由.
(3)“善思小组”提出问题:将图2位置的三角板不动,三角板绕点B旋转一周,在此过程中与三角板的某一边平行(不共线)时,请直接写出的度数.
20.综合与实践
【问题情境】
在数学综合与实践课上,同学们以“一副直角三角板和两条平行线”为背景开展数学活动.已知直线,在直角三角板与中,,,.
【操作发现】
(1)如图1,直角三角板的顶点B在和之间,在绕点B转动三角板的过程中,两直角边分别与,交于点M,N,且夹角分别是和,经过反复操作,发现和之间存在固定的数量关系,这个数量关系是______.
【深入探究】
(2)如图2所示,将图1中的三角板的直角顶点B放在上,与交于点P,与的夹角为,与的夹角为,试探究和的数量关系并说明理由.
【拓展延伸】
(3)如图3,固定三角板,使边与直线重合,将三角板固定点C(点C在的延长线上),且在两条平行线,之间任意摆放,设的度数为,试探究:在摆放的过程中,当x为何值时,三角板的边与三角板的一条边平行?直接写出所有符合条件的x的值.
题型六、平行线模型问题综合
21.【模型发现】某学校数学兴趣小组的学生在活动中发现: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,,P是、之间的一点,连接、,试说明:;请将下面的说理过程补充完整:
说明:如图,过P作.
∵.(辅助线的作法)
∴.( )
∵.(已知)
∴.( )
∴.( )
∵.(角的和差定义)
∴ .(等量代换)
【方法应用】
(2)如图2,若,,,则 ;
【变式探究】
(3)如图3,,点P在的上方,问,,之间有什么数量关系?请说明理由;
【拓展延伸】
(4)如图4,若,的平分线和的平分线交于点Q,则 .
22.已知,点、分别在直线、上,点在、之间,连接、,.
(1)如图1,若,直接写出的度数;
(2)如图2,点是上方一点,连接、,与交于点,,,,求的度数;结果可用含的式子表示
(3)如图,点是下方一点,连接、,若的延长线是的三等分线,平分交于点,,求的度数.
23.七年级数学小组开展“三角尺中的数学”主题实践活动.
【动手操作】
(1)小勋同学发现通过一副三角尺可以拼出一些特殊度数的角,请问用一副三角板可以拼出的角吗?________.(填“能”或“不能”)
【问题探究】
(2)如图(1),把一副三角板拼在一起,边,在直线上,其中,.如图(2),三角板固定不动,将三角板绕点以每秒的速度顺时针开始旋转,设三角板运动时间为秒.
①当________时,;
②在转动过程中,三角板一直在的内部,当为何值时,?
【拓展延伸】
(3)在(2)的条件下,在三角板绕点旋转过程中,若三角板同时以每秒的速度绕点逆时针旋转,且,当时,请直接写出的值,为________.
24.【问题背景】
已知,点P为平面内一点,连接、.
【问题再现】
(1)如图1,当点P在平行线、之间时,平分,平分,过点作.若,,求的度数;
【问题推广】
(2)如图2,当点P在的上方时,若,,和的角平分线交于点,过点作.求的度数;(用含、的代数式表示)
【拓展提升】
(3)如图3,当点P在的上方时,点M、F分别在、的延长线上,点H为和的交点,平分,的反向延长线与的角平分线交于点E,过点E作.试说明.
1.(24-25七年级下·湖北武汉·期中)如图,下列结论:①若,则;②若,且,则;③若,且,则;④若,且,则.正确的有( )个.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
2.(24-25七年级下·辽宁盘锦·期中)如图,,将一副直角三角板作如下摆放,,.下列结论:①;②;③;④.其中正确的是( )
A.①② B.①②③ C.②③④ D.①②④
3.(24-25七年级下·湖南怀化·月考)如图,的平分线与的平分线交于点E,且,则=( )
A. B. C. D.
4.(24-25七年级下·浙江温州·期中)小盟利用几何图形画出螳螂简笔画,如图,,交于点,,,平分,若设,,则和之间的关系是( )
A. B. C. D.
5.(24-25七年级下·福建厦门·期末)如图,已知,点B在上,点C在上,点A在上方,,点E在的反向延长线上,且,设,则为度数用含的式子一定可以表示为( )
A. B. C. D.
6.如图,,,则,,的关系是( )
A. B.
C. D.
7.(24-25七年级下·湖北襄阳·期末)如图,,点在上,点在上,则________.
8.(24-25七年级下·内蒙古巴彦淖尔·期中)如图,已知,,则__________.
9.(24-25七年级下·江苏南通·期中)如图,平行线,被直线所截,分别作和的角平分线,交点记为;分别作和的角平分线,交点记为;分别作和的角平分线,交点记为,按此规律继续操作,则的度数为__________.
10.(2025·上海闵行·模拟预测)如图,已知,交于点,,,那么__________度.
11.(24-25七年级下·江苏苏州·期末)如图,,,,则_____.
12.(24-25七年级下·北京·期中)如图,由线段组成的图形像∑,称为“形”.
(1)如图1,形中,若,,则_____;
(2)如图2,连接形中B,D两点,若,,试猜想与的数量关系 _____.
13.(24-25七年级下·陕西安康·期中)【问题】
(1)如图1,,试探究、、三者之间的数量关系,并说明理由;
【拓展】
(2)将图1变为图2、图3(其中不变),请你直接写出相应的结论:
图2:________;图3:________;
【应用】
(3)如图4,运用上面的结论解决问题:,BE平分,DE平分,,求的度数.
14.(24-25七年级下·安徽亳州·期末)已知,,点为之间的任意一点,连接.
(1)如图1,求证:;
(2)如图2,求证:;
(3)如图3,,分别是,的平分线,若.
①请用含的式子表示;
②若平分平分,得到平分平分,可得,依次平分下去,则________.(用含的式子表示)
15.(24-25七年级下·安徽淮北·期末)如图1,已知,点在上,点在上,点在之间,连接.
(1)若,求的度数;
(2)如图2,平分,交的延长线于点,
①若,求的度数;
②若,直接写出的度数(用含的代数式表示).
16.(24-25七年级下·北京·月考)【探究】(1)如图①,若,点在,外部,则满足的数量关系是______;
【应用】(2)如图②为北斗七星的位置图,如图③,将北斗七星分别标为A,B,C,D,E,F,G.其中B,C,D三点在一条直线上,,则满足的数量关系是______;
(3)如图④,在(1)问的条件下,延长到点,延长到点,过点和点分别作射线和交于点,使得平分,平分,若,求出的度数.
17.(24-25七年级下·北京·期中)如图1,,点、分别在直线、上,点在线段上,交于点.
(1)补全图形,可得______°.
(2)在(1)的前提下,的平分线与的平分线所在直线交于点(点与点不重合),若,求的大小.
(3)如图2,,若,,并且,则______.(用含的代数式表示).
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