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专题06 平行线拐点模型之“铅笔”、“猪蹄”、“锯齿”、“骨折”、“鸟嘴”模型
平行线+拐点模型在初中数学几何模块中属于基础工具类问题,也是学生必须掌握的一块内容,熟悉这
些模型可以快速得到角的关系,求出所需的角。本专题就平行线+拐点模型(猪蹄模型、铅笔头模型、锯齿模型、骨折模型、鸟嘴模型)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 3
模型运用 6
9
平行线拐点模型并非源自某位数学家的“发明”,而是现代中学数学教学为了帮助学生快速解题,对“平行线性质”这一古老公理进行的图形化归纳与命名。
其数学根基是欧几里得 《几何原本》中的平行公理(同位角相等、内错角相等、同旁内角互补)。当两条平行线被一条折线所截,利用“过拐点作平行线”的辅助线,就能将分散的角转化到“三线八角”的基本结构中,从而得出固定的数量关系。
“猪蹄”、“铅笔”、“鹰嘴”等名字,是根据图形形状的象形比喻,方便学生记忆。它是解题技巧(过拐点作平行线)与图形识别(象形命名)结合的产物。
1、(2025•扬州)如图,平行于主光轴PQ的光线AB和CD经过凸透镜折射后,折射光线BE,DF交于主光轴上一点G.若∠ABE=130°,∠CDF=150°,则∠EGF的度数是( )
A.60° B.70° C.80° D.90°
【分析】根据物理学原理可知:AB∥PQ∥CD,再根据平行线的性质求出∠BGP和∠PGD,从而求出∠BGD,最后根据对顶角相等求出答案即可.
【解答】解:由题意可知:AB∥PQ∥CD,
∵AB∥PQ,
∴∠ABE+∠BGP=180°,
∵∠ABE=130°,
∴∠BGP=180°﹣130°=50°,
∵PQ∥CD,
∴∠PGD+∠CDF=180°,
∵∠CDF=150°,
∴∠PGD=180°﹣150°=30°,
∴∠BGD=∠BGP+∠PGD=50°+30°=80°,
∴∠EGF=∠BGD=80°,
故选:C.
2、(2025•淄博)已知:如图,AB∥CD,∠1=36°,∠2=60°,则∠3的度数是( )
A.36° B.34° C.26° D.24°
【分析】由AB∥CD,根据三角形外角的性质和平行线的性质可得∠3+∠1=∠ECB=∠2=60°,即可得∠3=24°.
【解答】解:由AB∥CD,∠1=36°,∠2=60°,
得∠3+∠1=∠ECB=∠2=60°,
得∠3=24°.
故选:D.
3、(2026•渭滨区校级一模)如图,AB∥CD,∠AFE=140°,∠DCE=70°,则∠CEF的度数是( )
A.30° B.40° C.25° D.35°
【分析】根据平行线的性质求出∠1的度数,邻补角求出∠EFB的度数,三角形的外角求出∠CEF的度数即可.
【解答】解:由题意可得:
∴∠1=∠DCE=70°,
∵∠AFE=140°,
∴∠EFB=180°﹣∠AFE=40°,
∵∠1=∠CEF+∠EFB,
∴∠CEF=30°.
故选:A.
4、(2025•武威校级模拟)已知AB∥CD,点E在BD连线的右侧,∠ABE与∠CDE的角平分线相交于点F.
(1)如图1,若∠1=65°,∠2=75°,求∠F的度数.
(2)求证:∠E+2∠F=360°.
(3)如图2,若∠E=m°,∠PBF=n∠ABP,∠PDF=n∠CDP,求∠P的度数(用m,n的代数式表示).
【分析】(1)过点F作直线FG∥AB,根据平行线的性质及平行线公理即可解答;
(2)过点E作直线EH∥AB,根据平行线的性质,角平分线的定义及平行线公理即可得证;
(3)根据角的等量代换表示出∠E,进而表示出∠ABP+∠CDP,过点P作直线PJ∥AB,根据平行线的性质及平行线公理即可解答.
【解答】(1)解:过点F作直线FG∥AB,如图,
∵FG∥AB,
∴∠BFG=∠1=65°,
∵FG∥AB,AB∥CD,
∴FG∥CD,
∴∠DFG=∠2=75°,
∴∠F=∠BFG+∠DFG=65°+75°=140°;
(2)证明:过点E作直线EH∥AB,如图,
∵EH∥AB,
∴∠ABE+∠BEH=180°,
∵EH∥AB,AB∥CD,
∴EH∥CD,
∴∠CDE+∠HED=180°,
∴∠ABE+∠BEH+∠HED+∠CDE=360°,
∵BF平分∠ABE,FD平分∠CDE,
∴∠ABE=2∠1,∠CDE=2∠2,
∴∠E+2∠1+2∠2=360°,
由(1)得,∠F=∠1+∠2,
∴∠E+2∠F=360°.
(3)解:∵∠PBF=n∠ABP,∠PDF=n∠CDP,
∴∠ABF=(n+1)∠ABP,∠CDF=(n+1)∠CDP,
由(1)得∠F=∠ABF+∠CDF=(n+1)(∠ABP+∠CDP),
由(2)得,∠E+2∠F=360°,
∴∠E=360°﹣2(n+1)(∠ABP+∠CDP)=m°,
∴∠ABP+∠CDP,
过点P作直线PJ∥AB,如图,
∵PJ∥AB,
∴∠BPJ=∠ABP,
∵PJ∥AB,AB∥CD
∴PJ∥CD,
∴∠DPJ=∠CDP,
∴∠P=∠ABP+∠CDP.
1)“铅笔”模型
像这样的模型,我们就称为铅笔头模型。
模型结论:∠B+∠E+∠D=360°
模型证明
如图,若AB//CD,求证:∠B+∠E+∠D=360°
证明一:过点E作EF∥AB,则∠B+∠1=180°(两直线平行,同旁内角互补)。
∵AB∥CD(已知),
又∵EF∥AB(已作),
∴EF∥CD(平行于同一直线的两条直线互相平行)。
∴∠D+∠2=180°(两直线平行,同旁内角互补)。
∴∠B+∠1+∠D+∠2=180°+180°(等式的性质)。
又∵∠BED=∠1+∠2,
∴∠B+∠D+∠BED=360°(等量代换)。
证明二:如图,连接BD,
∵ AB//CD
∴ ∠ABD+∠BDC=180°
在△BDE中,∠DBE+∠E+∠EDB=180°
∴∠DBE+∠E+∠EDB+∠ABD+∠BDC=360°
∴∠ABD+∠DBE+∠E+∠EDB+∠BDC=360°
∴∠ABE+∠E+∠CDE=360°
2)“骨折”模型
如图,已知AE∥CF,求∠E、∠F、∠P之间的数量关系.
模型证明
已知:如图,AB∥CD,求证:∠BED=∠D-∠B。
证明:过点E作EF∥AB,则∠FEB=∠B(两直线平行,内错角相等)。
∵AB∥CD(已知),
又∵EF∥AB(已作),
∴EF∥CD(平行于同一直线的两条直线互相平行)。
∴∠FED=∠D(两直线平行,内错角相等)。
∵∠BED=∠FED-∠FEB,
∴∠BED=∠D-∠B(等量代换)。
结论:∠B+∠E=∠D
3)“鸟嘴”模型
如图,若AB//CD,求证:∠1=∠2+∠3
证法1(添角):过点P作PQ∥AB,则AB∥CD∥PQ
∴∠2+∠3+∠4=180°,∠1+∠4=180°
∴∠1=∠2+∠3.
证法2:延长AB交PD于Q,则∠2=∠4,∠1+∠5=180°,∠5+∠3+∠4=180°
∴∠1=∠3+∠4=∠2+∠3.
4)“猪蹄”模型
猪蹄模型的基本特征:一组平行线,中间有一个点,分别与平行线上的点构成“猪蹄”。
如图,已知AB∥CD,求∠E、∠B、∠D之间的数量关系.
思路1:过拐点作平行线过点E作EF∥AB,
∴∠B=∠BEF,
又∵AB∥CD,
∴EF∥CD,
∴∠D=∠DEF,
∴∠E=∠BEF+∠DEF=∠B+∠D.
∴∠E=∠B+∠D.
思路2:延长BE交CD于点F
∵AB∥CD,
∴∠B=∠BFD,
∴∠D+∠BFD=∠BED,
∴∠B+∠D=∠E.
5)“锯齿”模型
如图所示,AB∥EF,则∠B+∠D=∠C十∠E
朝向左边的角的和=朝向右边的角的和
证明:如图,过点C作MN//AB,过点D作PQ//AB.
∵AB//EF,
∴AB//MN// PQ//EF.
∴∠B=∠BCN,∠CDP=∠DCN,∠PDE=∠E,
∴∠B+∠CDP+∠PDE=∠BCN+∠DCN+∠E,
∴B+∠CDE=∠BCD+∠E.
例1(2024•沙坪坝区校级三模)如图,已知直线a∥b,∠BAC=90°,∠1=40°,则∠2的度数为( )
A.40° B.50° C.130° D.140°
【分析】根据平角的性质和平行线的性质即可得出结论.
【解答】解:如图,
∵∠1+∠3+90°=180°,∠1=40°,
∴∠3=50°,
∵a∥b,
∴∠2=∠3,
∴∠2=50°,
故选:B.
例2如图,已知a∥b,∠1=45°,∠2=125°,则∠ABC的度数为( )
A.100° B.105° C.115° D.125°
【分析】解法一:过点B作DE∥a,则∠DBA=∠1=45°,易得DE∥b,进而得到∠2+∠DBC=180°,求得∠DBC=55°,于是∠ABC=∠DBA+∠DBC,代入计算即可求解.
解法二:延长AB交b于点F,由平行线的性质得到∠1=∠3=45°,再利用三角形的外角性质可得∠2=∠3+∠CBF,进而求得∠CBF=80°,最后根据平角的定义即可求解.
【解答】解:解法一:如图,过点B作DE∥a,
∴∠DBA=∠1=45°,
∵a∥b,DE∥a,
∴DE∥b,
∴∠2+∠DBC=180°,
∴∠DBC=180°﹣∠2=180°﹣125°=55°,
∴∠ABC=∠DBA+∠DBC=45°+55°=100°.
解法二:如图,延长AB交b于点F,
∵a∥b,
∴∠1=∠3=45°,
∵∠2=125°,
∵∠2=∠3+∠CBF,
∴∠CBF=∠2﹣∠3=125°﹣45°=80°,
∴∠ABC=180°﹣∠CBF=180°﹣80°=100°.
故选:A.
例3(2025春•东莞市校级月考)问题情境:如图1,AB∥CD,∠PAB=126°,∠PCD=134°,求∠APC的度数.小明的思路是:过P作PE∥AB,通过平行线性质来求∠APC.
(1)按小明的思路,易求得∠APC为 度.
(2)问题迁移:如图2,AB∥CD,点P在射线OM上运动,记∠PAB=α,∠PCD=β,当点P在B、D两点之间运动时,问∠APC与α、β之间有何数量关系?请说明理由.
(3)在(2)的条件下,如果点P在B、D两点外侧运动时(点P与点O、B、D三点不重合),请直接写出∠APC与α、β之间的数量关系.
【分析】(1)利用平行线的性质,同旁内角互补,求出∠APE,∠CPE度数,利用∠APC=∠APE+∠CPE,进行求解即可;
(2)过点P作PE∥AB,易得PE∥CD,得到∠APE=α,∠CPE=β,进而得到∠APC=α+β;
(3)分点P在点B外侧,和在点D外侧,两种情况进行讨论即可.
【解答】解:(1)∵PE∥AB,AB∥CD,
∴PE∥AB∥CD,
∴∠APE+∠BAP=180°,∠CPE+∠PCB=180°,
∵∠PAB=126°,∠PCD=134°,
∴∠APE=54°,∠CPE=46°,
∴∠APC=∠APE+∠CPE=100°;
故答案为:100;
(2)∠APC=α+β,理由如下:
过点P作PE∥AB,如图2,
∵AB∥CD,
∴PE∥AB∥CD,
∴∠APE=α,∠CPE=β,
∴∠APC=∠APE+∠CPE=α+β;
(3)如图3,当P在点D的外侧时,由(2)可知α=∠APE,β=∠CPE,
∴∠CPA=α﹣β;
如图4,当P在点B外侧时,由(2)可知α=∠APE,β=∠CPE,
∴∠CPA=β﹣α.
例4(2025春•广平县期末)如图,直线AC∥BD,连接AB,直线AC、BD及线段AB把平面分成①、②、③、④四个部分,规定:线上各点不属于任何部分.当动点P落在某个部分时,连接PA,PB,构成∠PAC,∠APB,∠PBD三个角.(提示:有公共端点的两条重合的射线所组成的角是0°角)
(1)当动点P落在第①部分时,∠APB、∠PAC、∠PBD之间满足怎样的数量关系?并加以证明;
(2)当动点P落在第②部分时,∠APB、∠PAC、∠PBD之间又满足怎样的数量关系?并加以证明;
(3)当动点P落在第③部分时且在直线AB右侧时,∠PAC,∠APB,∠PBD之间又满足怎样的关系,直接写出最后的结论.
【分析】(1)利用猪脚模型,即可解答;
(2)利用铅笔模型,即可解答;
(3)设PB交AC于点E,利用平行线的性质可得∠PBD=∠PEC,然后利用三角形的外角性质可得∠PAC=∠PEC﹣∠APB,从而利用等量代换可得∠PAC=∠PBD﹣∠APB,即可解答.
【解答】解:(1)∠APB=∠PAC+∠PBD,
理由:过点P作PE∥AC,
∴∠PAC=∠APE,
∵AC∥BD,
∴PE∥BD,
∴∠PBD=∠BPE,
∵∠APB=∠APE+∠BPE,
∴∠APB=∠PAC+∠PBD;
(2)∠APB+∠PAC+∠PBD=360°,
理由:过点P作PF∥AC,
∴∠PAC+∠APF=180°,
∵AC∥BD,
∴PF∥BD,
∴∠BPF+∠PBD=180°,
∴∠PAC+∠APF+∠BPF+∠PBD=360°,
即∠APB+∠PAC+∠PBD=360°;
(3)∠PAC=∠PBD﹣∠APB,
理由:设PB交AC于点E,
∵AC∥BD,
∴∠PBD=∠PEC,
∵∠PEC是△APE的一个外角,
∴∠PAC=∠PEC﹣∠APB,
∴∠PAC=∠PBD﹣∠APB.
例5(2025春•光山县期末)在综合与实践课上,老师让同学们以“一个含60°的直角三角尺和两条平行线”为背景开展数学活动.已知两直线a,b,且a∥b,直角三角尺ABC中,∠BCA=90°,∠ABC=60°.
(1)【操作发现】
如图1,当三角尺的顶点B在直线b上时,若∠1=55°,则∠2= °;
(2)【探索证明】
如图2,当三角尺的顶点C在直线b上时,请写出∠1与∠2间的数量关系,并说明理由;
(3)【拓展应用】
如图3,把三角尺的顶点B放在直线b上且保持不动,旋转三角尺,点A始终在直线BD(D为直线b上一点)的上方,若存在∠1=5∠CBD(∠CBD<60°),请直接写出射线BA与直线a所夹锐角的度数.
【分析】(1)过点C作直线a的平行线CD,根据平行线的性质可得∠1+∠2=90°,从而可得∠1=35°;
(2)过点B作直线a的平行线BE,根据平行线的性质可得∠2=180°﹣∠ABE,∠CBE=∠1,由已知∠ABC=60°,故∠ABE=60°﹣∠1,从而有∠2=180°﹣(60°﹣∠1)=120°+∠1;
(3)根据点A始终在直线BD的上方可知,分两种情况:①边BC在直线BD上方时,∠CBD+∠1+∠ABC=180°,从而可得∠CBD=20°,射线BA与直线所夹锐角的度数为80°,②边BC再直线BD的下方,此时∠1+∠ABC﹣∠CBD=180°,从而可得∠CBD=30°,射线BA与直线所夹锐角的度数为30°.
【解答】解:(1)如题1,过点C作直线a的平行线CF,
∵a∥b,
∴CF∥a∥b,
∴∠2=∠ACF,∠1=∠BCF,
∵∠ACF+∠BCF=∠ACB=90°,
∴∠2=90°﹣∠1=35°,
故答案为:35°;
(2)∠1与∠2间的数量关系为∠2=120°+∠1,理由如下:
如图2,过点B作直线a的平行线BE,
∵a∥b,
∴BE∥a∥b,
∴∠2+∠ABE=180°,∠1=∠CBE,
∵∠ABE+∠CBE=∠ABC=60°,
∴∠2+60°﹣∠1=180°,
即∠2=120°+∠1;
(3)由题意可知,分两种情况:
①当边BC在直线BD上方时,如图3,
射线BA与直线所夹锐角为∠2,
∵∠1+∠ABC+∠CBD=180°,
∠1=5∠CBD,
∴6∠CBD=180°﹣∠ABC=120°,
∴∠CBD=20°,
∵a∥b,
∴∠2=∠ABD=∠ABC+∠CBD=80°,
即射线BA与直线所夹锐角的度数为80°,
②当边BC再直线BD的下方时,如图4,
射线BA与直线所夹锐角为∠2,
∵∠1+∠ABD=180°,∠1=5∠CBD,
∴5∠CBD+∠ABD=180°,
∵∠ABD+∠CBD=∠ABC=60°,
∴∠CBD=30°,
∴∠ABD=30°,
∵a∥b,
∴∠2=∠ABD=30°,
即射线BA与直线所夹锐角的度数为30°,
综上所述,射线BA与直线所夹锐角的度数为80°或30°
1.如图,AB∥CD,ME平分∠AMF,NF平分∠CNE.若∠E+54°=2∠F,则∠AMF的度数是( )
A.32° B.36° C.40° D.44°
【分析】过点E作EG∥AB,根据猪脚模型可得:∠MEN=∠1+∠CNE,∠F=∠AMF+∠4,再利用角平分线的定义可得∠AMF=2∠1,∠CNE=2∠4,从而可得∠1+2∠4+54°=2(2∠1+∠4),然后进行计算即可解答.
【解答】解:如图:过点E作EG∥AB,
∴∠1=∠MEG,
∵AB∥CD,
∴EG∥CD,
∴∠GEN=∠CNE,
∵∠MEN=∠MEG+∠GEN,
∴∠MEN=∠1+∠CNE,
同理可得:∠F=∠AMF+∠4,
∵ME平分∠AMF,NF平分∠CNE,
∴∠AMF=2∠1,∠CNE=2∠4,
∴∠MEN=∠1+2∠4,∠F=2∠1+∠4,
∵∠MEN+54°=2∠F,
∴∠1+2∠4+54°=2(2∠1+∠4),
∴∠1=18°,
∴∠AMF=2∠1=36°,
故选:B.
2.(2025春•皇姑区期末)如图,将一块含有60°角的直角三角板的两个顶点放在两条平行的直线a,b上,如果∠1=10°,那么∠2的度数为( )
A.30° B.40° C.50° D.60°
【分析】过点A作AB∥b,利用猪脚模型进行计算,即可解答.
【解答】解:如图:过点A作AB∥b,
∴∠1=∠DAB=10°,
∵∠DAC=60°,
∴∠CAB=∠DAC﹣∠DAB=50°,
∵a∥b,
∴AB∥a,
∴∠2=∠CAB=50°,
故选:C.
3.(2025•雁塔区校级四模)将等边三角形如图放置,a∥b,∠1=35°,则∠2=( )
A.20° B.25° C.30° D.35°
【分析】过点A作AD∥a,如图,根据平行线的性质可得∠BAD=∠1,根据平行线的传递性可得AD∥b,从而得到∠DAC=∠2.再根据等边△ABC可得到∠BAC=60°,就可求出∠DAC,从而解决问题.
【解答】解:过点A作AD∥a,如图,
则AD∥b,
∴∠BAD=∠1=35°.
∵a∥b,
∴AD∥b,
∵∠DAC=∠2,
∵△ABC是等边三角形,
∴∠BAC=60°,
∴∠2=∠DAC=∠BAC﹣∠DAB=60°﹣35°=25°.
故选:B.
4.(2025春•郑州期中)如图,科学实践小组在研究“光的折射”现象时,发现烧杯内液体表面AB与烧杯下底部CD平行,光线EF从液体中射向空气时发生折射,光线变成FH,点G在射线EF上.若∠FEC=125°,∠HFB=15°,则∠HFG的度数为( )
A.30° B.40° C.55° D.60°
【分析】依题意,由平角的定义先求得∠FED,进一步结合平行线的性质求解即可.
【解答】解:∵∠FEC=125°,
∴∠FED=180°﹣125°=55°,
∵AB∥CD,
∴∠GFB=∠FED=55°,
∵∠HFB=15°,
∴∠HFG=55°﹣15°=40°,
故选:B.
5.如图,直线AB∥CD,将一个含60°角的直角三角尺EGF按图中方式放置,点E在AB上,边GF,EF分别交CD于点H,K,若∠BEF=64°,则∠GHC等于( )
A.44° B.34° C.24° D.14°
【分析】根据平行线及∠BEF的度数,可求出∠DKF的度数,再利用外角定理求得∠KHF的度数,即为∠GHC的度数.
【解答】解:因为AB∥CD,且∠BEF=64°,
所以∠DKF=∠BEF=64°.
又三角形EFG为直角三角形,且∠G=90°,∠GEF=60°,
所以∠F=30°.
所以∠KHF=64°﹣30°=34°.
又∠GHC=∠KHF,
所以∠GHC=34°.
故选:B.
6.如图,将一块含有60°的直角三角板放置在两条平行线上,若∠1=40°,则∠2为( )
A.60° B.40° C.30° D.20°
【分析】延长FG交CD于点E,利用猪脚模型进行计算,即可解答.
【解答】解:如图:延长FG交CD于点E,
∵∠FGH是△EGH的一个外角,
∴∠FGH=∠2+∠3=60°,
∵AB∥CD,
∴∠1=∠3,
∴∠2+∠1=60°,
∵∠1=40°,
∴∠2=60°﹣40°=20°,
故选:D.
7.如图是路灯维护工程车工作时的示意图,工作篮底部与支撑平台平行.当∠1=75°,∠2=45°时,∠3的度数为( )
A.120° B.130° C.140° D.150°
【分析】延长CB与AD交于点E,先利用平行线的性质可得∠2=∠E=45°,然后利用三角形的外角性质可得∠BDE=30°,从而利用平角定义进行计算即可解答.
【解答】解:如图:延长CB与AD交于点E,
∵AE∥CF,
∴∠2=∠E=45°,
∵∠1是△BDE的一个外角,
∴∠BDE=∠1﹣∠E=75°﹣45°=30°,
∴∠3=180°﹣∠BDE=150°,
故选:D.
8.如图,是赛车跑道的一段示意图,其中AB∥DE,测得∠B=130°,∠D=120°,则∠C的度数为( )
A.120° B.110° C.140° D.90°
【分析】过点C作CF∥AB,由平行线性质可得∠B,∠D,∠BCF,∠DCF的关系,进而求得∠C.
【解答】解:如图所示:过点C作CF∥AB.
∵AB∥DE,
∴DE∥CF;
∴∠BCF=180°﹣∠B=50°,∠DCF=180°﹣∠D=60°;
∴∠C=∠BCF+∠DCF=110°.
故选:B.
9.(2025春•虎林市期末)如图,AB与HN交于点E,点G在直线CD上,GF交AB于点M,∠FMA=∠FGC,∠FEN=2∠NEB,∠FGH=2∠HGC,下列四个结论:①AB∥CD;②∠EHG=2∠EFM;③∠EHG+∠EFM=90°;④3∠EHG﹣∠EFM=180°.其中正确的结论是( )
A.①②③ B.②④ C.①②④ D.①④
【分析】过点F作FP∥AB,HQ∥AB,设∠NEB=x,∠HGC=y,利用猪脚模型、锯齿模型表示出∠EHG、∠EFM,即可分析出答案.
【解答】解:∵∠FMA=∠FGC
∴AB∥CD
∴①正确;
过点F作FP∥AB,HQ∥AB,
∵AB∥CD,
∴FP∥AB∥HQ∥CD,
设∠NEB=x,∠HGC=y,则∠FEN=2x,∠FGH=2y
∴∠EHG=∠EHQ+∠GHQ=∠AEH+∠HGC=∠NEB+∠HGC=x+y,
∠EFM=∠BEF﹣∠FME=∠BEF﹣∠AMG=∠BEF﹣(180°﹣∠FGC)=x+2x﹣(180°﹣y﹣2y)=3x+3y﹣180°,
∴2∠EFM=6x+6y﹣360°,
∴∠EHG≠2∠EFM
∴②错误;
∴∠EHG+∠EFM=x+y+3x+3y﹣180°=4x+4y﹣180°≠90°,
∴③错误;
∴3∠EHG﹣∠EFM=3(x+y)﹣(3x+3y﹣180°)=180°,
∴④正确.
综上所述,正确答案为①④.
故选:D.
10.(2025春•静海区校级期中)如图,AB与HN交于点E,点G在直线CD上,∠FMA=∠FGC,∠FEN=2∠NEB,∠FGH=2∠HGC,下列四个结论:①AB∥CD;②∠FEN+∠FGH=2∠EHG;③∠EHG+∠EFM=90°;④3∠EHG﹣∠EFM=180°.其中正确的结论是( )
A.①②③ B.②④ C.①②④ D.①④
【分析】过点H作HQ∥AB,设∠NEB=x,∠HGC=y,利用猪脚模型、锯齿模型表示出∠EHG、∠EFM,即可分析出答案.
【解答】解:∵∠FMA=∠FGC,
∴AB∥CD,
∴①正确;
过点H作HQ∥AB,
∵AB∥CD,
∴AB∥HQ∥CD,
∴∠EHQ=∠AEH=∠NEB,∠GHQ=∠HGC,
设∠NEB=x,∠HGC=y,则∠FEN=2x,∠FGH=2y,
∴∠EHG=∠EHQ+∠GHQ=∠NEB+∠HGC=x+y,
∴∠FEN+∠FGH=2(x+y)=2∠EHG,
∴②正确;
∵∠EFM=∠BEF﹣∠FME=∠BEF﹣∠AMG,
∴∠EFM=∠BEF﹣(180°﹣∠FGC)=x+2x﹣(180°﹣y﹣2y)=3x+3y﹣180°,
∴∠EHG+∠EFM=x+y+3x+3y﹣180°=4x+4y﹣180°≠90°,
∴③错误;
3∠EHG﹣∠EFM=3(x+y)﹣(3x+3y﹣180°)=180°,
∴④正确.
综上所述,正确答案为①②④.
故选:C.
11.(2025春•通化期末)如图,已知直线AB∥CD,点E在AB和CD之间,连接AE,CE,若∠2=55°,∠3=35°,则∠1= 20 °.
【分析】过点E作直线MN∥AB,则AB∥MN∥CD,由平行线的性质可得∠1=∠AEM,∠3=∠CEM=35°,易得∠AEM+∠CEM=∠2,则∠1=∠AEM=∠2﹣∠CEM,代入计算即可求解.
【解答】解:如图,过点E作直线MN∥AB,
∵AB∥CD,
∴AB∥MN∥CD,
∴∠1=∠AEM,∠3=∠CEM=35°,
∵∠AEM+∠CEM=∠2,
∴∠AEM=∠2﹣∠CEM=55°﹣35°=20°,
∴∠1=∠AEM=20°.
故答案为:20.
12.(2025春•东阿县期末)图1中所示是学校操场边的路灯,图2为路灯的示意图,支架AB、BC为固定支撑杆,灯体是CD,其中AB垂直地面于点A,过点C作射线CE与地面平行(即CE∥l),已知两个支撑杆之间的夹角∠ABC=140°,灯体CD与支撑杆BC之间的夹角∠DCB=80°,则∠DCE的度数为 30° .
【分析】过点B作BF∥CE.先利用平行线的性质和垂直的定义、角的和差关系求出∠CBF,再利用平行线的性质和角的和差关系求得结论.
【解答】解:过点B作BF∥CE.
∵CE∥l,
∴BF∥l.
∴∠ABF=∠1=90°.
∵∠ABC=140°,
∴∠CBF=140°﹣90°=50°.
∵BF∥CE,
∴∠ECB=∠CBF=50°.
∴∠DCE=∠DCB﹣∠BCE
=80°﹣50°
=30°.
故答案为:30°.
13.(2025•城北区校级模拟)如图,平行于主光轴MN的光线AB和CD经过凹透镜的折射后,折射光线BE,DF的反向延长线交于主光轴MN上一点P.若∠ABE=150°,∠CDF=160°,则∠EPF的度数是 50° .
【分析】由平角得∠ABP=30°,∠CDP=20°,由平行线性质得∠BPN=∠ABP=30°,∠NPD=∠CDP=20°,故∠EPF=∠EPN+∠NPF=50°.
【解答】解:∵∠ABE=150°,
∴∠ABP=30°,
∵∠CDF=160°,
∴∠CDP=20°,
∵AB∥MN∥CD,
∴∠BPN=∠ABP=30°,∠NPD=∠CDP=20°,
∴∠EPF=∠EPN+∠NPF=50°.
14.平面镜在光学仪器中有广泛的应用.平面镜反射光线的规律是:射到平面镜上的光线和被反射出的光线与平面镜所夹的锐角相等.如图①,一束光线m射到平面镜a上,被a反射后的光线为n,则∠1=∠2.如图②,两平面镜OM,ON的夹角∠MON,若任何射到平面镜ON上的入射光线AB,经过平面镜ON,OM两次反射后,使得AB∥CD,则∠MON= 90 °.
【分析】首先根据题意可得出∠1=∠2,∠3=∠4,再根据平角的意义得2∠2+∠ABC=180°,2∠3+∠DCB=180°,即1(∠2+∠3)+(∠ABC+∠DCB)=360°,然后根据AB∥CD得∠ABC+∠DCB=180°,进而可求出∠2+∠3=90°,据此可求出∠MON的度数.
【解答】解:依题意得:∠1=∠2,∠3=∠4,
∵∠1+∠2+∠ABC=180°,∠3+∠4+∠DCB=180°,
∴2∠2+∠ABC=180°,2∠3+∠DCB=180°,
∴2∠2+∠ABC+2∠3+∠DCB=360°,
即:2(∠2+∠3)+(∠ABC+∠DCB)=360°,
∵AB∥CD,
∴∠ABC+∠DCB=180°,
∴2(∠2+∠3)+180°=360°,
∴∠2+∠3=90°,
∴∠MON=180°﹣(∠2+∠3)=90°.
故答案为:90°.
15.如图,直线AB∥CD,∠A=68°,∠C=40°,则∠E等于 28° .
【分析】首先根据平行线的性质得∠1=∠A=68°,再根据三角形的外角定理及∠C=40°即可求出∠E的度数.
【解答】∵AB∥CD,∠A=68°,
∴∠1=∠A=68°,
∵∠1=∠C+∠E,
又∵∠C=40°,
∴68°=40°+∠E,
∴∠E=28°.
答案为:28°.
16.(2025秋•兰州期末)(1)如图,若AB∥DE,∠B=135°,∠D=145°,你能求出∠BCD的度数吗?
(2)在AB∥DE的条件下,你能得出∠B、∠BCD、∠D之间的数量关系吗?并说明理由.
【分析】(1)作CF∥AB,则CF∥DE,根据两直线平行,同旁内角互补可以分别求出∠BCF和∠DCF的度数,即可求出∠BCD的度数;
(2)∠B+∠BCD+∠D=360°,由两直线平行,同旁内角互补可得:∠B+∠BCF=180°,∠D+∠DCF=180°,所以∠B+∠BCF+∠D+∠DCF=360°,即∠B+∠BCD+∠D=360°.
【解答】解:(1)如图,作CF∥AB,则CF∥DE,
∴∠B+∠BCF=180°,∠D+DCF=180°,
∵∠B=135°,∠D=145°,
∴∠BCF=45°,∠DCF=35°,
∴∠BCD=80°;
(2)∠B+∠BCD+∠D=360°,
如图,∵CF∥AB,则CF∥DE,
∴∠B+∠BCF=180°,∠D+DCF=180°,
∴∠B+∠BCF+∠D+∠DCF=360°,
即∠B+∠BCD+∠D=360°.
17.(2025秋•白银期末)【课题学习】平行线的“等角转化”.
如图1,已知点A是BC外一点,连接AB,AC.求∠BAC+∠B+∠C的度数.
解:过点A作ED∥BC,
∴∠B= ∠EAB ,∠C= ∠DAC ,
又∵∠EAB+∠BAC+∠DAC=180°.
∴∠B+∠BAC+∠C= 180° .
【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∠BAC,∠B,∠C“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AB∥CD,BE、CE交于点E,∠BEC=80°,求∠B−∠C的度数.
(3)如图3,若AB∥CD,点P在AB,CD外部,请直接写出∠B,∠D,∠BPD之间的关系.
【分析】(1)过点A作ED∥BC,从而利用平行线的性质可得∠B=∠EAB,∠C=∠DAC,再根据平角定义可得∠EAB+∠BAC+∠DAC=180°,然后利用等量代换可得∠B+∠BAC+∠C=180°,即可解答;
(2)过点E作EF∥AB,从而利用平行线的性质可得∠BEF=180°﹣∠B,再利用平行于同一条直线的两条直线平行可得EF∥CD,然后利用平行线的性质可得∠FEC=∠C,从而利用角的和差关系进行计算,即可解答;
(3)过点P作PE∥CD,从而利用平行线的性质可得∠D=∠DPE,再利用平行于同一条直线的两条直线平行可得AB∥PE,然后利用平行线的性质可得∠B=∠BPE,从而利用角的和差关系进行计算,即可解答.
【解答】解:(1)过点A作ED∥BC,
∴∠B=∠EAB,∠C=∠DAC,
又∵∠EAB+∠BAC+∠DAC=180°,
∴∠B+∠BAC+∠C=180°,
故答案为:∠EAB;∠DAC;180°;
(2)过点E作EF∥AB,
∴∠B+∠BEF=180°,
∴∠BEF=180°﹣∠B,
∵AB∥CD,
∴EF∥CD,
∴∠FEC=∠C,
∵∠BEC=80°,
∴∠BEF+∠FEC=80°,
∴180°﹣∠B+∠C=80°,
∴∠B﹣∠C=100°;
(3)∠BPD=∠B﹣∠D,
理由:过点P作PE∥CD,
∴∠D=∠DPE,
∵AB∥CD,
∴AB∥PE,
∴∠B=∠BPE,
∵∠BPD=∠BPE﹣∠DPE,
∴∠BPD=∠B﹣∠D.
18.(2025春•兰州期中)【阅读思考】如图①,已知AB∥ED,探究∠B、∠E、∠BCE之间关系,小明添加了一条辅助线.解决了这道题.得到的结果是∠B+∠E=∠BCE.
证明过程如下:
如图①,过点C作CF∥AB,
∴∠B=∠1.
∵AB∥ED,AB∥CF,
∴DE∥CF,
∴∠E=∠2,
∴∠B+∠E=∠1+∠2,即∠B+∠E=∠BCE.
(1)【理解应用】如图②,已知AB∥ED,求∠B+∠BCD+∠D的度数;
(2)【拓展探索】如图③,已知AB∥CD,点C在点D的右侧,∠ADC=50°,BE平分∠ABC,DE平分∠ADC,BE,DE所在的直线交于点E,点E在直线AB与CD之间,点B在点A的右侧,且AB<CD,AD<BC,若∠ABC=n°,则∠BED度数为多少?(用含n的代数式表示)
【分析】(1)过点C作CF∥AB,利用平行线的性质即可求解;
(2)过点E作EF∥AB,由角平分线的定义求得,∠CDE=25°,再由平行线的性质求得,∠CDE=25°,进一步计算即可求解.
【解答】解:(1)如图②,过点C作CF∥AB,
∵AB∥DE,
∴AB∥CF∥DE,
∴∠B+∠BCF=180°,∠FCD+∠D=180°,
∴∠B+∠BCD+∠D=∠B+∠BCF+∠FCD+∠D=360°;
(2)如图③,过点E作EF∥AB,
∵BE平分∠ABC,DE平分∠ADC,∠ABC=n°,∠ADC=50°,
∴,,
∵AB∥CD,
∴AB∥CD∥EF,
∴,∠CDE=∠DEF=25°,
∴.
故答案为:.
19.(2025春•赣州期末)如图1,已知直线l1∥l2,且l3和l1,l2分别相交于A,B两点,l4和l1,l2分别交于C,D两点,点P在线段AB上.
(1)若∠1=23°,∠2=34°,则∠3= 57° ;
(2)试找出∠1,∠2,∠3之间的等量关系,并说明理由;
(3)应用(2)中的结论解答下列问题;
已知l1∥l2,点A,B在l1上,点C,D在l2上,连接AD,BC.AE,CE分别是∠BAD,∠BCD的平分线,∠α=74°,∠β=32°.
①如图2,求∠AEC的度数;
②如图3,将线段AD沿CD方向平移,其他条件不变,求∠AEC的度数.
【分析】(1)利用平行线性质和三角形内角和定理求解;
(2)利用平行线性质和三角形内角和定理计算推理说明;
(3)①利用角平分线性质和平行线的性质求解即可;
②利用角平分线性质和平行线的性质,与①求解过程相似,不同的是用到了同旁内角互补.
【解答】解:(1)∵l1∥l2,
∴∠1+∠PCD+∠PDC+∠2=180°,
在△PCD中,∠3+∠PCD+∠PDC=180°,
∴∠3=∠1+∠2=23°+34°=57°;
故答案为:57°;
(2)∠1+∠2=∠3,理由如下:
∵l1∥l2,
∴∠1+∠PCD+∠PDC+∠2=180°,
在△PCD中,∠3+∠PCD+∠PDC=180°,
∴∠1+∠2=∠3;
(3)①如图2,
∵l1∥l2,
∴EF∥l2,
∵l1∥l2,
∴∠BCD=∠α,
∵∠α=74°,
∴∠BCD=74°,
∵CE是∠BCD的角平分线,
∴∠ECD∠BCD74°=37°,
∵EF∥l2,
∴∠FEC=∠ECD=37°,
同理可求∠AEF=16°,
∴∠AEC=∠AEF+∠CEF=53°;
②过点E作EF∥l1,
∴∠AEF=180°﹣∠EAB,∠FEC=∠ECD,
∴∠AEC=∠AEF+∠FEC=180°﹣∠EAB+∠ECD,
∵l1∥l2,AE,CE分别是∠BAD,∠BCD的平分线,∠α=74°,∠β=32°,
∴∠BAD=180°﹣∠β=180°﹣32°=148°,∠BCD=∠α=74°,
∴∠EAB∠BAD148°=74°,
∠ECD∠BCD74°=37°,
∴∠AEC=180°﹣∠EAB+∠ECD=180°﹣74°+37°=143°,
∴∠AEC的度数为143°.
20.(2025春•娄底期末)已知直线AB∥CD,将一个含60°角的直角三角板PMN(∠P=90°,∠PMN=60°)按如图1所示位置摆放,使N,M分别在AB,CD上,P在AB,CD之间,设∠PMD=α(0°<α<90°).
(1)比较:∠PNB+∠PMD = ∠P(填“>”“<”或“=”);
(2)如图2,分别画∠BNM,∠PMD的平分线,交于点Q,求∠NQM的度数;
(3)如图3,在(2)的条件下,若NE平分∠ANP,交CD于点E,过点N作NF∥MQ,交CD于点F.请在图3中补全图形,并判断∠ENF的大小是否是一个定值?若是,请求出它的值;若不是,请说明理由.
【分析】(1)通过辅助线PQ构造等角得出∠PNB=∠NPQ和∠PND=∠MPQ,进而得出结论.
(2)由平行线的性质得出∠BNM=∠NMC,在平角CMD中求出∠NMC+∠PMD,进而求出(∠NMC+∠PMD),再同理(1)可求出∠NQM的大小.
(3)根据题意补全图形,先由平行线的性质求出∠ANF=∠DMQ∠PMD,然后角平分线的性质求出∠ANE(180°﹣∠BNP),最后通过角的和差关系求得∠FNE=∠ANE﹣∠ANF=90°(∠BNP+∠PMD),结合(1)即可求出结果.
【解答】解:(1)如图,过点P作PQ平行于AB,则PQ∥AB∥CD.
∴∠PNB=∠NPQ,∠PND=∠MPQ,
∵∠NPQ+∠MPQ=∠MPN=90°,
∴∠PNB+∠PMD=∠MPN.
故答案为:=.
(2)∵AB∥CD,
∴∠BNM=∠NMC,
∵∠BNQ∠BNM,∠DMQ∠PMD,
∴由(1)结论同理可得:∠NQM=∠BNQ+∠DMQ(∠BNM+∠PMD)(∠NMC+∠PMD).
∵∠NMC+∠PMD=180°﹣∠PMN=120°,
∴∠NQM=60°.
(3)根据题意补全图形如下:
∵AB∥CD,
∴∠ANF=∠NFD,
∵NF∥MQ,
∴∠NFD=∠DMQ.
∴∠ANF=∠DMQ.
∵MQ平分∠PMD,
∴∠ANF=∠DMQ∠PMD.
∵NE平分∠ANP,
∴∠ANE∠ANP(180°﹣∠BNP)=90°∠BNP.
∴∠FNE=∠ANE﹣∠ANF=90°∠BNP﹣∠DMQ=90°(∠BNP+∠PMD).
由(1)知,∠BNP+∠PMD=90°,
∴∠FNE=90°﹣45°=45°.
故∠FNE的大小为定值,度数是45°.
21.(2025春•宜都市期末)已知,直线MN与直线AB、CD分别交于点E、F.
(1)如图1,∠1+∠2=180°,求证:AB∥CD;
(2)如图2,在(1)的条件下,∠BEF与∠EFD的角平分线交于点P,FP与AB交于点G,点H是MN上一点,且HG⊥FG,求证:PE∥GH;
(3)如图3,在(2)的条件下,连接PH,K是GH上一点,使∠PHK=∠HPK,作PQ平分∠FPK,问∠HPQ的大小是否发生变化,若不变,请求出其值;若变化,说明理由.
【分析】(1)由∠1+∠2=180°,∠1+∠BEF=180°得∠BEF=∠2即可;
(2)由∠BEF+∠EFD=180°再结合角平分线的定义可求证;
(3)利用邻补角定义及三角形的内角和可求解.
【解答】证明:(1)∵∠1+∠2=180°,∠1+∠BEF=180°,
∴∠BEF=∠2,
∴AB∥CD;
证明:(2)由(1)知,AB∥CD,
∴∠BEF+∠EFD=180°,
∵∠BEF与∠EFD的角平分线交于点P,
∴∠FEP+∠EFP(∠BEF+∠EFD)=90°,
∴∠EPF=90°,
∵GH⊥EG,
∴∠EGH=∠EPF=90°,
∴EP∥GH;
解:(3)∠HPQ的大小不发生变化,理由如下:
∵∠HKP+∠KPH+∠KHP=180°,∠PHK=∠HPK,
∴∠HKP+2∠KPH=180°,
∵∠HKP+∠PKG=180°,
∴∠PKG=2∠KPH,
同理:∠FPK=∠PGK+∠PKG=90°+2∠KPH,
∵PQ平分∠FPK,
∴∠QPK∠EPK(90°+2∠KPH)=45°+∠KPH,
∴∠HPQ=∠KPQ﹣∠KPH=45°+∠KPH﹣∠KPH=45°,
∴∠HPQ的大小不发生变化,一直是45°.
22.(2025春•嘉定区期中)问题情境
我们知道,“两条平行线被第三条直线所截,同位角相等,内错角相等,同旁内角互补”,所以在某些探究性问题中通过“构造平行线”可以起到转化的作用.
已知三角板ABC中,∠BAC=60°,∠B=30°,∠C=90°,长方形DEFG中,DE∥GF.
问题初探
(1)如图(1),若将三角板ABC的顶点A放在长方形的边GF上,BC与DE相交于点M,AB⊥DE于点N,求∠EMC的度数.
分析:过点C作CH∥GF.则有CH∥DE,从而得∠CAF=∠HCA,∠EMC=∠MCH,从而可以求得∠EMC的度数.
由分析得,请你直接写出:∠CAF的度数为 30° ,∠EMC的度数为 60° .
类比再探
(2)若将三角板ABC按图(2)所示方式摆放(AB与DE不垂直),请你猜想写∠CAF与∠EMC的数量关系,并说明理由.
(3)请你总结(1),(2)解决问题的思路,在图(3)中探究∠BAG与∠BMD的数量关系?并说明理由.
【分析】(1)过点C作CH∥GF,则CH∥DE,这样就将∠CAF转化为∠HCA,∠EMC转化为∠MCH,从而可以求得∠EMC的度数;
(2)过C作CH∥GF,依据平行线的性质,即可得到内错角相等,进而得出∠EMC+∠CAF=∠MCH+∠ACH=∠ACB=90°;
(3)过B作BK∥GF,依据平行线的性质,即可得到内错角相等,进而得出∠BAG﹣∠BMD=∠ABK﹣∠KBM=∠ABC=30°.
【解答】解:(1)由题可得,∠CAF=∠BAF﹣∠BAC=90°﹣60°=30°,
∠EMC=∠BCH=90°﹣30°=60°;
故答案为:30°,60°;
(2)∠EMC+∠CAF=90°,理由:
证明:如图,
过C作CH∥GF,则∠CAF=∠ACH,
∵DE∥GF,CH∥GF,
∴CH∥DE,
∴∠EMC=∠HCM,
∴∠EMC+∠CAF=∠MCH+∠ACH=∠ACB=90°;
(3)∠BAG﹣∠BMD=30°,理由:
证明:如图,
过B作BK∥GF,则∠BAG=∠KBA,
∵BK∥GF,DE∥GF,
∴BK∥DE,
∴∠BMD=∠KBM,
∴∠BAG﹣∠BMD=∠ABK﹣∠KBM=∠ABC=30°.
23.已知,MN∥PQ,直线AB交MN于点A,交PQ于点B,点C在线段AB上,过C作射线CE、CF分别交直线MN、PQ于点E、F.
(1)如图1,当CE⊥CF时,求∠AEC+∠BFC的度数;
(2)如图2,若∠MEC和∠PFT的角平分线交于点G,求∠ECF和∠G的数量关系;
(3)如图3,在(2)的基础上,当CE⊥CF,且∠ABP=60°,∠ACE=20°时,射线FT绕点F以5°每秒的速度顺时针旋转(旋转角度≤360°),设运动时间为t秒,当射线FG与△AEC的一边互相平行时,请直接写出t的值.
【分析】(1)过点C作CD∥MN,根据已知条件证明∠ECF=90°,然后根据平行线的性质证明∠AEC=∠ECD,∠BFC=∠DCF,通过等量代换即可;
(2)过点C作 CD∥MN,过点G作 GH∥PQ,参考(1)思路利用平行线的性质可得∠ECF=180°﹣2∠G;
(3)分三种情况进行解答,①FG'∥AE,②FG'∥CE,③FG'∥AC,求出旋转的角度就能算出答案.
【解答】解:(1)如图,过点C作 CD∥MN,
∴∠AEC=∠ECD(两直线平行,内错角相等),
∵MN∥PQ,
∴CD∥PQ(平行于同一直线的两条直线互相平行),
∴∠BFC=∠DCF(两直线平行,内错角相等),
∵CE⊥CF,
∴∠ECF=90°,
∴∠ECF=∠ECD+∠DCF=∠AEC+∠BFC=90°(等量代换),
∴∠AEC+∠BFC=90°;
(2)如图,过点C作 CD∥MN,过点G作 GH∥PQ,
设∠MEG=∠CEG=α,则∠MEC=2α,
∵CD∥MN,
∴∠ECD=180°﹣2α,
设∠PFG=∠GFT=β,则∠PFT=2β,
∵MN∥PQ,
∴CD∥PQ,
∴∠DCF=∠PFT=2β,
∴∠ECF=∠ECD+∠DCF=180﹣2a+2β,
∵GH∥PQ
∴GH∥MN,
∴∠EGH=∠MEG=α,∠FGH=∠GFT=β,
则∠EGF=∠EGH﹣∠FGH=α﹣β,
∴∠ECF=180﹣2α+2β=180°﹣2(α﹣β)=180°﹣2∠EGF,
即∠ECF=180°﹣2∠G;
(3)10秒、26秒或34秒;
过点F作 FH∥AB,
∵∠ACE=20°,CE⊥CF,
∴∠BCF=70°,
∵FH∥AB,
∴∠BCF+∠CFH=180°,
∴∠CFH=110°,
∵∠ABP=60°,
∴∠BFH=60°,
∴∠CFB=∠CFH﹣∠BFH=110°﹣60°=50°,
∴∠PFT=50°,
依题意可知需分三种情况:
①FG∥AE时,此时射线FT与直线PQ重合,
∠TFP=50°=5t,
解得t=10;
②FG∥CE时,如图,
∠PFG'=180°﹣90°﹣50°=40°,
∴∠PFH'=40°+40°=80°,
∴∠TFH'=80°+50°=5t,
解得t=26;
③FG∥AC时,如图,
∠PFG'=∠ABP=60°,
∴∠PFH'=60°+60°=120°,
∴∠TFH'=120°+50°=5t,
解得t=34;
∴综合以上情况,t为10秒、26秒或34秒时,射线FG与△AEC的一边互相平行.
24.(2025春•市南区校级期中)【发现问题】如图①,小明同学在做光的折射实验时发现:平行于主光轴MN的光线AB和CD经过凹透镜的折射后,折射光线BE,DF的反向延长线交于主光轴MN上一点P.
【提出问题】
小明提出:直接写出∠BPD,∠ABP和∠CDP三个角之间存在着的数量关系 ∠BPD=∠ABP+∠CDP .
【分析问题】
已知平行,可以利用平行线的性质,把∠BPD分成两部分进行研究.
【解决问题】
探究一:请你帮小明解决这个问题,并说明理由.
探究二:如图②,∠P,∠AMP,∠CNP的数量关系为 ∠AMP=∠CNP+∠P ;
如图③,已知,∠ABC=25°,∠C=60°,AE∥CD,则∠BAE= 145° .(不需要写解答过程)
【拓广提升】
利用以上探究得到的结论解决下列问题:已知AB∥CD.
如图④,射线ME,NF分别平分∠BMP和∠CNP,ME交直线CD于点E,NF与∠AMP内部的一条射线MF交于点F,若∠P=2∠F,求∠FME的度数.
如图⑤,∠DNE的角平分线NG的反向延长线和∠AME的角平分线MF交于点F,∠E﹣∠F=42°,则∠E的度数为 88 度.
【分析】【提出问题】根据平行线的性质,角的和的定义,等量代换即可得出它们的数量关系.
【分析问题】设AB,PN的交点为Q,利用平行线的性质,三角形外角性质解答即可.
延长EA交BC于点G,利用刚才的结论证明即可.
【解决问题】根据探究一的结论,得∠P=∠AMF+∠PMF+∠PNF+∠CNF,
∠F=∠AMF+∠CNF,结合∠P=2∠F,证明∠AMF=∠PMF,解答即可.
设CD,MF的交点为H,根据探究二的结论,得∠F=∠AMF﹣∠DNG,根据探究一的结论,得∠E=∠BME+∠DNE,即∠E=180°﹣∠AME+∠DNE,由∠E﹣∠F=42°,故∠E=180°﹣2(∠E﹣42°),解答即可.
【解答】解:【提出问题】∠BPD=∠ABP+∠CDP,
理由:∵AB∥MN,
∴∠ABP=∠BPN,
∵CD∥MN,
∴∠CDP=∠DPN,
∵∠BPD=∠BPN+∠DPN,
∴∠BPD=∠ABP+∠CDP,
故答案为:∠BPD=∠ABP+∠CDP;
【解决问题】探究二:∠AMP=∠CNP+∠P,
理由:设AB,PN的交点为Q,
∵AB∥CD,
∴∠CNP=∠PQM,
∵∠AMP=∠P+∠PQM,
∴∠AMP=∠CNP+∠P,
故答案为:∠AMP=∠CNP+∠P;
延长EA交BC于点G,如图
∵AE∥CD,
∴∠BCD=∠AGC,
∵∠AGC=∠ABC+∠BAG,
∴∠BAG=∠AGC﹣∠ABC,
∵∠ABC=25°,∠C=60°,
∴∠BAG=∠AGC﹣∠ABC=35°,
∴∠BAE=180°﹣∠BAG=145°,
故答案为:145°;
【拓广提升】∵射线ME,NF分别平分∠BMP和∠CNP,
∴,∠CNF=∠PNF,
根据探究一的结论,得∠P=∠AMF+∠PMF+∠PNF+∠CNF,
∠F=∠AMF+∠CNF,
∴∠P=∠AMF+∠PMF+∠PNF+∠CNF,
∵∠P=2∠F,
∴2∠F=∠AMF+∠PMF+∠PNF+∠CNF,
∴2∠AMF+2∠CNF=∠AMF+∠PMF+2∠CNF,
∴∠AMF=∠PMF∠AMP,
∵∠AMP+∠PMB=180°,
∴2∠PMF+2∠PME=180°,
∴∠PMF+∠PME=∠FME=90°;
如图所示,
设CD,MF的交点为H,
根据探究二的结论,得∠AMF=∠CHF=∠F+∠HNF=∠F+∠DNG,
即∠F=∠AMF﹣∠DNG,
2∠F=2∠AMF﹣2∠DNG,
根据探究一的结论,得∠E=∠BME+∠DNE,
故∠E=180°﹣∠AME+∠DNE,
由∠DNE的角平分线NG的反向延长线和∠AME的角平分线MF交于点F,
故∠E=180°﹣(2∠AMF﹣2∠DNG)=180°﹣2∠F,
由∠E﹣∠F=42°,
故∠E=180°﹣2(∠E﹣42°),
解得∠E=88°,
故答案为:88.
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专题06 平行线拐点模型之“铅笔”、“猪蹄”、“锯齿”、“骨折”、“鸟嘴”模型
平行线+拐点模型在初中数学几何模块中属于基础工具类问题,也是学生必须掌握的一块内容,熟悉这
些模型可以快速得到角的关系,求出所需的角。本专题就平行线+拐点模型(猪蹄模型、铅笔头模型、锯齿模型、骨折模型、鸟嘴模型)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 3
模型运用 6
9
平行线拐点模型并非源自某位数学家的“发明”,而是现代中学数学教学为了帮助学生快速解题,对“平行线性质”这一古老公理进行的图形化归纳与命名。
其数学根基是欧几里得 《几何原本》中的平行公理(同位角相等、内错角相等、同旁内角互补)。当两条平行线被一条折线所截,利用“过拐点作平行线”的辅助线,就能将分散的角转化到“三线八角”的基本结构中,从而得出固定的数量关系。
“猪蹄”、“铅笔”、“鹰嘴”等名字,是根据图形形状的象形比喻,方便学生记忆。它是解题技巧(过拐点作平行线)与图形识别(象形命名)结合的产物。
1、(2025•扬州)如图,平行于主光轴PQ的光线AB和CD经过凸透镜折射后,折射光线BE,DF交于主光轴上一点G.若∠ABE=130°,∠CDF=150°,则∠EGF的度数是( )
A.60° B.70° C.80° D.90°
2、(2025•淄博)已知:如图,AB∥CD,∠1=36°,∠2=60°,则∠3的度数是( )
A.36° B.34° C.26° D.24°
3、(2026•渭滨区校级一模)如图,AB∥CD,∠AFE=140°,∠DCE=70°,则∠CEF的度数是( )
A.30° B.40° C.25° D.35°
4、(2025•武威校级模拟)已知AB∥CD,点E在BD连线的右侧,∠ABE与∠CDE的角平分线相交于点F.
(1)如图1,若∠1=65°,∠2=75°,求∠F的度数.
(2)求证:∠E+2∠F=360°.
(3)如图2,若∠E=m°,∠PBF=n∠ABP,∠PDF=n∠CDP,求∠P的度数(用m,n的代数式表示).
1)“铅笔”模型
像这样的模型,我们就称为铅笔头模型。
模型结论:∠B+∠E+∠D=360°
模型证明
如图,若AB//CD,求证:∠B+∠E+∠D=360°
证明一:过点E作EF∥AB,则∠B+∠1=180°(两直线平行,同旁内角互补)。
∵AB∥CD(已知),
又∵EF∥AB(已作),
∴EF∥CD(平行于同一直线的两条直线互相平行)。
∴∠D+∠2=180°(两直线平行,同旁内角互补)。
∴∠B+∠1+∠D+∠2=180°+180°(等式的性质)。
又∵∠BED=∠1+∠2,
∴∠B+∠D+∠BED=360°(等量代换)。
证明二:如图,连接BD,
∵ AB//CD
∴ ∠ABD+∠BDC=180°
在△BDE中,∠DBE+∠E+∠EDB=180°
∴∠DBE+∠E+∠EDB+∠ABD+∠BDC=360°
∴∠ABD+∠DBE+∠E+∠EDB+∠BDC=360°
∴∠ABE+∠E+∠CDE=360°
2)“骨折”模型
如图,已知AE∥CF,求∠E、∠F、∠P之间的数量关系.
模型证明
已知:如图,AB∥CD,求证:∠BED=∠D-∠B。
证明:过点E作EF∥AB,则∠FEB=∠B(两直线平行,内错角相等)。
∵AB∥CD(已知),
又∵EF∥AB(已作),
∴EF∥CD(平行于同一直线的两条直线互相平行)。
∴∠FED=∠D(两直线平行,内错角相等)。
∵∠BED=∠FED-∠FEB,
∴∠BED=∠D-∠B(等量代换)。
结论:∠B+∠E=∠D
3)“鸟嘴”模型
如图,若AB//CD,求证:∠1=∠2+∠3
证法1(添角):过点P作PQ∥AB,则AB∥CD∥PQ
∴∠2+∠3+∠4=180°,∠1+∠4=180°
∴∠1=∠2+∠3.
证法2:延长AB交PD于Q,则∠2=∠4,∠1+∠5=180°,∠5+∠3+∠4=180°
∴∠1=∠3+∠4=∠2+∠3.
4)“猪蹄”模型
猪蹄模型的基本特征:一组平行线,中间有一个点,分别与平行线上的点构成“猪蹄”。
如图,已知AB∥CD,求∠E、∠B、∠D之间的数量关系.
思路1:过拐点作平行线过点E作EF∥AB,
∴∠B=∠BEF,
又∵AB∥CD,
∴EF∥CD,
∴∠D=∠DEF,
∴∠E=∠BEF+∠DEF=∠B+∠D.
∴∠E=∠B+∠D.
思路2:延长BE交CD于点F
∵AB∥CD,
∴∠B=∠BFD,
∴∠D+∠BFD=∠BED,
∴∠B+∠D=∠E.
5)“锯齿”模型
如图所示,AB∥EF,则∠B+∠D=∠C十∠E
朝向左边的角的和=朝向右边的角的和
证明:如图,过点C作MN//AB,过点D作PQ//AB.
∵AB//EF,
∴AB//MN// PQ//EF.
∴∠B=∠BCN,∠CDP=∠DCN,∠PDE=∠E,
∴∠B+∠CDP+∠PDE=∠BCN+∠DCN+∠E,
∴B+∠CDE=∠BCD+∠E.
例1(2024•沙坪坝区校级三模)如图,已知直线a∥b,∠BAC=90°,∠1=40°,则∠2的度数为( )
A.40° B.50° C.130° D.140°
例2如图,已知a∥b,∠1=45°,∠2=125°,则∠ABC的度数为( )
A.100° B.105° C.115° D.125°
例3(2025春•东莞市校级月考)问题情境:如图1,AB∥CD,∠PAB=126°,∠PCD=134°,求∠APC的度数.小明的思路是:过P作PE∥AB,通过平行线性质来求∠APC.
(1)按小明的思路,易求得∠APC为 度.
(2)问题迁移:如图2,AB∥CD,点P在射线OM上运动,记∠PAB=α,∠PCD=β,当点P在B、D两点之间运动时,问∠APC与α、β之间有何数量关系?请说明理由.
(3)在(2)的条件下,如果点P在B、D两点外侧运动时(点P与点O、B、D三点不重合),请直接写出∠APC与α、β之间的数量关系.
例4(2025春•广平县期末)如图,直线AC∥BD,连接AB,直线AC、BD及线段AB把平面分成①、②、③、④四个部分,规定:线上各点不属于任何部分.当动点P落在某个部分时,连接PA,PB,构成∠PAC,∠APB,∠PBD三个角.(提示:有公共端点的两条重合的射线所组成的角是0°角)
(1)当动点P落在第①部分时,∠APB、∠PAC、∠PBD之间满足怎样的数量关系?并加以证明;
(2)当动点P落在第②部分时,∠APB、∠PAC、∠PBD之间又满足怎样的数量关系?并加以证明;
(3)当动点P落在第③部分时且在直线AB右侧时,∠PAC,∠APB,∠PBD之间又满足怎样的关系,直接写出最后的结论.
例5(2025春•光山县期末)在综合与实践课上,老师让同学们以“一个含60°的直角三角尺和两条平行线”为背景开展数学活动.已知两直线a,b,且a∥b,直角三角尺ABC中,∠BCA=90°,∠ABC=60°.
(1)【操作发现】
如图1,当三角尺的顶点B在直线b上时,若∠1=55°,则∠2= °;
(2)【探索证明】
如图2,当三角尺的顶点C在直线b上时,请写出∠1与∠2间的数量关系,并说明理由;
(3)【拓展应用】
如图3,把三角尺的顶点B放在直线b上且保持不动,旋转三角尺,点A始终在直线BD(D为直线b上一点)的上方,若存在∠1=5∠CBD(∠CBD<60°),请直接写出射线BA与直线a所夹锐角的度数.
1.如图,AB∥CD,ME平分∠AMF,NF平分∠CNE.若∠E+54°=2∠F,则∠AMF的度数是( )
A.32° B.36° C.40° D.44°
2.(2025春•皇姑区期末)如图,将一块含有60°角的直角三角板的两个顶点放在两条平行的直线a,b上,如果∠1=10°,那么∠2的度数为( )
A.30° B.40° C.50° D.60°
3.(2025•雁塔区校级四模)将等边三角形如图放置,a∥b,∠1=35°,则∠2=( )
A.20° B.25° C.30° D.35°
4.(2025春•郑州期中)如图,科学实践小组在研究“光的折射”现象时,发现烧杯内液体表面AB与烧杯下底部CD平行,光线EF从液体中射向空气时发生折射,光线变成FH,点G在射线EF上.若∠FEC=125°,∠HFB=15°,则∠HFG的度数为( )
A.30° B.40° C.55° D.60°
5.如图,直线AB∥CD,将一个含60°角的直角三角尺EGF按图中方式放置,点E在AB上,边GF,EF分别交CD于点H,K,若∠BEF=64°,则∠GHC等于( )
A.44° B.34° C.24° D.14°
6.如图,将一块含有60°的直角三角板放置在两条平行线上,若∠1=40°,则∠2为( )
A.60° B.40° C.30° D.20°
7.如图是路灯维护工程车工作时的示意图,工作篮底部与支撑平台平行.当∠1=75°,∠2=45°时,∠3的度数为( )
A.120° B.130° C.140° D.150°
8.如图,是赛车跑道的一段示意图,其中AB∥DE,测得∠B=130°,∠D=120°,则∠C的度数为( )
A.120° B.110° C.140° D.90°
9.(2025春•虎林市期末)如图,AB与HN交于点E,点G在直线CD上,GF交AB于点M,∠FMA=∠FGC,∠FEN=2∠NEB,∠FGH=2∠HGC,下列四个结论:①AB∥CD;②∠EHG=2∠EFM;③∠EHG+∠EFM=90°;④3∠EHG﹣∠EFM=180°.其中正确的结论是( )
A.①②③ B.②④ C.①②④ D.①④
10.(2025春•静海区校级期中)如图,AB与HN交于点E,点G在直线CD上,∠FMA=∠FGC,∠FEN=2∠NEB,∠FGH=2∠HGC,下列四个结论:①AB∥CD;②∠FEN+∠FGH=2∠EHG;③∠EHG+∠EFM=90°;④3∠EHG﹣∠EFM=180°.其中正确的结论是( )
A.①②③ B.②④ C.①②④ D.①④
11.(2025春•通化期末)如图,已知直线AB∥CD,点E在AB和CD之间,连接AE,CE,若∠2=55°,∠3=35°,则∠1= °.
12.(2025春•东阿县期末)图1中所示是学校操场边的路灯,图2为路灯的示意图,支架AB、BC为固定支撑杆,灯体是CD,其中AB垂直地面于点A,过点C作射线CE与地面平行(即CE∥l),已知两个支撑杆之间的夹角∠ABC=140°,灯体CD与支撑杆BC之间的夹角∠DCB=80°,则∠DCE的度数为 .
13.(2025•城北区校级模拟)如图,平行于主光轴MN的光线AB和CD经过凹透镜的折射后,折射光线BE,DF的反向延长线交于主光轴MN上一点P.若∠ABE=150°,∠CDF=160°,则∠EPF的度数是 .
14.平面镜在光学仪器中有广泛的应用.平面镜反射光线的规律是:射到平面镜上的光线和被反射出的光线与平面镜所夹的锐角相等.如图①,一束光线m射到平面镜a上,被a反射后的光线为n,则∠1=∠2.如图②,两平面镜OM,ON的夹角∠MON,若任何射到平面镜ON上的入射光线AB,经过平面镜ON,OM两次反射后,使得AB∥CD,则∠MON= °.
15.如图,直线AB∥CD,∠A=68°,∠C=40°,则∠E等于 .
16.(2025秋•兰州期末)(1)如图,若AB∥DE,∠B=135°,∠D=145°,你能求出∠BCD的度数吗?
(2)在AB∥DE的条件下,你能得出∠B、∠BCD、∠D之间的数量关系吗?并说明理由.
17.(2025秋•白银期末)【课题学习】平行线的“等角转化”.
如图1,已知点A是BC外一点,连接AB,AC.求∠BAC+∠B+∠C的度数.
解:过点A作ED∥BC,
∴∠B= ,∠C= ,
又∵∠EAB+∠BAC+∠DAC=180°.
∴∠B+∠BAC+∠C= .
【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∠BAC,∠B,∠C“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AB∥CD,BE、CE交于点E,∠BEC=80°,求∠B−∠C的度数.
(3)如图3,若AB∥CD,点P在AB,CD外部,请直接写出∠B,∠D,∠BPD之间的关系.
18.(2025春•兰州期中)【阅读思考】如图①,已知AB∥ED,探究∠B、∠E、∠BCE之间关系,小明添加了一条辅助线.解决了这道题.得到的结果是∠B+∠E=∠BCE.
证明过程如下:
如图①,过点C作CF∥AB,
∴∠B=∠1.
∵AB∥ED,AB∥CF,
∴DE∥CF,
∴∠E=∠2,
∴∠B+∠E=∠1+∠2,即∠B+∠E=∠BCE.
(1)【理解应用】如图②,已知AB∥ED,求∠B+∠BCD+∠D的度数;
(2)【拓展探索】如图③,已知AB∥CD,点C在点D的右侧,∠ADC=50°,BE平分∠ABC,DE平分∠ADC,BE,DE所在的直线交于点E,点E在直线AB与CD之间,点B在点A的右侧,且AB<CD,AD<BC,若∠ABC=n°,则∠BED度数为多少?(用含n的代数式表示)
19.(2025春•赣州期末)如图1,已知直线l1∥l2,且l3和l1,l2分别相交于A,B两点,l4和l1,l2分别交于C,D两点,点P在线段AB上.
(1)若∠1=23°,∠2=34°,则∠3= ;
(2)试找出∠1,∠2,∠3之间的等量关系,并说明理由;
(3)应用(2)中的结论解答下列问题;
已知l1∥l2,点A,B在l1上,点C,D在l2上,连接AD,BC.AE,CE分别是∠BAD,∠BCD的平分线,∠α=74°,∠β=32°.
①如图2,求∠AEC的度数;
②如图3,将线段AD沿CD方向平移,其他条件不变,求∠AEC的度数.
20.(2025春•娄底期末)已知直线AB∥CD,将一个含60°角的直角三角板PMN(∠P=90°,∠PMN=60°)按如图1所示位置摆放,使N,M分别在AB,CD上,P在AB,CD之间,设∠PMD=α(0°<α<90°).
(1)比较:∠PNB+∠PMD ∠P(填“>”“<”或“=”);
(2)如图2,分别画∠BNM,∠PMD的平分线,交于点Q,求∠NQM的度数;
(3)如图3,在(2)的条件下,若NE平分∠ANP,交CD于点E,过点N作NF∥MQ,交CD于点F.请在图3中补全图形,并判断∠ENF的大小是否是一个定值?若是,请求出它的值;若不是,请说明理由.
21.(2025春•宜都市期末)已知,直线MN与直线AB、CD分别交于点E、F.
(1)如图1,∠1+∠2=180°,求证:AB∥CD;
(2)如图2,在(1)的条件下,∠BEF与∠EFD的角平分线交于点P,FP与AB交于点G,点H是MN上一点,且HG⊥FG,求证:PE∥GH;
(3)如图3,在(2)的条件下,连接PH,K是GH上一点,使∠PHK=∠HPK,作PQ平分∠FPK,问∠HPQ的大小是否发生变化,若不变,请求出其值;若变化,说明理由.
22.(2025春•嘉定区期中)问题情境
我们知道,“两条平行线被第三条直线所截,同位角相等,内错角相等,同旁内角互补”,所以在某些探究性问题中通过“构造平行线”可以起到转化的作用.
已知三角板ABC中,∠BAC=60°,∠B=30°,∠C=90°,长方形DEFG中,DE∥GF.
问题初探
(1)如图(1),若将三角板ABC的顶点A放在长方形的边GF上,BC与DE相交于点M,AB⊥DE于点N,求∠EMC的度数.
分析:过点C作CH∥GF.则有CH∥DE,从而得∠CAF=∠HCA,∠EMC=∠MCH,从而可以求得∠EMC的度数.
由分析得,请你直接写出:∠CAF的度数为 ,∠EMC的度数为 .
类比再探
(2)若将三角板ABC按图(2)所示方式摆放(AB与DE不垂直),请你猜想写∠CAF与∠EMC的数量关系,并说明理由.
(3)请你总结(1),(2)解决问题的思路,在图(3)中探究∠BAG与∠BMD的数量关系?并说明理由.
23.已知,MN∥PQ,直线AB交MN于点A,交PQ于点B,点C在线段AB上,过C作射线CE、CF分别交直线MN、PQ于点E、F.
(1)如图1,当CE⊥CF时,求∠AEC+∠BFC的度数;
(2)如图2,若∠MEC和∠PFT的角平分线交于点G,求∠ECF和∠G的数量关系;
(3)如图3,在(2)的基础上,当CE⊥CF,且∠ABP=60°,∠ACE=20°时,射线FT绕点F以5°每秒的速度顺时针旋转(旋转角度≤360°),设运动时间为t秒,当射线FG与△AEC的一边互相平行时,请直接写出t的值.
24.(2025春•市南区校级期中)【发现问题】如图①,小明同学在做光的折射实验时发现:平行于主光轴MN的光线AB和CD经过凹透镜的折射后,折射光线BE,DF的反向延长线交于主光轴MN上一点P.
【提出问题】
小明提出:直接写出∠BPD,∠ABP和∠CDP三个角之间存在着的数量关系 .
【分析问题】
已知平行,可以利用平行线的性质,把∠BPD分成两部分进行研究.
【解决问题】
探究一:请你帮小明解决这个问题,并说明理由.
探究二:如图②,∠P,∠AMP,∠CNP的数量关系为 ;
如图③,已知,∠ABC=25°,∠C=60°,AE∥CD,则∠BAE= .(不需要写解答过程)
【拓广提升】
利用以上探究得到的结论解决下列问题:已知AB∥CD.
如图④,射线ME,NF分别平分∠BMP和∠CNP,ME交直线CD于点E,NF与∠AMP内部的一条射线MF交于点F,若∠P=2∠F,求∠FME的度数.
如图⑤,∠DNE的角平分线NG的反向延长线和∠AME的角平分线MF交于点F,∠E﹣∠F=42°,则∠E的度数为 度.
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