内容正文:
热点06 三角形和特殊三角形
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热点解读 题型突破 限时训练
热点内容解读 分析解读热点考查内容,精准预测命题方向。
热点题型突破 对热点的各类题型逐一突破,归纳解题方法与技巧。
题型01利用三角形内角和求角度
题型02三角形三边关系的应用
题型03利用勾股定理进行计算
题型04利用直角三角形的性质求解
题型05利用中位线求线段长
题型06利用中线和相似三角形性质求三角形面积
题型07全等三角形性质与判定的综合应用
题型08等腰三角形性质与判定的应用
题型09特殊三角形的分类讨论问题
题型10 三角形背景下的最值问题题型
热点限时训练 限时完成题目训练,提升解题能力。
近三年:近三年中考“三角形”部分分值占比约15%-20%,是几何板块的核心内容。考查覆盖三大核心模块:三角形的基础概念与性质(三边关系、内角和、外角、中线、高线、角平分线、中位线等);特殊三角形(等腰三角形的等边对等角、三线合一,等边三角形的性质与判定,直角三角形的勾股定理、30°角性质、斜边中线等);全等三角形(五种判定方法的灵活应用,涉及平移型、轴对称型、旋转型、手拉手模型、一线三等角模型等常考模型)。试题突出几何直观和逻辑推理能力,注重“变化中的不变性”的探究,综合题常与四边形、图形变换相结合。
预测2026年:三角形基础概念与性质:基础性保持稳定,将在尺规作图题中出现,考查高线、中线、角平分线的尺规作法;数形结合题型增多。
特殊三角形(等腰、等边、直角三角形):与函数图像结合的存在性问题成为新热点;折叠、动点最值问题考查频率上升,分类讨论要求更高。
全等三角形:命题更注重模型识别与构造,一线三等角、手拉手、截长补短、倍长中线等模型仍为高频考点;全等与相似“双雄合体”的综合题型持续升温。一次函数与反比例函数综合:命题更灵活,面积问题与k的几何意义仍是核心,交点与不等式结合考查频率上升,可能融入最值问题。
综合应用与代几综合:图形变换(平移、旋转、对称)成为新热点,与四边形综合的探究性题目增多,注重考查综合运用能力和高阶思维。
题型01 利用三角形内角和求角度
解|题|策|略
识图定位目标角,利用内角和180°及外角定理转化;遇“8字”“A字”模型直接导角。关系复杂时设未知数列方程,将几何问题代数化,避免逐角推导。
1.如图,在中,,将以点为中心逆时针旋转得到,点,的对应点分别为,,交于点.当点落在边上时,的大小为( )
A. B. C. D.
2.将一副分别含角和角的直角三角板按如图所示方式摆放,点D在边上,保持点D位置不动,将绕点D旋转,始终保持边与边相交,则和的数量关系是( )
A. B. C. D.
3.如图,在中,按以下步骤作图:
①分别以点和点为圆心,大于的长为半径作弧,两弧相交于点和,连接,分别与,交于点和;
②以点为圆心,任意长为半径作弧,交于点,交于点;
③分别以点和点H为圆心,大于的长为半径作弧,两弧相交于点;
④作射线,分别交,于点,,若,,则的度数为_____ .
4.如图,在等腰直角中,,M、N分别为、上的点,,P为上的点,且,,则( )
A. B. C. D.或
题型02 三角形三边关系的应用
解|题|策|略
验证“最短两边之和>最大边”即能构成三角形;已知两边求第三边范围用“差<c<和”。等腰三角形分腰/底讨论,并用三边关系检验取舍。
5.以下列长度的三条线段为边,能组成三角形的是( )
A.,, B.,,
C.,, D.,,
6.已知三角形三条边的长分别为3、5、,则的值可能是( )
A.2 B.5 C.8 D.11
7.若等腰三角形的周长为12,则它的腰长可以是____________.(写出一个即可)
8.等腰三角形的两边长分别为和,则该等腰三角形的周长为___________.
题型03 利用勾股定理进行计算
解|题|策|略
验证“最短两边之和>最大边”即能构成三角形;已知两边求第三边范围用“差<c<和”。等腰三角形分腰/底讨论,并用三边关系检验取舍。
9.如图,在等边三角形中,为的中点,,与关于点中心对称,连接,则的长为( ).
A. B. C. D.
10.如图,中,,,点D是的中点,过点A作交的延长线于点E,连接,若,则______.
11.如图,在中,是平面上一动点,连接,是的中点,连接,当的最小值为______.
12.把两个等腰直角和按如图①所示的位置摆放,,将绕点A按逆时针方向旋转,如图②,连接,设旋转角为.
(1)嘉嘉同学说在旋转过程中,.请帮他证明;
(2)如图③,若,,当点D在线段上时,
① ;
②求CE的长.
题型04 利用直角三角形的性质求解
解|题|策|略
核心性质:两锐角互余;30°角所对直角边=斜边一半;斜边中线=斜边一半。遇30°用比例;遇斜边中点连中线;遇特殊角结合三角函数。
13.如图,点G是的重心,,,则的长为( )
A.1 B. C.2 D.3
14.如图,,点分别在线段上,与交于点,,,,则( )
A. B. C. D.
15.如图,在中,,,点在边上且,将折叠到,若点在线段的延长线上,则的长为( )
A.3 B.1 C.2 D.
16.如图,两个边长都是1的正六边形的公共边为,点在同一直线上,点,分别为两个正六边形的中心,过点作,垂足为,则的值为______.
题型05 利用中位线求线段长
解|题|策|略
连接两边中点得中位线,平行且等于第三边一半。梯形中位线=(上底+下底)/2。题目出现多个中点时,优先考虑构造中位线建立等量关系。
17.如图,在中,,于点,点在上,且,连接,为的中点,连接,则的长为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
18.如图,是的中位线,的角平分线交于点,连接并延长交于点,若,则的长为( )
A.9 B.8 C.7 D.6
19.如图,中,,点在的延长线上,点在边上,分别是的中点.若,则的长是( )
A. B. C. D.
20.如图,在矩形中,点E是边上靠近点B的三等分点,点F是边上靠近点C的三等分点,连接,,M,N分别是,的中点,连接,若,,则的长为( )
A. B. C. D.2
题型06 利用中线和相似三角形性质求三角形面积
解|题|策|略
中线平分面积;重心分中线2∶1,面积比=相似比的平方。设未知数,利用面积相等或比例关系列方程,将几何问题转化为代数运算求解。
21.如图,在中,,点D,E分别是,的中点,交于点F,则与的面积比是( )
A. B. C. D.
22.如图,在中,点分别是的中点,连接交于点,交于点,那么___________.
23.如图,将沿边上的中线平移到的位置,已知的面积为9,阴影部分三角形的面积为4.若,则_____.
24.如图是的正方形网格,的三个顶点都在格点上,请仅用无刻度的直尺按要求完成以下作图.
(1)在图中的线段上找一点D,连接,使平分的面积;
(2)若每个小正方形的边长为1,则在(1)的条件下,直接写出的面积.
题型07 全等三角形性质与判定的综合应用
解|题|策|略
判定五法(SAS、SSS、ASA、AAS、HL),挖掘公共边、公共角等隐含条件。条件不足时作辅助线(倍长中线、截长补短),熟悉平移、旋转、一线三等角模型。
25.在等边中,D是上一点,沿着将折叠,得到,F是上一点,沿着将折叠,得到.
(1)如图1,______;
(2)如图2,点G是上一点,已知,若,,则的长为______.
26.如图,在中,,在上截取,,连接.
(1)求证:;
(2)若,,,求的长.
27.如图,在中,点,分别为,的中点,点在上,满足.
(1)求证:;
(2)若,,求点,之间的距离.
28.如图,等腰中,,,点在边上,将线段绕点逆时针旋转得到线段.连接与相交于点.
(1)如图1,当时,
①依题意补全图形,
②证明;
(2)如图,当时,用等式表示和的数及关系,并证明.
题型08 等腰三角形性质与判定的应用
解|题|策|略
三线合一(顶角平分线、底边中线、高重合)是核心工具;等边对等角建立角度等式。边长计算分腰/底讨论并用三边关系检验,常构造直角三角形。
29.如图,在中,,.分别以点、为圆心,大于的同样长为半径画弧,两弧交于点、,作直线交于点,连接.则下列说法中不正确的是( )
A.是线段的垂直平分线 B.
C. D.
30.如图,在中,,点D在的延长线上,且,则的长是( )
A. B. C. D.
31.如图,在中,,,,D是的中点,连接,将沿折叠,使点A落在点E,连接,则的面积为________.
32.如图,是由绕点C顺时针旋转得到的,即,且.
(1)求证:.
(2)若,求的长.
题型09 特殊三角形的分类讨论问题
解|题|策|略
等腰按“哪边为腰”讨论;直角按“哪个角为直角”分三类;相似按对应顶点排列分类。每类列出几何条件列方程,求解后验证是否满足三角形存在条件。
33.如图,在中,,D是上的点(点D不与点A重合),将绕点B旋转,旋转后点D始终在内,点F为的中点,连接,,当是等腰直角三角形时,的长为___________.
34.如图,在直角中,,,,将直角边绕点顺时针旋转得到,旋转角为(),连接,.若是以边为直角边的直角三角形,则此时线段的长为______.
35.如图,在中,,,为边上一点,且满足最大内角与最小内角之差为,则的长为()
A. B. C.或 D.或
36.如图,已知在中,,,点在边上(点与点,不重合),,射线与边交于点,过点作的平行线,交射线于点.当是等腰三角形时,的长为________.
题型10 三角形背景下的最值问题
解|题|策|略
解决三角形最值问题,核心是转化轨迹,化折为直。第一步:识别动点轨迹——在直线上运动优先考虑将军饮马(作对称)或胡不归(构造正弦线);在圆上运动则用阿氏圆(构造子母相似)或隐圆(先定圆)。第二步:若求多线段和(PA+PB+PC)最小值,用费马点旋转60°将折线拉直。第三步:遇主从联动,用瓜豆原理确定从动点轨迹再求解。关键是合理转化系数、构造辅助图形,将几何最值转化为两点间线段或点到直线垂线段问题。
37.【问题情境】
绕点A逆时针旋转得,连接、,恰好点落在线段上.
【数学思考】
(1)如图1,求证:;
【探究实践】
(2)如图1,已知,,求的长;
【拓展提升】
(3)如图2,当时,过点作交于点,连接,求的面积的最大值.
38.如图,在中,,,,点D是直角边上一点,连接,将绕点B顺时针旋转得到,连接.在点D运动过程中,线段的最小值为________.
39.如图,在中,,于点D,点E在直线上运动,取的中点Q,连接,当的周长最小,且最小值为时,的面积为______.
40.如图,线段 ,点 在 上,且 . 以 为顶点作等边三角形 ,连接 、. 当 最小时,的边长最小是_________________.
(20分钟限时练)
41.如图,在中,,按以下步骤作图:①以为圆心,任意长为半径作弧,分别交,于,两点;②分别以,为圆心,以大于的长为半径作弧,两弧相交于点;③作射线,交边于点,若,,则线段的长为( )
A.3 B. C. D.5
42.在中,,,平分交于点,过点作交的延长线于点,若,则的长为( )
A.4 B. C. D.
43.如图,在中,,将绕点B逆时针旋转,则点A经过的路径长为___________.
44.如图,点为和角平分线的交点,,,.过作分别交,于点,.则的周长为__________.
45.如图,在等腰三角形中,,点为边上的点.
(1)尺规作图:在的外侧作,使得;(不写作法,保留作图痕迹)
(2)在(1)所作的图形中,当时,求的值.
46.能构成直角三角形三边长的三个正整数a,b,c称为勾股数,a,b,c满足,世界上第一次给出勾股数公式的是我国古代数学著作《九章算术》.观察下列勾股数:
第一类:,,,.
第二类:,,,.
(1)任写一组勾股数满足第一类形式为________;
(2)假设第二类每组勾股数第一个数记为m,用含有m式子表示这组勾股数________,并证明你的猜想.
47.(1)如图①,在中,若,,则边上的中线的取值范围是_____;
(2)如图②,在中,D是边上的中点,于点交于点交于点F,连接,求证:;
(3)如图③,在四边形中,,,,以为顶点作一个角,角的两边分别交,于E,F两点,连接,探索线段,,之间的数量关系,并加以证明.
48.相似三角形的判定与应用
(1)如图1,已知,在上截取一点C,作的垂直平分线交于点D,作的垂直平分线交的延长线于点E,连接,则___________(用含的式子表示);
(2)如图2,在等腰中,,点P是射线上一点,当恰好为的平分线时,,,求的长;
(3)如图3,在等腰中,,若点P为的垂直平分线与延长线的交点,,,请直接写出的长.
试卷第2页,共54页
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热点06 三角形和特殊三角形
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预测2026年:三角形基础概念与性质:基础性保持稳定,将在尺规作图题中出现,考查高线、中线、角平分线的尺规作法;数形结合题型增多。
特殊三角形(等腰、等边、直角三角形):与函数图像结合的存在性问题成为新热点;折叠、动点最值问题考查频率上升,分类讨论要求更高。
全等三角形:命题更注重模型识别与构造,一线三等角、手拉手、截长补短、倍长中线等模型仍为高频考点;全等与相似“双雄合体”的综合题型持续升温。一次函数与反比例函数综合:命题更灵活,面积问题与k的几何意义仍是核心,交点与不等式结合考查频率上升,可能融入最值问题。
综合应用与代几综合:图形变换(平移、旋转、对称)成为新热点,与四边形综合的探究性题目增多,注重考查综合运用能力和高阶思维。
题型01 利用三角形内角和求角度
解|题|策|略
识图定位目标角,利用内角和180°及外角定理转化;遇“8字”“A字”模型直接导角。关系复杂时设未知数列方程,将几何问题代数化,避免逐角推导。
1.如图,在中,,将以点为中心逆时针旋转得到,点,的对应点分别为,,交于点.当点落在边上时,的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查了旋转的性质、三角形内角和定理,根据旋转的性质可知,,可知是等腰三角形,根据等腰三角形的两个底角相等,可得:,根据三角形内角和定理可以求出,由旋转可知,根据全等三角形的性质可知,利用三角形内角和定理可以求出.
【详解】解:由旋转可知,,
,
在中,,
,
由旋转可知,
,
在中,.
故选:B.
2.将一副分别含角和角的直角三角板按如图所示方式摆放,点D在边上,保持点D位置不动,将绕点D旋转,始终保持边与边相交,则和的数量关系是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题意可得,,从而得,根据三角形内角和定理得出,即可得.
【详解】解:根据题意可得,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴.
3.如图,在中,按以下步骤作图:
①分别以点和点为圆心,大于的长为半径作弧,两弧相交于点和,连接,分别与,交于点和;
②以点为圆心,任意长为半径作弧,交于点,交于点;
③分别以点和点H为圆心,大于的长为半径作弧,两弧相交于点;
④作射线,分别交,于点,,若,,则的度数为_____ .
【答案】
【分析】本题主要考查了尺规作图、三角形外角的性质、直角三角形的性质,利用三角形内角和定理可知,由作图可知是的平分线,所以可得,根据三角形外角的性质可以求出,根据直角三角形两个锐角互余求出的度数.
【详解】解:在中,,
,,
,
由作图可知是的平分线,
,
是的外角,
,
由作图可知是的垂直平分线,
,
,
.
故答案为:.
4.如图,在等腰直角中,,M、N分别为、上的点,,P为上的点,且,,则( )
A. B. C. D.或
【答案】D
【分析】先求出,再分两种情况:①当点是的中点时,②当点不是的中点时,求出的度数,然后求出的度数,由此即可得.
【详解】解:∵在等腰直角中,,
∴,
∵,
∴.
①如图,当点是的中点时,
∴,符合题意,
∴,
∵,
∴,
∴;
②如图1和图2,当点不是的中点时,取的中点,连接,
∴,
∴,,
∴,,
∵,
∴,
∴在图1中,,此时,不满足三角形的内角和定理,舍去;
在图2中,,
∴,
∵,
∴,
∴;
综上,的度数为或.
题型02 三角形三边关系的应用
解|题|策|略
验证“最短两边之和>最大边”即能构成三角形;已知两边求第三边范围用“差<c<和”。等腰三角形分腰/底讨论,并用三边关系检验取舍。
5.以下列长度的三条线段为边,能组成三角形的是( )
A.,, B.,,
C.,, D.,,
【答案】C
【分析】本题考查了三角形的三边关系,掌握三角形的三边关系是解题的关键,根据两边之和大于第三边逐项判断即可求解.
【详解】解:A、∵,
∴,,不能组成三角形,该选项不符合题意;
B、∵,
∴,,不能组成三角形,该选项不符合题意;
C、∵,
∴能组成三角形,该选项符合题意;
D、∵,
∴不能组成三角形,该选项不符合题意.
故选:C.
6.已知三角形三条边的长分别为3、5、,则的值可能是( )
A.2 B.5 C.8 D.11
【答案】B
【分析】本题主要考查了三角形的三边关系,即任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边.
根据三角形的三边关系列出不等式,即可求出x的取值范围.
【详解】解:∵三角形的三边长分别为3,x,5,
∴,
即,
故选B.
7.若等腰三角形的周长为12,则它的腰长可以是____________.(写出一个即可)
【答案】5(答案不唯一)
【分析】本题主要考查了等腰三角形的性质及三角形三边关系,熟知等腰三角形的性质及三角形三边关系是解题的关键.可令等腰三角形的腰长为,底长为,结合等腰三角形的性质及三角形三边的关系即可解决问题.
【详解】解:设腰长为,底长为,
则,
∴.
根据三角形三边的关系可知,,
解得:,
又,即,
解得:,
∴,
故答案为:5(答案不唯一).
8.等腰三角形的两边长分别为和,则该等腰三角形的周长为___________.
【答案】10
【分析】本题考查等腰三角形,分情况讨论,先利用三角形三边关系判断能否构成三角形,再计算周长即可.
【详解】解:当腰长为时,三条边长为,,,,不能构成三角形,不符合题意;
当腰长为时,三条边长为,,,,能构成三角形,
周长为:,
故答案为:10.
题型03 利用勾股定理进行计算
解|题|策|略
验证“最短两边之和>最大边”即能构成三角形;已知两边求第三边范围用“差<c<和”。等腰三角形分腰/底讨论,并用三边关系检验取舍。
9.如图,在等边三角形中,为的中点,,与关于点中心对称,连接,则的长为( ).
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了等边三角形的性质,勾股定理,中心对称图形的性质等知识点.
根据等边三角形三线合一的性质和勾股定理得到线段的长度,根据中心对称图形的性质得到的长度,根据勾股定理得到的长度.
【详解】解:∵为等边三角形,为的中点,
∴是边上的高,,,,
∴,,
∴在中,,
∵与关于点中心对称,
∴,,,
∴,
∴在中,.
10.如图,中,,,点D是的中点,过点A作交的延长线于点E,连接,若,则______.
【答案】
【分析】先根据点D是直角三角形斜边的中点,可得,由此可得为等边三角形,即可得,再由,可得,再求解的长度,结合勾股定理求解即可.
【详解】解:∵点D是斜边的中点,
∴,
∵在中,,,,
∴,
∴为等边三角形,
∴,且,
∴,
∵,即,
∴,
在中,,
∴在中, .
11.如图,在中,是平面上一动点,连接,是的中点,连接,当的最小值为______.
【答案】
【分析】取的中点,连接,利用三角形的中位线性质得到,再利用勾股定理和直角三角形的中线性质求得,然后利用三角形三边关系得到,当共线时取等号,进而得到答案.
【详解】解:取的中点,连接,如图,
∵是的中点,点是的中点,
∴是的中位线,
又,
,
∵在中,,
,
,
∵,
当共线时取等号,如图
的最小值为.
12.把两个等腰直角和按如图①所示的位置摆放,,将绕点A按逆时针方向旋转,如图②,连接,设旋转角为.
(1)嘉嘉同学说在旋转过程中,.请帮他证明;
(2)如图③,若,,当点D在线段上时,
① ;
②求CE的长.
【答案】(1)见解析
(2)①;②10
【分析】(1)根据等腰三角形的定义,结合,即可得证;
(2)①同(1)得到,得出,根据求出结果即可;
②设,根据勾股定理得出,求出x的值,即可得出答案.
【详解】(1)证明:,都是等腰直角三角形,
,,,
则
,
;
(2)解:①是等腰直角三角形,
,
,
同(1)可得,
∴,
∴;
②设,
由(1)得,
∴
∵,
∴,
∵,,
∴
解得(舍),.
∴的长是10.
题型04 利用直角三角形的性质求解
解|题|策|略
核心性质:两锐角互余;30°角所对直角边=斜边一半;斜边中线=斜边一半。遇30°用比例;遇斜边中点连中线;遇特殊角结合三角函数。
13.如图,点G是的重心,,,则的长为( )
A.1 B. C.2 D.3
【答案】C
【分析】延长交于,由重心得,,即可求解.
【详解】解:延长交于,
点G是的重心,,
,,
,
.
14.如图,,点分别在线段上,与交于点,,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】作交于点,证明,设,,利用直角三角形的性质求得,,,,再证明是等腰直角三角形,求得,根据,求得,据此求解即可.
【详解】解:作交于点,
∵,
∴,,,
∵,
∴,
∴,,
设,,
∵,
∴,
∵,
∴,,,
∴,
∴,,
∴,
∵,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴.
15.如图,在中,,,点在边上且,将折叠到,若点在线段的延长线上,则的长为( )
A.3 B.1 C.2 D.
【答案】A
【分析】根据含30度角的直角三角形的性质,结合折叠的性质以及线段的和差关系进行求解即可.
【详解】解:∵,,
∴,
∵,
∴,,
∴,
∵折叠,
∴,
∴.
16.如图,两个边长都是1的正六边形的公共边为,点在同一直线上,点,分别为两个正六边形的中心,过点作,垂足为,则的值为______.
【答案】
【分析】在中,由含的直角三角形性质得出相关边长,最后由正切函数值定义代值计算即可求解.
【详解】解:连接,如图所示:
∵正六边形的边长为1,
,
在中,,,则,,
,
.
题型05 利用中位线求线段长
解|题|策|略
连接两边中点得中位线,平行且等于第三边一半。梯形中位线=(上底+下底)/2。题目出现多个中点时,优先考虑构造中位线建立等量关系。
17.如图,在中,,于点,点在上,且,连接,为的中点,连接,则的长为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】B
【分析】根据等腰三角形的“三线合一”得到,再根据三角形中位线定理计算得到答案.
【详解】解:,,
,
,,
,
∵为的中点,
是的中位线,
.
18.如图,是的中位线,的角平分线交于点,连接并延长交于点,若,则的长为( )
A.9 B.8 C.7 D.6
【答案】A
【分析】根据中位线性质求出,,求出,然后由角平分线和平行线的性质推出,得到,,然后求出,证明出,得到.
【详解】解:∵是的中位线,
∴,,
∴
∴
∵是的平分线,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵
∴
∴
∴
∵,
∴
∴.
19.如图,中,,点在的延长线上,点在边上,分别是的中点.若,则的长是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】连接,取的中点F,连接,根据中位线的性质得,再说明是直角三角形,然后根据勾股定理得出答案.
【详解】解:连接,取的中点F,连接,
∵点M,N,F分别是的中点,
∴分别是的中位线,
∴,.
∵
∴.
∵,
∴.
∵,
∴.
在中,根据勾股定理,得.
20.如图,在矩形中,点E是边上靠近点B的三等分点,点F是边上靠近点C的三等分点,连接,,M,N分别是,的中点,连接,若,,则的长为( )
A. B. C. D.2
【答案】A
【分析】连接并延长交于点G,连接,根据中点定义,矩形的性质得到,,再证,得到,根据三角形的中位线定理和勾股定理即可得到结论.
【详解】解:如图,连接并延长交于点G,连接
.
∵M,N分别是,的中点,
∴,
∵四边形是矩形,
∴,,,,
∴,
,
∴,
,即N是的中点.
∴是的中位线.
.
∵点E是边上靠近点B的三等分点,点F是边上靠近点C的三等分点,,,
∴,,.
在中,
.
.
题型06 利用中线和相似三角形性质求三角形面积
解|题|策|略
中线平分面积;重心分中线2∶1,面积比=相似比的平方。设未知数,利用面积相等或比例关系列方程,将几何问题转化为代数运算求解。
21.如图,在中,,点D,E分别是,的中点,交于点F,则与的面积比是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先证明,得相似比.再根据点D,E分别是,的中点,得,从而求得,则,即;然后由点D是的中点,求得,则,即可求解.
【详解】解:∵,
∴,
∵在中,,
∴,
又∵,
∴,
∴相似比.
∵点D,E分别是,的中点,
∴,
∴,
∴,
∴;
∵点D是的中点,
∴为的中线,
∴,
∴,
∴.
22.如图,在中,点分别是的中点,连接交于点,交于点,那么___________.
【答案】
【分析】根据中位线的性质,可知,进而可知,根据线段关系可知相似比,根据相似三角形的面积比等于相似比的平方,可知,,进而可转化出答案.
本题考查了相似三角形的性质,掌握基本概念是解题关键.
【详解】解:在中,
∵点分别是的中点,
∴是的中位线,
则,,
,,
,
,
,
∵,
,
,
,
,
在中,和等高,
,
,
故答案为:.
23.如图,将沿边上的中线平移到的位置,已知的面积为9,阴影部分三角形的面积为4.若,则_____.
【答案】2
【分析】本题主要考查了平移的性质,三角形中线平分三角形的面积,相似三角形的性质,解题的关键是证明,利用相似三角形的性质列方程.
由且为边的中线知,根据,利用相似三角形面积的比等于相似比的平方列式求解可得.
【详解】解:∵,且为边的中线,
∴,
∵将沿边上的中线平移得到,
∴,
∴,
则,即,
解得或(舍),
故答案为:2.
24.如图是的正方形网格,的三个顶点都在格点上,请仅用无刻度的直尺按要求完成以下作图.
(1)在图中的线段上找一点D,连接,使平分的面积;
(2)若每个小正方形的边长为1,则在(1)的条件下,直接写出的面积.
【答案】(1)见解析
(2)6
【分析】(1)取格点E,F,连接交于点D,连接,证明出,得到,即可得到平分的面积;
(2)首先利用割补法求出的面积,进而求解即可.
【详解】(1)解:如图所示,点D即为所求.
∵,
∴,,
又∵,
∴,
∴,
∴平分的面积;
(2)解:的面积,
∵平分的面积,
∴的面积.
题型07 全等三角形性质与判定的综合应用
解|题|策|略
判定五法(SAS、SSS、ASA、AAS、HL),挖掘公共边、公共角等隐含条件。条件不足时作辅助线(倍长中线、截长补短),熟悉平移、旋转、一线三等角模型。
25.在等边中,D是上一点,沿着将折叠,得到,F是上一点,沿着将折叠,得到.
(1)如图1,______;
(2)如图2,点G是上一点,已知,若,,则的长为______.
【答案】 120 6
【分析】(1)由折叠的性质得,即可求解;
(2)过点G分别作于点M,于点N,由判定、,由全等三角形性质得,,由线段和差得,,即可求解.
【详解】(1)解:是等边三角形,
,
由折叠可知;
(2)解:如图,过点G分别作于点M,于点N,
由折叠可知,
∴,
,
(),
∴,
同理可证,
,
在中,,
∴,
∴.
∵,
∴.
26.如图,在中,,在上截取,,连接.
(1)求证:;
(2)若,,,求的长.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)先由平行线性质得到,进而由两个三角形全等的判定定理即可求证;
(2)由(1)中证得的得出相关角与边的关系,再由勾股定理求出,进而得出,最后再由勾股定理求出的长即可.
【详解】(1)证明:,
,
在和中,
,
;
(2)解:,
,,,
,,
,
.
27.如图,在中,点,分别为,的中点,点在上,满足.
(1)求证:;
(2)若,,求点,之间的距离.
【答案】(1)见解析
(2)点,之间的距离为
【分析】(1)根据题意得出为的中位线,,则,从而得,结合,即可证明.
(2)连接,根据等腰三角形的性质得出,,在中,勾股定理得出,即可求解.
【详解】(1)证明:,分别为边,的中点,
为的中位线,.
.
.
,
.
(2)解:连接,如图,
为边的中点,,
,.
在中,,
,
点,之间的距离为.
28.如图,等腰中,,,点在边上,将线段绕点逆时针旋转得到线段.连接与相交于点.
(1)如图1,当时,
①依题意补全图形,
②证明;
(2)如图,当时,用等式表示和的数及关系,并证明.
【答案】(1)①见详解;②证明见详解
(2),理由见详解
【分析】核心考查图形的旋转与全等三角形的判定和性质,等腰三角形的性质等知识点.
(1)①依题意补全图形即可.
②根据旋转角和角都是,以及同角的余角相等,得到.
(2)在上截取,连接,分别过点,作,,垂足分别为,首先证明,继而证明,得到对应边和对应角相等,再证明,得到对应边相等,从而得证,得到.
【详解】(1)解:①如图,依题意补全图形;
②当时,旋转角,
,
,
;
(2)解:,理由如下:
在上截取,连接,分别过点,作,,垂足分别为,
,,
∴,
,
又,
∴在和中,
,
,
,
∵,
,
在与中,
,
,
,
在和中,
,
,
.
题型08 等腰三角形性质与判定的应用
解|题|策|略
三线合一(顶角平分线、底边中线、高重合)是核心工具;等边对等角建立角度等式。边长计算分腰/底讨论并用三边关系检验,常构造直角三角形。
29.如图,在中,,.分别以点、为圆心,大于的同样长为半径画弧,两弧交于点、,作直线交于点,连接.则下列说法中不正确的是( )
A.是线段的垂直平分线 B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据线段垂直平分线的性质,直角三角形的性质,三角形面积性质求解即可;
【详解】解:A.根据基本作图,可得是线段的垂直平分线,正确,不符合要求;
B. 根据线段垂直平分线的性质,得,正确,不符合要求;
C. ,.,,,
,
,
,
,正确,不符合要求;
D. 根据题意,得,,,
故,错误,符合要求
30.如图,在中,,点D在的延长线上,且,则的长是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】过点作的延长线于点,则,由,,可得,,进而得到,,即得为等腰直角三角形,得到,设,由勾股定理得,求出即可求解.
【详解】解:过点作的延长线于点,则,
∵,,
∴,,
∴,,
∴为等腰直角三角形,
∴,
设,则,
在中,,
∴,
解得,(舍去),
∴,
∴.
31.如图,在中,,,,D是的中点,连接,将沿折叠,使点A落在点E,连接,则的面积为________.
【答案】/
【分析】延长交的延长线于点,过C作于H,根据勾股定理求得斜边,进而根据直角三角形中斜边上的中线等于斜边的一半,以及折叠的性质得出,,证明得到,,利用三角形的等面积法和勾股定理分别求出,,进而可求解.
【详解】解:如图,延长交的延长线于点,过C作于H,则,
∵在中,,是的中点,
∴,,
∵将沿折叠,
∴,
设,则,
∵
∴
∵折叠,
∴
∴
又∵
∴
∴
又∵,
∴
∵
∴
∴,,
由得,
在中,,
∴,
∴.
【点睛】本题考查了折叠的性质,勾股定理,等腰三角形的性质,全等三角形的性质与判定,直角三角形中斜边上的中线等于斜边的一半等知识,熟练掌握以上知识点,添加辅助线是解题的关键.
32.如图,是由绕点C顺时针旋转得到的,即,且.
(1)求证:.
(2)若,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)证明,即可得证;
(2)由全等三角形的性质可得,由等腰三角形的性质可得,从而得出,再结合勾股定理计算即可得出结果.
【详解】(1)证明:∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
在和中,
,
∴,
∴;
(2)解:由(1)可得,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴(负值不符合题意,舍去),
∴.
题型09 特殊三角形的分类讨论问题
解|题|策|略
等腰按“哪边为腰”讨论;直角按“哪个角为直角”分三类;相似按对应顶点排列分类。每类列出几何条件列方程,求解后验证是否满足三角形存在条件。
33.如图,在中,,D是上的点(点D不与点A重合),将绕点B旋转,旋转后点D始终在内,点F为的中点,连接,,当是等腰直角三角形时,的长为___________.
【答案】或
【分析】可证明是等边三角形,得到,则,可证明,即点B不能为直角顶点;当时,则,利用勾股定理求解即可;当时,过点D作于点H,则,求出的长,再利用勾股定理求解即可.
【详解】解:∵,
∴是等边三角形,
∴,
∵点F为的中点,
∴,
∵点D始终在内,
∴,即点B不能为直角顶点;
如图所示,当时,则,
∴,
∴;
如图所示,当时,过点D作于点H,则,
∴,
∴;
综上所述,的长为或.
34.如图,在直角中,,,,将直角边绕点顺时针旋转得到,旋转角为(),连接,.若是以边为直角边的直角三角形,则此时线段的长为______.
【答案】或或
【分析】随着旋转角度的增大,对中点P的位置进行分类讨论,结合勾股定理计算的长度.
【详解】解:在直角中,,,,
∴,
,
①如图1,当时,过点作,交的延长线于点,
∴,
∴四边形是矩形,
∴,,
在中,,
∴;
②如图2,当时,过点作,
∴,
∴四边形是矩形,
∴,,
在中,,
∴;
③如图3,当时,,
∴;
综上所述,线段的长为或或.
35.如图,在中,,,为边上一点,且满足最大内角与最小内角之差为,则的长为()
A. B. C.或 D.或
【答案】B
【分析】分和,过点作于点,过点作于点,则,然后通过勾股定理,等腰三角形的性质,解直角三角形进行求解即可.
【详解】解:若,如图所示,
∵,作,
∴,但此时不是最小角,故排除;
若,如图所示,过点作交于点,过点作交于点,则,
则,此时,
∵,,
∴,
∴,
∵,
设,,则,
∴,
∴,
∴,
此时.
36.如图,已知在中,,,点在边上(点与点,不重合),,射线与边交于点,过点作的平行线,交射线于点.当是等腰三角形时,的长为________.
【答案】或
【分析】由“一线三等角”模型容易证明,由平行可判定,因此,故只需分析是等腰三角形的可能情况.分类讨论,当时,存在这样的点,则;当时,通过可计算出;当时,点与点重合,不符合题意.
【详解】解:∵,
∴,
∵,,
又∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵是等腰三角形,
∴也是等腰三角形,
①当时,如图,
∵,
∴;
②当时,如图,
∴,
∵,
∴,
∴,即,
∴;
③当时,此时点与点重合,不符合题意;
综上所述,的长或.
题型10 三角形背景下的最值问题
解|题|策|略
解决三角形最值问题,核心是转化轨迹,化折为直。第一步:识别动点轨迹——在直线上运动优先考虑将军饮马(作对称)或胡不归(构造正弦线);在圆上运动则用阿氏圆(构造子母相似)或隐圆(先定圆)。第二步:若求多线段和(PA+PB+PC)最小值,用费马点旋转60°将折线拉直。第三步:遇主从联动,用瓜豆原理确定从动点轨迹再求解。关键是合理转化系数、构造辅助图形,将几何最值转化为两点间线段或点到直线垂线段问题。
37.【问题情境】
绕点A逆时针旋转得,连接、,恰好点落在线段上.
【数学思考】
(1)如图1,求证:;
【探究实践】
(2)如图1,已知,,求的长;
【拓展提升】
(3)如图2,当时,过点作交于点,连接,求的面积的最大值.
【答案】(1)证明过程见解析;
(2);
(3)的面积的最大值是.
【分析】(1)由旋转可得,,,可得,,可得,即可证得结论;
(2)由旋转可得,,,,可得,证明,可得,解直角三角形,可得,,根据勾股定理可得,可得,,即可得的长;
(3)由旋转可得,,,,解直角三角形可得,由平行线的性质,结合等角对等边,可得,证明,可得,,设,则,,可得,即可得的面积的最大值.
【详解】(1)证明:由旋转可得,,,
∴,
∴,
∴,
∴.
(2)解:由旋转可得,,,,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,,
∴.
(3)解:由旋转可得,,,,
∴,,
又∵,
∴,
∵,
∴,,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,,
∴,
设,则,,
∴(当时取等号),
∴的面积的最大值是.
38.如图,在中,,,,点D是直角边上一点,连接,将绕点B顺时针旋转得到,连接.在点D运动过程中,线段的最小值为________.
【答案】2
【分析】取的中点,连接,利用含角的直角三角形的性质,得出边的关系,证明,得出,确定当时,的值最小,即的值最小,然后利用平行线分线段成比例进行求解.
【详解】解:如图所示,取的中点,连接,
∴,
∵,,
∴,,,
∴,
∵,
∴,
即,
又∵,
∴,
∴,
当时,的值最小,即的值最小,
∴,
∴,
∴,
∴线段的最小值为2.
39.如图,在中,,于点D,点E在直线上运动,取的中点Q,连接,当的周长最小,且最小值为时,的面积为______.
【答案】
【分析】本题考查了等腰直角三角形的性质,解直角三角形,相似三角形的判定和性质,轴对称的性质等知识,解决问题的关键是正确作辅助线,掌握相关知识的灵活运用.
连接交于E,,可推出,,从而得出当B、Q、E共线时,最小,作于H,设,则,,利用勾股定理求出,根据相似三角形的判定和性质求出,由即可得解.
【详解】解:如图,连接交于E,
∵于D,
∴垂直平分,
∴,
∴,
∵Q是的中点,
∴是定值,当B、Q、E共线时,最小,即的周长最小,
作于H,设,
∵,
∴,
∵Q是的中点,,,
,
∴,
在中,,
∵的周长最小值为,
∴,
解得,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴
.
故答案为:.
40.如图,线段 ,点 在 上,且 . 以 为顶点作等边三角形 ,连接 、. 当 最小时,的边长最小是_________________.
【答案】/
【分析】本题考查等边三角形的性质,垂线段最短,两点之间线段最短,含角的三角形的性质,勾股定理等知识,将绕点C顺时针旋转得到可知,,当点、Q、B三点共线时,取最小,且最小值即为线段的长度.再由垂线段最短可知:当时,的边长最小,过作,利用含角的三角形的性质求解和等面积法求解即可.正确作出辅助线是解题的关键.
【详解】∵,,
∴.
∵是等边三角形,
∴,,
将绕点C顺时针旋转得到,则有,,
∴,,
∴,
∴当点、Q、B三点共线时,取最小,且最小值即为线段的长度.
此时,由垂线段最短可知:当时,的边长最小,
过作,如下图所示,此时,
∵,
∴,
∴,,
∴,,
又∵
即的边长最小是,
故答案为:.
(20分钟限时练)
41.如图,在中,,按以下步骤作图:①以为圆心,任意长为半径作弧,分别交,于,两点;②分别以,为圆心,以大于的长为半径作弧,两弧相交于点;③作射线,交边于点,若,,则线段的长为( )
A.3 B. C. D.5
【答案】D
【分析】根据作图步骤可知是的角平分线,过点作于,利用角平分线的性质可得,再利用勾股定理求出的长,最后通过面积法建立方程求解的长,进而求出.
【详解】解:由作图步骤可知,平分 ,过点作于
,平分,
在中,,
, 即
∴
∴
∴
42.在中,,,平分交于点,过点作交的延长线于点,若,则的长为( )
A.4 B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了直角三角形的两个锐角互余,全等三角形的判定与性质,通过延长辅助线构造全等三角形,即,,利用全等三角形对应边相等的性质,推导出与的数量关系,即可求出的长.
【详解】解:延长、交于点,
∵ ,,
∴ ,
∵,
∴,,
∴ ,
在和中,
,
∴,
∴,
∵平分,
∴ ,
在和中,
,
∴,
∴ ,
∴,
∴ .
43.如图,在中,,将绕点B逆时针旋转,则点A经过的路径长为___________.
【答案】
【分析】根据题意可得,再根据含的直角三角形的边长关系求得,即可解答.
【详解】解:,
设,则,
根据勾股定理可得,
即,
解得(负数舍去),
,
将绕点B逆时针旋转,
,
∴点A经过的路径长为.
44.如图,点为和角平分线的交点,,,.过作分别交,于点,.则的周长为__________.
【答案】
【分析】连接,,根据角平分线的性质,结合平行线的性质,证出,,即可得出的周长即为,故可得出结果.
【详解】解:连接,,如下图所示:
∵平分,平分,
∴,,
又∵,
∴,,
∴,,
∴,,
∴的周长为:
.
45.如图,在等腰三角形中,,点为边上的点.
(1)尺规作图:在的外侧作,使得;(不写作法,保留作图痕迹)
(2)在(1)所作的图形中,当时,求的值.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题考查了利用尺作一个三角形,全等三角形的判定与性质综合,解直角三角形等知识,解题关键是掌握上述知识,并能熟练运用求解.
(1)法一,利用作全等三角形;法二:利用作全等三角形;法三:通过作一次垂直构造全等三角形;法四:通过作两次垂直构造全等三角形;
(2)先利用等腰直角三角形的性质,说明,再设,可用表示出,接着用表示出,就可用表示出,然后利用全等三角形的性质证得,就可求得的值.
【详解】(1)解:作图.
法一:作. 法二:作.
法三:作. 法四:作.
如图所示,即为所作的三角形.
(2)过点作,垂足为点,
等腰三角形中,,
,
设,则,
,
.
又,
,
.
46.能构成直角三角形三边长的三个正整数a,b,c称为勾股数,a,b,c满足,世界上第一次给出勾股数公式的是我国古代数学著作《九章算术》.观察下列勾股数:
第一类:,,,.
第二类:,,,.
(1)任写一组勾股数满足第一类形式为________;
(2)假设第二类每组勾股数第一个数记为m,用含有m式子表示这组勾股数________,并证明你的猜想.
【答案】(1)(答案不唯一)
(2),证明见解析
【分析】(1)根据第一类每组勾股数的三个数之间的规律可得答案;
(2)根据第二类每组勾股数的变化规律,猜想并证明即可.
【详解】(1)解:取第一个数为11,第二个数为60,第三个数为61,
∵,,
∴,
故一组勾股数满足第一类形式为(答案不唯一);
(2)解:可猜想:第二类每组勾股数的第一个数为偶数,记为m,则.
证明:,
,
∴,
m为偶数,且,故和为正整数,
∴是一组勾股数.
47.(1)如图①,在中,若,,则边上的中线的取值范围是_____;
(2)如图②,在中,D是边上的中点,于点交于点交于点F,连接,求证:;
(3)如图③,在四边形中,,,,以为顶点作一个角,角的两边分别交,于E,F两点,连接,探索线段,,之间的数量关系,并加以证明.
【答案】(1);(2)见解析;(3),证明见解析
【分析】本题考查了三角形全等的判定定理与性质、三角形的三边关系定理、角的和差等知识点,通过作辅助线,构造两个全等三角形是解题关键.
(1)延长至,使,连接,证明,得出,再利用三角形三边关系即可得出答案;
(2)延长至点,使,连接,,同(1)得,,得出再证明,得出,最后再利用三角形三边关系即可得出答案;
(3)延长至点,使,连接,证明得出,再证明,得出,即可得证.
【详解】(1)解:延长至,使,连接,如图1所示:
∵是边上的中线,
∴,
在和中,
∴,
∴,
在中,由三角形的三边关系得:,
∴,即,
∴;
故答案为:;
(2)证明:延长至点,使,连接,,如图所示,
同(1)得,,
,,
∴,
在中,由三角形的三边关系得,
;
(3),
证明如下:延长至点,使,连接,如图所示,
,,
在和中,
,
∴,
,
,
,
在和中,
∴,
.
,
.
48.相似三角形的判定与应用
(1)如图1,已知,在上截取一点C,作的垂直平分线交于点D,作的垂直平分线交的延长线于点E,连接,则___________(用含的式子表示);
(2)如图2,在等腰中,,点P是射线上一点,当恰好为的平分线时,,,求的长;
(3)如图3,在等腰中,,若点P为的垂直平分线与延长线的交点,,,请直接写出的长.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)通过线段垂直平分线的性质得到相等的线段,进而得出相等的角,再利用三角形外角的性质求出;
(2)先求出的长度,再根据角平分线和等腰三角形的性质得到相似三角形,利用相似三角形的对应边成比例求出;
(3)通过作辅助线,作交于,作于,于,于,再利用线段垂直平分线的性质、等腰三角形的性质、三角形面积公式以及相似三角形的性质求出.
【详解】(1)的垂直平分线交于点,
,
,
,
的垂直平分线交的延长线于点,
,
,
,
(2),,
,
,
,,
恰好为的平分线,
,
,
,
,
,
,
,,
的长是;
(3)作交于,作于,于,于,
点为的垂直平分线与延长线的交点,
,
,
,
,
,
的面积的面积的面积,
,
,
,
,
,,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
.
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