内容正文:
第03讲 探索全等三角形
考点1:判定全等三角形(边边边)
考点2:三角形的稳定性及应用
考点3:判定全等三角形(边角边)
考点4: 判定全等三角形(边角边)
考点5:判定全等三角形(角角边)
重点:
(1)掌握全等三角形的判定条件(SSS、SAS、ASA、AAS)
(2)能运用判定条件判断三角形全等,规范书写推理过程
难点★:
(1)灵活运用判定条件解决问题,理清推理逻辑。
(2)准确识别旋转、翻折后三角形的对应元素
1.回顾全等三角形定义与性质,能识别对应元素。
2.探索并掌握全等三角形的判定条件(SSS、SAS、ASA、AAS),理解其含义。
3.能运用判定条件判断三角形全等,规范书写简单推理过程。
知识点1 判定全等三角形(边边边)
1、三边分别相等的两个三角形全等(可以简写成“边边边”或“SSS”)。
【题型1 判定全等角形(SSS)】
【典例1】如图,已知点A、B、E、D在同一条直线上,,,.求证:.
【答案】见解析
【分析】根据“”直接证明全等即可.
【详解】解:,
,
即.
在和中,
,
.
【变式1】如图,点,,,在同一直线上,点和点分别在直线的两侧,且,,.求证:.
【答案】见详解
【分析】本题主要考查了三角形的判定,利用证明三角形全等即可.
【详解】证明:∵,
∴,
即,
在和中,
,
∴.
【变式2】如图,.求证:.
【答案】见解析
【分析】本题考查了全等三角形的判定,熟练掌握全等三角形的判定方法是解题的关键.
根据全等三角形判定定理即可证明.
【详解】证明:,
,
,
在和中,
.
【变式3】如图,已知,,是的中点,求证:.
【答案】见解析
【分析】本题考查两个三角形全等,掌握三角形全等的判定定理是关键;由是的中点,可得,再结合已知条件用边边边的判定即可证明.
【详解】证明:∵是的中点,
∴,
在与中,
,
∴.
知识点2 三角形的稳定性及应用
1.定义:三角形具有稳定性,即三角形的三边确定后,其形状和大小不会发生改变(与四边形易变形形成对比)
2.本质:三角形的稳定性源于全等三角形的判定(SSS),三边确定则三角形唯一全等,形状大小固定。
3.常见的应用:屋顶桁架、自行车车架,篮球架支架、相机三脚架等。
【题型2 三角形稳定性及应用】
【典例2】安装空调一般会采用如图的方法固定,其根据的几何原理是( )
A.两点确定一条直线 B.两点之间线段最短
C.三角形的稳定性 D.垂线段最短
【答案】C
【分析】根据三角形具有稳定性即可进行解答.
【详解】根据题意可得,图中的几何原理为:三角形具有稳定性.
【变式1】如图,可以看到遮阳伞的结构主体是三角形,这主要是利用了三角形的( )
A.美观性 B.简洁性 C.耐用性 D.稳定性
【答案】D
【分析】本题考查三角形的稳定性这一核心知识点,关键是明确三角形的数学特性与生活应用的关联.三角形具有稳定性,这是区别于四边形等多边形的重要特性,生活中诸多结构如遮阳伞、建筑支架等采用三角形结构,都是为了利用其稳定性来维持结构的牢固性.
【详解】解:在数学中,三角形具有稳定性,遮阳伞的结构主体设计为三角形,主要是利用了三角形的稳定性来保障结构不易变形;
故选:D.
【变式2】第十五届全国运动会自行车(公路)赛在广东省珠海市举行,这是全运会唯一一项跨越粤港澳三地的标志性赛事.如图,自行车支架一般都会采用的设计.这种设计方法应用的几何原理是( )
A.两点之间,线段最短 B.三角形具有稳定性
C.三角形两边之和大于第三边 D.垂线段最短
【答案】B
【分析】本题考查三角形的稳定性的应用,熟练掌握三角形的稳定性是解题的关键.根据三角形具有稳定性,构造三角形支架比较牢固稳定.
【详解】解:自行车支架一般都会采用的设计,
这种设计方法应用的几何原理是三角形的稳定性,
故选:B.
【变式3】港珠澳大桥全长约为55千米,集桥、岛、隧于一体,是连接香港、珠海、澳门的超大型跨海通道,是迄今世界最长的跨海大桥. 如图是港珠澳大桥中的斜拉索桥,索塔、斜拉索、桥面构成了三角形,这样做应用的数学原理是三角形具有________.
【答案】稳定性
【详解】解:∵斜拉索桥、索塔、斜拉索、桥面构成了三角形,
∴运用的数学原理是三角形的稳定性.
知识点3 判定全等三角形(边角边)
用直尺和圆规作一个角等于已知角(已知角∠AOB,求作∠AOB=∠A'O'B')
①以点O为圆心,任意长为半径画弧,分别交OA,OB于点C、D。
②画一条射线O'A',以点O'为圆心,OC长为半径画弧,交O'A'于点C'。
③以点C'为圆心,CD长为半径画弧,与第2步中所画的弧相交于点D';
④过点D'画射线O'B',则∠A'O'B'=∠AOB。
2、两边和它们的夹角分别相等的两个三角形全等(可以简写成“边角边”或“SAS”)。
【题型3判定全等角形(SAS)】
【典例3】如图,已知点B,D在上,,,.求证:
(1);
(2).
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】(1)先根据两直线平行,内错角相等得,再由推出,然后根据证明;
(2)由(1),根据全等三角形对应边相等可得结论.
【详解】(1)证明:(1)∵,
∴,
∵,
∴,即,
在和中,
,
∴;
(2)证明:由(1)知,,
∴.
【变式1】如图,点,,,在同一条直线上,,,.求证:.
【答案】见详解
【分析】根据,得,结合,,证明,即可作答.
【详解】证明:∵,
∴,
则,
∵,,
∴.
【变式2】已知:如图,在、中,,,,点C、D、E三点在同一直线上,连接.求证.
【答案】证明见解析
【分析】本题主要考查了等式的性质,全等三角形的判定等知识点,熟练掌握全等三角形的判定方法是解题的关键.
利用等式的性质及已知条件可推出,然后利用即可得出结论.
【详解】证明:,
,
即:,
在和中,
,
.
【变式3】如图,已知相交于点,点分别为的中点.
(1)求证:;
(2)若,求的度数.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】本题考查了全等三角形的判定和性质,掌握全等三角形对应角相等是解题关键.
(1)利用“”证明全等即可;
(2)根据全等三角形对应角相等求解即可.
【详解】(1)证明:点分别为的中点,
,
在和中,
,
;
(2)解:,
.
知识点4 判定全等三角形(角边角)
两角和它们的夹边分别相等的两个三角形全等(可以简写成“角边角”或“ASA”)。
【题型4判定全等角形(ASA)】
【典例4】如图,在中,E是上一点,与相交于点F,F是的中点,.
(1)求证:;
(2)若,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)3
【分析】本题主要考查了平行线的性质,全等三角形的判定和性质,熟记全等三角形的判定和性质是解题的关键.
(1)由平行线的性质可得,由中点定义可得,再利用即可证得结论;
(2)利用全等三角形的性质可得,再由即可求得答案.
【详解】(1)证明:∵,
∴,
∵点是的中点,
∴,
在和中,
,
∴;
(2)解:由(1)得:,
∴,
∵,,
∴.
【变式1】如图,与相交于点,,.求证:.
【答案】见解析
【分析】由“”即可证明.
【详解】证明:在和中,
,
.
【变式2】如图,,,,求证:.
【答案】见解析
【分析】本题考查了全等三角形的判定;熟练掌握全等三角形的判定方法,并能进行推理论证是解决问题的关键.
先证出,再由证明即可.
【详解】证明:∵,
∴,
即,
在和中,
,
∴.
【变式3】已知:如图,与交于点,点是线段的中点,,连接、.求证:.
【答案】见详解.
【分析】先利用线段中点定义得到,然后根据“”判断即可.
【详解】证明:点是线段的中点,
,
在和中,
,
.
知识点5 判定全等三角形(角角边)
两角分别相等且其中一组等角的对边相等的两个三角形全等(可以简写成"角角边"或"AAS")。
【题型5 判定全等角形(AAS)】
【典例5】如图,和中,,点B、E、C在同一条直线上,于点E,且.
(1)求证:;
(2)若,,求BC的长.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题主要考查了全等三角形的判定和性质.
(1)利用同角的余角相等得出,再利用证明即可.
(2)利用全等三角形的性质求解即可.
【详解】(1)证明:,
,
,
,
,
在和中,
,
.
(2)解:,
,,
.
【变式1】如图,已知,,.求证:.
【答案】见解析
【分析】本题考查了全等三角形的判定和性质,熟练掌握全等三角形的判定和性质是解题的关键;
先根据,得到,又因为,,可证明,从而可求证.
【详解】证明:∵,
∴,
即,
在和中
,
∴,
∴.
【变式2】如图,在中,D是边上的点,平分交于点E,交于点F,已知.
(1)试说明:;
(2)若,求的度数.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题考查了角平分线的定义,平行线的性质,全等三角形的判定和性质,掌握全等三角形的判定和性质是解题的关键.
(1)证明即可求证;
(2)由全等三角形的性质可得,即得,再根据平行线的性质即可求解.
【详解】(1)证明: 平分,
,
,
,
,
,
又 ,
,
;
(2)解: ,,
,
,
,
,
.
【变式3】如图,点D在上,点E在上,,.
(1)求证:.
(2)若,,求的长.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】本题考查全等三角形的判定和性质,
(1)用直接证明全等即可;
(2)根据全等得出,再根据线段和差计算得出结论.
【详解】(1)证明:在和中,
,
;
(2)解:,,
,
,
.
【题型6 利用全等图形求正方形网格中角度之和】
【典例6】如图是由6个边长相等的正方形组合成的图形,______.
【答案】
【分析】本题考查了全等三角形的判定和性质,网格结构,准确识图并判断出全等三角形是解题的关键.先证明和全等,根据全等三角形对应角相等可得,然后求出,再判断出,然后计算即可得解.
【详解】解:如图所示,
在和中,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴.
故答案为:.
【变式1】如图,图形的各个顶点都在的正方形(每个小正方形的边长为1)网格的格点上,则的度数为_____________.
【答案】
【分析】本题主要考查了全等三角形的判定和性质,由证明三角形全等得出是解题的关键.
通过证明三角形全等得出再根据即可得出答案.
【详解】解:如图所示,
由题意得,在和中,
故答案为:.
【变式2】如图,是由4个相同的小正方形组成的网格,其中与的关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了全等三角形的判定和性质,直角三角形的两个锐角互余,熟练掌握全等三角形的判定和性质是解题的关键.
根据题意证明,得到,由得到.
【详解】解:如图,
,,,
,
,
,
∴,
故选:B.
【变式3】如图,在2×2的方格纸中,∠1+∠2等于( )
A.60° B.90° C.120° D.150°
【答案】B
【分析】首先利用“边角边”求出△和△全等,根据全等三角形对应角相等可得,再根据直角三角形两锐角互余求解.
【详解】解:如图,在△ABC和△DEA中,
,
∴△ABC≌△DEA(SAS),
∴∠2=∠3,
在Rt△ABC中,∠1+∠3=90°,
∴∠1+∠2=90°.
故选:B.
【点睛】本题考查了全等图形,主要利用了网格结构以及全等三角形的判定与性质,准确识图并确定出全等三角形是解题的关键.
1.下面图形是用木条钉成的支架,其中不容易变形的是( )
A.B.C. D.
【答案】D
【分析】根据三角形具有稳定性,四边形不稳定,进行判断即可.
【详解】解:∵三角形具有稳定性,四边形不稳定,
∴不容易变形的是:D.
2.如图是作的尺规作图,其中三角形全等的依据是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】三边对应相等的两三角形全等,由此即可得到答案.
【详解】解:由题意知,,,
.
3.如图所示,将两根长度相等的钢条、的中点O连在一起,就做成了一个测量瓶子内径的工具,只要量得的长度,就可知的长度,是因为.那么判定这两个三角形全等的理由是( )
A.边角边 B.角边角 C.边边边 D.角角边
【答案】A
【分析】由边角边证明可得答案.
【详解】解:∵,,,
∴.
∴.
4.调皮的小明不小心把一块三角形玻璃打碎成如图所示的三部分,认识到错误的他想去配制一块与原来相同的三角形玻璃,那么他应该带下列选项中哪种玻璃碎片( )
A.① B.② C.①② D.③
【答案】D
【分析】本题考查全等三角形的判定,熟练掌握全等三角形的判定是解题的关键.
根据全等三角形的判定方法,看哪块可以符合三角形全等的条件即可.
【详解】解:根据“两角一夹边对应相等,两个三角形全等”可得,带③去就可以,
故选:D.
5.如图,有一池塘,要测池塘两端A,B间的距离,可先在平地上取一个点C,从点C不经过池塘可以直接到达点A和B,连接并延长至D,使,连接并延长至E,使,连接.若量出米,则A,B间的距离为( )米.
A.25 B.22.5 C.12.5 D.20
【答案】A
【分析】本题主要考查了全等三角形的应用,利用证明,则可得到米.
【详解】解:在和中,
,
∴,
∴米,
∴A,B间的距离为25米,
故选:A.
6.如图,和都是等腰直角三角形,,,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了等腰直角三角形、全等三角形、三角形内角和的知识;解题的关键是熟练掌握等腰直角三角形、全等三角形、三角形内角和的性质,从而完成求解.
根据和都是等腰直角三角形,得,,从而通过推导证明,得;再结合三角形内角和的性质,通过计算即可得到答案.
【详解】 和都是等腰直角三角形,
,,
∵
,
故选:C.
7.小丽与爸妈在公园荡秋千.如图,小丽坐在秋千的起始位置处,与地面垂直,两脚在地面上用力一蹬,妈妈在距地面高的处接住她后用力一推,爸爸在处接住她.若妈妈与爸爸到的水平距离,分别为和,,爸爸在处接住小丽时,小丽距离地面的高度是( ).
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查的知识点是全等三角形的判定与性质,解题关键是证明.
由题意得:,,,,利用“角角边”证明后,结合全等三角形的性质即可得解.
【详解】解:由题意得:,,,,
,,
,
,
,
在和中,
,
,
,,
,
.
故选:.
8.如图,,,,,垂足分别为D、E,若,,则______cm.
【答案】2
【分析】求出,证明,利用全等三角形的性质解答即可.
【详解】解:∵,
∴,
∵,,
∴,,
∴,
∴,
又∵,,
∴,
∴,,
∴.
9.如图,小李家有一个已经变形的六边形置物架,需通过增加木条使其固定,工人师傅至少需要加固________根木条.
【答案】3
【详解】解:依据三角形的稳定性,六边形置物架钉上木条后分成三角形即可,故工人师傅至少需要加固根木条.
10.如图,,,于点,于点,若,,则的面积为_________ .
【答案】
【分析】本题考查全等三角形的判定及性质.
通过全等三角形的判定定理证明,从而证明,,由即可求解.
【详解】解:,
,
于点,
,
.
又,
,
,
,
.
故答案为:.
11.如图,中,,,是中点,若的长是整数,则___________.
【答案】2
【分析】本题考查三角形全等的判定和性质,三角形三边的关系.在延长线上截取,连接,证明,可得,由三角形三边的关系,可得的范围,结合已知条件可得.
【详解】解:在延长线上截取,连接,则,
∵是中点,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
又∵的长是整数,
∴.
故答案为:.
12.如图,在和中,延长交于F.,,.
求证:.
【答案】见详解.
【分析】由“”可证,可得结论.
【详解】证明:∵,
∴,
在和中,
,
∴,
∴.
13.如图,已知,点A,B,C,F在一条直线上,,,.
(1)求证:;
(2)若,,求的长.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】本题考查了全等三角形的判定与性质,平行线的判定,线段的和差,熟练掌握全等三角形的判定与性质是关键.
(1)先证明,再根据全等三角形的判定证明,可得,最后根据平行线的判定,即可证明结论;
(2)根据线段的和差,即可求得答案.
【详解】(1)证明:,
,
,
在和中,,
,
,
;
(2)解:,,
,
,
,
.
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第03讲 探索全等三角形
考点1:判定全等三角形(边边边)
考点2:三角形的稳定性及应用
考点3:判定全等三角形(边角边)
考点4: 判定全等三角形(边角边)
考点5:判定全等三角形(角角边)
重点:
(1)掌握全等三角形的判定条件(SSS、SAS、ASA、AAS)
(2)能运用判定条件判断三角形全等,规范书写推理过程
难点★:
(1)灵活运用判定条件解决问题,理清推理逻辑。
(2)准确识别旋转、翻折后三角形的对应元素
1.回顾全等三角形定义与性质,能识别对应元素。
2.探索并掌握全等三角形的判定条件(SSS、SAS、ASA、AAS),理解其含义。
3.能运用判定条件判断三角形全等,规范书写简单推理过程。
知识点1 判定全等三角形(边边边)
1、三边分别相等的两个三角形全等(可以简写成“边边边”或“SSS”)。
【题型1 判定全等角形(SSS)】
【典例1】如图,已知点A、B、E、D在同一条直线上,,,.求证:.
【变式1】如图,点,,,在同一直线上,点和点分别在直线的两侧,且,,.求证:.
【变式2】如图,.求证:.
【变式3】如图,已知,,是的中点,求证:.
知识点2 三角形的稳定性及应用
1.定义:三角形具有稳定性,即三角形的三边确定后,其形状和大小不会发生改变(与四边形易变形形成对比)
2.本质:三角形的稳定性源于全等三角形的判定(SSS),三边确定则三角形唯一全等,形状大小固定。
3.常见的应用:屋顶桁架、自行车车架,篮球架支架、相机三脚架等。
【题型2 三角形稳定性及应用】
【典例2】安装空调一般会采用如图的方法固定,其根据的几何原理是( )
A.两点确定一条直线 B.两点之间线段最短
C.三角形的稳定性 D.垂线段最短
【变式1】如图,可以看到遮阳伞的结构主体是三角形,这主要是利用了三角形的( )
A.美观性 B.简洁性 C.耐用性 D.稳定性
【变式2】第十五届全国运动会自行车(公路)赛在广东省珠海市举行,这是全运会唯一一项跨越粤港澳三地的标志性赛事.如图,自行车支架一般都会采用的设计.这种设计方法应用的几何原理是( )
A.两点之间,线段最短 B.三角形具有稳定性
C.三角形两边之和大于第三边 D.垂线段最短
【变式3】港珠澳大桥全长约为55千米,集桥、岛、隧于一体,是连接香港、珠海、澳门的超大型跨海通道,是迄今世界最长的跨海大桥. 如图是港珠澳大桥中的斜拉索桥,索塔、斜拉索、桥面构成了三角形,这样做应用的数学原理是三角形具有________.
知识点3 判定全等三角形(边角边)
用直尺和圆规作一个角等于已知角(已知角∠AOB,求作∠AOB=∠A'O'B')
①以点O为圆心,任意长为半径画弧,分别交OA,OB于点C、D。
②画一条射线O'A',以点O'为圆心,OC长为半径画弧,交O'A'于点C'。
③以点C'为圆心,CD长为半径画弧,与第2步中所画的弧相交于点D';
④过点D'画射线O'B',则∠A'O'B'=∠AOB。
2、两边和它们的夹角分别相等的两个三角形全等(可以简写成“边角边”或“SAS”)。
【题型3判定全等角形(SAS)】
【典例3】如图,已知点B,D在上,,,.求证:
(1);
(2).
【变式1】如图,点,,,在同一条直线上,,,.求证:.
【变式2】已知:如图,在、中,,,,点C、D、E三点在同一直线上,连接.求证.
【变式3】如图,已知相交于点,点分别为的中点.
(1)求证:;
(2)若,求的度数.
知识点4 判定全等三角形(角边角)
两角和它们的夹边分别相等的两个三角形全等(可以简写成“角边角”或“ASA”)。
【题型4判定全等角形(ASA)】
【典例4】如图,在中,E是上一点,与相交于点F,F是的中点,.
(1)求证:;
(2)若,求的长.
【变式1】如图,与相交于点,,.求证:.
【变式2】如图,,,,求证:.
【变式3】已知:如图,与交于点,点是线段的中点,,连接、.求证:.
知识点5 判定全等三角形(角角边)
两角分别相等且其中一组等角的对边相等的两个三角形全等(可以简写成"角角边"或"AAS")。
【题型5 判定全等角形(AAS)】
【典例5】如图,和中,,点B、E、C在同一条直线上,于点E,且.
(1)求证:;
(2)若,,求BC的长.
【变式1】如图,已知,,.求证:.
【变式2】如图,在中,D是边上的点,平分交于点E,交于点F,已知.
(1)试说明:;
(2)若,求的度数.
【变式3】如图,点D在上,点E在上,,.
(1)求证:.
(2)若,,求的长.
【题型6 利用全等图形求正方形网格中角度之和】
【典例6】如图是由6个边长相等的正方形组合成的图形,______.
【变式1】如图,图形的各个顶点都在的正方形(每个小正方形的边长为1)网格的格点上,则的度数为_____________.
【变式2】如图,是由4个相同的小正方形组成的网格,其中与的关系是( )
A. B.
C. D.
【变式3】如图,在2×2的方格纸中,∠1+∠2等于( )
A.60° B.90° C.120° D.150°
1.下面图形是用木条钉成的支架,其中不容易变形的是( )
A.B.C. D.
2.如图是作的尺规作图,其中三角形全等的依据是( )
A. B. C. D.
3.如图所示,将两根长度相等的钢条、的中点O连在一起,就做成了一个测量瓶子内径的工具,只要量得的长度,就可知的长度,是因为.那么判定这两个三角形全等的理由是( )
A.边角边 B.角边角 C.边边边 D.角角边
4.调皮的小明不小心把一块三角形玻璃打碎成如图所示的三部分,认识到错误的他想去配制一块与原来相同的三角形玻璃,那么他应该带下列选项中哪种玻璃碎片( )
A.① B.② C.①② D.③
5.如图,有一池塘,要测池塘两端A,B间的距离,可先在平地上取一个点C,从点C不经过池塘可以直接到达点A和B,连接并延长至D,使,连接并延长至E,使,连接.若量出米,则A,B间的距离为( )米.
A.25 B.22.5 C.12.5 D.20
6.如图,和都是等腰直角三角形,,,则的度数为( )
A. B. C. D.
7.小丽与爸妈在公园荡秋千.如图,小丽坐在秋千的起始位置处,与地面垂直,两脚在地面上用力一蹬,妈妈在距地面高的处接住她后用力一推,爸爸在处接住她.若妈妈与爸爸到的水平距离,分别为和,,爸爸在处接住小丽时,小丽距离地面的高度是( ).
A. B. C. D.
8.如图,,,,,垂足分别为D、E,若,,则______cm.
9.如图,小李家有一个已经变形的六边形置物架,需通过增加木条使其固定,工人师傅至少需要加固________根木条.
10.如图,,,于点,于点,若,,则的面积为_________ .
11.如图,中,,,是中点,若的长是整数,则___________.
12.如图,在和中,延长交于F.,,.
求证:.
13.如图,已知,点A,B,C,F在一条直线上,,,.
(1)求证:;
(2)若,,求的长.
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