内容正文:
第二部分 方法专题聚焦
专题聚焦一 角平分线常见图形
及辅助线作法
类型一 作边的垂线段,利用角平分线性质解题
过角平分线上的点作角两边的垂线,利用“角平分线上的点到角两边的距离相等”,得到线段相等,进而解决相关问题,图示如下:
1.如图所示,在四边形ABCD中,∠A=90°,AD=3,BC=5,对角线BD平分
∠ABC,则△BCD的面积为( )
A.8
B.7.5
C.15
D.无法确定
B
2.如图所示,在△ABC中,AB=10,AC=8,∠BAC=45°,AD是∠BAC的平分线,
DE⊥AB于点E,则DE的长为 .
类型二 作角平分线的垂线构造等腰三角形
如图所示,作∠MON平分线上的一点P及角平分线上的垂线PA,延长AP交ON于点B,易得全等三角形和等腰三角形.
3.如图所示,在△ABC中,AD平分∠BAC,且AD⊥BD于点D,连接CD,若△ABC的面积为12,则△ACD的面积为 .
6
类型三 作等线段构造全等三角形
通过截长补短法得到线段相等,结合角平分线的性质得证三角形全等,进而解决相关问题.图示如下.
1.截长法
2.补短法
C
类型四 作平行线构造等腰三角形
通过作某条线的平行线,结合角平分线的性质解决相关问题.图示如下:
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13
4.如图所示,在四边形ABCD中,AC平分∠BAD,∠ABC+∠ADC=180°,若BC=2,则CD的长为( )
A. B.
C.2 D.
5.如图所示,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,BD平分∠ABC,AB=3,BD=2,求CB的长.
解:如图所示,过点A作AE∥DB交CB延长线于点E.
∵BD平分∠ABC,∠ABC=90°,AE∥DB,
∴∠ABE=90°,∠ABD=∠CBD=∠EAB=45°,∠E=∠CBD=45°.
∴∠E=∠EAB.∴EB=AB=3.∴AE==3.
又∵AE∥DB,∴△CBD∽△CEA.
∴=,即=.解得CB=6.
$专题聚焦三 回归教材——相似三角形模型“双垂图”的综合与探究
条件:AD是Rt△ABC斜边上的高.
结论:①△DBA∽△DAC,AD2=BD·CD;
②△DBA∽△ABC,AB2=BD·BC;
③△DAC∽△ABC,AC2=CD·BC.
教材母题再练 人教九下P43T7
如图所示,AD是Rt△ABC斜边上的高.若AB=4 cm,BC=10 cm,求BD的长.
教材母题拓展与延伸
数学实验能增加学习数学的乐趣,还能经历知识“再创造”的过程,更是培养动手能力、创新能力的一种手段.在解答教材母题时,小明对图中所示的基本图形提出了如下问题,请你帮他解决.
在△ABC中,点D为边AB上一点,连接CD.
【初步探究】
(1)如图(1)所示,若∠ACD=∠B,求证:AC2=AD·AB;
图(1)
【尝试应用】
(2)如图(2)所示,在(1)的条件下,若点D为AB的中点,BC=4,求CD的长.
图(2)
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9
解:∵AD是Rt△ABC斜边上的高,
∴∠BDA=∠BAC=90°.
∵∠B=∠B,∠BDA=∠BAC,
∴△ABD∽△CBA,∴=.
∵AB=4 cm,BC=10 cm,
∴BD==1.6(cm).
(1)证明:∵∠A=∠A,∠ACD=∠B,
∴△ACD∽△ABC.
∴=.
∴AC2=AD·AB.
(2)解:设AD=m.
∵点D为AB的中点,
∴AD=BD=m,∴AB=2m.
由(1),得△ACD∽△ABC,∴==.
∴AC2=AD·AB=m×2m=2m2.∴AC=m或AC=-m(不符合题意,舍去).
∴===.
∵BC=4,∴CD=BC=×4=2.∴CD的长是2.
$专题聚焦六 四边形常见模型(二)
—— 对角互补模型
模型 已知:∠ABC+∠ADC=180°
辅助线作法 作垂直:
作旋转:
结论 ①若AD=CD,则△AFD≌△CED,
BD平分∠ABC;
②若AD≠CD,则△AFD∽△CED ①若AD=CD,则△ABD≌△CED,
BD平分∠ABC;
②若AD≠CD,则△ABD∽△CED
例题 如图所示,在四边形ABCD中,∠BAD=∠BCD=90°,AB=AD.求证:CA平分∠BCD.
小红的思路:延长CD至M,使得DM=BC,连接AM,即可证明.
小星的思路:过点A分别作AQ⊥CD于点Q,AP⊥CB交CB的延长线于点P,即可证明.
(1)请你选择一个同学的思路进行证明;
解:(1)(答案不唯一)选择小红的思路.
证明如下:如图所示,延长CD至点M,使得DM=BC,连接AM.
∵在四边形ABCD中,∠BAD=∠BCD=90°,
∴∠B+∠ADC=180°.
又∵∠ADM+∠ADC=180°,∴∠B=∠ADM.
在△ABC和△ADM中,
∵BC=DM,∠B=∠ADM,AB=AD,
∴△ABC≌△ADM(SAS).
∴AC=AM,∠BAC=∠DAM.
∵∠BAC+∠CAD=∠BAD=90°,
∴∠DAM+∠CAD=∠CAM=90°.
∴△ACM是等腰直角三角形.
∴∠ACD=45°.
又∵∠BCD=90°,
∴∠BCA=∠ACD=45°.
∴CA平分∠BCD.
(2)通过证明过程,请直接写出CB,CD,CA之间的数量关系: .
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9
CD+BC=AC
1.如图所示,将一个直角的顶点P放在矩形ABCD的对角线BD上滑动,并使其一条直角边始终经过点A,另一条直角边与边BC相交于点E,且
AD=8,DC=6,则= .
2.如图所示,在四边形ABCD中,∠BAD=120°,∠BCD=60°,AB=AD,连接AC,若AC=2,求四边形ABCD的面积.
S四边形ABCD=3(解题过程略).
$专题聚焦十 几何图形的最值问题
类型一 利用二次函数性质求最值
通过列关系式得到二次函数表达式,利用二次函数的性质求最值,注意自变量的取值范围.
1.【人教九下P44习题T14变式】
如图所示,在Rt△ABC中,∠A=90°,AB=8,AC=6,若动点D从点B出发,沿线段BA向点A运动,运动速度为每秒2个单位长度,到达点A后停止运动,过点D作DE∥BC交AC于点E,则△BDE的面积最大为 .
6
类型二 利用垂线段最短求最值
方法1 一动一定
条件:如图(1)所示,点A是直线l外一定点,在直线l上找一点P,使AP的长最短.
解题路径:如图(2)所示,过点A作AP⊥l于点P,此时AP的长最短.
A
3.如图所示,在等边三角形ABC中,AB=6,点P是边BC上的动点,将△ABP绕点A逆时针旋转60°得到△ACQ,点D是AC边的中点,连接DQ,则DQ长度的
最小值是 .
方法2 两动一定
条件:如图(1)所示,已知定点P和∠AOB,在OA上找一点M,在OB上找一点N,使得PM+MN的值最小.
解题路径:如图(2)所示,作定点P关于OA的对称点P′,过点P′作OB的垂线,交OA于点M,交OB于点N,此时PM+MN的值最小,最小值为P′N的长.
图(1) 图(2)
4.如图所示,菱形ABCD的边长为4,∠ABC=45°,点P,Q分别是BC,BD上的动点,则CQ+PQ的最小值为 .
方法3 一动两定(“胡不归”模型)
条件:如图(1)所示,点A为直线l上一定点,点B为直线l外一定点,点P在直线l上运动.
在l上找一点P,使得kAP+BP(0<k<1)的值最小.
解题路径:如图(2)所示,求这类带有系数的折线最值问题,通常我们都是将折线转化成为线段,再利用两点之间线段最短或垂线段最短求解.
图(1) 图(2)
该模型就是利用了垂线段最短的性质,具体解题步骤如下.
一找:找带有系数k的线段kAP.
二构造:在点B异侧构造以线段AP为斜边的直角三角形.
①以定点A为顶点作∠PAC,使sin∠PAC=k;②过动点P作AC的垂线,构造Rt△PAC.
三转化:化折为直,将kAP转化为PC.
四求解:使得kAP+BP=PC+BP,利用“垂线段最短”转化为求BD的长.
图(2)
图(3)
类型三 利用轴对称性质求最值
方法1 两定一动
条件:已知两定点A,B和直线l,在直线l上求一点P,使PA+PB的值最小.
解题路径:
(1)如图(1)所示,当两定点在直线l异侧时,连接AB交直线l于点P,此时PA+PB的值最小,最小值为线段AB的长;
图(1)
(2)如图(2)所示,当两定点在直线l同侧时,作点B关于直线l的对称点B′,连接AB′交直线l于点P,此时PA+PB的值最小,最小值为线段AB′
的长.
图(2)
口诀:线段之和有最小值,对称异侧连线找.
C
7.(2024成都)如图所示,在平面直角坐标系中,已知A(3,0),B(0,2),过点B作y轴的垂线l,P为直线l上一动点,连接PO,PA,则PO+PA的最小值为 .
5
方法2 两动一定
条件:如图(1)所示,已知定点P和∠AOB,点M是OA上一动点,点N是OB上一动点,求△PMN周长的最小值.
解题路径:如图(2)所示,分别作点P关于OA,OB的对称点P′,P″,连接P′P″分别交OA,OB于点M,N,此时△PMN的周长最小,最小值为P′P″
的长.
A
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18
2.如图所示,在矩形ABCD中,AD=3,AB=4,M为线段BD上一动点,MP⊥CD于点P,MQ⊥BC于点Q,则PQ长度的最小值为( )
A. B.
C.3 D.5
2
5.如图所示,在矩形ABCD中,AB=4,对角线AC,BD相交于点O,∠AOB=60°.
(1)如图(1)所示,若点P是BC边上一动点,则DP+BP的最小值为 ;
(2)如图(2)所示,点E是AO的中点,若点P是对角线BD上一点,则EP+DP的最小值为 .
4
3
6.(2025南充)如图所示,AB是☉O的直径,AD⊥AB于点A,OD交☉O于点C,AE⊥OD于点E,延长AE交☉O于点F,F为的中点,P为线段AB上一动点,若CD=4,则PE+PF的最小值是( )
A.4 B.2
C.6 D.4
8.如图所示,在▱ABCD中,AB=2,BC=4,∠B=60°,点F在BC边上运动,连接DF,若H是FD的中点,E为AD边的中点,则EH+HD的最小值为( )
A. B.3
C.2 D.6
$专题聚焦九 解决特殊图形的存在性问题
的方法
类型一 等腰三角形的存在性问题
等腰三角形存在性问题找点方法(线段相等联想到“垂直平分线”“定点定长作圆”):
已知线段AB,在平面内找一点P,使得△ABP为等腰三角形,这样的点P位置有以下两种情况:
(1)以AB为底:作AB的垂直平分线;
(2)以AB为腰:①若AB=AP,则以点A为圆心,AB长为半径画圆;②若AB=BP,则以点B为圆心,AB长为半径画圆.
1.在正方形网格中,网格线的交点称为格点.如图所示,A,B分别在格点
处,若C也是图中的格点,且使得△ABC是以AB为腰的等腰三角形.则符合条件的点C有( )
A.7个 B.6个
C.5个 D.4个
D
2.如图所示,在平面直角坐标系中,点A(4,0)是x轴上一点,点B(0,3)是y轴上一点.连接BA,在坐标轴上找一点N,使得△BAN为等腰三角形,则满足条件的点N的所有坐标为 .
.
类型二 直角三角形的存在性问题
直角三角形存在性问题找点方法(90°联想到“垂直平分线”“圆周角定理”)
已知线段AB,在平面内找一点P,使△ABP为直角三角形,这样的点P位置有以下三种情况:
(1)以A为直角顶点,AB为直角边,点P在过点A与AB垂直的直线上;
(2)以B为直角顶点,AB为直角边,点P在过点B与AB垂直的直线上;
(3)以点P为直角顶点,AB为斜边,点P在以AB为直径的圆上(除A,B两点).
3.如图所示,在平面直角坐标系中,直线AB分别与x轴,y轴交于点A(3,0),
B(0,4),点P为y轴上一点,当△PAB为直角三角形时,求点P的坐标.
解:设点P坐标为(0,p),
△PAB为直角三角形分情况讨论:
①∠APB=90°,此时点P与点O重合,∴点P的坐标为(0,0).
类型三 特殊四边形的存在性问题
平行四边形存在性问题找点方法(对角线互相平分)
情形1:已知三定点(A,B,C)+一动点(D):分别过点A,B,C作BC,AC,AB的平行线,其中每两条平行线的交点即为所求点;
情形2:已知两定点(A,C)+两动点(M,N):以AC为边时,平移AC,与对称轴和抛物线的交点即为点N,M;以AC为对角线时,取AC的中点,作过中点的直线MN,当AC,MN互相平分时确定点M,N的位置.
4.如图所示,已知平面上不共线的三点A,B,C,在平面内确定一点P,使得以A,B,C,P为顶点的四边形是平行四边形.请在图中画出符合要求的点P,保留作图痕迹并写出作图过程.
解:如图所示,连接AB,AC,BC,分别过点A,B,C作BC,AC,AB的平行线,三条平行线的交点分别为P1,P2,P3,
则点P1,P2,P3即为所求.
5.如图所示,在平面直角坐标系中,点A(-4,0),B(0,3),点M为x轴上一动点,点N为平面内一动点.若以A,B,M,N为顶点的四边形是菱形,请求出所有符合条件的点N的坐标.
解:如图所示,
∵A(-4,0),B(0,3),
∴AB=5.
以A,B,M,N为顶点的四边形是菱形,分三种情况:
(1)当AB与AM为两邻边时,BN∥AM,BN=AM=AB=5,∴N(-5,3)或(5,3).
(2)当AB与BM为两邻边时,AM和BN为对角线,∵B(0,3),∴N(0,-3).
矩形存在性问题找点方法
求作矩形的方法:当已知线段为边时,可沿与已知线段的垂直方向平移线段确定点的位置;当已知线段为对角线时,以已知线段为直径作圆,在圆上取与已知线段不重合的任意一点,连接此点与圆心并延长,与圆的另一个交点即为所求.
6.如图所示,已知平面直角坐标系中有线段AB,点C为x轴上一点,点D为平面内任意一点,确定点C,D,使得以A,B,C,D为顶点的四边形是矩形,请作出符合要求的矩形.
解:如图所示,分两种情况:
①以AB为矩形的边时,过点A作射线AC⊥AB,交x轴于点C,过点B作BC1⊥
AB,交x轴于点C1,过点C作CD⊥AC交BC1于点D,过点C1作C1D1⊥BC1交射线AC于点D1,则四边形ABDC、四边形ABC1D1为符合要求的矩形;
②以AB为矩形的对角线时,以AB为直径作圆,交x轴于C2、C3两点,分别连接AC2、AC3、BC2、BC3,过点A作AD2∥BC2交以AB为直径的圆于点D2,作AD3∥BC3交以AB为直径的圆于点D3,连接BD2,BD3,则四边形AC2BD2、四边形AC3BD3为符合要求的矩形.
相似三角形存在性问题找点方法
探究相似三角形存在性问题的具体步骤如下.
(1)找等角:其中直角三角形找对应的直角,一般三角形中会存在隐含的等角;
(2)表示边长:直接或间接设出所求点的坐标,然后表示出线段长;
(3)建立关系式并计算:对于对应关系不确定的三角形相似,需按照等角的两边分别对应成比例列比例式,分情况讨论,然后进行计算求解.
7.在6×6的正方形网格中,每个小正方形边长都为1个单位长度,我们把每个小正方形的顶点称为格点,图中点A,B,C均在格点上,请利用格点画出△A2B2C2和△A3B3C3,使其顶点都在格点上,且均与△ABC相似(相似比不相等).
解:如图所示,△A2B2C2和△A3B3C3即为所求(答案不唯一).
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20
(-4,0),(0,-2),(0,8),(-1,0),(0,-3),(9,0),
(,0),(0,-)
②∠BAP=90°,∵A(3,0),B(0,4),
根据勾股定理,得AB=5,AP=,
∵BP=4-p,∴25+9+p2=(4-p)2,
解得p=-.∴点P的坐标为(0,-).
③∠ABP=90°,不存在满足条件的点P,
综上所述,点P的坐标为(0,0)或(0,-).
(3)当AM和AN为两邻边时,BN∥AM,
设N(n,3),∴BM=AM=BN=-n.∴OM=4+n.
根据勾股定理,得n2-(4+n)2=9,
∴n=-.∴N(-,3).
即N(5,3)或(-5,3)或(0,-3)或(-,3).
$专题聚焦四 全等、相似三角形的
一线三等角模型
1.一线三等角
如图所示,已知A,P,B三点共线,且∠1=∠2=∠3.
结论:△ACP∽△BPD;
当AC=BP或AP=BD或CP=PD时,△ACP≌△BPD.
2.一线三垂直(是“一线三等角”模型的特殊形式)
如图所示,已知A,B,C三点共线,且∠1=∠2=∠3=90°.
结论:△ABD∽△CEB;
当AB=CE或AD=CB或BD=EB时,△ABD≌△CEB.
例1 如图所示,在△ABC中,AB=AC,点D,E分别在边BC,AC上,BD=CE,且∠ADE=∠B.求证:∠CAD=∠ADC.
证明:∵AB=AC,
∴∠B=∠C.
∵∠ADE=∠B,∠ADC=∠B+∠BAD=
∠ADE+∠CDE,
∴∠CDE=∠BAD.
在△ABD和△DCE中,
∵∠BAD=∠CDE,∠B=∠C,BD=CE,
∴△ABD≌△DCE(AAS).
∴CD=AB.∴CD=CA.∴∠CAD=∠ADC.
例2 如图所示,在矩形ABCD的CD边上取一点E,将△BCE沿BE翻折,使点C恰好落在AD边上的点F处.当AB=5,且AF·FD=10时,求EF的长.
针对训练
1.如图所示,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,AD⊥CE于点D,BE⊥CE于点E.若AD=12,DE=7,则AC的长为 .
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2.如图所示,在四边形ABCD中,AB=11,AP=2,P是AB上一点,若∠DPC=∠A=
∠B=90°,则AD·BC= .
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3.(1)如图(1)所示,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CB=CA,直线ED经过点C,过A作AD⊥ED于点D,过B作BE⊥ED于点E.求证:△BEC≌△CDA.
图(1)
(1)证明:∵∠ACB=90°,
∠BCE+∠ACB+∠ACD=180°,
∴∠BCE+∠ACD=90°.
∵AD⊥ED,BE⊥ED,
∴∠BEC=∠CDA=90°,∠EBC+∠BCE=90°.
∴∠ACD=∠EBC.
在△BEC和△CDA中,
∵∠BEC=∠CDA=90°,∠EBC=∠ACD,CB=CA,
∴△BEC≌△CDA.
图(2)
图①
图②
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16
解:∵将△BCE沿BE翻折,使点C恰好落在AD边上点F处,
∴∠BFE=∠C=90°,CE=EF.
又∵在矩形ABCD中,∠A=∠D=90°,
∴∠AFB+∠DFE=90°,∠DEF+∠DFE=90°.∴∠AFB=∠DEF.
∴△FAB∽△EDF,∴=.
∴AF·DF=AB·DE.
∵AF·DF=10,AB=5,∴DE=2.
∴CE=DC-DE=5-2=3.∴EF=3.
(2)如图(2)所示,在△ABC中,D是BC上一点,∠CAD=90°,AC=AD,∠DBA=∠DAB,AB=2,求点C到AB边的距离.
(2)解:如图①所示,过点D作DF⊥AB于点F,过点C作CE⊥AB于点E,交BA的延长线于点E.
∵∠DBA=∠DAB,∴AD=BD.∴AF=BF=AB=.
∵∠CAD=90°,∴∠DAF+∠CAE=90°.
∵∠DAF+∠ADF=90°,∴∠CAE=∠ADF.
在△CAE和△ADF中,
∵∠CEA=∠AFD=90°,∠CAE=∠ADF,AC=AD,
∴△CAE≌△ADF.∴CE=AF=.即点C到AB的距离为.
(3)如图(3)所示,在▱ABCD中,E为边BC上的一点,F为边AB上的一点.若∠DEF=∠B,AB=10,BE=6,求的值.
图(3)
(3)解:如图②所示,过点D作DM=DC交BC的延长线于点M,
∴∠DCM=∠M.
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴DM=CD=AB=10,AB∥CD.∴∠B=∠DCM=∠M.
∵∠FEC=∠DEF+∠DEC=∠B+∠BFE,∠B=∠DEF,
∴∠DEC=∠BFE.
∴△BFE∽△MED.
∴===.
$专题聚焦二 中点常用性质及辅助线作法
类型一 构造中位线
情形1:如图(1)所示,D,E分别为AB,AC边的中点,连接DE.
图(1)
图(2)
C
2.如图所示,在△ABC中,D为AC的中点,过点D作DE⊥AC交AB于点F,交CB的延长线于点E,若点F恰好为DE的中点,BF=2,则AF的长为( )
A.2 B.4
C.6 D.8
3.如图所示,△ABC的中线BE,CF相交于点G,若EG=2,则BG= .
C
4
类型二 构造中线
情形1:如图所示,在△ABC中,AB=AC,D为BC的中点,连接AD.
结论:AD⊥BC;AD平分∠BAC.
4.如图所示,在△ABC中,D是BC上一点,AB=AD,E,F分别是AC,BD的中点,若EF=6,则AC的长是 .
5.如图所示,在△ABC中,AB=AC=5,BC=6,点M为BC的中点,MN⊥AC于点N,则
MN的长是 .
12
6.如图所示,在正方形ABCD和正方形CEFG中,点D在CG上,BC=1,CE=3,H是AF的中点,那么CH的长是 .
类型三 倍长中线
情形1:倍长中线
如图所示,在△ABC中,AD是BC边的中线.
辅助线作法1:延长AD至点E,使DE=AD,
连接BE.
辅助线作法2:过点B作BE∥AC交AD的延长线于点E.
结论:△ACD≌△EBD.
情形2:倍长类中线
如图所示,在△ABC中,D是边BC的中点,
E是边AB上一点,连接DE.
辅助线作法1:延长ED至点F,使DF=ED,连接CF.
辅助线作法2:过点C作CF∥AB交ED的延长线于点F.
结论:△BDE≌△CDF.
8.如图所示,AD是△ABC的中线,在AD上取一点F,连接BF并延长交AC于点E,AE=EF,求证:BF=AC.
证明:如图所示,延长AD至点H,使AD=DH,连接BH.
∵AD是△ABC的中线,∴BD=CD.
又∵∠ADC=∠BDH,AD=DH,
∴△ADC≌△HDB(SAS).
∴AC=BH,∠CAD=∠H.
∵AE=EF,∴∠EAF=∠AFE.
∵∠BFH=∠AFE,∴∠H=∠BFH.
∴BF=BH.∴AC=BF.
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15
结论:DE∥BC;DE=BC;△ADE∽△ABC.
情形2:如图(2)所示,已知CD是△ABC的中线,延长BC至E,使得CE=BC,连接AE.
结论:△BCD∽△BEA,CD=AE.
1.如图所示,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=1,D是斜边AB的中点,E是边BC上一点,且DE平分△ABC的周长,则DE的长为( )
A. B.1
C. D.
情形2:如图所示,在Rt△ABC中,∠C=90°,D为AB的中点,连接CD.
结论:CD=AB.
7.如图所示,在Rt△ABC中,∠A=90°,点D是BC的中点,点E是AB上一点,连接ED,过点D作DF⊥DE交AC于点F,连接EF.若BE=3,CF=2,则EF= .
$专题聚焦七 四边形常见模型(三)
—— 十字模型
类型 正方形“十字”模型 矩形“十字”模型
模型特点及结论 AE⊥BF
结论:△ABF≌△DAE BD⊥CE
结论:△ABD∽△DEC
变式图形及作法 分别过点E,G作AB,AD的垂线,得△NGF≌△MEA
分别过点G,F作CD,AD的垂线,得△GMH∽△FNE
例1 如图所示,在正方形ABCD中,点E,F分别在边CD,AD上,BE与CF交于点
G,若BC=4,DE=AF=1,则CG的长为 .
例2 如图所示,在矩形ABCD中,CE⊥BD,垂足为点E.若AB=5,CE=3,则
△BCE的面积为 .
针对训练
A
B
3.(2025绵阳模拟)如图所示,在正方形ABCD中,点E为对角线BD上一点,连接CE,过点E作EF⊥CE,交AD于点F.
(1)求证:EF=EC;
(1)证明:如图所示,过点E分别作AD,CD的垂线,垂足分别为点M,N.∵四边形ABCD是正方形,∴∠ADC=90°,∠ADB=∠CDB=45°.
∴四边形MEND是矩形,ND=EN.∴四边形MEND是正方形.
∴∠MEN=∠EMF=∠ENC=90°.
∵EF⊥CE,∴∠MEN=∠FEC=90°.
∴∠MEF=∠NEC=90°-∠FEN.
在△EMF和△ENC中,
∵∠EMF=∠ENC,EM=EN,∠MEF=∠NEC,
∴△EMF≌△ENC(ASA).∴EF=EC.
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10
1.(2025泸州模拟)如图所示,正方形ABCD的边长为a,点E是边AB上一点,且BE=AB,连接DE,过点C作CN⊥DE于点N,则CN的长为( )
A.a B.a
C.a D.a
2.(2025合肥模拟)如图所示,在矩形ABCD中,AB=,BC=1,动点E,F分别从点A,C同时出发,以每秒1个单位长度的速度沿AB,CD向终点B,D运动,过点E,F作直线l,过点A作直线l的垂线,垂足为点G,当AG取最大值时,DF等于( )
A. B. C. D.
(2)若BE=,求AF的长.
(2)解:如图所示,延长ME交BC于点H,
则四边形AMHB,ENCH是矩形,∴AM=BH,EH=CN.
∵△EMF≌△ENC,∴MF=CN.
∵∠DBC=45°,∠BHE=90°,
∴BH=EH,BE=BH=.
∴EH=BH=.∴AM=BH=EH=CN=MF=.∴AF=AM+MF=.
$专题聚焦八 折叠问题
抓重合,找对应,得全等.具体如下:
(1)折叠前后的两部分是全等图形,从而可以得到对应线段相等、对应角相等;
(2)折痕所在直线是对应点连线的垂直平分线.
折叠中常见模型:
模型分类 模型1 模型2 模型3 模型4
基本图形
利用勾
股定理 AE2+EP2=AP2 PE2+CE2=CP2 AE2+AP2=EP2 A′E2+A′B′2=B′E2
利用全
等、相似 △AEP≌
△CDP △CEP∽
△ADC △PAE∽
△EDC △ABE≌
△A′B′E
其他 △APC是等腰三角形 四边形EBFB′是菱形
类型一 利用勾股定理求解
例1 如图所示,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC=5,点D为AB边上一点,且AD=2,点E在BC边上(点E不与点B,C重合),将△DBE沿DE折叠,使得点B的对应点B′落在BC边上,则线段AB′的长为( )
D
例2 (2024雅安)如图所示,把矩形纸片ABCD沿对角线BD折叠,使点C落在
点E处,BE与AD交于点F,若AB=6,BC=8,则cos∠ABF的值是 .
针对训练
1.(2025河南)如图所示,在菱形ABCD中,∠B=45°,AB=6,点E在边BC上,连接AE,将△ABE沿AE折叠,若点B落在BC延长线上的点F处,则CF的长为( )
D
A
类型二 利用折叠出现的特殊模型——相似三角形求解
例3 (2025南充模拟节选)如图所示,将矩形ABCD折叠,折痕CE经过点C,点B的对应点F在边AD上.AB∶AD=4∶5,则AE与BE之比为 .
3∶5
针对训练
3.(2025安徽模拟)将一张矩形纸片ABCD沿对角线AC折叠.
(1)如图(1)所示,点D落在点D′处,若∠ACD=α,则∠BAD′的度数为
(用含α的式子表示);
(2)如图(2)所示,沿AC剪下△ACD得到纸片△ABC,折叠△ABC,使得点A落在CB延长线上的点A′处,得到折痕EF,再沿A′F折叠△A′FE,使得点E落在CB边上的点E′处,若AB=4,BC=3,则CF的长为 .
90°-2α
图(1)
图(2)
类型三 利用折叠出现的特殊模型——全等三角形求解
例4 (2025内江模拟)如图所示,在矩形纸片ABCD中,点E是BC边的中点,沿直线AE折叠,点B落在矩形内部的点B′处,连接AB′并延长交CD于点F.已知CF=4,DF=5,则AD的长为 .
12
针对训练
4.(2025南充节选)在矩形ABCD中,AB=10,AD=17,点E是线段BC上异于点B的一个动点,连接AE,把△ABE沿直线AE折叠,使点B落在点P处.
【初步感知】(1)如图(1)所示,当E为BC的中点时,延长AP交CD于点F,求证:FP=FC.
图(1)
(1)证明:连接EF,如图①所示.
由折叠可得∠APE=∠B=90°,PE=BE.
∵四边形ABCD为矩形,∴∠C=90°.
∵E为BC的中点,
∴BE=EC.∴PE=EC.
在Rt△EPF与Rt△ECF中,
∵EP=EC,EF=EF,
∴Rt△EPF≌Rt△ECF(HL).
∴FP=FC.
图①
【深入探究】(2)如图(2)所示,点M在线段CD上,CM=4.求点E在移动过程中PM的最小值.
图(2)
图②
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15
A.1 B.
C. D.
A.2 B.6-3
C.2 D.6-6
2.(2025广州模拟)如图所示,在矩形ABCD中,BC=2AB,点M,N分别在边BC,AD上.连接MN,将四边形CMND沿MN翻折,点C,D分别落在点A,E处,则tan∠AMN的值是( )
A.2 B.
C. D.
(2)解:由题意,得AP=AB=10,
∴点P在以A为圆心,10为半径的☉A的弧上.
连接AM,如图②所示.
当点P在线段AM上时,PM有最小值.
∵AB=CD=10,CM=4,∴DM=6.
又∵AD=17,
∴AM====5.
∴PM的最小值为AM-AP=5-10.
$专题聚焦五 四边形常见模型(一)
—— 半角模型
模型特点 一个大角包含一个小角,小角是大角的一半,二者共顶点且大角两边相等
图示及证明 ①先确定两角顶点;②绕公共顶点将大角和小角的一组邻边旋转一个大角,得到一对等角,一对等边和公共边,得两个三角形全等
结论 △DEF≌△DMF;DC=DG;EF=MF=CM+CF=AE+CF
例题 旋转是几何图形中最基本的图形变换之一,利用旋转可将分散的条件相对集中以达到解决问题的目的.
(1)如图(1)所示,四边形ABCD是正方形,点E,F分别在边BC和CD上,且∠EAF=45°,如图(2)所示,将△ADF绕点A顺时针旋转90°,探究图中线段
EF,BE,DF之间的数量关系为 .
图(1)
图(2)
EF=BE+DF
(2)如图(3)所示,在四边形ABCD中,AB=AD,∠B=∠D=90°,∠BAD=120°,以A为顶点的∠EAF=60°,AE,AF与BC,CD边分别交于E,F两点.(1)中结论是否依然成立?若成立,请写出证明过程;若不成立,请说明理由.
图(3)
解:(2)成立.
证明如下:如图所示,将△ADF绕点A顺时针旋转120°得到△ABM,
∴△ABM≌△ADF.∴∠ABM=∠D=90°,∠MAB=∠FAD,AM=AF,MB=DF.
∵∠ABE=90°,∴∠MBE=∠ABM+∠ABE=180°.
∴M,B,E三点共线.
∴∠MAE=∠MAB+∠BAE=∠FAD+∠BAE=∠BAD-∠EAF=60°.
∴∠MAE=∠FAE.
又∵AE=AE,AM=AF,∴△MAE≌△FAE(SAS).
∴ME=EF.∴EF=ME=MB+BE=DF+BE.
针对训练
1.若四边形ABCD是长与宽不相等的矩形,点E为CD中点且AE平分∠DAM,如图所示,则AM,AD和MC之间的数量关系为 .
AM=AD+MC
2.如图所示,正方形ABCD的边长为4,点M在CB的延长线上,BM=1,作∠MAN=
45°交DC延长线于点N,则MN的长为 .
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$专题聚焦十一 应用隐圆解决问题的方法
类型一 定点定长作圆
(1)如图(1)所示,在☉O中,点A,B,C,D在圆上,则OA=OB=OC=OD;
(2)如图(2)所示,若AB=AC=AD,则点B,C,D在以点A为圆心,AB的长为半径的圆上.
图(1)
图(2)
例1 如图所示,在四边形ABCD中,AB=AC=AD,连接BD,若∠CAD=84°,则∠CBD的度数为 .
42°
针对训练
1.如图所示,AB为一个长2 m的梯子(∠ACB=90°),P为AB的中点,若梯子AB竖直放在墙角AC处,沿墙下滑至水平放置,则在下滑的过程中,点P移
动的路径长为 m.
2.如图所示,在矩形ABCD中,E是边AB的中点,F是边AD上一动点,将△AEF沿EF所在直线折叠得到△A′EF,请你在图中画出点A′的运动轨迹.
类型二 以直角所对的边为直径作圆
(1)如图(1)所示,在☉O中,若AB是直径,点C在圆上,则∠ACB=90°;
(2)如图(2)所示,在△ABC中,若∠ACB=90°,则点C在以AB为直径的☉O上.
图(1)
图(2)
例2 如图所示,在正方形ABCD中,E是正方形内部一点,且∠AEB=90°,请画出点E的运动轨迹.
针对训练
3.如图所示,在Rt△ABC中,∠C=90°,∠BAC=30°,AB=2,点P从点C出发,沿CB运动到点B停止,过点B作射线AP的垂线,垂足为点Q,则点Q运动的路
径长为 .
4.如图所示,在Rt△ABC中,AB⊥BC,AB=6,BC=4,点P是△ABC内部的一个动点,且满足∠PAB=∠PBC,则线段CP长的最小值是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
B
类型三 定弦(非直径的弦)定角作圆
(1)如图(1)所示,在☉O中,若弦AB固定,则弦AB同侧所对的圆周角相等;
(2)如图(2)所示,若线段AB的长为定值,且线段AB所对的∠C的度数为定值(0°<∠C<180°),则点C落在经过A,B,C三点的圆上.
图(1)
图(2)
例3 如图所示,在等边三角形ABC中,点D是△ABC内一点,连接AD,BD,
∠ADB=120°,请画出点D的运动轨迹.
针对训练
5.如图所示,△ABC为等边三角形,AB=2.若点P为△ABC内一动点,且满足
∠PAB=∠ACP,则线段PB长度的最小值为 .
6.如图所示,在△ABC中,BC=2,点A为动点,在点A运动的过程中始终有∠BAC=45°,则△ABC面积的最大值为 .
类型四 四点共圆作圆
(1)如图(1)所示,若∠BAD+∠BCD=180°,则A,B,C,D四点共圆;
(2)如图(2)所示,固定线段AB所对的同侧动角∠P=∠C,则A,B,C,P四点
共圆.
图(1)
图(2)
例4 如图所示,在平面内有△ABC,D为平面内一动点,且AD平分∠CAB,连接BD,CD.若∠ABD+∠ACD=180°,BD=3,则CD的长为 .
3
针对训练
7.如图所示,在等腰直角三角形ABC中,∠BAC=90°,点D是直角边AC上一动点,连接BD,以BD为斜边在BD上方作等腰直角三角形BDE,连接EA,则∠EAB的度数为 .
45°
8.如图所示,在Rt△ABC中,∠A=90°,AB=4,点D为AB边的中点,连接CD,过点B作BE⊥CD交CD的延长线于点E.若∠ACD=30°,则△BCE的面积为
.
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18
解:点A′的运动轨迹如图所示.
解:点E的运动轨迹(不包含A,B两点)如图所示.
解:点D的运动轨迹为劣弧(不包含A,B两点),如图所示.
+1
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