内容正文:
专题04平行线几何模型压轴题(6大压轴题型)
题型导览
【题型1】拐点铅笔模型
【题型2】多拐点锯齿模型
【题型3】平行线+角平分线综合
【题型4】平行线+三角板旋转
【题型5】平行线+折叠问题
【题型6】情境类压轴
题型汇总
【题型1 拐点铅笔模型】
1.在未来的智慧城市中,AI智能巡检机器人是保障城市基础设施安全的“守护者”.这些机器人不仅能自主导航,还能实时分析周围环境,规划最优路径.
(1)【问题发现】
①如图1,直线,点,分别在,上,点为机器人的内部检测点,若,,则______.
②如图2,直线,点,分别在,上,点为机器人的外部检测点,猜想,,之间的数量关系是______.(直接写出结论,不需要证明)
(2)【尝试应用】
如图3,直线,点,分别在,上,机器人设置了垂直检测线,同时生成检测的角平分线与的角平分线交于点,求的度数.
(3)【拓展延伸】
如图4,直线,点,分别在,上,点为机器人的内部检测点.AI对检测路线进行优化,设置,,交的延长线于点,交的延长线于点,请你探究,与的数量关系.
2.学习了平行线的判定与性质后,某兴趣小组在练习中看到这样一道题“如图1,平分,平分,.判断,是否平行,并说明理由”,试着“玩”起数学来:
【基础巩固】
(1)条件和结论互换,改成了:“如图1,平分,平分,,则.”小明认为这个结论正确,你认同他的想法吗?请说明理由.
【尝试探究】
(2)小明发现:若将其中一条角平分线改成的垂线,则“”这个结论不成立.请帮小明完成探究:
如图2,,平分,,是与的夹角,是与的夹角,若,求的度数.
【拓展提高】
(3)如图3,若,,平分,试说明.
3.解答下列各题:
(1)如图1,直线,若,,则
如图2,直线,则
如图3,直线,那么的度数是
(2)如图4,直线,连接,直线,及线段把平面分成①、②、③、④四个部分,规定:线上各点不属于任何部分.当动点落在某个部分时,连接,,构成,,三个角.(提示:有公共端点的两条重合的射线所组成的角是角)
①当动点落在第①部分时,求证:;
②当动点落在第②部分时,是否成立?(直接回答成立或不成立)
③当动点在第③部分时,全面探究,,之间的关系,并写出动点的具体位置和相应的结论,选择其中一种结论加以证明.
4.【问题情境】如图1,已知直线分别与直线,相交于点,,.
(1)【尝试探究】求证:;
(2)【拓展探究】如图2,点在直线,之间,连接,.
①若,,求的大小;
②如图3,若,分别是,的平分线,点在的延长线上,连接,若,,请直接写出的度数.
5.如图1,,点在直线上,点在直线上,.
(1)当时,
①求证:.
②如图2,若直线平分,直线平分交于点,求的度数.
(2)当时,如图3,直线平分.直线过点交于点,且满足,请直接写出与的数量关系.
6.结合图形,解答下列各题:
(1)问题:如图所示,若,,求的度数.
(2)问题迁移:如图所示,,点在的上方,则之间有何数量关系?请说明理由.
(3)联想拓展:如图所示,在()的条件下,已知,的平分线和的平分线交于点,求的度数.
7.综合与实践
在平面内,对于和,给出如下定义:若存在一个常数,使得,则称是的“系数补角”.例如,,,因为所以是的“4系数补角”
【概念理解】
(1)若,则的“2系数补角”的度数为 .
【初步认识】
(2)如图1,平面内,,点、分别为直线、上一点,点为平行线间一点,连接,,已知,,完成下列问题:
①求的度数.
②是的“ 系数补角”.
【问题解决】
(3)在平面内,,点为直线上一点,点为直线上一点,点为平行线间一点,连接,,设与直线的夹角为,当,且是的“3系数补角”时,的度数为 .
8.已知直线,直线分别与、相交于E、F.
(1)如图1,、分别平分和,请直接写出的度数;
(2)如图2,点G在射线上,点H在射线上,、分别平分和,若,,求和的度数;
(3)如图3,点G在线段上,点H是直线上的动点(不与F重合),、分别平分和,设,请直接用含m的代数式表示的度数.
【题型2 多拐点锯齿模型】
9.综合与实践
2026年4月,在2026中关村论坛年会上,中国自主研制的“夸父”系列人形机器人首次规模化亮相,身高近一米六的白色引导机器人全天候在岗提供会场导航.在人形机器人的精密装配过程中,双臂协同作业是实现高精度操作的关键.如图,有两条平行的装配轨道与,即.左机械臂与轨道的接触点记为M,右机械臂与轨道的接触点记为N.为了实现复杂的装配任务,通过M、P、Q、N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,
①若,求的度数;
②试说明:;
(2)如图2所示,当,,时,求_____(用含的式子表示);
(3)当,时,直接写出与的数量关系(用含,的式子表示).
10.经过平行线中的“拐点”作平行线是解决与平行线有关问题的常用思路.
(1)如图1,,与的平分线相交于点P,则_________°;
(2)如图2,,,与的平分线相交于点P,求的度数;
(3)如图3,,,,,与的平分线相交于点P,求的度数.(用,,的代数式表示)
11.解决问题
(1)如图①,与的角平分线相交于点P,求的大小;
(2)如图②,与的平分线相交于点P,求的大小;
(3)如图,,,,与的角平分线相交于点P,则 ;(用,,的代数式表示)
(4)结合以上探索的经验,对这一模型进行一般化研究,画出示意图并写出对应的结论.
12.如图1,已知点是外一点,连接,,求的度数.
(1)阅读并补充下面解答过程:
解:过点作,
___________,___________,
,
.
(2)上述证明过程,了解并发现了“在解决几何时,适当地添加辅助线,可以有效地解决问题.”尝试解答下列问题:
①如图2,将直角三角板的顶点放在两平行线之间,,,探究与的数量关系,并说明理由;
②如图3,,,判断与的关系,并说明理由.
13.探究题:已知:.
(1)如图1,点E在与之间,问与有什么关系?请说明理由.
(2)如图2,点E在与之间,问与有什么关系?请说明理由.
(3)如图3,点E在与之间,问与又有什么关系?直接写出结论.
(4)如图4,与之间有何关系?直接写出结论.
14.如图1,,点E、F分别在、上,点O在直线、之间,且.
(1)求的值;
(2)如图2,直线分别交、的角平分线于点M、N,直接写出的值;
(3)如图3,在内,;在内,,直线分别交、分别于点M、N,且,直接写出m的值.
15.综合与实践:
(1)创设情境:在一次露营观星活动中,图1小明同学从营地A点出发,要到C地去,先沿北偏东方向到达B地,然后再沿北偏西方向到达目的地C.已知三个营地夹角,此时小明在营地A的__________方向;
(2)问题解决:夜晚观星活动开始,图2为观察北斗星时所拍摄,绘制北斗七星的位置图时将北斗七星:瑶光、开阳、玉衡、天权、天玑、天璇、天枢分别标为A,B,C,D,E,F,G,并连接,在绘制过程中(图3)若摇光、开阳所在的直线与天机星、天璇星所在的直线平行,,,求的度数;
(3)问题迁移:如图4,已知直线,E、F为两直线间的定点,且点F在点E的上方,,,连接,则的平分线与的平分线所在直线交于点G,则的度数为__________.
16.同学们还记得今年“春节联欢晚会”扭秧歌的机器人吗?现如今,我国的工业智能化发展已从“制造大国”转向了“智造强国”,在我国的“中国制造2025”宏大计划中,人工智能已经占据了重要地位.如图,某智能化工厂生产了一种智能机器,机械臂的精准操作可控制精确的方向,其中两条平行的机械轨道与,机械臂与轨道的接触点记为,机械臂与轨道的接触点记为,为了买现复杂的操作任务,通过关节和来调节三个机械臂,和的位置,在实际运行过程中,为确保稳定,三个机械臂,和不在同一条直线上.
(1)如图1,当时,猜想机械臂与的位置关系,并说明理由;
(2)如图2.当,,时,求的度数(用含的式子表示);
(3)当,时,请直接写出与之间的数量关系(用含,的式子表示).
【题型3 平行线+角平行线综合】
17.已知,点、分别是、上的点,点在、之间,连接、.
(1)如图,若,求的度数;
(2)如图,若点是下方一点,平分,平分,已知,求的度数;
(3)如图,若点是上方一点,连接、,且的延长线平分,平分,,求的度数.
18.如图,,点是直线上一点,点是平行线、之间一点,连接、.
【问题提出】
(1)如图1,过点作,若,,求的度数;
【问题初探】
(2)如图2,平分,平分,与相交于点,若,求的度数;
【衍生拓展】
(3)如图3,平分,平分,与相交于点,平分,过点作,请探究与之间的数量关系,并说明理由.
19.已知:直线,点和点是直线上的点,点和点是直线上的点,连接,,设直线和交于点.
(1)在如图1所示的情形下,若,求的度数(提示:可过点作);
(2)在如图2所示的情形下,若平分,平分,且与交于点,当,时,求的度数.
(3)如图3,当点在点的右侧时,若平分,平分,且,交于点,设,,用含有,的代数式表示.
20.如图,已知,,且交于点K,交于点H.
(1)求证:;
(2)如图2,连接,且平分,平分,求证:;
(3)如图3,在(2)的条件下,平分,平分,经过点G,且,点E到的距离为2,求的长度.
21.小学阶段通过剪拼得到“三角形的内角和等于”,学了“平行线”后,小安用说理的方式说明该结论正确.
证明过程如下:
如图1:延长到点,过点作,
,
①_____,②_____,
③_____.
.
(1)补全小安证明过程中①②③所缺的内容:
(2)如图2,现有一锐角,在的两边上分别取点、,过点、分别作直线、,且,点在、之间,
①若点是下方一点,连接、.若平分,平分,则、、这三个角有什么关系;并说明理由.
②如图3,若点是上方一点,连接、,且的延长线平分,平分,,直接写出的度数.
22.已知:如图1直线,被直线所截,.
(1)求证:;
(2)如图2,点E在,之间的直线上,P、Q分别在直线,上,连接、.
① 度;
②若平分,平分,猜想与之间的数量关系,并说明理由;
(3)如图3,在(2)的条件下,过P点作交于点H,连接,若平分,,则 度.
23.如图,,点是直线上一点,点是平行线、内部一点,连接、.
(1)如图1,当,,求的度数;
(2)如图2,平分,平分,与相交于点,求证:;
(3)如图3,平分,平分,过点作,请直接写出与的数量关系.
24.已知:,点在上,点、在上,点在、之间,连接、、,,,垂足为点.
(1)如图1,求的度数;
(2)如图2,平分,平分,、交于点,求的度数;
(3)如图3,在(2)的条件下,平分交于点,若,与所在直线交于点,若射线从射线的位置开始绕着点逆时针以每秒的速度进行旋转,射线交直线于点,旋转时间为秒,当为何值时,第一次与平行?并求此时的度数.
【题型4 平行线+三角板旋转】
25.【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ABC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,继续将三角板以每秒的速度绕点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.在这个转动的过程中,设三角板转动的时间为t(单位:),那么当三角板转动几秒时,三角板的边与三角板的边平行?请直接写出符合条件的t的值.
26.嘉淇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,嘉淇将含角的直角三角板中的点A落在直线上,若,则的度数为______;
(2)如图2,嘉淇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)嘉淇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射线上时停止,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.
27.如图,直线,在一副三角板和中,,,,,.
(1)将三角板如图1摆放,边与直线交于点O,顶点B落在直线上,当平分时,直接写出__________;
(2)将一副三角板如图2摆放,三角板的边与直线交于点R,三角板的顶点D落在直线上,,边与边在同一直线上,且B与E重合,分别作和的平分线相交于点T,求的度数;
(3)将一副三角板如图3摆放,三角板绕点A以每秒的速度顺时针旋转,同时三角板绕点D以每秒的速度顺时针旋转,设时间为t秒,且,直接写出所有满足边与三角板某一边平行的t值为__________.
28.小嵊与小州两位七年级同学在复习“平行线”后进行了课后探究:
素材提供:“一副三角板,两条平行线”.三角板与三角板如图1所示摆放,其中,, 、点A,B在直线上,点D,F在直线上.
动手实践:将三角板沿着直线平移或旋转能形成丰富的图形,也能得到许多有趣的结论.
问题解决:小嵊将三角板向右平移.
①如图2,当点E落在线段上时,求的度数.
②如图1,在三角板平移过程中,连接,记为,为,当点E在左侧时,的值是否为定值,若是定值,请求出这个值;若不是定值,请说明理由.
思维拓展:小州和小嵊一起将两块三角板旋转,如图3,小州将三角板绕点A以每秒的速度顺时针旋转,同时小嵊将三角板绕点D以每秒的速度顺时针旋转,设时间为t秒,,,且,若边与另一三角板的一条直角边(边,)平行时,请直接写出所有满足条件的t的值.
29.在综合与实践课上,班级开展了以两条平行线和直角三角尺为主题的数学活动.
【初步感知】(1)如图1,若三角尺的角的顶点G放在上,若,则的度数为________;
【自主探究】(2)将一副三角板如图2所示摆放,直线,若三角板不动,而三角板绕点D以每秒的速度顺时针旋转,设旋转时间为t秒,求当旋转到时,t的值是多少?
【探究拓展】(3)现将三角板绕点A以每秒的速度顺时针旋转,同时三角板绕点D以每秒的速度顺时针旋转,如图3,设时间为t秒,当时,若边与三角板的直角边平行,请直接写出满足条件的t值.
30.如图①所示的是一副三角尺,,,,.
(1)将两个三角尺按如图②所示的方式摆放,使点与点重合,点在直角边上,斜边与斜边相交于点,求的度数;
(2)如图③,将三角尺的直角顶点放在直线上,使,三角尺的顶点在直线上,直角边与斜边相交于点,则与有怎样的数量关系?请说明理由;
(3)直线,三角板和三角板按照图④所示放置,直角顶点与点重合,并且在直线上,直角顶点在直线上,,直角边与重合.若将三角板绕点以每秒6°的速度顺时针旋转,同时将三角板绕点以每秒的速度逆时针旋转,设旋转时间为秒.在旋转过程中,当边与三角板的一条边平行时,求出所有满足条件的的值.
31.【问题背景】
在数学综合与实践活动中,数学兴趣小组的活动主题是《关于三角板的数学思考》,
【实践操作】
(1)小明将一副三角板按如图1所示的方式放置,使三角板的直角顶点落在上,已知,,且,则的度数为______;
(2)如图2,小红将一个三角板放在一组直线与之间(其中),并使直角顶点A在直线上,顶点在直线上,现测得,,请判断直线与是否平行,并说明理由;
(3)现将三角板按图3方式摆放(其中),使顶点在直线上,直角顶点A在直线上,若,请写出与之间的关系式,并说明理由.
32.将一副三角板中的两块直角三角板如图1放置,已知,点、、、在同一直线上,,,,.
(1)若三角板如图1摆放时,则________,________.
(2)现固定位置不变,将沿方向平移至点正好落在上,如图2所示,作和的角平分线交于点,求的度数;
(3)将(2)中的固定,在绕点以每秒的速度顺时针旋转至与直线首次重合的过程中,当的边与的一条边平行时,所需的时长为秒,请求出符合条件的值.
【题型5 平行线+折叠问题】
33.已知M,N分别是长方形纸条边,上两点(),如图1所示,沿M,N所在直线进行第一次折叠,点A,D的对应点分别为点E,F,交于点P,如图2所示,继续沿进行第二次折叠,点B,C的对应点分别为点G,H,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
34.如图,已知长方形纸片,点E,F分别在边和上,且,H和G 分别是边和上的动点,现将点 A,B 沿向下折叠至点N,M 处,将点 C,D沿向上折叠至点P,K 处,若,则的度数为 ( )
A.或 B.或 C.或 D.或
35.如图,将一条对边互相平行的长方形纸带进行两次折叠,折痕分别为、,若,且,则( )
A. B. C. D.
36.把长方形纸片进行三次折叠.
第一次:如图1,点在上,点在上,将纸片沿折叠,点,的对应点分别为点,,交于点,设;
第二次:如图2,继续折叠纸片,使落在边上,折痕为,点,的对应点分别为点,;
第三次:沿继续折叠纸片,若的对应线段恰好是的三等分线,则的大小是________________.
37.如图,小明在课余时间拿出一张长方形纸片(),他先将纸片沿折叠,再将折叠后的纸片沿折叠,使得与重合,展开纸片后测量发现,则________ .
38.在四边形纸片中,,, 将纸片沿折叠得到如图所示图形.
(1)若, 则_________°.
(2)将图1中的四边形纸片沿折叠得到如图2所示图形, 若,则______°.
39.数学活动课上,老师带领学生们进行了折纸的系列综合实践活动:
〖活动素材〗如图,长方形纸片.
〖活动1〗如图1,将长方形纸片 进行折叠,第1次折叠,折叠后与交于点G,在探究过程中,同学们通过测量发现与的度数总是相等的;
〖活动2〗如图2,在活动1的基础上,将长方形纸片进一步折叠,第 2次沿折叠,且,同学们通过研究发现与之间也存在一定的数量关系;
〖活动3〗如图3,在活动2的基础上,作的平分线,并反向延长与的平分线交于点Q,与之间是否也存在确定的数量关系呢?
〖任务1〗求证:;
〖任务2〗若,求的度数;
〖任务3〗请画出点 Q,并直接写出与之间的数量关系.
40.【知识初探】王芳同学在探究“过直线外一点画已知直线的平行线”的活动中,通过如下的折纸方式找到了符合要求的直线.
①如图1,在正方形纸上画出一条直线,在外取一点过点折叠纸片,使得点的对应点落在直线上(如图),记折痕与的交点为,将纸片展开铺平;
②再过点将纸片进行折叠,使得点的对应点落在直线上(如图3),再将纸片展开铺平(如图4).
(1)通过上述的折纸过程,图2的折痕与直线的位置关系是________;
如图4,________,则与的位置关系为________.
【深入探究】
(2)李明同学在王芳同学折纸(图4)中量得,请你求出的大小(用含的代数式表示);
【拓展延伸】
(3)王伟同学改变直线和点的位置,按照王芳同学的方法折叠得到后(点,,,分别在线段,,,上),再画出和的角平分线、,、所在的直线交于点,请求出的度数.
【题型6 情境类压轴】
41.综合与探究
问题情境:如图,,和的延长线交于点,点在上,,点在的延长线上,连接.
(1)独立思考:如图1,若,求的度数.
(2)问题解决:如图2,若平分平分,点在上,平分.
①求证:;
②若,直接写出的度数.
42.问题情境:如图1,,,,求度数.小明的思路是:过作,如图2,通过平行线性质来求.
(1)按小明的思路,易求得的度数为______;
问题迁移:
(2)如图3,,点在射线上运动,当点在、两点之间运动时,,,则、、之间有何数量关系?请说明理由;
(3)在(2)的条件下,如果点在、两点外侧运动时(点与点、、三点不重合),请你判断、、间的数量关系并证明.
43.【问题情境】(1)如图1,,,,求度数.
【问题迁移】(2)如图2,,点P在射线上运动,(点P与点O,A,B不重合),,.直接写出,,之间的数量关系.
【拓展应用】(3)如图3,已知两条直线,点P在两平行线之间,且的平分线与的平分线相交于点Q,利用上面的结论,求的度数.
44.综合与实践
【问题情境】
已知一个角的两边与另一个角的两边分别平行,结合图形,试探索这两个角之间的数量关系.
【问题探索】
(1)如图①,,,则与的关系为______.
(2)如图②,,,则与的关系为_______.
(3)由(1)(2)你得出的结论为______;
【问题迁移】
(4)若与的两边分别平行,且比的2倍少,求与的度数.
45.综合与实践
【问题情境】数学活动课上,小北将一个含角的直角三角板按如图1放置,使点N,M分别在直线上,直线,直线与分别相交于点G,H,,且.
【探索发现】(1)填空:如图,过点P作,
∵,
∴ ,
∴ ,,
......
∴ (填“”“”或“”).
【操作探究】(2)的平分线交直线于点O.
①如图2,当时,求的度数;
②如图3,小北将三角板沿直线左右移动,并保持(点N不与点G重合),在平移的过程中求的度数(用含α的代数式表示).
46.【问题情境】
如图,,连接,垂足为点.
【问题解决】
(1)如图1,若,则的度数为__________;
【问题拓展】
(2)如图2,过点作,交的延长线于点,请说明与的数量关系;
(3)如图3,在(2)问的条件下,平分交于点,若,求的度数.
47.【问题情境】在综合实践课上,老师组织班上的同学开展了探究两角之间数量关系的数学活动,如图,已知射线,连接,点是射线上的一个动点(与点不重合),分别平分和,且分别交射线于点.
(1)【探索发现】当时,求:的度数;
(2)“快乐小组”经过探索后发现:不断改变的度数,与始终存在某种数量关系.
①当时,______;
②当时,______(用含的代数式表示);
(3)【操作探究】“智慧小组”利用量角器量出和的度数后,探究二者之间的数量关系.他们惊奇地发现,当点在射线上运动时,无论点在上的什么位置,与之间的数量关系都保持不变.请写出它们的关系,并说明理由.
48.【问题情境】
(1)如图1,∥是上一点,B是上一点,点C在直线之间.
①若,,则的度数为____________.
【问题探究】
②试探究的数量关系,并说明理由.
【问题应用】
(2)如图2,是三面镜子,将一束光线沿方向射入镜子,通过镜子的反射,最后从镜子上的点C处射出,此时入射光线与反射光线平行.若,试用含的式子表示出的度数.
试卷第1页,共3页
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专题04平行线几何模型压轴题(6大压轴题型)
题型导览
【题型1】拐点铅笔模型
【题型2】多拐点锯齿模型
【题型3】平行线+角平分线综合
【题型4】平行线+三角板旋转
【题型5】平行线+折叠问题
【题型6】情境类压轴
题型汇总
【题型1 拐点铅笔模型】
1.在未来的智慧城市中,AI智能巡检机器人是保障城市基础设施安全的“守护者”.这些机器人不仅能自主导航,还能实时分析周围环境,规划最优路径.
(1)【问题发现】
①如图1,直线,点,分别在,上,点为机器人的内部检测点,若,,则______.
②如图2,直线,点,分别在,上,点为机器人的外部检测点,猜想,,之间的数量关系是______.(直接写出结论,不需要证明)
(2)【尝试应用】
如图3,直线,点,分别在,上,机器人设置了垂直检测线,同时生成检测的角平分线与的角平分线交于点,求的度数.
(3)【拓展延伸】
如图4,直线,点,分别在,上,点为机器人的内部检测点.AI对检测路线进行优化,设置,,交的延长线于点,交的延长线于点,请你探究,与的数量关系.
【答案】(1)① ;②
(2)
(3)
【分析】本题考查了平行的性质,熟练掌握平行的模型,作出合适辅助线是解题的关键.
(1)过拐点作,从而得到,利用平行的性质进行角度计算即可求得答案;
(2)过点作,设,,利用平行的性质可得,结合第(1)问的结论即可求解;
(3)过点作,过点作,过点作,设,,利用平行的性质将,与用和表示出来,从而得出它们之间的关系.
【详解】(1)解:①如图,过点作,
,
,
,
,
,
;
②如图,过点作,
,
,
,
,
,
.
(2)解:如图,过点作,设,,
平分,平分,
,,
,
,
,
,
,
即,
由(1)可知,.
(3)如图,过点作,过点作,过点作,则,
设,,
,,
,,
,
,,
,
,
,,
,
,
,,
,
.
2.学习了平行线的判定与性质后,某兴趣小组在练习中看到这样一道题“如图1,平分,平分,.判断,是否平行,并说明理由”,试着“玩”起数学来:
【基础巩固】
(1)条件和结论互换,改成了:“如图1,平分,平分,,则.”小明认为这个结论正确,你认同他的想法吗?请说明理由.
【尝试探究】
(2)小明发现:若将其中一条角平分线改成的垂线,则“”这个结论不成立.请帮小明完成探究:
如图2,,平分,,是与的夹角,是与的夹角,若,求的度数.
【拓展提高】
(3)如图3,若,,平分,试说明.
【答案】(1)认同,理由见解析;
(2);
(3)见解析.
【分析】(1)根据两直线平行,同旁内角互补可得,结合根据角平分线的定义得到的,,即可证明;
(2)先求出,再由两直线平行,同旁内角互补,求出,再根据角平分线的定义求出的度数即可;
(3)先证明,,再结合,即可证明.
【详解】(1)解:认同,理由如下:
∵,
∴,
∵平分,平分,
∴,,
∴,
∴.
(2)解:∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵平分,
∴,
∴.
(3)解:∵平分,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴.
3.解答下列各题:
(1)如图1,直线,若,,则
如图2,直线,则
如图3,直线,那么的度数是
(2)如图4,直线,连接,直线,及线段把平面分成①、②、③、④四个部分,规定:线上各点不属于任何部分.当动点落在某个部分时,连接,,构成,,三个角.(提示:有公共端点的两条重合的射线所组成的角是角)
①当动点落在第①部分时,求证:;
②当动点落在第②部分时,是否成立?(直接回答成立或不成立)
③当动点在第③部分时,全面探究,,之间的关系,并写出动点的具体位置和相应的结论,选择其中一种结论加以证明.
【答案】(1);;
(2)①见解析;②不成立;③当在射线右侧时:;当在射线上时:且;当在射线左侧时:,证明见解析
【分析】本题考查平行线的性质,正确作出辅助线是解题的关键.
(1)如图1,过点E作,根据两直线平行,内错角相等得到、,进而得到;如图2,过点E作,根据两直线平行,同旁内角互补得到、,进而得到;如图3,过点A作、过点作,过点C作,利用多次平行线的性质求解即可;
(2)同(1)进行求解即可,当动点在第③部分时,要注意分类讨论即可.
【详解】(1)解:如图1,过点E作,
,
,
、,
;
如图2,过点E作,
,
,
、,
,
即;
如图3,过点A作、过点作,过点C作,
同图1得:,
,
,
,
,
;
(2)解:①过点作交于,
,
、,
,
即;
②不成立,
过点作交于,
,
、,
,
即;
③(a)当在射线右侧时,结论是:;
(b)当在射线上时,结论是:且;
(c)当在射线左侧时,结论是:;
选择(a)证明:
如图,连接,连接交于,
,
,
,
;
选择(b)证明:
如图,在射线上,
,
,
;
选择(c)证明:
如图,连接,连接交于,
,
,
,
.
4.【问题情境】如图1,已知直线分别与直线,相交于点,,.
(1)【尝试探究】求证:;
(2)【拓展探究】如图2,点在直线,之间,连接,.
①若,,求的大小;
②如图3,若,分别是,的平分线,点在的延长线上,连接,若,,请直接写出的度数.
【答案】(1)见详解
(2)①,②
【分析】(1)先由 得出同位角相等,再利用邻补角的定义进行等量代换,即可推出 与 互补.
(2)①先过点 作平行于 的辅助线,利用平行线的传递性得到三条直线互相平行,将 拆分为两个内错角之和;再结合 得出同旁内角互补,根据角的比例关系列式计算,求出 的度数;
②设 ,利用角平分线定义和平行线性质表示出相关角度,再过点 作平行线,把 用含 的式子表示,结合已知 列方程求出 ,最后根据角的关系算出 的度数.
【详解】(1)证明:,
(两直线平行,同位角相等),
又(邻补角定义),
.
(2)①过点作,
,
,
;,
,
,
(两直线平行,同旁内角互补),
,
,
即.
②设,则,
平分,
,
,
,
平分,
,
,
过点作,
,
,
;,
,
,即,
解得,
.
综上,的度数为.
5.如图1,,点在直线上,点在直线上,.
(1)当时,
①求证:.
②如图2,若直线平分,直线平分交于点,求的度数.
(2)当时,如图3,直线平分.直线过点交于点,且满足,请直接写出与的数量关系.
【答案】(1)①见解析,②
(2)
【分析】()①根据平行线的性质可以得到内错角相等,再结合角度的垂直得到即可.
②作,结合平行线的性质可得,根据角平分线的定义可得,,结合代入即可求得.
()同理()可证,得到,再把,以及角平分线得到的相等的角代入即可.
【详解】(1)解:①如图,过作,
∵
∴
∴,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴;
②过作,
∵,
∴,
∴,
∵直线平分,直线平分
∴设,,则,
由()知,
∴,
∴,
∴.
(2)解:如图所示,设交于,作交于,在的延长线上取一点,
∵
∴
∴,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴;
∵直线平分,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
如图,过点作,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴.
【点睛】本题考查平行线的性质以及角平分线的性质,熟练掌握相关的知识点是解决本题的关键.
6.结合图形,解答下列各题:
(1)问题:如图所示,若,,求的度数.
(2)问题迁移:如图所示,,点在的上方,则之间有何数量关系?请说明理由.
(3)联想拓展:如图所示,在()的条件下,已知,的平分线和的平分线交于点,求的度数.
【答案】(1)
(2),理由见解析
(3)
【分析】(1)过点作,利用与平行的性质,推出也平行于;再依据平行线的性质,通过内错角相等求出的度数,借助同旁内角互补算出的度数,最后将与相加,得到的度数;
(2)过点作,结合与平行的条件,得出平行于;利用平行线内错角相等的性质,分别得到与、与的等量关系,再根据角的组成关系,通过等量代换整理出与、的数量关系;
(3)根据角平分线的定义,将表示为的一半、表示为的一半,结合第(2)题可得出、,代入角平分线的等量关系,整理后得到与的数量关系,即可计算出的度数.
【详解】(1)解:如图1,过点作,
∵,,,
∴,
∴,,
∴,
∴.
(2)解:.
理由:如图2,过点作,
∵,
∴,
∴,,
又∵,
∴,
∴;
(3)解:由(2)的结论,同理可得:,,
∵平分,平分,
∴,,
∴.
7.综合与实践
在平面内,对于和,给出如下定义:若存在一个常数,使得,则称是的“系数补角”.例如,,,因为所以是的“4系数补角”
【概念理解】
(1)若,则的“2系数补角”的度数为 .
【初步认识】
(2)如图1,平面内,,点、分别为直线、上一点,点为平行线间一点,连接,,已知,,完成下列问题:
①求的度数.
②是的“ 系数补角”.
【问题解决】
(3)在平面内,,点为直线上一点,点为直线上一点,点为平行线间一点,连接,,设与直线的夹角为,当,且是的“3系数补角”时,的度数为 .
【答案】(1)
(2)①②5
(3)的度数为或
【分析】(1)设的“2系数补角”是,根据题意可得,解方程即可得到答案;
(2)①过点作,得,可得;
②根据几系数补角的定义列方程求解即可;
(3)先求出,再分点P在之间,点在点左右两侧,两种情况讨论求解即可.
【详解】(1)解:设的“2系数补角”是,根据题意,得
,
解得: ,
所以,的“2系数补角”的度数是;
(2)解:①过点作,如图,
∵,
∴,
∴,,
∴;
②∵,,
根据定义得,
∴,
解得,
∴是的“5系数补角”
(3)解:∵,且是的“3系数补角”,
∴,
∴,
∴,
当点P在之间,点在点右侧,如图,过点作,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴;
当点P在之间,点在点左侧,如图,过点作,
∵,
∴,
∴,
∴,
又
∴;
综上,的度数为或.
8.已知直线,直线分别与、相交于E、F.
(1)如图1,、分别平分和,请直接写出的度数;
(2)如图2,点G在射线上,点H在射线上,、分别平分和,若,,求和的度数;
(3)如图3,点G在线段上,点H是直线上的动点(不与F重合),、分别平分和,设,请直接用含m的代数式表示的度数.
【答案】(1)
(2),
(3)或
【分析】(1)根据角平分线的定义和平行线的性质可得答案;
(2)先由外角的性质得,由角平分线的定义得,再由平行线的性质得,由外角的性质得,最后由角平分线的定义得;
(3)分两种情况讨论:当点在点的右边时;当点在点的左边时,画出图形分别求解即可.
【详解】(1)解:(1)、分别平分和,
可设,(角平分线的定义),
,
(两直线平行,同旁内角互补),
.
又,
,
.
(2)解:∵,,
∴,
∵平分,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵平分,
∴;
(3)解:分以下两种情况:
当点在点的右边时,如图3所示:
∵、分别平分和,
∴可设,,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴;
当点在点的左边时,如图所示:
∵、分别平分和,
∴可设,,
∴,,
∴,
∴,
∵,
∴;
综上所述:的度数为或.
【题型2 多拐点锯齿模型】
9.综合与实践
2026年4月,在2026中关村论坛年会上,中国自主研制的“夸父”系列人形机器人首次规模化亮相,身高近一米六的白色引导机器人全天候在岗提供会场导航.在人形机器人的精密装配过程中,双臂协同作业是实现高精度操作的关键.如图,有两条平行的装配轨道与,即.左机械臂与轨道的接触点记为M,右机械臂与轨道的接触点记为N.为了实现复杂的装配任务,通过M、P、Q、N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,
①若,求的度数;
②试说明:;
(2)如图2所示,当,,时,求_____(用含的式子表示);
(3)当,时,直接写出与的数量关系(用含,的式子表示).
【答案】(1)①,②见详解
(2)
(3)
【分析】本题主要考查了平行线的性质.
(1)①根据两直线平行,内错角相等证明;②延长交于点H,根据两直线平行,同位角相等,再结合①的结论证明;
(2)过点P作,过点Q作,多次运用两直线平行,内错角相等来解答即可;
(3)过点P作,过点Q作,多次运用两直线平行,内错角相等来解答即可.
【详解】(1)解:①,
,;
②延长交于点H,如图,
,
,
;
(2)过点P作,过点Q作,如图,
,,,,,
,,,
,
,,
,,
,,
,
,即;
(3)过点P作,过点Q作,如图,
,,,,,
,,,
,
,,
,,
,
.
10.经过平行线中的“拐点”作平行线是解决与平行线有关问题的常用思路.
(1)如图1,,与的平分线相交于点P,则_________°;
(2)如图2,,,与的平分线相交于点P,求的度数;
(3)如图3,,,,,与的平分线相交于点P,求的度数.(用,,的代数式表示)
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)如图,过P点作直线,则可得,根据平行线的性质和角平分线的定义可得.
(2)如图,过E点作直线,过F点作直线,则可得.根据平行线的性质可得, , .根据角平分线的定义可得,.由可得,结合(1)中的结论可得,进而可得.
(3)如图,过F点作直线,则可得.由(1)得,,,进而可得.由角平分线的定义可得,,由(1)得.
本题考查了平行线的判定与性质,角平分线等知识.熟练掌握平行线的判定与性质,明确角度之间的数量关系是解题的关键.
【详解】(1)解:如图,过P点作直线,
∵,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∵、分别平分和,
∴,,
∴,
∴.
(2)解:如图,过E点作直线,过F点作直线.
∵,
∴,
∴, , ,
∵、分别平分和,
∴,,
∵,
即,
∴,
由(1)知,
∴,
.
(3)解:如图,过F点作直线.
∵,
∴,
由(1)得,,
∴,
∵,,,
∴,
∴,
∵、分别平分和,
∴,,
由(1)得
.
11.解决问题
(1)如图①,与的角平分线相交于点P,求的大小;
(2)如图②,与的平分线相交于点P,求的大小;
(3)如图,,,,与的角平分线相交于点P,则 ;(用,,的代数式表示)
(4)结合以上探索的经验,对这一模型进行一般化研究,画出示意图并写出对应的结论.
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)见解析
【分析】本题考查平行线的性质,角平分线的定义,列代数式,
(1)利用平行线性质得,结合角平分线定义得,再由三角形内角和求出;
(2)作辅助线构造平行线,利用内错角相等推导角的关系,结合已知,通过角平分线性质求出;
(3)作辅助线转化折线角,利用平行线性质建立与α、β、γ的关系,再由角平分线定义得;
(4)画出及多个折线角的示意图,总结规律:等于内部所有折点(点)中奇数项角的和减去所有偶数项角的和的一半.
【详解】(1)解:作,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵平分平分,
∴,
∴;
(2)解:如图所示,作,则,
∴,,
∴,
设,
∴
,即,
整理得,
,
∴,
∴;
(3)解:由平行线性质及角平分线定义,,
如图所示,作,则,
∴,
∴
,
∴,
∵,
∴;
(4)解:一般化研究示意图:画两条平行线,在两线之间依次画多个折线角(如,,,),与的角平分线交于点P,
结论:,即内部所有折点(点)中所有奇数项的角和减去所有偶数项的角和的一半.
例如,若有3个折线角,则,与第(3)问一致.
12.如图1,已知点是外一点,连接,,求的度数.
(1)阅读并补充下面解答过程:
解:过点作,
___________,___________,
,
.
(2)上述证明过程,了解并发现了“在解决几何时,适当地添加辅助线,可以有效地解决问题.”尝试解答下列问题:
①如图2,将直角三角板的顶点放在两平行线之间,,,探究与的数量关系,并说明理由;
②如图3,,,判断与的关系,并说明理由.
【答案】(1)见解析
(2)①;②.
【分析】(1)利用平行线的性质即可证明;
(2)①作,利用平行线的判定和性质即可得到;
②作,,利用平行线的判定和性质即可得到.
【详解】(1)解:过点作,
, ,
,
;
(2)解:①;理由如下:
作,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴;
②.理由如下:
作,,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,即,
∴.
13.探究题:已知:.
(1)如图1,点E在与之间,问与有什么关系?请说明理由.
(2)如图2,点E在与之间,问与有什么关系?请说明理由.
(3)如图3,点E在与之间,问与又有什么关系?直接写出结论.
(4)如图4,与之间有何关系?直接写出结论.
【答案】(1),理由见解析
(2),理由见解析
(3),理由见解析
(4),理由见解析
【分析】本题考查了平行线的性质以及角的计算,根据平行线的性质得出相等或互补的量是解题的关键.
(1)根据平行线的性质即可解决问题;
(2)根据平行线的性质即可解决问题;
(3)根据平行线的性质即可解决问题;
(4)根据平行线的性质即可解决问题.
【详解】(1)解:,理由如下:
过点E作,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴;
(2)解:,理由如下:
过点E作,
∵,
,
∴,
∴,
∴;
(3)解:,理由如下:
如图所示,
∵,
∴.,
∵,
∴;
(4),理由如下:
过点F作,
由(1)知,,
∴,
∴.
14.如图1,,点E、F分别在、上,点O在直线、之间,且.
(1)求的值;
(2)如图2,直线分别交、的角平分线于点M、N,直接写出的值;
(3)如图3,在内,;在内,,直线分别交、分别于点M、N,且,直接写出m的值.
【答案】(1)
(2)
(3)4
【分析】本题考查了平行线的性质、角平分线的定义,熟练掌握以上知识点并灵活运用,添加适当的辅助线是解此题的关键.
(1)过点O作,则,由平行线的性质可得,,从而可得,即可得解;
(2)过点M作,过点N作,由角平分线的定义可得,,设,,计算得出,由平行线的性质可得,,,由此计算即可得解;
(3)设直线与交于点K,与交于点H,由平行线的性质可得,求出,再结合,在内,.得出,计算即可得解.
【详解】(1)解:过点O作,如图所示:
∵,
∴,
∴,,
∴,
即,
∵,
∴;
(2)解:过点M作,过点N作,如图所示:
∵平分,平分,
∴,,
设,,
∵,
,
∴,
∵,,,
∴,
∴,,,
∴
,
故的值为;
(3)解:如图,设直线与交于点K,与交于点H,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
即,
∵,在内,.
∴,
,
∵,
∴,
∴,
即,
∴,
解得.
15.综合与实践:
(1)创设情境:在一次露营观星活动中,图1小明同学从营地A点出发,要到C地去,先沿北偏东方向到达B地,然后再沿北偏西方向到达目的地C.已知三个营地夹角,此时小明在营地A的__________方向;
(2)问题解决:夜晚观星活动开始,图2为观察北斗星时所拍摄,绘制北斗七星的位置图时将北斗七星:瑶光、开阳、玉衡、天权、天玑、天璇、天枢分别标为A,B,C,D,E,F,G,并连接,在绘制过程中(图3)若摇光、开阳所在的直线与天机星、天璇星所在的直线平行,,,求的度数;
(3)问题迁移:如图4,已知直线,E、F为两直线间的定点,且点F在点E的上方,,,连接,则的平分线与的平分线所在直线交于点G,则的度数为__________.
【答案】(1)北偏东
(2)
(3)
【分析】本题主要考查了平行线的性质与判定,方位角有关的计算,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)由题意得,,则由平行线的性质得到,由三角形内角和定理可得的度数,再求出的度数即可得到答案;
(2)过点C作,过点D作,则,由平行线的性质可得,,则可求出,得到,证明,得到,则;
(3)过点F作,过点E作,则,由平行线的性质得到,,证明,得到,设,则,由角平分线的定义可得,,则,即可得到.
【详解】(1)解:如图所示,由题意得,,
∵,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴此时小明在营地A的北偏东方向;
(2)解:如图所示,过点C作,过点D作,
∴
∴,,
∵,
∴,即,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴;
(3)解:如图所示,过点F作,过点E作,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∴,
设,
∴,
∵的平分线与的平分线所在直线交于点G,
∴,,
∴,
∴.
16.同学们还记得今年“春节联欢晚会”扭秧歌的机器人吗?现如今,我国的工业智能化发展已从“制造大国”转向了“智造强国”,在我国的“中国制造2025”宏大计划中,人工智能已经占据了重要地位.如图,某智能化工厂生产了一种智能机器,机械臂的精准操作可控制精确的方向,其中两条平行的机械轨道与,机械臂与轨道的接触点记为,机械臂与轨道的接触点记为,为了买现复杂的操作任务,通过关节和来调节三个机械臂,和的位置,在实际运行过程中,为确保稳定,三个机械臂,和不在同一条直线上.
(1)如图1,当时,猜想机械臂与的位置关系,并说明理由;
(2)如图2.当,,时,求的度数(用含的式子表示);
(3)当,时,请直接写出与之间的数量关系(用含,的式子表示).
【答案】(1),理由见详解
(2)
(3)与之间的数量关系有:或或或
【分析】本题主要考查平行线的性质,掌握平行线的判定和性质是关键.
(1)过点作,过点作,可得,即,结合平行线的判定即可求解;
(2)如图所示,过点作,过点作,,,根据即可求解;
(3)根据题意,分类讨论,数形结合分析即可求解.
【详解】(1)解:,理由如下,
如图所示,过点作,过点作,
∵,
∴,
∴,,
∵,
∴,即,
∴;
(2)解:如图所示,过点作,过点作,
∴,
∴,,
∴,
∴;
(3)解:第一种情况,,
如图所示,过点作,过点作,则,
同理,,,
∴,
∴;
如图所示,过点作,过点作,则,
∴,,
∴,
∴,,
∴,即;
如图所示,
∴,,
∴,
∴,,
∴,即;
第二种情况,,
如图所示,
∴,,
∴,
∴,即;
如图所示,
∴;
综上所述,与之间的数量关系有:或或.
【题型3 平行线+角平行线综合】
17.已知,点、分别是、上的点,点在、之间,连接、.
(1)如图,若,求的度数;
(2)如图,若点是下方一点,平分,平分,已知,求的度数;
(3)如图,若点是上方一点,连接、,且的延长线平分,平分,,求的度数.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)过作,依据两直线平行,内错角相等,即可得到的度数;
(2)过作,过点P作,设,利用平行线的性质以及角平分线的定义,求得,,即可得到;
(3)过作,过作,设,,利用平行线的性质以及角平分线的定义,可得,,再根据,据此计算即可求解.
【详解】(1)解:如图1,过作,
,
∴,
∴,,
,
∴;
(2)解:如图2,过作,过点P作,设,
,,
,
,
,,
,
平分,平分,
,
,
,
,
平分,
,
,
,
,
,,
;
(3)解:如图3,过作,过作,设,,
交于,平分,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,平分,
,,
,
,
,,
,
,
,
.
18.如图,,点是直线上一点,点是平行线、之间一点,连接、.
【问题提出】
(1)如图1,过点作,若,,求的度数;
【问题初探】
(2)如图2,平分,平分,与相交于点,若,求的度数;
【衍生拓展】
(3)如图3,平分,平分,与相交于点,平分,过点作,请探究与之间的数量关系,并说明理由.
【答案】(1);(2);(3),理由见解析
【分析】本题考查了平行线的性质,角平分线的定义,明确角度之间的数量关系是解题的关键.
(1)过点作,由平行线的性质得出,,根据,计算求解即可;
(2)根据(1)中的结论先得到:,,再由角平分线的定义即可得出结论;
(3)作的角平分线交于点,由邻补角的角平分线互相垂直得到,由根据两直线平行,同旁内角互补得到与的关系,再由(2)题的结论即可得出与的数量关系即可.
【详解】(1)解:,
,
,
,
,
,,
,
的度数为;
(2)解:由(1)得:,
同理:,
平分,平分,
,,
,
;
,
;
(3)解:,理由如下,
∵平分,
,
平分,
,
,即,
,即,
,
,即,
,
由(2)得:,
.
19.已知:直线,点和点是直线上的点,点和点是直线上的点,连接,,设直线和交于点.
(1)在如图1所示的情形下,若,求的度数(提示:可过点作);
(2)在如图2所示的情形下,若平分,平分,且与交于点,当,时,求的度数.
(3)如图3,当点在点的右侧时,若平分,平分,且,交于点,设,,用含有,的代数式表示.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】本题主要考查平行线的判定及性质:
(1)过点作,容易证得,,进而可得,;
(2)过点作,容易求得,;
(3)过点作,容易求得,,进而可得.
【详解】(1)解:如图所示,过点作.
∵,
∴.
∵,
∴,.
∴,.
∴.
(2)解:如图所示,过点作.
∵,
∴,.
∴,.
∵平分,平分,
∴,.
∴,.
∴.
(3)解:如图所示,过点作.
根据图形可知.
∵,
∴,.
∴,.
∵平分,平分,
∴,.
∴,.
∴.
∴.
20.如图,已知,,且交于点K,交于点H.
(1)求证:;
(2)如图2,连接,且平分,平分,求证:;
(3)如图3,在(2)的条件下,平分,平分,经过点G,且,点E到的距离为2,求的长度.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)
【分析】本题考查了平行线的性质,点到直线的距离,垂线的定义,角平分线的定义,熟练掌握平行线的性质是解题的关键;
(1)过点作,得出,,根据,得,即可得证;
(2)过点作,设,,,,同(1)可得,得出,即可得证;
(3)先证明,过点作于点,进而根据,结合三角形的面积,可得,即可求解.
【详解】(1)证明:如图,过点作,
∴,
∵,,
∴
∴,
∵,
∴,
∴,
即;
(2)解:如图所示,过点作,
设,
∵平分,平分,
∴,,
∵
∴,,
∴,
同(1)可得,
∴
∴
∴;
(3)解:设
∵平分,
∴,
∵
∴
∵平分,
∴
∴
∴
如图,过点作于点,
∵,
∴
∴
∴
∴
∵点E到的距离为2,
∴.
21.小学阶段通过剪拼得到“三角形的内角和等于”,学了“平行线”后,小安用说理的方式说明该结论正确.
证明过程如下:
如图1:延长到点,过点作,
,
①_____,②_____,
③_____.
.
(1)补全小安证明过程中①②③所缺的内容:
(2)如图2,现有一锐角,在的两边上分别取点、,过点、分别作直线、,且,点在、之间,
①若点是下方一点,连接、.若平分,平分,则、、这三个角有什么关系;并说明理由.
②如图3,若点是上方一点,连接、,且的延长线平分,平分,,直接写出的度数.
【答案】(1)①A,②B,③.
(2)①;理由见详解;②
【分析】本题主要考查了三角形内角和的证明过程,平行线的性质与判定的综合运用,解决问题的关键是作辅助线构造内错角,利用平行线的性质以及角的和差关系进行推算.
(1)利用平行线的性质以及平角的定义证明即可.
(2)①过作,过点P作,设,利用平行线的性质以及角平分线的定义可得出 .
②过作,过E作,设,,利用平行线的性质以及角平分线的定义,可得,,再根据,据此计算即可求解.
【详解】(1)证明:延长到点,过点作,
,
, ,
.
,
故答案为:①A,②B,③.
(2)解:①如图2,过作,过点作,若平分,平分,则、、这三个角有什么关系;并说明理由.
∴,
设,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵平分,
∴,
∵,
∴,
∵平分,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
即
②如图3,过作,过作,设,,
∵交于M,平分,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,平分,
∴,,
∵,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴.
22.已知:如图1直线,被直线所截,.
(1)求证:;
(2)如图2,点E在,之间的直线上,P、Q分别在直线,上,连接、.
① 度;
②若平分,平分,猜想与之间的数量关系,并说明理由;
(3)如图3,在(2)的条件下,过P点作交于点H,连接,若平分,,则 度.
【答案】(1)见解析
(2)①360;②,见解析
(3)30
【分析】(1)首先证明,即可证得;
(2)①作,由平行线的性质得到,,又因为,结合图形即可求解;
②作,由平行线的性质得到,,得到,同理可证:,然后结合角平分线的定义求解即可;
(3)如图3中,设,,,则,由平行线的性质得到,然后推出,然后结合角平分线的定义求解即可.
【详解】(1)证明:如图1,
∵,,
∴,
∴;
(2)解:①过点E作,如图
∵,,
∴,
∴,,
又∵,
∴.
②结论:.理由如下:
过点E作,
∵,,
∴,
∴,,
∴,
∴,
同理可证:,
∵,,,,
∴,
∴,
∴.
(3)解:如图3中,设,,,
∵,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵平分,
∴,
∴,
∵平分,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴.
23.如图,,点是直线上一点,点是平行线、内部一点,连接、.
(1)如图1,当,,求的度数;
(2)如图2,平分,平分,与相交于点,求证:;
(3)如图3,平分,平分,过点作,请直接写出与的数量关系.
【答案】(1)
(2)见解析
(3)
【分析】本题考查了平行线的判定与性质,角平分线的定义,明确角度之间的数量关系是解题的关键.
(1)过点作,由平行线的性质得出,,根据,计算求解即可;
(2)根据(1)中的结论先得到:,,再由角平分线的定义即可得出结论;
(3)作的角平分线交于点,由邻补角的角平分线互相垂直得到,由根据两直线平行,同旁内角互补得到与的关系,再由(2)题的结论即可得出与的数量关系即可.
【详解】(1)解:如图1所示,过点作,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴的度数为;
(2)证明:由(1)得:,
同理:,
∵平分,平分,
∴,,
∴,
∴;
(3)解:如图3,作的角平分线交于点,
∴,
∵平分,
∴,
∵,
∴,即,
∵,
∴,即,
∴,
由(2)得:,
.
24.已知:,点在上,点、在上,点在、之间,连接、、,,,垂足为点.
(1)如图1,求的度数;
(2)如图2,平分,平分,、交于点,求的度数;
(3)如图3,在(2)的条件下,平分交于点,若,与所在直线交于点,若射线从射线的位置开始绕着点逆时针以每秒的速度进行旋转,射线交直线于点,旋转时间为秒,当为何值时,第一次与平行?并求此时的度数.
【答案】(1)
(2)
(3),
【分析】此题考查了平行线的判定与性质,角分线的性质.解题的关键是掌握拐点问题中的辅助线作法.
(1)根据平行线的性质和判定解答即可;
(2)过点作,过点作,根据平行线的判定和性质解答即可;
(3)过点作,先利用,设,,结合平行线的性质求出,利用,结合平行线的判定与性质求出,利用,,结合平行线的判定与性质求出,即可求出,即可求解.
【详解】(1)解:,
,
,
,
,
,
,
;
(2)解:如图,过点作,过点作,
,
,,
,,,,
,
平分,
,
平分,
,
;
(3)解:如图,过点作,
∵,
∴设,,
∵平分,
∴,
∵,
∴,
∵平分,
∴,
∵,
∴,
解得:,
∴,,
由(2)得,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,,,
∴,,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∵点逆时针以每秒的速度进行旋转,
∴,
综上,时,第一次与平行,此时.
【题型4 平行线+三角板旋转】
25.【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ABC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,继续将三角板以每秒的速度绕点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.在这个转动的过程中,设三角板转动的时间为t(单位:),那么当三角板转动几秒时,三角板的边与三角板的边平行?请直接写出符合条件的t的值.
【答案】(1)15
(2)①;②
(3)10或25或40
【分析】(1)根据三角板中角度的特点和平行线的性质可得出的度数;
(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:,
,
,;
(2)解:①,
,
;
②如图所示,过点作,
∵,
∴,
∴,
∴
;
(3)解:①当时,点在同一条直线上,
,
;
②当时,
∵,即,
又 ∵,
∴,
∴,,
∴,
∴;
③当时,如图,
,
,
;
综上所述,t的值为10或25或40.
26.嘉淇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,嘉淇将含角的直角三角板中的点A落在直线上,若,则的度数为______;
(2)如图2,嘉淇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)嘉淇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射线上时停止,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】(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:∵,,
∴(两直线平行,同位角相等),
故答案为:;
(2)解:平分,理由如下:
平分,,
,
,
,
,
,
,
,即平分;
(3)解:根据题意,分以下四种情况:
①如图1,当时,
;
②如图2,当时,
;
③如图3,当时,
则,
;
④如图4,当时,此时重合,
.
综上所述,的度数为或或或.
27.如图,直线,在一副三角板和中,,,,,.
(1)将三角板如图1摆放,边与直线交于点O,顶点B落在直线上,当平分时,直接写出__________;
(2)将一副三角板如图2摆放,三角板的边与直线交于点R,三角板的顶点D落在直线上,,边与边在同一直线上,且B与E重合,分别作和的平分线相交于点T,求的度数;
(3)将一副三角板如图3摆放,三角板绕点A以每秒的速度顺时针旋转,同时三角板绕点D以每秒的速度顺时针旋转,设时间为t秒,且,直接写出所有满足边与三角板某一边平行的t值为__________.
【答案】(1)30
(2)
(3)30或120或165
【分析】本题考查了平行线的判定与性质,角平分线的定义,掌握平行线的性质、添加恰当的辅助线、采用分类讨论的思想是解题的关键.
(1)过点作,则,推出,根据角平分线的定义得到,结合即可求解;
(2)分别过点作,则,同理(1)即可求解;
(3)分三种情况,画出示意图,列出方程求解即可.
【详解】(1)解:过点作,则,
∴,
∵,平分,
∴,
∵,
∴,
故答案为:;
(2)解:分别过点作,则,
∵,
∴,
由题意得:,
∴,,
∵分别是和的平分线,
∴,
∴,
∴,
∴;
(3)解:如图,当时,延长交于点L,
根据题意:,
∵,
∴,
同理(1)得,
∴,
解得:;
如图,当时,延长交于点K,过点作,则,
根据题意:,
∵,,
∴,
∴,
∴,
解得:;
如图,当时,延长交于点X,过点作,则,
根据题意:,
∵,,,
∴,,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
同理(1)得,
∴,
解得:;
综上,当与三角板某一边平行时,t值为30或120或165.
故答案为:30或120或165.
28.小嵊与小州两位七年级同学在复习“平行线”后进行了课后探究:
素材提供:“一副三角板,两条平行线”.三角板与三角板如图1所示摆放,其中,, 、点A,B在直线上,点D,F在直线上.
动手实践:将三角板沿着直线平移或旋转能形成丰富的图形,也能得到许多有趣的结论.
问题解决:小嵊将三角板向右平移.
①如图2,当点E落在线段上时,求的度数.
②如图1,在三角板平移过程中,连接,记为,为,当点E在左侧时,的值是否为定值,若是定值,请求出这个值;若不是定值,请说明理由.
思维拓展:小州和小嵊一起将两块三角板旋转,如图3,小州将三角板绕点A以每秒的速度顺时针旋转,同时小嵊将三角板绕点D以每秒的速度顺时针旋转,设时间为t秒,,,且,若边与另一三角板的一条直角边(边,)平行时,请直接写出所有满足条件的t的值.
【答案】问题解决:①②是定值,;思维拓展:s或s
【分析】本题考查了动角问题,平行线的判定及性质,角的和差等;
问题解决:①过点E作,由平行线的判定方法得,由平行线的性质得,,由角的和差即可求解;②过作交于,由平行线的判定方法得,由平行线的性质得,,由角的和差得,,由直角三角形的特征得,即可求解;
思维拓展:(ⅰ)当时,延长交于点P,①在上方时,由平行线的判定方法及等量代换得,即可求解;②当在下方时,同理可求;(ⅱ)当时,延长交于点I,①在上方时,同理可求;②在下方时,同理可求;
掌握平行线的判定方法及性质,能根据、的不同位置进行分类讨论是解题的关键
【详解】解:问题解决:
①如图,过点E作,
,
,
,
,
;
②是定值,理由如下:
如图,过作交于,
,
,
,
,
,
,
,
,
在中,
,
,
解得:,
故为定值;
思维拓展:
由题意得,
,
,
(ⅰ)如图,当时,延长交于点P,
①在上方时,
,
,
,
,
,
,
,
,
即,
解得:;
②当在下方时,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
即,
解得:,
,
(不符合题意,舍去);
(ⅱ)当时,延长交于点I,
①如图,在上方时,
,
,
,
,
,
,
,
,
即,
解得:;
②如图,在下方时,
,
,
,
,
,
,
,
,
即,
解得:,
,
(不符合题意,舍去);
综上所述,所有满足条件的t的值为s或s.
29.在综合与实践课上,班级开展了以两条平行线和直角三角尺为主题的数学活动.
【初步感知】(1)如图1,若三角尺的角的顶点G放在上,若,则的度数为________;
【自主探究】(2)将一副三角板如图2所示摆放,直线,若三角板不动,而三角板绕点D以每秒的速度顺时针旋转,设旋转时间为t秒,求当旋转到时,t的值是多少?
【探究拓展】(3)现将三角板绕点A以每秒的速度顺时针旋转,同时三角板绕点D以每秒的速度顺时针旋转,如图3,设时间为t秒,当时,若边与三角板的直角边平行,请直接写出满足条件的t值.
【答案】(1);(2)40或100;(3)15 或105
【分析】本题主要考查了平行线的性质,一元一次方程的应用,三角形外角的性质,三角形内角和定理.
(1)先由平角的定义得到,再由平行线的性质即可得到;
(2)当在上方时,延长交于T,先由平行线的性质得到,则,当在下方时,只需要在旋转40秒的基础上再旋转180度即有,据此求解即可;
(3)分解析中两种情况,画出对应的图形,根据角之间的关系,建立方程求解即可.
【详解】解:(1)∵,,,
∴,
∵,
∴,
故答案为:;
(2)分以下两种情况:
如图所示,当在上方时,延长交于T,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴;
当在下方时,只需要在旋转40秒的基础上再旋转180度即有,
∴;
综上所述,当旋转到时,t的值是40或100;
(3)分以下两种情况:
如图,当时,
设直线与,分别交于P,Q,
此时,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,即,
解得:;
如图所示,当时,设直线分别交、于P、T,
此时,,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
解得.
综上:所有满足条件的t的值为15 或105.
30.如图①所示的是一副三角尺,,,,.
(1)将两个三角尺按如图②所示的方式摆放,使点与点重合,点在直角边上,斜边与斜边相交于点,求的度数;
(2)如图③,将三角尺的直角顶点放在直线上,使,三角尺的顶点在直线上,直角边与斜边相交于点,则与有怎样的数量关系?请说明理由;
(3)直线,三角板和三角板按照图④所示放置,直角顶点与点重合,并且在直线上,直角顶点在直线上,,直角边与重合.若将三角板绕点以每秒6°的速度顺时针旋转,同时将三角板绕点以每秒的速度逆时针旋转,设旋转时间为秒.在旋转过程中,当边与三角板的一条边平行时,求出所有满足条件的的值.
【答案】(1)
(2),理由见解析
(3)所有满足条件的的值为或或或或或.
【分析】此题主要考查了平行线的判定和性质,熟练掌握平行线的判定和性质是解决问题的关键,分类讨论是解决问题的难点,也是易错点.
(1)过点作,则,进而得,,由此可得的度数;
(2)过点作,则,进而得,,再根据可得出答案;
(3)分情况讨论,画出图形,利用平行线的性质列式计算即可得出所有满足条件的的值.
【详解】(1)解:过点作,如图2所示,
依题意得:,,,,
,
,
又,
,,
;
(2)解:,理由如下:
过点作,如图3所示,
,
,
,,
,且,
;
(3)解:设边旋转的角度为,则边旋转的角度为,下面分类讨论:
如图⑤,,则,
所以,解得;
如图⑥,,则,
所以,解得;
如图⑦,,则,
所以,解得;
如图⑧,,则,
因为,所以,
解得;
如图⑨,,则,
因为,所以,
解得;
如图⑩,,则,
所以,解得,
综上,所有满足条件的的值为或或或或或.
31.【问题背景】
在数学综合与实践活动中,数学兴趣小组的活动主题是《关于三角板的数学思考》,
【实践操作】
(1)小明将一副三角板按如图1所示的方式放置,使三角板的直角顶点落在上,已知,,且,则的度数为______;
(2)如图2,小红将一个三角板放在一组直线与之间(其中),并使直角顶点A在直线上,顶点在直线上,现测得,,请判断直线与是否平行,并说明理由;
(3)现将三角板按图3方式摆放(其中),使顶点在直线上,直角顶点A在直线上,若,请写出与之间的关系式,并说明理由.
【答案】(1);(2);理由见解析;(3);理由见解析
【分析】本题主要考查了平行线的判定与性质,熟练掌握平行线的判定与性质是解题的关键.
(1)根据平行线的性质可得,所以可得,进一步可求得答案;
(2)由已知可求得,,即可根据“同旁内角互补,两直线平行”得出结论;
(3)根据平行线的性质可得,进一步可得,再根据,即可得出结论.
【详解】解:(1),
,
,
;
故答案为:.
(2);
理由如下:
,,
,
,,
,
,
;
(3).
理由如下:
,
,
,
,
,
又,
.
32.将一副三角板中的两块直角三角板如图1放置,已知,点、、、在同一直线上,,,,.
(1)若三角板如图1摆放时,则________,________.
(2)现固定位置不变,将沿方向平移至点正好落在上,如图2所示,作和的角平分线交于点,求的度数;
(3)将(2)中的固定,在绕点以每秒的速度顺时针旋转至与直线首次重合的过程中,当的边与的一条边平行时,所需的时长为秒,请求出符合条件的值.
【答案】(1)15,150
(2)
(3)2或6或8
【分析】(1)如图1,过点作,证明,可得结论;
(2)同法可证,利用角平分线的定义求出,,可得结论;
(3)分三种情形:当时,当时,当时,分别求出的度数,即可求出的值.
【详解】(1)解:如图1,过点作,
,,
.
,.
.
,
.
,
.
(2)解:同法可证,
,
.
.
,
.
,分别平分,,
,.
.
(3)如图3-1,当时,设与交于点,
.
.
.
,
∴.
.
.
如图3-2,当时,
此时,
.
.
如图3-3,当时,过点作,
.
,.
.
.
综上所述,满足条件的t的值为2或6或8.
【题型5 平行线+折叠问题】
33.已知M,N分别是长方形纸条边,上两点(),如图1所示,沿M,N所在直线进行第一次折叠,点A,D的对应点分别为点E,F,交于点P,如图2所示,继续沿进行第二次折叠,点B,C的对应点分别为点G,H,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由翻折的性质和长方形的性质可得出:,,据此可得,,再根据得,根据得,据此可求出,进而可求出的度数.
【详解】解:由翻折的性质得:,,
四边形为长方形,
,
,
,
又,
,
,,
,
,
即:,
,
,
,
,
,
.
34.如图,已知长方形纸片,点E,F分别在边和上,且,H和G 分别是边和上的动点,现将点 A,B 沿向下折叠至点N,M 处,将点 C,D沿向上折叠至点P,K 处,若,则的度数为 ( )
A.或 B.或 C.或 D.或
【答案】D
【分析】本题主要考查了折叠的性质,平行线的性质与判定,分两种情况讨论:当在上方时,延长、交于点,先求出,再证明,得到,最后利用对顶角相等,即可求出的度数;当在下方时,延长,交于点,根据平行线的判定和性质,证明,得到,进而得到,即可求出的度数.
【详解】解:当在上方时,延长、交于点,
由折叠可知,,,,
,,
,
,
,
,
,
,
,
,
;
当在下方时,延长,交于点,
由折叠可知,,,
,
,
,
,
,
,,
,
,
,
;
综上所述:或,
故选:D.
35.如图,将一条对边互相平行的长方形纸带进行两次折叠,折痕分别为、,若,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查平行线的性质,折叠的性质,解题的关键是熟练掌握:两直线平行,同位角相等;两直线平行,内错角相等.利用平行线的性质以及翻折不变性即可得到,进而得出.
【详解】解:如图,延长到点,
纸带对边互相平行,,
,
,
,
由折叠可得,,
,
故选:C.
36.把长方形纸片进行三次折叠.
第一次:如图1,点在上,点在上,将纸片沿折叠,点,的对应点分别为点,,交于点,设;
第二次:如图2,继续折叠纸片,使落在边上,折痕为,点,的对应点分别为点,;
第三次:沿继续折叠纸片,若的对应线段恰好是的三等分线,则的大小是________________.
【答案】或
【分析】根据折叠的性质可得,再利用平行线的性质可得,然后分两种情况:当时,当时,分别得出结果即可.
【详解】解:由折叠得,,
∵,
∴,
∵恰好是的三等分线,
∴分两种情况:
当时,,
∴;
当时,,
∴;
综上所述,或,
故答案为:或
37.如图,小明在课余时间拿出一张长方形纸片(),他先将纸片沿折叠,再将折叠后的纸片沿折叠,使得与重合,展开纸片后测量发现,则________ .
【答案】
【分析】本题主要考查了平行线的性质与判定,折叠的性质,根据折叠的性质,,,则可求出,过作,则,根据平行线的传递性得出,根据平行线的性质求出,根据邻补角定义可求出,即可求解.
【详解】解:由折叠知:,,,
∴,
过作,则
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴
故答案为:.
38.在四边形纸片中,,, 将纸片沿折叠得到如图所示图形.
(1)若, 则_________°.
(2)将图1中的四边形纸片沿折叠得到如图2所示图形, 若,则______°.
【答案】 45
【分析】本题主要考查了平行线的性质,对顶角性质,折叠的性质,熟练掌握平行线的性质,是解题的关键.
(1)根据折叠得出,,根据平行线的性质求出,再根据角度间关系求出结果即可;
(2)根据折叠可知:,结合对顶角性质得出,根据,,求出结果即可.
【详解】解:(1)根据折叠可知:,,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴;
故答案为:80;
(2)根据折叠可知:,
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴;
故答案为:45.
39.数学活动课上,老师带领学生们进行了折纸的系列综合实践活动:
〖活动素材〗如图,长方形纸片.
〖活动1〗如图1,将长方形纸片 进行折叠,第1次折叠,折叠后与交于点G,在探究过程中,同学们通过测量发现与的度数总是相等的;
〖活动2〗如图2,在活动1的基础上,将长方形纸片进一步折叠,第 2次沿折叠,且,同学们通过研究发现与之间也存在一定的数量关系;
〖活动3〗如图3,在活动2的基础上,作的平分线,并反向延长与的平分线交于点Q,与之间是否也存在确定的数量关系呢?
〖任务1〗求证:;
〖任务2〗若,求的度数;
〖任务3〗请画出点 Q,并直接写出与之间的数量关系.
【答案】〖任务1〗 〖任务2〗 〖任务3〗
【分析】本题考查平行线的判定和性质,折叠的性质,角平分线的定义,作辅助线构造平行线是解题的关键.
(1)根据折叠的性质和平行线的性质解题即可;
(2)根据平行线的性质得到,然后根据角的和差得到,然后根据解题即可;
(3)根据任务的结论计算,然后过点作,则,然后根据平行线的性质得到,,然后根据即可得到结论.
【详解】解:〖任务1〗如图1,则,
又∵
∴,
∴;
〖任务2〗解:由折叠可得,
∵
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴
∴,
∴,
∴;
〖任务3〗由折叠可得,
∵
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴
∴,
∴,
∴;
∵平分,平分,
∴,,
∴,
过点作,
∵,
∴,
∴,,
∴.
40.【知识初探】王芳同学在探究“过直线外一点画已知直线的平行线”的活动中,通过如下的折纸方式找到了符合要求的直线.
①如图1,在正方形纸上画出一条直线,在外取一点过点折叠纸片,使得点的对应点落在直线上(如图),记折痕与的交点为,将纸片展开铺平;
②再过点将纸片进行折叠,使得点的对应点落在直线上(如图3),再将纸片展开铺平(如图4).
(1)通过上述的折纸过程,图2的折痕与直线的位置关系是________;
如图4,________,则与的位置关系为________.
【深入探究】
(2)李明同学在王芳同学折纸(图4)中量得,请你求出的大小(用含的代数式表示);
【拓展延伸】
(3)王伟同学改变直线和点的位置,按照王芳同学的方法折叠得到后(点,,,分别在线段,,,上),再画出和的角平分线、,、所在的直线交于点,请求出的度数.
【答案】(1),,;(2)(3)或
【分析】本题考查平行线的性质,与角平分线有关的计算,熟练掌握平行线的性质,是解题的关键;
(1)折叠推出,,进而得到,即可得出结论;
(2)作,得到,推出,即可得出结果;
(3)分交点在的上方和下方,两种情况进行求解即可.
【详解】(1)证明:由折叠可知:
又∵
∴
∴
如图4,由折叠可知:,则与的位置关系为
故答案为:,,.
(2)作,则:,
∴,,
∴,
∵,(正方形的一个内角为90度),
∴;
(3)当点在直线的下方时,如图:过点作,则:,
∴,
∴,
∵分别平分和,
∴,
由(2)可知:,
∴;
当点在上方时,如图,作,则:,
则:,
∴,
∵分别平分和,
∴,
由(2)知:,
∴;
综上:或.
【题型6 情境类压轴】
41.综合与探究
问题情境:如图,,和的延长线交于点,点在上,,点在的延长线上,连接.
(1)独立思考:如图1,若,求的度数.
(2)问题解决:如图2,若平分平分,点在上,平分.
①求证:;
②若,直接写出的度数.
【答案】(1)
(2)①证明见解析;②
【分析】(1)由平行线的性质,数形结合求角度即可;
(2)①由平行线的判定与性质求证即可;②由平行线的性质,结合角平分线定义,数形结合求解即可.
【详解】(1)解:,
,
,
,
,
;
(2)①证明:,
,
平分平分,
,
,
;
②过点作,如图所示:
则,
,
,
,
,
平分,
,
,
又,
,
平分,
.
42.问题情境:如图1,,,,求度数.小明的思路是:过作,如图2,通过平行线性质来求.
(1)按小明的思路,易求得的度数为______;
问题迁移:
(2)如图3,,点在射线上运动,当点在、两点之间运动时,,,则、、之间有何数量关系?请说明理由;
(3)在(2)的条件下,如果点在、两点外侧运动时(点与点、、三点不重合),请你判断、、间的数量关系并证明.
【答案】(1),理由见解析;
(2),理由见解析;
(3)当在延长线时,;当在延长线时,
【分析】(1)过作,通过平行线性质求即可;
(2)过作交于,推出,根据平行线的性质得出,,即可得出答案;
(3)画出图形,根据平行线的性质得出,,即可得出答案.
【详解】(1)解:过点作,如图2所示,
,
,
,,
,,
,,
.
(2)解:,
理由是:如图3,过作交于,
,
,
,,
;
(3)解:当在延长线时,如图所示,
,
,,
.
当在延长线时,如图所示,
,
,,
.
43.【问题情境】(1)如图1,,,,求度数.
【问题迁移】(2)如图2,,点P在射线上运动,(点P与点O,A,B不重合),,.直接写出,,之间的数量关系.
【拓展应用】(3)如图3,已知两条直线,点P在两平行线之间,且的平分线与的平分线相交于点Q,利用上面的结论,求的度数.
【答案】(1);(2),,之间的数量关系为:或者或者;(3)
【分析】本题主要考查了平行线的判定与性质,本题是阅读型题目,熟练掌握题干中的方法并熟练应用是解题的关键.
(1)利用平行线的性质解答即可;
(2)分点在线段上,点在线段右侧,点在线段左侧三种情况,过点P作,根据(1)的方法,利用平行线的性质解答即可;
(3)过点P作,过点Q作,利用(2)的结论和角平分线的定义解答即可.
【详解】解:(1)过点P作,则:,
,
∴.
∵,,
∴.
∴.
又∵,
∴,
∴.
(2),,之间的数量关系为:或者或者.
①当点在线段上时,;理由如下:
如图,过点P作,
∴.
∵,
∴,
∴.
∵,
∴;
②当点在线段右侧时,;理由如下:
如图,过点P作,
∴.
∵,
∴,
∴.
∵,
∴,即;
③当点在线段左侧时,;理由如下:
过点P作,
∴.
∵,
∴,
∴.
∵,
∴,即;
(3)过点P作,过点Q作,如图,
由(2)的结论可得:,,
∵的平分线与的平分线相交于点Q,
∴,.
∴
.
44.综合与实践
【问题情境】
已知一个角的两边与另一个角的两边分别平行,结合图形,试探索这两个角之间的数量关系.
【问题探索】
(1)如图①,,,则与的关系为______.
(2)如图②,,,则与的关系为_______.
(3)由(1)(2)你得出的结论为______;
【问题迁移】
(4)若与的两边分别平行,且比的2倍少,求与的度数.
【答案】(1);(2);(3)如果一个角的两边与另一个角的两边分别平行,那么这两个角相等或互补;(4),或,
【分析】本题考查了平行线的性质,一元一次方程的几何应用,解题关键是掌握平行线的性质.
(1)如图①,根据,,即可得与有的关系;
(2)如图②,根据,,即可得与的关系;
(3)由(1)(2)即可得出结论;
(4)设为,根据以上结论和比的2倍少,列出方程即可求出与的度数.
【详解】(1)解:.
理由:如图,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴;
(2) .
理由:如图,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴;
(3)如果一个角的两边与另一个角的两边分别平行,那么这两个角相等或互补.
(4)设“另一个角”的度数为,
当这两个角相等时,
∵比的2倍少,
∴,解得:,
∴这两个角的度数分别为,;
当这两个角互补时,
∵比的2倍少,
∴,解得:,
∴,
∴这两个角的度数分别为,;
故这两个角的度数分别为,或,.
45.综合与实践
【问题情境】数学活动课上,小北将一个含角的直角三角板按如图1放置,使点N,M分别在直线上,直线,直线与分别相交于点G,H,,且.
【探索发现】(1)填空:如图,过点P作,
∵,
∴ ,
∴ ,,
......
∴ (填“”“”或“”).
【操作探究】(2)的平分线交直线于点O.
①如图2,当时,求的度数;
②如图3,小北将三角板沿直线左右移动,并保持(点N不与点G重合),在平移的过程中求的度数(用含α的代数式表示).
【答案】(1), ,;(2)①;②或
【分析】本题主要考查平行线的性质,角平分线的定义,熟练掌握平行线的性质,角平分线的定义,添加适当的辅助线,采用分类讨论的思想解题,是解此题的关键.
(1)过点作,根据平行线的性质可得,,进而可求解;
(2)①由平行线的性质可得,由角平分线的定义可得,再利用平行线的性质即可求解;
②可分两种情况:当点在点的右侧时,当点在点的左侧时,利用平行线的性质及角平分线的定义计算可求解.
【详解】(1)解:如图1,过点作,
,
,
,,
,
∴;
(2)解:,,
,,
,
平分,
,
,
,
;
的度数为或,
如图2,当点在点的右侧时,
,,
,
,
,
,,
平分,
,
;
如图3,当点在点的左侧时,
同理可得,
,
,,
平分,
,
,
综上所述,的度数为或.
46.【问题情境】
如图,,连接,垂足为点.
【问题解决】
(1)如图1,若,则的度数为__________;
【问题拓展】
(2)如图2,过点作,交的延长线于点,请说明与的数量关系;
(3)如图3,在(2)问的条件下,平分交于点,若,求的度数.
【答案】
(1)
(2)与的数量关系为:,理由见详解
(3)
【分析】本题主要考查平行线的性质,角平分线的定义,掌握平行线的性质是关键.
(1)根据平行线的性质得到,由垂直的定义得到,再根据平行线的性质得到,由此即可求解;
(2)根据平行线的性质得到,由垂直的定义得到,由平行线的性质得到,则,等量代换即可求解;
(3)根据平行线的性质,角平分线的定义得到,由此即可求解.
【详解】解:(1)∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
故答案为:;
(2)与的数量关系为:,理由如下,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,,即,
∴,
∴,
∴;
(3)∵,
∴,且,
∵,
∴,
∵平分,
∴,
∴,
在(2)的条件下,则有,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴.
47.【问题情境】在综合实践课上,老师组织班上的同学开展了探究两角之间数量关系的数学活动,如图,已知射线,连接,点是射线上的一个动点(与点不重合),分别平分和,且分别交射线于点.
(1)【探索发现】当时,求:的度数;
(2)“快乐小组”经过探索后发现:不断改变的度数,与始终存在某种数量关系.
①当时,______;
②当时,______(用含的代数式表示);
(3)【操作探究】“智慧小组”利用量角器量出和的度数后,探究二者之间的数量关系.他们惊奇地发现,当点在射线上运动时,无论点在上的什么位置,与之间的数量关系都保持不变.请写出它们的关系,并说明理由.
【答案】(1);
(2)①;②;
(3)结论:;理由见详解.
【分析】本题主要考查了平行线的性质、角平分线的定义,熟练掌握这些性质是解此题的关键.
(1)由,得到,由分别平分和,可得,代入的度数即可求解;
(2)①根据(1)的结论,代入,即可得到的度数;
②根据(1)的结论,代入,即可得到的度数;
(3)由,得到,,由平分,可得,进而推出和的数量关系.
【详解】(1)解:,
,
,
,
分别平分和,
,,
;
(2)解:① 当时:
,
,
,
,
分别平分和,
,,
;
② 当时:
,
,
,
,
分别平分和,,
,,
;
故答案为:①;②;
(3)解:结论:;
理由如下:
,
,
平分,
,
,
又,
,
.
48.【问题情境】
(1)如图1,∥是上一点,B是上一点,点C在直线之间.
①若,,则的度数为____________.
【问题探究】
②试探究的数量关系,并说明理由.
【问题应用】
(2)如图2,是三面镜子,将一束光线沿方向射入镜子,通过镜子的反射,最后从镜子上的点C处射出,此时入射光线与反射光线平行.若,试用含的式子表示出的度数.
【答案】(1)① ② (2)
【分析】本题主要考查了平行线的判定和性质,平行公理的应用,三角形内角和定理的应用,解题的关键是作出辅助线,熟练掌握平行线的性质.
(1)①过点作则,则可求出和的度数,然后利用计算即可;
②过点作则,然后得到,,进而得到结论;
(2)过点作过点作,则有,即可得到,,,然后代入即可解题.
【详解】解:(1)①过点作
∵,
∴,
∴,,
∴;
②①过点作
∵,
∴,
∴,,
∴;
(2)过点作过点作,
又∵入射光线与反射光线平行,
∴,
∴,,,
∴
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