第18章 等腰三角形(知识清单,4知识6易错5重难)数学新教材沪教版五四制七年级下册
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摘要:
该初中数学“等腰三角形”单元知识清单系统梳理了核心内容,涵盖等腰三角形的概念、性质、判定,等边三角形(特殊等腰三角形)及线段垂直平分线等知识范畴,搭建了从基础定义到性质判定再到综合应用的递进式学习支架。
清单以“知识点-易错点-重难点”三级架构呈现知识体系,如明确“三线合一”需等腰三角形前提,培养推理意识。设计分类讨论题(已知两边长求周长)和折叠问题(翻折后点的位置关系),强化几何直观。标注易错点(混淆性质与判定)及几何语言示例,助力学生精准掌握,教师可据此设计分层教学,提升课堂实效。
内容正文:
第18章 等腰三角形
知识点01等腰三角形的概念与性质
1. 定义:有______相等的三角形叫做等腰三角形。相等的两边叫______,第三边叫______;两腰夹角叫______,腰与底边夹角叫______。
2. 性质1(等边对等角):等腰三角形______相等。
几何语言:∵______,∴______。
3. 性质2(三线合一):等腰三角形______、______、______互相重合。
4. 对称性:等腰三角形是______图形,对称轴为______。
知识点02等腰三角形的判定
1. 判定定理(等角对等边):有______相等的三角形是等腰三角形。
几何语言:∵______,∴______。
2. 定义判定:有______相等的三角形是等腰三角形。
知识点03等边三角形(特殊的等腰三角形)
1. 定义:______都相等的三角形叫做等边三角形。
2. 性质:三边______,三角均为______;有______条对称轴。
3. 判定:
______相等;
______相等;
有一个角是60°的______三角形。
知识点04线段垂直平分线
1. 定义:______于一条线段且______这条线段的直线,叫做这条线段的垂直平分线(也叫中垂线)。
2. 性质:线段垂直平分线上的点,到这条线段______的距离相等。
几何语言:∵______,∴______。
3. 判定:到一条线段两个端点距离相等的点,在这条线段的______上。
几何语言:∵______,∴______。
4. 与等腰三角形的关联:等腰三角形的______、______、______所在直线,就是底边的垂直平分线。
1. 忽略“三线合一”的前提条件
易错:直接说“三角形的角平分线、中线、高重合”。
正解:只有等腰三角形顶角平分线、底边中线、底边高才重合(三线合一)。
2. 等腰三角形边/角分类讨论不全
易错:已知等腰三角形两边长为3和6,直接得周长12或15。
正解:需满足三角形三边关系:3为腰时,3+3=6(不成立);6为腰时,周长=6+6+3=15。
3. 混淆“等边对等角”与“等角对等边”的适用场景
易错:在非等腰三角形中用“等边对等角”。
正解:等边对等角是性质(等腰→边角相等),等角对等边是判定(边角相等→等腰)。
4. 等边三角形与等腰三角形的包含关系误解
易错:认为等边三角形不是等腰三角形。
正解:等边三角形是特殊的等腰三角形(腰=底边),具备等腰三角形所有性质。
5. 底角与顶角的范围误区
易错:认为等腰三角形底角可以是钝角。
正解:底角只能是锐角(若底角≥90°,两角和≥180°,矛盾);顶角可为锐角、直角、钝角。
6. 线段垂直平分线的易错点
易错1:混淆“线段垂直平分线”与“垂线”“中线”,认为垂直于线段的直线就是垂直平分线。
正解:必须同时满足垂直于线段和平分线段两个条件,才是线段的垂直平分线。
易错2:误用性质,认为“到线段一个端点距离相等的点在垂直平分线上”。
正解:需满足到线段两个端点距离都相等,才能判定点在这条线段的垂直平分线上。
重难点1:“三线合一”的灵活应用(证明垂直、相等线段/角)
1.如图,点D,E在的边上,,,求证:.
2.如图,已知,,与相交于点.
求证:.
3.如图,,是边上的中线,于点.求证:.
4.已知:如图,在中,点D是边上的一点,且,是边的中线,平分交于点E.求证:.
5.如图,已知,,,.
(1)求证:;
(2)若为的中点,求证:.
6.如图,在中,,于点.
(1)若,求的度数;
(2)若点在边上,交的延长线于点.试说明:.
重难点2:等腰三角形的分类讨论(边、角、周长)
7.如果实数满足,且恰好是等腰的两边长,则的周长是___________.
8.等腰中,顶角,点在边上,且是等腰三角形,则___________
9.已知,一个等腰三角形的一个内角比另一个内角的倍少度,则这个等腰三角形的顶角是________.
10.已知等腰的周长为,一腰上的中线把分成周长差是的两个三角形,试求三边的长.
11.如图,,是等边三角形,点在射线上,连接,以为边作等边三角形,边与边相交于点,连接.
(1)求证:.
(2)连接,当是等腰三角形时,求的度数.
12.如图,点O是等边内一点.将绕点C顺时针方向旋转得,使得,连接.已知,设.
(1)发现问题:发现的大小不变为 .
(2)分析问题:当时,分析判断的形状是 三角形.
(3)解决问题:请直接写出当为 度时,是等腰三角形.
13.如图,在中,,,,,,动点P从点C开始出发,沿的路径运动,且速度为每秒,设运动的时间为t秒.
(1)填空:当时,______(用含t的式子表示);
(2)经过几秒,的面积等于?
(3)直接写出当t为何值时,是以或为底边的等腰三角形?
重难点3:等边三角形的性质与判定综合(证明边/角为60°)
14.如图,已知:和都是等边三角形,点在边上,点是边上一点,且.求证:.
15.如图,是直角三角形,,,以点C为旋转中心,将旋转到的位置,且使经过点A.
(1)求的度数,并判断的形状;
(2)求线段AC与线段AB的数量关系.
16.在中,,,,垂足为G,且.,其两边分别交边,于点E,F.
(1)求证:是等边三角形;
(2)求证:.
17.已知等边△ABC和点P,设点P到△ABC三边的AB、AC、BC的距离分别是h1,h2,h3,△ABC的高为h,请你探索以下问题:
(1)若点P在一边BC上(图(1)),此时h3=0,问h1、h2与h之间有怎样的数量关系?请说明理由;
(2)若当点P在△ABC内(图(2)),此时h1、h2、h3与h之间有怎样的数量关系?请说明理由;
(3)若点P在△ABC外(图(3)),此时h1、h2、h3与h之间有怎样的数量关系___.(请直接写出你的猜想,不需要说明理由.)
18.如图,都是等边三角形,,交于点,连接.
(1)求证:;
(2)求的度数;
(3)求证:.
19.综合与实践:八年级某学习小组围绕“等边三角形”开展主题学习活动.
问题情境:在等边三角形中,O是边的中点,D是射线上一点(不与点C,B重合),连接,作等边三角形(点E和点C在边的同侧),连接并延长交直线于点F,连接.
【特例分析】
(1)如图1,当点D与点O重合时,与之间的数量关系是______;
【拓展探究】
(2)如图2,当点D在线段上(不与端点重合)时,上述结论是否仍成立?若成立,请给予证明;若不成立,请说明理由;
【推广应用】
(3)
当点D在射线上运动时,请直接写出线段,,之间的数量关系.
重难点4:等腰三角形的轴对称性应用(折叠问题)
20.在中,,点D在边上且,连接,点G在线段上(不与点C、D重合),直线l过点D,将沿着直线l翻折(点G关于直线l的对称点为点P).若点P在过点G且与平行的直线上,那么的度数为________°.
21.如图,在中,,,是上的一点,将沿折叠得到,边交于点,若,则______
22.如图,在中,,,是上的动点,连接,将沿折叠,得到,且点在直线的下方,与边交于点,继续将向下折叠,使与重合,折痕为(在边上),连接.若是等腰三角形,则的度数为________.
23.如图,在中,,,D,P分别为,上的动点,将沿直线翻折(点B的对应点为),使射线恰好经过点A,若为等腰三角形,则的度数为________.
24.在数学活动课上,数学老师让同学们以“等腰三角形纸片的折叠”为主题开展数学活动.如图1,在三角形纸片中,.将三角形纸片沿折叠,使落在上,点C的对应点为点E,连接.
(1)将三角形纸片展开,则图中共有______个等腰三角形.
(2)如图2,在图1的基础上,延长交的延长线于点F,连接.求证:所在的直线垂直平分.
25.综合与实践
综合实践课上,老师让同学们以“三角形纸片的折叠”为主题开展数学活动.
【操作发现】对折,使点C落在边上的点E处,得到折痕,把纸片展平,如图①,发现四边形满足:,.像这样的有两组邻边分别相等的四边形叫作“筝形”.
【初步探究】
(1)如图②,四边形是筝形,,.则线段和线段的位置关系是什么?请证明;
【综合运用】
(2)如图②,在“筝形”中,已知,,求“筝形”的面积.
重难点5:线段垂直平分线的性质与判定应用(证明线段相等、点共线)
26.如图,在中,直线垂直平分边,分别交于点,连接.
(1)若,的周长为,则的长为______;
(2)已知点在线段上,且点在边的垂直平分线上,连接,试判断点是否在边的垂直平分线上,并说明理由.
27.在中,,点D是线段上的一个动点(不与点B重合).于E,与相交于点F,.
(1)如图1,当点D与点C重合时,探究与的数量关系,并证明.
(2)如图2,当点D与点C不重合时,试判断(1)中的猜想是否仍然成立,并证明.
28.如图,在中,直线l垂直平分边,分别交于点D,E,连接.
(1)若,求的度数;
(2)若的周长是19,,求的长;
(3)在线段上有一点P,其恰好也在边的垂直平分线上,求证:点P在边的垂直平分线上.
29.【理解问题】
如图1,在和中,,,点A,D在底边的同侧.我们把具有这种位置关系的两个等腰三角形叫做美好等腰三角形.在美好等腰三角形中,两个三角形中腰的夹角叫做腰角,连接顶角顶点的线段叫做轴线.如图1中和是腰角,线段是轴线.
(1)【拟定计划】
小颖通过测量、折纸的方法猜想美好等腰三角形有以下性质:美好等腰三角形的两个腰角相等,轴线所在的直线垂直平分底边.小颖利用图1给出如下已知、求证,请帮助小颖完成证明.
已知:如图1,和是美好等腰三角形,连接.求证:,所在直线是线段的垂直平分线.
(2)【实施计划】
如图2,在中,,点D在上,,,垂足为E,的延长线与交于点F,点G在线段上,且,连接.求证:和是美好等腰三角形.
(3)【回顾反思】①小颖反思证明思路,在图2的基础上继续探究:分别连接,若,请直接写出的度数.
②参考小颖的问题尝试提出一个新的问题(不用解答).
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第18章 等腰三角形
知识点01等腰三角形的概念与性质
1. 定义:有两边相等的三角形叫做等腰三角形。相等的两边叫腰,第三边叫底边;两腰夹角叫顶角,腰与底边夹角叫底角
几何语言:在△ABC中,∵AB=AC,∴△ABC是等腰三角形。
2. 性质1(等边对等角):等腰三角形两底角相等。
几何语言:∵AB=AC,∴∠B=∠C。
3. 性质2(三线合一):等腰三角形顶角平分线、底边上的中线、底边上的高互相重合。
几何语言:
若AB=AC,∠BAD=∠CAD,则AD⊥BC,BD=CD;
若AB=AC,BD=CD,则∠BAD=∠CAD,AD⊥BC;
若AB=AC,AD⊥BC,则∠BAD=∠CAD,BD=CD。
4. 对称性:等腰三角形是轴对称图形,对称轴为顶角平分线(底边中线/底边高)所在直线。
知识点02等腰三角形的判定
1. 判定定理(等角对等边):有两个角相等的三角形是等腰三角形。
几何语言:∵∠B=∠C,∴AB=AC。
2. 定义判定:有两边相等的三角形是等腰三角形。
知识点03等边三角形(特殊的等腰三角形)
1. 定义:三边都相等的三角形叫做等边三角形。
2. 性质:
三边相等,三角均为60°;
轴对称图形,有3条对称轴。
3. 判定:
三边相等;
三角相等;
有一个角是60°的等腰三角形。
知识点04线段垂直平分线
1. 定义:垂直于一条线段且平分这条线段的直线,叫做这条线段的垂直平分线(也叫中垂线)。
几何语言:∵直线l⊥AB,且l平分AB(垂足为O,AO=BO),∴直线l是线段AB的垂直平分线。
2. 性质:线段垂直平分线上的点,到这条线段两个端点的距离相等。
几何语言:∵点P在线段AB的垂直平分线上,∴PA=PB。
3. 判定:到一条线段两个端点距离相等的点,在这条线段的垂直平分线上。
几何语言:∵PA=PB,∴点P在线段AB的垂直平分线上。
4. 与等腰三角形的关联:等腰三角形的顶角平分线、底边上的中线、底边上的高所在直线,就是底边的垂直平分线。
1. 忽略“三线合一”的前提条件
易错:直接说“三角形的角平分线、中线、高重合”。
正解:只有等腰三角形顶角平分线、底边中线、底边高才重合(三线合一)。
2. 等腰三角形边/角分类讨论不全
易错:已知等腰三角形两边长为3和6,直接得周长12或15。
正解:需满足三角形三边关系:3为腰时,3+3=6(不成立);6为腰时,周长=6+6+3=15。
3. 混淆“等边对等角”与“等角对等边”的适用场景
易错:在非等腰三角形中用“等边对等角”。
正解:等边对等角是性质(等腰→边角相等),等角对等边是判定(边角相等→等腰)。
4. 等边三角形与等腰三角形的包含关系误解
易错:认为等边三角形不是等腰三角形。
正解:等边三角形是特殊的等腰三角形(腰=底边),具备等腰三角形所有性质。
5. 底角与顶角的范围误区
易错:认为等腰三角形底角可以是钝角。
正解:底角只能是锐角(若底角≥90°,两角和≥180°,矛盾);顶角可为锐角、直角、钝角。
6. 线段垂直平分线的易错点
易错1:混淆“线段垂直平分线”与“垂线”“中线”,认为垂直于线段的直线就是垂直平分线。
正解:必须同时满足垂直于线段和平分线段两个条件,才是线段的垂直平分线。
易错2:误用性质,认为“到线段一个端点距离相等的点在垂直平分线上”。
正解:需满足到线段两个端点距离都相等,才能判定点在这条线段的垂直平分线上。
重难点1:“三线合一”的灵活应用(证明垂直、相等线段/角)
1.如图,点D,E在的边上,,,求证:.
【详解】解:如图,过点作于点,
∵,
∴,
又∵,
∴,
同理得:,
∴,
∴
2.如图,已知,,与相交于点.
求证:.
【详解】证明:,,,
,
,又,
.
3.如图,,是边上的中线,于点.求证:.
【详解】解:∵ ,是边上的中线,
∴,.
∴.
,
.
∴.
∵,
.
4.已知:如图,在中,点D是边上的一点,且,是边的中线,平分交于点E.求证:.
【详解】证明:∵,是边的中线,
∴,
∵平分,
∴,
∵,
∴,
即,
∴.
5.如图,已知,,,.
(1)求证:;
(2)若为的中点,求证:.
【详解】(1)证明:∵,
∴,即,
在中,
,
∴;
(2)证明:∵,
∴,
∴是等腰三角形,
∵为的中点,
∴,
∴是的中线,
∴.
6.如图,在中,,于点.
(1)若,求的度数;
(2)若点在边上,交的延长线于点.试说明:.
【详解】(1)解:∵,,
,.
又∵,
.
(2)解:由(1),得.
,
∴,
∴
重难点2:等腰三角形的分类讨论(边、角、周长)
7.如果实数满足,且恰好是等腰的两边长,则的周长是___________.
【答案】或.
【详解】解:∵实数满足,,,
∴,,
解得:,,
若是腰长,
∵,
∴以、、为边可以构成三角形,
∴的周长是;
若3是底边长,
∵,
∴以、、为边能构成三角形,
∴的周长是.
故答案为:或.
8.等腰中,顶角,点在边上,且是等腰三角形,则___________
【答案】或或
【详解】解:∵等腰中,顶角,,
∴,
分三种情况讨论 :
① 当时,
∴,
∴,
∴;
② 当时,
∴,
∴;
③ 当时,
∴,
∴,
综上可得,的值为或或.
9.已知,一个等腰三角形的一个内角比另一个内角的倍少度,则这个等腰三角形的顶角是________.
【答案】或或
【详解】解:设等腰三角形的一个内角为,则另一个内角为,分三种情况讨论:
① 当为顶角,为底角时,根据三角形内角和定理得:,解得,即顶角度数为;
② 当为底角,为顶角时,根据三角形内角和定理得:,解得,因此顶角度数为;
③ 当与均为底角时,根据等腰三角形两底角相等得:,解得,因此顶角度数为;
综上所述,这个等腰三角形的顶角度数为或或.
10.已知等腰的周长为,一腰上的中线把分成周长差是的两个三角形,试求三边的长.
【详解】解:设等腰的腰长为,底边长为,则,
∵一腰上的中线把分成周长差是的两个三角形,设中线长为,
∴,
当时,
即,
解得:,
∴的三边长分别为,,,
∵,
∴能组成三角形;
当时,即,
解得:,
∴的三边长分别为,,,
∵,
∴不能组成三角形;
综上所述:的三边长分别为,,.
11.如图,,是等边三角形,点在射线上,连接,以为边作等边三角形,边与边相交于点,连接.
(1)求证:.
(2)连接,当是等腰三角形时,求的度数.
【详解】(1)解:∵,是等边三角形,
∴,,
∴
∴
∴
∴;
(2)解:∵是等边三角形,
∴,
∵
∴
∵是等腰三角形
∴①如图,当时,
∴
∴
∴;
②如图,当时,
∴
∴
∴
∴点O在上,即点O和点D重合,不存在,不符合题意;
③如图,当时,
∵
∴垂直平分
∴
综上,的度数为或.
12.如图,点O是等边内一点.将绕点C顺时针方向旋转得,使得,连接.已知,设.
(1)发现问题:发现的大小不变为 .
(2)分析问题:当时,分析判断的形状是 三角形.
(3)解决问题:请直接写出当为 度时,是等腰三角形.
【答案】(1)
(2)直角
(3)或或
【详解】(1)解:∵,
∴,
∵是等边三角形,
∴,
∴,即,
∴,
∵将绕点C顺时针方向旋转得,
∴,
∴,
故答案为:
(2)解:∵将绕点C顺时针方向旋转得,
∴,
∴是等边三角形,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴是直角三角形,
故答案为:直角;
(3)解:当时,则,
∴,
∴;
当时,则,
∴,
∴,
∴;
当时,则,
∴,
∴;
综上所述,的度数为或或时,是等腰三角形.
13.如图,在中,,,,,,动点P从点C开始出发,沿的路径运动,且速度为每秒,设运动的时间为t秒.
(1)填空:当时,______(用含t的式子表示);
(2)经过几秒,的面积等于?
(3)直接写出当t为何值时,是以或为底边的等腰三角形?
【答案】(1)
(2)秒或秒
(3)或
【详解】(1)解:在中, ,,
根据运动的特点可知:点运动的距离为,
∵,
∴, 即点在上,
∴,
∴,
故答案为: ;
(2)解:∵在中, ,
,
当点在上, 如图,
的面积等于15
,
,
,
解得:(秒);
当点在上, 如图,
此时:点P运动的距离为:
的面积等于15
,
,
,
,
,
,
解得:(秒);
综上:经过 秒或秒, 的面积等于;
(3)
解:当是以为底边的等腰三角形时,如图,
即有 ,
,
根据运动的特点,可得点P运动的距离为:,
,
解得: (秒);
当 是以为底边的等腰三角形时,如图,
过点作于点,
∵在等腰中,, ,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
,
∴,
根据运动的特点,可得点运动的距离为:,
∴,
解得:;
综上所述: 或.
重难点3:等边三角形的性质与判定综合(证明边/角为60°)
14.如图,已知:和都是等边三角形,点在边上,点是边上一点,且.求证:.
【详解】解:证明如下:
∵是等边三角形,
∴,,
在和中,
∴,
∴,
∴,
∵是等边三角形,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴.
15.如图,是直角三角形,,,以点C为旋转中心,将旋转到的位置,且使经过点A.
(1)求的度数,并判断的形状;
(2)求线段AC与线段AB的数量关系.
【详解】(1)解:∵,,
∴∠BAC=60°,
由旋转可知,CA=,,,
∵经过点A,
∴是等边三角形,
∴.
(2)解:由(1)得,,,
∵,,
∴,
∴,即,
∴.
16.在中,,,,垂足为G,且.,其两边分别交边,于点E,F.
(1)求证:是等边三角形;
(2)求证:.
【详解】(1)证明:在中,,,,
,,
,
是等边三角形;
(2)证明:由(1)知是等边三角形,,
,,
,
,
,
,
,
,
,
.
17.已知等边△ABC和点P,设点P到△ABC三边的AB、AC、BC的距离分别是h1,h2,h3,△ABC的高为h,请你探索以下问题:
(1)若点P在一边BC上(图(1)),此时h3=0,问h1、h2与h之间有怎样的数量关系?请说明理由;
(2)若当点P在△ABC内(图(2)),此时h1、h2、h3与h之间有怎样的数量关系?请说明理由;
(3)若点P在△ABC外(图(3)),此时h1、h2、h3与h之间有怎样的数量关系___.(请直接写出你的猜想,不需要说明理由.)
【答案】(1)h=h1+h2,理由见解析;(2)h=h1+h2+h3,理由见解析;(3)h=h1+h2−h3
【详解】
(1)h=h1+h2,理由如下:
连接AP,则 S△ABC=S△ABP+S△APC
∴BC⋅AM=AB⋅PD+AC⋅PF
即BC⋅h=AB⋅h1+AC⋅h2
又∵△ABC是等边三角形
∴BC=AB=AC,
∴h=h1+h2.
(2)h=h1+h2+h3,理由如下:
连接AP、BP、CP,则S△ABC=S△ABP+S△BPC+S△ACP
∴BC⋅AM=AB⋅PD+AC⋅PF+BC⋅PE
即BC⋅h=AB⋅h1+AC⋅h2+BC⋅h3
又∵△ABC是等边三角形,
∴BC=AB=AC.
∴h=h1+h2+h3.
(3)h=h1+h2−h3.
当点P在△ABC外时,结论h1+h2+h3=h不成立.此时,它们的关系是h1+h2−h3=h.
理由如下:连接PB,PC,PA
由三角形的面积公式得:S△ABC=S△PAB+S△PAC−S△PBC,
即BC⋅AM=AB⋅PD+AC⋅PE−BC⋅PF,
∵AB=BC=AC,
∴h1+h2−h3=h,
即h1+h2−h3=h.
18.如图,都是等边三角形,,交于点,连接.
(1)求证:;
(2)求的度数;
(3)求证:.
【详解】(1)证明:∵和都是等边三角形,
∴,,
∴,即,
∵和都是等边三角形,
∴,,
在与中,
,
∴,
∴;
(2)解:令、交于点,、交于点,如下图所示:
由(1)知,,
∴,
∴,
∴;
(3)证明:在上截取,连接,
由(1)知:,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∴是等边三角形,
∴,
∴.
19.综合与实践:八年级某学习小组围绕“等边三角形”开展主题学习活动.
问题情境:在等边三角形中,O是边的中点,D是射线上一点(不与点C,B重合),连接,作等边三角形(点E和点C在边的同侧),连接并延长交直线于点F,连接.
【特例分析】
(1)如图1,当点D与点O重合时,与之间的数量关系是______;
【拓展探究】
(2)如图2,当点D在线段上(不与端点重合)时,上述结论是否仍成立?若成立,请给予证明;若不成立,请说明理由;
【推广应用】
(3)当点D在射线上运动时,请直接写出线段,,之间的数量关系.
【详解】(1)解:,理由如下:
等边,点是的中点,
,
等边,
,
,
,
,
;
(2)证明:上述结论仍然成立,证明如下:
和是等边三角形,
,
,
,
,
,
,
点是的中点,
,
,
,
,
;
(3)解:①当点在线段上时,连接,
是等边三角形,
,
点是的中点,
,
,
由(2)同理知:,
;
②当点在线段上时,
由①知,
由(2)知,
,
;
③当点在线段的延长线上时,连接,
由①知,
由(2)知,
,
;
重难点4:等腰三角形的轴对称性应用(折叠问题)
20.在中,,点D在边上且,连接,点G在线段上(不与点C、D重合),直线l过点D,将沿着直线l翻折(点G关于直线l的对称点为点P).若点P在过点G且与平行的直线上,那么的度数为________°.
【答案】120
【详解】解:如图:
∵在中,,
∴,
∵,
∴为等边三角形,
∴,
∵翻折,
∴,
∵,
∴,
∴为等边三角形,
,
∴,
故答案为:120.
21.如图,在中,,,是上的一点,将沿折叠得到,边交于点,若,则______
【答案】
【详解】解:,,
,
由折叠的性质可得,,,
,
,
,
,
∴.
22.如图,在中,,,是上的动点,连接,将沿折叠,得到,且点在直线的下方,与边交于点,继续将向下折叠,使与重合,折痕为(在边上),连接.若是等腰三角形,则的度数为________.
【答案】或或
【详解】解:∵,,
∴,
∵将沿折叠得到,
∴,,
∵将向下折叠,使与重合,
∴,
设,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵是等腰三角形,
当时,则,
∴,
解得:;
当时,则,
∴,
解得:;
当时,则,
∴,
解得:;
综上所述,的度数为或或.
23.如图,在中,,,D,P分别为,上的动点,将沿直线翻折(点B的对应点为),使射线恰好经过点A,若为等腰三角形,则的度数为________.
【答案】或或
【详解】解:,,
.
由折叠的性质可知,,.
射线恰好经过点,即、、三点共线,
.
.
在中,.
点在上,
.
①当时, ,
;
②当时, ,
;
③当时, , ,
.
综上所述,的度数为或或.
24.在数学活动课上,数学老师让同学们以“等腰三角形纸片的折叠”为主题开展数学活动.如图1,在三角形纸片中,.将三角形纸片沿折叠,使落在上,点C的对应点为点E,连接.
(1)将三角形纸片展开,则图中共有______个等腰三角形.
(2)如图2,在图1的基础上,延长交的延长线于点F,连接.求证:所在的直线垂直平分.
【详解】(1)解:∵,
∴可设.
∵,
解得,
∴,
∴,
∴为等腰三角形.
由折叠的性质得,,
∴,
∴,
均为等腰三角形,
由折叠的性质得:为等腰三角形,且,
∴,
∴,
,
∴为等腰三角形.
综上所述,等腰三角形有,共5个.
(2)证明:由(1)得,,
∴,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴所在的直线垂直平分.
25.综合与实践
综合实践课上,老师让同学们以“三角形纸片的折叠”为主题开展数学活动.
【操作发现】对折,使点C落在边上的点E处,得到折痕,把纸片展平,如图①,发现四边形满足:,.像这样的有两组邻边分别相等的四边形叫作“筝形”.
【初步探究】
(1)如图②,四边形是筝形,,.则线段和线段的位置关系是什么?请证明;
【综合运用】
(2)如图②,在“筝形”中,已知,,求“筝形”的面积.
【详解】解:(1)垂直平分线段;
证明:已知,.
在和中,
∴,
∴,
在和中,
∴,
∴,,
∴垂直平分线段.
(2)由(1)知垂直平分线段,
∴,
∴.
重难点5:线段垂直平分线的性质与判定应用(证明线段相等、点共线)
26.如图,在中,直线垂直平分边,分别交于点,连接.
(1)若,的周长为,则的长为______;
(2)已知点在线段上,且点在边的垂直平分线上,连接,试判断点是否在边的垂直平分线上,并说明理由.
【详解】(1)解:直线垂直平分边,分别交,于点,,
,
,
的周长为,
,
,
,
即;
(2)解:点在边的垂直平分线上,理由如下:
连接、,
直线垂直平分边,点在直线上,
,
点在边的垂直平分线上,
,
,
点在边的垂直平分线上.
27.在中,,点D是线段上的一个动点(不与点B重合).于E,与相交于点F,.
(1)如图1,当点D与点C重合时,探究与的数量关系,并证明.
(2)如图2,当点D与点C不重合时,试判断(1)中的猜想是否仍然成立,并证明.
【详解】(1)解:,证明如下:
如图所示,延长交于点G,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴;
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴垂直平分,
∴,
∴,
∴ ,即;
(2)解:(1)中的结论仍然成立,证明如下:
如图所示,过点D作交延长线于点G,交于点T,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
同理可证明,
∴.
28.如图,在中,直线l垂直平分边,分别交于点D,E,连接.
(1)若,求的度数;
(2)若的周长是19,,求的长;
(3)在线段上有一点P,其恰好也在边的垂直平分线上,求证:点P在边的垂直平分线上.
【详解】(1)解:∵,
∴,
∵直线l垂直平分边,
∴,
∴.
(2)解:∵直线l垂直平分边,
∴,
∵的周长为19,
∴,即.
∵,
∴.
(3)证明:如图:连接,
∵直线l垂直平分边,点P在直线l上,
∴,
∵点P在边的垂直平分线上,
∴,
∴,
∴点P在边的垂直平分线上.
29.【理解问题】
如图1,在和中,,,点A,D在底边的同侧.我们把具有这种位置关系的两个等腰三角形叫做美好等腰三角形.在美好等腰三角形中,两个三角形中腰的夹角叫做腰角,连接顶角顶点的线段叫做轴线.如图1中和是腰角,线段是轴线.
(1)【拟定计划】
小颖通过测量、折纸的方法猜想美好等腰三角形有以下性质:美好等腰三角形的两个腰角相等,轴线所在的直线垂直平分底边.小颖利用图1给出如下已知、求证,请帮助小颖完成证明.
已知:如图1,和是美好等腰三角形,连接.求证:,所在直线是线段的垂直平分线.
(2)【实施计划】
如图2,在中,,点D在上,,,垂足为E,的延长线与交于点F,点G在线段上,且,连接.求证:和是美好等腰三角形.
(3)【回顾反思】①小颖反思证明思路,在图2的基础上继续探究:分别连接,若,请直接写出的度数.
②参考小颖的问题尝试提出一个新的问题(不用解答).
【详解】(1)证明:和是美好等腰三角形,
.
,即.
,
点在线段的垂直平分线上.
,
点在线段的垂直平分线上.
直线是线段的垂直平分线.
(2)证明:如图,作射线交于点.
,垂足为,
.
.
,
.
.
.
,
.
.
,
.
.
.
,
.
.
和是美好等腰三角形
(3)①解:如图3,
∵,
∴,
∵,
∴.
∵,
∴,
∴,
∵,
∴垂直平分,
∴,
∴.
设.
∵,,
∴.
∵,
∴,
∴,
∴;
②问题:在图2的基础上继续探究:分别连接、,若,请直接写出的度数.
解:如图3,
∵,
∴.
∵,
∴.
∵,
∴,
∴,
∴,
∴垂直平分,
∴,
∴.
设.
∵,,
∴.
∵,
∴,
∴,
∴.
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