内容正文:
专题03 相交线与平行线
相交
(一)邻补角与对顶角
邻补角:相邻且互补,和为;对顶角:位置相对,度数相等。
(二)垂线
相交成直角即为垂直;过一点有且只有一条直线与已知直线垂直;垂线段最短。
(三)三线八角
两直线被第三条直线所截,分清同位角、内错角、同旁内角,是判定平行的基础。
平行线及其判定
(一)平行线定义与基本事实
平行线的定义:同一平面内不相交的两条直线互相平行;
基本事实:过直线外一点,有且只有一条直线与已知直线平行。
(二)平行线的判定
(1)同位角相等.
(2)内错角相等.
(3)同旁内角互补,均可推出两直线平行.
(4)推论:同一平面内,垂直于同一条直线的两条直线互相平行
平行线的性质
(一)平行线性质
两直线平行,同位角、内错角相等,同旁内角互补。
(二)命题、定理、证明
命题分题设与结论;正确命题为定理,可推理证明真假。
(三)平行线间距离
两条平行线间距离处处相等,指垂线段长度。
对顶角的识别
【例1】(25-26七年级下·广东广州·阶段检测)在下列的图中,与是对顶角的是( )
A.B. C. D.
【变式1-1】(25-26七年级下·广东河源·期中)下列各图中,与是对顶角的是( )
A. B.
C. D.
【变式1-2】(25-26七年级下·福建莆田·期中)下列图形中,与是对顶角的是( )
A. B.C. D.
【变式1-3】(25-26七年级下·黑龙江哈尔滨·期中)下列各图中,和互为对顶角的是( )
A. B. C. D.
对顶角相与邻补角的相关计算
【例2】.(25-26七年级下·黑龙江哈尔滨·期中)如图,直线、交于点,于点,若,则的度数是( )
A. B. C. D.
【变式2-1】(25-26七年级下·上海·期中)如图,直线、相交于点,.若与的度数之比为,的度数是( )
A. B. C. D.
【变式2-2】(25-26七年级下·陕西延安·期中)如图,直线,相交于点,,,则的度数为______.
【变式2-3】(25-26七年级下·浙江台州·期中)如图,直线,相交于点,,,则________.
作垂线、平行线
【例3】(25-26七年级下·江西九江·期中)在如图所示的方格纸中,每个小正方形的边长为1,每个小正方形的顶点都叫作格点.(请保留作图痕迹)
(1)过点画的平行线,并标出平行线所过格点;
(2)过点画的垂线,并标出垂线所过格点.
【变式3-1】(25-26七年级下·甘肃平凉·期中)如图,已知点、分别在的边、上.用直尺和三角尺画出图形;射线,,交于点.
【变式3-2】(25-26七年级下·陕西宝鸡·期中)在如图所示的方格纸中,每个小方格都是正方形,点,,,都在格点上,请利用网格完成下面画图并回答问题:
(1)过点画直线(点E是格点);
(2)过点P画的垂线(点F是格点),交于点C;
(3)在(2)中,线段______的长度表示点P到直线的距离,与的大小关系是______,依据是______.
【变式3-3】(25-26七年级下·江西吉安·期中)如图是单位长度为1的正方形网格,点,,,四个点都在格点上,请在网格内按要求完成作图.
(1)过点作的平行线;
(2)过点作的垂线,与直线交于点.
平行线的判定
【例4】(25-26七年级下·福建南平·期中)如图,直线、交于点平分,且
(1)求的度数;
(2)若平分,且,试说明的理由.
【变式4-1】(25-26七年级下·北京海淀·期中)按要求完成下列的证明:
已知:如图,于点,是上一点,.
求证:.
证明:∵(已知)
∴____________(依据:________________________)
∵(已知)
∴____________(依据:________________________)
∴(依据:________________________)
【变式4-2】(25-26七年级下·黑龙江哈尔滨·期中)如图,,,分别是,的平分线,,试探究与的位置关系并说明理由.请完善下列解题过程.
解:与的位置关系是______,
∵,分别是,的平分线(已知),
∴______,______(______),
∵(已知),
∴______,
又∵(已知),
∴(______),
∴______(______).
【变式4-3】(25-26七年级下·内蒙古乌兰察布·期中)如图,直线分别与直线、相交于点,平分,平分,,试说明:.
利用平行线的性质探究角的数量关系
【例5】(25-26七年级下·贵州遵义·期中)利用平行线的相关知识,七年级的聪聪做了一个潜望镜,潜望镜中的两面镜子,光线经过镜子反射后,得到光线;光线经过镜子反射后,得到光线进入聪聪的眼中,根据光的反射原理,始终有,.
(1)如图1,光线与光线互相平行吗?请说明理由;
(2)如图2,受聪聪影响,明明思考后发现,当时,镜子和的位置可以发生改变,且,和有不变的数量关系,请求出,和之间的数量关系;
(3)如图3,受启发的丹丹,对聪聪设计的潜望镜上方的镜筒和镜子进行改造,使其成为可调节的潜望镜了,以便更灵活地上下观察,此时,若入射光线和反射光线的夹角为,请直接写出与的数量关系.
【变式5-1】(25-26七年级下·陕西延安·期中)已知直线,直线分别交于点.
【问题提出】
(1)如图①,点在直线之间,连接,过点作.若,,,则直线的位置关系是______;
【问题迁移】
(2)如图②,,平分交于点,平分交于点,平分交于点,若,求的度数;
【问题拓展】
(3)如图③,,平分交于点,平分交于点,点在直线上,平分交于点,探究和之间存在的数量关系.
【变式5-2】(25-26七年级下·广东江门·期中)在综合实践课上,老师组织同学们开展了探究两角之间数量关系的数学活动.
如图1,已知直线,点分别为直线上的点,点是平面内直线之间任意一点,连接.
(1)若,,求的度数;
(2)如图2,点是直线上的两点,且.求证:.
(3)如图3,在(2)的条件下,作直线,交于点,则与相等吗?请说明理由.
【变式5-3】(25-26七年级下·陕西咸阳·期中)已知直线,直线分别交于点E,F.
(1)【问题提出】如图①,点T在直线之间,连接.若,,,探究直线与的位置关系.
小明在组内经过合作交流,得到解题方法:如图②,过点T作,由平行线的性质,得,再求得的度数即可判断.则直线与的位置关系是 ;
(2)【问题迁移】如图③,,平分交于点G,平分交于点H,平分分别交于点Q,T,若,求的度数;
(3)【问题拓展】如图④,,平分交于点G,平分交于点H,点Q在直线上,平分交于点R,探究和之间存在的数量关系.
平行线性质和判定的综合应用
【例6】(25-26七年级下·四川成都·期中)如图,已知,与互补.
(1)求证:;
(2)若平分,,求的度数.
【变式6-1】(25-26七年级下·黑龙江哈尔滨·期中)已知:过内一点作交于点,作交于点
(1)如图1,求证:
(2)如图2,射线,射线分别平分和,求证:
(3)如图3,在(2)的条件下,点,在射线上,连接,,,与交于点,反向延长交于点,如果,平分,求的度数(证明过程中不能直接用三角形内角和)
【变式6-2】(25-26七年级下·天津滨海新区·期中)如图,点,在线段的异侧,点,分别是线段,上的点,已知,.
(1)求证:;
(2)若,,求的度数.
【变式6-3】(25-26七年级下·辽宁盘锦·期中)如图,在四边形中,,,点E在的延长线上,连接交于点F.
(1)求证:;
(2)若,平分,求的度数.
易错点1 对顶角/邻补角
对顶角相等,邻补角和为,区分位置与数量关系。
易错点2 点到直线的距离
特指垂线段的长度,非线段本身。
易错点3 平行公理
仅限直线外一点,才有唯一平行线。
易错点4 判定/性质
判定由角推线平行,性质由线平行推角相等/互补,二者勿颠倒。
易错点5 线段关系
平行、垂直均针对直线,线段平行/垂直指所在直线满足对应关系。
垂线段最短的应用
【例7】(25-26七年级下·贵州遵义·期中)如图,中,,,点P是边上的动点,则长不可能是( )
A.3.5 B.4.1 C.5 D.6
【变式7-1】(25-26七年级下·河北石家庄·期中)如图,在正方形网格中画有一段笔直的铁路及道口A、B和村庄M、N.小强从道口A到公路,他选择的路线为公路,理由是( )
A.两点确定一条直线
B.两点之间,线段最短
C.垂线段最短
D.三角形任意两边之和大于第三边
【变式7-2】(25-26七年级下·黑龙江齐齐哈尔·期中)一跳远运动员跳落沙坑时的痕迹如图所示,用表示运动员成绩的理由( ).
A.两点之间线段最短
B.两点确定一条直线
C.垂线段最短
D.在同一平面内,过一点有且只有一条直线与已知直线垂直
【变式7-3】(25-26七年级下·四川成都·期中)如图,某地进行城市规划,在一条新修公路旁有一村庄,现要建一个汽车站,且有,,,四个地点可供选择若要使汽车站离村庄最近,则汽车站应建在处,依据是( )
A.两点之间,线段最短 B.垂直的定义
C.点到直线,垂线段最短 D.两点确定一条直线
点到直线的距离
【例8】(25-26九年级下·贵州铜仁·期中)某节体育课上,同学们进行跳远项目测试.如图所示,直线为起点,点为小明的落点,则小明最终的跳远成绩是( )
A.线段的长度 B.线段的长度 C.线段的长度 D.线段的长度
【变式8-1】(25-26七年级下·浙江台州·期中)如图,点在直线上,点,在直线上,,,,,,则下列说法正确的是( )
A.点到直线的距离等于6 B.点到直线的距离等于10
C.点到的距离等于6 D.点到的距离等于8
【变式8-2】(25-26七年级下·四川绵阳·期中)如图,点在直线外,点,,,在直线上,且,,,则点到直线的距离是( )
A. B. C. D.
【变式8-3】(25-26七年级下·广东深圳·期中)如图,点是直线外一点,点,,在直线上,且,,.下列说法正确的是( )
A.点到直线的距离等于4 B.点到直线的距离等于5
C.点到直线的距离等于6 D.点到直线的距离一定不大于4
同位角、内错角、同旁内角的识别
【例9】(25-26七年级下·陕西咸阳·期中)如图,直线a,b被直线c所截,则的同位角是______.
【变式9-1】(25-26七年级下·河北邢台·期中)如图所示,与是同旁内角的角为__________.
【变式9-2】(25-26七年级下·陕西咸阳·期中)如图,的内错角是__________.
【变式9-3】(25-26七年级下·河北沧州·期中)如图所示,与是同旁内角的角为__________________
技巧1 角度计算
利用对顶角、邻补角、平行线性质转化角,列式求解。
技巧2 平行证明
找出同位角、内错角、同旁内角,依据角的关系证平行。
技巧3 拐点模型
过拐点作平行线,拆分角度,结合平行线性质计算。
拐点模型
【例10】(25-26七年级下·辽宁鞍山·期中)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“系数平衡角”.例如,,,有,则是的“系数平衡角”.
(1)【概念理解】
若,则的“系数平衡角”是____;
(2)【初步认识】
在平面内,,点为直线上一点,点为直线上一点.如图,点为平面内一点,连接,,,若是的“系数平衡角”,求的度数.
(3)【问题解决】
连接,点为直线与直线间的动点(点不在直线上),,.是的“系数平衡角”,此时的度数为____.
【变式10-1】(25-26七年级下·内蒙古巴彦淖尔·期中)综合与实践
在学习平行线的性质的过程中,我们积累了一定的研究经验.请运用已有经验,对“平行线的拐点问题”进行研究.
如图1,直线,点,分别在直线,上,点是直线与外一点, 连接,.
(1)【问题初探】若,, 则的度数为_____.
(2)【问题拓展】①如图2,作平分,平分,若设,,求出的度数(用含x,y的式子表示).
②在①的条件下,如图3,若平分,平分,平分,平分,可得……依次平分下去, 则的度数是______.
(3)【问题应用】智慧组制作了一个如图4所示的“燕子镖”,经测量发现,,试探究与之间有怎样的数量关系,并说明理由.
【变式10-2】(24-25七年级下·湖南长沙·阶段检测)已知,,点在上,点在上,点为一动点.
(1)如图1,当在与之间时,点在上,连接、、,若,求证:.
(2)如图2,在(1)的条件下,平分交于点K,,平分,且有.
①当,时,求的度数;
②当平分,,交于点时,若,求的值.
(3)如图3,当H在上方,交于点,的角平分线的反向延长线和的角平分线相交于点,的角平分线和的角平分线相交于点,依此类推,请论证与之间的数量关系,并直接写出与的数量关系(用含n的式子表示)
【变式10-3】(24-25七年级下·福建泉州·月考)已知直线,E为平面内一点,点P,Q分别在直线,上,连接,.
(1)如图1,若点E在直线,之间,试探究之间的数量关系,并说明理由.
(2)如图2,若点E在直线,之间,平分,平分,当时,求的度数.
(3)如图3,若点E在直线的上方,平分,平分,的反向延长线交于点F,当时,求的度数.
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专题03 相交线与平行线
相交
(一)邻补角与对顶角
邻补角:相邻且互补,和为;对顶角:位置相对,度数相等。
(二)垂线
相交成直角即为垂直;过一点有且只有一条直线与已知直线垂直;垂线段最短。
(三)三线八角
两直线被第三条直线所截,分清同位角、内错角、同旁内角,是判定平行的基础。
平行线及其判定
(一)平行线定义与基本事实
平行线的定义:同一平面内不相交的两条直线互相平行;
基本事实:过直线外一点,有且只有一条直线与已知直线平行。
(二)平行线的判定
(1)同位角相等.
(2)内错角相等.
(3)同旁内角互补,均可推出两直线平行.
(4)推论:同一平面内,垂直于同一条直线的两条直线互相平行
平行线的性质
(一)平行线性质
两直线平行,同位角、内错角相等,同旁内角互补。
(二)命题、定理、证明
命题分题设与结论;正确命题为定理,可推理证明真假。
(三)平行线间距离
两条平行线间距离处处相等,指垂线段长度。
对顶角的识别
【例1】(25-26七年级下·广东广州·阶段检测)在下列的图中,与是对顶角的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】解:根据对顶角的定义,两个角有一个公共顶点,一个角的两边是另一个角的两边的反向延长线,
选项A,两角没有公共顶点,角的两边也不是反向延长线,与不是对顶角,不符合题意;
选项B,角的两边不是另一个角两边的反向延长线,与不是对顶角,不符合题意;
选项C,与是对顶角,符合题意;
选项D,角的两边不是另一个角两边的反向延长线,与不是对顶角,不符合题意.
【变式1-1】(25-26七年级下·广东河源·期中)下列各图中,与是对顶角的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据对顶角的定义:如果一个角的两边分别是另一个角两边的反向延长线,那么这两个角互为对顶角,对各选项进行判断即可.
【详解】A.与有一条公共边,另一边互为反向延长线,属于邻补角,不是对顶角,故本选项错误;
B.与有公共顶点,且两边互为反向延长线,是对顶角,故本选项正确;
C.与的两边不互为反向延长线,不是对顶角,故本选项错误;
D.与没有公共顶点,不是对顶角,故本选项错误.
【变式1-2】(25-26七年级下·福建莆田·期中)下列图形中,与是对顶角的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由对顶角定义逐项验证即可.
【详解】解:D选项的图形中,与是对顶角;A、B、C选项的图形中,与不是对顶角.
【变式1-3】(25-26七年级下·黑龙江哈尔滨·期中)下列各图中,和互为对顶角的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】如果一个角的两边分别是另一个角两边的反向延长线,那么这两个角互为对顶角.
【详解】解:A:和没有公共顶点,不是对顶角,故A不符合题意
B:的两边不是两边的反向延长线,不是对顶角,故B不符合题意
C:的两边不是两边的反向延长线,不是对顶角,故C不符合题意
D:和有公共顶点,且的两边分别是两边的反向延长线,是对顶角,故D符合题意.
对顶角相等
【例2】.(25-26七年级下·黑龙江哈尔滨·期中)如图,直线、交于点,于点,若,则的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据对顶角相等求出的度数,再根据垂直的定义得出,最后利用角的和差关系即可求解.
【详解】解:,
,
,
,
.
【变式2-1】(25-26七年级下·上海·期中)如图,直线、相交于点,.若与的度数之比为,的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先根据已知比例求出 的度数,再利用对顶角相等得出 的度数,最后根据 即可求解.
【详解】解:, 与 的度数之比为 ,
,
直线 、 相交于点 ,
,
,
,
.
【变式2-2】(25-26七年级下·陕西延安·期中)如图,直线,相交于点,,,则的度数为______.
【答案】
【分析】根据对顶角相等得到,再根据,即可求出的度数.
【详解】解:∵,
∴.
∵,
.
【变式2-3】(25-26七年级下·浙江台州·期中)如图,直线,相交于点,,,则________.
【答案】/30度
【分析】根据对顶角相等可得,即可求解.
【详解】解:∵直线,相交于点,,
∴,
∵,
∴.
作垂线、平行线
【例3】(25-26七年级下·江西九江·期中)在如图所示的方格纸中,每个小正方形的边长为1,每个小正方形的顶点都叫作格点.(请保留作图痕迹)
(1)过点画的平行线,并标出平行线所过格点;
(2)过点画的垂线,并标出垂线所过格点.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】(1)根据格点特点,相同,,则;
(2)根据格点特点,四边形是正方形,则.
【详解】(1)解:如图,直线即为所求.
(2)解:如图,直线即为所求.
【变式3-1】(25-26七年级下·甘肃平凉·期中)如图,已知点、分别在的边、上.用直尺和三角尺画出图形;射线,,交于点.
【答案】见解析
【分析】将三角尺的一条直角边与重合,直尺靠紧三角尺的另一条直角边,平移三角尺使之前和重合的直角边经过点C,沿该直角边过点C画射线即可;
把三角尺的一条直角边与重合,移动三角尺使另一条直角边经过点D,沿该直角边过点D画射线交于点F即可.
【详解】解:如图,射线,即为所求.
【变式3-2】(25-26七年级下·陕西宝鸡·期中)在如图所示的方格纸中,每个小方格都是正方形,点,,,都在格点上,请利用网格完成下面画图并回答问题:
(1)过点画直线(点E是格点);
(2)过点P画的垂线(点F是格点),交于点C;
(3)在(2)中,线段______的长度表示点P到直线的距离,与的大小关系是______,依据是______.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3),,垂线段最短
【分析】(1)根据平行线的判定定理解题;
(2)根据垂线的定义解题即可;
(3)根据垂线段最短解题即可.
【详解】(1)解:如图,
(2)解:如图,
(3)解:线段的长度表示点P到直线的距离,
∴,
依据是垂线段最短.
【变式3-3】(25-26七年级下·江西吉安·期中)如图是单位长度为1的正方形网格,点,,,四个点都在格点上,请在网格内按要求完成作图.
(1)过点作的平行线;
(2)过点作的垂线,与直线交于点.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】(1)根据平行线的画法和网格的特点作图即可;
(2)根据垂线的画法和网格的特点作图即可.
【详解】(1)解:如图所示,直线l即为所求;
(2)解:如图所示,点即为所求.
平行线的判定
【例4】(25-26七年级下·福建南平·期中)如图,直线、交于点平分,且
(1)求的度数;
(2)若平分,且,试说明的理由.
【答案】(1)
(2)见解析
【分析】(1)根据角平分线的性质以及角度的比例求解即可;
(2)由角平分线的性质可得角度的关系,再根据内错角相等,即可证明平行.
【详解】(1)解:平分,
,
,
.
.
.
(2)解:平分平分,
.
,
,
.
.
.
【变式4-1】(25-26七年级下·北京海淀·期中)按要求完成下列的证明:
已知:如图,于点,是上一点,.
求证:.
证明:∵(已知)
∴____________(依据:________________________)
∵(已知)
∴____________(依据:________________________)
∴(依据:________________________)
【答案】见解析
【详解】证明:∵(已知)
∴(依据:垂直的定义)
∵(已知)
∴(依据:同角的余角相等)
∴(依据:内错角相等,两直线平行)
【变式4-2】(25-26七年级下·黑龙江哈尔滨·期中)如图,,,分别是,的平分线,,试探究与的位置关系并说明理由.请完善下列解题过程.
解:与的位置关系是______,
∵,分别是,的平分线(已知),
∴______,______(______),
∵(已知),
∴______,
又∵(已知),
∴(______),
∴______(______).
【答案】;;;角平分线定义;;等量代换;;内错角相等,两直线平行.
【分析】根据角平分线定义,平行线的判定即可求解.
【详解】解:与的位置关系是,
∵,分别是,的平分线(已知),
∴,(角平分线定义),
∵(已知),
∴,
又∵(已知),
∴(等量代换),
∴,(内错角相等,两直线平行),
故答案为:;;;角平分线定义;;等量代换;;内错角相等,两直线平行.
【变式4-3】(25-26七年级下·内蒙古乌兰察布·期中)如图,直线分别与直线、相交于点,平分,平分,,试说明:.
【答案】说明见解析
【分析】先由角平分线定义及已知条件得到,再等量代换得到同位角相等即可说明.
【详解】解:平分,平分,
,,
,
,
,
,
.
利用平行线的性质探究角的数量关系
【例5】(25-26七年级下·贵州遵义·期中)利用平行线的相关知识,七年级的聪聪做了一个潜望镜,潜望镜中的两面镜子,光线经过镜子反射后,得到光线;光线经过镜子反射后,得到光线进入聪聪的眼中,根据光的反射原理,始终有,.
(1)如图1,光线与光线互相平行吗?请说明理由;
(2)如图2,受聪聪影响,明明思考后发现,当时,镜子和的位置可以发生改变,且,和有不变的数量关系,请求出,和之间的数量关系;
(3)如图3,受启发的丹丹,对聪聪设计的潜望镜上方的镜筒和镜子进行改造,使其成为可调节的潜望镜了,以便更灵活地上下观察,此时,若入射光线和反射光线的夹角为,请直接写出与的数量关系.
【答案】(1),理由见解析
(2)数量关系为:
(3)与的数量关系是:
【分析】(1)先证明,再证明,即可得到;
(2)过P作.则,得到;
(3)过P作,过作,即可得到,,,
再根据,,,得到,代入
,整体代入求解即可.
【详解】(1)解:,理由如下:
,
,
,,
,
,,
,
;
(2)解:过P作.
,
,
,
,
,
∴数量关系为:,理由如上;
(3)解:与的数量关系是:.
由题意得,,
过P作,过作,
,,,,
,,
∵,,
∴,
整理得,
∴,
整理得.
【变式5-1】(25-26七年级下·陕西延安·期中)已知直线,直线分别交于点.
【问题提出】
(1)如图①,点在直线之间,连接,过点作.若,,,则直线的位置关系是______;
【问题迁移】
(2)如图②,,平分交于点,平分交于点,平分交于点,若,求的度数;
【问题拓展】
(3)如图③,,平分交于点,平分交于点,点在直线上,平分交于点,探究和之间存在的数量关系.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【分析】(1)求出,可得,可证明,从而可证明;
(2)求出,由可得,由平分平分,求出,再根据三角形外角的性质可得结论;
(3)分类讨论,过拐点作平行线:过R作,过Q作,然后设参,利用平行线的性质求解即可.
【详解】(1)解:∵,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴;
(2)解:∵平分,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵平分平分,
∴,
∴;
(3)解:设,
过R作,过Q作,
则,,
第一种情况:如图,当点Q在线段上时,
则,,
则,
∴,,
∴,
∴,
∴;
第二种情况:如图,当点Q在点E上方时,
此时,
则,
∴,
∵,
∴;
第三种情况:如图,当点Q在点F下方时,
则,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴;
综上,或.
【变式5-2】(25-26七年级下·广东江门·期中)在综合实践课上,老师组织同学们开展了探究两角之间数量关系的数学活动.
如图1,已知直线,点分别为直线上的点,点是平面内直线之间任意一点,连接.
(1)若,,求的度数;
(2)如图2,点是直线上的两点,且.求证:.
(3)如图3,在(2)的条件下,作直线,交于点,则与相等吗?请说明理由.
【答案】(1)
(2)见详解
(3),理由见详解
【分析】(1)过点作,则有,然后可得,进而问题可求解;
(2)由题意易得,然后问题可求解;
(3)设,则有,然后可得,进而问题可求解.
【详解】(1)解:过点作,如图所示:
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴;
(2)证明:∵,
∴,
∴;
(3)解:与之间的数量关系为,理由如下:
设,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴.
【变式5-3】(25-26七年级下·陕西咸阳·期中)已知直线,直线分别交于点E,F.
(1)【问题提出】如图①,点T在直线之间,连接.若,,,探究直线与的位置关系.
小明在组内经过合作交流,得到解题方法:如图②,过点T作,由平行线的性质,得,再求得的度数即可判断.则直线与的位置关系是 ;
(2)【问题迁移】如图③,,平分交于点G,平分交于点H,平分分别交于点Q,T,若,求的度数;
(3)【问题拓展】如图④,,平分交于点G,平分交于点H,点Q在直线上,平分交于点R,探究和之间存在的数量关系.
【答案】(1)
(2)
(3)和之间存在的数量关系为 或
【分析】(1)过点作,利用平行线的性质,内错角相等,求出,利用内错角相等得到,从而得到最终答案;
(2)过点T作,利用平行线与角平分线的性质得到对应角相等,再进行等量代换进行求解;
(3)因为点在直线上,所以先对点的位置进行分类,再过点作平行于的辅助线,然后利用平行线和角平分线的性质得到对应角相等,最后通过等量代换进行求解.
【详解】(1)解:,理由如下:
如图所示,过点作,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∵,
∴.
(2)解:如图③,过点T作,则,
∴,,
∵,平分,
∴,
∵,
∴,,
∵平分,平分,
∴,,
∴,
∴.
(3)解:设, .
∵,
∴,,
∵平分,平分,
∴,;
①如图④-1,当点Q在线段EF上时,过点R作,过点Q作.
∴,
∴,,,
,
∴,,
∴,
∴.
②如图④-2,当点Q在的延长线上时,过点R作,过点Q作.
∴,
∴,,,
,
∴,,
∴;
③如图④-3,当点Q在EF的延长线上时,过点R作,过点Q作.
∴,
∴,,
,,
∴,
,
∴,
∴,
综上所述,和之间存在的数量关系为 或.
平行线性质和判定的综合应用
【例6】(25-26七年级下·四川成都·期中)如图,已知,与互补.
(1)求证:;
(2)若平分,,求的度数.
【答案】(1)见详解
(2)
【分析】(1)首先证明,再进一步结合已知条件即可得证;
(2)结合已知条件先求出,进而利用平行线的性质求解即可.
【详解】(1)证明:,
.
.
,
,
又,
,
;
(2)解:平分,
,
又,
.
,
,
.
,
,
.
【变式6-1】(25-26七年级下·黑龙江哈尔滨·期中)已知:过内一点作交于点,作交于点
(1)如图1,求证:
(2)如图2,射线,射线分别平分和,求证:
(3)如图3,在(2)的条件下,点,在射线上,连接,,,与交于点,反向延长交于点,如果,平分,求的度数(证明过程中不能直接用三角形内角和)
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)
【分析】(1)由平行线的性质得出,,即可得出结论;
(2)过点作平分,由角平分线定义得出,,,证出,得出,,即可得出结论;
(3)设,则,,得出,,求出,过点作,过点作,由平行线的性质得出,,,,求出,,即可得出答案.
【详解】(1)证明:,,
,,
;
(2)证明:过点作平分,如图2所示:
则,
射线,射线分别平分和,
,,
,
,
,,
;
(3)解:平分,
,
设,则,,
∵
∴
,
,
,
,
过点作,过点作,如图3所示:
,
,,
,,,,
,,
.
【变式6-2】(25-26七年级下·天津滨海新区·期中)如图,点,在线段的异侧,点,分别是线段,上的点,已知,.
(1)求证:;
(2)若,,求的度数.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)根据题意,结合对顶角,得到,证得结论;
(2)根据题意,得到,得到,从而得到结果.
【详解】(1)证明:,,,
,
;
(2)解:,,
,
,
,
,
,
,
【变式6-3】(25-26七年级下·辽宁盘锦·期中)如图,在四边形中,,,点E在的延长线上,连接交于点F.
(1)求证:;
(2)若,平分,求的度数.
【答案】(1)见解析
(2).
【分析】(1)利用等角的补角相等可得到,可证明,得到,求得,即可证明结论成立;
(2)由(1)知,根据平行线的性质求解即可.
【详解】(1)证明:∵,,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴;
(2)解:∵,,
∴,
∵平分,
∴,
∵,
∴.
易错点1 对顶角/邻补角
对顶角相等,邻补角和为,区分位置与数量关系。
易错点2 点到直线的距离
特指垂线段的长度,非线段本身。
易错点3 平行公理
仅限直线外一点,才有唯一平行线。
易错点4 判定/性质
判定由角推线平行,性质由线平行推角相等/互补,二者勿颠倒。
易错点5 线段关系
平行、垂直均针对直线,线段平行/垂直指所在直线满足对应关系。
垂线段最短的应用
【例7】(25-26七年级下·贵州遵义·期中)如图,中,,,点P是边上的动点,则长不可能是( )
A.3.5 B.4.1 C.5 D.6
【答案】A
【详解】解:∵在中,,
∴,
∵点P是边上的动点,,
∴,
∴的长度不可能小于等于4,即 长不可能是3.5.
【变式7-1】(25-26七年级下·河北石家庄·期中)如图,在正方形网格中画有一段笔直的铁路及道口A、B和村庄M、N.小强从道口A到公路,他选择的路线为公路,理由是( )
A.两点确定一条直线
B.两点之间,线段最短
C.垂线段最短
D.三角形任意两边之和大于第三边
【答案】C
【详解】解:由题意,他选择的路线为公路,理由是垂线段最短.
【变式7-2】(25-26七年级下·黑龙江齐齐哈尔·期中)一跳远运动员跳落沙坑时的痕迹如图所示,用表示运动员成绩的理由( ).
A.两点之间线段最短
B.两点确定一条直线
C.垂线段最短
D.在同一平面内,过一点有且只有一条直线与已知直线垂直
【答案】C
【分析】跳远成绩的定义是:从运动员落地痕迹中离起跳线最近的点,向起跳线作垂线段的长度即为运动员的成绩.其依据是垂线段最短这一几何公理.
【详解】解:根据跳远比赛的规则,运动员的成绩是由落地时身体接触沙坑的点中,距离起跳线最近的点到起跳线的距离决定的.
起跳线是一条直线,图中点在起跳线上,是从落地痕迹点向起跳线所作的垂线段,根据几何公理“垂线段最短”,点到直线的所有连线中,垂线段的长度是最短的,
因此,用垂线段的长度来表示成绩,能客观反映运动员的有效跳远距离,综上,理由是“垂线段最短”,故选C.
【变式7-3】(25-26七年级下·四川成都·期中)如图,某地进行城市规划,在一条新修公路旁有一村庄,现要建一个汽车站,且有,,,四个地点可供选择若要使汽车站离村庄最近,则汽车站应建在处,依据是( )
A.两点之间,线段最短 B.垂直的定义
C.点到直线,垂线段最短 D.两点确定一条直线
【答案】C
【分析】.经过一点有且只有一条直线与已知直线垂直,连接直线外一点与直线上各点的所有线段中,垂线段最短,据此求解即可.
【详解】解:根据题意,若要使汽车站离村庄最近,则汽车站应建在C处,依据是“垂线段最短”.
点到直线的距离
【例8】(25-26九年级下·贵州铜仁·期中)某节体育课上,同学们进行跳远项目测试.如图所示,直线为起点,点为小明的落点,则小明最终的跳远成绩是( )
A.线段的长度 B.线段的长度 C.线段的长度 D.线段的长度
【答案】B
【分析】直接利用跳远成绩应该是垂线段最短距离进而得出答案.
【详解】解:∵,
∴小明最终的跳远成绩是线段的长度.
【变式8-1】(25-26七年级下·浙江台州·期中)如图,点在直线上,点,在直线上,,,,,,则下列说法正确的是( )
A.点到直线的距离等于6 B.点到直线的距离等于10
C.点到的距离等于6 D.点到的距离等于8
【答案】A
【详解】解:A、点到直线的距离为线段的长,即为6,故说法正确;
B、点到直线的距离为线段的长,即为8,故说法不正确;
C、点到的距离不等于6,不符合点到直线的距离为垂线段的长,故说法不正确;
D、点到的距离为线段的长,即为10,故说法不正确.
【变式8-2】(25-26七年级下·四川绵阳·期中)如图,点在直线外,点,,,在直线上,且,,,则点到直线的距离是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】解:由图可知,,
∴点到直线的距离为.
【变式8-3】(25-26七年级下·广东深圳·期中)如图,点是直线外一点,点,,在直线上,且,,.下列说法正确的是( )
A.点到直线的距离等于4 B.点到直线的距离等于5
C.点到直线的距离等于6 D.点到直线的距离一定不大于4
【答案】D
【详解】解:∵点是直线外一点,点,,在直线上,且,,,
∴点到直线的距离一定不大于4.
同位角、内错角、同旁内角的识别
【例9】(25-26七年级下·陕西咸阳·期中)如图,直线a,b被直线c所截,则的同位角是______.
【答案】
【分析】两条直线被第三条直线所截形成的角中,若两个角都在两直线(被截线)的同侧,并且在第三条直线(截线)的同旁,则这样一对角叫做同位角,由此即可判断.
【详解】解:的同位角是.
【变式9-1】(25-26七年级下·河北邢台·期中)如图所示,与是同旁内角的角为__________.
【答案】
【详解】解:与是同旁内角的角为.
【变式9-2】(25-26七年级下·陕西咸阳·期中)如图,的内错角是__________.
【答案】
【详解】解:根据内错角的定义可得的内错角是.
【变式9-3】(25-26七年级下·河北沧州·期中)如图所示,与是同旁内角的角为__________________
【答案】、、
【详解】解:由图可知,与是同旁内角的角为、、.
技巧1 角度计算
利用对顶角、邻补角、平行线性质转化角,列式求解。
技巧2 平行证明
找出同位角、内错角、同旁内角,依据角的关系证平行。
技巧3 拐点模型
过拐点作平行线,拆分角度,结合平行线性质计算。
拐点模型
【例10】(25-26七年级下·辽宁鞍山·期中)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“系数平衡角”.例如,,,有,则是的“系数平衡角”.
(1)【概念理解】
若,则的“系数平衡角”是____;
(2)【初步认识】
在平面内,,点为直线上一点,点为直线上一点.如图,点为平面内一点,连接,,,若是的“系数平衡角”,求的度数.
(3)【问题解决】
连接,点为直线与直线间的动点(点不在直线上),,.是的“系数平衡角”,此时的度数为____.
【答案】(1);
(2);
(3)或
【分析】(1)设的“系数平衡角”是,由“系数平衡角”定义列方程即可得出;
(2)过点作直线,利用平行线的内错角相等得出,是的“系数平衡角”,推出,再结合,求解即可;
(3)根据,,设,,,, 再根据是的“系数平衡角”,可得,然后分类讨论:①当点在直线异侧时,过点作直线,过点作直线,②当点在直线同侧时,过点作直线,过点作直线,结合平行线的性质列出方程,即可求解.
【详解】(1)∵设的“系数平衡角”为,
∴根据题意,,
∵,
∴;
(2)如图,过点作直线,
∵,
∴,
∴,,
∴,
∵是的“系数平衡角”,
∴根据题意,,即,
∵,
∴,解得:;
(3)∵,,
∴设,,,,
∵是的“系数平衡角”,
∴,
分类讨论:①如图,当点在直线异侧时,过点作直线,过点作直线,
∵,
∴,
∴,,
,,
∴,,
∴,
,
∵,
∴,解得:,
∴;
②如图,当点在直线同侧时,过点作直线,过点作直线,
∵,
∴,
∴,,
,,
∴,
,
∵,
∴,解得:,
∴;
∴综上,为或.
【变式10-1】(25-26七年级下·内蒙古巴彦淖尔·期中)综合与实践
在学习平行线的性质的过程中,我们积累了一定的研究经验.请运用已有经验,对“平行线的拐点问题”进行研究.
如图1,直线,点,分别在直线,上,点是直线与外一点, 连接,.
(1)【问题初探】若,, 则的度数为_____.
(2)【问题拓展】①如图2,作平分,平分,若设,,求出的度数(用含x,y的式子表示).
②在①的条件下,如图3,若平分,平分,平分,平分,可得……依次平分下去, 则的度数是______.
(3)【问题应用】智慧组制作了一个如图4所示的“燕子镖”,经测量发现,,试探究与之间有怎样的数量关系,并说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3),理由见解析
【分析】(1)本题考查平行线拐点模型(M模型),拐点模型的解题特点是:遇到拐点画平行线.作,然后根据平行线的性质即可求解.
(2)①利用第一问的模型可求出,再利用角平分线性质即可求出.②利用模型继续求,…,观察可发现规律.
(3)本题主要考查的拐点模型的生活应用,利用模型(1),按照平行线性质即可求出.
【详解】(1)解:如图,作,
,
,
,
,
,
,
.
(2)①由(1)的模型可得,
,
平分,平分,
,,
,
设,,
.
②由①得,
,
同理,,
…
.
(3)作和,使,
由第(1)问模型可知,
,,
【变式10-2】(24-25七年级下·湖南长沙·阶段检测)已知,,点在上,点在上,点为一动点.
(1)如图1,当在与之间时,点在上,连接、、,若,求证:.
(2)如图2,在(1)的条件下,平分交于点K,,平分,且有.
①当,时,求的度数;
②当平分,,交于点时,若,求的值.
(3)如图3,当H在上方,交于点,的角平分线的反向延长线和的角平分线相交于点,的角平分线和的角平分线相交于点,依此类推,请论证与之间的数量关系,并直接写出与的数量关系(用含n的式子表示)
【答案】(1)见解析
(2)①;②
(3)
【分析】(1)直接根据平行线的判定和性质证明即可;
(2)①过点作,可得,由,可设,则,根据平行线的性质和角平分线的定义即可得出方程,求解即可;
②如图,过点作.可设,则,根据平行线的性质和角平分线的定义可得方程组,求解即可.
(3)过点作,过点作.设,,同理可知,,进而可得,根据规律可得答案.
【详解】(1)证明:∵,
∴,
∵,
∴,
∴.
(2)①如图,过点作,
∴.
由题意可知:,
故可设,则.
∴,,.
∵平分,平分,
∴,,
∴,
∴,
由(1)可知,,
∴,
∴,解得:,
∴,.
∵,
∴,
∴.
②如图,过点作.
由题意可设,则.
∵,平分,
∴,.
∵,
∴.
∵平分,
∴.
∵,
∴,
∴.
∵平分,
∴,,
∴.
∵,
∴.
∴,即.
由(1)可知,
∴,
∴,
即,解得:,
∴.
(3)过点作,过点作.
设,,
同理(2)可得:,,
∴,
∵的角平分线的反向延长线和的角平分线相交于点,
∴,,
由(2)得,
∴.
∵的角平分线和的角平分线相交于点。
同理可得:
∴,
∴,
∴
【变式10-3】(24-25七年级下·福建泉州·月考)已知直线,E为平面内一点,点P,Q分别在直线,上,连接,.
(1)如图1,若点E在直线,之间,试探究之间的数量关系,并说明理由.
(2)如图2,若点E在直线,之间,平分,平分,当时,求的度数.
(3)如图3,若点E在直线的上方,平分,平分,的反向延长线交于点F,当时,求的度数.
【答案】(1),理由见解析
(2)
(3)
【分析】本题考查了平行线的性质、平行公理推论、对顶角相等、角平分线等知识,熟练掌握平行线的性质是解题关键.
(1)过点作,先根据平行线的性质可得,再根据平行公理推论可得,根据平行线的性质可得,然后根据角的和差、等量代换即可得;
(2)过点作,先根据(1)的结论可得,再根据角平分线的定义可得,然后根据平行线的性质、平行公理推论可得,由此即可得;
(3)过点作,先参考(1)的方法可得,再根据角平分线的定义可得,,从而可得,,然后根据代入计算即可得.
【详解】(1)解:,理由如下:
如图1,过点作,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴.
(2)解:如图2,过点作,
由(1)可知,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵平分,平分,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴.
(3)解:如图3,过点作,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵平分,平分,
∴,,
∵,
∴,
,
∴,
由对顶角相等得:,
由(2)可知,
,
所以的度数为.
学科网(北京)股份有限公3 / 3
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