专题六 半角模型、对角互补模型、旋转全等模型(手拉手模型) 2025--2026学年北师大版八年级数学下册期末复习

2026-06-18
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资源信息

学段 初中
学科 数学
教材版本 初中数学北师大版八年级下册
年级 八年级
章节 第三章 图形的平移与旋转
类型 题集-专项训练
知识点 -
使用场景 同步教学-期末
学年 2026-2027
地区(省份) 北京市,江苏省,浙江省,江西省,广东省,四川省
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 ZIP
文件大小 2.43 MB
发布时间 2026-06-18
更新时间 2026-06-18
作者 匿名
品牌系列 -
审核时间 2026-06-18
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来源 学科网

摘要:

**基本信息** 以三大几何模型为核心,通过定义-探究-拓展的递进式训练,系统提炼旋转构造、辅助线添加等解题方法,强化几何直观与推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |旋转全等模型(手拉手)|5题|共顶点等腰三角形旋转证全等(SAS)|从模型定义到等边、等腰直角情境应用,递进关联全等判定| |半角模型|3题|旋转构造全等三角形,转化线段关系|基于等腰直角背景,通过旋转将分散线段集中,构建勾股关系| |对角互补模型|3题|角平分线+垂线/构造全等,建立线段和差关系|从90°到120°对角互补,结合角平分线性质推导线段数量关系|

内容正文:

八年级数学下册 期末复习专题六 半角模型、对角互补模型、旋转全等模型(手拉手模型) 参考答案与试题解析 类型一:旋转全等模型(手拉手模型) 1.综合实践 在学习全等三角形的知识时,数学兴趣小组发现这样一个模型:它是由两个共顶点且顶角相等的等腰三角形构成的,在相对位置变化的同时,始终存在一对全等三角形.兴趣小组成员经过研讨给出定义:如果两个等腰三角形的顶角相等,且顶角的顶点互相重合,则称此图形为“手拉手全等模型”.因为顶点相连的四条边,可以形象地看作两双手,所以通常称为“手拉手模型”,如图1,△ABC与△ADE都是等腰三角形,其中∠BAC=∠DAE,则△ABD≌△ACE(SAS). 【初步把握】如图2,△ABC与△ADE都是等腰三角形,AB=AC,AD=AE,且∠BAC=∠DAE,请直接写出图中的一对全等三角形. 【深入研究】如图3,已知△ABC,以AB、AC为边分别向外作等边△ABD和等边△ACE,BE、CD交于点Q.求∠DQB的大小,并证明:BE=CD. 【拓展延伸】如图4,在两个等腰直角△ABC和△ADE中,AB=AC,AE=AD,∠BAC=∠DAE=90°,连接BD,CE,交于点P,请判断BD和CE的关系,并说明理由. 【分析】[初步把握]根据SAS证明△BAD≌△CAE即可 [深入把握]根据SAS证明△ACD≌△AEB,再由全等的性质得到 [拓展延伸]根据SAS证明△EAC≌DAB,由全等的性质可得BD=CE,∠ACE=∠ABD,进而可证BD⊥CE 【解答】解:[初步把握] 证明:∵∠BAC=∠DAE, ∴∠BAC+∠CAD=∠DAE+∠CAD, ∴∠BAD=∠CAE, 在△BAD和△CAE中, , ∴△BAD≌△CAE(SAS). [深入把握] 证明:∵△ABD和△ACE都是等边三角形, ∴AB=AD,AE=AC,∠BAD=∠CAE=60°, ∴∠BAD+∠BAC=∠CAE+∠BAC. 即∠DAC=∠BAE, 在△ABE和△ADC中, , ∴△ABE≌△ADC(SAS), ∴BE=CD;∠ADC=∠ABE. ∵∠BQD+∠ABE=∠BAD+∠ADC, ∴∠DQB=∠DAB=60°. [拓展延伸] 解:BD=CE,BD⊥CE,理由如下: ∵∠BAC=∠DAE=90°, ∴∠BAC+∠BAE=∠DAE+∠BAE, 即∠CAE=∠BAD, 在△ABD和△ACE中, , ∴△ABD≌△ACE(SAS), ∴BD=CE,∠ABD=∠ACE, ∵∠BPC+∠ABD=∠BAC+∠ACE, ∴∠BPC=∠BAC=90°, ∴BD⊥CE. 2.【初步感知】(1)如图1,△ABC和△ADE都是等边三角形,点D在△ABC内部,连接BD,CE.求证:CE=BD; 【类比探究】(2)如图2,当△ABC和△ADE都为等腰直角三角形时,∠BAC=∠DAE=90°且点B,D,E三点共线,求∠BEC的度数; 【综合应用】(3)△ABC为等腰直角三角形且∠BAC=90°,BC=7,在直线BC上取一点D,使得CD=3,连接AD,过A作AE⊥AD,且AE=AD,使得直线AC和ED交于F,则S△BDE= 8或50  .(请直接写出答案) 【分析】(1)利用等边三角形的边、角性质,通过角的等量代换得到∠BAD=∠CAE,再用SAS证明△BAD≌△CAE,从而推出对应边相等; (2)由等腰直角三角形的性质得到AB=AC、AD=AE,推导出∠BAD=∠CAE,用SAS证明△BAD≌△CAE,得到∠ADB=∠AEC;结合B,D,E共线的条件,计算∠ADB的度数,进而求出∠BEC; (3)分点D在线段BC上和BC延长线上两种情况;先证明△BAD≌△CAE,得到∠ACE=∠ABC=45°,结合∠ACB=45°推出CE⊥BC;再分别计算BD的长度,最后代入三角形面积公式求解. 【解答】(1)证明:∵△ABC和△ADE都是等边三角形, ∴∠BAC=∠DAE=60°,AB=AC,AD=AE, ∴∠BAC﹣∠DAC=∠DAE﹣∠DAC, ∴∠BAD=∠CAE, 在△BAD和△CAE中, , ∴△BAD≌△CAE(SAS), ∴CE=BD; (2)解:∵△ABC和△ADE都是等腰直角三角形,且∠BAC=∠DAE=90°, ∴∠ADE=∠AED=45°,AB=AC,AD=AE, ∴∠BAC﹣∠DAC=∠DAE﹣∠DAC, ∴∠BAD=∠CAE, 在△BAD和△CAE中, , ∴△BAD≌△CAE(SAS), ∴∠ADB=∠AEC, ∵点B,D,E共线, ∴∠ADB=180°﹣∠ADE=180°﹣45°=135°, ∴∠AEC=135°, ∴∠BEC=∠AEC﹣∠AED=135°﹣45°=90°; (3)解:S△BDE=8或50.理由如下: 分两种情况讨论: 当点D在线段BC上时,如图3,△ABC是等腰直角三角形,∠BAC=90°,连接CE, ∴AB=AC,∠ABC=∠ACB=45°, ∵AE⊥AD,AE=AD, ∴∠DAE=90°, ∴∠BAC﹣∠DAC=∠DAE﹣∠DAC,即∠BAD=∠CAE, 在△BAD和△CAE中, , ∴△BAD≌△CAE(SAS), ∴BD=CE,∠ACE=∠ABC=45°, ∴∠BCE=∠ACB+∠ACE=45°+45°=90°,即CE⊥BC, ∵BC=7,CD=3, ∴BD=BC﹣CD=7﹣3=4, ∴CE=BD=4, ∴; 当点D在线段BC的延长线上,如图4,CD=3,连接CE, ∴BD=BC+CD=7+3=10, 同理可证△BAD≌△CAE,CE⊥BC,CE=BD=10, ∴, 综上所述,S△BDE=8或50, 故答案为:8或50. 6.【问题初探】:(1)在数学活动课上,王老师出了如下问题:如图①,在△ABC中,AC=BC,D、E分别在AC、BC上,若CD=CE,则△CDE和△CAB是顶角相等的等腰三角形,连接AE、BD,则∠AEB、∠C、∠CAE之间的数量关系是  ∠AEB=∠C+∠CAE ;AD与BE的数量关系是 AD=BE ; 【类比分析】:(2)如图②,王老师把上述两个等腰三角形转化成两个等边△CDE和△CAB,点A、D、E在同一条直线上,连接BE.试求∠AEB的度数及AD与BE的数量关系; 【拓展延伸】:(3)如图③,王老师又把上述两个等边三角形又转化为两个等腰直角△CDE和△CAB,∠ACB=∠DCE=90°,点A、D、E在同一条直线上,CM为△CDE中DE边上的高,连接BE,请猜想∠AEB的度数及线段CM、AE、BE之间的数量关系,并说明理由; 【学以致用】:(4)在(3)的条件下,若BE=4,CM=3,求四边形ABEC的面积. 【分析】(1)由AC=BC,D、E分别在AC、BC上,且CD=CE,得∠AEB=∠C+∠CAE,AC﹣CD=BC﹣CE,则AD=BE,于是得到问题的答案; (2)由等边三角形的性质得CD=CE,AC=BC,∠ACB=∠DCE=∠CDE=∠CED=60°,则∠ACD=∠BCE=60°﹣∠BCD,可根据“SAS”证明△ACD≌△BCE,则AD=BE,∠ADC=∠BEC=180°﹣∠CDE=120°,所以∠AEB=∠BEC﹣∠CED=60°; (3)由△CDE和△CAB都是等腰直角三角形,∠ACB=∠DCE=90°,得AC=BC,CD=CE,∠ACD=∠BCE=90°﹣∠BCD,∠CDE=∠CED=45°,所以∠ADC=135°,DE=2CM,可根据“SAS”证明△ACD≌△BCE,则∠ADC=∠BEC=135°,AD=BE,所以∠AEB=90°,AE=BE+2CM; (4)由AE=BE+2CM,BE=4,CM=3,得AE=4+2×3=10,S四边形ABEC=S△ACE+S△ABEAE•CMAE•BE=35. 【解答】解:(1)如图①,∵AC=BC,D、E分别在AC、BC上,且CD=CE, ∴∠AEB=∠C+∠CAE,AC﹣CD=BC﹣CE, ∴AD=BE, 故答案为:∠AEB=∠C+∠CAE,AD=BE. (2)如图②,∵△CDE和△CAB都是等边三角形, ∴CD=CE,AC=BC,∠ACB=∠DCE=∠CDE=∠CED=60°, ∴∠ACD=∠BCE=60°﹣∠BCD, 在△ACD和△BCE中, , ∴△ACD≌△BCE(SAS), ∴AD=BE,∠ADC=∠BEC, ∵点A、D、E在同一条直线上, ∴∠ADC=∠BEC=180°﹣∠CDE=120°, ∴∠AEB=∠BEC﹣∠CED=60°, ∴∠AEB的度数是60°,AD=BE. (3)∠AEB=90°,AE=BE+2CM, 理由:如图③,∵△CDE和△CAB都是等腰直角三角形,∠ACB=∠DCE=90°, ∴AC=BC,CD=CE,∠ACD=∠BCE=90°﹣∠BCD,∠CDE=∠CED=45°, ∵点A、D、E在同一条直线上, ∴∠ADC=180°﹣∠CDE=135°, ∵CM为△CDE中DE边上的高, ∴DM=EM, ∴DE=2CM, 在△ACD和△BCE中, , ∴△ACD≌△BCE(SAS), ∴∠ADC=∠BEC=135°,AD=BE, ∴∠AEB=∠BEC﹣∠CED=90°,AE=AD+DE=BE+2CM. (4)∵AE=BE+2CM,BE=4,CM=3, ∴AE=4+2×3=10, ∵CM⊥AE,∠AEB=90°, ∴S四边形ABEC=S△ACE+S△ABEAE•CMAE•BE10×310×4=35, ∴四边形ABEC的面积为35. 9.在某次数学兴趣小组活动中,小明同学遇到了如下问题:如图①,点P在等边△ABC内部,且PA=3,PC=4,∠APC=150°,求PB的长. 【思考探究】经过同学们的观察、分析、思考、交流,对上述问题形成了如下想法:将△APC绕点A按顺时针方向旋转60°,得到△AP'B连接PP',寻找PA,PB,PC三边之间的数量关系,即可求得PB的长,请写出详细的证明过程; 【理解应用】如图②,在等腰直角△ABC中,∠ACB=90°,P为△ABC内一点,∠APC=135°,判断PA,PB,PC之间的数量关系,并说明理由; 【类比迁移】如图③,小李家有一块三角形的空地ABC,其中AB=BC,∠ABC=90°,小李家位于空地旁的P点,通过测量.PA=60m,PB=20m,∠APB=45°,请直接写出线段PC的长. 【分析】【思考探究】根据提示易得等边三角形和直角三角形,继而得解; 【理解应用】通过旋转易得等腰直角三角形DCP和直角三角形APD,继而得解; [类比迁移]通过旋转易得等腰直角三角形BPP'和直角三角形PP'C,继而得解. 【解答】解:【思考探究】由旋转可知:∠PAP'=60°,AP'=AP=3,BP'=PC=4,∠AP'B=150°, ∴△PAP'是等边三角形, ∴∠AP'P=60°,PP'=AP=3, ∴∠BP'P=∠AP'B﹣∠AP'P=90°, ∴△BP'P是直角三角形, ∴PB5; 【理解应用】AP2+2PC2=PB2,理由如下: 如图,把△BCP绕点C顺时针旋转90°得到△ACD,连接PD, 由旋转可知:∠PCD=90°,CD=CP,PB=DA, ∴△PCD是等腰直角三角形, ∴PDPC,∠CDP=∠CPD=45°, ∵∠APC=135°, ∴∠APD=∠APC﹣∠CPD=90°, ∴在Rt△APD中,AP2+DP2=AD2,即AP2+(PC)2=PB2, ∴AP2+2PC2=PB2; 【类比迁移】如图,将△PAB绕点B顺时针旋转90°,得到△P'BC,连接P'P, 由旋转可知:∠PBP'=90°,PB=P'B,PA=P'C=60,∠APB=∠CP'B=45°, ∴△PBP'是等腰直角三角形, ∴PP'PB=20,∠P'PB=∠PP'B=45°, ∴点P'在线段AP上, ∴∠PP'C=90°, ∴△PP'C是直角三角形, ∴PC20, ∴PC的长为20m. 10.在某次数学兴趣小组活动中,小明同学遇到了如下问题:如图①,点P在等边△ABC内部,且PA=3,PC=4,∠APC=150°,求PB的长. (1)【思考探究】经过同学们的观察、分析、思考、交流,对上述问题形成了如下想法:将△APC绕点A按顺时针方向旋转60°,得到△AP′B,连接PP′,寻找PA,PB,PC三边之间的数量关系,即可求得PB的长,请写出详细的证明过程; (2)【理解应用】如图②,在等腰直角△ABC中,∠ACB=90°,P为△ABC内一点,∠APC=135°,可判断出AP2+2PC2=PB2,请说明理由; (3)如图③,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=1,∠ABC=30°,点O为Rt△ABC内一点,连接AO,BO,CO,且∠AOC=∠COB=∠BOA=120°,求OA+OB+OC的值. 【分析】(1)根据提示易得等边三角形和直角三角形,继而得解; (2)将PC绕点C顺时针旋转90°得到DC,连接AD,PD,证明△ACD≌△BCP,得到相等边,然后利用勾股定理进行证明即可; (3)将OB绕点B顺时针旋转60°得到O'B,将AB绕点B顺时针旋转60°得到A′B,连接O′A′,OO′,利用(1)的思路,得出全等的三角形和等边三角形,得出相等的角和边,最后利用勾股定理进行求解即可. 【解答】(1)解:PB=5; 证明:∵将△APC绕点A按顺时针方向旋转60°,得到△AP′B, ∴PA=P′A,∠PAP′=60°, ∴△PAP′为等边三角形, ∴PP′=PA=3,∠AP′P=60°, ∵△ABC为等边三角形, ∴AB=AC,∠BAC=60°, ∴∠BAP′=∠CAP=60°﹣∠BAP, 在△BAP′和△CAP中, , ∴△BAP′≌△CAP(SAS), ∴BP′=CP=4,∠AP′B=∠APC=150°, ∴∠BP′P=∠AP′B﹣∠AP′P=90°, 在直角三角形BPP′中,由勾股定理得:; (2)证明:如图②,将PC绕点C顺时针旋转90°得到DC,连接AD,PD, ∴DC=PC,∠DCP=90°, ∴∠DPC=45°, 由勾股定理得,PD2=CD2+PC2=2PC2, ∵∠ACB=90°, ∴∠ACD=∠BCP=90°﹣∠ACP, 又∵AC=BC, ∴△ACD≌△BCP(SAS), ∴AD=PB, ∵∠APC=135°, ∴∠APD=∠APC﹣∠DPC=90°, 由勾股定理得AD2=PD2+AP2=2PC2+AP2, ∴AP2+2PC2=PB2; (3)解:如图③,将OB绕点B顺时针旋转60°得到O'B,将AB绕点B顺时针旋转60°得到A′B,连接O′A′,OO′, 同(1)可得△OBO′为等边三角形, ∴OO′=OB,∠O′OB=∠OBO′=∠OO′B=60°, 同(1)可得△ABO≌△A′BO′(SAS), ∴O′A′=OA,∠A′O′B=∠AOB=120°,∠ABO=∠A′BO′, ∴∠BOC+∠O′OB=180°,∠A′O′B+∠OO′B=180°, ∴点C,O,O′,A′在同一条直线上, ∴OA+OB+OC=O′A′+OO′+OC=A′C, ∵∠OBC+∠ABO=30°=∠OBC+∠A′BO′, ∴∠OBC+∠A′BO′+∠OBO′=90°, ∵∠C=90°,AC=1,∠ABC=30°, ∴A′B=AB=2AC=2, 由勾股定理得:BC2=AB2﹣AC2=3, ∴, 即. 11.【探索发现】 在某次数学兴趣小组活动中,小明同学遇到了如下问题: (1)如图1,点P在等边三角形ABC内部,且PA=3,PC=4,∠APC=150°,求PB的长. 经过同学们的观察、分析、思考、交流,对上述问题形成了如下想法:将△APC绕点A按顺时针方向旋转60°,得到△AP'B,连接PP',寻找PA,PB,PC三边之间的数量关系…请参考他们的想法,完成该问题的解答过程; 【学以致用】 (2)如图2,在等腰直角三角形ABC中,∠ACB=90°,P为△ABC内一点,且PA=5,PC=2,∠BPC=135°,求PB的长. 【分析】(1)先判断出∠PP'B=∠APC=150°,PC=BP'=4,AP'=AP=3,再判断出∠AP'P=60°,P'P=AP'=3,得出∠BP'P=150°﹣60°=90°,即可得出结论; (2)先判断出△PCD是等腰直角三角形,得出PD=PC=4,∠CDP=∠CPD=45°,进而得出∠DPB=90°,即可得出结论; 【解答】解:(1)∵将△APC绕点A按按顺时针方向旋转60°,得到△ABP', ∴△ACP≌△ABP', ∴∠PP'B=∠APC=150°,PC=BP'=4,AP'=AP=3, ∵△AP'P为等边三角形, ∴∠AP'P=60°,P'P=AP'=3, ∴∠BP'P=150°﹣60°=90°, ∴PB5; (2)如图,把△ACP绕点C逆时针旋转90°得到△BCD. 由旋转性质可知;BD=PA=5,CD=CP=2,∠PCD=90°, ∴△PCD是等腰直角三角形, ∴PDPC=4,∠CDP=∠CPD=45°, ∵∠BPC=135°, ∴∠DPB=90°, ∴PB3. 类型二:半角模型 7.如图,在等腰直角△ABD中,∠BAD=90°,点E,F在BD上,且∠EAF=45°.求证:EF2=BE2+DF2. 下面是小明的解题过程,请补充完整. 证明:如图,以点A为旋转中心,将△ABE绕A点顺时针旋转90°,使AB和AD重合,点E的对应点为点H,连接HF. … 【分析】由AB=AD,∠BAD=90°,得∠ADB=∠B=45°,由旋转得∠ADH=∠B=45°,∠DAH=∠BAE,AH=AE,DH=BE,求得∠HAF=∠DAH+∠DAF=∠BAE+∠DAF=45°,所以∠HAF=∠EAF,可证明△HAF≌△EAF,得HF=EF,而∠FDH=∠ADH+∠ADB=90°,所以HF2=DH2+DF2,则EF2=BE2+DF2. 【解答】证明:如图,以点A为旋转中心,将△ABE绕A点顺时针旋转90°,使AB和AD重合,点E的对应点为点H,连接HF, ∵AB=AD,∠BAD=90°, ∴∠ADB=∠B=45°, 由旋转得∠ADH=∠B=45°,∠DAH=∠BAE,AH=AE,DH=BE, ∵∠EAF=45°, ∴∠HAF=∠DAH+∠DAF=∠BAE+∠DAF=90°﹣∠EAF=90°﹣45°=45°, ∴∠HAF=∠EAF, 在△HAF和△EAF中, , ∴△HAF≌△EAF(SAS), ∴HF=EF, ∵∠FDH=∠ADH+∠ADB=45°+45°=90°, ∴HF2=DH2+DF2, ∴EF2=BE2+DF2. 5.我们可以通过类比联想,引申拓展研究典型题目,可达到解一题知一类题的目的,下面是一个题目案例. 原题:如图,在四边形ABCD中,AB=AD,∠B=∠D=∠BAD=90°,点E、F分别在边BC、CD上,∠EAF=45°,连接EF. 求证:EF=BE+DF. 【思路梳理】如图1,延长CD至点G,使DG=BE,连接AG,通过△ABE≌△ADG及△AEF≌△AGF,可证EF=BE+DF; 【类比联想】 (1)如图2,在四边形ABCD中,AB=AD,∠BAD=90°,点E、F分别在边BC、CD上,∠EAF=45°.若∠B+∠D=180°,试判断EF=BE+DF是否成立,并说明理由; (2)如图3,在△ABD中,∠BAD=90°,AB=AD,点M、N在边BD上,且∠MAN=45°,猜想BM、MN、ND应满足的等量关系,并写出推理过程; 【引申拓展】 (3)在等腰直角△ABC中,点P在斜边AB上,请直接写出CP、AP、BP所满足的数量关系. 【分析】(1)延长FD至点G使DG=BE,证明△ABE≌△ADG,再证明∠BAE=∠DAG,AE=AG,从而证明△EAF≌△GAF,继而证明EF=FG,结合DG=BE即可得到答案; (2)△AND绕点A逆时针旋转90°至△AFB,可使AB和AD重合,连接MF,证明△FAM≌△NAM,继而得到MF=MN,∠FBM=90°,再根据勾股定理即可解决问题; (3)过点C作CQ⊥AB于点Q,根据三线合一和斜边上的中线等于斜边的一半得到,根据点P在斜边AB上,得到,根据勾股定理得到CP2=CQ2+PQ2,再代入即可得解. 【解答】解:(1)EF=BE+DF成立;理由如下: 延长FD至点G使DG=BE,如图2, ∵∠B+∠ADF=180°,∠ADG+∠ADF=180°, ∴∠B=∠ADG, 在△ABE和△ADG中, , ∴△ABE≌△ADG(SAS), ∴∠BAE=∠DAG,AE=AG, ∵∠BAD=90°,∠EAF=45°, ∴∠BAE+∠DAF=45°, ∴∠DAG+∠DAF=45°, ∴∠FAG=45°, ∴∠EAF=∠GAF, 在△EAF和△GAF中, , ∴△EAF≌△GAF(SAS), ∴EF=FG, ∵FG=FD+DG, 又∵DG=BE, ∴FG=FD+BE ∴EF=BE+DF; (2)MN2=BM2+ND2;理由如下: 把△AND绕点A逆时针旋转90°至△AFB,可使AB和AD重合,连接MF.如图3, ∴△AFB≌△AND, ∴AF=AN,∠FBA=∠NDA,∠FAB=∠NAD,BF=ND, ∵∠BAD=90°,∠MAN=45°, ∴∠BAM+∠NAD=45°, ∴∠BAM+∠FAB=45°, ∴∠FAM=45°, ∴∠MAN=∠FAM, 在△FAM和△NAM中, , ∴△FAM≌△NAM(SAS), ∴MF=MN, ∵∠ABD+∠D=90°, ∴∠ABD+∠FBA=90°, ∴∠FBM=90°, ∴MF2=BM2+BF2, ∴MN2=BM2+ND2; (3)AP2+BP2=2CP2;理由如下: 过点C作CQ⊥AB于点Q,如图4, 在等腰直角△ABC中,AC=BC,∠ACB=90°, ∴, ∵点P在斜边AB上, ∴, ∴, 即AP2+BP2=2CP2. 8.如图1,四边形ABCD是正方形,E,F分别在边BC和CD上,且∠EAF=45°(此时),我们把这种模型称为“半角模型”;小明为了解决线段EF,BE,DF之间的关系,将△ADF绕点A顺时针旋转90°后(如图2)解决了这个问题. (1)写出线段EF,BE,DF之间的数量关系,并说明理由. (2)如图3,等腰Rt△ABD中,∠BAD=90°,AB=AD,点E,F在边BD上,且∠EAF=45°,请写出EF,BE,DF之间的数量关系,并说明理由. 【分析】(1)证明△AFE≌△AGE即可得线段EF,BE,DF之间的数量关系; (2)将△ADF绕点A顺时针旋转90°得到△ABG,连接EG,则∠GBE=90°,则由勾股定理得GE2=BE2+DF2;证明△AFE≌△AGE,得EF=GE,即可得线段EF,BE,DF之间的数量关系. 【解答】解:(1)EF=BE+DF;理由如下: ∵四边形ABCD是正方形, ∴AB=AD,∠D=∠ABE=∠DAB=90°; ∵△ADF绕点A顺时针旋转90°后得到△ABG, ∴AF=AG,BG=DF,∠ABG=∠D=90°,∠DAF=∠GAB; ∴∠ABG+∠ABE=180°, 即点G在EB的延长线上; ∵∠EAF=45°,∠DAB=90°, ∴∠BAE+∠DAF=45°, ∴∠BAE+∠GAB=45°, 即∠EAF=∠GAE=45°; ∵AF=AG,AE=AE, ∴△AFE≌△AGE(SAS), ∴EF=GE=GB+BE, 即EF=BE+DF; 故线段EF,BE,DF之间的数量关系为:EF=BE+DF; (2)EF2=BE2+DF2;理由如下: ∵∠BAD=90°,AB=AD, ∴∠ABE=∠D=45°; 把△ADF绕点A顺时针旋转90°后得到△ABG,如图, 则AF=AG,BG=DF,∠ABG=∠D=45°,∠DAF=∠GAB; ∴∠ABG+∠ABE=45°+45°=90°, 即∠GBE=90°, ∴GE2=BE2+BG2=BE2+DF2; ∵∠EAF=45°,∠DAB=90°, ∴∠BAE+∠DAF=45°, ∴∠BAE+∠GAB=45°, 即∠EAF=∠GAE=45°; ∵AF=AG,AE=AE, ∴△AFE≌△AGE(SAS), ∴EF=GE, ∴EF2=BE2+DF2. 类型三:对角互补模型 3.【方法探索】 (1)如图1,已知OC平分∠AOB,点D,E分别在边OA,OB上,∠AOB=120°,∠DCE=60°.小明为了证明OD+OE=OC,用了如下两种方法: 构图方法 小明得到下列结论 你认为正确的结论是(写序号) 如图2,在OB上取点F,使OF=OC,连接CF. ①∠DCO=∠ECF; ②△COD≌△CFE; ③OE=2EF. Ⅰ. ①②  如图3,过点C分别作边OA,OB的垂线,垂足分别记为M,N ①CD平分∠MCO; ②∠MCD=∠ECN; ③△CMD≌△CNE. Ⅱ. ②③  【类比探究】 (2)如图4,已知∠AOB=∠DCE=90°,OC平分∠AOB. ①当点D,E分别在边OA,OB上时,请你证明:OD+OEOC. ②当点D,E分别在OA,OB所在的直线上,∠DCO>90°,且OD=5,OE时,请你画出图形并求出CD的长. 【分析】(1)Ⅰ.先证明△CFE为等边三角形,可得∠COD=∠CFE=60°=∠OCF,CF=OC从而得到∠DCO=60°﹣∠OCE=∠ECF,在证明△COD≌△CFE; Ⅱ.利用角平分线性质定理可得CN=CM,根据角的和差可得出∠CDM=∠CEO,即可证明△CMD≌△CNE(AAS),从而证明∠MCD=∠ECN. (2)①作CF⊥OC交OB于点F,根据角的和差可得出∠1=∠2,由OC平分∠AOB,可得∠6=90°﹣45°=45°=∠5=∠4,等角对等边可得CO=CF,即可证明△CDO≌△CEF(ASA),OD=FE,由勾股定理可得:,即可得出. ②画出图后,证得△DMC≌△ENC,CM=x,则OM=ON=x,故,,求解得x即可得,,由勾股定理得CD的值. 【解答】(1)证明:Ⅰ.∵∠AOB=120°,OC平分∠AOB, ∴∠COD=∠COE=60°, 又∵OF=OC, ∴△CFE为等边三角形, ∴∠COD=∠CFE=60°=∠OCF,CF=OC, ∵∠DCE=60°, ∴∠DCO=60°﹣∠OCE=∠ECF, 又∵CF=OC,∠COD=∠CFE, 在△COD和△CFE中, , ∴△COD≌△CFE(ASA), 故答案为:①②; Ⅱ.∵OC平分∠AOB,CM⊥OA,CN⊥OB, ∴CN=CM, ∵∠AOB=120°,∠DCE=60°, ∴∠CEO+∠CDO=180°, 又∵∠CDM+∠CDO=180°, ∴∠CDM=∠CEO, 在△CMD和△CNE中, , ∴△CMD≌△CNE(AAS), ∴∠MCD=∠ECN, 故答案为:②③; (2)①证明:如图4,作CF⊥OC交OB于点F, ∴∠AOB=∠DCE=∠OCF=90°, ∴∠1+∠3=∠2+∠3=90°, ∴∠1=∠2. 又∵OC平分∠AOB, ∴∠4=∠5=45°, ∴∠6=90°﹣45°=45°=∠5=∠4, ∴CO=CF. ∵∠1=∠2,CO=CF,∠4=∠6, ∴△CDO≌△CEF(ASA), ∴OD=FE, 由勾股定理可得:OC2+CF2=2OC2=OF2, 即, ∴. ②解:如图2, 同理可得:△DMC≌△ENC(ASA), 设CM=x,则OM=ON=x, ∴, ∴, 解得, 即,. 在Rt△DMC中,由勾股定理得. 4.如图,已知∠DCE与∠AOB,OC平分∠AOB. (1)如图1,∠DCE与∠AOB的两边分别相交于点D、E,∠AOB=∠DCE=90°,试判断线段CD与CE的数量关系,并说明理由. 以下是小宇同学给出的正确的解法: 解:CD=CE. 理由如下:如图1,过点C作CF⊥OC,交OB于点F,则∠OCF=90°,⋯ 请你根据小宇同学的证明思路,写出该证明的剩余部分. (2)若∠AOB=120°,∠DCE=60°. ①如图3,∠DCE与∠AOB的两边分别相交于点D、E时,写出线段OD、OE、OC的数量关系 OE+OD=OC ; ②如图4,∠DCE的一边与AO的延长线相交时,写出线段OD、OE、OC的数量关系 OE﹣OD=OC ;若OD:OC=2:5,△OCD的面积为a,则△OCE的面积=   (用含a的代数式表示). 【分析】(1)由“ASA”可证△CDO≌△CEF,可得CD=CE; (2)①过点C作CM⊥OA,CN⊥OB,垂足分别为M,N,由角平分线的性质可得CM=CN,由“AAS”可证△CMD≌△CNE,可得CD=CE,DM=EN,由直角三角形的性质和线段和差关系可得ON=OMOC,可得OC=OE+OD; ②如图4,过点C作CM⊥OA,CN⊥OB,垂足分别为M,N,方法同上;如图5,过点C作CM⊥OA,CN⊥OB,垂足分别为M,N,方法同上.由三角形面积公式可求出答案. 【解答】解:(1)∵OC平分∠AOB, ∴∠AOC=∠BOC=45°,且∠OCF=90°, ∴∠OFC=45°=∠BOC, ∴OC=FC, ∵∠DCE=∠OCF=90°, ∴∠DCO=∠ECF,且CO=CF,∠AOC=∠CFE=45°, ∴△CDO≌△CEF(ASA), ∴CD=CE; (2)①如图3,过点C作CM⊥OA,CN⊥OB,垂足分别为M,N, ∴∠CMD=∠CNE=90°, 又∵OC平分∠AOB, ∴CM=CN,∠AOC=∠BOC=60°, 在四边形ODCE中,∠AOB+∠DCE+∠CDO+∠CEO=360°, 又∵∠AOB+∠DCE=60°+120°=180°, ∴∠CDO+∠CEO=180°, 又∵∠CEO+∠CEN=180°, ∴∠CDO=∠CEN,且CM=CN,∠CMD=∠CNE, ∴△CMD≌△CNE(AAS), ∴CD=CE,DM=EN. ∴OE+OD=OE+OM+DM=OE+OM+EN=ON+OM. ∵∠AOC=60°,CM⊥AO, ∴∠MCO=30°, ∴OMOC,同理可得ONOC, ∴OE+ODOC=OC. 故答案为:OE+OD=OC; ②在图4中,(1)中的结论成立,OE﹣OD=OC, 如图4,过点C作CM⊥OA,CN⊥OB,垂足分别为M,N, ∴∠CMD=∠CNE=90°, 又∵OC平分∠AOB, ∴CM=CN,∠AOC=∠BOC=60°, ∵∠COE+∠CEO+∠DCE+∠OCD=180°, ∴∠OCD+∠CEO=60°, ∵∠AOC=∠CDO+∠OCD=60°, ∴∠CDO=∠CEN,且CM=CN,∠CMD=∠CNE, ∴△CMD≌△CNE(AAS), ∴CD=CE,DM=EN. ∴OE﹣OD=ON+NE﹣(MD﹣OM)=ON+OM. ∵∠AOC=60°,CM⊥AO, ∴∠MCO=30°, ∴OMOC,同理可得ONOC, ∴OE﹣OD=ON+OM=OC; ∵OD:OC=2:5, 设OD=2x,OC=5x, ∴OE=OC+OD=7x, ∵CM=CN,,, ∴, ∵△OCD的面积为a, ∴△OCE的面积为a. 故答案为:OE﹣OD=OC;a. 12.央视科教频道播放的《被数学选中的人》节目中说到,“数学区别于其它学科最主要的特征是抽象与推理”.几何学习尤其需要我们从复杂的问题中进行抽象,形成一些基本几何模型,用类比等方法,进行再探究、推理,以解决新的问题. 【问题初探】 (1)在数学课上,王老师给出如下问题:如图1,∠AOB=∠DCE=90°,OC平分∠AOB,求证:CD=CE.如图2,小楠同学尝试构造“手拉手”模型,给出一种解题思路:过C作CF⊥OC,交OB于点F,以此来证明阴影部分的三角形全等,得到CD=CE.请你参考小楠的解题思路写出证明过程. 【类比分析】 (2)王老师将图1进行变换并提出了下面问题,请你解答:如图3,∠AOB=2∠DCE=120°,OC平分∠AOB,求证:CD=CE.(提示:过点C作OA,OB的垂线,构建“手拉手模型”) 【学以致用】 (3)如图4,在△ABC中,AB=AC,∠A=60°D是BC边的中点,∠EDF=120°,BE=3,CF=1,DE与AB边相交于点E,DF与AC边相交于点F.请直接写出线段BC的值: 8  . 【分析】(1)利用ASA证明△OCD≌△FCE,得出CD=CE即可; (2)过点C作CM⊥OA,CN⊥OB,垂足分别为M,N,由角平分线的性质可得CM=CN,由“AAS”可证△CMD≌△CNE,可得CD=CE; (3)取AB中点G,连接DG,根据ASA证△DCF≌△DGE,得EG=FC,即可得BG=4,从而可得BC=8. 【解答】(1)证明:∵OC平分∠AOB, ∴∠AOC=∠BOC∠AOB=45°, ∵CF⊥OC, ∴∠OCF=90°, ∴∠CFO=90°﹣45°=45°, ∴∠CFE=∠COF=∠DOC=45°, ∴CO=CF, ∵∠OCD+∠OCE=∠OCE+∠ECF=90°, ∴∠OCD=∠ECF, ∴△OCD≌△FCE(ASA), ∴CD=CE; (2)过点C作CM⊥OA,CN⊥OB,垂足分别为M,N,如图, ∴∠CMD=∠CNE=90°, 又∵OC平分∠AOB,∠AOB=2∠DCE=120°, ∴CM=CN,∠AOC=∠BOC=60°, 在四边形ODCE中,∠AOB+∠DCE+∠CDO+∠CEO=360°, ∵∠AOB+∠DCE=60°+120°=180°, ∴∠CDO+∠CEO=180°, ∵∠CEO+∠CEN=180°, ∴∠CDO=∠CEN, 且CM=CN,∠CMD=∠CNE, ∴△CMD≌△CNE(AAS), ∴CD=CE; (3)取AB中点G,连接DG,如图, ∵AB=AC,∠A=60°, ∴△ABC是等边三角形, ∴AB=BC=AC,∠A=∠B=∠C=60°, ∵点D、G分别是BC、AB边上的中点, ∴BGABBC=BD, 又∠B=60°, ∴△BDG是等边三角形, ∴∠BGD=∠BDG=∠C=60°,DG=BD=CD, ∵∠EDF=120°, ∴∠EDG+∠GDF=∠GDF+∠FDC=120°, ∴∠EDG=∠FDC, ∴△EDG≌△FDC(ASA), ∴EG=FC, ∴BG=EG+BE=FC+BE=1+3=4,即AB=4, ∴AB=8, ∴BC=8. 故答案为:8. 学科网(北京)股份有限公司 $ 八年级数学下册 期末复习专题六 半角模型、对角互补模型、旋转全等模型(手拉手模型) 类型一:旋转全等模型(手拉手模型) 1.综合实践 在学习全等三角形的知识时,数学兴趣小组发现这样一个模型:它是由两个共顶点且顶角相等的等腰三角形构成的,在相对位置变化的同时,始终存在一对全等三角形.兴趣小组成员经过研讨给出定义:如果两个等腰三角形的顶角相等,且顶角的顶点互相重合,则称此图形为“手拉手全等模型”.因为顶点相连的四条边,可以形象地看作两双手,所以通常称为“手拉手模型”,如图1,△ABC与△ADE都是等腰三角形,其中∠BAC=∠DAE,则△ABD≌△ACE(SAS). 【初步把握】如图2,△ABC与△ADE都是等腰三角形,AB=AC,AD=AE,且∠BAC=∠DAE,请直接写出图中的一对全等三角形. 【深入研究】如图3,已知△ABC,以AB、AC为边分别向外作等边△ABD和等边△ACE,BE、CD交于点Q.求∠DQB的大小,并证明:BE=CD. 【拓展延伸】如图4,在两个等腰直角△ABC和△ADE中,AB=AC,AE=AD,∠BAC=∠DAE=90°,连接BD,CE,交于点P,请判断BD和CE的关系,并说明理由. 2.【初步感知】(1)如图1,△ABC和△ADE都是等边三角形,点D在△ABC内部,连接BD,CE.求证:CE=BD; 【类比探究】(2)如图2,当△ABC和△ADE都为等腰直角三角形时,∠BAC=∠DAE=90°且点B,D,E三点共线,求∠BEC的度数; 【综合应用】(3)△ABC为等腰直角三角形且∠BAC=90°,BC=7,在直线BC上取一点D,使得CD=3,连接AD,过A作AE⊥AD,且AE=AD,使得直线AC和ED交于F,则S△BDE=    .(请直接写出答案) 3.【问题初探】:(1)在数学活动课上,王老师出了如下问题:如图①,在△ABC中,AC=BC,D、E分别在AC、BC上,若CD=CE,则△CDE和△CAB是顶角相等的等腰三角形,连接AE、BD,则∠AEB、∠C、∠CAE之间的数量关系是     ;AD与BE的数量关系是     ; 【类比分析】:(2)如图②,王老师把上述两个等腰三角形转化成两个等边△CDE和△CAB,点A、D、E在同一条直线上,连接BE.试求∠AEB的度数及AD与BE的数量关系; 【拓展延伸】:(3)如图③,王老师又把上述两个等边三角形又转化为两个等腰直角△CDE和△CAB,∠ACB=∠DCE=90°,点A、D、E在同一条直线上,CM为△CDE中DE边上的高,连接BE,请猜想∠AEB的度数及线段CM、AE、BE之间的数量关系,并说明理由; 【学以致用】:(4)在(3)的条件下,若BE=4,CM=3,求四边形ABEC的面积. 4.在某次数学兴趣小组活动中,小明同学遇到了如下问题:如图①,点P在等边△ABC内部,且PA=3,PC=4,∠APC=150°,求PB的长. 【思考探究】经过同学们的观察、分析、思考、交流,对上述问题形成了如下想法:将△APC绕点A按顺时针方向旋转60°,得到△AP'B连接PP',寻找PA,PB,PC三边之间的数量关系,即可求得PB的长,请写出详细的证明过程; 【理解应用】如图②,在等腰直角△ABC中,∠ACB=90°,P为△ABC内一点,∠APC=135°,判断PA,PB,PC之间的数量关系,并说明理由; 【类比迁移】如图③,小李家有一块三角形的空地ABC,其中AB=BC,∠ABC=90°,小李家位于空地旁的P点,通过测量.PA=60m,PB=20m,∠APB=45°,请直接写出线段PC的长. 5.在某次数学兴趣小组活动中,小明同学遇到了如下问题:如图①,点P在等边△ABC内部,且PA=3,PC=4,∠APC=150°,求PB的长. (1)【思考探究】经过同学们的观察、分析、思考、交流,对上述问题形成了如下想法:将△APC绕点A按顺时针方向旋转60°,得到△AP′B,连接PP′,寻找PA,PB,PC三边之间的数量关系,即可求得PB的长,请写出详细的证明过程; (2)【理解应用】如图②,在等腰直角△ABC中,∠ACB=90°,P为△ABC内一点,∠APC=135°,可判断出AP2+2PC2=PB2,请说明理由; (3)如图③,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=1,∠ABC=30°,点O为Rt△ABC内一点,连接AO,BO,CO,且∠AOC=∠COB=∠BOA=120°,求OA+OB+OC的值. 6.【探索发现】 在某次数学兴趣小组活动中,小明同学遇到了如下问题: (1)如图1,点P在等边三角形ABC内部,且PA=3,PC=4,∠APC=150°,求PB的长. 经过同学们的观察、分析、思考、交流,对上述问题形成了如下想法:将△APC绕点A按顺时针方向旋转60°,得到△AP'B,连接PP',寻找PA,PB,PC三边之间的数量关系…请参考他们的想法,完成该问题的解答过程; 【学以致用】 (2)如图2,在等腰直角三角形ABC中,∠ACB=90°,P为△ABC内一点,且PA=5,PC=2,∠BPC=135°,求PB的长. 类型二:半角模型 7.如图,在等腰直角△ABD中,∠BAD=90°,点E,F在BD上,且∠EAF=45°.求证:EF2=BE2+DF2. 下面是小明的解题过程,请补充完整. 证明:如图,以点A为旋转中心,将△ABE绕A点顺时针旋转90°,使AB和AD重合,点E的对应点为点H,连接HF. … 8.我们可以通过类比联想,引申拓展研究典型题目,可达到解一题知一类题的目的,下面是一个题目案例. 原题:如图,在四边形ABCD中,AB=AD,∠B=∠D=∠BAD=90°,点E、F分别在边BC、CD上,∠EAF=45°,连接EF. 求证:EF=BE+DF. 【思路梳理】如图1,延长CD至点G,使DG=BE,连接AG,通过△ABE≌△ADG及△AEF≌△AGF,可证EF=BE+DF; 【类比联想】 (1)如图2,在四边形ABCD中,AB=AD,∠BAD=90°,点E、F分别在边BC、CD上,∠EAF=45°.若∠B+∠D=180°,试判断EF=BE+DF是否成立,并说明理由; (2)如图3,在△ABD中,∠BAD=90°,AB=AD,点M、N在边BD上,且∠MAN=45°,猜想BM、MN、ND应满足的等量关系,并写出推理过程; 【引申拓展】 (3)在等腰直角△ABC中,点P在斜边AB上,请直接写出CP、AP、BP所满足的数量关系. 9.如图1,四边形ABCD是正方形,E,F分别在边BC和CD上,且∠EAF=45°(此时),我们把这种模型称为“半角模型”;小明为了解决线段EF,BE,DF之间的关系,将△ADF绕点A顺时针旋转90°后(如图2)解决了这个问题. (1)写出线段EF,BE,DF之间的数量关系,并说明理由. (2)如图3,等腰Rt△ABD中,∠BAD=90°,AB=AD,点E,F在边BD上,且∠EAF=45°,请写出EF,BE,DF之间的数量关系,并说明理由. 类型三:对角互补模型 10.【方法探索】 (1)如图1,已知OC平分∠AOB,点D,E分别在边OA,OB上,∠AOB=120°,∠DCE=60°.小明为了证明OD+OE=OC,用了如下两种方法: 构图方法 小明得到下列结论 你认为正确的结论是(写序号) 如图2,在OB上取点F,使OF=OC,连接CF. ①∠DCO=∠ECF; ②△COD≌△CFE; ③OE=2EF. Ⅰ.    如图3,过点C分别作边OA,OB的垂线,垂足分别记为M,N ①CD平分∠MCO; ②∠MCD=∠ECN; ③△CMD≌△CNE. Ⅱ.    【类比探究】 (2)如图4,已知∠AOB=∠DCE=90°,OC平分∠AOB. ①当点D,E分别在边OA,OB上时,请你证明:OD+OEOC. ②当点D,E分别在OA,OB所在的直线上,∠DCO>90°,且OD=5,OE时,请你画出图形并求出CD的长. 11.如图,已知∠DCE与∠AOB,OC平分∠AOB. (1)如图1,∠DCE与∠AOB的两边分别相交于点D、E,∠AOB=∠DCE=90°,试判断线段CD与CE的数量关系,并说明理由. 以下是小宇同学给出的正确的解法: 解:CD=CE. 理由如下:如图1,过点C作CF⊥OC,交OB于点F,则∠OCF=90°,⋯ 请你根据小宇同学的证明思路,写出该证明的剩余部分. (2)若∠AOB=120°,∠DCE=60°. ①如图3,∠DCE与∠AOB的两边分别相交于点D、E时,写出线段OD、OE、OC的数量关系     ; ②如图4,∠DCE的一边与AO的延长线相交时,写出线段OD、OE、OC的数量关系     ;若OD:OC=2:5,△OCD的面积为a,则△OCE的面积=    (用含a的代数式表示). 12.央视科教频道播放的《被数学选中的人》节目中说到,“数学区别于其它学科最主要的特征是抽象与推理”.几何学习尤其需要我们从复杂的问题中进行抽象,形成一些基本几何模型,用类比等方法,进行再探究、推理,以解决新的问题. 【问题初探】 (1)在数学课上,王老师给出如下问题:如图1,∠AOB=∠DCE=90°,OC平分∠AOB,求证:CD=CE.如图2,小楠同学尝试构造“手拉手”模型,给出一种解题思路:过C作CF⊥OC,交OB于点F,以此来证明阴影部分的三角形全等,得到CD=CE.请你参考小楠的解题思路写出证明过程. 【类比分析】 (2)王老师将图1进行变换并提出了下面问题,请你解答:如图3,∠AOB=2∠DCE=120°,OC平分∠AOB,求证:CD=CE.(提示:过点C作OA,OB的垂线,构建“手拉手模型”) 【学以致用】 (3)如图4,在△ABC中,AB=AC,∠A=60°D是BC边的中点,∠EDF=120°,BE=3,CF=1,DE与AB边相交于点E,DF与AC边相交于点F.请直接写出线段BC的值:    .;邮箱:1143514030@qq.com;学号:3816414 第1页(共1页) 学科网(北京)股份有限公司 $

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专题六  半角模型、对角互补模型、旋转全等模型(手拉手模型)  2025--2026学年北师大版八年级数学下册期末复习
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