摘要:
**基本信息**
聚焦相交线与平行线压轴题,通过6类48道题构建"模型识别-动态分析-实际应用"的递进训练体系,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|
|----|-----------|----------|----------|
|综合性问题|8题|多结论验证法、角平分线性质综合|从基础角关系到多结论推理,构建知识网络|
|角的数量关系|8题|辅助线构造(作平行线)、模型迁移(猪蹄模型)|从静态探究到动态变化,深化平行线性质应用|
|存在性问题|8题|方程思想、分类讨论法|结合动态点/线运动,培养空间观念与创新意识|
|定值问题|8题|极端值验证、代数化证明|从特殊到一般,发展数学思维的严谨性|
|知识迁移问题|8题|类比推理、模型转化|拓展问题情境,提升知识迁移能力|
|实际应用|8题|数学建模、几何抽象|联系生活场景,强化应用意识与实践能力|
内容正文:
专题02 相交线与平行线相关压轴题分类训练
(6种类型48道)
专题目录
【类型1 综合性问题】 1
【类型2 探究角的数量关系】 11
【类型3 存在性问题】 32
【类型4 定值问题】 49
【类型5 知识迁移问题】 69
【类型6 实际应用】 87
【类型1 综合性问题】
1.如图,,、、分别平分、、,下列结论正确的有( )
①;②;③;④.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
2.如图,,,,被所截,平分,则下列结论正确的有( )
结论I:若平分,则;
结论Ⅱ:若,则平分;
结论Ⅲ:若,,则
A.1个 B.2个 C.3个 D.0个
3.如图,,的平分线交于点,是上的一点,的平分线交于点,且,下列结论:①平分;②;③与互余的角有个;④若,则.其中正确的有( ).(把你认为正确结论的序号都填上)
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
4.如图,已知,为上的两点,为上的两点,延长至点,平分,点在直线上,且平分,若.则下列结论:;;设,则;,其中,正确的有( )
A. B. C. D.
5.如图,点D、点E分别是的边上的点,连接并延长到F,使得,若,比的余角小,G为线段上一动点, H为上一点,且满足,为的平分线.下列结论∶①;②;③平分;④;⑤.其中结论正确的序号是( )
A.①②③④⑤ B.①②③④ C.②③④ D.①⑤
6.如图,已知,点在、之间,连接、.直线、相交于点,且满足,,下列结论:
①若,,则;
②当时,若,则;
③.
其中正确的结论有( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
7.如图,已知,A、D为上的两点,M、B为上的两点,延长至点C,平分,点N在直线上,且平分,若.则下列结论:
①; ②; ③; ④设,则; ⑤
其中,正确的有( )
A.①②③ B.①②③④ C.①②③⑤ D.②③④⑤
8.如图,与交于点,点在直线上,,,.下列四个结论:①;②;③;④.其中正确的结论有( )个.
A.1 B.2 C.3 D.4
【类型2 探究角的数量关系】
9.已知直线,A,C分别是,上的点,P是直线,之间的一点、连接,.
(1)已知点P在直线的右侧.
①如图1,,与之间的数量关系为__________;
②如图2,若平分,平分,判断与之间的数量关系,并说明理由;
(2)若点P在直线的左侧,平分,平分.
①如图3,若,,求的度数;
②试判断与之间的数量关系与(1)②中的关系一致吗?若一致,请证明;若不一致,请直接写出与之间的数量关系.
10.如图1,线段,若点E是平面内一点且点E不在所在的直线上,连接,作的角平分线与的角平分线交于点G.
(1)如图2,若点E在所在直线的上方,
①若,则 ;
②若,则 ;
③探究与的数量关系,并说明理由.
(2)若点E在平面内其它位置时,与之间的数量关系是否与(1)相同?画图探究,并根据图形直接写出与之间的数量关系.
11.【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.
12.【阅读探究】
如图1,,E,F分别是上的点,点M在两平行线之间,,求的度数.
解:过点M作,所以,因为,所以.所以,因为,所以.
【方法应用】
从上面的推理过程中,我们发现平行线可将和 “凑”在一起,得出角之间的关系,使问题得以解决,
(1)如图1,当P点在EF的左侧时,满足数量关系为______,如图2,当P点在EF的右侧时,满足数量关系为_______.
【应用拓展】
(2)如图3,分别平分和,且点P在左侧.
①若,则______.
②猜想与的数量关系,并说明理由;
③如图4,若与的角平分线交于点,与的角平分线交于点,,与的角平分线交于点;此次类推,则与满足怎样的数量关系?(直接写出结果)
13.如图,直线与线段,直线交于点、,,点为直线上一点(不与点重合),连接,过点作射线,交于点(点在点之间).
(1)若点在线段上.
①如图1,若为钝角,,求的度数;
②如图2,若为锐角,判断与的数量关系,并说明理由.
(2)若点在线段的延长线上,直接写出与的数量关系.
14.【模型发现】某学校数学兴趣小组的学生在活动中发现:图1中的几何图形,很像小猪的猪蹄,于是将这个图形称为“猪蹄模型”,“猪蹄模型”中蕴含着角的数量关系.
(1)如图1,,是、之间的一点,连接、,试证:;
(2)如图2,若,,,则__________;
(3)如图3,,点在的上方,问,,之间有什么数量关系?请说明理由.
15.如图1,由线段,,,组成的图形像“∑”形,称为“∑形”.
(1)如图2,在“∑形”中,若,,求出的度数.
(2)如图3,连接,若,,试猜想与之间的数量关系,并说明理由.
(3)如图4,在(2)的条件下,当点M在线段的延长线上从上向下移动时,请直接写出与之间所有可能满足的数量关系.
16.【问题背景】如图1,,点P,Q位于两侧,连接,,,,直接写出①,,的数量关系为______;②,,的数量关系为______;
【尝试应用】如图2,在(1)的条件下,作,的角平分线交于点M,若与互补,试写出与的数量关系,并证明:(【问题背景】中相关结论可以直接使用)
【拓展创新】如图3,,点M,N位于左侧,作,的角平分线交于点P,;若,直接写出的度数是______.
【类型3 存在性问题】
17.如图,,点、分别在线段、上.
(1)如图1,_____°;
(2)图1中,若、的平分线相交于点,在直线、之间左侧存在一点,使得,,求的度数;
(3)如图2,若直线、之间存在点、,存在正整数,使得,.试探究与之间的数量关系.
18.线段与线段互相平行,是平面内的一点,且点不在直线,上,连接,.射线,分别是和的平分线.
(1)若点在线段上,如图所示.
①依题意补全下图;
②判断与的位置关系,并证明.
(2)是否存在点,使?若存在,写出,需要满足的关系,并证明满足这种关系时,;若不存在,说明理由.
19.在太空模拟实验中,有两条互相平行的观测轨道和.如图1,空间望远镜甲位于轨道上的A点,望远镜乙位于轨道上的B点,且.望远镜甲的观测射线绕点A从方向开始,以每秒的速度顺时针旋转观测,望远镜乙的观测射线绕点B从方向开始,以每秒的速度逆时针旋转观测,当甲望远镜观测射线旋转至与重合时,两台望远镜同时停止转动.
(1)当观测时间时,______,________.
(2)在整个观测过程中,是否存在某一时刻使得?若存在,请求出此时观测时间t;若不存在,请说明理由.
20.如图,已知直线,,点,在上,且满足,平分.
(1)求证:;
(2)求的度数;
(3)若平行移动,则在此过程中,是否存在某种情况,使?若存在,求出此时的度数;若不存在,请说明理由.
21.厦门市跨年晚会的无人机激光秀表演广受欢迎,如图1,无人机A在直线上,无人机B在直线上,且,其中.现从A发射一道激光射线,从B发射一道激光射线.
(1)当平分,平分时,求与的数量关系;
(2)若射线与射线均在直线与之间,且与交于点P(P不在线段上),请求出、与的数量关系并说明理由;
(3)若,射线与射线同时从,出发,射线以每秒的速度绕点A逆时针转动,射线以每秒的速度绕点B顺时针转动到后立即以原速回转至,当射线转动到时,与同时停止转动.设运动时间为t秒,在这个过程中,是否存在t使得,若存在,请求出t的值,若不存在,请说明理由.
22.某城市为了强化音乐喷泉灯光秀的灯光效果,在河的两岸安置了可旋转探照灯.假定河两岸是平行的,如图所示,,,,,灯射线从开始绕点逆时针旋转,同时,灯从开始绕点顺时针旋转.若灯、灯转动的速度分别是度/秒、度/秒,且满足.
(1)填空:___________,___________;
(2)设旋转时间为秒(),当时,求的值.
(3)如图2,若两灯同时转动,在灯射线到达之前,两灯射出的光束交于点.点在射线上,且,则在转动过程中,是否存在一点,使得为定值?若存在,请求出的度数和的值;若不存在,请说明理由.
23.如图1,把一块含的直角三角板的边放置于长方形直尺的边上.
(1)【特例初探】如图2,现把三角板绕B点逆时针旋转,当,且点C恰好落在边上时,请求的度数.
(2)【技能提升】在(1)的条件下,若比的一半多,求n的值.
(3)【综合运用】如图2,现将射线绕点B以每秒的转速逆时针旋转得到射线,同时射线绕点Q以每秒的转速顺时针旋转得到射线,当射线旋转至与重合时,则射线均停止转动,设旋转时间为.在旋转过程中,是否存在?若存在,求出此时t的值;若不存在,请说明理由.
24.同州湖音乐喷泉“灯光秀”曾成为我县一道美丽的风景.为了强化灯光效果,在湖的两岸安置了可旋转探照灯.假定湖两岸是平行的,如图1所示,,,灯射线从开始绕点顺时针旋转至后立即回转,灯射线从开始绕点顺时针旋转至后立即回转,两灯不停旋转交叉照射.若灯、灯转动的速度分别是度/秒、度/秒.且满足.
(1)填空:_________,_________;
(2)若灯射线转动24秒后,灯射线开始转动,在灯射线到达之前,灯转动几秒,两灯的光束互相平行?
(3)如图2,若两灯同时转动,在灯射线到达之前,两灯射出的光束交于点.点在射线上,且,则在转动过程中,是否存在一点,使得为定值?若存在,请求出的度数和的值;若不存在,请说明理由.
【类型4 定值问题】
25.【问题情境】
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,小安通过平行线的性质证明该结论正确.证明过程如下:
如图:延长到点,过点作,
∵,
∴_______,_______,
∵,
∴.
(1)补全小安证明过程中所缺的内容;
【问题解决】
(2)如图,直线,点,分别在,上,是上点右侧的动点,点在射线上,连接为的平分线,作的平分线,交的延长线于,过点作.
若,求的度数;
如图,平分交于点,且.在点的运动过程中,是否为定值?若是定值,请求出这个定值;若不是定值,请说明理由.
26.学习了平行线的相关知识后,小明尝试将角平分线的内容与平行线知识相结合,自主创编了一道练习题:题目如下:如图1,任意摆放含角的直角三角板,,,分别过三角板的三个顶点作3条直线使得.
(1)如图2,和的角平分线相交于点,则的度数为_____.
(2)如图3,与的角平分线相交于点.
①的大小是否为一个定值?若不是定值,请说明理由:若是定值,请求出的大小.
②已知个是含有角的直角三角板,且其顶点与点重合,另一直角顶点在直线上时(假设三角板的边长可以随时调整长度),记为,为,请直接写出与满足的所有数量关系(用等式表示).
27.已知是截线上的一点,与分别交于E、F.
(1)若,求∠的度数;
(2)如图1,当点P在线段上运动时,与的平分线交于Q,问:是否为定值?若是定值,请求出定值;若不是,说明其范围;
(3)①如图2,当点P在线段的延长线上运动时,与的平分线交于Q,则的值为 ;
②当点P在直线上运动时,与的n等分线交于Q,其中,,设,求的度数(直接用含n,α的代数式表示,不需说明理由).
28.如图,将一副三角板中的两块直角三角板如图1放置,,,,此时点与点重合,点,,三点共线.
(1)固定的位置不变,将绕点按顺时针方向进行旋转,旋转至与首次平行,如图2所示,此时的度数是_________.
(2)若直线,固定的位置不变,将图1中的沿方向平移,使得点正好落在直线上,再将绕点按顺时针方向进行旋转,如图3所示.
①若边与边交于点,试判断的值是否为定值,若是定值,则求出该定值;若不是定值,请说明理由.
②固定的位置不变,将绕点按顺时针方向以每秒的速度进行旋转,当与直线首次重合时停止运动,当经过秒时,线段与的一条边平行,请直接写出满足条件的的值.
29.如图,直线MN//PQ,将一副三角板中的两块直角三角板如图1放置,∠ACB=∠EDF=90°,∠ABC=∠BAC=45°,∠DFE=30°,∠DEF=60°,此时点A与点E重合.
(1)对于图1,固定△ABC的位置不变,将△DEF绕点E按顺时针方向进行旋转,旋转至DE与BC首次平行,如图2所示,求此时∠FAC的度数.
(2)对于图1,固定△ABC的位置不变,将△DEF沿AC方向平移至点F正好落在直线MN上,再将△DEF绕点F按顺时针方向进行旋转,如图3所示.
①若边EF与边BC交于点G,试判断∠BGF﹣∠EFN的值是否为定值,若是定值,则求出该定值,若不是定值,请说明理由;
②对于图3,固定△ABC的位置不变,将△DEF绕点F顺时针方向以每秒10°的速度进行旋转,当EF与直线MN首次重合时停止运动当经过t秒时,线段DE与△ABC的一条边平行,求满足条件的t的值.
30.如图1,已知直线.点A、B在直线上,点C、D在上.线段交点E,且.
(1)求的值;
(2)如图2,当F、G分别在线段上,,,标记为,为.
①若,求的度数:
②当_______时,为定值,此时定值为_______°.
31.如图1,已知,是直线,外的一点,于点,交于点,满足.
(1)求的度数;
(2)如图2,射线从出发,以每秒的速度绕点按逆时针方向匀速旋转,当到达时立刻返回至,然后继续按上述方式旋转;射线从出发,以相同的速度绕点按顺时针方向旋转至后停止运动,此时射线也停止运动.若射线、射线同时开始运动,设运动时间为秒.
①当射线平分时,求的度数;
②当时,若直线与直线相交所成的锐角是,则_____.
③当时,直线与直线相交所成的锐角是定值吗?若是,求直接写出定值;若不是,说明理由.
32.在综合与实践课上,同学们以“一个含的直角三角尺和两条平行线”为背景开展数学活动.如图,已知两直线,三角形是直角三角形,点C在直线n上,,,.
操作发现:
(1)如图1,若,则=_______;
实践探究:
(2)如图2,创新小组的同学把直线m向上平移,并把的位置改变,发现是一个定值.在说明理由时,组内小乐说:“过点B作直线m的平行线进行等角转化.”请你写出这个定值,并说明理由(可以用小乐的方法,也可以用其它方法);
拓展延伸:
(3)如图3,缜密小组在图2的基础上作射线、,相交于点G,且,,求的度数.
【类型5 知识迁移问题】
33.【实验操作】七年级同学“探寻古城墙、研读长安城”研学时,小明发现城墙某段道路两旁安置了两座可旋转探照灯,课后利用所学知识进行了综合实践学习.经观察,灯E射线从开始顺时针旋转至便立即回转,灯F射线从开始顺时针旋转至便立即回转,两灯不停交叉照射,光束交于点G.
【猜想验证】
(1)如图1,转至某刻,,,则_______°;
【应用迁移】
(2)灯E、灯F转动的速度分别是每秒2度、每秒4度.若两灯同时开始转动,如图2所示,则在灯E射线到达之前,灯F转动几秒时,?
【实践创新】
(3)交相辉映处,饱读长安城,小明设想E、F处各有一条彩色光线,始终分别平分,,若两条角平分线所在直线交于点H,请你在图3中补全图形并探究与的数量关系,并说明理由.
34.【问题提出】小颖同学在学习中自主探究以下问题,请你解答她提出的问题:
(1)如图1所示,已知,点E为,之间一点,连接,,得到.请猜想与,之间的数量关系,并证明;
(2)如图2所示,已知,点E为,之间一点,和的平分线相交于点F,若,求的度数;
【类比迁移】小颖结合角平分线的知识将问题进行深入探究,如图3所示,已知:,点E的位置移到上方,点F在延长线上,且平分与的平分线相交于点G,请直接写出与之间的数量关系 ;
【变式挑战】小颖在本次探究的最后将条件去掉,提出了以下问题:
已知与不平行,如图4,点M在上,点N在上,连接,且同时平分和,请直接写出,,之间的数量关系 .
35.【问题情景】(1)如图,,,,求的度数;
【问题迁移】(2)如图,已知,ADBC,点在射线上运动,当点在,两点之间运动时,连接,,,,求与,之间的数量关系,并说明理由;
【知识拓展】(3)在(2)的条件下,若将“点在,两点之间运动”改为“点在,两点外侧运动点与点,,三点不重合”其他条件不变,请直接写出与,之间的数量关系.
36.(1)【问题情境】小明翻阅自己数学学习笔记时发现,数学老师在讲评七下《伴你学》第6页“迁移应用”第1题时,曾做过如下追问:如图1,已知,点E、F分别在AB、CD上,点G为平面内一点,当点G在AB、CD之间,且在线段EF左侧时,连接EG、FG,则一定有,为什么?请帮助小明再次说明理由;
(2)【变式思考】如图2,当点G在AB上方时,且,请直接写出与之间的数量关系______;
(3)【迁移拓展】①如图3,在(2)的条件下,过点E作直线HK交直线CD于K,使与互补,作的平分线与直线GE交于点L,请你判断FG与KL的位置关系,并说明理由;
②在①的条件下,第一次操作;分别作∠BEL和∠DKL的平分线,交点为L1;第二次操作,分别作∠BEL1和∠DKL1的平分线,交点为L2;……第n次操作,分别作∠BELn-1和∠DKLn-1的平分线,交点为L、则∠Ln=______.
37.已知,点E在上,点H、F在上,点H在点F的左侧,点G在与之间.
【探究】如图①,,,.试判断与是否平行,并说明理由.
【迁移】如图②,,,的角平分线交的延长线于点M.
(1)若,则的大小为________度;
(2)若,则的大小为________度.
38.已知,点为平面内的一点,连接,,且.
(1)【问题呈现】
如图1,当点在直线,之间时,过点作,若,求的度数;
(2)【问题迁移】
如图2,当点在直线的上方时,过点作,请探究,之间的数量关系,并说明理由;
(3)【联想拓展】
如图3,点,均在直线的上方,连接,,过点作,已知,请求出的度数.
39.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.
40.如图,已知.
(1)感知与探究:
如图1,已知请求出的度数;
(2)问题迁移:
如图2,、分别是的角平分线,的反向延长线与相交于点F,猜想与之间的数量关系,并说明理由;
(3)联想拓展:
在(2)的条件下,若,则的度数是_____________.
【类型6 实际应用】
41.探索发现:如图是一种网红弹弓的实物图,在两头上系上皮筋,拉动皮筋可形成平面示意图如图1图2,弹弓的两边可看成是平行的,即.各活动小组探索与,之间的数量关系.已知,点不在直线和直线上,在图1中,智慧小组发现:.智慧小组是这样思考的:过点作,……
(1)补全证明过程(在对应序号位置补全):
证明:过点作.
①(②)
,,
(③),
④(两直线平行,内错角相等),
又,
.
(2)在图2中,猜测与,之间的数量关系,并完成证明.
(3)善思小组提出:
①如图3,已知,则角、、之间的数量关系为____________.(直接填空)
②如图4,,,分别平分,.则与之间的数量关系为__________.(直接填空)
42.甘肃敦煌100兆瓦熔盐塔式光热电站是全球最高,聚光面积最大的熔盐塔式光热电站.这种发电站通过大量“定日镜”将太阳光反射到中心处的吸热塔,将其内的熔盐加热至600多摄氏度后发电.图2是“定日镜”反射太阳光的模型:线段,表示两个“定日镜”.两条平行的光线,经过镜子反射后,都射向点H.且满足,.下面我们探究模型中角的数量关系:
(1)特殊情形:如图1,若点D,H,E在同一直线上,,求的度数;
(2)一般情形:如图2,若,.
①求与的度数(用含α,β的代数式表示);
②与的数量关系为:________;
(3)推广拓展:如图3,加入第三面“定日镜”,平行光()经过反射后射向点H.已知,,请直接写出与的数量关系(用含k的等式表示).
43.在学习了《相交线与平行线》后,数学小组进行探究平行线的“等角转化”功能的活动.
(1)如图1,已知,.
①求证:;
②探究与之间有怎样的数量关系?并说明理由:
(2)实际应用:如图2是路灯维护工程车的工作示意图,工作篮与支撑平台平行,如果,那么的度数为
44.【原理探究】如图①,根据光的反射原理,反射角等于入射角,即反射光线与法线的夹角等于入射光线与法线的夹角(法线为经过入射点A且与平面镜l垂直的直线),由此可得,理由为__________.
【实际应用】
请用【原理探究】获得的结论解决以下问题:
如图②,平面镜相对放置,光线经过两次反射,为反射光线.
(1)若平面镜互相平行,那么入射光线与反射光线平行吗?为什么?
(2)若,调整平面镜的位置,使得,请在备用图中画出相应的平面镜和反射光线,并求此时的度数.
45.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).
46.【阅读理解】“两条平行线被第三条直线所截”是平行线中的一个重要的“基本图形”.与平行线有关的角都存在着这个“基本图形”中,当发现题目的图形“不完整”时要添加适当的辅助线将其补充完整.将“非基本图形”转化为“基本图形”,这体现了转化思想.
【建立模型】(1)如图①,已知,点在直线,之间,请写出与,之间的关系,并证明;
【解决问题】(2)如图②所示的是一盏可调节台灯,图③为其示意图.固定支撑杆于点,与是分别可绕点,旋转的调节杆,台灯灯罩可绕点旋转调节光线角度,在调节过程中,最外侧光线,组成的始终保持不变.现调节台灯,使外侧光线,,求的度数;
【拓展应用】(3)如图④,已知,和分别平分和.若,求的度数.
47.2025年11月2日,人形机器人“夸父”成为全运会历史上首个人形机器人火炬手.图是“夸父”在传递火炬时某瞬间的姿势及其平面示意图.其中,,,;求的度数.
48.如图1,机器狗(四足机器人)是一种模仿动物四肢结构的仿生机器人,具备卓越的全地形适应能力和多样化功能,已从实验室走入商业应用和家庭场景.如图2,这是机器狗平稳站立时的局部示意图,已知,.
(1)求的度数.
(2)若机器狗改变站立姿势,与保持不变,的度数增加,请直接写出减小的度数.
第 1 页 共 112 页
学科网(北京)股份有限公司
$
专题02 相交线与平行线相关压轴题分类训练
(6种类型48道)
专题目录
【类型1 综合性问题】 1
【类型2 探究角的数量关系】 11
【类型3 存在性问题】 32
【类型4 定值问题】 49
【类型5 知识迁移问题】 69
【类型6 实际应用】 87
【类型1 综合性问题】
1.如图,,、、分别平分、、,下列结论正确的有( )
①;②;③;④.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【分析】利用平行线的性质即可证明①正确;证明即可判断②正确;证明即可判断③正确;无法判断④.
【详解】解:,
,,故①正确,
平分,平分,
,,
,
,故②正确,
平分,
,
,
,
,故③正确,
无法判断,故④错误.
综上,正确的有①②③共3个.
2.如图,,,,被所截,平分,则下列结论正确的有( )
结论I:若平分,则;
结论Ⅱ:若,则平分;
结论Ⅲ:若,,则
A.1个 B.2个 C.3个 D.0个
【答案】B
【分析】根据平行线和角平分线的性质,依次证明各结论即可.
【详解】解:∵平分,
∴,
若平分,
则,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,故结论①正确;
若,
则,
∴,
又∵,
∴,
∴平分,故结论②正确;
∵,
∴,
若,
∴,
又∵,
∴,不一定满足,故结论③错误;
综上,正确的结论为①②,共个.
3.如图,,的平分线交于点,是上的一点,的平分线交于点,且,下列结论:①平分;②;③与互余的角有个;④若,则.其中正确的有( ).(把你认为正确结论的序号都填上)
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
【答案】B
【分析】根据互余性质和角平分线的定义可判断①;根据平行线的性质和角平分线的定义可判断②;根据互余的定义可判断③;根据平行线的性质和角平分线的定义可判断④,综上即可求解.
【详解】解:∵,
∴,
∴,
∵平分,
∴,
∴,
∴平分,故①正确;
∵,
∴,
∵平分,平分,
∴,,
∴,
∴,故②正确;
∵,且,
∴与互余的角有个,故③错误;
∵,,
∴,
∵平分,
∴,
∵,
∴,
∴,故④正确;
综上,正确的结论有①②④.
4.如图,已知,为上的两点,为上的两点,延长至点,平分,点在直线上,且平分,若.则下列结论:;;设,则;,其中,正确的有( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据角平分线的定义和平行线的性质,分别对四个结论逐一验证即可.
【详解】解:∵平分,
∴,故正确,符合题意;
∵,
∴,
∵平分,
∴,
∴,故正确,符合题意;
如图,过点作,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵平分,
∴,故错误,不符合题意;
∵,
∴,
∵平分,
∴,
由知,
∴,
∴,
∵点在直线上,
∴,故正确,符合题意;
综上可知,正确.
5.如图,点D、点E分别是的边上的点,连接并延长到F,使得,若,比的余角小,G为线段上一动点, H为上一点,且满足,为的平分线.下列结论∶①;②;③平分;④;⑤.其中结论正确的序号是( )
A.①②③④⑤ B.①②③④ C.②③④ D.①⑤
【答案】B
【分析】根据平行线的判定与性质可判断①②,结合角平分线定义及平行线性质可判断③,通过角度计算可判断④⑤.
【详解】解:,
,故①正确;
,
,
,
,故②正确;
,
,
,
平分,故③正确;
在延长线上取点M,
,
,,
比的余角小,
,
,
解得,
,,故④正确;
为的平分线,
,
,即,
,
,即,
,故⑤错误,
综上可知,结论正确的序号是①②③④.
6.如图,已知,点在、之间,连接、.直线、相交于点,且满足,,下列结论:
①若,,则;
②当时,若,则;
③.
其中正确的结论有( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【答案】D
【分析】过点B作,则,由平行线的性质可得,判断①;同①可知,由平行线的性质可推出再求出,;过点D作,则,则,据此由角的和差关系可判断②③.
【详解】解:如图所示,过点B作,
∵,
∴,
∴,
∴;故①正确;
同①可知:;
∵,,
∴当时,,,
∴,
∴,
∴;
∵,
∴;
过点D作,则,
∴,
∴
;故②正确;
过点B作,过点D作,则,
同理可得,,
∵,,
∴,,
∴
.
∴.故③正确;
综上:正确的有①②③,共3个.
7.如图,已知,A、D为上的两点,M、B为上的两点,延长至点C,平分,点N在直线上,且平分,若.则下列结论:
①; ②; ③; ④设,则; ⑤
其中,正确的有( )
A.①②③ B.①②③④ C.①②③⑤ D.②③④⑤
【答案】C
【分析】平分,得到,平行线的性质得到,进而得到,平分,结合平行线的性质,得到,三角形内角和求出,平行线的性质,得到的度数,角平分线求出的度数,设,根据角的和差关系求出.
【详解】解:∵平分,
∴;故①正确;
∵,
∴,
∴;故②正确;
∵,
∴,
∵平分,
∴,
∴;故③正确;
∵,,
∴,
∵,
∴,
∵平分,
∴;故④错误;
设,则:,
由④可知:,
∴,
∴,
∴,
∴;故⑤正确.
综上,正确的有①②③⑤.
8.如图,与交于点,点在直线上,,,.下列四个结论:①;②;③;④.其中正确的结论有( )个.
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】本题主要考查平行线的性质与判定,过点作,,分别表示出、,即可分析出答案.
【详解】解:
①正确;
过点作,,
,
,
设,,则,
,
②正确;
,
,
而
③错误;
,
∴④正确.
综上所述,正确答案为①②④.
故选:C.
【类型2 探究角的数量关系】
9.已知直线,A,C分别是,上的点,P是直线,之间的一点、连接,.
(1)已知点P在直线的右侧.
①如图1,,与之间的数量关系为__________;
②如图2,若平分,平分,判断与之间的数量关系,并说明理由;
(2)若点P在直线的左侧,平分,平分.
①如图3,若,,求的度数;
②试判断与之间的数量关系与(1)②中的关系一致吗?若一致,请证明;若不一致,请直接写出与之间的数量关系.
【答案】(1)①;②
(2)①;②不一致,
【分析】本题考查了平行线的性质的综合应用,熟练掌握平行线的性质是解题的关键.
(1)①过点P作,先证明,再根据“两直线平行,内错角相等”,证得,,根据“等式的基本性质”,得到
,从而证得;
②过点P作,过点E作,先证,再根据“两直线平行,内错角相等”,证得,,从而证得
,根据“角平分线的定义”,证得
,最后结合①的结论,证得;
(2)①先由,求得,根据平分,求得;同理可求,由(1)②可知,,从而求得
;
②与之间的数量关系与(1)②中的关系不一致,,过点P作,过点E作,
先证,再证,根据“角平分线的定义”与“补角的定义”证得.
【详解】(1)解:①如图,过点P作,
∵,,
∴.
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
即;
②,理由如下:
如图,过点P作,过点E作,
∵,,
∴.
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
即.
∵平分,平分,
∴,,
∴,
∵由①可知,,
∴,
∵,
∴;
(2)解:①过点E作,
∵,
∴,
∵平分,,
∴,
∵,
∴,
∵平分,,
∴,
∴.
∵,,
∴.
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
即.
②与之间的数量关系与(1)②中的关系不一致,,证明如下:
如图,过点P作,过点E作,
∵,,
∴.
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
即;
∵,,
∴.
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
即;
∵平分,平分,
∴,,
∴,
∵,,
∴,,
∴,
∴,
∵,
∴.
10.如图1,线段,若点E是平面内一点且点E不在所在的直线上,连接,作的角平分线与的角平分线交于点G.
(1)如图2,若点E在所在直线的上方,
①若,则 ;
②若,则 ;
③探究与的数量关系,并说明理由.
(2)若点E在平面内其它位置时,与之间的数量关系是否与(1)相同?画图探究,并根据图形直接写出与之间的数量关系.
【答案】(1)①;②;③;理由见解析
(2)不同,见解析
【分析】(1)作,根据平行线的性质,结合角平分线的定义以及角的和差关系推出,再逐一进行作答即可;
(2)分三种情况分别画图,作答即可.
【详解】(1)解:作,如图,
∵,
∴,
∴,
∴,
同理:,
∵作的角平分线与的角平分线交于点G,
∴,
∴;
①当时,;
②当时,;
③,
理由:由上可知:,
∴;
(2)解:不同,当点在之间时,分2种情况:
①如图:作,则,
∴,
∴,
同理:,
∵作的角平分线与的角平分线交于点G,
∴,
∴;
②如图:作,则,
则:,
∴,
由①知:,
∴,
∴;
当点在下方时,如图:
同(1)法可知:.
11.【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,
,
.
12.【阅读探究】
如图1,,E,F分别是上的点,点M在两平行线之间,,求的度数.
解:过点M作,所以,因为,所以.所以,因为,所以.
【方法应用】
从上面的推理过程中,我们发现平行线可将和 “凑”在一起,得出角之间的关系,使问题得以解决,
(1)如图1,当P点在EF的左侧时,满足数量关系为______,如图2,当P点在EF的右侧时,满足数量关系为_______.
【应用拓展】
(2)如图3,分别平分和,且点P在左侧.
①若,则______.
②猜想与的数量关系,并说明理由;
③如图4,若与的角平分线交于点,与的角平分线交于点,,与的角平分线交于点;此次类推,则与满足怎样的数量关系?(直接写出结果)
【答案】(1),;(2)①;
②,理由见解析;③
【分析】本题考查了平行线的判定与性质,角平分线.明确角度之间的数量关系是解题的关键.
(1)如图1,由探究可知,;如图2,过点P作,则,,,然后求解作答即可;
(2)①由(1)可知,,则,由角平分线可得,,则,如图3,作,则,,根据,计算求解即可;②由①可知,,整理作答即可;③由②可知,,同理可得,,,由角平分线可知,,, 则,, 即,,进而可推导一般性规律为,由,可得,然后求解作答即可.
【详解】(1)解:如图1,由探究可知,;
如图2,过点P作,则,
∴,,
∴,
∵,
∴;
故答案为:,;
(2)①解:由(1)可知,,
∴,
∵分别平分和,
∴,,
∴,
如图3,作,则,
∴,
∴,
故答案为:;
②解:,理由如下:
由①可知,,
整理得,,
∴;
③解:由②可知,,
同理可得,,,……,
由角平分线可知,,,……,
∴,
,……,
∴,,……,
∴可推导一般性规律为,
∵,
∴,
当时,,
∴.
13.如图,直线与线段,直线交于点、,,点为直线上一点(不与点重合),连接,过点作射线,交于点(点在点之间).
(1)若点在线段上.
①如图1,若为钝角,,求的度数;
②如图2,若为锐角,判断与的数量关系,并说明理由.
(2)若点在线段的延长线上,直接写出与的数量关系.
【答案】(1)①;②,理由见解析
(2)
【分析】(1)①作,由平行线的性质得,由垂直的定义得,进而求出,再证,根据平行线的性质可得答案;②作,同①可得;
(2)作,同(1)利用平行线的判定和性质求解.
【详解】(1)解:①如图,作,
,
,
,
,
,
,,
,
,
;
②,理由如下:
如图,作,
,
,
,
,
,
,,
,
,
;
(2)解:.
证明:如图,作,
,
,
,
,
,
,,
,
,
;
14.【模型发现】某学校数学兴趣小组的学生在活动中发现:图1中的几何图形,很像小猪的猪蹄,于是将这个图形称为“猪蹄模型”,“猪蹄模型”中蕴含着角的数量关系.
(1)如图1,,是、之间的一点,连接、,试证:;
(2)如图2,若,,,则__________;
(3)如图3,,点在的上方,问,,之间有什么数量关系?请说明理由.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)
【分析】本题主要考查了平行线的性质和平行公理的推论.
(1)过点作,又有,根据平行公理的推论可得,利用平行线的性质可得,,即可得证;
(2)过点作,又有,根据平行公理的推论可得,利用平行线的性质可得,,结合已知条件,即可解答;
(3)过点作,又有,根据平行公理的推论可得,利用平行线的性质可得,,结合即可解答.
【详解】(1)证明:如图,过点作,
则,
,
,
,
,
;
(2)如图,过点作,
则,
,
,
,
,
,
;
(3),,之间的数量关系是,理由如下:
如图,过点作,
则,
,
,
,
即,,之间的数量关系是.
15.如图1,由线段,,,组成的图形像“∑”形,称为“∑形”.
(1)如图2,在“∑形”中,若,,求出的度数.
(2)如图3,连接,若,,试猜想与之间的数量关系,并说明理由.
(3)如图4,在(2)的条件下,当点M在线段的延长线上从上向下移动时,请直接写出与之间所有可能满足的数量关系.
【答案】(1)
(2),理由见解析
(3)或
【分析】本题考查了平行线的性质与判定.
(1)过作,利用平行线的性质计算可求求解;
(2)过点作交于点,利用平行线的性质可求得,结合(1)的结论可求解;
(3)可分两种情况:当,位于两侧时,当,位于同侧时,利用平行线的性质分别计算求解.
【详解】(1)解:过作,
,
,
,,
;
(2),
理由:过点作交于点,过点作
,
,,
由()可得,
,
,
;
(3)解:如图,当,位于两侧时,过作,过点作
,,
,
,,,
,
即;
当,,三点共线时,,
;
当,位于同侧时,
,,
,
同理可得,,,
,
即,
综上,或.
16.【问题背景】如图1,,点P,Q位于两侧,连接,,,,直接写出①,,的数量关系为______;②,,的数量关系为______;
【尝试应用】如图2,在(1)的条件下,作,的角平分线交于点M,若与互补,试写出与的数量关系,并证明:(【问题背景】中相关结论可以直接使用)
【拓展创新】如图3,,点M,N位于左侧,作,的角平分线交于点P,;若,直接写出的度数是______.
【答案】问题背景:①;②;尝试应用:;拓展创新:
【详解】解:(1)问题背景:①如图,过点P作,
,
,
,,
,
故答案为:;
②如图,过点Q作,
,
,
,,
,
,
故答案为:;
尝试应用:由(1)可知:,,
是 ,的角平分线,
,
整理得:,
由(1)可得:,
,
,
,
,
又,
;
拓展创新:如图,过点P作,过点M作,过点N作,
,
,
,
又平分,
,
,
,,
,
,
整理得:,即.
【类型3 存在性问题】
17.如图,,点、分别在线段、上.
(1)如图1,_____°;
(2)图1中,若、的平分线相交于点,在直线、之间左侧存在一点,使得,,求的度数;
(3)如图2,若直线、之间存在点、,存在正整数,使得,.试探究与之间的数量关系.
【答案】(1)180
(2)
(3)
【分析】(1)根据“两直线平行,同旁内角互补”可得结论;
(2)作.设,,得,得出,,由平行线的性质得,,由可得结论;
(3)作,,得出,,推出,,结合,可得,,得,代入相加可得,即.
【详解】(1)解:∵,
∴;
(2)解:如图,作.设,,
则,.
平分、平分,
,,
,
,
,
,
,;
平分,平分,
,
,
,
,
,
,
,
;
(3)解:如图,作,,
,,
,
,,
,,
,,
,,
,,
,,
,
,
即,
.
18.线段与线段互相平行,是平面内的一点,且点不在直线,上,连接,.射线,分别是和的平分线.
(1)若点在线段上,如图所示.
①依题意补全下图;
②判断与的位置关系,并证明.
(2)是否存在点,使?若存在,写出,需要满足的关系,并证明满足这种关系时,;若不存在,说明理由.
【答案】(1)①见解析;②,证明见解析;
(2)存在,,证明见解析.
【分析】(1)①根据题意画出图形即可;②根据平行线的性质及判定进行论证即可;
(2)根据平行线的性质及判定进行论证即可.
【详解】(1))解:①先连接,再在上取一点,然后分别作和的平分线,如图①所示:
②;
证明:平分,平分,
,.
,
,
,
;
(2)答:当点在直线上,位于与两平行线之外,
时,,
证明:如图②所示,
,
,
,
,
平分,平分,
,,
,
,
,
,
,
,
.
【点睛】本题考查了平行线的判定与性质、角平分线的定义、三角形的内角和定理、垂直的定义等知识点,熟练掌握平行线的判定与性质、角平分线的定义是解题关键.
19.在太空模拟实验中,有两条互相平行的观测轨道和.如图1,空间望远镜甲位于轨道上的A点,望远镜乙位于轨道上的B点,且.望远镜甲的观测射线绕点A从方向开始,以每秒的速度顺时针旋转观测,望远镜乙的观测射线绕点B从方向开始,以每秒的速度逆时针旋转观测,当甲望远镜观测射线旋转至与重合时,两台望远镜同时停止转动.
(1)当观测时间时,______,________.
(2)在整个观测过程中,是否存在某一时刻使得?若存在,请求出此时观测时间t;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)6;10
(2)或
【分析】(1)由平行线的性质可得,求出时,两条射线转过的角度,再根据角的和差关系求解即可;
(2)分,,和四种情况,用含t的式子表示出,再根据建立方程求解即可.
【详解】(1)解:∵,
∴,
∵,
∴;
当观测时间时,射线转过的角度为,即,射线转过的角度为,即,
∴,;
(2)解:,,,,
当时,,,
∴,,
∵,
∴,
解得;
当时,,,
∴,,
∵,
∴,
解得;
当时,,,
∴,,
∵,
∴,
解得(舍去);
当时,,,
∴,
,
∵,
∴,
解得(舍去);
综上所述,或.
20.如图,已知直线,,点,在上,且满足,平分.
(1)求证:;
(2)求的度数;
(3)若平行移动,则在此过程中,是否存在某种情况,使?若存在,求出此时的度数;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)存在,
【分析】此题考查了平行线的性质与判定.
(1)根据平行线的性质,以及等量代换证明,即可证得;
(2)由直线,根据两直线平行,同旁内角互补,即可求得的度数,又由,即可求得的度数;
(3)首先设,由直线,根据两直线平行,同旁内角互补与两直线平行,内错角相等,可表示出与的度数,又由,即可得方程:,解此方程即可求得答案.
【详解】(1)证明:∵,
∴,
又∵,
∴,
∴;
(2)解:∵,
∴,
∵,平分,
∴;
(3)解:存在.
设,
∵,
∴,,
∴,
若,
则,
得.
∴存在.
21.厦门市跨年晚会的无人机激光秀表演广受欢迎,如图1,无人机A在直线上,无人机B在直线上,且,其中.现从A发射一道激光射线,从B发射一道激光射线.
(1)当平分,平分时,求与的数量关系;
(2)若射线与射线均在直线与之间,且与交于点P(P不在线段上),请求出、与的数量关系并说明理由;
(3)若,射线与射线同时从,出发,射线以每秒的速度绕点A逆时针转动,射线以每秒的速度绕点B顺时针转动到后立即以原速回转至,当射线转动到时,与同时停止转动.设运动时间为t秒,在这个过程中,是否存在t使得,若存在,请求出t的值,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2),理由见解析
(3)存在,当秒时,,理由见解析
【分析】本题考查平行线的判定和性质,角平分线的定义,列一元一次方程和解方程等知识点,正确掌握相关知识是解题的关键.
(1)根据平行线的性质,可得,再根据角平分线的定义,得,,等量代换即可求解;
(2)过点P作,根据平行公理的推论,得,再根据平行线的性质,得,,等量代换即可求解;
(3)根据题意,易得,,,根据t的取值范围分5种情况讨论,从而用含t的式子表示出和,再根据,列方程,求解判断即可.
【详解】(1)解:
,
平分,平分,
,,
;
(2)结论:,理由如下:
如图,过点P作,
则,
,
,
,
;
(3)存在,当秒时,,理由如下:
由题意得:,,
,
,
当时,,,
,
,解得(舍去);
当时,,,
,
,解得;
当时,,,
,
,解得(舍去);
当时,,,
,
,解得(舍去);
当时,,,
,
,解得(舍去);
综上,在这个过程中,当秒时,.
22.某城市为了强化音乐喷泉灯光秀的灯光效果,在河的两岸安置了可旋转探照灯.假定河两岸是平行的,如图所示,,,,,灯射线从开始绕点逆时针旋转,同时,灯从开始绕点顺时针旋转.若灯、灯转动的速度分别是度/秒、度/秒,且满足.
(1)填空:___________,___________;
(2)设旋转时间为秒(),当时,求的值.
(3)如图2,若两灯同时转动,在灯射线到达之前,两灯射出的光束交于点.点在射线上,且,则在转动过程中,是否存在一点,使得为定值?若存在,请求出的度数和的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),
(2)或或
(3)存在,,
【分析】(1)利用绝对值和平方数非负性,列方程求解、;
(2)分、在不同侧的情况,依据平行线性质列角度等式求;
(3)设转动时间,用表示相关角,结合推导表达式,根据定值条件确定与 .
本题主要考查了绝对值与平方数的非负性、平行线的性质、角度的动态计算与定值探究,熟练掌握平行线性质及通过分类讨论、用变量表示角度来分析定值问题是解题的关键.
【详解】(1)解:∵,,
∴且
解得,
故答案为:,.
(2)解:当、都在的右侧时,
∵,,
∴,,
∵,
∴
∴
解得;
当在的左侧,都在的右侧时,
∵,,
∴,,
∵,
∴
∴
解得;
当、都在的左侧时,
∵,,
∴,,
∵,
∴
∴
解得;
综上,当时,求的值为或或;
(3)解:在转动过程中,存在一点,使得为定值,
理由:设灯射线转动时间为秒,
,
,
又,
,
∵,
∴,
∴,
∴当时,在转动过程中,存在一点F,使得k为定值,
此时, .
23.如图1,把一块含的直角三角板的边放置于长方形直尺的边上.
(1)【特例初探】如图2,现把三角板绕B点逆时针旋转,当,且点C恰好落在边上时,请求的度数.
(2)【技能提升】在(1)的条件下,若比的一半多,求n的值.
(3)【综合运用】如图2,现将射线绕点B以每秒的转速逆时针旋转得到射线,同时射线绕点Q以每秒的转速顺时针旋转得到射线,当射线旋转至与重合时,则射线均停止转动,设旋转时间为.在旋转过程中,是否存在?若存在,求出此时t的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)n的值是40
(3)当秒或秒,存在
【分析】本题考查平行线的性质及应用,解题的关键是掌握平行线的性质定理并能熟练应用.
(1)根据,,,根据平行线的性质得出.,.,即可求解;
(2)根据比的一半多列方程,计算可求解;
(3)分两种情况,分别画出图形,根据内错角和同位角相等列方程可解得答案.
【详解】(1)解:∵,,
∴,.
∴,.
∴,
∴;
(2)解:∵比的一半多,
∴.
解得,.
∴n的值是40.
(3)解:存在.理由如下:
旋转至时共花时间,
第一种情况:如图①所示,
∵,
∴.
又∵,
∴.
,符合题意.
第二种情况:如图②所示,
∵而,,
∴,
,符合题意.
综上所述:当秒或秒,存在.
24.同州湖音乐喷泉“灯光秀”曾成为我县一道美丽的风景.为了强化灯光效果,在湖的两岸安置了可旋转探照灯.假定湖两岸是平行的,如图1所示,,,灯射线从开始绕点顺时针旋转至后立即回转,灯射线从开始绕点顺时针旋转至后立即回转,两灯不停旋转交叉照射.若灯、灯转动的速度分别是度/秒、度/秒.且满足.
(1)填空:_________,_________;
(2)若灯射线转动24秒后,灯射线开始转动,在灯射线到达之前,灯转动几秒,两灯的光束互相平行?
(3)如图2,若两灯同时转动,在灯射线到达之前,两灯射出的光束交于点.点在射线上,且,则在转动过程中,是否存在一点,使得为定值?若存在,请求出的度数和的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)1,3
(2)当B灯转动12秒或84秒时,两灯的光束互相平行
(3)存在,,.
【分析】本题考查了非负数的性质,平行线的性质以及角的和差关系的运用,解决问题的关键是运用分类思想进行求解,解题时注意:两直线平行,内错角相等;两直线平行,同旁内角互补.
(1)利用非负数的性质,进而得出a、b的值;
(2)设灯转动秒,两灯的光束互相平行,分两种情况进行讨论:当和当时,根据平行线的性质列式计算求解即可;
(3)设灯B射线转动时间为秒,根据,,即可得出,当时,在转动过程中,是否存在一点D,使得k为定值,据此求解即可.
【详解】(1)解:∵,
∴,,
∴,,
故答案为:1,3;
(2)解:设B灯转动秒,两灯的光束互相平行,
当时,如图,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
解得 ;
当时,如图,
,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
解得,
综上所述,当秒或秒时,两灯的光束互相平行;
(3)解:.
理由:设灯B射线转动时间为秒,
∵,
∴,
又∵,
∴,而,
∴,
∴当时,在转动过程中,存在一点D,使得k为定值,
此时,.
【类型4 定值问题】
25.【问题情境】
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,小安通过平行线的性质证明该结论正确.证明过程如下:
如图:延长到点,过点作,
∵,
∴_______,_______,
∵,
∴.
(1)补全小安证明过程中所缺的内容;
【问题解决】
(2)如图,直线,点,分别在,上,是上点右侧的动点,点在射线上,连接为的平分线,作的平分线,交的延长线于,过点作.
若,求的度数;
如图,平分交于点,且.在点的运动过程中,是否为定值?若是定值,请求出这个定值;若不是定值,请说明理由.
【答案】(),;(),是定值,.
【分析】本题考查了平行线的性质,平行公理推论,角平分线定义,掌握知识点的应用是解题的关键.
()延长到点,过点作,由平行线的性质即可求解;
()由,,则,,,然后通过角平分线定义可得,,再代入求值即可;
由可得,则,又平分,故有,然后代入即可求解.
【详解】解:()延长到点,过点作,
∴,,
∵,
∴.
故答案为:,;
()∵,,
∴,,,
∴,
∵平分,平分,
∴,,
即,,
∴,
∵,
∴,
∴;
是定值,且这个定值为,理由如下:
由可得,
∴,
∵平分,
∴,
∴,
∴,
即是定值,且这个定值为.
26.学习了平行线的相关知识后,小明尝试将角平分线的内容与平行线知识相结合,自主创编了一道练习题:题目如下:如图1,任意摆放含角的直角三角板,,,分别过三角板的三个顶点作3条直线使得.
(1)如图2,和的角平分线相交于点,则的度数为_____.
(2)如图3,与的角平分线相交于点.
①的大小是否为一个定值?若不是定值,请说明理由:若是定值,请求出的大小.
②已知个是含有角的直角三角板,且其顶点与点重合,另一直角顶点在直线上时(假设三角板的边长可以随时调整长度),记为,为,请直接写出与满足的所有数量关系(用等式表示).
【答案】(1);
(2)①,是定值;②或或或或或
【分析】(1)根据平行线的性质,先求出,再结合角平分线的定义求解即可;
(2)①先求出,然后同(1)的方法求解即可;
②分别画出两种情况的图形,根据角的和差关系写出答案即可
【详解】(1)解:∵,
∴,
∴,
同理:,
∵和的角平分线相交于点,
∴,即
(2)解:①,是定值,理由如下:
∵,
∴,
∵,
∴
∵与的角平分线相交于点,
∴,
同(1)可知:;
②情况一、如图所示:
,即;
,即;
,即;
,即;
情况二、如图所示:
,即
,即
,即
27.已知是截线上的一点,与分别交于E、F.
(1)若,求∠的度数;
(2)如图1,当点P在线段上运动时,与的平分线交于Q,问:是否为定值?若是定值,请求出定值;若不是,说明其范围;
(3)①如图2,当点P在线段的延长线上运动时,与的平分线交于Q,则的值为 ;
②当点P在直线上运动时,与的n等分线交于Q,其中,,设,求的度数(直接用含n,α的代数式表示,不需说明理由).
【答案】(1)或
(2)是,
(3)①;②
【分析】本题考查了平行线的判定与性质,及角平分线的定义,运用角的和与差解决问题,
(1)过点P作,利用平行线的性质进行角得相关计算可求 的度数;
(2)由(1)的结论结合角平分线的性质可以解决问题;
(3)分三种情况分别画图,结合(1),(2)的结论探索∠Q的度数的规律;
正确作出辅助线,进行分类讨论是本题的难点.
【详解】(1)如图,当点P在线段之间时,过点P作,
∵,
∴,
∵,
∴,,
∴,
当点P在的上方时,过点P作,
∵,
∴,
∵,
∴,,
∴
综上所述,为或;
(2)是,,理由如下:
由(1)可知,
∴,,
∴,
同理可得,
又∵分别平分与的角平分线,
∴, ,
∴,
∴,
(3)①,理由如下:
如图,过点P作,过点Q作,
∵,
∴,
∴,,
∴,
同理可得,
又∵分别平分与的角平分线,
∴, ,
∴,
∴,
故答案为:
②,
分三种情况讨论:
(Ⅰ)当点P在线段的延长线上运动时,如图,
可得,,
∵,,
∴,
∴,
(Ⅱ)当点P在线段上运动时,如图,
可得,.
∵,.
∴,
∴,
(Ⅲ)当点P在线段的延长线上运动时,如图,
可得,,
∵,,
∴,
∴,
综上所述,.
28.如图,将一副三角板中的两块直角三角板如图1放置,,,,此时点与点重合,点,,三点共线.
(1)固定的位置不变,将绕点按顺时针方向进行旋转,旋转至与首次平行,如图2所示,此时的度数是_________.
(2)若直线,固定的位置不变,将图1中的沿方向平移,使得点正好落在直线上,再将绕点按顺时针方向进行旋转,如图3所示.
①若边与边交于点,试判断的值是否为定值,若是定值,则求出该定值;若不是定值,请说明理由.
②固定的位置不变,将绕点按顺时针方向以每秒的速度进行旋转,当与直线首次重合时停止运动,当经过秒时,线段与的一条边平行,请直接写出满足条件的的值.
【答案】(1)
(2)①是定值,;②或或15
【分析】(1)利用平行线的性质求解即可;
(2)①过点作直线,则.利用平行线的判定和性质求解即可;②分三种情形,分别构建方程求解即可.
【详解】(1)解:,
,
;
(2)①过点作直线,则.
,,
;
②共分三种情况:
情况1:时,,
∴,
.
情况2:时,设与交于R,
∴,
∴,则旋转了,
∴,
.
情况3:时,,
∴,即旋转了,
∴,
.
综上,或或15.
【点睛】本题考查平移变换和旋转,平行线的判定和性质等知识,解题的关键是理解题意,学会用分类讨论的思想思考问题,属于中考常考题型.
29.如图,直线MN//PQ,将一副三角板中的两块直角三角板如图1放置,∠ACB=∠EDF=90°,∠ABC=∠BAC=45°,∠DFE=30°,∠DEF=60°,此时点A与点E重合.
(1)对于图1,固定△ABC的位置不变,将△DEF绕点E按顺时针方向进行旋转,旋转至DE与BC首次平行,如图2所示,求此时∠FAC的度数.
(2)对于图1,固定△ABC的位置不变,将△DEF沿AC方向平移至点F正好落在直线MN上,再将△DEF绕点F按顺时针方向进行旋转,如图3所示.
①若边EF与边BC交于点G,试判断∠BGF﹣∠EFN的值是否为定值,若是定值,则求出该定值,若不是定值,请说明理由;
②对于图3,固定△ABC的位置不变,将△DEF绕点F顺时针方向以每秒10°的速度进行旋转,当EF与直线MN首次重合时停止运动当经过t秒时,线段DE与△ABC的一条边平行,求满足条件的t的值.
【答案】(1)30°
(2)①45°;②3,7.5,12
【分析】(1)根据 DEBC 得出:∠CED=∠BCA,再根据∠FAD=60°即可算出∠FAC 的度数;
(2) ①过点G做直线HLMN, 由MNPQ得出HLPQ, 从而得∠HGF=∠EFN,∠BGH=∠ABC,故 ∠BGF=∠HGF+∠BGH=∠EFN+∠ABC,即 ∠BGF-∠EFN=∠ABC故得出答案.
②根据题意知,该题分三种情况:DEBC或DEAB或DEAC,逐一建立方程解答即可.
【详解】(1)解:∵DEBC
∴∠CED=∠BCA=90°
∴∠FAC=∠CED-∠FAD=90°-60°=30°
(2)解:①过点G做直线HLMN,则HLPQ.
∴∠HGF=∠EFN,∠BGH=∠ABC,
∴∠BGF=∠HGF+∠BGH=∠EFN+∠ABC
∴∠BGF-∠EFN=∠ABC=45°
②共分三种情况:
情况1:DEBC时,10t=30,t=3
情况2:DEAB时,10t=75,t=7.5
情况3:DEAC时,10t=120,t=12
∴t=3,7.5,12
【点睛】本题考查了平行线性质的综合应用,熟练进行分类讨论是本题的解题关键.
30.如图1,已知直线.点A、B在直线上,点C、D在上.线段交点E,且.
(1)求的值;
(2)如图2,当F、G分别在线段上,,,标记为,为.
①若,求的度数:
②当_______时,为定值,此时定值为_______°.
【答案】(1)
(2)①;②当时,为定值,此时定值为
【分析】本题考查平行线的性质,熟练掌握平行线的性质是解答本题的关键.
(1)利用平行线的性质解答即可;
(2)①设,则,结合平行线的性质,利用方程的思想方法,依据已知条件列出方程组即可求解;
②利用①中的方法,设,则,通过计算,令计算结果中的的系数为 0 即可求得结论.
【详解】(1)证明:如图,作,
∴,
∵,
∴,
∴,
,
.
(2)解:设,
,
,
,
,
由(1)可得:,,,
,
,
①,
,
,
;
②
,
当,即时,,
∴当时,为定值,此时定值为.
31.如图1,已知,是直线,外的一点,于点,交于点,满足.
(1)求的度数;
(2)如图2,射线从出发,以每秒的速度绕点按逆时针方向匀速旋转,当到达时立刻返回至,然后继续按上述方式旋转;射线从出发,以相同的速度绕点按顺时针方向旋转至后停止运动,此时射线也停止运动.若射线、射线同时开始运动,设运动时间为秒.
①当射线平分时,求的度数;
②当时,若直线与直线相交所成的锐角是,则_____.
③当时,直线与直线相交所成的锐角是定值吗?若是,求直接写出定值;若不是,说明理由.
【答案】(1)
(2)①或;②或;③当时,直线与直线相交所成的锐角不是定值,理由见解析
【分析】(1)设与的交点为,由平行线判定定理的推论可知,,则,从而计算出,由邻补角的性质可得;
(2)①容易计算出,从从转到需,分段研究,当时,,解得,;当时,,解得,;当时,,解得,,不符题意;
②直线与直线的交点为,利用三角形内角和为可计算出,根据题意或,分别计算即可;
③由①可知,当时,,由②可知为定值;同理当时, ,此时不是定值;当时,不是定值;当时,直线与直线互相平行.
【详解】(1)解:如图,设与的交点为,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴;
(2)解:①根据题意,总的运动时间为,
从转到的时间为,
∵,
∴,
当时,从转向,
∴,
∵射线平分,
∴,
∴,
解得,此时;
当时,从转向,
∴,
∵射线平分,
∴,
解得,此时;
当时,再次从转向,
∴,
∵射线平分,
∴,
解得,此时,不符合题意;
综上,或;
②设直线与直线的交点为,
∵直线与直线相交所成的锐角是,
∴或,
当时,如图,
由(1)可知,,
由①可知,,,
∴,
∵,
∴,
解得;
当时,如图,
同理可得,,
解得;
综上所述,或;
③设直线与直线的交点为,
当时,从转向,如图,
由①可知,,,
∴,
同理②可得,为定值;
当时,再次从转向,如图,
由①可知,,
∴,
同理,不是定值;
当时,如图,
此时,,
∵,
∴,
∴直线与直线无交点,
当时,如图,
∵,,
∴不是定值;
综上所述,当时,直线与直线相交所成的锐角不是定值.
32.在综合与实践课上,同学们以“一个含的直角三角尺和两条平行线”为背景开展数学活动.如图,已知两直线,三角形是直角三角形,点C在直线n上,,,.
操作发现:
(1)如图1,若,则=_______;
实践探究:
(2)如图2,创新小组的同学把直线m向上平移,并把的位置改变,发现是一个定值.在说明理由时,组内小乐说:“过点B作直线m的平行线进行等角转化.”请你写出这个定值,并说明理由(可以用小乐的方法,也可以用其它方法);
拓展延伸:
(3)如图3,缜密小组在图2的基础上作射线、,相交于点G,且,,求的度数.
【答案】(1)134;(2),见解析;(3)
【分析】本题主要考查平行线的判定和性质,正确作出辅助线是解题的关键.
(1)根据平角得到,根据两直线平行,同旁内角互补得到,即可求解;
(2)如图所示,过点作,则,可得,,由,即可求解;
(3)如图,作,,可得,,,,再利用角度的加减即可解答.
【详解】解:(1)如图,
,
,
,
,
,
故答案为:;
(2),
证明:如图,过点作,则直线,
,,
,
,
,
;
(3)如图,作,,
,
,,,,
.
【类型5 知识迁移问题】
33.【实验操作】七年级同学“探寻古城墙、研读长安城”研学时,小明发现城墙某段道路两旁安置了两座可旋转探照灯,课后利用所学知识进行了综合实践学习.经观察,灯E射线从开始顺时针旋转至便立即回转,灯F射线从开始顺时针旋转至便立即回转,两灯不停交叉照射,光束交于点G.
【猜想验证】
(1)如图1,转至某刻,,,则_______°;
【应用迁移】
(2)灯E、灯F转动的速度分别是每秒2度、每秒4度.若两灯同时开始转动,如图2所示,则在灯E射线到达之前,灯F转动几秒时,?
【实践创新】
(3)交相辉映处,饱读长安城,小明设想E、F处各有一条彩色光线,始终分别平分,,若两条角平分线所在直线交于点H,请你在图3中补全图形并探究与的数量关系,并说明理由.
【答案】(1)35
(2)45秒或75秒
(3)
【分析】(1)过点G作的平行线,根据两直线平行,内错角相等进行求解;
(2)先求出转动时间的取值范围,再分为点G在右侧和左侧两种情况进行讨论,运用第一小问作辅助线得出的结论进行求解;
(3)四边形内角和是是解题的关键,运用角平分线的性质和第一小问作辅助线得出的结论进行求解.
【详解】(1)解:过点G作,如答案图①所示,
∵,
∴,
∵,
∴
∵,,
∴
∴;
(2)设灯F转动t秒时,,
因为灯E、灯F转动的速度分别是每秒2度、每秒4度,则灯E射线旋转至时,,故,
当点G在右侧时,易知点G在上,如答案图②,
∵,,
∴,
∴,
解得:;
当点G在左侧时,可知灯F射线是在转到上后,返回的过程,如答案图③,
,,
由(1)可得:,
解得:,
综上所述,灯E射线到达之前,灯F转动45秒或75秒时,.
(3),理由如下:
如答案图④所示,
当未到达前,设灯转动x秒,由题意可知、分别平分、,
设,,
可以得到:,
由(1)可得,
所以,
所以.
【点睛】本题主要考查了平行线中的猪蹄模型,熟记过拐点作平行线,掌握平行线的性质以及四边形内角和是是解题的关键.
34.【问题提出】小颖同学在学习中自主探究以下问题,请你解答她提出的问题:
(1)如图1所示,已知,点E为,之间一点,连接,,得到.请猜想与,之间的数量关系,并证明;
(2)如图2所示,已知,点E为,之间一点,和的平分线相交于点F,若,求的度数;
【类比迁移】小颖结合角平分线的知识将问题进行深入探究,如图3所示,已知:,点E的位置移到上方,点F在延长线上,且平分与的平分线相交于点G,请直接写出与之间的数量关系 ;
【变式挑战】小颖在本次探究的最后将条件去掉,提出了以下问题:
已知与不平行,如图4,点M在上,点N在上,连接,且同时平分和,请直接写出,,之间的数量关系 .
【答案】(1),证明见解析
(2)
类比迁移:
变式挑战:
【详解】问题提出:
(1)猜想:,
证明:过E点作,
∵,
∴,
∴,,
∴;
(2)如图2,作,,
∵,
∴,
∴,,,,
∴,
∵,
∴,
∵和的平分线相交于F,
∴,,
∴,
∴;
类比迁移:
.理由如下:
如图3,过E作,过G作,
∵,
∴,
∴,,,
∵平分与的平分线相交于点G,
∴,,
∴,
∵,
∴.
故答案为:;
变式挑战:
,理由如下:
如图4,延长,,交于点P,
过M作射线,过E作,过P作,过N作,
∴,,,
∴,
同理得,
∴,
∵同时平分和,
∴,,
∴,
即.
故答案为:.
35.【问题情景】(1)如图,,,,求的度数;
【问题迁移】(2)如图,已知,ADBC,点在射线上运动,当点在,两点之间运动时,连接,,,,求与,之间的数量关系,并说明理由;
【知识拓展】(3)在(2)的条件下,若将“点在,两点之间运动”改为“点在,两点外侧运动点与点,,三点不重合”其他条件不变,请直接写出与,之间的数量关系.
【答案】(1);(2),理由见解析;(3)与、之间的数量关系为:或
【分析】(1)过点P作PE与AB平行,继而根据的性质进行推导即可得;
(2)过作交于,推出,根据平行线的性质得出,,即可得出答案;
(3)画出图形分两种情况点在的延长线上,点在的延长线上,根据平行线的性质得出,,即可得出答案.
【详解】解:(1)过点作,
如图所示:
,
,平行于同一条直线的两条直线平行
,,两直线平行同旁内角互补
,,
,,
.
(2),理由如下:
如图所示,过作交于,
,
,
,,
;
(3)当在延长线时,如图所示:
过作交于,
同(2)可知:,,
;
当在延长线时,如图所示:
同(2)可知:,,
.
综上所述,与、之间的数量关系为:或.
【点睛】本题考查了平行线的性质和判定定理,正确作出辅助线是解答此题的关键.
36.(1)【问题情境】小明翻阅自己数学学习笔记时发现,数学老师在讲评七下《伴你学》第6页“迁移应用”第1题时,曾做过如下追问:如图1,已知,点E、F分别在AB、CD上,点G为平面内一点,当点G在AB、CD之间,且在线段EF左侧时,连接EG、FG,则一定有,为什么?请帮助小明再次说明理由;
(2)【变式思考】如图2,当点G在AB上方时,且,请直接写出与之间的数量关系______;
(3)【迁移拓展】①如图3,在(2)的条件下,过点E作直线HK交直线CD于K,使与互补,作的平分线与直线GE交于点L,请你判断FG与KL的位置关系,并说明理由;
②在①的条件下,第一次操作;分别作∠BEL和∠DKL的平分线,交点为L1;第二次操作,分别作∠BEL1和∠DKL1的平分线,交点为L2;……第n次操作,分别作∠BELn-1和∠DKLn-1的平分线,交点为L、则∠Ln=______.
【答案】(1)理由见解析;(2);(3)①FG∥KL,理由见解析,②
【分析】(1)过点作,则,根据平行线的性质即可求解;
(2)过点作,则,根据平行线的性质即可求解;
(3)①根据与互补,可得,即平分,根据角平分线的定义,进而可得,即可得出;
②根据①的结论,求得发现规律,即可求解.
【详解】(1)如图,过点作,则,
,
;
(2)如图,过点作,则,
,
,
,
,
,
;
(3)①+=180°,,
,
是的角平分线,
,
平分,
,
又平分,
,
,
,
同(1)可得
,
又∵∠EGF=90°,
∴∠EGF=∠ELK,
FG∥KL;
②根据题意可得
同理可得
……
.
故答案为:
【点睛】本题考查了平行线的性质与判定,角平分线的性质,掌握平行线的性质与判定是解题的关键.
37.已知,点E在上,点H、F在上,点H在点F的左侧,点G在与之间.
【探究】如图①,,,.试判断与是否平行,并说明理由.
【迁移】如图②,,,的角平分线交的延长线于点M.
(1)若,则的大小为________度;
(2)若,则的大小为________度.
【答案】【探究】判断与平行,理由见解析;【迁移】(1)20 ;(2)30
【分析】本题考查了平行线的判定与性质,角平分线的相关计算,掌握平行线性质及角平分线性质是解题关键.
【探究】根据平行线性质即可求证;
【迁移】(1)根据平行可得,,利用平分,即可求解;
(2)根据平行可得,则,根据等式可得,求解即可.
【详解】解:【探究】判断与平行,理由如下:
,
,
又,
,
,
,
;
解:【迁移】(1)∵,,
∴,
∴,
∵
∴
∴
∵平分
∴
故答案为:20;
(2)∵,,
∴,
∴,
∵
∴
∵
∴
∴
∴
解得:
∴
故答案为:30.
38.已知,点为平面内的一点,连接,,且.
(1)【问题呈现】
如图1,当点在直线,之间时,过点作,若,求的度数;
(2)【问题迁移】
如图2,当点在直线的上方时,过点作,请探究,之间的数量关系,并说明理由;
(3)【联想拓展】
如图3,点,均在直线的上方,连接,,过点作,已知,请求出的度数.
【答案】(1)
(2),理由见解析
(3)
【分析】(1)由可得,结合可得,由平行公理可得,因此;
(2)由题意可知,,则,,结合可得,;
(3)由题意可知,,则,,结合题干可得,,由(2)可知,,因此.
【详解】(1)解:∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴;
(2)解:,理由如下:
∵,,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∵,
∴;
(3)解:∵,,
∴,
∴,,
∵,,
∴,,
∴,
由(2)可知,,
∴.
39.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,.
40.如图,已知.
(1)感知与探究:
如图1,已知请求出的度数;
(2)问题迁移:
如图2,、分别是的角平分线,的反向延长线与相交于点F,猜想与之间的数量关系,并说明理由;
(3)联想拓展:
在(2)的条件下,若,则的度数是_____________.
【答案】(1)
(2),
(3)
【分析】本题主要考查角平分线的性质、平行线的性质,熟记有关平行线的各种模型是解题关键
(1)过点C作,根据平行线的性质易得,以此即可求解.
(2)过点F作,过点C作,由平行线的性质得,由角平分线的性质得,,于是,再由角平分线的性质得,以此可得,结合①②即可得.
(3)利用(2)中的结论求解即可.
【详解】(1)如图,过点C作,
则,
∴,
∴,
∴.
(2).理由如下:
如图,过点F作,过点C作,
则,
∴,
∵平分,平分,
∴,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
由①②可得,即.
(3)由(2)知,,
∵,
∴.
故答案为:.
【类型6 实际应用】
41.探索发现:如图是一种网红弹弓的实物图,在两头上系上皮筋,拉动皮筋可形成平面示意图如图1图2,弹弓的两边可看成是平行的,即.各活动小组探索与,之间的数量关系.已知,点不在直线和直线上,在图1中,智慧小组发现:.智慧小组是这样思考的:过点作,……
(1)补全证明过程(在对应序号位置补全):
证明:过点作.
①(②)
,,
(③),
④(两直线平行,内错角相等),
又,
.
(2)在图2中,猜测与,之间的数量关系,并完成证明.
(3)善思小组提出:
①如图3,已知,则角、、之间的数量关系为____________.(直接填空)
②如图4,,,分别平分,.则与之间的数量关系为__________.(直接填空)
【答案】(1)见解析
(2);证明见解析
(3)①;②
【分析】(1)发现由平行线的性质得出,由,,推出,得出,推出,即可得出结论;
(2)过点P作,由平行线的性质得出,由,,推出,得出,则;
(3)①过点M作,由平行线的性质得出,由,推出,得出,即可得出结果;
②过点P作,过点F作,由平行线的性质得出,,由角平分线的性质得出,即,由,,推出,得出,,由角平分线的性质得出,即,推出,,即可得出结果.
【详解】(1)证明:过点P作.
∴(两直线平行,内错角相等),
∵,,
∴ (平行于同一直线的两直线平行),
∴(两直线平行,内错角相等),
又,
∴.
(2);
证明:过点P作,如图2所示:
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴;
(3)①;理由如下:
过点M作,如图3所示:
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
②;
证明:过点P作,过点F作,如图4所示:
∴,
∵平分,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,,
∵平分,
∴,
∴,
∴,
,
∴.
42.甘肃敦煌100兆瓦熔盐塔式光热电站是全球最高,聚光面积最大的熔盐塔式光热电站.这种发电站通过大量“定日镜”将太阳光反射到中心处的吸热塔,将其内的熔盐加热至600多摄氏度后发电.图2是“定日镜”反射太阳光的模型:线段,表示两个“定日镜”.两条平行的光线,经过镜子反射后,都射向点H.且满足,.下面我们探究模型中角的数量关系:
(1)特殊情形:如图1,若点D,H,E在同一直线上,,求的度数;
(2)一般情形:如图2,若,.
①求与的度数(用含α,β的代数式表示);
②与的数量关系为:________;
(3)推广拓展:如图3,加入第三面“定日镜”,平行光()经过反射后射向点H.已知,,请直接写出与的数量关系(用含k的等式表示).
【答案】(1)
(2)①,;②
(3)
【分析】(1)根据平行线的性质即可求解;
(2)①分别过点H,C作,可得,从而得到,,即可解答;②由①的结论,即可解答;
(3)分别过点H,B作,设,,则,,结合平行线的性质可得,,从而得到,进而得到,再由(1)得:,即可解答.
【详解】(1)解:∵,
∴,
∵,
∴,
∴;
(2)解:①分别过点H,C作,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∴,
,即;
②由①得:,,
∴,即;
(3)解:如图,分别过点H,B作,
设,,则,,
∵,
∴,
∴,,,
∴,,
∴,
∴,
∵,
∴,
由(1)得:,
∴,即.
43.在学习了《相交线与平行线》后,数学小组进行探究平行线的“等角转化”功能的活动.
(1)如图1,已知,.
①求证:;
②探究与之间有怎样的数量关系?并说明理由:
(2)实际应用:如图2是路灯维护工程车的工作示意图,工作篮与支撑平台平行,如果,那么的度数为
【答案】(1)①见解析;②,理由见解析
(2)
【分析】本题考查了平行线的性质与判定,添加平行线求解是解答的关键.
(1)①根据同旁内角互补两直线平行,即可得,根据平行线的性质可得,结合已知条件得出,根据内错角相等两直线平行,即可得证;
②过点作,根据两直线平行,内错角相等得出,,进而即可求解;
(2)过点作,根据题意以及平行线的性质得出,,即可求解.
【详解】(1)①证明:∵,
∴,
∴
∵
∴
∴;
②,理由如下,
如图所示,过点作
∴
∵
∴
∴
∴;
(2)解:如图所示,过点作,
依题意,,
∴
∴,,
∵,,
∴.
44.【原理探究】如图①,根据光的反射原理,反射角等于入射角,即反射光线与法线的夹角等于入射光线与法线的夹角(法线为经过入射点A且与平面镜l垂直的直线),由此可得,理由为__________.
【实际应用】
请用【原理探究】获得的结论解决以下问题:
如图②,平面镜相对放置,光线经过两次反射,为反射光线.
(1)若平面镜互相平行,那么入射光线与反射光线平行吗?为什么?
(2)若,调整平面镜的位置,使得,请在备用图中画出相应的平面镜和反射光线,并求此时的度数.
【答案】原理探究:等角的余角相等;实际应用:(1)入射光线与反射光线平行,理由见解答;(2)平面镜和反射光线见解答;或或或
【分析】本题考查了作图的应用和设计,平行线的性质,掌握平面镜原理和平行线的性质是解题的关键.
原理探究:根据互余的性质求解;
实际应用:(1)根据平面镜原理和平行线的判定定理求解;(2)根据平面镜原理和平行线的性质定理求解.
【详解】解:原理探究:∵反射角等于入射角,,
(等角的余角相等),
故答案为:等角的余角相等;
实际应用:(1)入射光线与反射光线平行,
理由:由平面镜原理得:,
,
,
,
,
;
(2)平面镜和反射光线如下图③和图④所示:
当反射光线向右时:延长到F,
,
由平面镜原理得:,
,
,
,
当M和N互换位置时,;
当反射光线向左时:如下图④所示:
,
,
由平面镜原理得:,平分,,
,
,
当M和N互换位置时,.
45.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.
46.【阅读理解】“两条平行线被第三条直线所截”是平行线中的一个重要的“基本图形”.与平行线有关的角都存在着这个“基本图形”中,当发现题目的图形“不完整”时要添加适当的辅助线将其补充完整.将“非基本图形”转化为“基本图形”,这体现了转化思想.
【建立模型】(1)如图①,已知,点在直线,之间,请写出与,之间的关系,并证明;
【解决问题】(2)如图②所示的是一盏可调节台灯,图③为其示意图.固定支撑杆于点,与是分别可绕点,旋转的调节杆,台灯灯罩可绕点旋转调节光线角度,在调节过程中,最外侧光线,组成的始终保持不变.现调节台灯,使外侧光线,,求的度数;
【拓展应用】(3)如图④,已知,和分别平分和.若,求的度数.
【答案】(1) 见解析
(2)
(3)
【详解】解:(1)如图①,过点作直线.
,
,
,,
,
即.
(2)如图②,延长,交于点,过点作.
,
,
,.
,,
,
.
,
,
,
.
(3)如图③,分别过点,作,,则.
,,.
.
同理可得,.
和分别平分和,
,.
,
,
,即.
故的度数为.
47.2025年11月2日,人形机器人“夸父”成为全运会历史上首个人形机器人火炬手.图是“夸父”在传递火炬时某瞬间的姿势及其平面示意图.其中,,,;求的度数.
【答案】
【分析】根据平行线的性质得到,再由题意得到,则,据此求解即可
【详解】解:∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴.
48.如图1,机器狗(四足机器人)是一种模仿动物四肢结构的仿生机器人,具备卓越的全地形适应能力和多样化功能,已从实验室走入商业应用和家庭场景.如图2,这是机器狗平稳站立时的局部示意图,已知,.
(1)求的度数.
(2)若机器狗改变站立姿势,与保持不变,的度数增加,请直接写出减小的度数.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)作,易得,根据平行线的性质结合角的和差关系进行求解即可;
(2)同(1)法即可得出结果;
【详解】(1)解:作,则,
∵,,
∴,,
∴,
∴;
(2)解:∵与保持不变,
∴的度数保持不变,
∵的度数增加,且,
∴的度数减小,
∵,
∴减小.
第 1 页 共 112 页
学科网(北京)股份有限公司
$