专题04 证明(题型专练)数学新教材浙教版八年级上册
2026-07-04
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3份
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72页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | 初中数学浙教版八年级上册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 1.3 证明 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 证明 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.66 MB |
| 发布时间 | 2026-07-04 |
| 更新时间 | 2026-07-04 |
| 作者 | 勤十二 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2026-07-04 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58646495.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以“题型突破+方法提炼”构建证明专项训练体系,覆盖命题证明、推理依据、外角应用等核心模块,强化逻辑推理与几何直观。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|命题证明|1典例+3变式|“已知-求证-证明”三步法|从命题概念到三角形内角和等核心定理证明|
|推理依据|1典例+4变式|四步拆分法+七类依据模板|结合平行线、三角形等知识链梳理推理规则|
|外角应用|4题型(三角板/角平分线/实际/平行线)|外角定理+模型转化(如“飞镖”模型)|从三角板操作到角平分线与外角关系推导|
|反证法|1典例+3变式|“假设-推导-矛盾-结论”四步法|从否定结论到归谬证明的逻辑训练|
内容正文:
专题04 证明
(题型突破·举一反三)
题型01 写出一个命题的已知、求证以及证明过程
题型02 已知证明过程,写理论依据
题型03 选择信息作为条件、结论,并证明
题型04 三角板中的外角
题型05 反证法
题型06 逻辑推理与论证
题型07 角平分线与外角
题型08 三角形外角的实际应用
题型09 平行线与外角
▌题型01 写出一个命题的已知、求证以及证明过程
证明:通过逻辑推理,从已知条件或公理出发,推导出结论的过程。
命题:可以判断真假的陈述句,由条件(前提)和结论组成。
【典例1】请你完成命题“平面内,垂直于同一条直线的两直线平行”的证明.
【变式1-1】证明:在一个三角形中有两个角相等,则与第三个角相邻的外角平分线平行于第三个角的对边.
【变式1-2】证明命题“三角形三个内角的和等于180°”是真命题.
已知:
求证:
证明:
【变式1-3】证明“三角形的外角等于与它不相邻的两个内角的和”.
▌题型02 已知证明过程,写理论依据
一、整体步骤
1. 拆分证明:把每一句推导单独分开,一句对应一条依据
2. 圈出条件与结论:分清“已知给出的信息”和“推导出的新结论”
3. 匹配对应知识点:看由什么推出什么,锁定公理/定理/定义/性质
4. 规范书写依据:用课本标准术语,不口语化
二、分情况判断依据模板
1. 题干给的条件
出现:已知、如图、由题意
依据:已知
2. 等量替换类
同一个量重复使用:等量代换
线段/角相等叠加、相减:等式的基本性质
3. 平行线相关
两直线平行→同位角/内错角相等、同旁内角互补:两直线平行,XX角相等/互补
角相等→两线平行:XX角相等,两直线平行
4. 三角形相关
内角相加180°:三角形内角和定理
外角等于不相邻两内角和:三角形外角定理
5. 垂直、直角
垂直得90°:垂直的定义
90°的角是直角:直角定义
同角/等角的余角相等;同角/等角的补角相等
6. 线段中点、角平分线
中点分线段相等:中点定义
平分线分角相等:角平分线定义
7. 对顶角、邻补角
对顶角相等
邻补角之和为180°
【典例1】已知:如图,直线EF,GH被直线MN所截,AB⊥GH,B为垂足,∠1=∠2.
求证:AB⊥EF(填空).
证明:∵∠1=∠2( ),
∴EF∥ ( ),
∴∠FAB+∠HBA= ( ),
∵AB⊥GH(已知),
∴∠HBA=90° ( ).
∴∠FAB=180°﹣∠HBA=180°﹣90°=90°,
∴AB⊥EF( ).
【变式1-1】(2026春•临淄区期末)推理填空:如图,点E,F在四边形ABCD的边BC上,点G在四边形ABCD的边AD上,连接AE,过点G,F的线段PQ交BA的延长线于点P,交DC的延长线于点Q.若AE∥PQ,∠1=∠4,∠B=∠D,求证:∠P=∠Q.
证明:∵AE∥PQ(已知),
∴∠1= ( ),
∵∠1=∠4(已知),
∴∠4= ( ),
∴AD∥BC ( ),
∴ +∠D=180°(两直线平行,同旁内角互补),
∵∠B=∠D( ),
∴∠B+∠5=180°,
∴ (同旁内角互补,两直线平行),
∴∠P=∠Q( ).
【变式1-2】(2026春•北辰区期末)(Ⅰ)如图①,已知∠1=∠2,∠B=∠C,可推得AB∥CD.
请完成下面证明:
∵∠1=∠2(已知),∠1=∠CGD( ),
∴∠2=∠CGD(等式的基本事实).
∴CE∥BF( ).
∴∠C=∠BFD( ).
又∵∠B=∠C(已知),
∴ =∠B(等式的基本事实).
∴AB∥CD( ).
(Ⅱ)如图②,点Q在直线AB上,PQ⊥HQ,∠1=58°,∠2=32°,AB与CD平行吗?为什么?
【变式1-3】(2026春•丰台区期末)如图,AD∥BC,∠BAD的平分线交CD于点F,交BC的延长线于点E,∠B+∠BCD=180°.求证:∠CFE=∠E.
将下面的证明过程补充完整:
证明:∵AD∥BC,
∴∠2= ( )(填推理的依据).
∵AE平分∠BAD,
∴∠1= .
∴∠1=∠E.
∵∠B+∠BCD=180°,
∴ ∥ ( )(填推理的依据).
∴∠1=∠CFE( )(填推理的依据).
∴∠CFE=∠E.
▌题型03 选择信息作为条件、结论,并证明
(1)审题:拆解题干论断
(2)组命题:写成标准“已知→求证”格式
(3)找思路:从结论倒推
(4)写证明:规范书写
【典例1】如图,已知直线EF∥GH,给出下列信息:
①AC⊥BC;
②BC平分∠DCH;
③∠ACD=∠DAC.
请在上述3条信息中选择其中两条作为条件,其余的一条信息作为结论组成一个真命题,你选择的条件是 ,结论是 .(只要填写序号),并说明理由.
【变式1-1】如图,在三角形ABC中,点D在边BC的延长线上,射线CE在∠DCA的内部.给出下列信息:①AB∥CE;②CE平分∠DCA;③∠A=∠B.请选择其中的两条信息作为条件,余下的一条信息作为结论组成一个真命题,并说明理由.
【变式1-2】如图,∠ACD是∠ACB的邻补角,请你从下面的三个条件中,选出两个作为已知条件,另一个作为结论,得出一个真命题.①CE∥AB;②∠A=∠B;③CE平分∠ACD.
(1)由上述条件可得哪几个真命题?请按“⊗⊗⇒⊗”的形式一一书写出来;
(2)请根据(1)中的真命题,选择一个进行证明.
【变式1-3】如图,有以下三个条件:①AB∥CD;②∠B=∠D;③∠E=∠F.
(1)从三个条件中选出两个作为题设,另一个作为结论可得到一个命题.请按“⊗⊗→⊗”的形式将所有真命题一一书写出来(用序号表示);
(2)从(1)中选择一个真命题进行证明.
▌题型04 三角板中的外角
1. 两块三角板叠放,求夹角
解题步骤:
(1)标出图中所有已知三角板固定角度;
(2)找到目标角所在三角形,识别外角;
(3)套用外角定理:外角 = 两个三角板内角相加/相减;
(4)列式计算。
2. 三角板顶点重合,形成拐角、“飞镖”模型
(1)把不规则拐角补成三角形外角;
(2)利用外角拆分,拆成两个三角板标准角;
(3)遇直角:90°直接参与加减;
(4)出现对顶角、互余,搭配外角定理一起算。
【典例1】将一副直角三角板如图放置,使两直角重合,则∠1的度数是( )
A.105° B.135° C.150° D.165°
【变式1-1】(2026•四川校级模拟)如图,将一直角三角形放于一对平行线上,量得∠2=149°36',则∠1= 度.
【变式1-2】(2026•鼓楼区校级模拟)将一副三角板按图中方式叠放,则∠α等于( )
A.45° B.60° C.75° D.90°
【变式1-3】(2026•江城区一模)某数学兴趣小组为探究平行线的有关性质,用一副三角尺按如图所示的方式摆放,其中点A,E,C,F在同一条直线上,∠BAC=∠EDF=90°,∠B=45°,∠DEF=60°.当AD∥BC时,求∠ADE的大小.
▌题型05 反证法
先假设结论不成立 → 推出矛盾 → 说明假设错 → 原结论正确。
(1)假设
假设原命题的结论不成立(也就是结论的反面成立)。
(2)推导
从这个假设出发,结合已知条件、定义、定理进行推理。
(3)矛盾
推出与已知、定义、公理、定理相矛盾的结果。
(4)结论
假设不成立,因此原命题成立。
【典例1】(2026春•新吴区期末)用反证法证明“在△ABC中,若∠A>∠B,则BC>AC”,应假设( )
A.∠A<∠B B.∠A≤∠B C.BC<AC D.BC≤AC
【变式1-1】(2025秋•浦东新区校级期末)反证法是数学中一种常用的证明方法,请你用反证法证明“三角形三个内角中,至少有一个内角小于或等于60°”.(提示;先根据题意写出已知求证,再给予证明)
已知:
求证:
证明:
【变式1-2】(2026春•虹口区期末)用反证法证明命题“同旁内角互补,两直线平行”.反证法是数学中常用的一种证明方法,其步骤是:(1)先假设求证的结论是错误的;(2)由此推导出与已知定义、公理、定理或条件等相矛盾的结果;(3)从而否定开始的假设,肯定先前求证的结论的正确性.
如图,已知:直线l1、l2被直线l3所截,l3分别交l1、l2于点M、N,∠1+∠2=180°,
求证:l1∥l2.
把以下证明过程补充完整
(1)证法一:如图1,假设直线l1与直线l2不平行,且l1与l2相交于点P,
所以∠1+∠2+∠P= ( ),
所以∠1+∠2 180°,这与“∠1+∠2=180°”矛盾,
故假设不成立,所以l1∥l2.
(2)证法二:如图2,假设直线l1与直线l2不平行,那么可以过点M作直线GH∥l2,则∠1≠∠HMN.
因为GH∥l2,
所以∠2+∠HMN=180°( ),
因为∠1+∠2=180°,
所以 ( ),
这与“∠1≠∠HMN”矛盾,故假设不成立,所以l1∥l2.
【变式1-3】阅读正文并解答下列问题:
如图,已知在△ABC中,AB>AC,求证:∠ACB>∠ABC.
证明:假设∠ACB≤∠ABC,
①若∠ACB<∠ABC,则在BC上取点D,联结AD,使∠ADB=∠B.
∵∠ADB=∠B,
∴AD=AB;
在AC上取点E,使AE=AD,则AC=AE+CE=AD+CE>AD,
即:AC>AD,
∴AC>AB.
这与已知AC<AB相矛盾,
∴假设不成立;
②若∠ACB=∠ABC,
…
综上,∠ACB>∠ABC.
(1)上述证明过程采用的方法是 B (填写:“A”或“B”);
A.直接证明法;B.反证法.
(2)请你补充②中所缺失的部分.
▌题型06 逻辑推理与论证
1. 推理定义:由一个或几个已知的判断(前提),推导出一个未知的结论的思维过程.
①演绎推理是从一般规律出发,运用逻辑证明或数学运算,得出特殊事实应遵循的规律,即从一般到特殊.
②归纳推理就是从许多个别的事物中概括出一般性概念、原则或结论,即从特殊到一般.
2. 论证:用论据证明论题的真实性.
证明中从论据到论题的推演.通过推理形式进行,有时是一系列的推理方式.因此,论证必须遵守推理的规则.有时逻辑学家把“证明”称为“论证”,而将“论证”称为“论证方式”.
【典例1】在狼人杀游戏中,有一个板子叫做“灯影预言家”,规则如下:好人阵营有“真预言家”和“灯影预言家”两名预言家,但两人均不知道自己是否是灯影,两人每晚可查验一名玩家:1.真预言家若查验到好人,则显示为好人,若查验到狼人,则显示是狼人;2.灯影预言家若查验到狼人,则显示为好人,若查验到好人,则显示是狼人.现在有12人玩游戏,4个狼人,1个预言家,1个灯影预言家,1个女巫,1个守卫,1个骑士,3个平民.第一天白天时,1号起跳预言家报明4号为好人,4号起跳报1号好人,5号起跳报1号狼人,8号起跳报4号狼人,若没有好人假跳预言家,则这4个人中是狼人的组合可能是( )
A.1号和4号 B.4号和5号 C.1号和5号 D.5号和8号
【变式1-1】某学校举办科技节活动,有甲、乙、丙、丁四个团队参加“智能机器人“项目比赛,该项目只设置一个一等奖,在评奖揭晓前,小张、小王、小李、小赵四位同学对这四个参赛团队获奖结果预测如下:
小张说:“甲或乙团队获得一等奖”;
小王说:“丁团队获得一等奖”;
小李说:“乙、丙两个团队均未获得一等奖”;
小赵说:“甲团队获得一等奖”.
若这四位同学只有两位预测结果是对的,则获得一等奖的团队是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
【变式1-2】(2026•邵阳二模)四个小孩在校园内踢球,“砰”的一声,不知是谁踢的球把课堂窗户的玻璃打破了,王老师跑出来一看,问:“是谁打破了玻璃?”
小张说:“是小强打破的.”
小强说:“是小胖打破的.”
小明说:“我没有打破窗户的玻璃.”
小胖说:“王老师,小强在说谎,不要相信他.”
这四个小孩只有一个说了实话.请判断:是谁打破了窗户的玻璃?( )
A.小张 B.小强 C.小明 D.小胖
【变式1-3】某中学举办数学竞赛,A、B、C、D、E五位同学得了前五名,发奖前,老师让他们猜一猜各人的名次排列情况.
A说:B第三名,C第五名;
B说:E第四名,D第五名;
C说:A第一名,E第四名;
D说:C第一名,B第二名;
E说:A第三名,D第四名.
老师说:每个名次都有人猜对,试判断获得第一名为( )
A.D B.C C.B D.A
▌题型07 角平分线与外角
1. 一个内角和一个外角平分线的夹角
如图,在△ABC中,BP平分∠ABC,CP平分∠ACB的外角,BP与CP相交于点p,求∠P与∠A之间的关系
解:∵BP是△ABC中∠ABC的平分线,CP是∠ACB的外角的平分线,
∴∠PBC=∠ABC,∠PCD=∠ACD.
∵∠ACD是△ABC的外角,∠PCD是△BPC的外角,
∴∠ACD=∠ABC+∠A,∠PCD=∠PBC+∠P,
∴∠ACP=∠ABC+∠A,
∴∠ABC+∠A=∠PBC+∠P,
即∠P=∠A.
2. 两外角平分线的夹角
如图,在△ABC中,△ABC的外角平分线BO, CO相交于点O,求∠O与∠A之间的关系
解:∵BO、CO分别是△ABC的外角∠DBC、∠ECB的角平分线,
∴∠DBC=2∠1=∠ACB+∠A,∠ECB=2∠2=∠ABC+∠A,
∴2∠1+2∠2=2∠A+∠ABC+∠ACB=∠A+180°,
又∵∠1+∠2+∠BOC=180°,
∴2∠BOC=180°-∠A,
即∠BOC=90°-∠A.
【典例1】(2025秋•甘肃校级期末)综合与探究
【感知】如图1,在△ABC中,BP、CP分别是∠ABC和∠ACB的角平分线.
【应用】
(1)若∠ABC=50°,∠ACB=70°,则∠BPC= ;若∠BAC=70°,则∠BPC= ;
(2)求∠BPC与∠A之间的关系并证明;
【拓展】
(3)如图2,在四边形ABCD中,BP、CP分别是∠ABC和∠BCD的角平分线,求∠BPC与∠A+∠D的数量关系.
【变式1-1】(2026春•沛县期末)已知:在△ABC中,点D在边AC上,∠ABD=∠C.
(1)如图1,∠BAC的平分线与BC,BD分别交于点E,F.求证:∠BFE=∠BEF;
(2)如图2,∠GAC为△ABC的一个外角,∠GAC的平分线与直线BD交于点H.判断∠HBC与∠H的数量关系,并说明理由.
【变式1-2】某校七年级数学兴趣小组对“三角形内角或外角平分线的夹角与第三个内角的量关系”进行了探究:
(1)如图1,在△ABC中,∠ABC与∠ACB的平分线交于点P,∠A=62°,则∠BPC= ;
(2)如图2,△ABC的内角∠ACB的平分线与△ABC的外角∠ABD的平分线交于点E,其中∠A=58°,求∠BEC的度数;
(3)如图3,∠CBM、∠BCN为△ABC的外角,∠CBM、∠BCN的平分线交于点Q,其中∠A=α.求∠BQC= (用α表示);
(4)如图4,△ABC外角∠CBM、∠BCN的平分线交于点Q,∠CBQ、∠BCQ的平分线交于点P,则延长BC至点E,∠ECQ的平分线与BP的延长线相交于点R,则∠R与∠BPC的数量关系为 .
【变式1-3】(1)在△ABC中,∠A=60°,图1,∠O是两内角平分线的夹角;图2,∠O是内角和外角角平分线的夹角;图3,∠O是两外角平分线的夹角,请直接写出∠O的度数.
如图1,∠O= ;如图2,∠O= ;如图3,∠O= ;
(2)如图4所示,在△ABC中,∠ABC的三等分线BO1、BO2和∠ACB的平分线CO1相交于点O1和点O2,∠2=135°,∠1=115°,求∠A的度数.
▌题型08 三角形外角的实际应用
1. 建模
把生活实物(衣架、剪刀、零件、三角板摆放、道路拐角)抽象成三角形,标出内角、外角。
2. 标已知角度
把题目给出的度数、直角、45°/30°/60°特殊角、角平分线等分角全部标注。
3. 选定理列式
求大外角:外角 = 两个不相邻内角相加
求内部内角:内角 = 外角 − 另一个不相邻内角
比较角度大小:外角>任一不相邻内角
4. 规范推理书写
每一步标注依据:三角形外角定理、角平分线定义、垂直定义、已知等。
【典例1】(2025秋•东丰县期末)体育课上的侧压腿动作(如图1)可以抽象为几何图形(如图2),如果∠1=120°,则∠2的度数是( )
A.30° B.40° C.60° D.120°
【变式1-1】一天,妈妈带着淇淇去超市,在停车场时看到如图1所示的地锁,图2为其示意图,妈妈对淇淇说:“若∠3是100°,你能说出∠1比∠2小多少度吗?”淇淇很快给出了结果,他的结果是( )
A.80° B.90° C.100° D.110°
【变式1-2】(2026•长沙二模)如图,体育课上,张老师用旧轮胎帮助同学们进行负重训练,绳子AC与水平地面CD的夹角∠ACD为35°,绳子与人体AB的夹角∠BAC=40°,则人体的倾斜角∠ABD为( )
A.30° B.40° C.75° D.105°
【变式1-3】电脑支架是我们工作学习的帮手,也隐藏着数学问题,如图①是从侧面看一台笔记本电脑放在电脑支架上的平面图,如图②是图①的简易示图,若笔记本电脑的屏幕AB垂直于支架底座CD的位置.
(1)∠ABC与∠BCD的数量关系是 ,并写出证明过程;
(2)若图②中的撑杆FE⊥BC于点E,试探索∠ABC与∠DFE的数量关系?并说明理由.
▌题型09 平行线与外角
1.三角形的外角等于与它不相邻的两个内角的和。
2.平行线的性质
两直线平行,同位角相等;
∵
∴
两直线平行,内错角相等;
∵
∴
两直线平行,同旁内角互补;
∵
∴
【典例1】为探究平行线的有关性质,用一副三角板按如图所示的方式摆放,其中点A、E、C、F在同一条直线上,∠BAC=∠EDF=90°,若AD∥BC,∠ADE的大小为( )
A.5° B.15° C.25° D.35°
【变式1-1】(2026•临汾二模)将含30°角的直角三角板按如图所示的位置摆放,已知l1∥l2,∠α=110°,则∠β的度数为( )
A.80° B.100° C.110° D.120°
【变式1-2】(2026春•姜堰区期末)已知:如图,在△ABC中,AD平分∠BAC,点E在BC上,点F在CA的延长线上,EF交AB于点G,∠AGF=∠F.
求证:EF∥AD.
证明:∵AD平分∠BAC(已知),
∴∠CAD∠BAC( ).
∵∠BAC是△AFG的外角(已知),
∴ (三角形的外角等于与它不相邻的两个内角的和).
∵∠AGF=∠F(已知),
∴∠BAC=2∠F,
即∠F∠BAC( ).
∴∠CAD=∠F( ).
∴EF∥AD( ).
【变式1-3】同一平面内的两条直线相交或平行,下面我们就来研究其中某种位置关系中角所存在的几种数量关系.
(1)问题探究1:如图①,若AB∥CD,点P在AB、CD之外,则有∠D=∠BOD,又因为∠BOD是△POB的外角,所以∠BOD=∠BPD+∠B,所以∠BPD=∠D﹣∠B,将点P移到AB、CD之间,如图②,以上结论是否成立?请说明理由.
(2)问题探究2:如图③,直线AB与CD相交于点Q,则∠BPD、∠B、∠PDQ、∠BQD之间有何数量关系?请证明你的结论;
(3)根据(2)的结论直接写出图④中∠A+∠B+∠C+∠D+∠E+∠F= °.
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专题04 证明
(题型突破·举一反三)
题型01 写出一个命题的已知、求证以及证明过程
题型02 已知证明过程,写理论依据
题型03 选择信息作为条件、结论,并证明
题型04 三角板中的外角
题型05 反证法
题型06 逻辑推理与论证
题型07 角平分线与外角
题型08 三角形外角的实际应用
题型09 平行线与外角
▌题型01 写出一个命题的已知、求证以及证明过程
证明:通过逻辑推理,从已知条件或公理出发,推导出结论的过程。
命题:可以判断真假的陈述句,由条件(前提)和结论组成。
【典例1】请你完成命题“平面内,垂直于同一条直线的两直线平行”的证明.
【分析】根据题意写出已知和求证,根据垂直的定义、平行线的判定证明.
【解答】已知:如图,直线a⊥c,b⊥c.
求证:a∥b.
证明:∵a⊥c,b⊥c(已知),
∴∠1=90°,∠2=90°(垂直的定义),
∴∠1=∠2(等量代换),
∴a∥b(同位角相等,两直线平行).
【变式1-1】证明:在一个三角形中有两个角相等,则与第三个角相邻的外角平分线平行于第三个角的对边.
【分析】根据题意画出图形,写出已知和求证,根据三角形的外角性质得到∠EAC=∠B+∠C,得到∠EAD=∠B,根据平行线的判定证明.
已知:在△ABC中,∠B=∠C,AD平分△ABC的外角∠EAC,
求证:AD∥BC.
证明:∵AD平分∠EAC,
∴∠EAD=∠EAC,
∵∠EAC是△ABC的外角,
∴∠EAC=∠B+∠C,
∵∠B=∠C,
∴∠B=∠EAC,
∴∠EAD=∠B,
∴AD∥BC.
【变式1-2】证明命题“三角形三个内角的和等于180°”是真命题.
已知:
求证:
证明:
【分析】先写出已知、求证,再画图,然后证明.过点A作EF∥BC,利用EF∥BC,可得∠1=∠B,∠2=∠C,而∠1+∠2+∠BAC=180°,利用等量代换可证∠BAC+∠B+∠C=180°.
【解答】解:已知:△ABC,
求证:∠BAC+∠B+∠C=180°,
证明:过点A作EF∥BC,
∵EF∥BC,
∴∠1=∠B,∠2=∠C,
∵∠1+∠2+∠BAC=180°,
∴∠BAC+∠B+∠C=180°.
即知三角形内角和等于180°.
【变式1-3】证明“三角形的外角等于与它不相邻的两个内角的和”.
【分析】根据三角形的内角和和平角的定义即可得到结论.
【解答】解:已知:△ABC,∠ACD是△ABC的外角,
求证:∠ACD=∠A+∠B,
证明:∵∠A+∠B+∠ACB=180°,∠ACB+∠ACD=180°,
∴∠ACD=∠A+∠B,
∴三角形的外角等于与它不相邻的两个内角的和.
▌题型02 已知证明过程,写理论依据
一、整体步骤
1. 拆分证明:把每一句推导单独分开,一句对应一条依据
2. 圈出条件与结论:分清“已知给出的信息”和“推导出的新结论”
3. 匹配对应知识点:看由什么推出什么,锁定公理/定理/定义/性质
4. 规范书写依据:用课本标准术语,不口语化
二、分情况判断依据模板
1. 题干给的条件
出现:已知、如图、由题意
依据:已知
2. 等量替换类
同一个量重复使用:等量代换
线段/角相等叠加、相减:等式的基本性质
3. 平行线相关
两直线平行→同位角/内错角相等、同旁内角互补:两直线平行,XX角相等/互补
角相等→两线平行:XX角相等,两直线平行
4. 三角形相关
内角相加180°:三角形内角和定理
外角等于不相邻两内角和:三角形外角定理
5. 垂直、直角
垂直得90°:垂直的定义
90°的角是直角:直角定义
同角/等角的余角相等;同角/等角的补角相等
6. 线段中点、角平分线
中点分线段相等:中点定义
平分线分角相等:角平分线定义
7. 对顶角、邻补角
对顶角相等
邻补角之和为180°
【典例1】已知:如图,直线EF,GH被直线MN所截,AB⊥GH,B为垂足,∠1=∠2.
求证:AB⊥EF(填空).
证明:∵∠1=∠2( 已知 ),
∴EF∥GH ( 内错角相等,两直线平行 ),
∴∠FAB+∠HBA= 180° ( 两直线平行,同旁内角互补 ),
∵AB⊥GH(已知),
∴∠HBA=90° ( 垂直定义 ).
∴∠FAB=180°﹣∠HBA=180°﹣90°=90°,
∴AB⊥EF( 垂直定义 ).
【分析】根据平行线的判定与性质即可完成填空.
【解答】证明:∵∠1=∠2(已知),
∴EF∥GH(内错角相等,两直线平行),
∴∠FAB+∠HBA=180°(两直线平行,同旁内角互补),
∵AB⊥GH(已知),
∴∠HBA=90° (垂直定义).
∴∠FAB=180°﹣∠HBA=180°﹣90°=90°,
∴AB⊥EF(垂直定义).
【变式1-1】(2026春•临淄区期末)推理填空:如图,点E,F在四边形ABCD的边BC上,点G在四边形ABCD的边AD上,连接AE,过点G,F的线段PQ交BA的延长线于点P,交DC的延长线于点Q.若AE∥PQ,∠1=∠4,∠B=∠D,求证:∠P=∠Q.
证明:∵AE∥PQ(已知),
∴∠1= ∠2 ( 两直线平行,同位角相等 ),
∵∠1=∠4(已知),
∴∠4= ∠2 ( 等量代换 ),
∴AD∥BC ( 内错角相等,两直线平行 ),
∴ ∠5 +∠D=180°(两直线平行,同旁内角互补),
∵∠B=∠D( 已知 ),
∴∠B+∠5=180°,
∴BP∥DQ (同旁内角互补,两直线平行),
∴∠P=∠Q( 两直线平行,内错角相等 ).
【分析】根据平行线的性质与判定定理结合已给推理过程进行证明即可.
【解答】证明:∵AE∥PQ(已知),∴∠1=∠2(两直线平行,同位角相等),
∵∠1=∠4(已知),
∴∠4=∠2(等量代换),
∴AD∥BC(内错角相等,两直线平行),
∴∠5+∠D=180°(两直线平行,同旁内角互补),
∵∠B=∠D(已知),
∴∠B+∠5=180°,
∴BP∥DQ(同旁内角互补,两直线平行),
∴∠P=∠Q(两直线平行,内错角相等).
【变式1-2】(2026春•北辰区期末)(Ⅰ)如图①,已知∠1=∠2,∠B=∠C,可推得AB∥CD.
请完成下面证明:
∵∠1=∠2(已知),∠1=∠CGD( 对顶角相等 ),
∴∠2=∠CGD(等式的基本事实).
∴CE∥BF( 同位角相等,两直线平行 ).
∴∠C=∠BFD( 两直线平行,同位角相等 ).
又∵∠B=∠C(已知),
∴∠BFD =∠B(等式的基本事实).
∴AB∥CD( 内错角相等,两直线平行 ).
(Ⅱ)如图②,点Q在直线AB上,PQ⊥HQ,∠1=58°,∠2=32°,AB与CD平行吗?为什么?
【分析】(1)根据对顶角相等,结合题意得到∠2=∠CGD,即可判定CE∥BF,根据平行线的性质推出∠BFD=∠B,即可判定AB∥CD;
(2)根据已知条件可得∠1+∠2=90°,结合PQ⊥HQ,得∠HPQ+∠2=90°,所以∠1=∠HPQ,根据平行线的性质即可判定AB∥CD.
【解答】(1)证明:∵∠1=∠2(已知),∠1=∠CGD(对顶角相等),
∴∠2=∠CGD(等式的基本事实),
∴CE∥BF(同位角相等,两直线平行),
∴∠C=∠BFD(两直线平行,同位角相等),
又∵∠B=∠C(已知),
∴∠BFD=∠B(等式的基本事实),
∴AB∥CD(内错角相等,两直线平行),
故答案为:对顶角相等;同位角相等,两直线平行;两直线平行,同位角相等;BFD;等式的基本事实;内错角相等,两直线平行.
(2)AB与CD 平行,理由如下:
∵∠1=58°,∠2=32°,
∴∠1+∠2=90°,
∵PQ⊥HQ,
∴∠HPQ+∠2=90°,
∴∠1=∠HPQ,
∴AB∥CD.
【变式1-3】(2026春•丰台区期末)如图,AD∥BC,∠BAD的平分线交CD于点F,交BC的延长线于点E,∠B+∠BCD=180°.求证:∠CFE=∠E.
将下面的证明过程补充完整:
证明:∵AD∥BC,
∴∠2=∠E ( 两直线平行,同位角相等 )(填推理的依据).
∵AE平分∠BAD,
∴∠1=∠ 2 .
∴∠1=∠E.
∵∠B+∠BCD=180°,
∴AB ∥CD ( 同旁内角互补,两直线平行 )(填推理的依据).
∴∠1=∠CFE( 两直线平行,同位角相等 )(填推理的依据).
∴∠CFE=∠E.
【分析】根据题目中的每一步推理过程,结合图形填写平行线的判定和性质即可.
【解答】证明:∵AD∥BC,
∴∠2=∠E,(两直线平行,同位角相等),
∵AE平分∠BAD,
∴∠1=∠2,
∴∠1=∠E,
∵∠B+∠BCD=180°,
∴AB∥CD(同旁内角互补,两直线平行),
∴∠1=∠CFE(两直线平行,同位角相等),
∴∠CFE=∠E.
▌题型03 选择信息作为条件、结论,并证明
(1)审题:拆解题干论断
(2)组命题:写成标准“已知→求证”格式
(3)找思路:从结论倒推
(4)写证明:规范书写
【典例1】如图,已知直线EF∥GH,给出下列信息:
①AC⊥BC;
②BC平分∠DCH;
③∠ACD=∠DAC.
请在上述3条信息中选择其中两条作为条件,其余的一条信息作为结论组成一个真命题,你选择的条件是 ①② ,结论是 ③ .(只要填写序号),并说明理由.
【分析】根据角平分线定义,平行线的性质,垂直定义逐一求解即可.
【解答】解:条件:①②,结论:③,理由如下:
∵BC平分∠DCH,
∴∠BCD=∠BCH,
∵AC⊥BC,
∴∠ACB=90°,即∠ACD+∠BCD=90°,
∵∠ACG+∠ACD+∠BCD+∠BCH=180°,
∴∠ACG+∠BCH=90°,
∴∠ACD=∠ACG,
∵EF∥GH,
∴∠ACG=∠DAC,
∴∠ACD=∠DAC,
故答案为:①②,③.
【变式1-1】如图,在三角形ABC中,点D在边BC的延长线上,射线CE在∠DCA的内部.给出下列信息:①AB∥CE;②CE平分∠DCA;③∠A=∠B.请选择其中的两条信息作为条件,余下的一条信息作为结论组成一个真命题,并说明理由.
【答案】见解析部分.
【分析】根据平行线性质及判定,角平分线定义及等量代换即可得到证明;
【解答】解:选择①③作为条件,②作为结论.理由如下:
∵AB∥CE,
∴∠A=∠ECA,∠B=∠ECD,
∵∠A=∠B,
∴∠ECA=∠ECD,
∴CE平分∠DCA;
选择①②作为条件,③作为结论.理由如下:
∵AB∥CE,
∴∠A=∠ECA,∠B=∠ECD,
∵CE平分∠DCA,
∴∠ECA=∠ECD,
∴∠A=∠B;
选择②③作为条件,①作为结论.理由如下:
∵CE平分∠DCA,
∴∠ECA=∠ECD,
∵∠A=∠B,∠A+∠B=∠ACD=∠ECD+∠ECA,
∴∠A=∠ECA=∠B=∠ECD,
∴AB∥CE
【变式1-2】如图,∠ACD是∠ACB的邻补角,请你从下面的三个条件中,选出两个作为已知条件,另一个作为结论,得出一个真命题.①CE∥AB;②∠A=∠B;③CE平分∠ACD.
(1)由上述条件可得哪几个真命题?请按“⊗⊗⇒⊗”的形式一一书写出来;
(2)请根据(1)中的真命题,选择一个进行证明.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)根据题意,结合平行线的性质,选择两个条件做题设,一个条件做结论,得到正确的命题.
(2)任选一个命题,根据平行线的性质或角平分线的定义进行证明.
【解答】解:(1)上述问题有三种正确命题,分别是:
命题1:①②⇒③;命题2:①③⇒②;命题3:②③⇒①.
(2)解:选择命题2:①③⇒②.
证明:∵CE∥AB,∴∠ACE=∠A,∠DCE=∠B.
∵CE平分∠ACD,∴∠ACE=∠DCE.
∴∠A=∠B.
【变式1-3】如图,有以下三个条件:①AB∥CD;②∠B=∠D;③∠E=∠F.
(1)从三个条件中选出两个作为题设,另一个作为结论可得到一个命题.请按“⊗⊗→⊗”的形式将所有真命题一一书写出来(用序号表示);
(2)从(1)中选择一个真命题进行证明.
【答案】(1)见解析;
(2)见解析.
【分析】(1)根据平行线的判定与性质判断解答即可;
(2)根据平行线的判定与性质解答即可.
【解答】解:(1)有三个真命题,分别是:①②→③;①③→②;②③→①;
(2)选择①②→③,
证明:∵AB∥CD,
∴∠B=∠DCF,
∵∠B=∠D,
∴∠D=∠DCF,
∴DE∥BF,
∴∠E=∠F;
选择①③→②,
证明:∵AB∥CD,
∴∠DAB+∠D=180°,
∵∠E=∠F,
∴DE∥BF,
∴∠DAB+∠B=180°,
∴∠B=∠D;
选择②③→①,
证明:∵∠E=∠F,
∴DE∥BF,
∴∠DAB+∠B=180°,
∵∠B=∠D,
∴∠DAB+∠D=180°,
∴AB∥CD.
▌题型04 三角板中的外角
1. 两块三角板叠放,求夹角
解题步骤:
(1)标出图中所有已知三角板固定角度;
(2)找到目标角所在三角形,识别外角;
(3)套用外角定理:外角 = 两个三角板内角相加/相减;
(4)列式计算。
2. 三角板顶点重合,形成拐角、“飞镖”模型
(1)把不规则拐角补成三角形外角;
(2)利用外角拆分,拆成两个三角板标准角;
(3)遇直角:90°直接参与加减;
(4)出现对顶角、互余,搭配外角定理一起算。
【典例1】将一副直角三角板如图放置,使两直角重合,则∠1的度数是( )
A.105° B.135° C.150° D.165°
【分析】由题意得出∠CAD=60°、∠B=45°、∠CAB=120°,根据∠1=∠B+∠CAB可得答案.
【解答】解:如图,由题意知,∠CAD=60°,∠B=90°﹣45°=45°,
∴∠CAB=120°,
∴∠1=∠B+∠CAB=45°+120°=165°.
故选:D.
【变式1-1】(2026•四川校级模拟)如图,将一直角三角形放于一对平行线上,量得∠2=149°36',则∠1= 59.6 度.
【分析】根据三角形外角性质和对顶角性质得∠3=∠4=59°36′,根据平行线的性质得∠3=∠1=59.6°.
【解答】解:如图所示,
∵∠2=90°+∠4=149°36′,
∴∠4=59°36′,
∴∠3=∠4=59°36′,
根据题意可知a∥b,
∴∠1=∠3=59°36′=59.6°(两直线平行,同位角相等),
故答案为:59.6.
【变式1-2】(2026•鼓楼区校级模拟)将一副三角板按图中方式叠放,则∠α等于( )
A.45° B.60° C.75° D.90°
【分析】根据三角形的外角的定义计算即可.
【解答】解:将一副三角板按图中方式叠放,如图,∠α为△BCF的外角,由题可知,
∠EBD=30°,∠ACB=45°,
∴∠α=∠EBD+∠ACB=75°.
故选:C.
【变式1-3】(2026•江城区一模)某数学兴趣小组为探究平行线的有关性质,用一副三角尺按如图所示的方式摆放,其中点A,E,C,F在同一条直线上,∠BAC=∠EDF=90°,∠B=45°,∠DEF=60°.当AD∥BC时,求∠ADE的大小.
【分析】根据平行线的性质得到∠DAE=∠BCA=45°,再根据三角形的外角的性质,进行求解即可.
【解答】解:∵∠BAC=90°,∠B=45°,
∴∠ACB=45°,
∵AD∥BC,
∴∠DAE=∠ACB=45°(两直线平行,内错角相等),
∵∠DEF=∠DAE+∠ADE=60°,
∴∠ADE=15°,
则∠ADE的大小为15°.
▌题型05 反证法
先假设结论不成立 → 推出矛盾 → 说明假设错 → 原结论正确。
(1)假设
假设原命题的结论不成立(也就是结论的反面成立)。
(2)推导
从这个假设出发,结合已知条件、定义、定理进行推理。
(3)矛盾
推出与已知、定义、公理、定理相矛盾的结果。
(4)结论
假设不成立,因此原命题成立。
【典例1】(2026春•新吴区期末)用反证法证明“在△ABC中,若∠A>∠B,则BC>AC”,应假设( )
A.∠A<∠B B.∠A≤∠B C.BC<AC D.BC≤AC
【分析】根据反证法是假设结论不成立,反面成立逐一判断即可.
【解答】解:反证法是假设结论不成立,反面成立,
∴应假设BC≤AC,
故选:D.
【变式1-1】(2025秋•浦东新区校级期末)反证法是数学中一种常用的证明方法,请你用反证法证明“三角形三个内角中,至少有一个内角小于或等于60°”.(提示;先根据题意写出已知求证,再给予证明)
已知:
求证:
证明:
【分析】先通过反设结论(假设三个内角都大于60°),推导出与三角形内角和定理矛盾的结果,从而肯定原命题成立.
【解答】解:已知:在△ABC中,∠A、∠B、∠C为其三个内角.
求证:∠A、∠B、∠C中至少有一个内角小于或等于60°.
证明:假设△ABC的三个内角都大于60°,即∠A>60°,∠B>60°,∠C>60°,
则将三个不等式相加,得∠A+∠B+∠C>60°+60°+60°=180°,
此结论与“三角形内角和为180°”的定理相矛盾.
因此,假设不成立,原命题成立.即三角形三个内角中,至少有一个内角小于或等于60°.
【变式1-2】(2026春•虹口区期末)用反证法证明命题“同旁内角互补,两直线平行”.反证法是数学中常用的一种证明方法,其步骤是:(1)先假设求证的结论是错误的;(2)由此推导出与已知定义、公理、定理或条件等相矛盾的结果;(3)从而否定开始的假设,肯定先前求证的结论的正确性.
如图,已知:直线l1、l2被直线l3所截,l3分别交l1、l2于点M、N,∠1+∠2=180°,
求证:l1∥l2.
把以下证明过程补充完整
(1)证法一:如图1,假设直线l1与直线l2不平行,且l1与l2相交于点P,
所以∠1+∠2+∠P= 180° ( 三角形内角和等于180° ),
所以∠1+∠2 < 180°,这与“∠1+∠2=180°”矛盾,
故假设不成立,所以l1∥l2.
(2)证法二:如图2,假设直线l1与直线l2不平行,那么可以过点M作直线GH∥l2,则∠1≠∠HMN.
因为GH∥l2,
所以∠2+∠HMN=180°( 两直线平行,同旁内角互补 ),
因为∠1+∠2=180°,
所以 ∠1=∠HMN ( 同角的补角相等 ),
这与“∠1≠∠HMN”矛盾,故假设不成立,所以l1∥l2.
【分析】根据反证法的基本步骤,结合三角形内角和定理以及平行线的性质证明即可.
【解答】解:(1)证法一:如图1,假设直线l1与直线l2不平行,且l1与l2相交于点P,
所以∠1+∠2+∠P=180°(三角形内角和等于180°),
所以∠1+∠2<180°,这与“∠1+∠2=180°”矛盾,
故假设不成立,
所以l1∥l2,
故答案为:180°;三角形内角和等于180°;<;
(2)证法二:如图2,假设直线l1与直线l2不平行,那么可以过点M作直线GH∥l2,则∠1≠∠HMN.
因为GH∥l2,
所以∠2+∠HMN=180°(两直线平行,同旁内角互补),
因为∠1+∠2=180°,
所以∠1=∠HMN(同角的补角相等),
这与“∠1≠∠HMN”矛盾,故假设不成立,
所以l1∥l2,
故答案为:两直线平行,同旁内角互补;∠1=∠HMN;同角的补角相等.
【变式1-3】阅读正文并解答下列问题:
如图,已知在△ABC中,AB>AC,求证:∠ACB>∠ABC.
证明:假设∠ACB≤∠ABC,
①若∠ACB<∠ABC,则在BC上取点D,联结AD,使∠ADB=∠B.
∵∠ADB=∠B,
∴AD=AB;
在AC上取点E,使AE=AD,则AC=AE+CE=AD+CE>AD,
即:AC>AD,
∴AC>AB.
这与已知AC<AB相矛盾,
∴假设不成立;
②若∠ACB=∠ABC,
…
综上,∠ACB>∠ABC.
(1)上述证明过程采用的方法是 B (填写:“A”或“B”);
A.直接证明法;B.反证法.
(2)请你补充②中所缺失的部分.
【分析】(1)这是反证法;
(2)根据等角对等边即可解答.
【解答】解:(1)上述证明过程采用的方法是B;
故答案为:B;
(2)②若∠ACB=∠ABC,
∴AB=AC,
这与已知AC<AB相矛盾,
∴假设不成立;
综上,∠ACB>∠ABC.
▌题型06 逻辑推理与论证
1. 推理定义:由一个或几个已知的判断(前提),推导出一个未知的结论的思维过程.
①演绎推理是从一般规律出发,运用逻辑证明或数学运算,得出特殊事实应遵循的规律,即从一般到特殊.
②归纳推理就是从许多个别的事物中概括出一般性概念、原则或结论,即从特殊到一般.
2. 论证:用论据证明论题的真实性.
证明中从论据到论题的推演.通过推理形式进行,有时是一系列的推理方式.因此,论证必须遵守推理的规则.有时逻辑学家把“证明”称为“论证”,而将“论证”称为“论证方式”.
【典例1】在狼人杀游戏中,有一个板子叫做“灯影预言家”,规则如下:好人阵营有“真预言家”和“灯影预言家”两名预言家,但两人均不知道自己是否是灯影,两人每晚可查验一名玩家:1.真预言家若查验到好人,则显示为好人,若查验到狼人,则显示是狼人;2.灯影预言家若查验到狼人,则显示为好人,若查验到好人,则显示是狼人.现在有12人玩游戏,4个狼人,1个预言家,1个灯影预言家,1个女巫,1个守卫,1个骑士,3个平民.第一天白天时,1号起跳预言家报明4号为好人,4号起跳报1号好人,5号起跳报1号狼人,8号起跳报4号狼人,若没有好人假跳预言家,则这4个人中是狼人的组合可能是( )
A.1号和4号 B.4号和5号 C.1号和5号 D.5号和8号
【分析】先明确好人预言家的查验规则和“4 个跳预言家的人中恰好 2 个好人、2 个狼人”的前提,再对每个选项假设其狼人组合成立,验证剩余两人能否分别满足真预言家和灯影预言家的查验结果,存在符合规则的身份分配则选项正确,所有分配均矛盾则排除,即可得出答案.
【解答】解:关键规则:预言家(好人):查好人→显示好人,查狼人→显示狼人;灯影预言家(好人):查狼人→显示好人,查好人→显示狼人:跳预言家的4人(1、4、5、8)中,只有2个好人(真预言家和灯影预言家),另外2个是狼人(无好人假跳).
报验情况:
1号跳预言家:报4号为好人,
4号跳预言家:报1号为好人,
5号跳预言家:报1号为狼人,
8号跳预言家:报4号为狼人,
选项A:1号和4号是狼人
若1、4是狼人,则5、8是真预言家和灯影预言家:
5号报1号为狼人(1是狼人),若5是真预言家,符合规则;若5是灯影预言家,查狼人应显示好人,矛盾→5只能是真预言家.
8号是灯影预言家,查4号(狼人)应显示好人,但8号报4号为狼人,矛盾,故A错误,该选项不符合题意.
选项C:1号和5号是狼人
若1、5是狼人,则4、8是真预言家和灯影预言家:
4号是灯影预言家,查1号(狼人)→显示好人,与4号报1号为好人一致.
8号是真预言家,查4号(好人)→应显示好人,但8号报4号为狼人,矛盾,故C错误,该选项不符合题意.
选项B:4号和5号是狼人
若4、5是狼人,则1、8是真预言家和灯影预言家:
1号是灯影预言家,查4号(狼人)→显示好人,与1号报4号为好人一致,符合规则.
8号是真预言家,查4号(狼人)→显示狼人,与8号报4号为狼人一致,符合规则.
5号(狼人)报1号为狼人(1是好人)、4号(狼人)报1号为好人(1是好人),均为狼人乱报,无矛盾.故B正确,该选项符合题意.
选项D:5号和8号是狼人
若5、8是狼人,则1、4是真预言家和灯影预言家:
1号是真预言家,查4号(好人)→显示好人,与1号报4号为好人一致.
4号是灯影预言家,查1号(好人)→应显示狼人,但4号报1号为好人,矛盾,故D错误,该选项不符合题意.
故选:B.
【变式1-1】某学校举办科技节活动,有甲、乙、丙、丁四个团队参加“智能机器人“项目比赛,该项目只设置一个一等奖,在评奖揭晓前,小张、小王、小李、小赵四位同学对这四个参赛团队获奖结果预测如下:
小张说:“甲或乙团队获得一等奖”;
小王说:“丁团队获得一等奖”;
小李说:“乙、丙两个团队均未获得一等奖”;
小赵说:“甲团队获得一等奖”.
若这四位同学只有两位预测结果是对的,则获得一等奖的团队是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
【分析】先阅读理解题意,再逐一进行检验进行简单的合情推理即可.
【解答】解:理解题意,再逐一进行检验:
①若获得一等奖的团队是甲团队,则小张、小李、小赵预测结果是对的,与题设矛盾,即假设错误,
②若获得一等奖的团队是乙团队,则小张预测结果是对的,与题设矛盾,即假设错误,
③若获得一等奖的团队是丙团队,则四人预测结果都是错的,与题设矛盾,即假设错误,
④若获得一等奖的团队是丁团队,则小李、小王预测结果是对的,与题设相符,即假设正确,
即若这四位同学只有两位预测结果是对的,则获得一等奖的团队是:丁;
故选:D.
【变式1-2】(2026•邵阳二模)四个小孩在校园内踢球,“砰”的一声,不知是谁踢的球把课堂窗户的玻璃打破了,王老师跑出来一看,问:“是谁打破了玻璃?”
小张说:“是小强打破的.”
小强说:“是小胖打破的.”
小明说:“我没有打破窗户的玻璃.”
小胖说:“王老师,小强在说谎,不要相信他.”
这四个小孩只有一个说了实话.请判断:是谁打破了窗户的玻璃?( )
A.小张 B.小强 C.小明 D.小胖
【分析】根据小强说“是小胖打破的”,小胖说“小强在说谎”,两人的话相互矛盾,进而判断即可.
【解答】解:小强说“是小胖打破的”,小胖说“小强在说谎”,两人的话相互矛盾,
∴两人的话必有一真一假,
∵“只有一个小孩说真话”,
∴小张和小明的话都是假话,
∴说明小明打破了玻璃.
故选:C.
【变式1-3】某中学举办数学竞赛,A、B、C、D、E五位同学得了前五名,发奖前,老师让他们猜一猜各人的名次排列情况.
A说:B第三名,C第五名;
B说:E第四名,D第五名;
C说:A第一名,E第四名;
D说:C第一名,B第二名;
E说:A第三名,D第四名.
老师说:每个名次都有人猜对,试判断获得第一名为( )
A.D B.C C.B D.A
【分析】利用“每个名次都有人猜对”的条件,从只有一人猜测的名次入手逐步推导,即可得到第一名.
【解答】解:利用“每个名次都有人猜对”的条件,从只有一人猜测的名次入手逐步推导:
∵每个名次都有人猜对,所有猜测中,第二名只有D猜测B是第二名,
∴B是第二名;
∵B已经是第二名,因此A猜测“B第三名”错误,第三名必须有人猜对,此时只有E猜测“A第三名”,
∴A是第三名;
∵A已经是第三名,因此C猜测“A第一名”错误,第一名必须有人猜对,此时只有D猜测“C第一名”,故C是第一名.
故选:B.
▌题型07 角平分线与外角
1. 一个内角和一个外角平分线的夹角
如图,在△ABC中,BP平分∠ABC,CP平分∠ACB的外角,BP与CP相交于点p,求∠P与∠A之间的关系
解:∵BP是△ABC中∠ABC的平分线,CP是∠ACB的外角的平分线,
∴∠PBC=∠ABC,∠PCD=∠ACD.
∵∠ACD是△ABC的外角,∠PCD是△BPC的外角,
∴∠ACD=∠ABC+∠A,∠PCD=∠PBC+∠P,
∴∠ACP=∠ABC+∠A,
∴∠ABC+∠A=∠PBC+∠P,
即∠P=∠A.
2. 两外角平分线的夹角
如图,在△ABC中,△ABC的外角平分线BO, CO相交于点O,求∠O与∠A之间的关系
解:∵BO、CO分别是△ABC的外角∠DBC、∠ECB的角平分线,
∴∠DBC=2∠1=∠ACB+∠A,∠ECB=2∠2=∠ABC+∠A,
∴2∠1+2∠2=2∠A+∠ABC+∠ACB=∠A+180°,
又∵∠1+∠2+∠BOC=180°,
∴2∠BOC=180°-∠A,
即∠BOC=90°-∠A.
【典例1】(2025秋•甘肃校级期末)综合与探究
【感知】如图1,在△ABC中,BP、CP分别是∠ABC和∠ACB的角平分线.
【应用】
(1)若∠ABC=50°,∠ACB=70°,则∠BPC= 120° ;若∠BAC=70°,则∠BPC= 125° ;
(2)求∠BPC与∠A之间的关系并证明;
【拓展】
(3)如图2,在四边形ABCD中,BP、CP分别是∠ABC和∠BCD的角平分线,求∠BPC与∠A+∠D的数量关系.
【分析】(1)根据角平分线定义,三角形内角和定理求解即可;
(2)根据角平分线,三角形内角和定理进行求解;
(3)结合(2)的结论,根据三角形外角性质,内角和定理求解.
【解答】解:(1)若∠ABC=50°,∠ACB=70°,
由条件可知,
∴∠BPC=180°﹣∠PBC﹣∠PCB=120°.
若∠BAC=70°,
∵BP、CP分别是∠ABC和∠ACB的平分线,
∴,,
∴,
∵∠BAC=70°,
∴,
故答案为:120°;125°;
(2);理由如下:
∵BP、CP分别是∠ABC和∠ACB的平分线,
∴,,
∴∠BPC=180°﹣∠PBC﹣∠PCB
=180°﹣(∠PBC+∠PCB)
;
(3)∠A+∠D=2∠BPC.
如图,延长BA,CD,交于点E,由(2)知,,
由条件可知∠BAD+∠CDA=∠E+∠E+∠ADE+∠DAE=180°+∠E,
∴∠E=∠BAD+∠CDA﹣180°,
∴
,
即∠BAD+∠CDA=2∠BPC.
【变式1-1】(2026春•沛县期末)已知:在△ABC中,点D在边AC上,∠ABD=∠C.
(1)如图1,∠BAC的平分线与BC,BD分别交于点E,F.求证:∠BFE=∠BEF;
(2)如图2,∠GAC为△ABC的一个外角,∠GAC的平分线与直线BD交于点H.判断∠HBC与∠H的数量关系,并说明理由.
【分析】(1)通过外角性质将∠BFE 和∠BEF分别表示出来,利用已知相等角进行代换;
(2)利用外角平分线和三角形外角性质,建立∠H与∠HBC的等量关系.
【解答】(1)证明:∵∠BFE是△ABF的外角,
∴∠BFE=∠ABF+∠BAF,
∵∠BEF是△AEC的外角,
∴∠BEF=∠C+∠CAE,
∵AE平分∠BAC,
∴∠BAF=∠CAE,
又∵∠ABF=∠ABD,且∠ABD=∠C,
∴∠ABF=∠C,
∴∠BFE=∠C+∠CAE,
∴∠BFE=∠BEF;
(2)解:∠HBC=2∠H,理由如下:
∵∠GAC是△ABC的外角,
∴∠GAC=∠ABC+∠C,
∵AH平分∠GAC,
∴∠GAB∠GAC(∠ABC+∠C),
∵∠GAB是△ABH的外角,
∴∠GAB=∠H+∠ABH,
∴∠H=∠GAB﹣∠ABH,
∵∠ABH=∠ABD=∠C,
∴∠H(∠ABC+∠C)﹣∠C(∠ABC﹣∠C),
∵∠HBC=∠ABC﹣∠ABD=∠ABC﹣∠C,
∴∠H∠HBC,
即∠HBC=2∠H.
【变式1-2】某校七年级数学兴趣小组对“三角形内角或外角平分线的夹角与第三个内角的量关系”进行了探究:
(1)如图1,在△ABC中,∠ABC与∠ACB的平分线交于点P,∠A=62°,则∠BPC= 121° ;
(2)如图2,△ABC的内角∠ACB的平分线与△ABC的外角∠ABD的平分线交于点E,其中∠A=58°,求∠BEC的度数;
(3)如图3,∠CBM、∠BCN为△ABC的外角,∠CBM、∠BCN的平分线交于点Q,其中∠A=α.求∠BQC= 90°α (用α表示);
(4)如图4,△ABC外角∠CBM、∠BCN的平分线交于点Q,∠CBQ、∠BCQ的平分线交于点P,则延长BC至点E,∠ECQ的平分线与BP的延长线相交于点R,则∠R与∠BPC的数量关系为 ∠BPC﹣∠R=90° .
【分析】(1)由∠A=62°,求得∠ABC+∠ACB=118°,因为∠PBC∠ABC,∠PCB∠ACB,所以∠PBC+∠PCB(∠ABC+∠ACB)=59°,则∠BPC=180°﹣(∠PBC+∠PCB)=121°,于是得到问题的答案.
(2)由∠A=58°,得∠ABD﹣∠ACB=∠A=58°,因为∠BCE∠ACB,∠DBE∠ABD,所以∠BEC=∠DBE﹣∠BCE(∠ABD﹣∠ACB)=29°.
(3)由∠QBC∠CBM(180°﹣∠ABC),∠QCB∠BCN(180°﹣∠ACB),得∠QBC+∠QCB=180°(∠ABC+∠ACB),则∠BQC=180°﹣(∠QBC+∠QCB)(∠ABC+∠ACB),而∠ABC+∠ACB=180°﹣∠A,且∠A=α,所以∠BQC=90°α,于是得到问题的答案.
(4)因为点E在BC的延长线上,所以∠BCQ+∠ECQ=180°,由∠PCQ∠BCQ,∠RCQ∠ECQ,得∠PCR=∠PCQ+∠RCQ(∠BCQ+∠ECQ)=90°,所以∠CPR=90°﹣∠R,由∠BPC+90°﹣∠R=180°,得∠BPC﹣∠R=90°,于是得到问题的答案.
【解答】解:(1)∵∠A=62°,
∴∠ABC+∠ACB=180°﹣∠A=118°,
∵∠ABC与∠ACB的平分线交于点P,
∴∠PBC∠ABC,∠PCB∠ACB,
∴∠PBC+∠PCB(∠ABC+∠ACB)=59°,
∴∠BPC=180°﹣(∠PBC+∠PCB)=121°,
故答案为:121°.
(2)∵∠ABD=∠A+∠ACB,且∠A=58°,
∴∠ABD﹣∠ACB=∠A=58°,
∵△ABC的内角∠ACB的平分线与△ABC的外角∠ABD的平分线交于点E,
∴∠BCE∠ACB,∠DBE∠ABD,
∵∠DBE=∠BEC+∠BCE,
∴∠BEC=∠DBE﹣∠BCE(∠ABD﹣∠ACB)=29°,
∴∠BEC的度数为29°.
(3)∵∠CBM、∠BCN为△ABC的外角,∠CBM、∠BCN的平分线交于点Q,
∴∠QBC∠CBM(180°﹣∠ABC),∠QCB∠BCN(180°﹣∠ACB),
∴∠QBC+∠QCB(180°﹣∠ABC)(180°﹣∠ACB)=180°(∠ABC+∠ACB),
∴∠BQC=180°﹣(∠QBC+∠QCB)=180°﹣[180°(∠ABC+∠ACB)](∠ABC+∠ACB),
∵∠ABC+∠ACB=180°﹣∠A,且∠A=α,
∴∠BQC(180°﹣∠A)=90°α,
故答案为:90°α.
(4)∵点E在BC的延长线上,
∴∠BCQ+∠ECQ=180°,
∵CP平分∠BCQ,CR平分∠ECQ,
∴∠PCQ∠BCQ,∠RCQ∠ECQ,
∴∠PCR=∠PCQ+∠RCQ(∠BCQ+∠ECQ)=90°,
∴∠CPR=90°﹣∠R,
∵点R在BP的延长线上,
∴∠BPC+∠CPR=180°,
∴∠BPC+90°﹣∠R=180°,
∴∠BPC﹣∠R=90°,
故答案为:∠BPC﹣∠R=90°.
【变式1-3】(1)在△ABC中,∠A=60°,图1,∠O是两内角平分线的夹角;图2,∠O是内角和外角角平分线的夹角;图3,∠O是两外角平分线的夹角,请直接写出∠O的度数.
如图1,∠O= 120° ;如图2,∠O= 30° ;如图3,∠O= 60° ;
(2)如图4所示,在△ABC中,∠ABC的三等分线BO1、BO2和∠ACB的平分线CO1相交于点O1和点O2,∠2=135°,∠1=115°,求∠A的度数.
【分析】(1)如图1,由角平分线的定义得出,,再结合三角形的内角和定理得出∠O=180°﹣∠CBO﹣∠BCO计算即可得解;如图2,由角平分线的定义得出,,再结合三角形外角的定义及性质计算即可得解;如图3,由角平分线的定义得出,,由邻补角结合三角形内角和定理求出∠BCF+∠CBE=240°,从而得到∠CBO+∠BCO=120°,再运用三角形内角和定理求解即可;
(2)由题意得出,,,,由三角形外角的定义及性质得出∠O1BO2=∠2﹣∠1=20°,从而得出∠ABC=3∠O1BO2=60°,再由三角形内角和定理得出∠BCO1=180°﹣∠CBO1﹣∠2=25°,即可得出∠ACB=2∠BCO1=50°,最后再由三角形内角和定理计算即可得解.
【解答】解:(1)如图1:
由题意可得:,,
∴∠O=180°﹣∠CBO﹣∠BCO
=120°;
如图2:
由题意可得:,,
∵∠ACD=∠BAC+∠ABC=60°+∠ABC,
∴;
如图3,
∵BO平分∠CBE,CO平分∠BCF,
∴,,
∵∠CBE=180°﹣∠ABC,∠BCF=180°﹣∠ACB,
∴∠BCF+∠BCO
=180°﹣∠ACB+180°﹣∠ABC
=360°﹣(∠ACB+∠ABC)
=360°﹣(180°﹣∠BAC)
=360°﹣(180°﹣60°)
=240°
∴,
∴∠O=180°﹣(∠CBO+∠BCO)=60°.
故答案为:120°,30°,60°.
(2)由题意可得:
,,,,
∵∠2=∠1+∠O1BO2,∠2=135°,∠1=115°,
∴∠O1BO2=∠2﹣∠1=20°,
∴∠ABC=3∠O1BO2=60°,
∴,
∴∠BCO1=180°﹣∠CBO1﹣∠2=25°,
∴∠ACB=2∠BCO1=50°,
∴∠A=180°﹣∠ABC﹣∠ACB=70°.
▌题型08 三角形外角的实际应用
1. 建模
把生活实物(衣架、剪刀、零件、三角板摆放、道路拐角)抽象成三角形,标出内角、外角。
2. 标已知角度
把题目给出的度数、直角、45°/30°/60°特殊角、角平分线等分角全部标注。
3. 选定理列式
求大外角:外角 = 两个不相邻内角相加
求内部内角:内角 = 外角 − 另一个不相邻内角
比较角度大小:外角>任一不相邻内角
4. 规范推理书写
每一步标注依据:三角形外角定理、角平分线定义、垂直定义、已知等。
【典例1】(2025秋•东丰县期末)体育课上的侧压腿动作(如图1)可以抽象为几何图形(如图2),如果∠1=120°,则∠2的度数是( )
A.30° B.40° C.60° D.120°
【分析】根据三角形的外角性质进行求解即可.
【解答】解:根据三角形外角性质得,∠1=∠2+90°,
∵∠1=120°,
∴∠2=30°,
故选:A.
【变式1-1】一天,妈妈带着淇淇去超市,在停车场时看到如图1所示的地锁,图2为其示意图,妈妈对淇淇说:“若∠3是100°,你能说出∠1比∠2小多少度吗?”淇淇很快给出了结果,他的结果是( )
A.80° B.90° C.100° D.110°
【分析】由三角形外角的定义及性质可得∠1+∠4=∠3=100°,从而可得∠1=100°﹣∠4,再结合∠2=180°﹣∠4,计算即可得出结果.
【解答】解:如图:
∵∠1+∠4=∠3=100°(三角形外角的性质),
∴∠1=100°﹣∠4,
∵∠2=180°﹣∠4,
∴∠2﹣∠1=180°﹣∠4﹣(100°﹣∠4)=80°,
故选:A.
【变式1-2】(2026•长沙二模)如图,体育课上,张老师用旧轮胎帮助同学们进行负重训练,绳子AC与水平地面CD的夹角∠ACD为35°,绳子与人体AB的夹角∠BAC=40°,则人体的倾斜角∠ABD为( )
A.30° B.40° C.75° D.105°
【分析】根据三角形外角的性质得出∠ABD=∠BAC+∠ACD解答即可.
【解答】解:由三角形外角的性质可知,∠ABD=∠BAC+∠ACD=35°+40°=75°,
故选:C.
【变式1-3】电脑支架是我们工作学习的帮手,也隐藏着数学问题,如图①是从侧面看一台笔记本电脑放在电脑支架上的平面图,如图②是图①的简易示图,若笔记本电脑的屏幕AB垂直于支架底座CD的位置.
(1)∠ABC与∠BCD的数量关系是 ∠ABC﹣∠BCD=90° ,并写出证明过程;
(2)若图②中的撑杆FE⊥BC于点E,试探索∠ABC与∠DFE的数量关系?并说明理由.
【分析】(1)延长AB交CD于点H,根据AB⊥CD得∠BHC=90°,再根据三角形外角性质得∠ABC=∠BHC+∠BCD,进而得∠ABC﹣∠BCD=90°,据此即可得出答案;
(2)根据FE⊥BC于点E得∠FEC=90°,再根据三角形外角性质得∠DFE=∠FEC+∠DCB,进而得∠DFE﹣∠DCB=90°,然后根据(1)的结论即可得出∠ABC与∠DFE的数量关系.
【解答】解:(1)∠ABC与∠BCD的数量关系是:∠ABC﹣∠BCD=90°,证明如下:
延长AB交CD于点H,如图所示:
∴AB⊥CD,
∴∠BHC=90°,
∵∠ABC是△BCH的外角,
∴∠ABC=∠BHC+∠BCD,
∴∠ABC﹣∠BCD=∠BHC=90°;
(2)∠ABC与∠DFE的数量关系是:∠ABC=∠DFE,理由如下:
∵FE⊥BC于点E,
∴∠FEC=90°,
∵∠DFE是△FEC的外角,
∴∠DFE=∠FEC+∠DCB,
∴∠DFE﹣∠DCB=∠FEC=90°,
由(1)的结论可知:∠ABC﹣∠BCD=90°,
∴∠ABC﹣∠BCD=∠DFE﹣∠DCB,
∴∠ABC=∠DFE.
▌题型09 平行线与外角
1.三角形的外角等于与它不相邻的两个内角的和。
2.平行线的性质
两直线平行,同位角相等;
∵
∴
两直线平行,内错角相等;
∵
∴
两直线平行,同旁内角互补;
∵
∴
【典例1】为探究平行线的有关性质,用一副三角板按如图所示的方式摆放,其中点A、E、C、F在同一条直线上,∠BAC=∠EDF=90°,若AD∥BC,∠ADE的大小为( )
A.5° B.15° C.25° D.35°
【分析】根据平行线的性质得到∠DAE=∠BCA=45°,再根据三角形的外角性质,进行求解即可.
【解答】解:∵∠BAC=90°,∠B=45°,
∴∠ACB=45°,
∵AD∥BC,
∴∠DAE=∠ACB=45°,
∵∠DEF=∠DAE+∠ADE=60°,
∴∠ADE=15°.
故选:B.
【变式1-1】(2026•临汾二模)将含30°角的直角三角板按如图所示的位置摆放,已知l1∥l2,∠α=110°,则∠β的度数为( )
A.80° B.100° C.110° D.120°
【分析】根据邻补角的定义求出∠EAB的度数,再根据平行线的性质求出∠DBC的度数,再由三角形外角性质得到答案.
【解答】解:将含30°角的直角三角板按如图所示的位置摆放,
∵∠α=110°,
∴∠EAB=70°,
∵l1∥l2,
∴∠DBC=∠EAB=70°
∴∠β=∠DBC+30°=100°.
故选:B.
【变式1-2】(2026春•姜堰区期末)已知:如图,在△ABC中,AD平分∠BAC,点E在BC上,点F在CA的延长线上,EF交AB于点G,∠AGF=∠F.
求证:EF∥AD.
证明:∵AD平分∠BAC(已知),
∴∠CAD∠BAC( 角平分线的定义 ).
∵∠BAC是△AFG的外角(已知),
∴ ∠BAC=∠AGF+∠F (三角形的外角等于与它不相邻的两个内角的和).
∵∠AGF=∠F(已知),
∴∠BAC=2∠F,
即∠F∠BAC( 等式的性质 ).
∴∠CAD=∠F( 等量代换 ).
∴EF∥AD( 同位角相等,两直线平行 ).
【分析】由AD平分∠BAC,根据角平分线的定义得∠CAD∠BAC,因为∠BAC是△AFG的外角,所以∠BAC=∠AGF+∠F,而∠AGF=∠F,则∠BAC=2∠F,根据等式的性质得∠F∠BAC,由等量代换推导出∠CAD=∠F,即可根据“同位角相等,两直线平行”证明EF∥AD,于是得到问题的答案.
【解答】证明:∵AD平分∠BAC(已知),
∴∠CAD∠BAC(角平分线的定义).
∵∠BAC是△AFG的外角(已知),
∴∠BAC=∠AGF+∠F(三角形的外角等于与它不相邻的两个内角的和).
∵∠AGF=∠F(已知),
∴∠BAC=2∠F,
即∠F∠BAC(等式的性质).
∴∠CAD=∠F(等量代换).
∴EF∥AD(同位角相等,两直线平行).
【变式1-3】同一平面内的两条直线相交或平行,下面我们就来研究其中某种位置关系中角所存在的几种数量关系.
(1)问题探究1:如图①,若AB∥CD,点P在AB、CD之外,则有∠D=∠BOD,又因为∠BOD是△POB的外角,所以∠BOD=∠BPD+∠B,所以∠BPD=∠D﹣∠B,将点P移到AB、CD之间,如图②,以上结论是否成立?请说明理由.
(2)问题探究2:如图③,直线AB与CD相交于点Q,则∠BPD、∠B、∠PDQ、∠BQD之间有何数量关系?请证明你的结论;
(3)根据(2)的结论直接写出图④中∠A+∠B+∠C+∠D+∠E+∠F= 360 °.
【分析】(1)要判断结论是否成立,通过作平行线,利用平行线的性质,将角进行转化来推导.
(2)通过连接辅助线,利用三角形外角的性质,把角的关系进行转化,从而得出数量关系.
(3)根据(2)的结论,将所求角转化为四边形的内角和来计算即可.
【解答】解:(1)不成立,理由如下:
过点P作PE∥AB.
∵AB∥CD,
∴AB∥PE∥CD.
∴∠B+∠BPE=180°,∠D+∠DPE=180°(两直线平行,同旁内角互补).
∴∠B+∠BPE+∠D+∠DPE=360°,即∠B+∠BPD+∠D=360°,
∴原结论不成立;
(2)∠BPD=∠B+∠PDQ+∠BQD,证明如下:
连接QP并延长到E.
∵∠BPE是△BPQ的外角,∠DPE是△DPQ的外角,
∴∠BPE=∠B+∠BQE(三角形外角的性质),∠DPE=∠PDQ+∠DQE.
∴∠BPE+∠DPE=∠B+∠BQE+∠PDQ+∠DQE,即∠BPD=∠B+∠PDQ+∠BQD;
(3)根据(2)得∠EMF=∠B+∠F+∠E,
∵∠A+∠C+∠D+∠AMD=360°,∠EMF=∠AMD,
∴∠A+∠B+∠C+∠D+∠E+∠F=360°,
故答案为:360.
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专题04 证明
(题型突破·举一反三)
▌题型01 写出一个命题的已知、求证以及证明过程
【典例1】
【解答】已知:如图,直线a⊥c,b⊥c.
求证:a∥b.
证明:∵a⊥c,b⊥c(已知),
∴∠1=90°,∠2=90°(垂直的定义),
∴∠1=∠2(等量代换),
∴a∥b(同位角相等,两直线平行).
【变式1-1】
证明:∵AD平分∠EAC,
∴∠EAD=∠EAC,
∵∠EAC是△ABC的外角,
∴∠EAC=∠B+∠C,
∵∠B=∠C,
∴∠B=∠EAC,
∴∠EAD=∠B,
∴AD∥BC.
【变式1-2】
【解答】解:已知:△ABC,
求证:∠BAC+∠B+∠C=180°,
证明:过点A作EF∥BC,
∵EF∥BC,
∴∠1=∠B,∠2=∠C,
∵∠1+∠2+∠BAC=180°,
∴∠BAC+∠B+∠C=180°.
即知三角形内角和等于180°.
【变式1-3】
【解答】解:已知:△ABC,∠ACD是△ABC的外角,
求证:∠ACD=∠A+∠B,
证明:∵∠A+∠B+∠ACB=180°,∠ACB+∠ACD=180°,
∴∠ACD=∠A+∠B,
∴三角形的外角等于与它不相邻的两个内角的和.
▌题型02 已知证明过程,写理论依据
【典例1】
【解答】证明:∵∠1=∠2(已知),
∴EF∥GH(内错角相等,两直线平行),
∴∠FAB+∠HBA=180°(两直线平行,同旁内角互补),
∵AB⊥GH(已知),
∴∠HBA=90° (垂直定义).
∴∠FAB=180°﹣∠HBA=180°﹣90°=90°,
∴AB⊥EF(垂直定义).
【变式1-1】
【解答】证明:∵AE∥PQ(已知),∴∠1=∠2(两直线平行,同位角相等),
∵∠1=∠4(已知),
∴∠4=∠2(等量代换),
∴AD∥BC(内错角相等,两直线平行),
∴∠5+∠D=180°(两直线平行,同旁内角互补),
∵∠B=∠D(已知),
∴∠B+∠5=180°,
∴BP∥DQ(同旁内角互补,两直线平行),
∴∠P=∠Q(两直线平行,内错角相等).
【变式1-2】
【解答】(1)证明:∵∠1=∠2(已知),∠1=∠CGD(对顶角相等),
∴∠2=∠CGD(等式的基本事实),
∴CE∥BF(同位角相等,两直线平行),
∴∠C=∠BFD(两直线平行,同位角相等),
又∵∠B=∠C(已知),
∴∠BFD=∠B(等式的基本事实),
∴AB∥CD(内错角相等,两直线平行),
故答案为:对顶角相等;同位角相等,两直线平行;两直线平行,同位角相等;BFD;等式的基本事实;内错角相等,两直线平行.
(2)AB与CD 平行,理由如下:
∵∠1=58°,∠2=32°,
∴∠1+∠2=90°,
∵PQ⊥HQ,
∴∠HPQ+∠2=90°,
∴∠1=∠HPQ,
∴AB∥CD.
【变式1-3】
【解答】证明:∵AD∥BC,
∴∠2=∠E,(两直线平行,同位角相等),
∵AE平分∠BAD,
∴∠1=∠2,
∴∠1=∠E,
∵∠B+∠BCD=180°,
∴AB∥CD(同旁内角互补,两直线平行),
∴∠1=∠CFE(两直线平行,同位角相等),
∴∠CFE=∠E.
▌题型03 选择信息作为条件、结论,并证明
【典例1】
【解答】解:条件:①②,结论:③,理由如下:
∵BC平分∠DCH,
∴∠BCD=∠BCH,
∵AC⊥BC,
∴∠ACB=90°,即∠ACD+∠BCD=90°,
∵∠ACG+∠ACD+∠BCD+∠BCH=180°,
∴∠ACG+∠BCH=90°,
∴∠ACD=∠ACG,
∵EF∥GH,
∴∠ACG=∠DAC,
∴∠ACD=∠DAC,
故答案为:①②,③.
【变式1-1】
【解答】解:选择①③作为条件,②作为结论.理由如下:
∵AB∥CE,
∴∠A=∠ECA,∠B=∠ECD,
∵∠A=∠B,
∴∠ECA=∠ECD,
∴CE平分∠DCA;
选择①②作为条件,③作为结论.理由如下:
∵AB∥CE,
∴∠A=∠ECA,∠B=∠ECD,
∵CE平分∠DCA,
∴∠ECA=∠ECD,
∴∠A=∠B;
选择②③作为条件,①作为结论.理由如下:
∵CE平分∠DCA,
∴∠ECA=∠ECD,
∵∠A=∠B,∠A+∠B=∠ACD=∠ECD+∠ECA,
∴∠A=∠ECA=∠B=∠ECD,
∴AB∥CE
【变式1-2】
【解答】解:(1)上述问题有三种正确命题,分别是:
命题1:①②⇒③;命题2:①③⇒②;命题3:②③⇒①.
(2)解:选择命题2:①③⇒②.
证明:∵CE∥AB,∴∠ACE=∠A,∠DCE=∠B.
∵CE平分∠ACD,∴∠ACE=∠DCE.
∴∠A=∠B.
【变式1-3】
【解答】解:(1)有三个真命题,分别是:①②→③;①③→②;②③→①;
(2)选择①②→③,
证明:∵AB∥CD,
∴∠B=∠DCF,
∵∠B=∠D,
∴∠D=∠DCF,
∴DE∥BF,
∴∠E=∠F;
选择①③→②,
证明:∵AB∥CD,
∴∠DAB+∠D=180°,
∵∠E=∠F,
∴DE∥BF,
∴∠DAB+∠B=180°,
∴∠B=∠D;
选择②③→①,
证明:∵∠E=∠F,
∴DE∥BF,
∴∠DAB+∠B=180°,
∵∠B=∠D,
∴∠DAB+∠D=180°,
∴AB∥CD.
▌题型04 三角板中的外角
【典例1】D.
【变式1-1】59.6.
【变式1-2】C.
【变式1-3】
【解答】解:∵∠BAC=90°,∠B=45°,
∴∠ACB=45°,
∵AD∥BC,
∴∠DAE=∠ACB=45°(两直线平行,内错角相等),
∵∠DEF=∠DAE+∠ADE=60°,
∴∠ADE=15°,
则∠ADE的大小为15°.
▌题型05 反证法
【典例1】D.
【变式1-1】
【解答】解:已知:在△ABC中,∠A、∠B、∠C为其三个内角.
求证:∠A、∠B、∠C中至少有一个内角小于或等于60°.
证明:假设△ABC的三个内角都大于60°,即∠A>60°,∠B>60°,∠C>60°,
则将三个不等式相加,得∠A+∠B+∠C>60°+60°+60°=180°,
此结论与“三角形内角和为180°”的定理相矛盾.
因此,假设不成立,原命题成立.即三角形三个内角中,至少有一个内角小于或等于60°.
【变式1-2】
【解答】解:(1)证法一:如图1,假设直线l1与直线l2不平行,且l1与l2相交于点P,
所以∠1+∠2+∠P=180°(三角形内角和等于180°),
所以∠1+∠2<180°,这与“∠1+∠2=180°”矛盾,
故假设不成立,
所以l1∥l2,
故答案为:180°;三角形内角和等于180°;<;
(2)证法二:如图2,假设直线l1与直线l2不平行,那么可以过点M作直线GH∥l2,则∠1≠∠HMN.
因为GH∥l2,
所以∠2+∠HMN=180°(两直线平行,同旁内角互补),
因为∠1+∠2=180°,
所以∠1=∠HMN(同角的补角相等),
这与“∠1≠∠HMN”矛盾,故假设不成立,
所以l1∥l2,
故答案为:两直线平行,同旁内角互补;∠1=∠HMN;同角的补角相等.
【变式1-3】
【解答】解:(1)上述证明过程采用的方法是B;
故答案为:B;
(2)②若∠ACB=∠ABC,
∴AB=AC,
这与已知AC<AB相矛盾,
∴假设不成立;
综上,∠ACB>∠ABC.
▌题型06 逻辑推理与论证
【典例1】B.
【变式1-1】D.
【变式1-2】C.
【变式1-3】B.
▌题型07 角平分线与外角
【典例1】
【解答】解:(1)若∠ABC=50°,∠ACB=70°,
由条件可知,
∴∠BPC=180°﹣∠PBC﹣∠PCB=120°.
若∠BAC=70°,
∵BP、CP分别是∠ABC和∠ACB的平分线,
∴,,
∴,
∵∠BAC=70°,
∴,
故答案为:120°;125°;
(2);理由如下:
∵BP、CP分别是∠ABC和∠ACB的平分线,
∴,,
∴∠BPC=180°﹣∠PBC﹣∠PCB
=180°﹣(∠PBC+∠PCB)
;
(3)∠A+∠D=2∠BPC.
如图,延长BA,CD,交于点E,由(2)知,,
由条件可知∠BAD+∠CDA=∠E+∠E+∠ADE+∠DAE=180°+∠E,
∴∠E=∠BAD+∠CDA﹣180°,
∴
,
即∠BAD+∠CDA=2∠BPC.
【变式1-1】
【解答】(1)证明:∵∠BFE是△ABF的外角,
∴∠BFE=∠ABF+∠BAF,
∵∠BEF是△AEC的外角,
∴∠BEF=∠C+∠CAE,
∵AE平分∠BAC,
∴∠BAF=∠CAE,
又∵∠ABF=∠ABD,且∠ABD=∠C,
∴∠ABF=∠C,
∴∠BFE=∠C+∠CAE,
∴∠BFE=∠BEF;
(2)解:∠HBC=2∠H,理由如下:
∵∠GAC是△ABC的外角,
∴∠GAC=∠ABC+∠C,
∵AH平分∠GAC,
∴∠GAB∠GAC(∠ABC+∠C),
∵∠GAB是△ABH的外角,
∴∠GAB=∠H+∠ABH,
∴∠H=∠GAB﹣∠ABH,
∵∠ABH=∠ABD=∠C,
∴∠H(∠ABC+∠C)﹣∠C(∠ABC﹣∠C),
∵∠HBC=∠ABC﹣∠ABD=∠ABC﹣∠C,
∴∠H∠HBC,
即∠HBC=2∠H.
【变式1-2】
【解答】解:(1)∵∠A=62°,
∴∠ABC+∠ACB=180°﹣∠A=118°,
∵∠ABC与∠ACB的平分线交于点P,
∴∠PBC∠ABC,∠PCB∠ACB,
∴∠PBC+∠PCB(∠ABC+∠ACB)=59°,
∴∠BPC=180°﹣(∠PBC+∠PCB)=121°,
故答案为:121°.
(2)∵∠ABD=∠A+∠ACB,且∠A=58°,
∴∠ABD﹣∠ACB=∠A=58°,
∵△ABC的内角∠ACB的平分线与△ABC的外角∠ABD的平分线交于点E,
∴∠BCE∠ACB,∠DBE∠ABD,
∵∠DBE=∠BEC+∠BCE,
∴∠BEC=∠DBE﹣∠BCE(∠ABD﹣∠ACB)=29°,
∴∠BEC的度数为29°.
(3)∵∠CBM、∠BCN为△ABC的外角,∠CBM、∠BCN的平分线交于点Q,
∴∠QBC∠CBM(180°﹣∠ABC),∠QCB∠BCN(180°﹣∠ACB),
∴∠QBC+∠QCB(180°﹣∠ABC)(180°﹣∠ACB)=180°(∠ABC+∠ACB),
∴∠BQC=180°﹣(∠QBC+∠QCB)=180°﹣[180°(∠ABC+∠ACB)](∠ABC+∠ACB),
∵∠ABC+∠ACB=180°﹣∠A,且∠A=α,
∴∠BQC(180°﹣∠A)=90°α,
故答案为:90°α.
(4)∵点E在BC的延长线上,
∴∠BCQ+∠ECQ=180°,
∵CP平分∠BCQ,CR平分∠ECQ,
∴∠PCQ∠BCQ,∠RCQ∠ECQ,
∴∠PCR=∠PCQ+∠RCQ(∠BCQ+∠ECQ)=90°,
∴∠CPR=90°﹣∠R,
∵点R在BP的延长线上,
∴∠BPC+∠CPR=180°,
∴∠BPC+90°﹣∠R=180°,
∴∠BPC﹣∠R=90°,
故答案为:∠BPC﹣∠R=90°.
【变式1-3】
【解答】解:(1)如图1:
由题意可得:,,
∴∠O=180°﹣∠CBO﹣∠BCO
=120°;
如图2:
由题意可得:,,
∵∠ACD=∠BAC+∠ABC=60°+∠ABC,
∴;
如图3,
∵BO平分∠CBE,CO平分∠BCF,
∴,,
∵∠CBE=180°﹣∠ABC,∠BCF=180°﹣∠ACB,
∴∠BCF+∠BCO
=180°﹣∠ACB+180°﹣∠ABC
=360°﹣(∠ACB+∠ABC)
=360°﹣(180°﹣∠BAC)
=360°﹣(180°﹣60°)
=240°
∴,
∴∠O=180°﹣(∠CBO+∠BCO)=60°.
故答案为:120°,30°,60°.
(2)由题意可得:
,,,,
∵∠2=∠1+∠O1BO2,∠2=135°,∠1=115°,
∴∠O1BO2=∠2﹣∠1=20°,
∴∠ABC=3∠O1BO2=60°,
∴,
∴∠BCO1=180°﹣∠CBO1﹣∠2=25°,
∴∠ACB=2∠BCO1=50°,
∴∠A=180°﹣∠ABC﹣∠ACB=70°.
▌题型08 三角形外角的实际应用
【典例1】A.
【变式1-1】A.
【变式1-2】C.
【变式1-3】
【解答】解:(1)∠ABC与∠BCD的数量关系是:∠ABC﹣∠BCD=90°,证明如下:
延长AB交CD于点H,如图所示:
∴AB⊥CD,
∴∠BHC=90°,
∵∠ABC是△BCH的外角,
∴∠ABC=∠BHC+∠BCD,
∴∠ABC﹣∠BCD=∠BHC=90°;
(2)∠ABC与∠DFE的数量关系是:∠ABC=∠DFE,理由如下:
∵FE⊥BC于点E,
∴∠FEC=90°,
∵∠DFE是△FEC的外角,
∴∠DFE=∠FEC+∠DCB,
∴∠DFE﹣∠DCB=∠FEC=90°,
由(1)的结论可知:∠ABC﹣∠BCD=90°,
∴∠ABC﹣∠BCD=∠DFE﹣∠DCB,
∴∠ABC=∠DFE.
▌题型09 平行线与外角
【典例1】B.
【变式1-1】B.
【变式1-2】
【解答】证明:∵AD平分∠BAC(已知),
∴∠CAD∠BAC(角平分线的定义).
∵∠BAC是△AFG的外角(已知),
∴∠BAC=∠AGF+∠F(三角形的外角等于与它不相邻的两个内角的和).
∵∠AGF=∠F(已知),
∴∠BAC=2∠F,
即∠F∠BAC(等式的性质).
∴∠CAD=∠F(等量代换).
∴EF∥AD(同位角相等,两直线平行).
【变式1-3】
【解答】解:(1)不成立,理由如下:
过点P作PE∥AB.
∵AB∥CD,
∴AB∥PE∥CD.
∴∠B+∠BPE=180°,∠D+∠DPE=180°(两直线平行,同旁内角互补).
∴∠B+∠BPE+∠D+∠DPE=360°,即∠B+∠BPD+∠D=360°,
∴原结论不成立;
(2)∠BPD=∠B+∠PDQ+∠BQD,证明如下:
连接QP并延长到E.
∵∠BPE是△BPQ的外角,∠DPE是△DPQ的外角,
∴∠BPE=∠B+∠BQE(三角形外角的性质),∠DPE=∠PDQ+∠DQE.
∴∠BPE+∠DPE=∠B+∠BQE+∠PDQ+∠DQE,即∠BPD=∠B+∠PDQ+∠BQD;
(3)根据(2)得∠EMF=∠B+∠F+∠E,
∵∠A+∠C+∠D+∠AMD=360°,∠EMF=∠AMD,
∴∠A+∠B+∠C+∠D+∠E+∠F=360°,
故答案为:360.
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