专题16 等边三角形的性质与判定(题型专练)数学新教材浙教版八年级上册
2026-07-21
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3份
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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 | 2.3 等腰三角形的性质定理,2.4 等腰三角形的判定定理 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 三角形 |
| 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 | 2.68 MB |
| 发布时间 | 2026-07-21 |
| 更新时间 | 2026-07-21 |
| 作者 | 勤十二 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2026-07-21 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58903678.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以“性质应用-判定证明-综合迁移”为主线,系统构建等边三角形解题方法体系,突出几何直观与推理能力培养。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|性质求角度|1典例+3变式|三线合一倒角、60°角转化|性质(三角60°)→角度计算|
|性质与平行线|1典例+3变式|平行线平移60°角构造等边|性质+平行性质→角传递|
|性质与折叠|1典例+3变式|折叠全等+等边性质生成新等边|折叠不变性→边/角等量代换|
|性质求线段长|1典例+3变式|垂直平分线+等边三边相等|性质+垂直平分线→线段计算|
|性质求周长|1典例+3变式|折叠/平移边相等替换|周长=原等边周长|
|性质求面积|1典例+3变式|整体减空白、分割法|面积公式+全等转化|
|判定|1典例+3变式|等腰+60°/两角60°/三边相等|判定定理→等边证明|
|性质与判定综合|1典例+3变式|判定→性质逻辑链|判定证等边→性质推边/角|
内容正文:
专题16 等边三角形的性质与判定
(题型突破·举一反三)
题型01 等边三角形的性质求角度
题型02 等边三角形的性质与平行线
题型03 等边三角形的性质与折叠
题型04 等边三角形的性质求线段长
题型05 等边三角形的性质求周长
题型06 等边三角形的性质求面积
题型07 等边三角形的判定
题型08 等边三角形的性质与判定
▌题型01 等边三角形的性质求角度
1. 三边全部相等;
2. 三个内角都相等,每个内角都是60°;
3. 等边是特殊的等腰三角形,所以等腰的所有性质(等边对等角、三线合一)等边全都能用;
4. 每条边上的高、中线、角平分线三线合一,同时这条线会把60°顶角平分出两个30°角。
【典例1】(2026春•灞桥区校级月考)如图,已知△ABC是等边三角形,BC=BD,∠CBD=70°,则∠1的度数是( )
A.85° B.80° C.75° D.70°
【变式1-1】(2025秋•嵩明县期末)如图,已知△ABC是等边三角形,点B、C、D、E在同一直线上,且CG=CD,DF=DE,则∠E的度数为( )
A.25° B.20° C.15° D.7.5°
【变式1-2】(2026春•温州期中)如图,将一等边三角形剪去一个角后,∠1+∠2等于( )
A.130° B.240° C.300° D.330°
【变式1-3】(2026春•高碑店市月考)如图,AD是等边△ABC的一条中线,且AE=AD,则∠AED的度数为( )
A.65° B.70° C.72° D.75°
▌题型02 等边三角形的性质与平行线
平行线核心作用:构造同位角、内错角相等,把60°角平移传递。
1.平行线平移60°角,直接出新等边三角形,过等边三角形一边作另一边的平行线,截出来的小三角形一定是等边三角形。
2.平行线搭配等边外角(120°)倒角
【典例1】(2026•东方一模)如图,直线a∥b,等边△ABC的顶点C在直线b上,∠1=40°,则∠2的度数为( )
A.15° B.20° C.25° D.30°
【变式1-1】(2026春•南岸区期末)如图,直线l∥m∥n,等边三角形ABC的顶点B,C分别在直线m,l上,直线l与BC的夹角为35°,则∠1的度数为( )
A.15° B.20° C.25° D.35°
【变式1-2】(2026•东河区校级三模)三棱镜是一种截面呈三角形的光学仪器,具有独特的结构和光学性质.如图,△ABC是三棱镜的截面,一束平行光射向三棱镜,光线DE交AB于点E,光线FG交AC于点G.已知△ABC是等边三角形,∠DEA=29°,则∠FGA的度数为( )
A.39° B.31° C.29° D.41°
【变式1-3】(2026•厦门模拟)如图,在六角星ABCDEF中,△ABC和△DEF均为等边三角形,且AB∥DF,BC∥DE,AC∥EF.若△ABC和△DEF的边长分别为6和8,则六边形MNOPQR的周长为 .
▌题型03 等边三角形的性质与折叠
1. 等边三角形固有性质
三边相等,三内角都是60°;三线合一。
2. 折叠通用不变性
折叠前后两个图形全等,对应边相等、对应角相等,折痕是对称轴。
3. 叠后最常出现的三类结论
① 角度大量相等,快速凑出60°,生成新等边三角形,将等边三角形一角向内翻折,落在内部某边上,常会形成多个小等边。
②折叠构造等腰三角形,再升级为等边。
③线段等量代换,折叠前后对应边相等,可以把折线的线段等量替换成原等边的固定边长。
【典例1】(2026•莲池区二模)如图,把等边△ABC纸片沿DE折叠,若∠1=40°,则∠2是( )
A.50° B.55° C.60° D.58°
【变式1-1】(2025秋•淮南期末)如图,等边三角形纸片ABC的边长为4cm,点D,E分别在AC,BC上,将△CDE沿直线DE折叠,点C落在点C'处,且点C'在△ABC的外部,则图中三个阴影部分的周长之和为( )
A.9cm B.10cm C.11cm D.12cm
【变式1-2】(2025秋•藁城区期末)如图,把等边△ABC沿着DE折叠,使点A恰好落在BC边上的点P处,且DP⊥BC,则∠PED的度数是( )
A.40° B.45° C.50° D.55°
【变式1-3】已知等边△ABC中,点D,E分别在边AB,BC上,把△BDE沿直线DE翻折,使点B落在点B′处,DB′,EB′分别交边AC于点F,G,若∠ADF=80°,则∠EGC的度数为 .
▌题型04 等边三角形的性质求线段长
等边三角形与垂直平分线的性质的结合,等边三角形的三边相等,垂直平分线上的点到线段两端点的距离相等。
【典例1】(2026春•南山区校级期中)如图,△ABC是等边三角形,D是△ABC外一点,连接AD,CD,BD,过点D作DE∥AB交AC于点F,交BC于点E,已知AD=CD.
(1)求证:BD垂直平分AC;
(2)若BC=9,DE=5,求EF的长.
【变式1-1】(2026春•高陵区期中)如图,在四边形ABCD中,AB=AD=14,BC=DC,∠A=60°,CE∥AB,交边AD于点E,连接BD,交CE于点F,若CE=12,则CF的长为( )
A.6 B.7 C.9 D.10
【变式1-2】(2025秋•新疆期末)如图,在等边△ABC中,AB=4cm,BD平分∠ABC,点E在BC的延长线上,且∠E=30°,则CE的长是( )
A.1cm B.2cm C.3cm D.4cm
【变式1-3】(2025秋•南皮县期末)如图,△ABC的边AC的垂直平分线交AB于点D,交AC于点E,连接CD,若△BCD为等边三角形,且周长为12,则AD的长为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
▌题型05 等边三角形的性质求周长
折叠阴影周长问题:折叠前后对应边相等,通过替换后,阴影周长往往等于原等边三角形周长。
平移前后的图形全等,对应边相等。
【典例1】(2026•雷州市一模)如图,已知等边三角形ABC被一矩形所截,AB被截成三等分,且EH∥BC.若EH=3,则四边形EFGH的周长为( )
A.24 B.21 C.18 D.15
【变式1-1】(2026春•浑南区期末)如图,将边长为2的等边△ABC沿边BC向右平移1个单位得到△DEF,则四边形ABFD的周长为( )
A.6 B.8 C.10 D.12
【变式1-2】(2025秋•辉县市期末)如图,等边三角形纸片ABC的边长为7,点E,F是BC边的三等分点.分别过点E,F沿着平行于BA,CA的方向各剪一刀,则剪下的△DEF的周长是( )
A.3 B. C.7 D.8
【变式1-3】(2025秋•包河区校级期末)如图,甲、乙、丙三人分别沿不同的路线从A地到B地.甲:A→C→B,路程为S甲.乙:A→D→E→F→B,路程为S乙.丙:A→G→H→B,路程为S丙.下列关系正确的是( )
A.S甲=S乙>S丙 B.S甲=S乙<S丙
C.S甲=S丙>S乙 D.S甲=S丙<S乙
▌题型06 等边三角形的性质求面积
1.折叠问题求面积
①折叠前后图形全等,面积相等;
②阴影面积常用整体减空白计算;
③经常搭配线段等量代换,先求出小等边的边长再算面积。
2.手拉手双等边面积结论
两个全等的等边三角形,面积完全相等;通过全等转化,可以把不规则图形面积转移成等边三角形面积。
3. 等边分割成四个全等小等边
把三边中点依次相连,原图分成4个一模一样的小等边,每个小等边边长是原来的,单个面积为整体的。
【典例1】(2026春•福田区期末)如图中的所有三角形均为等边三角形,这些大小不同的等边三角形组成了一个优美的谢尔宾斯基三角形,如果△ABC的面积为12,则图中阴影部分的面积为( )
A.1 B.3 C.6 D.12
【变式1-1】(2025秋•瑶海区校级期末)如图,在等边△ABC中,BD是AC边上的中线,延长BC至点E,使得CE=CD,连接DE,过点E作EF⊥DE交AC的延长线于点F,若△ABD的面积为12,则△CEF的面积为( )
A.3 B.4 C.6 D.8
【变式1-2】现存于陕西历史博物馆的我国南北朝时期的官员独孤信的印章如图1,图2是该印章的几何示意图,它由18个相同的正方形和8个相同的等边三角形围成.若其中正方形的边长和等边三角形的边长都为m,等边三角形的高为n,则这个印章的表面积为( )
A.18mn+4m2 B.18m2+4mn C.18m2+4n D.m2+18mn
【变式1-3】(2025秋•安顺期末)如图,已知△ABC的周长是15,∠ABC=60°,BO,CO,分别平分∠ABC和∠ACB交于点D,OD⊥BC,且OB=4,△ABC的面积是 .
▌题型07 等边三角形的判定
判定1:三边都相等的三角形是等边三角形(定义判定)
判定2:三个内角都相等(都为60°)的三角形是等边三角形
判定3:有一个角是60°的等腰三角形是等边三角形
解题步骤
①审题:观察是否存在等腰条件(两边相等/等角对等边),有等腰:立刻在全图搜寻60°角,找到就用判定3;
②无等腰:观察有无平行线,利用平行传递60°角,凑两个60°用判定2;
③线段条件多:通过全等、折叠、垂直平分线做线段等量代换,凑三边相等用判定1
【典例1】(2025秋•东城区期末)如图,△ABC是等边三角形,D是AC的中点,BE⊥BC,AE∥BD,CE交BD于点F.
(1)求∠BAE的大小;
(2)判断△BEF的形状,并证明.
【变式1-1】(2025秋•平城区期末)如图,∠A=∠B=60°,CE∥DA,CE交AB于E.求证:△CEB是等边三角形.
【变式1-2】(2025秋•呈贡区期末)如图,在△ABC中,AB=AC,过点A作AD⊥AB,交边BC于点D,且DA=DC,延长DA使EA=DA,连接BE.
(1)求∠ABC的度数;
(2)求证:△EBD是等边三角形.
【变式1-3】如图,以等边△ABC的边AC为边作△ACE,使AE=AC,连接BE,过点A作AD⊥BE,交BC于点D,交EC的延长线于点F,设∠FAC=α.
(1)∠ACE= (用含α的式子表示),∠F= ;
(2)当CF=2,CE=3,求AF的长.
▌题型08 等边三角形的性质与判定
1.判定(由条件证等边)
用来证明一个三角形是等边三角形,是解题的起点。
三条判定优先级:
①等腰三角形 + 一个60°角
②三角形两个内角为60°
③三边全部相等
2.性质(已知等边推结论)
证明出等边之后,用来推导边角线段,是解题的后半段。
核心性质:
①三边相等,三角均为60°
②三线合一
③轴对称,两侧全等。
综合题固定逻辑链:判定在前,性质在后,先用边角条件判定等边 → 再用等边的性质倒角、求边长、算面积。
【典例1】(2026•拱墅区校级二模)如图,在△ABC中,AD垂直平分BC,交边BC于点D,过点D作DF⊥AB,垂足为F,FD的延长线与边AC的延长线交于点E,且∠E=30°.
(1)求证:△ABC是等边三角形;
(2)若BF=2,求AE的长.
【变式1-1】(2025秋•太和县期末)如图,在△ABC中,BD是高,点D是AC边的中点,点E在BC边的延长线上,ED的延长线交AB于点F,且EF⊥AB,若∠E=30°.
(1)求证:△ABC是等边三角形;
(2)请判断线段AD与CE的大小关系,并说明理由.
【变式1-2】(2025秋•亭湖区期末)课本再现:(1)如图1,△ABC是等边三角形,DE∥BC,分别交AB,AC于点D,E.求证:△ADE是等边三角形.
课本中给出一种证明方法如下:
证明:∵△ABC是等边三角形,
∴∠A=∠B=∠C.
∵DE∥BC,
∴∠ADE=∠B,∠AED=∠C,
∴∠A=∠ADE=∠AED,
∴△ADE是等边三角形.
“想一想,本题还有其他证法吗?”
给出的另外一种证明方法,请补全:
证明:∵△ABC是等边三角形,
∴∠B=∠C,∠A=60°.
∵DE∥BC,
∴∠B=∠ADE,∠C=① ,
∴② =③ ,
∴AD=AE.(④ )
∴△ADE是等腰三角形.
又∵∠A=60°,∴△ADE是等边三角形.
(2)如图2,等边三角形ABC的两条角平分线相交于点D,延长BD至点E,使得AE=AD,求证:△ADE是等边三角形.
【变式1-3】(2025秋•薛城区期末)如图,∠ABC=∠ADC=90°,AC与BD相交于点E,∠ABD=∠ADB.
(1)求证:AC垂直平分BD;
(2)过点B作BF∥CD交CA的延长线于F,如果AB=AF;
①求证:△BCD是等边三角形;
②如果G、H分别是线段AC、线段CD上的动点,当GH+AH为最小值时,请确定点H的位置,并思考此时GH与CH有怎样的数量关系.
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专题16 等边三角形的性质与判定
(题型突破·举一反三)
▌题型01 等边三角形的性质求角度
【典例1】A.
【变式1-1】C.
【变式1-2】B.
【变式1-3】D.
▌题型02 等边三角形的性质与平行线
【典例1】B.
【变式1-1】C.
【变式1-2】B.
【变式1-3】14.
▌题型03 等边三角形的性质与折叠
【典例1】A.
【变式1-1】D.
【变式1-2】B.
【变式1-3】80°.
▌题型04 等边三角形的性质求线段长
【典例1】
【解答】(1)证明:∵△ABC是等边三角形,
∴AB=BC(等边三角形的性质).
∵AD=CD,
∴点B、点D在AC的垂直平分线上,
∴BD垂直平分AC;
(2)解:∵△ABC是等边三角形,
∴∠ACB=∠ABC=60°(等边三角形的性质).
∵DE∥AB,
∴∠CEF=∠CBA=60°(两直线平行,同位角相等),
∴∠CEF=∠ACB=60°,
∴△CEF是等边三角形,
∴EF=CE.
由(1)可知BD垂直平分AC,
∴,
∴∠BDE=∠CED﹣∠CBD=30°,
∴∠BDE=∠CBD=30°,
∴DE=BE=5,
∴CE=BC﹣BE=4,
∴EF=CE=4.
【变式1-1】D.
【变式1-2】B.
【变式1-3】B.
▌题型05 等边三角形的性质求周长
【典例1】D.
【变式1-1】B.
【变式1-2】C.
【变式1-3】A.
▌题型06 等边三角形的性质求面积
【典例1】B.
【变式1-1】C.
【变式1-2】B.
【变式1-3】15.
▌题型07 等边三角形的判定
【典例1】
【解答】解:(1)∵△ABC是等边三角形,
∴BC=AC,∠ABC=∠BCA=60°,
∵点D是AC的中点,
∴∠ABD=∠CBD∠ABC=30°,
∵AE∥BD,
∴∠BAE=∠ABD=30°;
(2)△BEF是等边三角形,证明如下:
∵BE⊥BC,
∴∠EBC=90°,
∴∠EBF=∠EBC﹣∠CBD=60°,∠EBA=∠EBC﹣∠ABC=30°,
在△EAB中,∠BAE=∠EBF=30°,
∴EA=EB,
在△EAC和△EBC中,
,
∴△EAC≌△EBC(SSS),
∴∠ACE=∠BCE∠BCA=30°,
∵∠BFE是△FBC的外角,
∴∠BFE=∠CBD+∠BCE=60°,
在△BEF中,∠EBF=∠BFE=60°,
∴△BEF是等边三角形.
【变式1-1】
【解答】证明:∵∠A=60°,CE∥DA,
∴∠CEB=60°,
∵∠A=∠B=60°,
∴∠CEB=∠B=∠ECB=60°,
∴△CEB是等边三角形.
【变式1-2】
【解答】(1)解:∵AB=AC,
∴∠ABD=∠C(等边对等角).
∵AD=CD,
∴∠C=∠CAD(等边对等角).
∴∠ABD=∠DAC=∠C(等量代换).
∵AD⊥AB,
∴∠BAD=90°.
∴3∠ABC=180°﹣90°=90°.
∴∠ABC=30°.
(2)证明:∵∠ABC=30°,∠BAD=90°,
∴∠ADB=180°﹣90°﹣30°=60°,
∵EA=AD,AB⊥DE,
∴BD=BE.
∴△BDE是等边三角形.
【变式1-3】
【解答】解:(1)∵△ABC是等边三角形,
∴∠BAC=60°,AB=AC,
∵∠FAC=α,
∴∠BAD=∠BAC﹣∠FAC=60°﹣α,
∵AE=AC,
∴AB=AE,
∵AD⊥BE,
∴∠EAD=∠BAD=60°﹣α,
∴∠CAE=∠EAD﹣∠FAC=60°﹣2α,
∴,
∴∠F=∠ACE﹣∠FAC=60°,
故答案为:60°+α,60°;
(2)如图所示,在FA上截取FG=FC,连接BF、CG,
∵FG=FC,∠F=60°,
∴△CFG是等边三角形,
∴CG=CF,∠GCF=60°,
∵△ABC是等边三角形,
∴BC=AC,∠ACB=60°,
∴∠ACB﹣∠BCG=∠CFG﹣∠BCG,即∠ACG=∠BCF,
在△ACG和△BCF中,
,
∴△ACG≌△BCF(SAS),
∴AG=BF,
∵AE=AB,AF⊥BE,
∴AF是BE的垂直平分线,
∴BF=EF=CE+CF=5,
∴AF=AG+FG=BF+CF=7
▌题型08 等边三角形的性质与判定
【典例1】
【解答】(1)证明:∵AD垂直平分BC,
∴AB=AC,
∵DF⊥AB,
∴∠AFE=90°,
∴△AFE是直角三角形,
在Rt△AFE中,∠E=30°,
∴∠BAC=90°﹣∠E=60°,
在△ABC中,AB=AC,∠BAC=60°,
∴△ABC是等边三角形;
(1)解:由(1)可知:△ABC是等边三角形,
∴∠B=60°,AC=BC,
∵DF⊥AB,
∴∠DFB=90°,
∴△DFB是直角三角形,
在Rt△DFB中,BF=2,∠BDF=90°﹣∠B=30°,
∴BD=2BF=4,
∵AD垂直平分BC,
∴CD=BD=4,
∴AC=BC=CD+BD=8,
又∵∠CDE=∠BDF=30°,∠E=30°,
∴∠CDE=∠E=30°,
∴CE=CD=4,
∴AE=AC+CE=12.
【变式1-1】
【解答】(1)证明:∵BD⊥AC,点D是AC边的中点,
∴BD垂直平分AC,
∴AB=CB,
∵EF⊥AB,
∴∠ABC+∠E=90°,
∵∠E=30°,
∴∠ABC=60°,
∴△ABC是等边三角形;
(2)解:AD=CE,理由如下:
∵△ABC是等边三角形,
∴∠ACB=60°,
∵∠ACB=∠E+∠CDE,∠E=30°,
∴∠CDE=30°=∠E,
∴CD=CE,
∵点D是AC边的中点,
∴AD=CD,
∴AD=CE.
【变式1-2】
【解答】解:(1)∵△ABC是等边三角形,
∴∠B=∠C,∠A=60°.
∵DE∥BC,
∴∠B=∠ADE,∠C=∠AED,
∴∠ADE=∠AED,
∴AD=AE(等角对等边),
∴△ADE是等腰三角形.
又∵∠A=60°,
∴△ADE是等边三角形.
故答案为:①∠AED;②∠ADE;③∠AED;④等角对等边;
(2)证明:∵△ABC是等边三角形,
∴∠BAC=∠ABC=60°,
∵BE和AD分别为∠ABC和∠BAC的平分线,
∴,.
∵∠ADE为△ABD的外角,
∴∠ADE=∠ABD+∠BAD=60°,
∵AE=AD,
∴△ADE是等边三角形.
【变式1-3】
【解答】(1)证明:∵∠ABD=∠ADB,∠ABC=∠ADC=90°,
∴AB=AD,∠ABC﹣∠ABD=∠ADC﹣∠ADB,
∴A在BD的垂直平分上,∠CBD=∠CDB,
∴CB=CD,
∴C在BD的垂直平分上,
∴AC垂直平分BD;
(2)①证明:设∠F=α,
∵AB=AF,
∴∠ABF=∠F=α,
∵∠BAC是△ABF的外角,
∴∠BAC=∠F+∠AFB=2α,
由(1)AC⊥BD,CB=CD,
∴∠BCE=∠DCE,
∵BF∥CD,
∴∠F=∠DCE,
∴∠F=∠BCE=α,
∵∠ABC=90°,
∴∠BCE+∠BAC=90°,即α+2α=90°,
则α=30°,
∴∠DCB=2∠BCE=60°,
∵BC=CD,
∴△BCD是等边三角形;
②GH+AH为最小值时,GH与CH的数量关系是CH=2GH,
理由:
延长AD至A′,使DA′=AD,
∵CD⊥AD,
∴A与A′关于CD成轴对称,过A′作A′G⊥AC于G交CD于H,连接AH,
∴AH=A′H,
∴AH+GH=A′H+GH=A′G,此时GH+AH为最小,
由①知:∠DCE=30°,即∠GCH=30°,
∵A′G⊥AC即GH⊥CG,
∴在Rt△GCH中,∠GCH=30°,
∴CH=2GH,
∴GH+AH为最小值时,GH与CH的数量关系是CH=2GH.
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专题16 等边三角形的性质与判定
(题型突破·举一反三)
题型01 等边三角形的性质求角度
题型02 等边三角形的性质与平行线
题型03 等边三角形的性质与折叠
题型04 等边三角形的性质求线段长
题型05 等边三角形的性质求周长
题型06 等边三角形的性质求面积
题型07 等边三角形的判定
题型08 等边三角形的性质与判定
▌题型01 等边三角形的性质求角度
1. 三边全部相等;
2. 三个内角都相等,每个内角都是60°;
3. 等边是特殊的等腰三角形,所以等腰的所有性质(等边对等角、三线合一)等边全都能用;
4. 每条边上的高、中线、角平分线三线合一,同时这条线会把60°顶角平分出两个30°角。
【典例1】(2026春•灞桥区校级月考)如图,已知△ABC是等边三角形,BC=BD,∠CBD=70°,则∠1的度数是( )
A.85° B.80° C.75° D.70°
【分析】由等边三角形的性质推出AB=BC,∠ABC=60°,求出∠ABD=130°,由等腰三角形的性质推出∠BAD=∠ADB=25°,由三角形内角和定理求出∠2=85°,由对顶角的性质得到∠1=∠2=85°.
【解答】解:∵△ABC是等边三角形,
∴AB=BC,∠ABC=60°,
∵∠CBD=70°,
∴∠ABD=∠ABC+∠CBD=130°,
∵BC=BD,
∴AB=BD,
∴∠BAD=∠ADB(180°﹣130°)=25°,
∴∠2=180°﹣∠ADB﹣∠CBD=180°﹣25°﹣70°=85°,
∴∠1=∠2=85°.
故选:A.
【变式1-1】(2025秋•嵩明县期末)如图,已知△ABC是等边三角形,点B、C、D、E在同一直线上,且CG=CD,DF=DE,则∠E的度数为( )
A.25° B.20° C.15° D.7.5°
【分析】利用等边对等角和三角形的外角 等于和它不相邻的两个内角的和依次计算∠GDC和∠E即可.
【解答】解:∵△ABC是等边三角形,
∴∠ACB=60°.
∵∠ACB=∠CGD+∠CDG,
∴∠CGD+∠CDG=60°.
∵CG=CD,
∴∠CGD=∠CDG=30°.
∵∠CDG=∠DFE+∠E,
∴∠DFE+∠E=30°.
∵DF=DE,
∴∠E=∠DFE=15°.
故选:C.
【变式1-2】(2026春•温州期中)如图,将一等边三角形剪去一个角后,∠1+∠2等于( )
A.130° B.240° C.300° D.330°
【分析】根据等边三角形的每一个角都是60°求出∠3+∠4,再根据四边形的内角和等于360°进行计算即可得解.
【解答】解:如图,
∵三角形是等边三角形,
∴∠3+∠4=60°+60°=120°(等边三角形的性质),
∴∠1+∠2=360°﹣(∠3+∠4)=360°﹣120°=240°,
则∠1+∠2等于240°,
故选:B.
【变式1-3】(2026春•高碑店市月考)如图,AD是等边△ABC的一条中线,且AE=AD,则∠AED的度数为( )
A.65° B.70° C.72° D.75°
【分析】根据等边三角形“三线合一”的性质求出∠DAC的度数,再利用等腰三角形AD=AE及三角形内角和定理即可求出∠AED的度数.
【解答】解:∵△ABC是等边三角形,
∴∠BAC=60°,
∵AD是△ABC的中线,
∴AD平分∠BAC,
∴(角平分线的性质),
∵AE=AD,
∴∠AED=∠ADE(等边对等角),
在△ADE中,∠DAC+∠AED+∠ADE=180°(三角形内角和定理),
∴30°+2∠AED=180°,
∴∠AED=75°,
∴∠AED的度数为75°,
故选:D.
▌题型02 等边三角形的性质与平行线
平行线核心作用:构造同位角、内错角相等,把60°角平移传递。
1.平行线平移60°角,直接出新等边三角形,过等边三角形一边作另一边的平行线,截出来的小三角形一定是等边三角形。
2.平行线搭配等边外角(120°)倒角
【典例1】(2026•东方一模)如图,直线a∥b,等边△ABC的顶点C在直线b上,∠1=40°,则∠2的度数为( )
A.15° B.20° C.25° D.30°
【分析】根据等边三角形性质求出∠A=∠ACB=60°,根据平行线的性质求出∠2的度数.
【解答】解:∵△ABC是等边三角形,
∴∠A=∠ACB=60°,
∵∠1=40°,
∴∠AED=180°﹣60°﹣40°=80°,
∵直线a∥直线b,
∴∠AED=∠2+∠ACB,
∴∠2=80°﹣60°=20°,
故选:B.
【变式1-1】(2026春•南岸区期末)如图,直线l∥m∥n,等边三角形ABC的顶点B,C分别在直线m,l上,直线l与BC的夹角为35°,则∠1的度数为( )
A.15° B.20° C.25° D.35°
【分析】设直线m交AC于点D,首先根据等边三角形的性质可得∠ABC=60°,结合平行线的性质确定∠CBD=35°,进而可得∠ABD=25°,然后由“两直线平行,内错角相等”即可获得答案.
【解答】解:直线l∥m∥n,等边三角形ABC的顶点B,C分别在直线m,l上,设直线m交AC于点D,
由题意可得:∠ABC=60°,
∵l∥m,∠BCE=35°,
∴∠CBD=∠BCE=35°,
∴∠ABD=∠ABC﹣∠CBD=25°,
∵m∥n
∴∠1=∠ABD=25°.
故选:C.
【变式1-2】(2026•东河区校级三模)三棱镜是一种截面呈三角形的光学仪器,具有独特的结构和光学性质.如图,△ABC是三棱镜的截面,一束平行光射向三棱镜,光线DE交AB于点E,光线FG交AC于点G.已知△ABC是等边三角形,∠DEA=29°,则∠FGA的度数为( )
A.39° B.31° C.29° D.41°
【分析】过点A作AM∥DE,则AM∥FG,∠EAM=∠DEA=29°,由△ABC是等边三角形得∠BAC=60°,故∠FGA=31°.
【解答】解:如图,过点A作AM∥DE,则AM∥FG,
∵∠DEA=29°,
∴∠EAM=29°(两直线平行,内错角相等),
∵△ABC是等边三角形,
∴∠BAC=60°(等边三角形的性质),
∴∠FGA=∠MAG=∠BAC﹣∠BAM=60°﹣29°=31°,
则∠FGA的度数为31°,
故选:B.
【变式1-3】(2026•厦门模拟)如图,在六角星ABCDEF中,△ABC和△DEF均为等边三角形,且AB∥DF,BC∥DE,AC∥EF.若△ABC和△DEF的边长分别为6和8,则六边形MNOPQR的周长为 14 .
【分析】根据题意,得出图中外部的六个小三角形都是等边三角形,据此将六边形MNOPQR的周长转化为AB与DF的和即可解决问题.
【解答】由题知,
因为△ABC为等边三角形且AC∥EF,
所以∠BOP=∠A=60°,∠BPO=∠C=60°,
所以△BOP是等边三角形,
所以OP=OB,
同理可得,MN=AN,DR=MR,FQ=PQ,
所以MN+NO+OP=AB,MR+RQ+PQ=DF.
又因为△ABC和△DEF的边长分别为6和8,
所以AB=6,DF=8,
所以六边形MNOPQR的周长为6+8=14.
故答案为:14.
▌题型03 等边三角形的性质与折叠
1. 等边三角形固有性质
三边相等,三内角都是60°;三线合一。
2. 折叠通用不变性
折叠前后两个图形全等,对应边相等、对应角相等,折痕是对称轴。
3. 叠后最常出现的三类结论
① 角度大量相等,快速凑出60°,生成新等边三角形,将等边三角形一角向内翻折,落在内部某边上,常会形成多个小等边。
②折叠构造等腰三角形,再升级为等边。
③线段等量代换,折叠前后对应边相等,可以把折线的线段等量替换成原等边的固定边长。
【典例1】(2026•莲池区二模)如图,把等边△ABC纸片沿DE折叠,若∠1=40°,则∠2是( )
A.50° B.55° C.60° D.58°
【分析】根据折叠的性质可得∠BDE=∠B'DE,结合平角的定义和图形中角的关系求出∠BDE的度数,再利用三角形的外角性质或内角和定理求出∠2的度数.
【解答】解:由折叠的性质可知∠BDE=∠B'DE,
∵∠B′DE=∠1+∠ADE,∠ADE=180°﹣∠BDE,
∴∠BDE=∠1+180°﹣∠BDE,
∴2∠BDE=180°+∠1,
∵∠1=40°,
∴,
∵△ABC是等边三角形,
∴∠A=60°(等边三角形的性质),
∵∠BDE是△ADE的外角,
∴∠BDE=∠A+∠2(三角形外角的性质),
∴110°=60°+∠2,
∴∠2=50°.
则∠2的度数是50°.
故选:A.
【变式1-1】(2025秋•淮南期末)如图,等边三角形纸片ABC的边长为4cm,点D,E分别在AC,BC上,将△CDE沿直线DE折叠,点C落在点C'处,且点C'在△ABC的外部,则图中三个阴影部分的周长之和为( )
A.9cm B.10cm C.11cm D.12cm
【分析】由折叠的性质得到:DC′=DC,EC′=EC,即可得到三个阴影部分的周长的和.
【解答】解:∵△ABC是边长为4cm的等边三角形,
∴AB=AC=BC=4cm(等边三角形的性质),
由折叠的性质得到:DC′=DC,EC′=EC,
∴AD+DC′+EC′+BE+AB=AD+DC+EC+BE+AB=AB+AC+BC=4×3=12cm,
即三个阴影部分的周长的和为12cm,
故选:D.
【变式1-2】(2025秋•藁城区期末)如图,把等边△ABC沿着DE折叠,使点A恰好落在BC边上的点P处,且DP⊥BC,则∠PED的度数是( )
A.40° B.45° C.50° D.55°
【分析】由折叠的性质得出∠ADE=∠PDE(180°﹣30°)=75°,再根据三角形内角和定理即可求解.
【解答】解:∵△ABC是等边三角形,
∴∠A=∠B=∠C=∠A,AB=BC,
∵DP⊥BC,
∴∠BPD=90°,∠BDP=30°,
∵把等边△ABC沿着DE折叠,使点A恰好落在BC边上的点P处,
∴∠DPE=∠A=60°,
∴∠ADE=∠PDE(180°﹣30°)=75°,
∴∠PED,=180°﹣∠DPE﹣∠PDE=45°.
故选:B.
【变式1-3】已知等边△ABC中,点D,E分别在边AB,BC上,把△BDE沿直线DE翻折,使点B落在点B′处,DB′,EB′分别交边AC于点F,G,若∠ADF=80°,则∠EGC的度数为 80° .
【分析】根据等边三角形性质得∠A=∠B=∠C=60°,由翻折的性质得∠B'=∠B=60°,根据三角形内角和定理可求出∠AFD=40°,进而得∠B'GF=80°,据此可得∠EGC的度数.
【解答】解:∵△ABC为等边三角形,
∴∠A=∠B=∠C=60°,
由翻折的性质得:∠B'=∠B=60°,
在△ADF中,∠A=60°,∠ADF=80°,
∴∠AFD=180°﹣(∠A+∠ADF)=40°,
在△B'FG中,∠B'=60°,∠B'FG=∠AFD=40°,
∴∠B'GF=180°﹣(∠B'+∠B'FG)=80°,
∴∠EGC=∠B'GF=80°.
故答案为:80°.
▌题型04 等边三角形的性质求线段长
等边三角形与垂直平分线的性质的结合,等边三角形的三边相等,垂直平分线上的点到线段两端点的距离相等。
【典例1】(2026春•南山区校级期中)如图,△ABC是等边三角形,D是△ABC外一点,连接AD,CD,BD,过点D作DE∥AB交AC于点F,交BC于点E,已知AD=CD.
(1)求证:BD垂直平分AC;
(2)若BC=9,DE=5,求EF的长.
【分析】(1)运用垂直平分线的判定定理证明即可;
(2)证明△CEF是等边三角形得EF=CE,再证明BE=DE可得结论.
【解答】(1)证明:∵△ABC是等边三角形,
∴AB=BC(等边三角形的性质).
∵AD=CD,
∴点B、点D在AC的垂直平分线上,
∴BD垂直平分AC;
(2)解:∵△ABC是等边三角形,
∴∠ACB=∠ABC=60°(等边三角形的性质).
∵DE∥AB,
∴∠CEF=∠CBA=60°(两直线平行,同位角相等),
∴∠CEF=∠ACB=60°,
∴△CEF是等边三角形,
∴EF=CE.
由(1)可知BD垂直平分AC,
∴,
∴∠BDE=∠CED﹣∠CBD=30°,
∴∠BDE=∠CBD=30°,
∴DE=BE=5,
∴CE=BC﹣BE=4,
∴EF=CE=4.
【变式1-1】(2026春•高陵区期中)如图,在四边形ABCD中,AB=AD=14,BC=DC,∠A=60°,CE∥AB,交边AD于点E,连接BD,交CE于点F,若CE=12,则CF的长为( )
A.6 B.7 C.9 D.10
【分析】连接AC交BD于点O,由题意可证AC垂直平分BD,△ABD,△DEF是等边三角形,△AEC是等腰三角形,作差计算即可.
【解答】解:如图,连接AC交BD于点O,
∵AB=AD=14,BC=DC,∠A=60°,
∴AC垂直平分BD,△ABD是等边三角形,∠CAB=∠CAD∠BAD=30°,
∴∠ADB=60°,
∵CE∥AB,
∴∠BAD=∠DEF=60°,∠CAB=∠ACE=∠CAD=30°,
∴△DEF是等边三角形,△AEC是等腰三角形,
∴AE=CE=12,DE=EF=AD﹣AE=14﹣12=2,
∴CF=CE﹣EF=12﹣2=10.
故选:D.
【变式1-2】(2025秋•新疆期末)如图,在等边△ABC中,AB=4cm,BD平分∠ABC,点E在BC的延长线上,且∠E=30°,则CE的长是( )
A.1cm B.2cm C.3cm D.4cm
【分析】根据等边三角形的性质解答即可.
【解答】解:∵等边△ABC的边长AB=4cm,BD平分∠ABC,
∴∠ACB=60°,DC=AD=2cm,
∵∠E=30°,∠E+∠EDC=∠ACB,
∴∠EDC=60°﹣30°=30°=∠E,
∴CD=CE=2cm,
故选:B.
【变式1-3】(2025秋•南皮县期末)如图,△ABC的边AC的垂直平分线交AB于点D,交AC于点E,连接CD,若△BCD为等边三角形,且周长为12,则AD的长为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【分析】先根据等边三角形的周长求出边长,再利用线段垂直平分线的性质得到线段相等,从而求出AD的长度.
【解答】解:∵△BCD为等边三角形,且周长为12,
∴BC=CD=BD=4,
∵DE是AC的垂直平分线,
∴AD=CD=4(线段垂直平分线上的点到线段两个端点的距离相等),
故选:B.
▌题型05 等边三角形的性质求周长
折叠阴影周长问题:折叠前后对应边相等,通过替换后,阴影周长往往等于原等边三角形周长。
平移前后的图形全等,对应边相等。
【典例1】(2026•雷州市一模)如图,已知等边三角形ABC被一矩形所截,AB被截成三等分,且EH∥BC.若EH=3,则四边形EFGH的周长为( )
A.24 B.21 C.18 D.15
【分析】根据等边三角形的性质即可解答.
【解答】解:∵等边三角形ABC被一矩形所截,AB被截成三等分,且EH∥BC,
∴△AEH、△AFG均为等边三角形,
∴AE=EH=AH=3,AF=FG=AG=6,
∴EF=AF﹣AE=6﹣3=3,
同理GH=AG﹣AH=3,
∴四边形EFGH的周长=3+6+3+3=15,
故选:D.
【变式1-1】(2026春•浑南区期末)如图,将边长为2的等边△ABC沿边BC向右平移1个单位得到△DEF,则四边形ABFD的周长为( )
A.6 B.8 C.10 D.12
【分析】根据等边三角形的性质可知AB=BC=AC=2,根据平移的性质可知AD=CF=1,DF=AC=2,进一步求解即可.
【解答】解:在等边△ABC中,AB=BC=AC=2,
根据平移的性质,可知AD=CF=1,DF=AC=2,
∴四边形ABFD的周长为AB+BC+CF+DF+AD=2+2+1+2+1=8,
故选:B.
【变式1-2】(2025秋•辉县市期末)如图,等边三角形纸片ABC的边长为7,点E,F是BC边的三等分点.分别过点E,F沿着平行于BA,CA的方向各剪一刀,则剪下的△DEF的周长是( )
A.3 B. C.7 D.8
【分析】先求出EFBC,再证明△DEF是等边三角形得DE=DF=EF,由此即可得出△DEF的周长.
【解答】解:∵△ABC是等边三角形,且边长为7,
∴BC=7,∠B=∠C=60°,
∵E,F是BC的三等分点,
∴EFBC,
∵DE∥AB,DF∥AC,
∴∠DEF=∠B=60°,∠DFE=∠C=60°,
∴∠DEF=∠DFE=60°,
∴△DEF是等边三角形,
∴DE=DF=EF,
∴△DEF的周长是:3×EF7.
故选:C.
【变式1-3】(2025秋•包河区校级期末)如图,甲、乙、丙三人分别沿不同的路线从A地到B地.甲:A→C→B,路程为S甲.乙:A→D→E→F→B,路程为S乙.丙:A→G→H→B,路程为S丙.下列关系正确的是( )
A.S甲=S乙>S丙 B.S甲=S乙<S丙
C.S甲=S丙>S乙 D.S甲=S丙<S乙
【分析】设AB=a,利用等边三角形性质得出甲、乙的路程均为2a,分析四边形ABHG,得出丙的路程小于2a,比较得出S甲=S乙>S丙.
【解答】解:设AB的长度为a,因为△ABC有两个角是60°,所以是等边三角形,
∴根据等边三角形的性质得,S甲=AC+BC=a+a=2a;
由于△ADE和△EFB是等边三角形,设△ADE的边长为m,
可得AD=DE=AE=m,EF=FB=EB=a﹣m,
∴根据等边三角形的性质得,S乙=AD+DE+EF+FB=m+m+(a﹣m)+(a﹣m)=2a;
丙路程中,延长AG与BH,交于点I(如图),
∵GI+HI>GH,两边同加AG+BH得,
AG+GI+BH+HI>AG+GH+BH,
∴AI+BI>AG+GH+BH,又AB=AI=BI=a,
∴2a>AG+GH+BH,又l丙=AG+GH+BH,
综上所述,S甲=S乙>S丙,所以只有A选项正确,符合题意.
故选:A.
▌题型06 等边三角形的性质求面积
1.折叠问题求面积
①折叠前后图形全等,面积相等;
②阴影面积常用整体减空白计算;
③经常搭配线段等量代换,先求出小等边的边长再算面积。
2.手拉手双等边面积结论
两个全等的等边三角形,面积完全相等;通过全等转化,可以把不规则图形面积转移成等边三角形面积。
3. 等边分割成四个全等小等边
把三边中点依次相连,原图分成4个一模一样的小等边,每个小等边边长是原来的,单个面积为整体的。
【典例1】(2026春•福田区期末)如图中的所有三角形均为等边三角形,这些大小不同的等边三角形组成了一个优美的谢尔宾斯基三角形,如果△ABC的面积为12,则图中阴影部分的面积为( )
A.1 B.3 C.6 D.12
【分析】由图形得到阴影的面积=△ABC面积的,于是得到答案.
【解答】解:∵图形中阴影的面积=△ADE的面积,△ADE的面积=△ABC面积的,
∴图中阴影部分的面积=123.
故选:B.
【变式1-1】(2025秋•瑶海区校级期末)如图,在等边△ABC中,BD是AC边上的中线,延长BC至点E,使得CE=CD,连接DE,过点E作EF⊥DE交AC的延长线于点F,若△ABD的面积为12,则△CEF的面积为( )
A.3 B.4 C.6 D.8
【分析】首先利用等边三角形的性质,中线的性质得到对应角度和S△ABD=S△CBD=12,再利用等边三角形的性质找出△DFE和△CEF面积之间的关系即可得到△CEF的面积.
【解答】解:∵△ABC为等边三角形,BD是AC边上的中线,S△ABD=12,
∴∠BDC=90°,∠CBD=30°,∠ACB=60°,S△ABD=S△CBD=12,
∵CE=CD,EF⊥DE,
∴,∠DEF=90°,
∴∠ECF=∠CEF=60°,
∴△CEF为等边三角形,
∴EF=CF=CE=CD(等边三角形的性质),
∴C为线段DF的中点,
在△BCD和△DFE中,
,
∴△BCD≌△DFE(AAS),
∴S△BCD=S△DFE=12,
∴.
则△CEF的面积为6,
故选:C.
【变式1-2】现存于陕西历史博物馆的我国南北朝时期的官员独孤信的印章如图1,图2是该印章的几何示意图,它由18个相同的正方形和8个相同的等边三角形围成.若其中正方形的边长和等边三角形的边长都为m,等边三角形的高为n,则这个印章的表面积为( )
A.18mn+4m2 B.18m2+4mn C.18m2+4n D.m2+18mn
【分析】正方形的面积=边长×边长,三角形的面积=底×高÷2,正方形和等边三角形的边长都为a,等边三角形的高为h,所以18个正方形的面积是18m2,8个三角形的面积是4mn,即可得解.
【解答】解:,
∴这个印章的表面积是18m2+4mn.
综上所述,只有选项B正确,符合题意,
故选:B.
【变式1-3】(2025秋•安顺期末)如图,已知△ABC的周长是15,∠ABC=60°,BO,CO,分别平分∠ABC和∠ACB交于点D,OD⊥BC,且OB=4,△ABC的面积是 15 .
【分析】连接OA,过点O作OE⊥AB于点E,作OF⊥AC于点F,先根据含30°的直角三角形的性质求出OD=2OB=8,再通过角平分线的性质得知,点O到三角形三边的距离相等,从而将三角形的面积问题转化为周长与高的乘积问题,即可求解.
【解答】解:如图所示,连接OA,过点O作OE⊥AB于点E,作OF⊥AC于点F,如图,
由条件可知∠OBD=30°,
∴在Rt△OBD中,,
由条件可得OE=OD=2,OF=OD=2.
∵,,,AB+AC+BC=15,
∴S△ABC=S△AOB+S△AOC+S△BOC
=15.
故答案为:15.
▌题型07 等边三角形的判定
判定1:三边都相等的三角形是等边三角形(定义判定)
判定2:三个内角都相等(都为60°)的三角形是等边三角形
判定3:有一个角是60°的等腰三角形是等边三角形
解题步骤
①审题:观察是否存在等腰条件(两边相等/等角对等边),有等腰:立刻在全图搜寻60°角,找到就用判定3;
②无等腰:观察有无平行线,利用平行传递60°角,凑两个60°用判定2;
③线段条件多:通过全等、折叠、垂直平分线做线段等量代换,凑三边相等用判定1
【典例1】(2025秋•东城区期末)如图,△ABC是等边三角形,D是AC的中点,BE⊥BC,AE∥BD,CE交BD于点F.
(1)求∠BAE的大小;
(2)判断△BEF的形状,并证明.
【分析】(1)根据等边三角形性质得BC=AC,∠ABC=∠BCA=60°,根据点D是AC的中点得∠ABD=∠CBD=30°,再根据AE∥BD得∠BAE=∠ABD=30°;
(2)根据BE⊥BC得∠EBF=60°,∠EBA=30°,由此∠BAE=∠EBF=30°,则EA=EB,由此可依据“SSS”判定△EAC和△EBC全等得∠ACE=∠BCE∠BCA=30°,再根据三角形外角性质得∠BFE=∠CBD+∠BCE=60°,进而得∠EBF=∠BFE=60°,据此得△BEF是等边三角形.
【解答】解:(1)∵△ABC是等边三角形,
∴BC=AC,∠ABC=∠BCA=60°,
∵点D是AC的中点,
∴∠ABD=∠CBD∠ABC=30°,
∵AE∥BD,
∴∠BAE=∠ABD=30°;
(2)△BEF是等边三角形,证明如下:
∵BE⊥BC,
∴∠EBC=90°,
∴∠EBF=∠EBC﹣∠CBD=60°,∠EBA=∠EBC﹣∠ABC=30°,
在△EAB中,∠BAE=∠EBF=30°,
∴EA=EB,
在△EAC和△EBC中,
,
∴△EAC≌△EBC(SSS),
∴∠ACE=∠BCE∠BCA=30°,
∵∠BFE是△FBC的外角,
∴∠BFE=∠CBD+∠BCE=60°,
在△BEF中,∠EBF=∠BFE=60°,
∴△BEF是等边三角形.
【变式1-1】(2025秋•平城区期末)如图,∠A=∠B=60°,CE∥DA,CE交AB于E.求证:△CEB是等边三角形.
【分析】根据平行形线的性质得出∠CEB=60°,再利用等边三角形的判定得出即可.
【解答】证明:∵∠A=60°,CE∥DA,
∴∠CEB=60°,
∵∠A=∠B=60°,
∴∠CEB=∠B=∠ECB=60°,
∴△CEB是等边三角形.
【变式1-2】(2025秋•呈贡区期末)如图,在△ABC中,AB=AC,过点A作AD⊥AB,交边BC于点D,且DA=DC,延长DA使EA=DA,连接BE.
(1)求∠ABC的度数;
(2)求证:△EBD是等边三角形.
【分析】(1)由题意易得∠ABD=∠DAC=∠C,∠BAD=90°,然后根据三角形外角的性质可进行求解;
(2)由题意易得∠ADB=60°,BD=BE,然后根据等边三角形的判定定理可进行求证.
【解答】(1)解:∵AB=AC,
∴∠ABD=∠C(等边对等角).
∵AD=CD,
∴∠C=∠CAD(等边对等角).
∴∠ABD=∠DAC=∠C(等量代换).
∵AD⊥AB,
∴∠BAD=90°.
∴3∠ABC=180°﹣90°=90°.
∴∠ABC=30°.
(2)证明:∵∠ABC=30°,∠BAD=90°,
∴∠ADB=180°﹣90°﹣30°=60°,
∵EA=AD,AB⊥DE,
∴BD=BE.
∴△BDE是等边三角形.
【变式1-3】如图,以等边△ABC的边AC为边作△ACE,使AE=AC,连接BE,过点A作AD⊥BE,交BC于点D,交EC的延长线于点F,设∠FAC=α.
(1)∠ACE= 60°+α (用含α的式子表示),∠F= 60° ;
(2)当CF=2,CE=3,求AF的长.
【分析】(1)由等边三角形的性质得到∠BAC=60°,AB=AC,则∠BAD=60°﹣α,再证明AB=AE,由三线合一定理可得∠EAD=∠BAD=60°﹣α,则∠CAE=60°﹣2α,由等边对等角和三角形内角和定理求出∠ACE=60°+α,则由三角形外角的性质可得∠F=∠ACE﹣∠FAC=60°;
(2)如图所示,在FA上截取FG=FC,连接BF、CG,则△CFG是等边三角形,得到CG=CF,∠GCF=60°,证明△ACG≌△BCF,得到AG=BF,再证明AF是BE的垂直平分线,得到BF=EF=CE+CF=5,则AF=AG+FG=BF+CF=7.
【解答】解:(1)∵△ABC是等边三角形,
∴∠BAC=60°,AB=AC,
∵∠FAC=α,
∴∠BAD=∠BAC﹣∠FAC=60°﹣α,
∵AE=AC,
∴AB=AE,
∵AD⊥BE,
∴∠EAD=∠BAD=60°﹣α,
∴∠CAE=∠EAD﹣∠FAC=60°﹣2α,
∴,
∴∠F=∠ACE﹣∠FAC=60°,
故答案为:60°+α,60°;
(2)如图所示,在FA上截取FG=FC,连接BF、CG,
∵FG=FC,∠F=60°,
∴△CFG是等边三角形,
∴CG=CF,∠GCF=60°,
∵△ABC是等边三角形,
∴BC=AC,∠ACB=60°,
∴∠ACB﹣∠BCG=∠CFG﹣∠BCG,即∠ACG=∠BCF,
在△ACG和△BCF中,
,
∴△ACG≌△BCF(SAS),
∴AG=BF,
∵AE=AB,AF⊥BE,
∴AF是BE的垂直平分线,
∴BF=EF=CE+CF=5,
∴AF=AG+FG=BF+CF=7
▌题型08 等边三角形的性质与判定
1.判定(由条件证等边)
用来证明一个三角形是等边三角形,是解题的起点。
三条判定优先级:
①等腰三角形 + 一个60°角
②三角形两个内角为60°
③三边全部相等
2.性质(已知等边推结论)
证明出等边之后,用来推导边角线段,是解题的后半段。
核心性质:
①三边相等,三角均为60°
②三线合一
③轴对称,两侧全等。
综合题固定逻辑链:判定在前,性质在后,先用边角条件判定等边 → 再用等边的性质倒角、求边长、算面积。
【典例1】(2026•拱墅区校级二模)如图,在△ABC中,AD垂直平分BC,交边BC于点D,过点D作DF⊥AB,垂足为F,FD的延长线与边AC的延长线交于点E,且∠E=30°.
(1)求证:△ABC是等边三角形;
(2)若BF=2,求AE的长.
【分析】(1)由AD垂直平分BC得AB=AC,再由DF⊥AB,∠E=30°得∠BAC=60°,据此可得出结论;
(1)由等边三角形性质得∠B=60°,AC=BC,在Rt△DFB中,根据BF=2,∠BDF=30°得BD=2BF=4,进而得CD=BD=4,则AC=BC=8,再证明∠CDE=∠E=30°得CE=CD=4,据此可得AE的长.
【解答】(1)证明:∵AD垂直平分BC,
∴AB=AC,
∵DF⊥AB,
∴∠AFE=90°,
∴△AFE是直角三角形,
在Rt△AFE中,∠E=30°,
∴∠BAC=90°﹣∠E=60°,
在△ABC中,AB=AC,∠BAC=60°,
∴△ABC是等边三角形;
(1)解:由(1)可知:△ABC是等边三角形,
∴∠B=60°,AC=BC,
∵DF⊥AB,
∴∠DFB=90°,
∴△DFB是直角三角形,
在Rt△DFB中,BF=2,∠BDF=90°﹣∠B=30°,
∴BD=2BF=4,
∵AD垂直平分BC,
∴CD=BD=4,
∴AC=BC=CD+BD=8,
又∵∠CDE=∠BDF=30°,∠E=30°,
∴∠CDE=∠E=30°,
∴CE=CD=4,
∴AE=AC+CE=12.
【变式1-1】(2025秋•太和县期末)如图,在△ABC中,BD是高,点D是AC边的中点,点E在BC边的延长线上,ED的延长线交AB于点F,且EF⊥AB,若∠E=30°.
(1)求证:△ABC是等边三角形;
(2)请判断线段AD与CE的大小关系,并说明理由.
【分析】(1)根据线段垂直平分线的判定与性质求出AB=CB,根据直角三角形的性质求出∠ABC=60°,根据“有一个角是60°的等腰三角形是等边三角形”即可得解;
(2)根据等边三角形的性质及三角形外角性质求出∠CDE=30°=∠E,根据等腰三角形的判定定理即可得解.
【解答】(1)证明:∵BD⊥AC,点D是AC边的中点,
∴BD垂直平分AC,
∴AB=CB,
∵EF⊥AB,
∴∠ABC+∠E=90°,
∵∠E=30°,
∴∠ABC=60°,
∴△ABC是等边三角形;
(2)解:AD=CE,理由如下:
∵△ABC是等边三角形,
∴∠ACB=60°,
∵∠ACB=∠E+∠CDE,∠E=30°,
∴∠CDE=30°=∠E,
∴CD=CE,
∵点D是AC边的中点,
∴AD=CD,
∴AD=CE.
【变式1-2】(2025秋•亭湖区期末)课本再现:(1)如图1,△ABC是等边三角形,DE∥BC,分别交AB,AC于点D,E.求证:△ADE是等边三角形.
课本中给出一种证明方法如下:
证明:∵△ABC是等边三角形,
∴∠A=∠B=∠C.
∵DE∥BC,
∴∠ADE=∠B,∠AED=∠C,
∴∠A=∠ADE=∠AED,
∴△ADE是等边三角形.
“想一想,本题还有其他证法吗?”
给出的另外一种证明方法,请补全:
证明:∵△ABC是等边三角形,
∴∠B=∠C,∠A=60°.
∵DE∥BC,
∴∠B=∠ADE,∠C=① ∠AED ,
∴② ∠ADE =③ ∠AED ,
∴AD=AE.(④ 等角对等边 )
∴△ADE是等腰三角形.
又∵∠A=60°,∴△ADE是等边三角形.
(2)如图2,等边三角形ABC的两条角平分线相交于点D,延长BD至点E,使得AE=AD,求证:△ADE是等边三角形.
【分析】(1)由等边三角形的性质可得出答案;
(2)由等边三角形的判定可得出答案.
【解答】解:(1)∵△ABC是等边三角形,
∴∠B=∠C,∠A=60°.
∵DE∥BC,
∴∠B=∠ADE,∠C=∠AED,
∴∠ADE=∠AED,
∴AD=AE(等角对等边),
∴△ADE是等腰三角形.
又∵∠A=60°,
∴△ADE是等边三角形.
故答案为:①∠AED;②∠ADE;③∠AED;④等角对等边;
(2)证明:∵△ABC是等边三角形,
∴∠BAC=∠ABC=60°,
∵BE和AD分别为∠ABC和∠BAC的平分线,
∴,.
∵∠ADE为△ABD的外角,
∴∠ADE=∠ABD+∠BAD=60°,
∵AE=AD,
∴△ADE是等边三角形.
【变式1-3】(2025秋•薛城区期末)如图,∠ABC=∠ADC=90°,AC与BD相交于点E,∠ABD=∠ADB.
(1)求证:AC垂直平分BD;
(2)过点B作BF∥CD交CA的延长线于F,如果AB=AF;
①求证:△BCD是等边三角形;
②如果G、H分别是线段AC、线段CD上的动点,当GH+AH为最小值时,请确定点H的位置,并思考此时GH与CH有怎样的数量关系.
【分析】(1)根据∠ABD=∠ADB,可得AB=AD,再由∠ABC=∠ADC=90°证明∠CBD=∠CDB,则CB=CD,利用中垂线的判定定理即可证明;
(2)①设∠F=α,根据AB=AF可得∠ABF=∠F=α,由于BF∥CD,可得∠F=∠DCE,根据∠BAC是△ABF的外角,则∠BAC=∠F+∠AFB=2α,由于∠ABC=90°,所以∠BCE+∠BAC=90°,从而α=30°,进而∠ACB=60°,结论得证;
②延长AD至A′,使DA′=AD,可得A与A′关于CD成轴对称,过A′作A′G⊥AC于G交CD于H,即可,再利用直角三角形中30度角的性质即可得数量关系.
【解答】(1)证明:∵∠ABD=∠ADB,∠ABC=∠ADC=90°,
∴AB=AD,∠ABC﹣∠ABD=∠ADC﹣∠ADB,
∴A在BD的垂直平分上,∠CBD=∠CDB,
∴CB=CD,
∴C在BD的垂直平分上,
∴AC垂直平分BD;
(2)①证明:设∠F=α,
∵AB=AF,
∴∠ABF=∠F=α,
∵∠BAC是△ABF的外角,
∴∠BAC=∠F+∠AFB=2α,
由(1)AC⊥BD,CB=CD,
∴∠BCE=∠DCE,
∵BF∥CD,
∴∠F=∠DCE,
∴∠F=∠BCE=α,
∵∠ABC=90°,
∴∠BCE+∠BAC=90°,即α+2α=90°,
则α=30°,
∴∠DCB=2∠BCE=60°,
∵BC=CD,
∴△BCD是等边三角形;
②GH+AH为最小值时,GH与CH的数量关系是CH=2GH,
理由:
延长AD至A′,使DA′=AD,
∵CD⊥AD,
∴A与A′关于CD成轴对称,过A′作A′G⊥AC于G交CD于H,连接AH,
∴AH=A′H,
∴AH+GH=A′H+GH=A′G,此时GH+AH为最小,
由①知:∠DCE=30°,即∠GCH=30°,
∵A′G⊥AC即GH⊥CG,
∴在Rt△GCH中,∠GCH=30°,
∴CH=2GH,
∴GH+AH为最小值时,GH与CH的数量关系是CH=2GH.
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