专题13.2 与三角形有关的线段 培优讲义 2026-2027学年人教版八年级数学上册
2026-09-04
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精品
摘要:
本讲义聚焦三角形的三边关系、稳定性、中线、角平分线及高五大核心知识点,从概念定义到性质特征再到实际应用,构建递进式学习支架,涵盖三边判定、取值范围、跨学科应用等关键内容。
资料以分层题型设计为特色,基础题型结合生活实例培养数学眼光,培优题型通过分类讨论提升数学思维,压轴题型以新定义探究强化数学语言表达,课中辅助教学高效,课后助力学生查漏补缺。
内容正文:
专题13.2 与三角形有关的线段
知识点1:三角形的三边关系
1. 核心定理:三角形任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边,理论依据为两点之间,线段最短。
2. 快速判定方法:判断三条线段能否组成三角形,只需验证两条较短线段的和大于最长线段即可,无需逐一验证三组关系。
3. 第三边取值范围:已知三角形两边长为,则第三边的取值范围为。
4. 拓展应用:可用于化简含三角形边长的绝对值式子、求解等腰三角形边长与周长、证明线段不等关系。
知识点2:三角形的稳定性
1. 性质定义:三角形的三条边长确定后,三角形的形状、大小唯一确定,这是三角形特有的几何性质。
2. 对比特性:四边形、五边形等多边形不具有稳定性,边长确定后形状可随意改变。
3. 生活应用:广泛用于建筑支架、起重机、钢架桥、窗户固定支架等,通过构造三角形结构稳固物体。
知识点3:三角形的中线
1. 定义:连接三角形一个顶点和它对边中点的线段,叫做三角形这条边上的中线。
2. 核心特征:
(1)任意三角形有三条中线,均在三角形内部,且交于一点,该点称为三角形的重心;
(2)一条中线将三角形分成面积相等、周长不等的两个小三角形;
(3)删除超纲内容:重心线段比例拓展性质(本节不涉及)
知识点4:三角形的角平分线
1. 定义:三角形一个内角的平分线与对边相交,顶点与交点之间的线段,叫做三角形的角平分线。
2. 核心特征:
(1)三角形的角平分线是线段,区别于角的平分线(射线);
(2)任意三角形有三条角平分线,均在三角形内部,且交于三角形内一点;
(3)可平分对应内角,是角度计算、平行证明的核心工具。
知识点5:三角形的高
1. 定义:从三角形的一个顶点向对边所在直线作垂线,顶点与垂足之间的线段,叫做三角形这条边上的高。
2. 高的位置分类(核心对比):
三角形类型
高的位置分布
高线交点位置
锐角三角形
三条高全部在三角形内部
三角形内部
直角三角形
两条直角边互为高,第三条高在内部
直角顶点
钝角三角形
钝角对应的高在内部,另外两条高在三角形外部
三角形外部
3. 核心用途:利用等面积法求三角形边长、高线长度,是几何计算核心方法。
【基础必考题型】
【题型1】三角形三边能否构成判定
1.核心知识点
掌握三角形三边关系核心定理,运用“短边之和大于长边”的快速判定方法,结合生活实物情境辨析能否围成三角形。
2.解题方法技巧
(1)提取题干实物对应的线段长度,筛选出最长线段;
(2)直接计算两条较短线段的和,与最长线段对比,满足大于关系即可构成三角形;
(3)排除“两边和等于、小于第三边”的无效情况。
【例题1】.(26-27八年级上·湖南衡阳·开学考试)下列长度的三条线段能组成三角形的是( )
A.、、 B.、、
C.、、 D.、、
【答案】A
【分析】三角形中,任意两边之和大于第三边,据此逐一判断即可.
【详解】解:A、∵,
∴长为、、的三条线段能组成三角形,故此选项符合题意;
B、∵,
∴长为、、的三条线段不能组成三角形,故此选项不符合题意;
C、∵,
∴长为、、的三条线段不能组成三角形,故此选项不符合题意;
D、∵,
∴长为、、的三条线段不能组成三角形,故此选项不符合题意.
【变式题1-1】.(24-25七年级上·山东泰安·阶段检测)下面是三根小棒的长度(单位:),能围成三角形的是( )
A.1,2,3 B.3,4,8 C.5,5,10 D.2,8,7
【答案】D
【详解】解:选项A中,选项B中,选项C中,不符合三角形任意两边之和大于第三边,所以均不能围成三角形,选项D中,符合三角形任意两边之和大于第三边,所以能围成三角形.
【变式题1-2】.(25-26七年级上·江苏连云港·开学考试)把25厘米长的吸管剪成3段,能围成三角形,如果每段都是整厘米数,有( )种不同的分法.
【答案】16
【分析】根据三角形的特性:两边之和大于第三边,三角形的两边的差一定小于第三边;进行解答即可.
【详解】解:满足条件的三角形边长组合有:
,,,,,,
,,,,,
,,,
,,
共有种.
【变式题1-3】.(26-27八年级上·辽宁辽阳·开学考试)给出四组线段:①、、;②三边之比为;③、、;④、、;其中能组成三角形的有_________.
【答案】①②④
【分析】根据三角形三边关系,只需判断每组中较短两条线段的和是否大于最长线段,即可判断能否组成三角形.
【详解】解:①对于线段、、,且,较短两边的和为,
∵,
∴,满足三边关系,可以组成三角形,
②三边比为,设三边长分别为、、(),较短两边的和为,
∵,
∴,满足三边关系,可以组成三角形,
③对于线段、、,较短两边的和为,
∵,
∴不满足三边关系,不能组成三角形,
④对于线段、、,且,较短两边的和为,
∵,
∴,满足三边关系,可以组成三角形,
综上所述:能组成三角形的是①②④.
【题型2】第三边取值范围与整数解探究
1.核心知识点
熟练运用三角形第三边取值范围公式,结合整数、偶数、奇数等限定条件,求解第三边的可能取值,夯实三边关系基础应用。
2.解题方法技巧
(1)根据已知两边,列出第三边的取值不等式;
(2)结合题干限定条件(整数、偶数、最值等)筛选有效取值;
(3)取值后反向验证三边关系,避免出现无效解。
【例题2】.(25-26七年级下·吉林长春·期末)如图,工人师傅砌门时,常用木条固定长方形门框,使其不变形,这种做法的根据是____________.
【答案】三角形的稳定性
【分析】根据三角形的稳定性解答即可.
【详解】解:∵用木条固定长方形门框,可得到,
∴这种做法的根据是三角形的稳定性.
【变式题2-1】.(25-26七年级下·吉林长春·期末)安装空调一般会采用如图的方法固定,其根据的几何原理是( )
A.三角形的稳定性 B.两点之间线段最短
C.垂线段最短 D.两点确定一条直线
【答案】A
【详解】解:根据题意可得,图中的几何原理为:三角形的稳定性.
【变式题2-2】.(25-26七年级下·河南南阳·期末)如图是厂房建设中采用的三角形钢结构架,这其中蕴含的数学道理是( )
A.两点之间,线段最短 B.三角形任意两边之和大于第三边
C.垂线段最短 D.三角形具有稳定性
【答案】D
【详解】解:厂房建设中采用的三角形钢结构架,这其中蕴含的数学道理是三角形具有稳定性.
【变式题2-3】.(25-26七年级下·山西长治·期末)滨河公园的网红桥是座斜拉桥,斜拉桥是由拉索、主梁和塔柱形成的三角形结构,这样设计是利用了( )
A.三角形的稳定性 B.两点之间,线段最短
C.三角形两边之和大于第三边 D.垂线段最短
【答案】A
【详解】解:三角形具有稳定性,四边形等其他多边形不具备稳定性,桥梁搭建三角形结构设计是利用了三角形的稳定性.
【题型3】三角形稳定性跨学科应用辨析
1.核心知识点
区分三角形与多边形的稳定性差异,结合工程、建筑、生活科技情境,解释稳定性的实际应用原理,体现跨学科素养。
2.解题方法技巧
(1)明确只有三角形具有稳定性,四边形及以上多边形需构造三角形才能稳固;
(2)分析生活实物结构,判断是否利用三角形结构固定形状;
(3)能规范用“三角形具有稳定性”解答实际应用题。
【例题3】.(25-26七年级下·甘肃兰州·期末)若三角形的三边长分别是3,4,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:∵三角形的三边长分别是x,3,4,
∴x的取值范围是,
即.
【变式题3-1】.(25-26七年级下·辽宁沈阳·期末)三根底端对齐的小棒中有一根被挡板遮住了,它们的长度如图所示,若三根小棒可以围成三角形,则第三根小棒的长度可以是( )
A.3 B.3或4 C.4或5 D.6
【答案】C
【分析】设第三根小棒的长度是x,由三角形的三边关系可得,再由图中挡板高度进一步确定,然后结合选项即可解答.
【详解】解:由图可知,一根小棒的长度为10,另一根小棒的长度为7,
设第三根小棒的长度是x,
若三根小棒可以围成三角形,则由三角形三边关系可知,即,
由图中挡板高度为5,则,
结合四个选项可知,第三根小棒的长度可以是4或5,即C选项符合题意.
【变式题3-2】.(2026·河北沧州·三模)已知三角形三边长分别为,若为正整数,则这样的三角形有________个.
【答案】
【分析】根据三角形三边关系求出的取值范围,找出范围内符合条件的正整数,统计其个数即可.
【详解】解:三角形三边长分别为,,,
,即,
为正整数,
可以为、、、、,共个.
【变式题3-3】.(25-26七年级下·吉林长春·期末)如图,为估计池塘两岸间的距离,一位同学在池塘一侧选取一点P,测得,,那么之间的距离不可能是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据“三角形中,任意两边之差小于第三边,任意两边之和大于第三边”求解.
【详解】解:由题意知,点组成为角形,
∴,
∵,
∴,
只有不在范围内.
【题型4】三角形三种重要线段的概念辨析
1.核心知识点
精准区分三角形中线、角平分线、高线的定义、图形特征,辨析线段与射线的区别,能在任意三角形中识别三种线段。
2.解题方法技巧
(1)中线:连接顶点+对边中点,平分边长、平分面积;
(2)角平分线:平分内角,端点为顶点和对边上一点;
(3)高线:顶点向对边作垂线,与对边垂直,夹角为90°。
【例题4】.(25-26七年级下·吉林长春·期末)如图,中,是边上高的线段为( )
A.线段 B.线段 C.线段 D.线段
【答案】C
【分析】根据三角形高的定义:从三角形的一个顶点向对边(或对边的延长线)作垂线,顶点和垂足之间的线段就叫做这条边上的高求解即可.
【详解】解:A,是的边上的高;
B,是的边上的高;
C,是中边上高;
D,不是图中任何线段上的垂线.
【变式题4-1】.(25-26七年级下·陕西咸阳·期末)已知在三角形中,一条中线将三角形分成两个三角形,这两个三角形一定具备的性质是( )
A.全等 B.周长相等 C.面积相等 D.形状相同
【答案】C
【分析】由三角形中线得等底,结合公共高,利用面积公式判断.
【详解】解:如图
设是的边上的中线,
则;
设点A到的距离为h,则,,
∴,
即两个三角形面积相等.
【变式题4-2】.(25-26七年级下·陕西咸阳·期末)下列各图中,作边上的高,正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用排除法,排除不垂直于及不过顶点的选项.
【详解】解:根据三角形高的定义,边上的高应过顶点且垂直于所在直线.;
为钝角,
垂足落在的延长线上.;
图D中的延长线,符合定义,其它选项不符合定义.
【变式题4-3】.(25-26七年级下·山东滨州·期末)如图,用一根细绳将一块质地均匀的三角形薄板悬挂在支架上,发现三角形薄板正好保持水平,则三角形上的悬挂点应是( )
A.三角形三条中线的交点
B.三角形三条内角平分线的交点
C.三角形三条高线的交点
D.分别过三角形三边中点且垂直于三边的直线的交点
【答案】A
【详解】解:由三角形薄板保持水平可知悬挂点应是三角形的重心,三条中线的交点就是三角形的重心.
【培优高频题型】
【题型5】等腰三角形边长与周长分类计算
1.核心知识点
结合等腰三角形两边相等的特征,分类讨论腰长与底边长,结合三边关系取舍解,规避漏解、错解问题,是高频考点题型。
2.解题方法技巧
(1)分两种情况讨论:已知边长为腰长、已知边长为底边长;
(2)每种情况必须验证三边关系,不满足的直接舍去;
(3)周长计算后核对边长合理性,杜绝两边和小于第三边的错误组合。
【例题5】.(25-26八年级上·吉林通化·期中)定义:等腰三角形的底边长与其腰长的比值称为这个等腰三角形的“优美比”.若等腰三角形的周长为,其中一边长为,则它的“优美比”k为___________
【答案】 或
【分析】本题考查等腰三角形的性质,掌握相关知识是解决问题的关键.分两种情况讨论:当为腰长时,当为底边长时,由等腰三角形的“优美比”的定义,即可求解.
【详解】解:当等腰三角形的腰长是时,
等腰三角形底边长是,
,满足三角形三边关系,
此时等腰三角形的“优美比” ;
当等腰三角形的底边长是时,
等腰三角形腰长是,
,满足三角形三边关系,
此时等腰三角形的“优美比” ,
等腰三角形的“优美比” 或.
故答案为 或 .
【变式题5-1】.(24-25八年级上·江苏常州·阶段检测)一个等腰三角形的两边长分别是4和9,则它的周长为( )
A.17 B.20 C.22 D.17或22
【答案】C
【分析】本题考查了等腰三角形的性质和三角形的三边关系;题目从边的方面考查三角形,涉及分类讨论的思想方法.求三角形的周长,不能盲目地将三边长相加起来,而应养成检验三边长能否组成三角形的好习惯,把不符合题意的舍去.求等腰三角形的周长,即是确定等腰三角形的腰与底的长度求周长;题目给出等腰三角形有两条边长为4和9,而没有明确腰、底分别是多少,所以要进行讨论,还要应用三角形的三边关系验证能否组成三角形.
【详解】解:(1)若为腰长,为底边长,
由于,则三角形不存在;
(2)若为腰长,则符合三角形的两边之和大于第三边.
所以这个三角形的周长为.
故选:C.
【变式题5-2】.(25-26七年级下·河南南阳·期末)等腰三角形的腰长与其底边长的比值称为这个等腰三角形的“和谐比”.若等腰的周长为,其中一边长为,则它的“和谐比”为( )
A. B. C.或 D.或
【答案】D
【分析】分已知边长为腰长和底边长两种情况讨论,验证三边关系后,根据“和谐比”的定义计算即可.
【详解】解:等腰的周长为,一边长为,
∴分两种情况讨论:
当为腰长时,底边长为,
,
∴满足三角形三边关系,
依题意,和谐比;
当为底边长时,腰长为,
,
∴满足三角形三边关系,
依题意,和谐比;
综上:等腰的“和谐比”为或,
【变式题5-3】.(26-27七年级上·江苏南京·开学考试)若一个等腰三角形的周长是,且其中一边的长为,则这个等腰三角形的腰长是( )
A. B. C.或 D.无法确定
【答案】B
【分析】未明确的边是腰还是底,需分类讨论并验证三角形三边关系.
【详解】解:当为腰长时,底边长为,
∵,不能构成三角形,
∴此情况不成立;
当为底边长时,腰长为,
∵,能构成三角形,
∴腰长为.
【题型6】利用三边关系化简绝对值式子
1.核心知识点
借助三角形三边关系判断边长代数式的正负性,结合绝对值的性质化简式子,融合代数与几何知识。
2.解题方法技巧
(1)根据“两边之和大于第三边、两边之差小于第三边”,判断绝对值内式子正负;
(2)正数绝对值为本身,负数绝对值为相反数,去绝对值符号;
(3)合并同类项,化简得出最简结果。
【例题6】.(25-26八年级上·安徽阜阳·期中)已知a,b,c为的三边,化简:.
【答案】2b
【分析】本题考查三角形的三边关系,根据三角形的任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边,结合绝对值的意义,化简计算即可,正确的运算是解题的关键.
【详解】的三边长分别是,
,,
.
【变式题6-1】.(25-26八年级上·江西赣州·期中)已知,,是的三边,
(1)比较大小:_______0,_______0,_______0.(填入“、或”号)
(2)化简.
【答案】(1);;
(2)
【分析】本题考查了三角形的三边关系,掌握绝对值的化简方法是解决本题的关键.
(1)由三角形的三边关系即可求解;
(2)根据(1)进行化简即可.
【详解】(1)解:由三角形的三边关系得,,,,
故答案为:,,;
(2)解:由(1)可得,
.
【变式题6-2】.(25-26八年级上·安徽·期末)已知的三边长分别为a,b,c.
(1)化简:;
(2)若,,且c为整数,求周长的最大值及最小值.
【答案】(1);
(2)周长的最大值是17,最小值是13
【分析】本题主要考查三角形三边的关系,利用三角形三边的关系判断参数的取值范围是解题的关键.
(1)首先利用三角形三边的关系判断绝对值里的代数式的正负,再去掉绝对值,合并同类项化简后得到最简结果;
(2)首先根据三角形的三边关系确定第三边的参数取值范围,结合整数的条件求周长的最小值和最大值.
【详解】(1)解:①∵的三边长分别为a,b,c,
∴,,,
∴
;
(2)∵,,
∴根据三角形三边关系可知,
∵c为整数,
∴当时,的周长为最大,即为;
当时,的周长为最小,即为;
综上所述,周长的最大值是17,最小值是13.
【变式题6-3】.(25-26八年级上·四川南充·期中)已知的三边长分别为a,b,c.
(1)若,,满足,试判断的形状 .
(2)化简:;
【答案】(1)等边三角形
(2)
【分析】本题考查了绝对值和平方的非负性,三角形三边关系,等边三角形定义,解题的关键在于熟练掌握相关知识.
(1)根据绝对值和平方的非负性得到,进而推出,即可判断的形状;
(2)根据三角形三边关系得到,再结合绝对值性质进行化简,即可解题.
【详解】(1)解:,
,
整理得,
,
即为等边三角形;
故答案为:等边三角形;
(2)解:的三边长分别为a,b,c,
,
则
.
【题型7】中线相关的周长与面积计算
1.核心知识点
利用中线平分边长、平分三角形面积的核心性质,求解小三角形周长差、面积,掌握重心的基础面积规律。
2.解题方法技巧
(1)中线等分对边,故两个小三角形周长差等于非公共边的边长差;
(2)多次作中线,面积依次减半,可逐层推导嵌套小三角形面积;
(3)重心将中线分为2:1两段,可用于进阶面积计算。
【例题7】.(25-26七年级下·江西吉安·期末)如图,在中,是的中线,是的中线.若,则的长度为___________________.
【答案】8
【分析】由是的中线可得,由是的中线可得,结合已知条件即可求解.
【详解】解:是的中线
,
,
是的中线 ,
,
.
【变式题7-1】.(25-26七年级下·陕西咸阳·期末)如图,在中,,,为的中线,则与的周长之差为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据三角形的中线的定义,结合三角形的周长公式,得到与的周长之差为,即可得出结果.
【详解】解:∵为的中线,
∴,
∴与的周长之差为
;
∵,,
∴周长之差为.
【变式题7-2】.(26-27八年级上·河北衡水·开学考试)如图,在中,已知点D,E,F分别为边的中点,且,则_____ .
【答案】1
【分析】根据三角形的中点平分三角形的面积得到的面积是的面积的一半,即为.再根据点F是的中点即可得到阴影部分的面积.
【详解】解:∵点E是的中点,
∴的面积是的面积的一半,的面积是的面积的一半.则的面积是的面积的一半,即为.
∵点F是的中点,
∴阴影部分的面积是的面积的一半,即为.
【变式题7-3】.(25-26七年级下·陕西咸阳·阶段检测)如图,的两条中线、相交于点,已知的面积为,的面积为,则阴影部分(四边形)的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用三角形的中线平分三角形的面积求解.
【详解】解:∵的面积为,的面积为,
∴,
∵、分别是的两条中线,
∴,,
∴,,
∴.
【压轴素养题型】
【题型8】探究式线段不等关系证明
1.核心知识点
构造辅助三角形,利用三边关系,证明三角形内、外点对应的线段不等关系,培养几何推理素养。
2.解题方法技巧
(1)通过延长线段作辅助线,将分散的线段集中在多个三角形中;
(2)列出多个三角形的三边不等式,通过不等式相加、变形推导结论;
(3)规范几何推理语言,步步有据完成证明。
【例题8】.(25-26八年级上·山东临沂·期中)如图,在中,点为的平分线上的一点,过点作交于点,交于点,连接,若.求证:平分.
【答案】
证明:为的平分线,
,
,
,
,
,
,,
,
,
,
,
,
,
∴平分.
【分析】本题考查角平分线证明,涉及角平分线定义、平行线性质、等腰三角形的判定与性质等知识,熟记角平分线的定义是解决问题的关键.
先由角平分线的定义及平行线性质得到,结合题意,等量代换得到,由等边对等角,结合平行线性质得到,进而由角平分线定义判定即可得证.
【详解】略.
【变式题8-1】.(24-25八年级上·浙江·期末)如图,已知O为内任意一点,求证
(1) ;
(2)
【答案】(1)
证明:在中,①,
在中,②,
在中,③,
得2,
即;
(2)
证明:如图,延长交于点D.
在中,①,
在中,②,
,得;
∵,,
∴,
∴③,
同理可证④,⑤,
,得,
∴.
【分析】本题考查三角形的三边关系.解题的关键是构造三角形,利用三角形的三边关系进行证明.
(1)在、和中,利用三角形三边关系列式即可证明;
(2)延长交于点D.在和中,得到,推出;同理,,据此即可证明结论成立.
【详解】(1)略
(2)略
【变式题8-2】.(25-26八年级上·江苏宿迁·阶段检测)【阅读材料】
在解决几何问题时,我们经常需要比较线段和的大小.其中一种强有力的方法是将多个方向相同的不等式相加,从而得到新的、更有用的不等式.这种方法称为同向不等式相加.核心原理:如果,,那么.
如何选择和应用不等式,是成功使用此方法的关键.请思考并完成以下探究问题.
【问题探究】
(1)(基础应用)
如图1,在中,当点位于边上时(不与、重合),______.
(填“<”,“>”,“=”)
(2)(核心方法)
如图2,当点位于内部时,完成证明:.
(3)(能力提升)
如图3,、是内部的两点,连接、、,使、、、构成凸四边形.请参考第二问的证明方法,求证:.
(4)(拓展创新)
如图4,是内任意一点.我们定义比值,即三角形内一点到三个顶点的距离和与三角形周长的比值.利用第二问的结论或方法,直接写出的取值范围是______.
【答案】(1)
(2)
证明:如图,延长交于点,
在中,,,
∴,
在中,,
∴,
∴
即;
(3)
证明:如图,延长交于点,延长交于点,
在中,,
在中,,
在中,,
∴,
∴,
即;
(4)
【分析】本题主要考查了三角形的三边关系,熟练掌握三角形的三边之间的关系是解题的关键.
(1)根据题意,利用三角形的三边关系及不等式的基本性质即可求解;
(2)延长交于点,利用三角形的三边关系及同向不等式相加,即可得出结论;
(3)延长交于点,延长交于点,利用三角形的三边关系及同向不等式相加,即可得出结论;
(4)利用(2)的结论和三角形的三边关系进行求解即可.
【详解】(1)解:根据三角形的三边关系可得,,
∴,
∴,
故答案为:;
(2)略
(3)略
(4)解:由(2)得,,
,
,
∴,
∴,
即;
在中,;
在中,;
在中,;
∴,
∴,
即;
综上,,
故答案为:.
【变式题8-3】.(25-26八年级上·江苏无锡·阶段检测)综合实践:在学完三角形三边关系后,深入研究发现:
【直接应用】如图,在中,点D在边上,求证:.
【深化应用】若已知P是内任意一点.连接,,求证:.
【拓展应用】如图,P是内任意一点,连接,,,若三角形的周长为10,则的取值范围是 .
【答案】直接应用:
由三角形三边关系得,
,
∴,
即;
深化应用:如图,延长交于点D,
∵①,②,
∴得,
∴,
即;
拓展应用:
【分析】本题主要考查了三角形三边关系定理:
直接应用:根据三角形三边关系得到,在不等式两边都加上即可得到结论;
深化应用:延长交于点D,根据三角形三边关系得到①,②,
利用即可推出;
拓展应用:根据三角形三边关系得到,,,将三个关系式相加并整理,结合三角形的周长即可得到答案.
【详解】解:[直接应用]:略
[深化应用]:略
[拓展应用]:在中,,
同理,,,
得,,
∴,
得,
∵点是内的任意一点,当点无限接近三角形的某一顶点时,就无限接近三角形的周长,但始终小于三角形的周长,
∴,
∴,
故答案为:.
【题型9】角平分线+平行线素养综合模型
1.核心知识点
融合三角形角平分线性质、平行线的性质与判定,形成经典几何模型,求解角度、证明线段、角的关系。
2.解题方法技巧
(1)牢记“角平分线+平行线=等腰三角形”核心模型;
(2)通过角的等量代换,推导内错角、同位角相等,判定平行;
(3)层层推导角度关系,规范逻辑推理步骤。
【例题9】.(25-26七年级下·北京·期中)完成下面的证明:
已知:如图,,,.求证:平分.
证明:,,
,( ① ).
.
② ③ ( ④ ).
( ⑤ ).
,
又,
∠ ⑥ ⑦ .
平分(角平分线定义).
【答案】垂直的定义;;;同位角相等,两直线平行;两直线平行,内错角相等;3;
【分析】根据垂线的定义,可得,从而得到,进而得到,,即可解答.
【详解】略
【变式题9-1】.(25-26七年级下·黑龙江哈尔滨·期中)【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,已知直线,点、分别为直线、上的点,点是平面内任意一点,连接、.(在证明过程中不能直接用三角形内角和)
【探索发现】:
(1)如图1,当时,_____度.
【深入探究】:
(2)如图2点、分别是直线上的点,且,直线,交于点,“优胜小组”探究与之间的数量关系,发现,请证明这个结论.
(3)如图3,在(2)的探究基础上,“智胜小组”过点作射线交延长线于点,使平分,已知,,请帮助“智胜小组”求是多少度?
【答案】(1)60
(2)
证明:,
,
又,
,
,
即,
,
,
.
(3)
【分析】(1)过点F作平行于的直线,利用平行线的内错角相等,将和转化为同一个角的两部分.
(2)利用推出,再结合得到,从而证明.
(3)设,利用角平分线、平行线的性质分别用x表示和,代入求出x,再过点H作平行线求出.
【详解】(1)解:过点F作,
,
,
,,
.
(2)略
(3)解:设,
平分,
,
,
,
,
,
由(2)知,
,
,
,
过点F作,
又∵,
∴,
,
,
,且,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
过点H作,
,,
, ,
,
∵,
,
.
【变式题9-2】.(25-26八年级上·云南昆明·期中)如图,是的角平分线,在上取点,使.
(1)求证:;
(2)若,,求的度数.
【答案】(1)
证明:∵是的角平分线,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴.
(2)
【分析】本题主要考查角平分线性质,三角形内角和定理,平行线的性质定理;
(1)根据角平分线性质得到,根据,得到,求出,即可证出结论;
(2)根据三角形内角和定理得到,根据,得到,根据角平分线得到,推出,即可求出.
【详解】(1)略
(2)∵,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴.
【变式题9-3】.(25-26八年级上·广东佛山·期末)在学习完三角形的中线相关性质后,某数学兴趣小组进行了进一步的探究学习.
资料1
三角形的中线可以将三角形的面积分成相等的两部分.
资料2
如下图,在四边形中,对角线与交于点O,若,则.
探究1
如图1,过边上任意一点D作一条直线,使其平分的面积.
思路:如图2,连接,过点A作交的延长线于点E,连接交于点G,取中点F,连接,则即为所求直线.
探究2
如下图,过四边形的顶点A作一条直线,使其平分四边形的面积.
问题1
根据探究1中给的思路证明平分的面积.
问题2
请完成探究2,并说明理由.
【答案】
问题1:证明:,
,
,
即,
为的中点,
,
平分的面积.
问题2:如图2,连接,过点B作交的延长线于点E,取中点F,作直线,则即为所求直线.
证明:,
,
,
即,
为的中点,
,
平分四边形的面积.
【分析】本题考查了三角形中线的性质,平行线的性质及三角形的面积,添加平行线,构造等积变形的图形是关键.
(1)根据资料2可知,所以,再根据三角形中线的性质,即可证明结论;
(2)连接,过点B作交的延长线于点E,取中点F,作直线,根据资料2可知,所以,再根据三角形中线的性质,即可得到结论.
【详解】(1)略
(2)略
【题型10】新定义三角形创新探究题
1.核心知识点
结合题干自定义“比高三角形”“不均衡三角形”等新概念,迁移本节三边关系、高线、面积知识解决陌生问题,培养创新解题素养。
2.解题方法技巧
(1)精读题干新定义,拆解核心限定条件,转化为课本基础知识点;
(2)结合三边关系、高线比值、面积公式逐一验证条件;
(3)分类讨论所有符合条件的情况,不重不漏求解。
【例题10】.(25-26七年级下·山东日照·期末)定义:一个三角形的一边长是另一边长的2倍,这样的三角形叫作“倍长三角形”.若是“倍长三角形”,有两条边的长分别为2和3,则第三条边的长为( )
A.4 B.4或6 C.1.5 D.1.5或4
【答案】D
【分析】先根据三边关系确定第三边的取值范围,再分情况讨论符合“倍长”定义的边长,舍去不能构成三角形的情况即可得到答案.
【详解】解:设三角形第三条边的长为,
根据三角形三边关系,得,
,
若第三条边是已知边的2倍:
当,满足,符合题意;
当,,不满足三边关系,舍去;
若已知边中有一条是第三条边的2倍:
当,得,不满足,不能构成三角形,舍去;
当,得,满足,符合题意;
综上,第三条边的长为或.
【变式题10-1】.(25-26八年级上·江苏苏州·期中)定义:一个三角形的一边长是另一边长的2倍,这样的三角形叫做“倍长三角形”.若等腰是“倍长三角形”,腰的长为6,求的周长.
【答案】15
【分析】本题考查了等腰三角形的性质,三角形的三边关系;利用分类讨论思想,熟练掌握三角形三边关系是解题的关键.
本题分两种情况讨论:腰是底的2倍;底是腰的2倍,再利用三角形三边关系(三角形的两边之和大于第三边,两边之差小于第三边)进行检验即可得到答案.
【详解】解:根据题意,分两种情况讨论:
当腰是底的2倍时,底边为,
∵,
∴可以构成三角形,
此时的周长为;
当底是腰的2倍时,底边为,
∵,
∴不能构成三角形.
综上所述,的周长为15.
故答案为:15.
【变式题10-2】.(25-26八年级上·安徽六安·阶段检测)[定义]若一个三角形三边长均为偶数,则称这个三角形为“好运三角形”.例如,三边长为6,8,10的三角形是“好运三角形”.
(1)[概念运用]在中,,若为“好运三角形”,求的长;
(2)[变式运用]已知的周长为长为偶数,求出的范围,判断是不是“好运三角形”?
【答案】(1)4
(2)
是“好运三角形”,理由如下:
已知的周长为16,,
设为偶数),则,
依题意得:
解得,
的长为偶数,
,
,
,
是“好运三角形”.
【分析】本题考查三角形三边关系,掌握“好运三角形”的定义,是解题的关键.
(1)先根据三边关系求出的范围,再根据新定义,确定的长即可;
(2)设(为偶数),则,根据三角形的三边关系,列出不等式组求出的取值范围,根据的长为偶数,求出的长,进而求出的长,再根据新定义进行判断即可.
【详解】(1)解:在中,,,
,
,
,
为“好运三角形”,
为偶数,
;
(2)解:略.
【变式题10-3】.(26-27八年级·全国·暑假作业)【图形定义】
有一条高线相等的两个三角形称为等高三角形.
例如:如图①.在和中,,分别是和边上的高线,且,则和是等高三角形.
【性质探究】
如图①,用,分别表示和的面积.
则,
.
【性质应用】
(1)如图②,D是的边上的一点.若,则__________;
(2)如图③,在 中,D,E分别是和边上的点.若 , ,,则__________,_________;
(3)如图③,在 中,D,E分别是和边上的点,若 , ,,则__________.
【答案】(1)
(2);
(3)
【分析】(1)由图可知和是等高三角形,然后根据等高三角形的性质即可得到答案;
(2)根据 ,和等高三角形的性质可求得,然后根据 和等高三角形的性质可求得;
(3)根据 ,和等高三角形的性质可求得,然后根据 ,和等高三角形的性质可求得.
【详解】(1)解:如图,过点A作,
则 ,
,
∴;
(2)解:∵和 是等高三角形,
∴ ,
∴;
∵和是等高三角形,
∴ ,
∴;
(3)解:∵和 是等高三角形,
∴ ,
∴;
∵和是等高三角形,
∴ ,
∴.
易错点
1、忽略三角形三边关系的任意性,仅验证两组边长,或误判“两边和等于第三边”可构成三角形。
2、混淆三角形角平分线(线段)与角平分线(射线)、三角形的高(线段)与垂线(直线)的概念,概念辨析出错。
3、等腰三角形计算未分类讨论,或分类后未验证三边关系,出现漏解、错解。
4、钝角三角形高线位置判断错误,误将外部高线判定为三角形内部线段,导致计算失误。
5、误用中线性质,混淆“中线平分面积”与“中线平分周长”,错误认为中线分割的两个三角形周长相等。
重点
1、熟练掌握三角形三边关系,能快速判定线段能否构成三角形、求解第三边范围、化简绝对值式子。
2、精准掌握中线、角平分线、高线的定义与核心性质,能识别、绘制三种重要线段。
3、掌握三角形稳定性的实际应用,能结合生活、工程情境解答应用题。
4、熟练运用中线面积性质、等面积法完成几何计算,掌握等腰三角形周长、边长的分类计算方法。
难点
1、钝角三角形高线的位置识别与相关角度、边长计算,容易遗漏外部高线的情况。
2、三角形内部、外部点的线段不等关系证明,辅助线构造思路难以掌握,几何推理逻辑不清晰。
3、等面积法模型的灵活运用,无法快速转化线段和差、边长与高线的数量关系。
4、新定义、探究式综合题型,难以将陌生情境转化为基础知识点,综合运用能力不足。
5、“角平分线+平行线”复合模型的综合推理,多知识点融合应用容易思路混乱。
【对应练习题】
一、单选题
1.以下列各组长度的线段为边长,其中能组成三角形的是( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据三角形任意两边之和大于第三边,选取每组线段中较小的两条边求和,与最长边比较大小,可快速判断能否组成三角形.
【详解】解:A选项,,不能组成三角形,不符合题意.
B选项, ,不能组成三角形,不符合题意.
C选项,,不能组成三角形,不符合题意.
D选项,,能组成三角形,符合题意.
2.已知是三角形的高,,,三角形的面积是,则的长为( )
A. B. C.或 D.或
【答案】D
【分析】先根据面积求出,再分两种情况讨论:当点在线段上时,当点在线段的延长线上时,分别画出图形,求出结果即可.
【详解】解:∵是的高,
∴,
∵,,
∴,解得,
分两种情况:
当点在线段上时,如图所示:
则;
当点在线段的延长线上时,如图所示:
;
综上所述,的长为或.
3.等腰三角形的周长为,其中一边长为,则该等腰三角形的底长为( )
A. B. C.或 D.或
【答案】A
【分析】分3cm的边为腰、底两种情况讨论,验证能否构成三角形后确定底长.
【详解】解:分两种情况讨论:
当为腰长时,底边长为,
∵,
∴无法构成三角形,此情况舍去.
当为底边长时,腰长为.
∵,
∴可构成三角形,此情况成立,故该等腰三角形的底长为.
二、填空题
4.如图所示,点,,分别是,,的中点,已知,则阴影部分的面积之和为________.
【答案】6
【分析】根据三角形的中线等分面积得到,即可求解.
【详解】解:∵点,,分别是,,的中点,
∴
∵
∴阴影部分的面积之和.
5.如图,中,点,分别在边,上,,,与交于点,若,,则长的最小值为_________.
【答案】6
【分析】连接,根据,得到,设,则,根据得到,,进而得到,则可求出,则,解方程求出的面积,再根据点C到的距离h一定满足,,可求出答案.
【详解】解:如图所示,连接,
∵,
∴,
设,则,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴, ,
∴,
∴,
∴,
∴,
解得,
∴,
∵,
∴点C到的距离h一定满足,
又∵,
∴当时,有最小值,最小值为6.
6.如图,中,,点D、E分别是、上的点,,,连接、交于点.当四边形的面积为7时,则中边上的高为___________.
【答案】10
【分析】连接,设、,根据四边形的面积得到,利用和等高求出,同理求出和利用的面积列出方程,求出的面积,从而求出边上的高即可.
【详解】解:连接,
、,
,
解得:,
,
,
,
设、,
四边形的面积为7,
,即,
、和等高,
,
,
和同高、,
,
,
,
和同高、,
,
和同高、,
,
,
,
,
,
整理得:,
联立,
解得:,
,
中边上的高为:.
三、解答题
7.已知在中,,,边为最长边且为整数,求的周长.
【答案】或
【分析】根据三角形三边关系求出的范围,结合边为最长边且为整数求出的值,从而求出的周长.
【详解】解:,,
,即,
边为最长边且为整数,
,
或8,
当时,的周长为,
当时,的周长为,
综上所述,的周长为16或17.
8.如图,,分别是的中线和高,已知,,求的面积.
【答案】40
【分析】根据三角形的面积公式求出的面积,再根据三角形的中线的性质求解即可.
【详解】解:是的高,,,
,
是的中线,
.
【点睛】
9.图①、图②都是的正方形网格,其中每个小方格都是边长相等的正方形,其顶点称为格点.的三个顶点均在格点上,只用无刻度的直尺完成下列作图.
(1)在图①中画的中线.
(2)在图②中画的高.
【答案】(1)如图,即为所求.
(2)如图,即为所求.
【分析】(1)根据网格特征,找出中点,连接即可;
(2)根据网格特征,在上找出格点,连接,使即可;
【详解】(1)解:略
(2)解:略
10.已知的三边长为a,b,c,且a,b,c都是整数.
(1)若,且c为奇数,求的周长;
(2)化简:.
【答案】(1)12
(2)
【分析】(1)根据三角形三边关系确定c的取值范围,再结合c是整数且为奇数确定其值,即可获得答案;
(2)根据三角形三边关系可得,进而可得,然后进一步化简即可.
【详解】(1)解:由三角形三边关系定理可得:,
∴,
∵c是整数,且为奇数,
∴,
∴的周长;
(2)解:∵的三边长为a,b,c,
∴,,,
∴;
由三角形三边关系定理可得:,
∴,
∴
.
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专题13.2 与三角形有关的线段
知识点1:三角形的三边关系
1. 核心定理:三角形任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边,理论依据为两点之间,线段最短。
2. 快速判定方法:判断三条线段能否组成三角形,只需验证两条较短线段的和大于最长线段即可,无需逐一验证三组关系。
3. 第三边取值范围:已知三角形两边长为,则第三边的取值范围为。
4. 拓展应用:可用于化简含三角形边长的绝对值式子、求解等腰三角形边长与周长、证明线段不等关系。
知识点2:三角形的稳定性
1. 性质定义:三角形的三条边长确定后,三角形的形状、大小唯一确定,这是三角形特有的几何性质。
2. 对比特性:四边形、五边形等多边形不具有稳定性,边长确定后形状可随意改变。
3. 生活应用:广泛用于建筑支架、起重机、钢架桥、窗户固定支架等,通过构造三角形结构稳固物体。
知识点3:三角形的中线
1. 定义:连接三角形一个顶点和它对边中点的线段,叫做三角形这条边上的中线。
2. 核心特征:
(1)任意三角形有三条中线,均在三角形内部,且交于一点,该点称为三角形的重心;
(2)一条中线将三角形分成面积相等、周长不等的两个小三角形;
(3)删除超纲内容:重心线段比例拓展性质(本节不涉及)
知识点4:三角形的角平分线
1. 定义:三角形一个内角的平分线与对边相交,顶点与交点之间的线段,叫做三角形的角平分线。
2. 核心特征:
(1)三角形的角平分线是线段,区别于角的平分线(射线);
(2)任意三角形有三条角平分线,均在三角形内部,且交于三角形内一点;
(3)可平分对应内角,是角度计算、平行证明的核心工具。
知识点5:三角形的高
1. 定义:从三角形的一个顶点向对边所在直线作垂线,顶点与垂足之间的线段,叫做三角形这条边上的高。
2. 高的位置分类(核心对比):
三角形类型
高的位置分布
高线交点位置
锐角三角形
三条高全部在三角形内部
三角形内部
直角三角形
两条直角边互为高,第三条高在内部
直角顶点
钝角三角形
钝角对应的高在内部,另外两条高在三角形外部
三角形外部
3. 核心用途:利用等面积法求三角形边长、高线长度,是几何计算核心方法。
【基础必考题型】
【题型1】三角形三边能否构成判定
1.核心知识点
掌握三角形三边关系核心定理,运用“短边之和大于长边”的快速判定方法,结合生活实物情境辨析能否围成三角形。
2.解题方法技巧
(1)提取题干实物对应的线段长度,筛选出最长线段;
(2)直接计算两条较短线段的和,与最长线段对比,满足大于关系即可构成三角形;
(3)排除“两边和等于、小于第三边”的无效情况。
【例题1】.(26-27八年级上·湖南衡阳·开学考试)下列长度的三条线段能组成三角形的是( )
A.、、 B.、、
C.、、 D.、、
【变式题1-1】.(24-25七年级上·山东泰安·阶段检测)下面是三根小棒的长度(单位:),能围成三角形的是( )
A.1,2,3 B.3,4,8 C.5,5,10 D.2,8,7
【变式题1-2】.(25-26七年级上·江苏连云港·开学考试)把25厘米长的吸管剪成3段,能围成三角形,如果每段都是整厘米数,有( )种不同的分法.
【变式题1-3】.(26-27八年级上·辽宁辽阳·开学考试)给出四组线段:①、、;②三边之比为;③、、;④、、;其中能组成三角形的有_________.
【题型2】第三边取值范围与整数解探究
1.核心知识点
熟练运用三角形第三边取值范围公式,结合整数、偶数、奇数等限定条件,求解第三边的可能取值,夯实三边关系基础应用。
2.解题方法技巧
(1)根据已知两边,列出第三边的取值不等式;
(2)结合题干限定条件(整数、偶数、最值等)筛选有效取值;
(3)取值后反向验证三边关系,避免出现无效解。
【例题2】.(25-26七年级下·吉林长春·期末)如图,工人师傅砌门时,常用木条固定长方形门框,使其不变形,这种做法的根据是____________.
【变式题2-1】.(25-26七年级下·吉林长春·期末)安装空调一般会采用如图的方法固定,其根据的几何原理是( )
A.三角形的稳定性 B.两点之间线段最短
C.垂线段最短 D.两点确定一条直线
【变式题2-2】.(25-26七年级下·河南南阳·期末)如图是厂房建设中采用的三角形钢结构架,这其中蕴含的数学道理是( )
A.两点之间,线段最短 B.三角形任意两边之和大于第三边
C.垂线段最短 D.三角形具有稳定性
【变式题2-3】.(25-26七年级下·山西长治·期末)滨河公园的网红桥是座斜拉桥,斜拉桥是由拉索、主梁和塔柱形成的三角形结构,这样设计是利用了( )
A.三角形的稳定性 B.两点之间,线段最短
C.三角形两边之和大于第三边 D.垂线段最短
【题型3】三角形稳定性跨学科应用辨析
1.核心知识点
区分三角形与多边形的稳定性差异,结合工程、建筑、生活科技情境,解释稳定性的实际应用原理,体现跨学科素养。
2.解题方法技巧
(1)明确只有三角形具有稳定性,四边形及以上多边形需构造三角形才能稳固;
(2)分析生活实物结构,判断是否利用三角形结构固定形状;
(3)能规范用“三角形具有稳定性”解答实际应用题。
【例题3】.(25-26七年级下·甘肃兰州·期末)若三角形的三边长分别是3,4,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式题3-1】.(25-26七年级下·辽宁沈阳·期末)三根底端对齐的小棒中有一根被挡板遮住了,它们的长度如图所示,若三根小棒可以围成三角形,则第三根小棒的长度可以是( )
A.3 B.3或4 C.4或5 D.6
【变式题3-2】.(2026·河北沧州·三模)已知三角形三边长分别为,若为正整数,则这样的三角形有________个.
【变式题3-3】.(25-26七年级下·吉林长春·期末)如图,为估计池塘两岸间的距离,一位同学在池塘一侧选取一点P,测得,,那么之间的距离不可能是( )
A. B. C. D.
【题型4】三角形三种重要线段的概念辨析
1.核心知识点
精准区分三角形中线、角平分线、高线的定义、图形特征,辨析线段与射线的区别,能在任意三角形中识别三种线段。
2.解题方法技巧
(1)中线:连接顶点+对边中点,平分边长、平分面积;
(2)角平分线:平分内角,端点为顶点和对边上一点;
(3)高线:顶点向对边作垂线,与对边垂直,夹角为90°。
【例题4】.(25-26七年级下·吉林长春·期末)如图,中,是边上高的线段为( )
A.线段 B.线段 C.线段 D.线段
【变式题4-1】.(25-26七年级下·陕西咸阳·期末)已知在三角形中,一条中线将三角形分成两个三角形,这两个三角形一定具备的性质是( )
A.全等 B.周长相等 C.面积相等 D.形状相同
【变式题4-2】.(25-26七年级下·陕西咸阳·期末)下列各图中,作边上的高,正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式题4-3】.(25-26七年级下·山东滨州·期末)如图,用一根细绳将一块质地均匀的三角形薄板悬挂在支架上,发现三角形薄板正好保持水平,则三角形上的悬挂点应是( )
A.三角形三条中线的交点
B.三角形三条内角平分线的交点
C.三角形三条高线的交点
D.分别过三角形三边中点且垂直于三边的直线的交点
【培优高频题型】
【题型5】等腰三角形边长与周长分类计算
1.核心知识点
结合等腰三角形两边相等的特征,分类讨论腰长与底边长,结合三边关系取舍解,规避漏解、错解问题,是高频考点题型。
2.解题方法技巧
(1)分两种情况讨论:已知边长为腰长、已知边长为底边长;
(2)每种情况必须验证三边关系,不满足的直接舍去;
(3)周长计算后核对边长合理性,杜绝两边和小于第三边的错误组合。
【例题5】.(25-26八年级上·吉林通化·期中)定义:等腰三角形的底边长与其腰长的比值称为这个等腰三角形的“优美比”.若等腰三角形的周长为,其中一边长为,则它的“优美比”k为___________
【变式题5-1】.(24-25八年级上·江苏常州·阶段检测)一个等腰三角形的两边长分别是4和9,则它的周长为( )
A.17 B.20 C.22 D.17或22
【变式题5-2】.(25-26七年级下·河南南阳·期末)等腰三角形的腰长与其底边长的比值称为这个等腰三角形的“和谐比”.若等腰的周长为,其中一边长为,则它的“和谐比”为( )
A. B. C.或 D.或
【变式题5-3】.(26-27七年级上·江苏南京·开学考试)若一个等腰三角形的周长是,且其中一边的长为,则这个等腰三角形的腰长是( )
A. B. C.或 D.无法确定
【题型6】利用三边关系化简绝对值式子
1.核心知识点
借助三角形三边关系判断边长代数式的正负性,结合绝对值的性质化简式子,融合代数与几何知识。
2.解题方法技巧
(1)根据“两边之和大于第三边、两边之差小于第三边”,判断绝对值内式子正负;
(2)正数绝对值为本身,负数绝对值为相反数,去绝对值符号;
(3)合并同类项,化简得出最简结果。
【例题6】.(25-26八年级上·安徽阜阳·期中)已知a,b,c为的三边,化简:.
【变式题6-1】.(25-26八年级上·江西赣州·期中)已知,,是的三边,
(1)比较大小:_______0,_______0,_______0.(填入“、或”号)
(2)化简.
【变式题6-2】.(25-26八年级上·安徽·期末)已知的三边长分别为a,b,c.
(1)化简:;
(2)若,,且c为整数,求周长的最大值及最小值.
【变式题6-3】.(25-26八年级上·四川南充·期中)已知的三边长分别为a,b,c.
(1)若,,满足,试判断的形状 .
(2)化简:;
【题型7】中线相关的周长与面积计算
1.核心知识点
利用中线平分边长、平分三角形面积的核心性质,求解小三角形周长差、面积,掌握重心的基础面积规律。
2.解题方法技巧
(1)中线等分对边,故两个小三角形周长差等于非公共边的边长差;
(2)多次作中线,面积依次减半,可逐层推导嵌套小三角形面积;
(3)重心将中线分为2:1两段,可用于进阶面积计算。
【例题7】.(25-26七年级下·江西吉安·期末)如图,在中,是的中线,是的中线.若,则的长度为___________________.
【变式题7-1】.(25-26七年级下·陕西咸阳·期末)如图,在中,,,为的中线,则与的周长之差为( )
A. B. C. D.
【变式题7-2】.(26-27八年级上·河北衡水·开学考试)如图,在中,已知点D,E,F分别为边的中点,且,则_____ .
【变式题7-3】.(25-26七年级下·陕西咸阳·阶段检测)如图,的两条中线、相交于点,已知的面积为,的面积为,则阴影部分(四边形)的面积为( )
A. B. C. D.
【压轴素养题型】
【题型8】探究式线段不等关系证明
1.核心知识点
构造辅助三角形,利用三边关系,证明三角形内、外点对应的线段不等关系,培养几何推理素养。
2.解题方法技巧
(1)通过延长线段作辅助线,将分散的线段集中在多个三角形中;
(2)列出多个三角形的三边不等式,通过不等式相加、变形推导结论;
(3)规范几何推理语言,步步有据完成证明。
【例题8】.(25-26八年级上·山东临沂·期中)如图,在中,点为的平分线上的一点,过点作交于点,交于点,连接,若.求证:平分.
【变式题8-1】.(24-25八年级上·浙江·期末)如图,已知O为内任意一点,求证
(1) ;
(2)
【变式题8-2】.(25-26八年级上·江苏宿迁·阶段检测)【阅读材料】
在解决几何问题时,我们经常需要比较线段和的大小.其中一种强有力的方法是将多个方向相同的不等式相加,从而得到新的、更有用的不等式.这种方法称为同向不等式相加.核心原理:如果,,那么.
如何选择和应用不等式,是成功使用此方法的关键.请思考并完成以下探究问题.
【问题探究】
(1)(基础应用)
如图1,在中,当点位于边上时(不与、重合),______.
(填“<”,“>”,“=”)
(2)(核心方法)
如图2,当点位于内部时,完成证明:.
(3)(能力提升)
如图3,、是内部的两点,连接、、,使、、、构成凸四边形.请参考第二问的证明方法,求证:.
(4)(拓展创新)
如图4,是内任意一点.我们定义比值,即三角形内一点到三个顶点的距离和与三角形周长的比值.利用第二问的结论或方法,直接写出的取值范围是______.
【变式题8-3】.(25-26八年级上·江苏无锡·阶段检测)综合实践:在学完三角形三边关系后,深入研究发现:
【直接应用】如图,在中,点D在边上,求证:.
【深化应用】若已知P是内任意一点.连接,,求证:.
【拓展应用】如图,P是内任意一点,连接,,,若三角形的周长为10,则的取值范围是 .
【题型9】角平分线+平行线素养综合模型
1.核心知识点
融合三角形角平分线性质、平行线的性质与判定,形成经典几何模型,求解角度、证明线段、角的关系。
2.解题方法技巧
(1)牢记“角平分线+平行线=等腰三角形”核心模型;
(2)通过角的等量代换,推导内错角、同位角相等,判定平行;
(3)层层推导角度关系,规范逻辑推理步骤。
【例题9】.(25-26七年级下·北京·期中)完成下面的证明:
已知:如图,,,.求证:平分.
证明:,,
,( ① ).
.
② ③ ( ④ ).
( ⑤ ).
,
又,
∠ ⑥ ⑦ .
平分(角平分线定义).
【变式题9-1】.(25-26七年级下·黑龙江哈尔滨·期中)【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,已知直线,点、分别为直线、上的点,点是平面内任意一点,连接、.(在证明过程中不能直接用三角形内角和)
【探索发现】:
(1)如图1,当时,_____度.
【深入探究】:
(2)如图2点、分别是直线上的点,且,直线,交于点,“优胜小组”探究与之间的数量关系,发现,请证明这个结论.
(3)如图3,在(2)的探究基础上,“智胜小组”过点作射线交延长线于点,使平分,已知,,请帮助“智胜小组”求是多少度?
【变式题9-2】.(25-26八年级上·云南昆明·期中)如图,是的角平分线,在上取点,使.
(1)求证:;
(2)若,,求的度数.
【变式题9-3】.(25-26八年级上·广东佛山·期末)在学习完三角形的中线相关性质后,某数学兴趣小组进行了进一步的探究学习.
资料1
三角形的中线可以将三角形的面积分成相等的两部分.
资料2
如下图,在四边形中,对角线与交于点O,若,则.
探究1
如图1,过边上任意一点D作一条直线,使其平分的面积.
思路:如图2,连接,过点A作交的延长线于点E,连接交于点G,取中点F,连接,则即为所求直线.
探究2
如下图,过四边形的顶点A作一条直线,使其平分四边形的面积.
问题1
根据探究1中给的思路证明平分的面积.
问题2
请完成探究2,并说明理由.
【题型10】新定义三角形创新探究题
1.核心知识点
结合题干自定义“比高三角形”“不均衡三角形”等新概念,迁移本节三边关系、高线、面积知识解决陌生问题,培养创新解题素养。
2.解题方法技巧
(1)精读题干新定义,拆解核心限定条件,转化为课本基础知识点;
(2)结合三边关系、高线比值、面积公式逐一验证条件;
(3)分类讨论所有符合条件的情况,不重不漏求解。
【例题10】.(25-26七年级下·山东日照·期末)定义:一个三角形的一边长是另一边长的2倍,这样的三角形叫作“倍长三角形”.若是“倍长三角形”,有两条边的长分别为2和3,则第三条边的长为( )
A.4 B.4或6 C.1.5 D.1.5或4
【变式题10-1】.(25-26八年级上·江苏苏州·期中)定义:一个三角形的一边长是另一边长的2倍,这样的三角形叫做“倍长三角形”.若等腰是“倍长三角形”,腰的长为6,求的周长.
【变式题10-2】.(25-26八年级上·安徽六安·阶段检测)[定义]若一个三角形三边长均为偶数,则称这个三角形为“好运三角形”.例如,三边长为6,8,10的三角形是“好运三角形”.
(1)[概念运用]在中,,若为“好运三角形”,求的长;
(2)[变式运用]已知的周长为长为偶数,求出的范围,判断是不是“好运三角形”?
【变式题10-3】.(26-27八年级·全国·暑假作业)【图形定义】
有一条高线相等的两个三角形称为等高三角形.
例如:如图①.在和中,,分别是和边上的高线,且,则和是等高三角形.
【性质探究】
如图①,用,分别表示和的面积.
则,
.
【性质应用】
(1)如图②,D是的边上的一点.若,则__________;
(2)如图③,在 中,D,E分别是和边上的点.若 , ,,则__________,_________;
(3)如图③,在 中,D,E分别是和边上的点,若 , ,,则__________.
易错点
1、忽略三角形三边关系的任意性,仅验证两组边长,或误判“两边和等于第三边”可构成三角形。
2、混淆三角形角平分线(线段)与角平分线(射线)、三角形的高(线段)与垂线(直线)的概念,概念辨析出错。
3、等腰三角形计算未分类讨论,或分类后未验证三边关系,出现漏解、错解。
4、钝角三角形高线位置判断错误,误将外部高线判定为三角形内部线段,导致计算失误。
5、误用中线性质,混淆“中线平分面积”与“中线平分周长”,错误认为中线分割的两个三角形周长相等。
重点
1、熟练掌握三角形三边关系,能快速判定线段能否构成三角形、求解第三边范围、化简绝对值式子。
2、精准掌握中线、角平分线、高线的定义与核心性质,能识别、绘制三种重要线段。
3、掌握三角形稳定性的实际应用,能结合生活、工程情境解答应用题。
4、熟练运用中线面积性质、等面积法完成几何计算,掌握等腰三角形周长、边长的分类计算方法。
难点
1、钝角三角形高线的位置识别与相关角度、边长计算,容易遗漏外部高线的情况。
2、三角形内部、外部点的线段不等关系证明,辅助线构造思路难以掌握,几何推理逻辑不清晰。
3、等面积法模型的灵活运用,无法快速转化线段和差、边长与高线的数量关系。
4、新定义、探究式综合题型,难以将陌生情境转化为基础知识点,综合运用能力不足。
5、“角平分线+平行线”复合模型的综合推理,多知识点融合应用容易思路混乱。
【对应练习题】
一、单选题
1.以下列各组长度的线段为边长,其中能组成三角形的是( ).
A. B. C. D.
2.已知是三角形的高,,,三角形的面积是,则的长为( )
A. B. C.或 D.或
3.等腰三角形的周长为,其中一边长为,则该等腰三角形的底长为( )
A. B. C.或 D.或
二、填空题
4.如图所示,点,,分别是,,的中点,已知,则阴影部分的面积之和为________.
5.如图,中,点,分别在边,上,,,与交于点,若,,则长的最小值为_________.
6.如图,中,,点D、E分别是、上的点,,,连接、交于点.当四边形的面积为7时,则中边上的高为___________.
三、解答题
7.已知在中,,,边为最长边且为整数,求的周长.
8.如图,,分别是的中线和高,已知,,求的面积.
9.图①、图②都是的正方形网格,其中每个小方格都是边长相等的正方形,其顶点称为格点.的三个顶点均在格点上,只用无刻度的直尺完成下列作图.
(1)在图①中画的中线.
(2)在图②中画的高.
10.已知的三边长为a,b,c,且a,b,c都是整数.
(1)若,且c为奇数,求的周长;
(2)化简:.
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