专题03 角度计算常用思想方法8类热考题型(压轴题专项训练)数学新教材华东师大版七年级上册
2026-09-10
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摘要:
**基本信息**
以分类讨论、方程、整体、旋转不变四大思想为核心,系统整合8类角度计算题型,构建“通法归纳-题型精讲-压轴挑战”三层训练体系,强化思维迁移与逻辑推理。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|通法归纳|4大思想|分类讨论定标准、方程思想设参数、整体思想巧代换、旋转不变抓要素|从角的和差倍分关系,到图形动态变化,构建“概念-方法-应用”递进链条|
|题型精讲|8类题型(每类含典例+变式)|每类题型明确特征、方法及易错点,如n等分线结合比例关系,代数式问题注重取值范围|覆盖静态计算到动态旋转,衔接基础与综合应用|
|压轴挑战|8道综合题|融合多思想交叉应用,如三角板旋转结合临界位置分类|对接中考命题趋势,提升复杂问题解决能力|
内容正文:
专题03 角度计算常用思想方法8类综合题型
目 录
通法归纳—明晰核心解法,助力能力迁移
题型精讲—精讲典型题法,夯实解题根基
类型一、分类讨论思想解决角度计算问题 1
类型二、方程的思想解决角度计算问题 2
类型三、整体思想解决角度计算问题 3
类型四、与角度计算问题有关的多结论问题 5
类型五、角n等分线的相关计算 7
类型六、代数式与角度计算问题 8
类型七、角度计算相关的旋转问题 10
类型八、三角板的相关旋转问题 13
—攻克高难压轴,突破思维上限
通法归纳—明晰核心解法,助力能力迁移
角度计算是初中几何综合的核心专题,所有题型均围绕角度和差倍分关系、图形位置变化、代数量化表达三大核心展开,解题贯穿四条底线原则:一是分类讨论—— 当点、射线、图形位置不确定时,确定分类标准,不重不漏划分情况,抓住不同位置下角度间的和差关系,逐一列式求解;二是方程思想—— 题目存在角度倍分、互余、互补、内角和、外角等等量关系,设未知角为参数,根据几何定理建立方程求解,算出结果后必须回代检验;三是整体思想—— 单个角度无法单独求出,但多个角的和或差为定值,采用设而不求,对角度组合整体代换,简化运算;四是旋转不变—— 图形旋转类角度问题,旋转前后对应角相等,找准旋转中心、旋转方向与旋转角,利用图形边角关系列式,并注意旋转过程中的临界位置分类讨论。
题型精讲—精讲典型题法,夯实解题根基
类型一、分类讨论思想解决角度计算问题
典例精讲1(25-26七年级下·黑龙江哈尔滨·期末)在同一平面内,,射线平分,直线,则为________度.
题型归纳
1.特征:点、射线位置不确定,图形存在多种位置情况,求角度大小。
2.方法:确定分类标准,画出全部情况,依据角的和差关系分别列式计算。
3.易错提醒:分类做到不重不漏,注意区分角内部、外部两种位置,结果要检验角度取值范围。
变式训练1(25-26六年级下·山东淄博·期中)定义:如果从一个顶点出发的两个角的和等于,那么就说这两个角为“睦邻友好角”.若与是“睦邻友好角”,且,则的度数为________.
变式训练2(2026·河南周口·模拟预测)如图,已知,射线在的内部,且,射线是平面上绕点B旋转的一条动射线,平分.若,则的度数为______.(用含的式子表示)
变式训练3(25-26七年级上·四川达州·期末)已知,画射线,使,平分,平分,则________.
变式训练4(25-26七年级上·江苏南京·阶段检测)已知与互为补角,平分.若__________.(用含的代数式表示).
类型二、方程的思想解决角度计算问题
典例精讲2(25-26七年级上·山东青岛·期末)如图所示,是的平分线,,求的度数是__________°.
题型归纳
1.特征:题干给出角度倍分、互余、互补等数量关系,直接求角困难。
2.方法:设未知角为参数,利用内角和、外角性质建立方程求解。
3.易错提醒:解出角度后,带回原题条件检验,排除不符合题意的解。
变式训练1(25-26七年级上·四川绵阳·期末)如图,平分,在内部,,若,则______.
变式训练2(25-26七年级上·浙江绍兴·期末)同一平面内,直线,相交于点,是的角平分线,,于点,则的度数是_______.
变式训练3(25-26七年级上·安徽合肥·期末)如图1,点为直线上一点,将一直角三角板的直角顶点放在点处,边在射线上.绕点顺时针旋转直角三角板,当边旋转至射线上时,旋转停止.过点作射线,使射线平分.
(1)如图2,若,求的度数;
(2)探究和的数量关系,写出你的结论,并说明理由;
(3)若,求的度数.
类型三、整体思想解决角度计算问题
典例精讲3(25-26七年级上·湖南岳阳·期末)【阅读理解】整体思想,就是在研究和解决有关数学问题时,通过研究问题的整体形式、整体结构、整体特征,从而对问题进行整体处理的解题思想.整体思想的主要表现形式有整体代换,整体配凑、整体构造等,在初中几何与图形方面也有广泛的应用.
(1)如图1,将三个正方形的顶点重合放置,,求的度数.
为了简洁表述,小华将图中的记作,记作,记作,如图2所示.因为正方形的每个角都是,且,所以①
因为,所以 ②
得:③
又因为,所以 ④
将④代入③解得 ;
(2)【解决问题】何老师对小华的解题进行点评和表扬,并指出小华同学的思路体现数学中“整体思想”、“代换思想”、“转化思想”的运用.请你参考小华的解题思想,解决下面问题.
如图3,将三个大小不同的正方形的一个顶点重合放置,则三个角之间有什么数量关系?并说明理由.
题型归纳
1.特征:单个角度无法单独求出,但多个角的和差为定值。
2.方法:设元后不单独求解每个角,将角的组合看成整体代换化简。
3.易错提醒:分清哪些角是整体,不要强行拆分单独计算,避免增加运算量。
变式训练1(22-23七年级上·贵州遵义·期末)【阅读材料】如何化简整式呢?数学教材第76页提示,可以把看成一个整体,进而.“看成一个整体”在数学中称为“整体思想”,它往往能把复杂问题简单化,在数学问题的解决中应用广泛.请参考阅读材料,解决以下问题:
【尝试应用】
(1)填空:已知,,则______;
【拓展探究】
(2)若关于的一元一次方程的解是,求关于的方程的解是多少;
【迁移提升】
(3)如图,分别为定角内的两条动射线,当运动到如图的位置时,,,求的度数.
变式训练2(24-25七年级上·浙江杭州·期末)【问题提出】如图A,B,C是直线l上的三点,,点D是线段中点,点E是线段的中点,求线段的长.
【问题解决】圆圆运用整体思想,解决问题.
∵点D是线段中点,点E是线段的中点
∴,
∴
城城发现这一题困难的原因是已知条件太少,于是他运用方程思想,设线段,
则 ∵点D是线段中点,∴
∵点E是线段中点,∴ ∴
【问题应用】请选择你喜欢的方法,解决下面两个问题
如图,在的外部,平分,平分.
(1)若,求的度数;
(2)若,用含x的代数式表示的度数;
(3)若与互余,与互补.求的度数.
类型四、与角度计算问题有关的多结论问题
典例精讲4(25-26七年级上·安徽六安·期末)若与互补,且,则下列表示的余角的式子中:①;②;③;④.正确的是( )
A.①② B.①②④ C.①②③ D.①②③④
题型归纳
1.特征:题干给出几何图形,附带多条结论,判断正确结论个数。
2.方法:逐个推导验证,可选取特殊位置代入快速排除错误选项。
3.易错提醒:不要凭直观图形下结论,结论必须严格推理,注意特殊位置与一般情况的区别。
变式训练1(25-26七年级上·黑龙江七台河·期末)如图,已知A,O,B三点在同一条直线上,过点O作射线,且平分平分,则下列结论:①与互补;②;③;④;其中正确结论是( )
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
变式训练2(25-26七年级上·山东临沂·期末)如图,点为直线AB上一点,平分,,下列结论正确的是( )
①与互为余角;②;③;④若,则.
A.①③④ B.①②③ C.②③④ D.①④
变式训练3(25-26七年级上·黑龙江哈尔滨·期末)如图:已知直线、直线相交于点,,则下列结论:①;②的补角是;③若,则;④若平分,则;⑤若,则.其中正确结论有___________.
变式训练4(20-21七年级下·陕西西安·期末)如图,已知,点O为垂足,是内任意一条射线,,分别平分,下列结论:
①;
②与互补;
③;
④与互余,
其中正确的有_______.(只填写正确结论的序号)
类型五、角n等分线的相关计算
典例精讲5(25-26七年级上·江苏盐城·阶段检测)已知,在内部有四条射线,这四条射线、、、将五等分,在其中任选两条射线,并计算能用射线、和这两条射线表示的所有的角之和s,计算并写出所有可能的s的值__________.
题型归纳
1.特征:出现角的 2 等分、3 等分、n 等分射线,求解相关角度。
2.方法:根据等分比例写出角之间倍数关系,常结合方程、整体思想解题。
3.易错提醒:看清等分线的数量,区分 “n 等分线” 与 “分成 n 份”,避免倍数搞错。
变式训练1(24-25七年级上·广东佛山·阶段检测)定义:从的顶点出发,在角的内部引一条射线,把分成的两部分,射线叫做的三等分线.若在中,射线是的三等分线,设,则用含的代数式表示为______.
变式训练2(26-27七年级上·全国·课后作业)定义:从一个角的顶点出发,把这个角分成两个部分的射线,叫做这个角的三分线,一个角的三分线有两条.如图1,,则OB是的一条三分线.
(1)如图1,若,则_______;
(2)如图2,若,,是的两条三分线,且.
①则_______;
②若以点为中心,将顺时针旋转()得到,当恰好是的三分线时,的值为________.
变式训练3(25-26七年级上·江苏无锡·期末)我们知道,从一个角的顶点出发把这个角分成两个相等的角的射线,叫做这个角的平分线.类似的我们给出一些新的概念:从一个角的顶点出发把这个角分成度数为的两个角的射线,叫做这个角的三分线;从一个角的顶点出发把这个角分成度数为的两个角的射线,叫做这个角的四分线.显然,一个角的三分线、四分线都有两条.例如:如图1,若,则是的一条三分线;若,则是的另一条三分线.
(1)如图2,是的三分线,,若,则 ;
(2)如图3,,是的四分线,,过点O作射线,当刚好为的三分线时,求的度数;
(3)如图4,,射线是的两条三分线,将射线同时绕点O沿顺时针方向旋转,在旋转的过程中,若射线中恰好有一条射线是其它两条射线组成夹角的四分线,请直接写出的值.
类型六、代数式与角度计算问题
典例精讲6(25-26七年级上·河南周口·期末)已知点O是直线上的一点,是直角,平分.
(1)若,求的度数;
(2)若,求的度数(用含的代数式表示);
(3)若,将绕点O顺时针旋转,使射线在的上方,射线在的下方,其他条件不变,求的度数(用含的代数式表示) .
题型归纳
1.特征:角度用含字母代数式表示,探究角度关系式或者取值范围。
2.方法:用字母表示基础角,结合几何定理建立代数式,化简得到关系。
3.易错提醒:角度必须满足,求出代数式后,注意检验取值范围。
变式训练1(25-26七年级上·广东广州·期末)【综合与实践】
在数学研究中,特殊→一般→类比推广,是我们几何常用的探究方式.
O是直线上的一定点,射线与射线都在直线的上方,且.
【特殊】
(1)如图,当平分,且时,求的度数;
【一般】
(2)当平分,且时,请用含的代数式表示,并证明你的结论;
【类比推广】
(3)当,且(且)时,请用含的代数式表示,直接写出你的结论.
变式训练2(25-26七年级上·安徽滁州·期末)【定义理解】
如图1,已知,射线在其内部,,(,,且)平分,平分,记,若与互补或与互补,则称与为一对“分补角”.
(1)如图2,,.
①______°;
②判断与是不是一对“分补角”?并简要说明理由.
(2)已知,且与是一对“分补角”.
①若,求的值;
②若,求的值.
(3)若,且与是一对“分补角”.
①用含的代数式表示;
②设与互补,试求与的关系(用含的代数式表示).
变式训练3(24-25七年级上·北京昌平·期末)在一次数学实践探究活动中,某小组同学将三角板的直角顶点放置在直线上,且边,不与重合,作射线平分.
(1)如图1,当时,则______________;
(2)若.
①当三角板绕着点旋转至如图2的位置时,求的度数(用含的代数式表示)
②继续将三角板绕着点旋转可得到如图所示的三种位置,分别写出的度数(用含的代数式表示)
_____; ____; ____;
类型七、角度计算相关的旋转问题
典例精讲7(25-26七年级上·江西赣州·期末)已知,,和均可绕点进行旋转,点,,在同一条直线上,是的角平分线.
(1)如图1,当点与点重合,点与点重合,且射线和射线在直线的同侧时,求的度数.
(2)在(1)的基础上,若从处开始绕点顺时针方向旋转,转速为每秒,从处开始绕点逆时针方向旋转,同时转速为每秒
①当旋转多少秒时,与第一次重合;
②直接写出与第一次从相遇到分开所经历的时间.
(3)在(1)的基础上,若从处开始绕点逆时针方向旋转,转速为每秒,同时从处开始绕点逆时针方向旋转,转速为每秒,如图2所示,当旋转时,则的度数为多少?
题型归纳
1.特征:射线或图形绕定点旋转,伴随角度动态变化。
2.方法:找准旋转中心、旋转角,利用旋转前后对应角相等,按临界位置分类列式。
3.易错提醒:注意旋转方向(顺时针 / 逆时针),在射线重合、相交等临界点分段讨论。
变式训练1(25-26七年级上·江苏泰州·期末)若射线在内部(不与,重合),射线把分成和,为了方便表示这两个角的比值,规定,(本题中所有角均大于且小于).
(1)如图,射线在内部,若,则_____.
(2)如图,,,分别从同时出发,绕点顺时针方向旋转,绕点逆时针方向旋转,当到达时两者都停止运动,设旋转时间为秒().
①若旋转速度均为每秒,______;
______;(用含的代数式表示)
_____.
②若射线的旋转速度为每秒,射线的旋转速度为每秒,且到达后立即以相同的速度绕点顺时针方向旋转,当为何值时,?
(3)如图,若,,初始时与重合,从图中的位置绕点顺时针旋转,即(且),在旋转过程中,分别作射线和,使,写出所有使成立的的值.
变式训练2(25-26七年级上·陕西西安·阶段检测)小明在学习线段和角的知识时,发现它们之间有许多相似之处.例如,线段有中点,角有平分线;线段可以度量长度,角可以度量大小;线段之间可以进行和差倍分的运算,角之间也可以.他尝试运用“类比”的方法,将线段问题的解决方法迁移到角的问题中,解决了一系列有趣的问题.
(1)问题类比
①如图①,已知线段,点从点出发沿线段以每秒2个单位长度的速度向点运动,运动时间为秒,若点是的中点,则___________(用含的代数式表示);
②如图②,已知,射线从位置开始绕点以每秒的速度顺时针向方向旋转,运动时间为秒,若射线平分,则___________(用含的代数式表示);
(2)问题解决
如图③,已知,平分.若射线从位置绕点以每秒的速度顺时针向方向旋转,同时射线从位置绕点以每秒的速度逆时针向方向旋转,当旋转至时,、均停止转动.设运动时间为秒.
①在旋转过程中,是否存在某一时刻,使得?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
②若在旋转过程中,到达后立即以原速度逆时针向方向旋转,到达后立即以原速度顺时针向方向旋转,当旋转至时,、均停止转动.是否存在某一时刻,使得?若存在,请直接写出的值;若不存在,说明理由.
变式训练3(25-26七年级上·重庆·期末)已知,现将绕点O逆时针旋转.
(1)如图1,,当射线平分时,则______;
(2)如图2,射线在内部,且满足,将的边从的位置开始旋转(当的边与射线重合时,停止运动),在旋转过程中,当时,请直接写出与的比值,并写出其中一种情况的求解过程;
(3)如图3,,,将的边从的位置以每秒的速度开始旋转,旋转时间t秒(),在旋转过程中,射线平分,射线平分,射线平分,直线与直线交于点Q,当时,请直接写出所有满足条件的t的值.
类型八、三角板的相关旋转问题
典例精讲8(25-26七年级上·江苏扬州·期末)【操作拼图】已知一副直角三角尺先按如图的方式拼接在一起,其中与直线重合,,.
(1)在上述所拼图形中,的度数为 °.
【问题探究】
(2)在上述所拼图形基础上,让三角板固定不动,将三角板绕着点O以每秒的速度顺时针方向旋转,且两块三角板均在直线的上方.设三角板的旋转时间为t秒,在旋转过程中,请求出当时,旋转时间t的值;
【拓展延伸】
(3)在按照【操作拼图】要求拼好图后,让三角尺绕着点以每秒的速度按顺时针方向旋转的同时,三角尺也绕着点以每秒的速度按逆时针方向旋转.在旋转过程中,两块三角尺均在直线的上方,且当三角尺停止旋转时,三角尺也停止旋转.设三角尺的旋转时间为.在旋转过程中,当与三角尺的某一边平行时,请直接写出t的值.
题型归纳
1.特征:一副或两块三角板绕顶点旋转,依托30°、45°、60°、90°特殊角求角度。
2.方法:利用三角板固有特殊角,分析旋转角,按重叠、相交等临界位置分类讨论。
3.易错提醒:区分两块三角板各自固定角度,旋转过程要考虑多解,不要遗漏情况。
变式训练1(25-26七年级上·内蒙古包头·期末)(1)如图1,把一副三角尺拼接在一起,其中与直线重合,,,则的度数为_____;
(2)如图,三角尺固定不动,将三角尺绕着点以每秒的速度按顺时针方向旋转.在旋转过程中,两个三角尺都在直线的上方.设三角尺的旋转时间为秒,在旋转过程中,当平分时,求出时间的值;
(3)如图3,若三角尺绕着点以每秒的速度按顺时针方向旋转的同时,三角尺同时也绕着点以每秒的速度按逆时针方向旋转,在旋转过程中,两个三角尺都在直线的上方.当三角尺停止旋转时,三角尺也停止旋转.设三角尺的旋转时间为秒,在旋转过程中,是否存在某一时刻使?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
变式训练2(24-25七年级上·江苏南京·期末)【操作拼图】已知一副直角三角尺先按如图的方式拼接在一起,其中与直线重合,.
(1)在上述所拼图形中,的度数为 °.
(2)【问题探究】在上述所拼图形基础上,让三角尺固定不动,将三角尺绕着点O以每秒的速度按逆时针方向旋转,且两块三角尺均在直线的上方.设三角尺的旋转时间为,在旋转过程中,请求出当时t的值.
(3)【拓展延伸】在按照【操作拼图】要求拼好图后,让三角尺绕着点O以每秒的速度按顺时针方向旋转的同时,三角尺也绕着点O以每秒的速度按顺时针方向旋转.在旋转过程中,两块三角尺均在直线的上方,且当三角尺停止旋转时,三角尺也停止旋转.设三角尺的旋转时间为.在旋转过程中,当与三角尺的某一边平行时,请直接写出的值.
变式训练3(25-26七年级上·福建福州·期末)如图1,点在直线上,过点引一条射线,使,将一个直角三角尺的直角顶点放在点处,直角边在射线上,另一边在直线的下方.
【操作一】:将图1中的三角尺绕着点以每秒的速度按顺时针方向旋转,当它完成旋转一周时停止,设旋转的时间为秒.
(1)的度数是__________.
(2)三角尺的边旋转的度数可表示为__________(用含的代数式表示);当__________时,.
【操作二】:如图2,射线与射线重合.如图3,在三角尺绕着点以每秒的速度按顺时针方向旋转的同时,射线绕点以每秒的速度按顺时针方向旋转,当三角尺完成旋转一周时停止,射线也停止旋转,设旋转的时间为秒.
(3)当为何值时,,并说明理由?
(4)试探索:在三角尺与射线旋转的过程中,是否存在某个时刻,使得?若存在,请求出所有满足题意的的值;若不存在,请说明理由.
压轴挑战—攻克高难压轴,突破思维上限
1.(25-26七年级上·浙江嘉兴·期末)如图1,一副含和角的三角板和叠合在一起,边与重合,,分别是,的平分线,现将三角板绕点按逆时针方向旋转(如图2),且.
(1)当时,
①若,求的度数.
②在运动过程中,试猜想与的数量关系,并说明理由.
(2)如图3,平分,若,求的度数.
2.(25-26七年级上·福建厦门·期末)如图,射线是钝角内部的一条射线,射线平分.
(1)若和互余,,求的大小;
(2)射线在的内部,且满足,
①若,探究与的数量关系;
②若,射线在的内部,且,判断是哪个角的平分线?并说明理由.
3.(25-26七年级上·四川成都·期末)如图,直线上有一点,过点在直线上方作射线,.将一直角三角板的直角顶点放在点处,一条直角边在射线上方且,另一边在直线上方.将直角三角板绕着点按每秒的速度逆时针旋转,设旋转时间为秒().
(1)当时(如图),分别求出与的度数;
(2)在直角三角板旋转的过程中,若射线保持位置不变,当边与射线相交时(如图),求的值;
(3)在直角三角板旋转的过程中,将射线绕着点按每秒的速度顺时针旋转(随三角板旋转停止而停止),当时,求的值.
4.(25-26七年级上·浙江台州·期末)如图,为直线上一点,,是内部的一条射线,平分.已知,.
(1)求的值.
(2)求的度数.
(3)从点作一条射线,使与的和等于,求的度数.
5.(25-26七年级上·浙江台州·期末)如果两个角x,y满足,则称x是y的绝配角.例如,与满足,所以是的绝配角.
(1)若一个角与它本身构成绝配角,则这个角为______.
(2)如图,将射线顺时针旋转得到射线OC(),是的角平分线,将射线顺时针旋转得到射线.
①当时,请你找出图1中的一对角,使得无论()为何值,其中一个角都是另一个角的绝配角,并证明.
②若,如图2,当,中其中一个角是另一个角的绝配角时,求的值.
6.(25-26七年级上·浙江宁波·期末)以直线上一点为端点作射线,使,将一个直角三角尺的一个顶点放在处,边与直线重合,.
(1)如图,求的度数.
(2)将直角三角尺绕点以度/秒的速度顺时针旋转一周,同时射线绕点以度/秒的速度先顺时针旋转到与射线重合,再绕点以相同的速度逆时针旋转,随直角三角尺的停止而停止,记旋转时间为秒.
①如图,当直角三角尺旋转到直线上方,且平分时,求的度数.
②探究:在旋转过程中,当时,求的值.
7.(25-26七年级上·浙江湖州·期末)元旦期间,吴兴区某校七年级同学在观看太湖古镇灯光秀表演后,以“灯光里的数学美”为主题展开项目式学习.同学们类比角平分线的定义,给出角的倍分角线的定义,在探究中感受数学之美.
新定义:如果的内部有一条射线将分成两个角,其中是所分角中较小角的倍,那么我们称射线为的倍分角线.如图1,若,则射线为的3倍分角线.
【特例感知】
(1)若,
①射线为的2倍分角线,则________;
②射线为的3倍分角线,则________;
【类比探究】
(2)如图2,点,,在同一条直线上,为直线上方的一条射线.若射线,分别为和的4倍分角线(,),当时,求的度数;
(3)如图3,在(2)的条件下,若射线从射线处绕点顺时针旋转,速度为度/秒,同时射线从射线处绕点顺时针旋转,速度为度/秒.在旋转的过程中,当射线是的倍分角线时(),恰好射线也是的倍分角线(),请直接写出与的数量关系________.
8.(25-26七年级上·天津河北·期末)(1)如图1,,,,在内部,在外部,平分,平分.
①直接写出的大小是_____,的大小是_____;
②直接写出的值是_____;
(2)如图2,,,在内部,在外部,平分,平分,问(1)中的②结论是否仍然成立,请说明理由;
(3)如图3,,,在绕着点旋转一周的过程中,平分,平分,当时,直接写出的大小.
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专题03 角度计算常用思想方法8类综合题型
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通法归纳—明晰核心解法,助力能力迁移
题型精讲—精讲典型题法,夯实解题根基
类型一、分类讨论思想解决角度计算问题 1
类型二、方程的思想解决角度计算问题 2
类型三、整体思想解决角度计算问题 11
类型四、与角度计算问题有关的多结论问题 17
类型五、角n等分线的相关计算 22
类型六、代数式与角度计算问题 28
类型七、角度计算相关的旋转问题 36
类型八、三角板的相关旋转问题 50
—攻克高难压轴,突破思维上限
通法归纳—明晰核心解法,助力能力迁移
角度计算是初中几何综合的核心专题,所有题型均围绕角度和差倍分关系、图形位置变化、代数量化表达三大核心展开,解题贯穿四条底线原则:一是分类讨论—— 当点、射线、图形位置不确定时,确定分类标准,不重不漏划分情况,抓住不同位置下角度间的和差关系,逐一列式求解;二是方程思想—— 题目存在角度倍分、互余、互补、内角和、外角等等量关系,设未知角为参数,根据几何定理建立方程求解,算出结果后必须回代检验;三是整体思想—— 单个角度无法单独求出,但多个角的和或差为定值,采用设而不求,对角度组合整体代换,简化运算;四是旋转不变—— 图形旋转类角度问题,旋转前后对应角相等,找准旋转中心、旋转方向与旋转角,利用图形边角关系列式,并注意旋转过程中的临界位置分类讨论。
题型精讲—精讲典型题法,夯实解题根基
类型一、分类讨论思想解决角度计算问题
典例精讲1(25-26七年级下·黑龙江哈尔滨·期末)在同一平面内,,射线平分,直线,则为________度.
【答案】或
【分析】先根据角平分线的定义求出的度数,根据垂直的定义得,再分两种情况计算的度数.
【详解】解:平分,,
.
,
.
分两种情况计算:
①当在靠近一侧时,
;
②当在外侧且靠近一侧时,
;
综上可知,为或.
题型归纳
1.特征:点、射线位置不确定,图形存在多种位置情况,求角度大小。
2.方法:确定分类标准,画出全部情况,依据角的和差关系分别列式计算。
3.易错提醒:分类做到不重不漏,注意区分角内部、外部两种位置,结果要检验角度取值范围。
变式训练1(25-26六年级下·山东淄博·期中)定义:如果从一个顶点出发的两个角的和等于,那么就说这两个角为“睦邻友好角”.若与是“睦邻友好角”,且,则的度数为________.
【答案】
或
【分析】设,则,根据“睦邻友好角”的定义,可得,,进行分类讨论,分别计算的度数即可.
【详解】解:设,则,
∵与是“睦邻友好角”,
∴.
解得,
∴,
若在外部,如图,,
若在内部,,
∴的度数为或.
变式训练2(2026·河南周口·模拟预测)如图,已知,射线在的内部,且,射线是平面上绕点B旋转的一条动射线,平分.若,则的度数为______.(用含的式子表示)
【答案】或
【分析】首先根据及 求出和的度数;然后根据射线的位置分两种情况讨论:当射线在的内部时,当射线在的外部时;分别利用角平分线的定义和角的和差关系求解即可.
【详解】解:, ,
分两种情况讨论: ①当射线在的内部时,
平分
②当射线在的外部时,
平分
综上所述,的度数为或.
变式训练3(25-26七年级上·四川达州·期末)已知,画射线,使,平分,平分,则________.
【答案】或
【分析】本题考查了几何图形中角度的计算,角平分线的定义,分射线在内和射线在外两种情况求解即可.
【详解】解:当射线在内时,
∵,
∴,.
∵平分,
∴.
∵平分,
.
∴.
当射线在外时,
则:,
.
∵平分,
∴.
∵平分,
∴.
∴.
故答案为:或
变式训练4(25-26七年级上·江苏南京·阶段检测)已知与互为补角,平分.若__________.(用含的代数式表示).
【答案】或
【分析】本题考查了补角和角平分线的定义;弄清各个角之间的关系是解决问题的关键.由补角定义得,再根据角平分线定义得,最后利用角的和差关系,注意根据与是否在一条直线上分情况讨论.
【详解】解:∵与互为补角,
∴,
∵平分,
∴,
∵,
∴,即,
当与在一条直线上时,如图,
∴,
当与不在一条直线上时,如图,
∴,
故答案为:或.
类型二、方程的思想解决角度计算问题
典例精讲2(25-26七年级上·山东青岛·期末)如图所示,是的平分线,,求的度数是__________°.
【答案】36
【分析】本题考查了与角平分线有关的计算,几何图形的角度运算,一元一次方程的几何应用,正确掌握相关性质内容是解题的关键.先设,则,根据角平分线定义得出,再结合,列出方程,解方程即可.
【详解】解:设,则,
∵是的平分线,
∴,
∵,
∴,
解得:,
∴.
故答案为:36.
题型归纳
1.特征:题干给出角度倍分、互余、互补等数量关系,直接求角困难。
2.方法:设未知角为参数,利用内角和、外角性质建立方程求解。
3.易错提醒:解出角度后,带回原题条件检验,排除不符合题意的解。
变式训练1(25-26七年级上·四川绵阳·期末)如图,平分,在内部,,若,则______.
【答案】
【分析】本题考查角平分线的定义以及角的和差关系.设,先根据已知条件求出的度数,再利用角平分线的性质求出的度数即可解答.
【详解】解:设,
,
,
,,
,
解得,
,
平分,
,
故答案为:.
变式训练2(25-26七年级上·浙江绍兴·期末)同一平面内,直线,相交于点,是的角平分线,,于点,则的度数是_______.
【答案】或
【分析】本题主要考查相交线的相关知识,涉及垂直的定义,角平分线的性质,对顶角相等以及角的和差计算.弄清楚角之间的和差关系是解题关键.分在两侧两种情况,利用角平分线、垂直及平角性质求.
【详解】解:情况一:在内部,
设,则,
∵平分,
∴,
由,
得,
即,
∵,
∴,
则,
因此;
情况二:在内部,
同上,,
∴(对顶角相等),
∵,
∴,
因此;
∴的度数有两种可能:或.
故答案为:或.
变式训练3(25-26七年级上·安徽合肥·期末)如图1,点为直线上一点,将一直角三角板的直角顶点放在点处,边在射线上.绕点顺时针旋转直角三角板,当边旋转至射线上时,旋转停止.过点作射线,使射线平分.
(1)如图2,若,求的度数;
(2)探究和的数量关系,写出你的结论,并说明理由;
(3)若,求的度数.
【答案】(1)
(2),
理由如下:
设,则,
∵平分,
∴,
∵,
∴,
∴;
(3)或
【分析】本题考查的是角平分线的定义和性质,解题的关键是熟练掌握角平分线的定义和性质并灵活运用.
(1)根据角平分线的定义和余角的性质即可得到结论;
(2)设,则,根据角平分线的定义得到,根据余角的性质得到,于是得到结论;
(3)设,则,分以下两种情况:当在上方时;当在下方时,分别根据角平分线的定义和余角的性质,再结合,列方程求解即可.
【详解】(1)解:由已知得,
又∵是直角,平分,
∴;
(2)略
(3)解:设,则,
分以下两种情况讨论:
当在上方时,如图
,
,
∵,
∴,
解得,
∴;
当在下方时,如图,
,
,
∵,
∴,
解得,
∴.
综上所述,的度数为或.
类型三、整体思想解决角度计算问题
典例精讲3(25-26七年级上·湖南岳阳·期末)【阅读理解】整体思想,就是在研究和解决有关数学问题时,通过研究问题的整体形式、整体结构、整体特征,从而对问题进行整体处理的解题思想.整体思想的主要表现形式有整体代换,整体配凑、整体构造等,在初中几何与图形方面也有广泛的应用.
(1)如图1,将三个正方形的顶点重合放置,,求的度数.
为了简洁表述,小华将图中的记作,记作,记作,如图2所示.因为正方形的每个角都是,且,所以①
因为,所以 ②
得:③
又因为,所以 ④
将④代入③解得 ;
(2)【解决问题】何老师对小华的解题进行点评和表扬,并指出小华同学的思路体现数学中“整体思想”、“代换思想”、“转化思想”的运用.请你参考小华的解题思想,解决下面问题.
如图3,将三个大小不同的正方形的一个顶点重合放置,则三个角之间有什么数量关系?并说明理由.
【答案】(1)x;2;1;x;2;15
(2)
解:,理由如下:
如图,正方形的每个角都是,
,
又∵,
∴,
∴,
∴.
【分析】本题主要考查了几何图形中角度的计算,正确理解题意是解题的关键.
(1)根据角之间的关系可得,则可推出,据此可求出的度数;
(2)根据题意可得,再求出,据此可得结论.
【详解】(1)解:如图2所示.因为正方形的每个角都是,且,
所以①,
因为,
所以②,
得:③,
又因为,所以④
将④代入③解得;
(2)略
题型归纳
1.特征:单个角度无法单独求出,但多个角的和差为定值。
2.方法:设元后不单独求解每个角,将角的组合看成整体代换化简。
3.易错提醒:分清哪些角是整体,不要强行拆分单独计算,避免增加运算量。
变式训练1(22-23七年级上·贵州遵义·期末)【阅读材料】如何化简整式呢?数学教材第76页提示,可以把看成一个整体,进而.“看成一个整体”在数学中称为“整体思想”,它往往能把复杂问题简单化,在数学问题的解决中应用广泛.请参考阅读材料,解决以下问题:
【尝试应用】
(1)填空:已知,,则______;
【拓展探究】
(2)若关于的一元一次方程的解是,求关于的方程的解是多少;
【迁移提升】
(3)如图,分别为定角内的两条动射线,当运动到如图的位置时,,,求的度数.
【答案】();();().
【分析】()首先由得,然后将,,代入之中进行计算即可得出答案;
()首先设则方程可转化为 ,进而得,然后结合已知可得出,进而得 ,由此解出即可;
()设,,,则,然后将代入之中得 ,继而由可得出答案;
此题考查了求代数式的值,解一元一次方程,角度的计算,理解题意,熟练掌握整体思想的应用是解题的关键.
【详解】()∵,
∴,即,
又∵,
∴
,
故答案为:;
()设,
则方程可转化为:,
即,
∵关于的一元一次方程的解是,
∴关于的一元一次方程的解是,
∴,
即,
∴,
即关于的方程的解是;
()设,,,则,,
∵,,
∴,,即,
将代入,得:,
∴,
∴,
将,,代入上式得:.
变式训练2(24-25七年级上·浙江杭州·期末)【问题提出】如图A,B,C是直线l上的三点,,点D是线段中点,点E是线段的中点,求线段的长.
【问题解决】圆圆运用整体思想,解决问题.
∵点D是线段中点,点E是线段的中点
∴,
∴
城城发现这一题困难的原因是已知条件太少,于是他运用方程思想,设线段,
则 ∵点D是线段中点,∴
∵点E是线段中点,∴ ∴
【问题应用】请选择你喜欢的方法,解决下面两个问题
如图,在的外部,平分,平分.
(1)若,求的度数;
(2)若,用含x的代数式表示的度数;
(3)若与互余,与互补.求的度数.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】本题考查了几何图形中角度计算问题,角平分线的有关计算,余角和补角有关的计算,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
(1)先根据角平分线的定义得,运用角的和差关系先表示,,再列式,然后代入化简,即可作答.
(2)与(1)同理,把换成,进行列式化简,即可作答.
(3)先得,结合与互余,与互补列式,再化简得,算出,即可作答.
【详解】(1)解:∵平分,平分,
∴,
∵,
∴,,
∴,,
∴;
(2)解:∵平分,平分,
∴,
∵,
∴,,
∴,,
∴;
(3)解:∵平分,平分,
∴,
∵与互余,与互补,
∴,,
∴,
∴,
与(2)同理,设,则,
∴,,
∴,
∵,
∴,
解得,
∴.
类型四、与角度计算问题有关的多结论问题
典例精讲4(25-26七年级上·安徽六安·期末)若与互补,且,则下列表示的余角的式子中:①;②;③;④.正确的是( )
A.①② B.①②④ C.①②③ D.①②③④
【答案】B
【分析】本题考查了余角和补角的知识,掌握以上知识是解答本题的关键.
根据余角、补角的定义,结合与互补的关系,分别推导每个式子是否等于的余角,进而判断正确性,即可求解.
【详解】解:∵余角的定义为:若两个角的和为,则这两个角互余,
∴的余角为,故①正确;
∵与互补,
∴,即,
∴,故②正确;
∵,而,不一定等于它的余角,故③错误;
∵,故④正确;
综上,正确的是①②④,
故选:B.
题型归纳
1.特征:题干给出几何图形,附带多条结论,判断正确结论个数。
2.方法:逐个推导验证,可选取特殊位置代入快速排除错误选项。
3.易错提醒:不要凭直观图形下结论,结论必须严格推理,注意特殊位置与一般情况的区别。
变式训练1(25-26七年级上·黑龙江七台河·期末)如图,已知A,O,B三点在同一条直线上,过点O作射线,且平分平分,则下列结论:①与互补;②;③;④;其中正确结论是( )
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
【答案】B
【分析】本题主要考查了角的和差,角平分线的定义,角的互补等知识点,解题的关键是掌握以上性质.
由图形知道,再根据条件中的角平线可以推出,再结合图形推出角之间的和差倍数的关系.
【详解】解:∵A,O,B三点在同一条直线上,过点O作射线,且平分平分,
∴,即,
∴, ,
∴,即①正确,
,即②正确,
∵,而非,故③错误,
,即④正确.
故选:B.
变式训练2(25-26七年级上·山东临沂·期末)如图,点为直线AB上一点,平分,,下列结论正确的是( )
①与互为余角;②;③;④若,则.
A.①③④ B.①②③ C.②③④ D.①④
【答案】A
【分析】本题考查了角平分线的有关计算,几何图形中角度计算问题,与余角、补角有关的计算等知识点,解题关键是掌握上述知识点并能运用其来求解.
由平角的定义与,即可求得与互为余角,由此可判断①;
根据题干条件无法得出,由此可判断②;
先根据角平分线的意义得出,利用邻补角的意义得出,再结合,,得出,代入,得出结论,从而可判断③;
先利用邻补角的意义求得,再结合角平分线的意义求得,由此可判断④.
【详解】解:∵,,
∴,
∴与互为余角,
故①正确;
根据题干条件无法得出,
故②错误;
∵平分,
∴;
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
故③正确,
∵,且,
∴,
∵平分,
∴.
故④正确.
综上所述,正确的有①③④,
故选:A.
变式训练3(25-26七年级上·黑龙江哈尔滨·期末)如图:已知直线、直线相交于点,,则下列结论:①;②的补角是;③若,则;④若平分,则;⑤若,则.其中正确结论有___________.
【答案】①③④⑤
【分析】本题考查了对顶角性质、角平分线定义、垂线定义、余角和补角的知识,解题关键是熟练掌握相关概念和性质,准确分析角之间的关系.利用对顶角相等、角平分线的定义、垂线定义以及余角、补角的概念,对每个结论逐一进行分析判断即可.
【详解】解:①∵,
∴,故①正确,符合题意;
②∵,
∴的补角不是,故②错误,不符合题意;
③∵,
∴,故③正确,符合题意;
④∵平分,
∴,
∵,
∴,
∴,故④正确,符合题意;
⑤∵,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,故⑤正确;
综上,正确的有①③④⑤.
故答案为:①③④⑤.
变式训练4(20-21七年级下·陕西西安·期末)如图,已知,点O为垂足,是内任意一条射线,,分别平分,下列结论:
①;
②与互补;
③;
④与互余,
其中正确的有_______.(只填写正确结论的序号)
【答案】/④①
【分析】本题考查了与角平分线有关的计算,与余角,补角有关的计算,几何图形的角度运算,正确掌握相关性质内容是解题的关键.先结合角平分线的定义得,即可得;因为,,得,故,则与不一定互补,结合,,故与不一定相等,整理得,结合,故与互余,即可作答.
【详解】解:①∵,分别平分,
∴,
设,
∴,,
∴,
故①正确;
②∵,,
∴,
∴,
∵ 与不一定相等
∴与不一定互补,
故②不正确;
③∵,,
∴,
∵且与不一定相等
∴与不一定相等,
故③不正确;
④∵,
∴,
∵,
∴
∴与互余,
故④正确,
故答案为:①④.
类型五、角n等分线的相关计算
典例精讲5(25-26七年级上·江苏盐城·阶段检测)已知,在内部有四条射线,这四条射线、、、将五等分,在其中任选两条射线,并计算能用射线、和这两条射线表示的所有的角之和s,计算并写出所有可能的s的值__________.
【答案】/80度
【分析】本题考查了角的n等分线,先根据五等分线求出,然后分三种情况讨论:选择相邻的两条射线;选择间隔一条射线的两条射线;选择间隔两条射线的两条射线,然后根据角的和差关系求解即可.
【详解】解:∵、、、将五等分,,
∴,
若选择相邻的两条射线,如、,
则射线、、、表示的角有,,,,
∴,
同理,选择其他相邻两条直线,s的值为;
若选择间隔一条射线的两条射线,如、,
则射线、、、表示的角有,,,,
∴,
同理,选择其他间隔一条射线的两条射线,s的值为;
若选择间隔两条射线的两条射线,如、,
则射线、、、表示的角有,,,,
∴,
综上,s的值为,
故答案为:.
题型归纳
1.特征:出现角的 2 等分、3 等分、n 等分射线,求解相关角度。
2.方法:根据等分比例写出角之间倍数关系,常结合方程、整体思想解题。
3.易错提醒:看清等分线的数量,区分 “n 等分线” 与 “分成 n 份”,避免倍数搞错。
变式训练1(24-25七年级上·广东佛山·阶段检测)定义:从的顶点出发,在角的内部引一条射线,把分成的两部分,射线叫做的三等分线.若在中,射线是的三等分线,设,则用含的代数式表示为______.
【答案】或
【分析】本题考查角的计算.解题关键是做出图形,注意分类讨论.
分情况讨论,即或时,分别讨论即可.
【详解】解:根据射线是的三等分线,可分情况讨论,
如图,当时,
,
,
如图,当时,
,
,
故答案为:或.
变式训练2(26-27七年级上·全国·课后作业)定义:从一个角的顶点出发,把这个角分成两个部分的射线,叫做这个角的三分线,一个角的三分线有两条.如图1,,则OB是的一条三分线.
(1)如图1,若,则_______;
(2)如图2,若,,是的两条三分线,且.
①则_______;
②若以点为中心,将顺时针旋转()得到,当恰好是的三分线时,的值为________.
【答案】 /度 /度 或
【分析】本题属于新定义类型的问题,主要考查了角的计算,解决问题的关键是掌握角的三分线的定义,解题时注意分类思想的运用,分类时不能重复,也不能遗漏.
(1)根据三分线的定义计算即可;
(2)①根据三分线的定义计算即可;②根据三分线的定义可得,由旋转得,然后分两种情况:当是的三分线,且时;当是的三分线,且时,分别求出和的值即可.
【详解】解:(1)解:∵,
∴,
故答案为:;
(2)①∵,是的两条三分线,,
∴,
故答案为:;
②∵,,是的两条三分线,
∴,
由旋转得:,
分两种情况:
当是的三分线,且时,可得,
∴,
∴,即;
当是的三分线,且时,可得,
∴,即;
故答案为:或.
变式训练3(25-26七年级上·江苏无锡·期末)我们知道,从一个角的顶点出发把这个角分成两个相等的角的射线,叫做这个角的平分线.类似的我们给出一些新的概念:从一个角的顶点出发把这个角分成度数为的两个角的射线,叫做这个角的三分线;从一个角的顶点出发把这个角分成度数为的两个角的射线,叫做这个角的四分线.显然,一个角的三分线、四分线都有两条.例如:如图1,若,则是的一条三分线;若,则是的另一条三分线.
(1)如图2,是的三分线,,若,则 ;
(2)如图3,,是的四分线,,过点O作射线,当刚好为的三分线时,求的度数;
(3)如图4,,射线是的两条三分线,将射线同时绕点O沿顺时针方向旋转,在旋转的过程中,若射线中恰好有一条射线是其它两条射线组成夹角的四分线,请直接写出的值.
【答案】(1)
(2)或
(3)或或或
【分析】本题主要考查了角的计算、角平分线的定义等知识点,掌握角的三分线、四分线的定义以及分类讨论思想是解题的关键.
(1)根据三分线的定义求解即可;
(2)根据题意画出图形,根据三分线的定义分两种情况求解即可;
(3)根据四分线的定义分四种情况解答即可.
【详解】(1)解:∵是的三分线,,若,
∴.
故答案为:.
(2)解:∵,是的四分线,,
,
∵是三分线,
∴①如图:当时,,
;
②如图:当时,,
.
综上,的度数为或.
(3)解:∵,射线、是的两条三分线
∴,
①如图,当是的四分线时,,
∴,解得:,
∴,
∴;
②如图,当是的四分线且时,
∴,
∴;
③如图,当是的四分线且时,
∴,
∴;
④如图,当是的四分线时,,
∴,解得:,
∴.
∴的值为或或或.
类型六、代数式与角度计算问题
典例精讲6(25-26七年级上·河南周口·期末)已知点O是直线上的一点,是直角,平分.
(1)若,求的度数;
(2)若,求的度数(用含的代数式表示);
(3)若,将绕点O顺时针旋转,使射线在的上方,射线在的下方,其他条件不变,求的度数(用含的代数式表示) .
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】题目主要考查角平分线的计算,理解题意,结合图形求解是解题关键.
(1)根据邻补角得出,再由角平分线确定,结合图形即可求解;
(2)方法同(1)求解;
(3)根据题意画出图形求解即可.
【详解】(1)解:,
,
∵平分 ,
,
;
(2),
,
∵平分 ,
;
(3)如图所示:
,
,
∵平分 ,
,
.
题型归纳
1.特征:角度用含字母代数式表示,探究角度关系式或者取值范围。
2.方法:用字母表示基础角,结合几何定理建立代数式,化简得到关系。
3.易错提醒:角度必须满足,求出代数式后,注意检验取值范围。
变式训练1(25-26七年级上·广东广州·期末)【综合与实践】
在数学研究中,特殊→一般→类比推广,是我们几何常用的探究方式.
O是直线上的一定点,射线与射线都在直线的上方,且.
【特殊】
(1)如图,当平分,且时,求的度数;
【一般】
(2)当平分,且时,请用含的代数式表示,并证明你的结论;
【类比推广】
(3)当,且(且)时,请用含的代数式表示,直接写出你的结论.
【答案】(1);
(2),证明如下:
∵,
∴,
∵平分,
∴,
又∵,
∴;
(3)当时,;当时,
【分析】本题主要考查了角平分线、几何图形中角度计算等知识,正确理解题意,理清各角关系是解题关键.
(1)首先确定的度数,再根据角平分线的定义确定,然后由求解即可;
(2)首先确定,再根据角平分线的定义可知,然后由求解即可;
(3)首先确定当,即在同一直线上时,,此时不符合题意;然后分当时和时两种情况讨论,即可获得答案.
【详解】解:(1)∵,
∴,
∵平分,
∴,
又∵,
∴;
(2)略
(3)当时,;当时,,证明如下:
根据题意,,,
∴,,
∵,
∴,
当,即在同一直线上时,
可得,解得,此时不符合题意,
然后分两种情况讨论:
①当时,如下图所示,
此时;
②当时,如下图所示,
此时.
综上所述,当时,;当时,.
变式训练2(25-26七年级上·安徽滁州·期末)【定义理解】
如图1,已知,射线在其内部,,(,,且)平分,平分,记,若与互补或与互补,则称与为一对“分补角”.
(1)如图2,,.
①______°;
②判断与是不是一对“分补角”?并简要说明理由.
(2)已知,且与是一对“分补角”.
①若,求的值;
②若,求的值.
(3)若,且与是一对“分补角”.
①用含的代数式表示;
②设与互补,试求与的关系(用含的代数式表示).
【答案】(1)①90;
②由①可得:,
,
不满足定义中的互补条件,不是分补角.
(2)①;
②;
(3)①;
②
【分析】本题考查了角平分线的定义,几何图形中角度的计算,“分补角”的定义,熟练掌握以上知识点并灵活运用是解此题的关键.
(1)①先求出,再结合角平分线的定义计算即可得出结果;②由①可得,根据“分补角”的定义判断即可得出结果;
(2)①由角平分线的定义并结合根据“分补角”的定义计算即可得出结果;②由角平分线的定义并结合根据“分补角”的定义计算即可得出结果;
(3)①由角平分线的定义可得,,再结合,且,即可得出结果;②由与互补,得出,从而可得,进而得出,由“分补角”的定义得出,即可得出结果.
【详解】(1)解:①,,,
.
∵平分,平分,
∴,,
∵,,
.
②略
(2)解:①,,
∴,
∵与是一对“分补角”,
∴,
∴,
∵,
∴,
当,时,代入可得,
∵,
∴;
②,,
∴,
∵与是一对“分补角”,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴
当,时,代入可得,
∴;
(3)解:①∵平分,平分,
∴,,
∴,
∵,
∴;
②∵与互补,
∴,
∴,
,
∵与为一对“分补角”,
∴,
∴,
∴,
∴,
.
变式训练3(24-25七年级上·北京昌平·期末)在一次数学实践探究活动中,某小组同学将三角板的直角顶点放置在直线上,且边,不与重合,作射线平分.
(1)如图1,当时,则______________;
(2)若.
①当三角板绕着点旋转至如图2的位置时,求的度数(用含的代数式表示)
②继续将三角板绕着点旋转可得到如图所示的三种位置,分别写出的度数(用含的代数式表示)
_____; ____; ____;
【答案】(1)30
(2)①;②;;
【分析】本题考查了角平分线的定义、三角板中的角度运算,熟练掌握角平分线的定义是解题的关键.
(1)利用平角的定义求出,再根据角平分线的定义可得,结合图形可知,利用角的和差即可求出的度数;
(2)①由可得,再根据角平分线的定义可得,再利用平角的定义即可求出的度数;②仿照①中的方法,分别求出如图所示的三种位置中的度数即可.
【详解】(1)解:,,
,
平分,
,
又,
.
故答案为:30.
(2)解:①,,
,
平分,
,
,
,
的度数为;
②位置1:
,,
,
平分,
,
,
;
位置2:同理位置1的方法可得:;
位置3:同理①的方法可得:.
故答案为:;;.
类型七、角度计算相关的旋转问题
典例精讲7(25-26七年级上·江西赣州·期末)已知,,和均可绕点进行旋转,点,,在同一条直线上,是的角平分线.
(1)如图1,当点与点重合,点与点重合,且射线和射线在直线的同侧时,求的度数.
(2)在(1)的基础上,若从处开始绕点顺时针方向旋转,转速为每秒,从处开始绕点逆时针方向旋转,同时转速为每秒
①当旋转多少秒时,与第一次重合;
②直接写出与第一次从相遇到分开所经历的时间.
(3)在(1)的基础上,若从处开始绕点逆时针方向旋转,转速为每秒,同时从处开始绕点逆时针方向旋转,转速为每秒,如图2所示,当旋转时,则的度数为多少?
【答案】(1)
(2)①;②
(3)
【分析】本题主要考查了角平分线的定义,旋转的特点,根据角平分线的定义进行计算,是解题的关键.
(1)根据平角的定义得到,根据角平分线的定义得到即可;
(2)①根据旋转的特点和、旋转的速度,结合的度数,即可求得结果;
②根据、旋转的速度,结合、的度数,即可求出结果;
(3)根据题意得到,,根据平角的定义得到,根据角平分线的定义,即可求解.
【详解】(1)解:,,
,
是的平分线,
;
(2)解:∵从处开始绕点顺时针方向旋转,转速为每秒,从处开始绕点逆时针方向旋转,同时转速为每秒,
∵
与第一次重合的时间为:;
②,,
与第一次从相遇到分开所经历的时间为:;
(3)解:旋转时,,,
,
,
.
.
题型归纳
1.特征:射线或图形绕定点旋转,伴随角度动态变化。
2.方法:找准旋转中心、旋转角,利用旋转前后对应角相等,按临界位置分类列式。
3.易错提醒:注意旋转方向(顺时针 / 逆时针),在射线重合、相交等临界点分段讨论。
变式训练1(25-26七年级上·江苏泰州·期末)若射线在内部(不与,重合),射线把分成和,为了方便表示这两个角的比值,规定,(本题中所有角均大于且小于).
(1)如图,射线在内部,若,则_____.
(2)如图,,,分别从同时出发,绕点顺时针方向旋转,绕点逆时针方向旋转,当到达时两者都停止运动,设旋转时间为秒().
①若旋转速度均为每秒,______;
______;(用含的代数式表示)
_____.
②若射线的旋转速度为每秒,射线的旋转速度为每秒,且到达后立即以相同的速度绕点顺时针方向旋转,当为何值时,?
(3)如图,若,,初始时与重合,从图中的位置绕点顺时针旋转,即(且),在旋转过程中,分别作射线和,使,写出所有使成立的的值.
【答案】(1)
(2)①,,1;②或
(3)的值为或.
【分析】本题主要考查了角的和差关系、新定义运算及分类讨论思想,通过建立方程求解角度,考查了几何与代数结合的综合应用能力.
()已知,先利用角的和差关系得出,再根据题目定义的比值公式代入角度关系计算得到比值为;
()①已知旋转速度均为每秒,旋转时间为秒,先得出,再根据,利用比值公式分别计算,;最后验证两者之和为;②分两种情况讨论:当时,未到达,直接代入角度关系列方程解得;当时,已过,重新表示角度后代入角度关系列方程解得;
()①当时,先根据得到,再结合已知角度和的定义,通过角的和差关系计算出,从而解得;②当时,先根据得到,再结合已知角度和的定义,通过角的和差关系计算出,从而解得.
【详解】(1)解:∵射线在内部,,
∴,
故答案为:,
(2)解:①∵旋转速度均为每秒,
∴
∴;
;(用含的代数式表示),
,
故答案为:,,;
②当时,
,解得,
当时,
,
解得,
当或时,;
(3)解:的值为或.
①当时,如图
∵,
∴,
∴,
,
∴
,
∴,
∴;
②当时,如图,
∵,
∴,
∴,
,
∴
,
∴,
∴;
综上所述:的值为或.
变式训练2(25-26七年级上·陕西西安·阶段检测)小明在学习线段和角的知识时,发现它们之间有许多相似之处.例如,线段有中点,角有平分线;线段可以度量长度,角可以度量大小;线段之间可以进行和差倍分的运算,角之间也可以.他尝试运用“类比”的方法,将线段问题的解决方法迁移到角的问题中,解决了一系列有趣的问题.
(1)问题类比
①如图①,已知线段,点从点出发沿线段以每秒2个单位长度的速度向点运动,运动时间为秒,若点是的中点,则___________(用含的代数式表示);
②如图②,已知,射线从位置开始绕点以每秒的速度顺时针向方向旋转,运动时间为秒,若射线平分,则___________(用含的代数式表示);
(2)问题解决
如图③,已知,平分.若射线从位置绕点以每秒的速度顺时针向方向旋转,同时射线从位置绕点以每秒的速度逆时针向方向旋转,当旋转至时,、均停止转动.设运动时间为秒.
①在旋转过程中,是否存在某一时刻,使得?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
②若在旋转过程中,到达后立即以原速度逆时针向方向旋转,到达后立即以原速度顺时针向方向旋转,当旋转至时,、均停止转动.是否存在某一时刻,使得?若存在,请直接写出的值;若不存在,说明理由.
【答案】(1)①;
(2)①;②或或
【分析】本题考查线段和差,几何图形中的角度计算,一元一次方程;
(1)①根据题意得,,,再结合中点得到,即可求出;
②根据题意得,,,由角平分线得到,即可求出;
(2)①由角平分线得,根据题意得,,当射线与重合时,,根据列方程求解;再根据与不重合时,根据列方程求解即可;
②先求出与两次次相遇时间,当到达时间,以原速度逆时针向方向旋转,旋转至时间;当到达时间,以原速度逆时针向方向旋转,旋转至时间;再根据这些时间段分别画出图形,表示出,根据列方程求解即可.
【详解】(1)解:①根据题意得,,,
∵点是的中点,
∴,
∴,
故答案为:;
②根据题意得,,,
∵射线平分,
∴,
∴,
故答案为:;
(2)解:①∵,平分,
∴,
根据题意得,,
当射线与重合时,,此时,即,解得;
当在内部,在内部时,此时,,若,则,不合题意;
当在内部,在内部时,此时,,若,则,不合题意;
综上所述,当时,;
②由①得当时,与第一次相遇;
当射线到达时,,以原速度逆时针向方向旋转,旋转至时,;
当射线到达时,,以原速度逆时针向方向旋转,旋转至时,;
当和第二次相遇时,,解得;
当时,与第一次相遇之前,
,
由得,
解得;
当时,与第一次相遇之后,到达之前,
,
由得,
解得;
当时,到达之后原速返回,到达之前,此时,,
,
由得,
解得;
当时,到达之后原速返回,到达之后原速返回,第二次相遇之前,此时,,
,
由得,
解得;
当时,到达之后原速返回,到达之后原速返回,第二次相遇之后,直到旋转至时,、均停止转动.此时,,
,
由得,
解得,不合题意,
综上所述,存在某一时刻,使得,此时或或.
变式训练3(25-26七年级上·重庆·期末)已知,现将绕点O逆时针旋转.
(1)如图1,,当射线平分时,则______;
(2)如图2,射线在内部,且满足,将的边从的位置开始旋转(当的边与射线重合时,停止运动),在旋转过程中,当时,请直接写出与的比值,并写出其中一种情况的求解过程;
(3)如图3,,,将的边从的位置以每秒的速度开始旋转,旋转时间t秒(),在旋转过程中,射线平分,射线平分,射线平分,直线与直线交于点Q,当时,请直接写出所有满足条件的t的值.
【答案】(1)
(2)或,过程:
当射线在的内部时,如图,
∴,,,,
∵,
∴,
解得:,
∴,,
∴;
当射线在的外部时,如图,
∴,,,,
∵,
∴,
解得:,
∴,,
∴;
(3)或
【分析】本题主要考查角的和差关系、平行线的性质、角平分线的定义及一元一次方程的应用,解题的关键是理解题意;
(1)由题意易得,则有,然后问题可求解;
(2)由可设,则,,设,由题意可分:当射线在的内部时,当射线在的外部时,进而分类进行求解即可;
(3)由题意易得,,,,由题意可分:当射线在的内部时,当射线在的外部且射线在内部时,当射线在外部时,当射线在射线下面时,进而分类进行求解即可.
【详解】(1)解:∵,,
∴,
∵射线平分,
∴,
∴;
故答案为;
(2)略
(3)解:∵,,
∴,
由将的边从的位置以每秒的速度开始旋转,旋转时间t秒(),可知:,
∵射线平分,射线平分,射线平分,
∴,,,
由题意可分:
当射线在的内部时,则有,即,如图,
∴,,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
解得:(不符合题意,舍去);
当射线在的外部且射线在内部时,即,如图,
∴,,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
解得:(不符合题意,舍去);
当射线在外部时,即,如图,
∴,,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
解得:(不符合题意,舍去)或;
当射线在射线下面时,即,如图,
∴,,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
解得:;
综上所述:当时,或.
类型八、三角板的相关旋转问题
典例精讲8(25-26七年级上·江苏扬州·期末)【操作拼图】已知一副直角三角尺先按如图的方式拼接在一起,其中与直线重合,,.
(1)在上述所拼图形中,的度数为 °.
【问题探究】
(2)在上述所拼图形基础上,让三角板固定不动,将三角板绕着点O以每秒的速度顺时针方向旋转,且两块三角板均在直线的上方.设三角板的旋转时间为t秒,在旋转过程中,请求出当时,旋转时间t的值;
【拓展延伸】
(3)在按照【操作拼图】要求拼好图后,让三角尺绕着点以每秒的速度按顺时针方向旋转的同时,三角尺也绕着点以每秒的速度按逆时针方向旋转.在旋转过程中,两块三角尺均在直线的上方,且当三角尺停止旋转时,三角尺也停止旋转.设三角尺的旋转时间为.在旋转过程中,当与三角尺的某一边平行时,请直接写出t的值.
【答案】【操作拼图】;【问题探究】或;【拓展延伸】,,
【分析】本题主要考查了平行线的性质,正确判断角的数量关系是本题解题的关键.
(1)根据平角的定义求解即可;
(2)根据,的位置分类讨论,列出等式求解即可;
(3)根据与边平行的边不同分类讨论,根据平行线的性质进行求解即可.
【详解】解:(1)∵与直线重合,
∴,
∵,
∴
故答案为:75;
(2)三角板以每秒的速度顺时针旋转t秒后,
,,
,
;
∵,
∴当时,,
解得;
当时,,
解得,
综上,t的值为9或17;
(3)∵三角板顺时针旋转,三角板逆时针旋转,
∴,,
当时,
∵,,
又,
∴,
解得:;
当时,则,
∴,
∵,
∴,
解得:;
当时,则,
∴,
解得,
综上,t的值为5,10或20.
题型归纳
1.特征:一副或两块三角板绕顶点旋转,依托30°、45°、60°、90°特殊角求角度。
2.方法:利用三角板固有特殊角,分析旋转角,按重叠、相交等临界位置分类讨论。
3.易错提醒:区分两块三角板各自固定角度,旋转过程要考虑多解,不要遗漏情况。
变式训练1(25-26七年级上·内蒙古包头·期末)(1)如图1,把一副三角尺拼接在一起,其中与直线重合,,,则的度数为_____;
(2)如图,三角尺固定不动,将三角尺绕着点以每秒的速度按顺时针方向旋转.在旋转过程中,两个三角尺都在直线的上方.设三角尺的旋转时间为秒,在旋转过程中,当平分时,求出时间的值;
(3)如图3,若三角尺绕着点以每秒的速度按顺时针方向旋转的同时,三角尺同时也绕着点以每秒的速度按逆时针方向旋转,在旋转过程中,两个三角尺都在直线的上方.当三角尺停止旋转时,三角尺也停止旋转.设三角尺的旋转时间为秒,在旋转过程中,是否存在某一时刻使?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2);(3)存在,的值为21或25
【分析】本题是几何变换综合题,主要考查了旋转的变化,角平分线的定义,角的计算,利用三角尺的特殊角,分清运动的情形是解题的关键.
(1)根据平角的定义求解即可;
(2)先求出旋转角,再除以转动速度即可;
(3)分当在左侧和当在右侧两种情形,结合图形分别求解.
【详解】解:(1)∵,,
∴;
故答案为:;
(2)当边平分时,
,
,
旋转角为:,
;
(3)存在,
理由是:当在左侧时,
根据旋转可知:,
,
,
,
解得:;
当在右侧时,
,
,
,
,
;
综上:的值为21或25.
变式训练2(24-25七年级上·江苏南京·期末)【操作拼图】已知一副直角三角尺先按如图的方式拼接在一起,其中与直线重合,.
(1)在上述所拼图形中,的度数为 °.
(2)【问题探究】在上述所拼图形基础上,让三角尺固定不动,将三角尺绕着点O以每秒的速度按逆时针方向旋转,且两块三角尺均在直线的上方.设三角尺的旋转时间为,在旋转过程中,请求出当时t的值.
(3)【拓展延伸】在按照【操作拼图】要求拼好图后,让三角尺绕着点O以每秒的速度按顺时针方向旋转的同时,三角尺也绕着点O以每秒的速度按顺时针方向旋转.在旋转过程中,两块三角尺均在直线的上方,且当三角尺停止旋转时,三角尺也停止旋转.设三角尺的旋转时间为.在旋转过程中,当与三角尺的某一边平行时,请直接写出的值.
【答案】(1)75
(2)12或
(3)或15
【分析】(1)根据平角的定义求解即可;
(2)根据的位置分类讨论,列出等式求解即可;
(3)根据与边平行的边不同分类讨论,根据平行线的性质进行求解即可.
本题考查了旋转的性质,平行线的判定和性质,平角的定义,熟练掌握旋转性质,平行线的判定和性质是解题的关键.
【详解】(1)解:∵,
,
∴;
故答案为:75.
(2)解:当和重合时,,则,
当和重合时,,则,
当和重合时,,则,
①当时,,,
∴,
解得:;
②当时,,
∴,
解得:;
③当时,,
∴,t无解;
综上所述,或.
(3)解:当和重合时,,则,
∴转动过程中,,
①当时,,
∴,
∴,
即,
解得:;
②当时,,
∴,
∴,
即,
解得:;
③当时,,
∴和重合,
∴,
即,
解得:;
当时,,且位于下面,不符合题意,舍去;
综上所述,或15.
变式训练3(25-26七年级上·福建福州·期末)如图1,点在直线上,过点引一条射线,使,将一个直角三角尺的直角顶点放在点处,直角边在射线上,另一边在直线的下方.
【操作一】:将图1中的三角尺绕着点以每秒的速度按顺时针方向旋转,当它完成旋转一周时停止,设旋转的时间为秒.
(1)的度数是__________.
(2)三角尺的边旋转的度数可表示为__________(用含的代数式表示);当__________时,.
【操作二】:如图2,射线与射线重合.如图3,在三角尺绕着点以每秒的速度按顺时针方向旋转的同时,射线绕点以每秒的速度按顺时针方向旋转,当三角尺完成旋转一周时停止,射线也停止旋转,设旋转的时间为秒.
(3)当为何值时,,并说明理由?
(4)试探索:在三角尺与射线旋转的过程中,是否存在某个时刻,使得?若存在,请求出所有满足题意的的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2);或
(3)或 理由如下:根据题意,得,,
,
,
解得;
根据题意,得,,
,
解得;
(4)存在;或
【分析】(1)根据,解答即可.
(2)分且在的上方, 且在的下方,两种情况求解.
(3)根据题意,得,或,求解即可;
(4)当在的左侧时,此时,根据题意,得,当在的右侧时,此时,根据题意,得,求解即可.
【详解】(1)解:根据题意,得,且,
故;
(2)解:三角尺绕着点以每秒的速度按顺时针方向旋转,旋转的时间为秒,
故旋转角.
当且在的上方时,
根据题意,得,,
,
,
解得;
当且在的下方时,
根据题意,得,,
,
,
解得;
(3)略
(4)解:根据题意,当在的左侧时,
此时,
根据题意,得,
整理,得,
解得;
当在的右侧时,
此时,
根据题意,得,
整理,得,
解得;
故当t为或时,;
压轴挑战—攻克高难压轴,突破思维上限
1.(25-26七年级上·浙江嘉兴·期末)如图1,一副含和角的三角板和叠合在一起,边与重合,,分别是,的平分线,现将三角板绕点按逆时针方向旋转(如图2),且.
(1)当时,
①若,求的度数.
②在运动过程中,试猜想与的数量关系,并说明理由.
(2)如图3,平分,若,求的度数.
【答案】(1)①;
②;理由如下:
∵是的角平分线,
∴,
∴,
∵平分,
∴,
∴;
(2)或
【分析】本题考查与三角板有关的计算,与角平分线有关的计算:
(1)①根据角平分线的定义结合角的和差关系进行求解即可;②根据角平分线的定义结合角的和差关系进行求解即可;
(2)分在的内部和在的外部,两种情况进行讨论求解即可.
【详解】(1)解:①由题意,可知:,
∵是的角平分线,,
∴,
∴,
∵平分,
∴,
∴;
②略
(2)解:①当在的内部时,
∵是的角平分线,
∴,
∵,
∴,则,
∴此时重合,
∵是的平分线,
∴;
如图,
∴,
∵平分,
∴,
∴ ;
②当在的外部时,
则:,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵平分,
∴,
∴,
综上:或.
2.(25-26七年级上·福建厦门·期末)如图,射线是钝角内部的一条射线,射线平分.
(1)若和互余,,求的大小;
(2)射线在的内部,且满足,
①若,探究与的数量关系;
②若,射线在的内部,且,判断是哪个角的平分线?并说明理由.
【答案】(1)
(2)①或;
②解:是的平分线.理由如下:
∵,
∴在左侧,如图所示:
设,则,
,
是的平分线,
,
,
∵,
∴,
,
,
,
是的平分线.
【分析】本题考查了角平分线的定义,角的和差计算,熟练掌握角平分线定义,是解题的关键.
(1)根据角平分线定义求出,根据余角定义得出,再求出结果即可;
(2)①分两种情况:当在左侧时,当在右侧时,分别画出图形,求出结果即可;
②设,则,根据角平分线的定义求得,推出,根据,得出,求出,
据此求解即可判断.
【详解】(1)解:∵射线平分,,
∴,
∵和互余,
∴,
∴;
(2)解:①或;
当在左侧时,如图所示:
∵射线平分,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴;
当在右侧时,如图所示:
∵射线平分,
∴,
∵,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴;
综上,或;
②略
3.(25-26七年级上·四川成都·期末)如图,直线上有一点,过点在直线上方作射线,.将一直角三角板的直角顶点放在点处,一条直角边在射线上方且,另一边在直线上方.将直角三角板绕着点按每秒的速度逆时针旋转,设旋转时间为秒().
(1)当时(如图),分别求出与的度数;
(2)在直角三角板旋转的过程中,若射线保持位置不变,当边与射线相交时(如图),求的值;
(3)在直角三角板旋转的过程中,将射线绕着点按每秒的速度顺时针旋转(随三角板旋转停止而停止),当时,求的值.
【答案】(1),;
(2);
(3)或.
【分析】本题考查三角板的运算、几何的角度计算、一元一次方程的应用,能够根据线段的运动算出对应的角度是解题的关键.
(1)通过,即可求解;
(2)先根据旋转的规律,求出,在进行计算即可;
(3)分类讨论:情形一:当时,在上方,情形二:当时,在下方,分别计算出,再根据即可求解.
【详解】(1)解:当时,
∵,,
∴,
∵,,
∴,
(2)解:∵秒后,,,,
∴;
(3)情形一:当时,在上方,
,,
①时,,
∵,
∴,解得(符合题意),
②时,,
∵,
∴,解得(符合题意) ,
情形二:当时,在下方,
,,
∴,解得(舍去),
综上所述,符合条件的的值为或.
4.(25-26七年级上·浙江台州·期末)如图,为直线上一点,,是内部的一条射线,平分.已知,.
(1)求的值.
(2)求的度数.
(3)从点作一条射线,使与的和等于,求的度数.
【答案】(1);
(2);
(3)的度数为或.
【分析】本题主要考查了角的计算以及角平分线的定义的运用,解题时注意:从一个角的顶点出发,把这个角分成相等的两个角的射线叫做这个角的平分线.解决问题的关键是根据角的和差关系进行计算.
(1)由题目条件直接求得答案;
(2)根据(1)中的值,求出和的度数,再根据角平分线求得结果;
(3)根据射线的位置不同,分情况讨论,进而求出的度数.
【详解】(1)解:∵为直线上一点,且,
∴,
又∵,,
∴,解得:;
(2)∵,;
又∵平分,
∴.
又∵,
∴.
∴.
(3)∵,且,
设,则.
①在内部,此时,
∴(矛盾,舍去);
②在内部此时,
∴,解得:.
∴;
③在内部,此时,
∴,解得:,
∴.
④在内部,此时,
∴,解得:,
∴(矛盾,舍去).
综上,的度数为或.
5.(25-26七年级上·浙江台州·期末)如果两个角x,y满足,则称x是y的绝配角.例如,与满足,所以是的绝配角.
(1)若一个角与它本身构成绝配角,则这个角为______.
(2)如图,将射线顺时针旋转得到射线OC(),是的角平分线,将射线顺时针旋转得到射线.
①当时,请你找出图1中的一对角,使得无论()为何值,其中一个角都是另一个角的绝配角,并证明.
②若,如图2,当,中其中一个角是另一个角的绝配角时,求的值.
【答案】(1)
(2)
①(或或或),
证明如下:因为,,,
所以,
因为是的角平分线,
所以,
所以,
所以;
②或
【分析】(1)根据绝配角的定义,即可求解;
(2)①根据角之间的关系,易得,再根据角平分线的定义和角之间的关系,可得,,则,根据绝配角的定义,即可求解;
②根据射线和的位置关系,分两种情况讨论,分别表示出和,再根据绝配角的定义,得或,列出关于的方程,求解即可.
【详解】(1)解:设这个角为x,则它的绝配角也是x,
由题可列,,解得,
故答案为:;
(2)①略
②当在内部时,即,
此时,,
(Ⅰ)若,则,无解;
(Ⅱ)若,则,解得;
当在外部时,即,
此时,,
(Ⅲ)若,则,解得;
(Ⅳ)若,则,解得(舍去);
综上所述:或.
【点睛】本题考查新定义“绝配角”,角平分线的定义,角的运算等知识,理解“绝配角”的定义是解题的关键.
6.(25-26七年级上·浙江宁波·期末)以直线上一点为端点作射线,使,将一个直角三角尺的一个顶点放在处,边与直线重合,.
(1)如图,求的度数.
(2)将直角三角尺绕点以度/秒的速度顺时针旋转一周,同时射线绕点以度/秒的速度先顺时针旋转到与射线重合,再绕点以相同的速度逆时针旋转,随直角三角尺的停止而停止,记旋转时间为秒.
①如图,当直角三角尺旋转到直线上方,且平分时,求的度数.
②探究:在旋转过程中,当时,求的值.
【答案】(1)
(2)①;②或
【分析】本题主要考查了角平分线的定义、平角的性质、角的和差运算以及动态几何中的分类讨论思想,熟练掌握角的和差关系、根据旋转位置进行分类讨论并建立方程是解题的关键.
()利用平角为的性质,结合已知、,通过角度和差关系直接计算的度数.
(2)①先根据角平分线的定义,由平分且,得出;再结合旋转中角度的动态变化关系,建立关于时间的方程,进而求出的度数.②根据三角尺的旋转位置分三种情况讨论:当未与重合时,结合的关系表示出,再由列方程求解.当与重合后、未到下方时,分析角度关系列出方程,检验解是否符合区间范围.当在下方时,用含的式子表示和,再根据角度倍数关系列方程求解,最终综合所有情况得到的值.
【详解】(1)解:,
;
(2)解:①如图2,
平分,,
,
当旋转时间为秒时,,
则,解得,
,
②()当顺时针旋转未与重合,即当时,如图
,
由,得,
解得;
()当与重合后开始逆时针旋转,即当时,如图,
,
则,
由,得,
解得,此情况不符合题意,舍去,
()当在下方,即当时,如图,
,
由,得,
解得,
综上所述,或.
7.(25-26七年级上·浙江湖州·期末)元旦期间,吴兴区某校七年级同学在观看太湖古镇灯光秀表演后,以“灯光里的数学美”为主题展开项目式学习.同学们类比角平分线的定义,给出角的倍分角线的定义,在探究中感受数学之美.
新定义:如果的内部有一条射线将分成两个角,其中是所分角中较小角的倍,那么我们称射线为的倍分角线.如图1,若,则射线为的3倍分角线.
【特例感知】
(1)若,
①射线为的2倍分角线,则________;
②射线为的3倍分角线,则________;
【类比探究】
(2)如图2,点,,在同一条直线上,为直线上方的一条射线.若射线,分别为和的4倍分角线(,),当时,求的度数;
(3)如图3,在(2)的条件下,若射线从射线处绕点顺时针旋转,速度为度/秒,同时射线从射线处绕点顺时针旋转,速度为度/秒.在旋转的过程中,当射线是的倍分角线时(),恰好射线也是的倍分角线(),请直接写出与的数量关系________.
【答案】(1) 或
(2)
(3)
【分析】(1)根据定义,计算即可求解;
(2)设,则,根据“4倍分角线”,可求出和,
再根据,列出方程,求解即可;
(3)设旋转时间为秒,则,,则根据“倍分角线”,可得,,从而,同理可得,进而得到,整理可得.
【详解】(1)解:①射线为的2倍分角线,,
,即;
故答案为:;
②射线为的3倍分角线,,
当,即;
当,即,
,
故答案为:或;
(2)解:设,
点,,在同一条直线上,
,即,
射线,分别为和的4倍分角线(,),
,,
则,
,,
,即,解得,
;
(3)由(2)可知,,,,,
设旋转时间为秒,则,,
射线是的倍分角线时(),
,
,
,
射线也是的倍分角线(),
,
,
,即,
,
.
【点睛】本题考查角的运算,角的倍分角线的定义,动角问题,正确掌握角的运算和角的倍分角线的定义是解题的关键.
8.(25-26七年级上·天津河北·期末)(1)如图1,,,,在内部,在外部,平分,平分.
①直接写出的大小是_____,的大小是_____;
②直接写出的值是_____;
(2)如图2,,,在内部,在外部,平分,平分,问(1)中的②结论是否仍然成立,请说明理由;
(3)如图3,,,在绕着点旋转一周的过程中,平分,平分,当时,直接写出的大小.
【答案】(1)①,;②;
(2)(1)中的②结论仍然成立,理由如下:
设,
∵平分,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵平分,
∴,
∴,
∴,
故(1)中的②结论仍然成立;
(3)或或
【分析】(1)①先求出,再由角平分线的定义可得,求出,再由角平分线的定义可得,最后再由计算即可得出结果;②根据①中得出的结果,计算即可;
(2)设,由角平分线的定义可得,再求出,即可得出结果;
(3)分三种情况,分别画出图形,根据角平分线的定义,结合图形,列出一元一次方程,解方程即可得出结果.
【详解】解:(1)①∵,,
∴,
∵平分,
∴;
∵,,
∴,
∵平分,
∴,
∴;
②∵,,
∴;
故答案为:①,;②.
(2)略
(3)情况一:如图,
设,
∵,
∴,
∵平分,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵平分,
∴,
∵,
∴,
解得,
∴;
情况二:如图,
,
设,
∵,
∴,
∵平分,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵平分,
∴,
∵,
∴,
解得,
∴;
情况三:如图:
,
设,
∵,
∴,
∵平分,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵平分,
∴,
∵,
∴,
解得,
∴;
综上所述,的大小为或或.
【点睛】本题考查了角平分线的定义、几何图中角度的计算、一元一次方程的应用,熟练掌握以上知识点并灵活运用,采用数形结合与分类讨论的思想是解此题的关键.
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