内容正文:
专题10直角三角形全等的判定 同步培优讲义
✺知识框架
1.HL判定定理:文字表述、符号语言、适用条件
2.角平分线的判定定理:定理内容、符号语言、应用场景
3.综合应用:利用HL、角平分线判定定理证明线段相等、角相等
✅本节课核心是直角三角形特有的 HL全等判定,同步学习角平分线的判定定理。HL仅适用于直角三角形;角平分线判定定理用于判定点在角平分线上,两个定理常结合完成几何推理。
✺学习目标
1.直角三角形全等的HL判定定理,理解定理条件,能规范书写几何证明过程。
2.掌握角平分线的判定定理,区分角平分线性质定理与判定定理,能进行简单推理应用。
3.利用HL定理、角平分线判定定理证明线段相等、角相等,挖掘图形中公共边、直角等隐含条件。
4.明确HL的适用范围,规范几何书写格式,规避证明中的常见错误。
✺题型归纳
题型1.用HL证全等(HL)
题型2.全等的性质和HL综合(HL)
题型3.旋转模型(全等三角形的辅助线问题)
题型4.垂线模型(全等三角形的辅助线问题)
题型5.角平分线的判定定理
题型6.课堂小练
✺知识清单
知识点一 、直角三角形全等的判定定理
文字表述:斜边和一条直角边对应相等的两个直角三角形全等。简记为斜边、直角边(HL)。 符号语言:
使用前提:必须是两个直角三角形;条件为斜边对应相等,且一条直角边对应相等。
知识点二、角平分线的判定定理
文字表述:角的内部,到角两边距离相等的点,在这个角的平分线上。
符号语言:∵PD⊥OA于点D,PE⊥OB于点E,PD=PE,且点P在∠AOB内部,∴OP平分∠AOB.
说明:定理包含两个条件:①点在角的内部;②该点到角两边的距离相等。
定理的作用:判定点在角平分线上,证明角相等。
应用结论:可以利用 HL 证明直角三角形全等,得到对应边、对应锐角相等,用来证明线段相等或角相等;而角平分线判定定理可直接判定角相等,不需要证明三角形全等。
【易错点提醒】
1.HL定理只适用于直角三角形,不能用于一般三角形全等证明。
2.使用HL证明时,书写格式必须标注Rt△,缺少标注会导致依据不成立。两条直角边对应相等,不能使用HL判定,应选用SAS判定。
3.使用角平分线判定定理,相等的线段必须是点到角两边的垂线段,不是任意线段;点必须在角的内部。
✺题型精讲
题型1.用HL证全等(HL)
1.如图,,垂足为,,点在上,,,依据上述条件可以判定.这种判定三角形全等的依据是( )
A. B. C. D.
2.如图,已知,,即可证明,全等的依据是________.(用字母表示)
3.如图,已知,其中,的延长线与相交于点,连接.
(1)求证:;
(2)若, ,求的长.
题型2.全等的性质和HL综合(HL)
1.如图,P是内一点,于点E,于点F,.则以下结论错误的是( )
A. B.平分 C. D.
2.如图,在四边形中,,,连接,,则的度数为__________.
3.如图,在中,,过点、分别作,,连接、、,.求证:.
题型3.旋转模型(全等三角形的辅助线问题)
1.如图,在中,,D是斜边上一点,若,则的长为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
2.如图所示,在等腰直角中,,O是斜边的中点,M为下方一点,且,,,则______.
3.在学习全等三角形知识时,数学兴趣小组发现这样一个模型:它是由两个共顶点且顶角相等的等腰三角形构成.在相对位置变化的同时,始终存在一对全等三角形.
(1)如图①,和都是等腰三角形,,,,连接、,与全等的三角形是________,和的数量关系是_______;
(2)如图②,和都是等腰直角三角形,,,,连接、交于点P,请判断线段和的数量关系和位置关系,并说明理由;
(3)如图③,在中,以、为边分别向外作等边三角形和等边三角形,连接、交于点P,请直接写出线段和的数量关系及的度数.
题型4.垂线模型(全等三角形的辅助线问题)
1.如图,是边长为3的等边三角形,点Q是边上一点,于点D,点E为边延长线上一点,且满足,连接交于点F,则的长为( )
A. B. C.1 D.
2.如图,在四边形中,,则的长为______.
3.如图,在和中,,,点,,在一条直线上,,连结交于点.
(1)求证:是的中点;
(2)若,求的长.
题型5.角平分线的判定定理
1.若内一点O到三角形三条边的距离相等,则O为( )
A.三条角平分线的交点 B.三条高的交点
C.三条中线的交点 D.以上都不是
2.如图是两把完全相同的长方形直尺,一把直尺压住射线,且与射线交于点,另一把直尺压住射线并且与第一把直尺交于点,连接,已知,则的度数是______.
3.如图,为的平分线,点A、C分别在、上,连接、,恰为的平分线,过P作于E,于F,于G.求证:点P在的平分线上.
✺课堂小练
一、单选题
1.如图,在四边形中,,要根据证明,则需要添加的条件是( )
A. B.
C. D.
2.如图,在中,过点A作,过点C作,两垂线相交于点D,且.若,,则的长为( )
A. B. C. D.
3.如图,点分别在的边上,,过点作,垂足为,且.若,则的度数为( )
A. B. C. D.
二、填空题
4.如图,在中,,点是边上一点,连接,于点,,若,则的度数为___________.
5.如图,在中,,,,点P是线段上的动点,将点A绕点P顺时针旋转至点D,连接,则的最小值是______.
三、解答题
6.如图,在中,于D,于E,交于点O,且.
(1)求证:;
(2)连接,求证:平分;
(3)若,求的度数.
7.如图,点D是外一点,连接,过点C作,垂足为E.,的面积为14.
(1)求证:是的平分线;
(2)若,求证:.
8.在中,,.
(1)点是内部一点,且.
①如图1,求证:;
②如图2,当,,三点共线时,连接,若,,求的面积;
(2)如图3,点是外一点,且,若的面积为8,求的长.
试卷第1页(共3页)
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专题10直角三角形全等的判定 同步培优讲义
✺知识框架
1.HL判定定理:文字表述、符号语言、适用条件
2.角平分线的判定定理:定理内容、符号语言、应用场景
3.综合应用:利用HL、角平分线判定定理证明线段相等、角相等
✅本节课核心是直角三角形特有的HL全等判定,同步学习角平分线的判定定理。HL仅适用于直角三角形;角平分线判定定理用于判定点在角平分线上,两个定理常结合完成几何推理。
✺学习目标
1.直角三角形全等的HL判定定理,理解定理条件,能规范书写几何证明过程。
2.掌握角平分线的判定定理,区分角平分线性质定理与判定定理,能进行简单推理应用。
3.利用HL定理、角平分线判定定理证明线段相等、角相等,挖掘图形中公共边、直角等隐含条件。
4.明确HL的适用范围,规范几何书写格式,规避证明中的常见错误。
✺题型归纳
题型1.用HL证全等(HL)
题型2.全等的性质和HL综合(HL)
题型3.旋转模型(全等三角形的辅助线问题)
题型4.垂线模型(全等三角形的辅助线问题)
题型5.角平分线的判定定理
题型6.课堂小练
✺知识清单
知识点一 、直角三角形全等的判定定理
文字表述:斜边和一条直角边对应相等的两个直角三角形全等。简记为斜边、直角边(HL)。 符号语言:
使用前提:必须是两个直角三角形;条件为斜边对应相等,且一条直角边对应相等。
知识点二、角平分线的判定定理
文字表述:角的内部,到角两边距离相等的点,在这个角的平分线上。
符号语言:∵PD⊥OA于点D,PE⊥OB于点E,PD=PE,且点P在∠AOB内部,∴OP平分∠AOB.
说明:定理包含两个条件:①点在角的内部;②该点到角两边的距离相等。
定理的作用:判定点在角平分线上,证明角相等。
应用结论:可以利用 HL 证明直角三角形全等,得到对应边、对应锐角相等,用来证明线段相等或角相等;而角平分线判定定理可直接判定角相等,不需要证明三角形全等。
【易错点提醒】
1.HL定理只适用于直角三角形,不能用于一般三角形全等证明。
2.使用HL证明时,书写格式必须标注Rt△,缺少标注会导致依据不成立。两条直角边对应相等,不能使用HL判定,应选用SAS判定。
3.使用角平分线判定定理,相等的线段必须是点到角两边的垂线段,不是任意线段;点必须在角的内部。
✺题型精讲
题型1.用HL证全等(HL)
1.如图,,垂足为,,点在上,,,依据上述条件可以判定.这种判定三角形全等的依据是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】首先根据垂直定义和平行线性质得出,再由得出,最后结合利用定理即可判定.
【详解】解:,
,
,
,
和都是直角三角形,
,
,即,
在和中,
,
.
2.如图,已知,,即可证明,全等的依据是________.(用字母表示)
【答案】
【分析】利用即可证明.
【详解】解:∵,
∴和为直角三角形,
在和中,
,
∴,
则全等的依据是.
3.如图,已知,其中,的延长线与相交于点,连接.
(1)求证:;
(2)若, ,求的长.
【答案】(1)证明:,
,
,
,
在和中,
,
;
(2)3
【分析】(1)根据,得,即可证明;
(2)根据全等三角形的性质及线段的和差即可求得的长.
【详解】(1)略
(2)解:,
,
,
,
,
,
,
,
.
题型2.全等的性质和HL综合(HL)
1.如图,P是内一点,于点E,于点F,.则以下结论错误的是( )
A. B.平分 C. D.
【答案】C
【分析】利用“”判定方法证明,根据全等三角形的性质逐一判断选项即可.
【详解】解:、,
,
在和中,
,
,
、、,
平分,
故A、B、D选项正确;
根据题意无法得出,
故C选项错误.
2.如图,在四边形中,,,连接,,则的度数为__________.
【答案】
【分析】根据“”判定,利用全等三角形对应角相等得出,再根据直角三角形两锐角互余即可求解.
【详解】解:,
和都是直角三角形,
在和中, ,
,
,
在中,.
3.如图,在中,,过点、分别作,,连接、、,.求证:.
【答案】证明:,,
.
,
.
又,
,
.
【分析】根据等角对等边可得,再根据证明,即可得.
【详解】略
题型3.旋转模型(全等三角形的辅助线问题)
1.如图,在中,,D是斜边上一点,若,则的长为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】C
【分析】将△ABD绕点A逆时针旋转90°得△ACE,连结DE,由旋转可得AD=AE,∠ACE=∠B,BD=CE=1,由,可得∠ABC=∠ACB=45°, 可求∠DCE=90°,在Rt△DCE中,由勾股定理得,由AD=AE,∠DAE=90°,在Rt△ADE中,求出AD即可.
【详解】解:将△ABD绕点A逆时针旋转90°得△ACE,连结DE,
∴AD=AE,∠ACE=∠B,BD=CE=1,
∵,
∴∠ABC=∠ACB=45°,
∴∠DCE=∠ACB+∠ACE=45°+45°=90°,
在Rt△DCE中,,
∵AD=AE,∠DAE=90°,
∴在Rt△ADE中
∴AD=5,
故选择C.
【点睛】本题考查图形旋转性质,等腰直角三角形性质,勾股定理,掌握图形旋转性质,等腰直角三角形性质,勾股定理是关键.
2.如图所示,在等腰直角中,,O是斜边的中点,M为下方一点,且,,,则______.
【答案】
【分析】本题考查了等腰直角三角形,全等三角形的判定和性质,勾股定理,熟练掌握相关知识并正确作出辅助线是解题的关键.过点作,截取,连接,,并延长交于点,交于点,连结,先证明,得出,,然后在证是等腰直角三角形,求出的长,再根据勾股定理求出的长.
【详解】解:如图,过点作,截取,连接,,并延长交于点,交于点,连结,则,
在等腰直角中,是斜边的中点,
,
,
,
∴,
,
,
,
,
是等腰直角三角形,
,
,
,
是等腰直角三角形,
,
故答案为:.
3.在学习全等三角形知识时,数学兴趣小组发现这样一个模型:它是由两个共顶点且顶角相等的等腰三角形构成.在相对位置变化的同时,始终存在一对全等三角形.
(1)如图①,和都是等腰三角形,,,,连接、,与全等的三角形是________,和的数量关系是_______;
(2)如图②,和都是等腰直角三角形,,,,连接、交于点P,请判断线段和的数量关系和位置关系,并说明理由;
(3)如图③,在中,以、为边分别向外作等边三角形和等边三角形,连接、交于点P,请直接写出线段和的数量关系及的度数.
【答案】(1);
(2)
且;
理由如下:∵,
∴.
∴.
在和中,
,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
综上所述:且;
(3),
【分析】(1)先判断出,进而证明,即可得出结论;
(2)先证明,得出,,进而判断出,即可得出结论;
(3)先证明,得出,,进而求出,最后用三角形外角的性质,即可得出结论.
【详解】(1)解:∵,
∴.
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
故答案为:,;
(2)略
(3)解:,,理由如下:
∵和是等边三角形,
∴,,,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,,
∴
,
∴.
【点睛】此题是三角形综合题,主要考查了等腰三角形的性质,等边三角形的性质,全等三角形的判定与性质,判断出是解本题的关键.
题型4.垂线模型(全等三角形的辅助线问题)
1.如图,是边长为3的等边三角形,点Q是边上一点,于点D,点E为边延长线上一点,且满足,连接交于点F,则的长为( )
A. B. C.1 D.
【答案】A
【分析】本题考查了等边三角形的性质、全等三角形的性质与判定,熟练掌握以上知识点,添加适当的辅助线构造全等三角形是解题的关键.作交的延长线于点,利用全等三角形判定证出,得到,,再证出,得到,再利用线段和差即可求出的长.
【详解】解:作交的延长线于点,
是边长为3的等边三角形,
,,
,
,
,,
,
又,
,
,,
又,,
,
,
.
故选:A.
2.如图,在四边形中,,则的长为______.
【答案】
【分析】本题考查了勾股定理及其逆定理,全等三角形的判定与性质等知识点.作,可推出是等腰直角三角形,即可证,利用即可求解.
【详解】解:作的延长线,垂足为M,如图所示:
∵,
∴,
∵,
∴,
∴是等腰直角三角形,,
∵,
∴,
∴,
∴
∴,
∴
∴,
∴
故答案为:.
3.如图,在和中,,,点,,在一条直线上,,连结交于点.
(1)求证:是的中点;
(2)若,求的长.
【答案】(1)
证明:如图,过点作交于点,交于点,
,
,
,
,
,,
, ,
又,
,
,
又,
,
,
,
,
,
又,
,
,
是的中点.
(2)5
【分析】本题考查了全等三角形的性质与判定、勾股定理,熟练掌握相关知识点,学会添加适当的辅助线构造全等三角形,利用勾股定理求线段长度是解题的关键.
(1)过点作交于点,交于点,先利用全等三角形判定定理推出,得到,再利用全等三角形判定定理推出,得到,即可得出结论;
(2)由和求出的长,进而得到、的长,在中利用勾股定理得出的长,即可求出的长.
【详解】(1)略
(2)解:,,
,
,
解得:,
,
由(1)中的结论得,,,
,,
,
,
,
在中,,
由(1)中的结论得,是的中点,
,
的长为5.
题型5.角平分线的判定定理
1.若内一点O到三角形三条边的距离相等,则O为( )
A.三条角平分线的交点 B.三条高的交点
C.三条中线的交点 D.以上都不是
【答案】A
【详解】解:∵到角的两边距离相等的点在角的平分线上,
∴点O到三条边的距离相等,则点O在的三个角的平分线上,
∴O为三条角平分线的交点.
2.如图是两把完全相同的长方形直尺,一把直尺压住射线,且与射线交于点,另一把直尺压住射线并且与第一把直尺交于点,连接,已知,则的度数是______.
【答案】/度
【分析】此题主要考查角平分线的判定,平行线的性质,解题关键是掌握角平分线的判定定理:到角两边距离相等的点在这角的平分线上.根据两把完全相同的长方形直尺,可知平分,又,进而可得的度数.再由长方形直尺可得,利用平行线的性质可求解.
【详解】解:由题意,两把完全相同的长方形直尺,则点到的距离相等,
∴平分,
∴,
由长方形直尺可知:,
∴,
故答案为:.
3.如图,为的平分线,点A、C分别在、上,连接、,恰为的平分线,过P作于E,于F,于G.求证:点P在的平分线上.
【答案】证明:为的平分线,恰为的平分线,
,,
,
,,
∴点P在的平分线上.
【分析】根据角平分线的性质定理得到,,可知,根据角平分线的判定定理证明即可.
【详解】略.
✺课堂小练
一、单选题
1.如图,在四边形中,,要根据证明,则需要添加的条件是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】解:∵,
∴,
∵,
若证明,
则应该添加.
2.如图,在中,过点A作,过点C作,两垂线相交于点D,且.若,,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】将绕点A逆时针旋转得,连接,根据旋转的性质可知对应边相等,,再利用勾股定理结合已知的、长度,求解.
【详解】解:如图,将绕点A逆时针旋转得,连接,
∴,,,
∴,
∴,
在中,
,
在中,,
∴,
解得.
3.如图,点分别在的边上,,过点作,垂足为,且.若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】可证得与,得到,,再计算出,即可求解.
【详解】解:∵,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
又∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴.
二、填空题
4.如图,在中,,点是边上一点,连接,于点,,若,则的度数为___________.
【答案】
【分析】由角平分线的判定定理求出的大小,再由直角三角形的两个锐角互余即可得.
【详解】解:,,,
平分,
,
,
.
5.如图,在中,,,,点P是线段上的动点,将点A绕点P顺时针旋转至点D,连接,则的最小值是______.
【答案】
【分析】本题考查了全等三角形的判定与性质、勾股定理、垂线段最短等知识点,截取,连接;过点D作,垂足为E,证可推出为等腰直角三角形;点D在射线上运动,当时,最小,据此即可求解.
【详解】解:如图,截取,连接;过点D作,垂足为E;
可得等腰直角三角形;
∵
∴
∵
∴
则:,
∴,
即
即为等腰直角三角形
∴
∵点F为定点
∴点D在射线上运动
当时,最小,
在等腰直角中:,
∴,
故答案为:.
三、解答题
6.如图,在中,于D,于E,交于点O,且.
(1)求证:;
(2)连接,求证:平分;
(3)若,求的度数.
【答案】(1)证明:∵于D,于E,
∴,
∵,,
∴;
(2)证明:∵,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∵于D,于E,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴平分;
(3)
【分析】(1)利用证明即可;
(2)证明,即可得证;
(3)根据三角形的内角和定理,进行求解即可.
【详解】(1)略
(2)略
(3)解:∵,,
∴,
∴,
∴.
7.如图,点D是外一点,连接,过点C作,垂足为E.,的面积为14.
(1)求证:是的平分线;
(2)若,求证:.
【答案】(1)证明:如图1,过点C作交的延长线于点F,
∵的面积为14,,
∴,
∴,
∵,
∴,
又∵,,点C在的内部,
∴点C在的平分线上,
∴是的平分线;
(2)证明:如图2,在上截取,连接,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,垂足为E,
∴是线段的垂直平分线,
∴,
由(1)可知:是的平分线,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴.
【分析】(1)过点C作交的延长线于点F,利用三角形面积公式求得,然后根据角平分线的判定定理,即可证明结论;
(2)在上截取,连接,首先证明,易得是线段的垂直平分线,进而可得,再证明,进而利用“”证明,由全等三角形的性质可得,即可证明结论.
【详解】(1)略
(2)略
8.在中,,.
(1)点是内部一点,且.
①如图1,求证:;
②如图2,当,,三点共线时,连接,若,,求的面积;
(2)如图3,点是外一点,且,若的面积为8,求的长.
【答案】(1)①证明:,,
,
,,
.
,,
.
②30
(2)4
【分析】(1)①利用直角的性质,通过等量代换求出,结合已知条件,利用即可证明.②利用等腰直角三角形的性质和全等三角形的性质推出和相应的度数,和相应的长度,以及,根据直角三角形的面积公式即可求出的面积.
(2)利用旋转的性质和已知条件,证明三点共线、以及,根据面积法即可求出的长度.
【详解】(1)①证明:略.
②解:,,
,
,
由①可得,,
,
为直角三角形,
,,
.
,
.
(2)解:将绕点逆时针旋转使和重合,得到,如图所示,
,,,,
为等腰直角三角形,
,
,
,
在线段的延长线上,
,
,
.
,,
,
.
【点睛】本题考查了三角形全等,旋转的性质,等腰直角三角形的性质与判定,解题的关键在于判断三点共线,巧妙将边上的高转化为.
试卷第1页(共3页)
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