内容正文:
第12章 全等三角形
教学目标
1. 理解全等三角形的概念与性质,会用符号表示两个三角形全等,能正确找出对应边、对应角。
2. 掌握三角形全等的五种判定方法(SSS、SAS、ASA、AAS、HL),能根据已知条件选择合适的方法判定两个三角形全等,并规范书写证明过程。
3. 掌握等腰三角形、等边三角形的性质与判定,能综合运用解决求角、求边与证明问题。
4. 理解线段垂直平分线、角的平分线的性质与判定,理解互逆命题、互逆定理并能进行简单推理。
5. 通过全等三角形的综合应用,体会转化、分类讨论、方程等数学思想,提升几何直观与推理能力。
教学重难点
1. 重点:
(1)全等三角形的五种判定方法及灵活选用;
(2)全等三角形性质与判定的综合应用(证明线段相等、角相等);
(3)等腰(边)三角形的性质与判定。
2. 难点:
(1)根据已知条件选择合适的判定方法,并规范书写证明过程;
(2)添加辅助线(截长补短、倍长中线、作垂线)构造全等三角形;
(3)动点、分类讨论、最值等综合问题的分析与求解。
知识点01 全等三角形的概念与性质
1. 全等三角形的概念:能够完全重合的两个三角形叫作全等三角形;互相重合的顶点叫作对应顶点,互相重合的边叫作对应边,互相重合的角叫作对应角。
2. 全等三角形的表示:用符号“≌”表示,读作“全等于”。表示两个三角形全等时,通常把对应顶点的字母写在对应的位置上,例如若△ABC与△DEF全等,记作。
3. 全等三角形的性质:
(1)全等三角形的对应边相等,对应角相等;
(2)全等三角形的周长相等,面积相等;
(3)全等三角形对应边上的中线、对应角的平分线、对应边上的高分别相等。
4. 全等变换:一个图形经过平移、翻折、旋转后,位置发生变化,但形状、大小都不变,即变换前后的图形全等。
知识点02 全等三角形的判定
两个三角形全等的五种判定方法如下表:
判定方法
条件(语言表述)
简写
图例
边边边
三边分别相等
SSS
边角边
两边及其夹角分别相等
SAS
角边角
两角及其夹边分别相等
ASA
角角边
两角分别相等且其中一组等角的对边相等
AAS
斜边直角边
斜边和一条直角边分别相等
HL
注意:两边及其中一边的对角相等(SSA)、三个角分别相等(AAA)都不能判定两个三角形全等;HL只适用于直角三角形。
知识点03 全等三角形判定的常用思路
已知条件不同,寻找判定方法的常用思路如下表:
已知条件
可寻找的条件
判定的方法
已知两边
找第三边;找夹角;找直角
SSS;SAS;HL
已知一边一角(角为邻边)
找这边的另一个邻角;找这个角的另一个邻边;找这边的对角
ASA;SAS;AAS
已知一角与对边
找一角;若是直角找一边
AAS;HL
已知两角
找夹边;找夹边外任意一边
ASA;AAS
知识点04 等腰三角形的性质与判定
1. 定义:有两条边相等的三角形叫作等腰三角形,相等的两条边叫作腰,另一条边叫作底边,两腰的夹角叫作顶角,腰与底边的夹角叫作底角。
2. 性质1(等边对等角):等腰三角形的两个底角相等。
3. 性质2(三线合一):等腰三角形的顶角平分线、底边上的中线、底边上的高相互重合。
4. 判定:
(1)定义法:有两条边相等的三角形是等腰三角形;
(2)等角对等边:有两个角相等的三角形是等腰三角形,即时,。
5. 拓展:等腰三角形两腰上的中线、高分别相等;两底角的平分线相等;底边上任意一点到两腰的距离之和等于一腰上的高。
知识点05 等边三角形的性质与判定
1. 性质:等边三角形的三个内角都相等,并且每一个角都等于;等边三角形是轴对称图形,有三条对称轴;等边三角形是特殊的等腰三角形,具有等腰三角形的一切性质。
2. 判定:
(1)定义法:三边都相等的三角形是等边三角形;
(2)三个角都相等的三角形是等边三角形;
(3)有一个角是的等腰三角形是等边三角形。
知识点06 命题、定理与互逆命题(定理)
1. 命题:判断一件事情的语句叫作命题,由题设和结论两部分组成,常写成“如果……那么……”的形式。正确的命题叫真命题,错误的命题叫假命题。
2. 互逆命题:两个命题的题设、结论正好相反,这样的两个命题互为互逆命题,其中一个叫原命题,另一个叫它的逆命题。
3. 互逆定理:如果一个定理的逆命题经过证明是真命题,那么它也是一个定理,这两个定理叫作互逆定理,其中一个叫作另一个的逆定理。
知识点07 线段垂直平分线的性质与判定
1. 定义:经过线段中点并且垂直于这条线段的直线,叫作这条线段的垂直平分线。
2. 性质:线段垂直平分线上的点与这条线段两个端点的距离相等,如图中。
3. 判定(性质定理的逆定理):与线段两个端点距离相等的点,在这条线段的垂直平分线上。
知识点08 角的平分线的性质与判定
1. 性质:角的平分线上的点到角的两边的距离相等(这里的距离指点到角两边的垂线段的长)。
2. 判定(性质定理的逆定理):角的内部到角的两边的距离相等的点,在这个角的平分线上。
3. 注意:角的平分线的判定中,到角两边距离相等的点必须位于角的内部,角外部的点不在角的平分线上。
知识点09 全等三角形中的常用辅助线与数学思想
1. 截长补短:在较长的线段上截取一段等于某较短线段,或将较短线段延长补成等长,从而构造全等三角形。
2. 倍长中线:将中线延长一倍,构造全等三角形(倍长中线法),把分散的线段、角集中起来。
3. 作垂线:由角平分线上的点向角的两边作垂线段,利用角平分线性质得到两条垂线段相等,进而构造全等(常用HL)。
4. 数学思想:转化思想(把证线段相等、角相等转化为证三角形全等)、分类讨论思想、方程思想(设未知数列方程求边、求角)。
题型01 判定两个三角形全等的依据识别
1. 抓关键词:根据“三边”“两边及其夹角”“两角及其夹边”“两角及其中一角的对边”“斜边、直角边”识别对应的判定方法。
2. 记反例:SSA(两边及其中一边对角)、AAA 不能判定两个三角形全等。
3. HL仅用于直角三角形,其余四种判定适用于一般三角形。
【典例1】. (26-27八年级上·四川绵阳·阶段检测)尺规作图是起源于古希腊的数学课题,尺规作图中往往蕴含着丰富的数学知识和思想方法.如图,为了得到,在用直尺和圆规作图的过程中,得到的依据是( )
A. B. C. D.
【变式1】. (26-27八年级上·江苏南京·阶段检测)下面是“作的角平分线”的尺规作图方法.上述方法通过判定得到.其中判定的依据是( )
A. B. C. D.
【变式2】. (25-26七年级下·陕西西安·期末)某段河流的两岸是平行的,数学兴趣小组在老师带领下不用涉水过河就测得河的宽度,他们是这样做的:
①在河流的一条岸边点,选对岸正对的一棵树;
②沿河岸直走有一树,继续前行到达处;
③从处沿河岸垂直的方向行走,当到达树正好被树遮挡住的处停止行走;
④测得的长为,利用全等三角形的性质,可得河宽也为.
图中和全等的依据是( )
A. B. C. D.
【变式3】. (25-26八年级上·广东中山·阶段检测)如图,一块三角形玻璃破裂成I,II号两块,现需划同样大小的一块三角形玻璃,为方便起见,只需带上___________号碎片.根据全等三角形的知识,这样选择的依据是___________.
题型02 添加条件使两个三角形全等
方法技巧:
1. 先列出已给条件,再判断缺少的是边还是角。
2. 善用隐含条件:公共边、公共角、对顶角、垂直产生直角、平行产生相等角。
3. 从五种判定方法中选择合适条件补全,注意图形的对应关系,避免重复或遗漏。
【典例2】. (26-27八年级上·甘肃张掖·阶段检测)如图,在四边形中,连接、交于点O,若,只需添加一个条件即可证明,则这个条件可以是____________.(写出一个即可)
【变式1】. (25-26八年级上·福建福州·期末)如图,,,下列根据“”定理,添加一个条件可以使得成立的是( )
A. B.
C. D.
【变式2】. (25-26八年级下·内蒙古乌兰察布·期中)如图,,,是的中点,要用“”证明,应添加的一个条件是()
A. B. C. D.
【变式3】. (25-26七年级下·内蒙古包头·期末)如图,点,,,在同一条直线上,,.如果要使,需要添加的一个条件是__________.
题型03 互逆命题与真假命题判断
1. 命题改写:把命题写成“如果……那么……”的形式,分清题设与结论。
2. 写逆命题:交换原命题的题设与结论。
3. 判真假:真命题需证明或依据公理、定理;假命题举一个反例即可。
【典例3】. (26-27八年级上·山东聊城·阶段检测)下列命题的逆命题是真命题的是( )
A.若,则 B.等边三角形是锐角三角形
C.相等的角是对顶角 D.等边三角形的面积相等
【变式1】. (25-26八年级下·福建漳州·期末)下列各命题的逆命题成立的是( )
A.等角对等边
B.若,则
C.对顶角相等
D.直角都相等
【变式2】. (25-26七年级下·湖北省直辖县级单位·期末)命题“如果,那么”的逆命题是________命题.(填“真”或“假”)
【变式3】. (25-26七年级下·湖北襄阳·期末)小红同学在学习完《相交线和平行线》这一章后认为:一个真命题,交换其题设与结论后得到的新命题也是真命题.请你在下面命题中选择一个,作为反例说明小红同学的观点是错误的:________(填序号).
①两直线平行,内错角相等;②对顶角相等;③邻补角互补;④若,则.
题型04 利用全等三角形的性质求边、角
1. 先判定全等,再由对应边、对应角相等建立等量关系。
2. 结合三角形内角和、外角性质求角;结合周长、线段和差求边。
3. 遇到未知量可用方程思想,设未知数列方程求解。
【典例4】. (26-27八年级上·河南商丘·阶段检测)如图,,是的高线,与相交于点F,若,且的面积为12, 则的长为( )
A.1 B. C.2 D.3
【变式1】. (26-27八年级上·甘肃平凉·阶段检测)如图,在与中,点B、E在线段上,且,,.若.则的长为( )
A.10 B.9 C.8 D.7
【变式2】. (26-27八年级上·甘肃张掖·阶段检测)如图,在四边形中,,,过点D分别作交的延长线于点E,交的延长线于点F.
(1)求证:;
(2)若,求的长.
【变式3】. (25-26七年级下·广东河源·期末)如图,在中,,,为,边上一点,且,连接,.
(1)试说明:;
(2)若,求的度数.
题型05 利用全等三角形的判定与性质进行证明
1. 理清已知条件与要证的结论,寻找(或构造)两个三角形。
2. 找全等条件:已知条件+隐含条件(公共边、公共角、对顶角、垂直或平行产生的相等角)。
3. 规范书写:按 SSS、SAS、ASA、AAS、HL 的步骤完整书写,标明对应关系。
【典例5】. (26-27八年级上·河南安阳·阶段检测)如图,于点D,于点E,相交于点O.
(1)当时,求证:;
(2)当时,求证:.
【变式1】. (26-27八年级上·河南安阳·阶段检测)如图,,且点,,,在同一直线上,点,,在同一直线上.若,求证:.
【变式2】. (26-27八年级上·全国·课后作业)如图,在中,,,在中,,,点,,分别在边,,上.求证:.
【变式3】. (25-26七年级下·广东河源·期末)如图,在四边形中,,是边上一点,连接,若是的平分线,且.
(1)若,求的面积;
(2)试说明:.
题型06 利用全等确定线段间的数量关系
1. 倍长中线法:延长中线至2倍,构造全等三角形,把分散线段集中到同一三角形。
2. 截长补短法:在较长线段上截取一段等于较短线段,或延长较短线段补成等长,构造全等。
3. 通过全等把要比较的线段集中,利用线段和差、三角形三边关系判断数量关系。
.【典例6】. (25-26八年级上·浙江杭州·阶段检测)已知:如图,中,于D,,.
(1)求的度数.
(2)请探究线段与线段的数量和位置关系.
【变式1】. (25-26七年级下·陕西西安·期中)如图1,已知平分,定点在射线上,于点,于点,.
(1)求的长
(2)如图2,当点在射线上,点在射线上,且与不垂直,其它条件不变,求出与之间的数量关系.
(3)如图3,当点在射线的反向延长线上时,,其它条件不变,则(2)中的结论是否仍然成立?若成立,请说明理由;若不成立,请直接写出与新的数量关系式.
【变式2】. (26-27八年级上·内蒙古巴彦淖尔·阶段检测)如图,A,D,E三点在同一条直线上,且,.,
求证:
(1).
(2).
【变式3】. (26-27八年级上·江苏泰州·阶段检测)如图,在凸五边形中,,,,为的中点.证明.
题型07 等腰(边)三角形的性质与判定应用
1. “等边对等角”与“等角对等边”互逆使用:由边相等推角相等(性质),由角相等推边相等(判定)。
2. 三线合一:作底边上的高、中线或顶角平分线,构造直角三角形或全等三角形。
3. 等边三角形可构造旋转全等,求角、求线段常用到。
【典例7】. (26-27八年级上·四川绵阳·阶段检测)如图,在和中,,,.连接,连接并延长交,于点,.若恰好平分,证明下面结论:
(1);
(2);
【变式1】. (26-27八年级上·江苏南京·阶段检测)如图,点是等边内一点,是外一点,,连接.
(1)求证:是等边三角形;
(2)直接写出:当___________时,是直角三角形;
(3)直接写出:当___________时,是等腰三角形.
【变式2】. (26-27八年级上·广东汕头·阶段检测)如图,和均为等腰直角三角形.
求证:
(1)
(2)判断和的关系,并说明理由
【变式3】. (26-27八年级上·湖南长沙·阶段检测)如图,,,.
(1)求证:;
(2)设与交于点,,求的度数.
题型08 角平分线、垂直平分线的性质与判定应用
1. 角平分线性质:由角平分线上的点向两边作垂线段,得两垂线段相等,构造两个直角三角形(常用HL证全等)。
2. 垂直平分线性质:线上的点到线段两端点距离相等,常用来转化线段。
3. 逆定理用于判定:到角两边距离相等的点在角平分线上;到线段两端点距离相等的点在垂直平分线上。
【典例8】. (25-26八年级下·陕西西安·期中)如图,在中,直线l是边的垂直平分线,分别交,于点D,E,连接.
(1)若,,求的周长;
(2)如图,已知点F在线段上,且点F在边的垂直平分线上,连接,,试判断点F是否在边的垂直平分线上,并说明理由.
【变式1】. (25-26八年级上·广东汕头·期中)如图,在中,,,的垂直平分线交于点D,交于点E,连接.
(1)求的度数;
(2)若的周长为,,求的长.
【变式2】. (26-27七年级上·山东淄博·阶段检测)如图1,中,,和的平分线相交于点.
(1)直接写出的度数:________;
(2)如图2,过点作,,垂足分别为点,,试判断与的数量关系;
(3)若的面积是20,周长是20,求的长;
(4)如图3,延长交于点,延长交于点,与相等吗?请说明理由.
【变式3】. (26-27八年级上·浙江金华·阶段检测)已知,平分,平分,
(1)如图(1),作,若,求点E到与的距离之和.
(2)如图(2),过点E的直线交射线于点C,交射线于点D,求证:.
(3)如图(3),过点E的直线交射线的反向延长线于点C,交射线于点D,,,,求的面积.
题型09 尺规作图与全等三角形的综合
1. 掌握基本作图:作一个角等于已知角、作角的平分线、作线段的垂直平分线等,作图依据都是全等三角形的判定(如SSS)。
2. 根据作图痕迹识别所作图形(角平分线、垂直平分线、中线等)。
3. 结合作图结果进行证明或计算,常与全等、等腰三角形的性质结合。
【典例9】. (25-26七年级下·广东深圳·期末)如图1,中,点,分别在边、边上.数学学习小组围绕“全等三角形的对应线段相等”展开探究活动.
(1)【课本再现】如图2,,请用尺规在中画出与中线段相对应的线段,并说明.
(2)【深入探究】小组同学探究得到边上存在点,,连接,使得且.请从下列两个不同的作法中选择一种,根据作图步骤补充说理过程.
作图步骤
示意图
说理过程
方法一
①过点作交于点;
②在上截取;
③连接.
即为所求作的线段.
已知:如图,,;
求证:且.
证明:连接……
方法二
①过点作交于点;
②在上截取,在上截取;
③连接.
即为所求作的线段.
已知:如图,,,;
求证:且.
证明:……
(3)【创新突破】如图3,请用尺规在边上作出点和,连接,使得,且.保留作图痕迹,并简要说明作图步骤.
【变式1】. (25-26七年级下·广东河源·期末)问题情境:已知射线和射线相交于点B.且.点D在射线上,作射线,在射线上取一点E,连接,,使.
(1)如图1,与的数量关系为________;
(2)如图2,当点D在延长线上,时.
①根据要求作图:在射线上取一点F,使,连接.
②求的度数;
(3)如图3,当,请直接写出的度数(用含的式子表示).
【变式2】. (25-26七年级下·上海金山·期末)在学习全等三角形及其性质中例题16后,受此启发,小海和小明有了新的探究.
例16 证明:两边对应相等且其中一组等边上的中线相等的两个三角形全等.
如图,已知:在和中,,,、分别是边、上的中线,且.求证:.
(1)小海发现:“两角对应相等且其中一组等角的平分线相等的两个三角形全等”是真命题.
①如图,请根据题意在图中画出示意图;并根据条件和结论,参照你的示意图,写出“已知”和“求证”;
②写出由条件推出结论的完整过程.
(2)小明发现:“两边对应相等且其中一组等边上的高相等的两个三角形全等”是真命题.该结论是否正确?请简单说明理由,无需完整过程.
【变式3】. (25-26八年级上·吉林·期末)如图,在的正方形网格中,每个小正方形的顶点称为格点.用无刻度的直尺作图,保留作图痕迹.
(1)在图①中,的顶点均在格点上,画出一条过点A的直线将分成面积相等的两部分;
(2)在图②中,的顶点均在格点上,是的角平分线,画出的平分线;
(3)在图③中,的顶点均在格点上,画出, 使点F为格点,且与全等.
题型10 全等三角形中的动点问题
1. 用代数式表示动点走过的线段长(速度×时间),并用时间t表示相关线段。
2. 由全等条件(对应边相等)建立方程求解。
3. 注意分类讨论:动点在不同位置、对应关系可能不唯一时需逐一讨论。
【典例10】. (25-26七年级上·山西长治·期中)综合与探究
【问题情境】
如图①,在四边形中,,,,.动点从点出发,以的速度沿方向向点匀速运动,连接,.设运动时间为(单位;).
【初步探究】
(1)如图①,若,求的值.
【拓展延伸】
(2)如图②,当点开始运动时,另一动点同时从点出发,以的速度沿方向向点匀速运动,其中一点到达终点时,另一点也随之停止运动.
①在,运动的过程中,若与全等,请求出此时和的值.
②如图③,当点开始运动时,动点同时从点出发,以的速度沿方向向点运动,连接,交于点.连接,当时,,请直接写出此时的值.
【变式1】. (25-26八年级上·四川眉山·期末)如图,在中,,高、相交于点,,且.
(1)证明:;
(2)动点从点出发沿线段以每秒个单位长度的速度向终点运动,动点从点出发沿射线以每秒个单位长度的速度运动,、两点同时出发,当点到达点时,、两点同时停止运动.设点的运动时间为秒,当的面积为时,求的值;
(3)在()的条件下,点是直线上的一点,且.当以点、、为顶点的三角形与以点、、为顶点的三角形全等时,求的值.
【变式2】. (25-26八年级上·全国·期末)如图,已知中,厘米,厘米,点D为 的中点.如果点P在线段上以2厘米/秒的速度由B点向C点运动,同时点Q在线段上由C点向A点运动.当一个点停止运动时,另一个点也随之停止运动.设运动时间为t.
(1)当点P运动t秒时的长度为______(用含t的代数式表示);
(2)若点Q的运动速度与点P的运动速度相等,经过1秒后,与是否全等,请说明理由;
(3)若点Q的运动速度与点P的运动速度不相等,当点Q的运动速度为多少时,能够使与全等?
【变式3】. (25-26八年级上·江苏泰州·期中)如图1,在中,,过点C作射线.点M从点 B出发,以的速度沿匀速移动;点N从点C出发,以的速度沿匀速移动.点M、N同时出发,当点M到达点C时,点M、N同时停止移动.连接, 设移动时间为.
(1)点M、N从移动开始到停止,所用时间为 s;
(2)当与全等时,①若点M、N的移动速度相同, 求t的值; ②若点M、N的移动速度不同,求a的值;
(3)如图2,当点M、N开始移动时,点P 同时从点A 出发,以的速度沿向点B匀速移动,到达点B 后立刻以原速度沿返回.当点 M到达点C时,点M、N、P同时停止移动.在移动的过程中,是否存在与全等的情形?若存在,求出t的值;若不存在,说明理由.
一、单选题
1.已知命题:任何正数的平方都大于这个数本身,请举一个反例说明该命题是假命题.这个正数可以是( )
A. B.2 C.3 D.4
2.已知图中的两个三角形全等,则度数是( )
A. B. C. D.
3.如图,,点E是直线上一点,连接.已知,,则的度数为( )
A. B. C. D.
二、填空题
4.如图是一块三角形的草坪,现要在草坪上建一个凉亭,要使凉亭到草坪三条边的距离相等,则凉亭的位置应选在的___________的交点处.
5.下列各组所述几何图形:①两个底边相等的等腰三角形;②斜边相等的两个直角三角形;③有两边相等的两个直角三角形;④两个等边三角形;⑤有一个角是且腰长相等的两个等腰三角形,其中每组的两个图形一定全等的有___________(直接填序号)
6.如图,中,平分,,若与互补,,则的长为_______.
三、解答题
7.如图,中,分别是边上的点,,求证:.
8.如图,在正方形网格中,点、、分别为格点,点是线段上一点,请用无刻度直尺,在线段上找到点,使得(保留作图痕迹,写出作法).
9.“在一条直线上有三个直角顶点”的几何图形,我们一般称其为“一线三垂直”图形,随着几何学习的深入,我们还将对这类图形有更深入的探索:
(1)如图1,、和都是直角三角形,其中,且直角顶点都在直线上,探索、、之间的数量关系,并证明你的结论;
(2)如图2,在中,,,过点作直线,于点,于点,若,求的面积.
1.如图,等腰三角形的底边的长为,面积为,腰的垂直平分线分别交,于点,若为底边的中点,为线段上一动点,则的周长的最小值为( ).
A.6 B.8 C.10 D.12
2.如图,,,,线段,P、Q两点分别在和过点A且垂直于的射线上运动,问P点运动到________位置时,才能使与全等.
3.如图,中,,于,平分,且于,与相交于点,于,交于,下列结论:①;②;③;④;⑤连接平分,其中正确的有( )
A.5个 B.4个 C.3个 D.2个
4.根据角平分线的性质定理回答以下问题:
【问题解决】
(1)如图1,的三条内角平分线交于点,过点作边上的垂线段.若的周长为16,,求的面积;
【问题探究】
(2)如图2,在中,、分别在、的延长线上,和的角平分线交于点,连接,若,求的度数;
【拓展延伸】
(3)如图3,在中,,平分,交于,,且,过作,垂足为,若,,求的长.
5.已知点是平分线上一点,的两旁、分别与射线,相交于,两点,且,过点作,垂足为.
(1)如图1,当点在线段上时,求证:;
(2)如图2,当点在线段的延长线上时,探究线段、与之间的等量关系;
(3)如图3,在(2)的条件下,连接,作的平分线交于点,交于点,连接并延长交于点,若,,,求的度数.
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第12章 全等三角形
教学目标
1. 理解全等三角形的概念与性质,会用符号表示两个三角形全等,能正确找出对应边、对应角。
2. 掌握三角形全等的五种判定方法(SSS、SAS、ASA、AAS、HL),能根据已知条件选择合适的方法判定两个三角形全等,并规范书写证明过程。
3. 掌握等腰三角形、等边三角形的性质与判定,能综合运用解决求角、求边与证明问题。
4. 理解线段垂直平分线、角的平分线的性质与判定,理解互逆命题、互逆定理并能进行简单推理。
5. 通过全等三角形的综合应用,体会转化、分类讨论、方程等数学思想,提升几何直观与推理能力。
教学重难点
1. 重点:
(1)全等三角形的五种判定方法及灵活选用;
(2)全等三角形性质与判定的综合应用(证明线段相等、角相等);
(3)等腰(边)三角形的性质与判定。
2. 难点:
(1)根据已知条件选择合适的判定方法,并规范书写证明过程;
(2)添加辅助线(截长补短、倍长中线、作垂线)构造全等三角形;
(3)动点、分类讨论、最值等综合问题的分析与求解。
知识点01 全等三角形的概念与性质
1. 全等三角形的概念:能够完全重合的两个三角形叫作全等三角形;互相重合的顶点叫作对应顶点,互相重合的边叫作对应边,互相重合的角叫作对应角。
2. 全等三角形的表示:用符号“≌”表示,读作“全等于”。表示两个三角形全等时,通常把对应顶点的字母写在对应的位置上,例如若△ABC与△DEF全等,记作。
3. 全等三角形的性质:
(1)全等三角形的对应边相等,对应角相等;
(2)全等三角形的周长相等,面积相等;
(3)全等三角形对应边上的中线、对应角的平分线、对应边上的高分别相等。
4. 全等变换:一个图形经过平移、翻折、旋转后,位置发生变化,但形状、大小都不变,即变换前后的图形全等。
知识点02 全等三角形的判定
两个三角形全等的五种判定方法如下表:
判定方法
条件(语言表述)
简写
图例
边边边
三边分别相等
SSS
边角边
两边及其夹角分别相等
SAS
角边角
两角及其夹边分别相等
ASA
角角边
两角分别相等且其中一组等角的对边相等
AAS
斜边直角边
斜边和一条直角边分别相等
HL
注意:两边及其中一边的对角相等(SSA)、三个角分别相等(AAA)都不能判定两个三角形全等;HL只适用于直角三角形。
知识点03 全等三角形判定的常用思路
已知条件不同,寻找判定方法的常用思路如下表:
已知条件
可寻找的条件
判定的方法
已知两边
找第三边;找夹角;找直角
SSS;SAS;HL
已知一边一角(角为邻边)
找这边的另一个邻角;找这个角的另一个邻边;找这边的对角
ASA;SAS;AAS
已知一角与对边
找一角;若是直角找一边
AAS;HL
已知两角
找夹边;找夹边外任意一边
ASA;AAS
知识点04 等腰三角形的性质与判定
1. 定义:有两条边相等的三角形叫作等腰三角形,相等的两条边叫作腰,另一条边叫作底边,两腰的夹角叫作顶角,腰与底边的夹角叫作底角。
2. 性质1(等边对等角):等腰三角形的两个底角相等。
3. 性质2(三线合一):等腰三角形的顶角平分线、底边上的中线、底边上的高相互重合。
4. 判定:
(1)定义法:有两条边相等的三角形是等腰三角形;
(2)等角对等边:有两个角相等的三角形是等腰三角形,即时,。
5. 拓展:等腰三角形两腰上的中线、高分别相等;两底角的平分线相等;底边上任意一点到两腰的距离之和等于一腰上的高。
知识点05 等边三角形的性质与判定
1. 性质:等边三角形的三个内角都相等,并且每一个角都等于;等边三角形是轴对称图形,有三条对称轴;等边三角形是特殊的等腰三角形,具有等腰三角形的一切性质。
2. 判定:
(1)定义法:三边都相等的三角形是等边三角形;
(2)三个角都相等的三角形是等边三角形;
(3)有一个角是的等腰三角形是等边三角形。
知识点06 命题、定理与互逆命题(定理)
1. 命题:判断一件事情的语句叫作命题,由题设和结论两部分组成,常写成“如果……那么……”的形式。正确的命题叫真命题,错误的命题叫假命题。
2. 互逆命题:两个命题的题设、结论正好相反,这样的两个命题互为互逆命题,其中一个叫原命题,另一个叫它的逆命题。
3. 互逆定理:如果一个定理的逆命题经过证明是真命题,那么它也是一个定理,这两个定理叫作互逆定理,其中一个叫作另一个的逆定理。
知识点07 线段垂直平分线的性质与判定
1. 定义:经过线段中点并且垂直于这条线段的直线,叫作这条线段的垂直平分线。
2. 性质:线段垂直平分线上的点与这条线段两个端点的距离相等,如图中。
3. 判定(性质定理的逆定理):与线段两个端点距离相等的点,在这条线段的垂直平分线上。
知识点08 角的平分线的性质与判定
1. 性质:角的平分线上的点到角的两边的距离相等(这里的距离指点到角两边的垂线段的长)。
2. 判定(性质定理的逆定理):角的内部到角的两边的距离相等的点,在这个角的平分线上。
3. 注意:角的平分线的判定中,到角两边距离相等的点必须位于角的内部,角外部的点不在角的平分线上。
知识点09 全等三角形中的常用辅助线与数学思想
1. 截长补短:在较长的线段上截取一段等于某较短线段,或将较短线段延长补成等长,从而构造全等三角形。
2. 倍长中线:将中线延长一倍,构造全等三角形(倍长中线法),把分散的线段、角集中起来。
3. 作垂线:由角平分线上的点向角的两边作垂线段,利用角平分线性质得到两条垂线段相等,进而构造全等(常用HL)。
4. 数学思想:转化思想(把证线段相等、角相等转化为证三角形全等)、分类讨论思想、方程思想(设未知数列方程求边、求角)。
题型01 判定两个三角形全等的依据识别
1. 抓关键词:根据“三边”“两边及其夹角”“两角及其夹边”“两角及其中一角的对边”“斜边、直角边”识别对应的判定方法。
2. 记反例:SSA(两边及其中一边对角)、AAA 不能判定两个三角形全等。
3. HL仅用于直角三角形,其余四种判定适用于一般三角形。
【典例1】. (26-27八年级上·四川绵阳·阶段检测)尺规作图是起源于古希腊的数学课题,尺规作图中往往蕴含着丰富的数学知识和思想方法.如图,为了得到,在用直尺和圆规作图的过程中,得到的依据是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据画图的步骤判断每一步得到的结果,最终确定答案.
【详解】解:由作图可知,,
∴ .
【变式1】. (26-27八年级上·江苏南京·阶段检测)下面是“作的角平分线”的尺规作图方法.上述方法通过判定得到.其中判定的依据是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由作图可得,,再结合即可推出.
【详解】解:由作图可得,,
∵,
∴,
∴判定的依据是.
【变式2】. (25-26七年级下·陕西西安·期末)某段河流的两岸是平行的,数学兴趣小组在老师带领下不用涉水过河就测得河的宽度,他们是这样做的:
①在河流的一条岸边点,选对岸正对的一棵树;
②沿河岸直走有一树,继续前行到达处;
③从处沿河岸垂直的方向行走,当到达树正好被树遮挡住的处停止行走;
④测得的长为,利用全等三角形的性质,可得河宽也为.
图中和全等的依据是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先根据垂直条件得到一组直角相等,再由已知线段长度得到一组边相等,最后利用对顶角相等得到另一组角相等,满足两角及其夹边对应相等,用判定三角形全等.
【详解】解:由①③知:,,点、、共线,
∴,
由②知:,,
∴,
由④知:,
∵与是对顶角,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴图中和全等的依据是.
【变式3】. (25-26八年级上·广东中山·阶段检测)如图,一块三角形玻璃破裂成I,II号两块,现需划同样大小的一块三角形玻璃,为方便起见,只需带上___________号碎片.根据全等三角形的知识,这样选择的依据是___________.
【答案】 Ⅱ 角边角/
【分析】本题考查了全等三角形的判定,掌握全等三角形的判定方法(即、、、和)是解题的关键.
根据三角形全等的判定方法解答即可.
【详解】解:由图可知,带Ⅱ号碎片去可以利用“角边角”得到与原三角形全等的三角形.
故答案为:Ⅱ,角边角.
题型02 添加条件使两个三角形全等
方法技巧:
1. 先列出已给条件,再判断缺少的是边还是角。
2. 善用隐含条件:公共边、公共角、对顶角、垂直产生直角、平行产生相等角。
3. 从五种判定方法中选择合适条件补全,注意图形的对应关系,避免重复或遗漏。
【典例2】. (26-27八年级上·甘肃张掖·阶段检测)如图,在四边形中,连接、交于点O,若,只需添加一个条件即可证明,则这个条件可以是____________.(写出一个即可)
【答案】(答案不唯一)
【分析】已知及隐含条件对顶角,根据全等三角形判定定理,只需再添加一组对应角相等即可.
【详解】解:∵,且,
若添加条件,
在和中,
∵,
∴.
【变式1】. (25-26八年级上·福建福州·期末)如图,,,下列根据“”定理,添加一个条件可以使得成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了直角三角形的判定定理,根据判定定理“”即可求解,熟练掌握知识点是解题的关键.
【详解】解:∵,,
∴,
∵在和中,斜边,
∴要利用“”判定,则应添加条件直角边或,
故选:.
【变式2】. (25-26八年级下·内蒙古乌兰察布·期中)如图,,,是的中点,要用“”证明,应添加的一个条件是()
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先推导出,,再根据,得到,则要用“”证明,应添加的一个条件是.
【详解】解:∵,,
∴,
∵是的中点,
∴,
若,
∴,
∴要用“”证明,应添加的一个条件是.
【变式3】. (25-26七年级下·内蒙古包头·期末)如图,点,,,在同一条直线上,,.如果要使,需要添加的一个条件是__________.
【答案】(答案不唯一)
【详解】解:∵,
∴,即,
∵,
若添加,
∴;
若添加,
∴;
若添加,则,
∴.
题型03 互逆命题与真假命题判断
1. 命题改写:把命题写成“如果……那么……”的形式,分清题设与结论。
2. 写逆命题:交换原命题的题设与结论。
3. 判真假:真命题需证明或依据公理、定理;假命题举一个反例即可。
【典例3】. (26-27八年级上·山东聊城·阶段检测)下列命题的逆命题是真命题的是( )
A.若,则 B.等边三角形是锐角三角形
C.相等的角是对顶角 D.等边三角形的面积相等
【答案】C
【分析】先写出各选项的逆命题,判断出其真假即可解答.
【详解】解:A、其逆命题是“若,则”,错误,故是假命题;
B、其逆命题是“锐角三角形是等边三角形”,错误,故是假命题;
C、其逆命题是“对顶角相等”,正确,是真命题;
D、其逆命题是“面积相等的三角形是等边三角形”,错误,故是假命题.
【变式1】. (25-26八年级下·福建漳州·期末)下列各命题的逆命题成立的是( )
A.等角对等边
B.若,则
C.对顶角相等
D.直角都相等
【答案】A
【分析】本题考查逆命题的改写与真假判断,解题思路为:先交换每个命题的题设与结论得到对应逆命题,再逐一判断逆命题的真假,选出逆命题成立的选项.
【详解】A原命题为“如果两个角相等,那么它们所对的边相等”,逆命题为“如果两条边相等,那么它们所对的角相等”,即等边对等角,该命题为真命题,逆命题成立.
B原命题的逆命题为“若,则”,当时,但,逆命题不成立.
C原命题的逆命题为“相等的角是对顶角”,相等的角不一定是对顶角,例如两直线平行的同位角相等,但不是对顶角,逆命题不成立.
D原命题的逆命题为“相等的角都是直角”,两个的角相等,但都不是直角,逆命题不成立.
【变式2】. (25-26七年级下·湖北省直辖县级单位·期末)命题“如果,那么”的逆命题是________命题.(填“真”或“假”)
【答案】假
【分析】先根据逆命题定义得到原命题的逆命题,再通过举反例判断逆命题的真假.
【详解】解 原命题的条件是,结论是,
根据逆命题的定义,将条件和结论互换,得到逆命题为:
如果,那么,
取,,此时,,满足,
但,,
可得,
因此“如果,那么”的逆命题是假命题.
【变式3】. (25-26七年级下·湖北襄阳·期末)小红同学在学习完《相交线和平行线》这一章后认为:一个真命题,交换其题设与结论后得到的新命题也是真命题.请你在下面命题中选择一个,作为反例说明小红同学的观点是错误的:________(填序号).
①两直线平行,内错角相等;②对顶角相等;③邻补角互补;④若,则.
【答案】②(或③,取其一即可)
【分析】要说明小红的观点错误,只需找到一个原命题为真命题,交换题设与结论得到的逆命题为假命题的命题即可,依次判断四个命题即可得解.
【详解】解:①原命题“两直线平行,内错角相等”是真命题,交换题设与结论得逆命题“内错角相等,两直线平行”,逆命题是真命题,不符合要求;
②原命题“对顶角相等”是真命题,交换题设与结论得逆命题“相等的角是对顶角”,相等的角不一定是对顶角,逆命题是假命题,符合反例要求;
③原命题“邻补角互补”是真命题,交换后逆命题“互补的角是邻补角”为假命题,也符合要求,题目要求选择一个即可;
④原命题“若,则”是假命题,当,时,满足但,原命题不是真命题,不符合要求.
题型04 利用全等三角形的性质求边、角
1. 先判定全等,再由对应边、对应角相等建立等量关系。
2. 结合三角形内角和、外角性质求角;结合周长、线段和差求边。
3. 遇到未知量可用方程思想,设未知数列方程求解。
【典例4】. (26-27八年级上·河南商丘·阶段检测)如图,,是的高线,与相交于点F,若,且的面积为12, 则的长为( )
A.1 B. C.2 D.3
【答案】C
【分析】先证明,再证明,得到,根据三角形面积公式求出的长,则可得到的长,据此可得答案.
【详解】解:∵,是的高线,
∴,,
∴,
∵,
∴,
即,
∵,,
∴,
∴,
∵的面积为12,,
∴,
∴,
∴.
【变式1】. (26-27八年级上·甘肃平凉·阶段检测)如图,在与中,点B、E在线段上,且,,.若.则的长为( )
A.10 B.9 C.8 D.7
【答案】C
【分析】利用“”证明,由全等三角形的性质即可获得答案.
【详解】解:∵,
∴,即,
在与中,
,
∴,
∴.
【变式2】. (26-27八年级上·甘肃张掖·阶段检测)如图,在四边形中,,,过点D分别作交的延长线于点E,交的延长线于点F.
(1)求证:;
(2)若,求的长.
【答案】(1)证明:连接,
在和中,
,
∴,
∴;
(2)
【分析】(1)连接,根据证明即可得出结论;
(2)根据证明,由全等三角形的性质可得结论.
【详解】(1)略
(2)解:∵,,
∴,
∵,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∵,
∴.
【变式3】. (25-26七年级下·广东河源·期末)如图,在中,,,为,边上一点,且,连接,.
(1)试说明:;
(2)若,求的度数.
【答案】(1)因为,
所以,
因为,
所以;
(2)
【分析】(1)根据平行线的性质以及全等三角形的判定证明即可;
(2)先根据等腰三角形的性质以及三角形内角和定理求解,再由三角形内角和定理以及全等三角形的性质即可求出的度数.
【详解】(1)略
(2)解:因为,
所以,
所以,
所以,
因为,
所以,
由,得.
题型05 利用全等三角形的判定与性质进行证明
1. 理清已知条件与要证的结论,寻找(或构造)两个三角形。
2. 找全等条件:已知条件+隐含条件(公共边、公共角、对顶角、垂直或平行产生的相等角)。
3. 规范书写:按 SSS、SAS、ASA、AAS、HL 的步骤完整书写,标明对应关系。
【典例5】. (26-27八年级上·河南安阳·阶段检测)如图,于点D,于点E,相交于点O.
(1)当时,求证:;
(2)当时,求证:.
【答案】(1)证明:∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
在和中,
∵,,,
∴,
∴;
(2)证明:∵,,
∴,
在和中,
∵,,,
∴,
∴,
在和中,
∵,,
∴,
∴.
【分析】(1)证明,可得,可证明,即可求证;
(2)先证明,可得,可证明,即可求证.
【详解】(1)略
(2)略
【变式1】. (26-27八年级上·河南安阳·阶段检测)如图,,且点,,,在同一直线上,点,,在同一直线上.若,求证:.
【答案】证明:∵,
∴,
∵,
∴,
∴.
【分析】根据三角形全等得到对应边相等,利用即可证明.
【详解】略
【变式2】. (26-27八年级上·全国·课后作业)如图,在中,,,在中,,,点,,分别在边,,上.求证:.
【答案】证明:∵,,
且,,
,.
,
.
,
.
∵在和中,
,
.
【分析】先由三角形的内角和定理得到,,再根据,,得到,即可证明,从而证得结论.
【详解】略
【变式3】. (25-26七年级下·广东河源·期末)如图,在四边形中,,是边上一点,连接,若是的平分线,且.
(1)若,求的面积;
(2)试说明:.
【答案】(1)
(2)证明:过作交于点,如图,
由(1)知,
因为,
所以,
所以,
所以,
因为,
所以,
所以,
所以.
【分析】(1)过作交于点,利用角平分线的性质定理以及三角形面积公式求解即可;
(2)过作交于点,先证明,然后证明,再由全等三角形的性质以及线段和差证明即可.
【详解】(1)解:过作交于点,如图,
因为平分,
所以,
所以;
(2)略
题型06 利用全等确定线段间的数量关系
1. 倍长中线法:延长中线至2倍,构造全等三角形,把分散线段集中到同一三角形。
2. 截长补短法:在较长线段上截取一段等于较短线段,或延长较短线段补成等长,构造全等。
3. 通过全等把要比较的线段集中,利用线段和差、三角形三边关系判断数量关系。
.【典例6】. (25-26八年级上·浙江杭州·阶段检测)已知:如图,中,于D,,.
(1)求的度数.
(2)请探究线段与线段的数量和位置关系.
【答案】(1)
(2)数量关系:;位置关系:
【分析】本题主要考查了全等三角形的判定与性质,直角三角形的性质等知识点,解题的关键是熟练掌握全等三角形的判定与性质.
(1)证明,得到,再由邻补角互补求解;
(2)根据全等三角形的对应边相等、对应角相等,结合直角三角形锐角互余即可求解.
【详解】(1)解:∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴;
(2)解:数量关系:;位置关系:
延长交于点,
∵
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,即.
【变式1】. (25-26七年级下·陕西西安·期中)如图1,已知平分,定点在射线上,于点,于点,.
(1)求的长
(2)如图2,当点在射线上,点在射线上,且与不垂直,其它条件不变,求出与之间的数量关系.
(3)如图3,当点在射线的反向延长线上时,,其它条件不变,则(2)中的结论是否仍然成立?若成立,请说明理由;若不成立,请直接写出与新的数量关系式.
【答案】(1)
(2)
(3)不成立,新的结论是:
【分析】(1)根据平分得,根据于点,于点得,由此依据“”判定,再根据全等三角形的性质即可得出结论;
(2)过点C作于点E,于点F,证明得,,证明,进而依据“”判定得,继而得,,据此即可得出答案;
(3)过点C作于点K,于点T,依题意得,证明和全等得,,再证明和全等得,进而得,据此即可得出答案.
【详解】(1)解:证明: ∵平分,
∴,
∵,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∵,
∴;
(2)解:过点C作于点E,于点F,如图2所示:
∴,
依题意得:,
∵平分,
∴,
在和中,
,
∴
∴
∵,,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴,,
∴;
(3)解:不成立,新的结论是:,理由如下:
过点C作于点K,于点T,如图3所示:
∴,
依题意得:,
同理可证明:,
∴,,
在和中,
,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴.
【变式2】. (26-27八年级上·内蒙古巴彦淖尔·阶段检测)如图,A,D,E三点在同一条直线上,且,.,
求证:
(1).
(2).
【答案】(1)证明:,
,
,
,
又,
,
.
(2)证明:,
,
,
.
【分析】(1)利用证明即可;
(2)利用全等三角形的性质证明即可.
【详解】(1)略
(2)略
【变式3】. (26-27八年级上·江苏泰州·阶段检测)如图,在凸五边形中,,,,为的中点.证明.
【答案】证明:如图,延长到点,使得,连接,
∵为的中点,
∴,
又∵,
∴,
∴,,
∵,,
∴,
又∵,,
∴,
∴,
∴.
【分析】延长到点,使得,连接,易证,然后根据全等三角形的性质,结合已知条件和角度的和差得到,从而证得,进而即可得到结论.
【详解】略
题型07 等腰(边)三角形的性质与判定应用
1. “等边对等角”与“等角对等边”互逆使用:由边相等推角相等(性质),由角相等推边相等(判定)。
2. 三线合一:作底边上的高、中线或顶角平分线,构造直角三角形或全等三角形。
3. 等边三角形可构造旋转全等,求角、求线段常用到。
【典例7】. (26-27八年级上·四川绵阳·阶段检测)如图,在和中,,,.连接,连接并延长交,于点,.若恰好平分,证明下面结论:
(1);
(2);
【答案】(1)证明:∵,
∴,
即,
在和中,
,
∴,
∴.
(2)证明:由(1)知,
∴,
∵,,
∴,
又∵平分,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴.
【分析】(1)根据“手拉手”模型求证两三角形全等,再根据全等三角形对应角相等得到答案;
(2)由(1)得,知,再利用等腰三角形的性质求出的角度,根据角平分线的定义得到的角度,利用“内错角相等,两直线平行”证明.
【详解】(1)略
(2)略
【变式1】. (26-27八年级上·江苏南京·阶段检测)如图,点是等边内一点,是外一点,,连接.
(1)求证:是等边三角形;
(2)直接写出:当___________时,是直角三角形;
(3)直接写出:当___________时,是等腰三角形.
【答案】(1)证明:∵,
∴,
∵,
∴是等边三角形;
(2)或100
(3)或或
【分析】(1)根据全等三角形的性质得到,再证明,即可证明是等边三角形;
(2)先求出,根据全等的性质得到,然后分两种情况:和进行求解即可;
(3)由(2)分①,②,③三种情况讨论即可求解.
【详解】(1)略
(2)解:∵是等边三角形,
∴,
∵,
∴,
当时,,
∴;
当时,
;
由题意得:,,
∴,
可知不存在;
综上,当或时,是直角三角形;
(3)解:由(2)得:,,
∴;
①若,则,即,
∴;
②若,则,即,
∴;
③若,则,即,
∴;
综上,当等于或或时,是等腰三角形.
【变式2】. (26-27八年级上·广东汕头·阶段检测)如图,和均为等腰直角三角形.
求证:
(1)
(2)判断和的关系,并说明理由
【答案】(1)证明:∵和均为等腰直角三角形,
∴,
∴,即,
在和中,
∵,
∴;
(2)解:且,理由如下:
如图,延长交于点H,交于点F,
由(1)得:,
∴,,
∵,
∴,
∴,即,
即和的关系为且.
【分析】(1)证明,即可求证;
(2)根据全等三角形的性质可得,,从而得到,即可解答.
【详解】(1)略
(2)略
【变式3】. (26-27八年级上·湖南长沙·阶段检测)如图,,,.
(1)求证:;
(2)设与交于点,,求的度数.
【答案】(1)∵,
∴,
即,
∵,.
∴;
(2)
【分析】(1)先证明,再根据已知条件利用证明即可;
(2)连接,求出,由全等三角形的性质得到,根据三角形外角的性质和角的和差关系即可得到答案.
【详解】(1)略
(2)解:连接,
∵,,
∴,
∵,
∴
∴
题型08 角平分线、垂直平分线的性质与判定应用
1. 角平分线性质:由角平分线上的点向两边作垂线段,得两垂线段相等,构造两个直角三角形(常用HL证全等)。
2. 垂直平分线性质:线上的点到线段两端点距离相等,常用来转化线段。
3. 逆定理用于判定:到角两边距离相等的点在角平分线上;到线段两端点距离相等的点在垂直平分线上。
【典例8】. (25-26八年级下·陕西西安·期中)如图,在中,直线l是边的垂直平分线,分别交,于点D,E,连接.
(1)若,,求的周长;
(2)如图,已知点F在线段上,且点F在边的垂直平分线上,连接,,试判断点F是否在边的垂直平分线上,并说明理由.
【答案】(1)
(2)点F在边的垂直平分线上,理由如下:
连接,
点F在边的垂直平分线上,
,
点F在线段上,垂直平分,
,
,
点在的垂直平分线上.
【分析】(1)根据垂直平分线的性质可知,则的周长可转化为,即可解答;
(2)连接,根据垂直平分线的性质和判定即可证明.
【详解】(1)解:直线垂直平分,交于点D,
,
,
,
即的周长为.
(2)略.
【变式1】. (25-26八年级上·广东汕头·期中)如图,在中,,,的垂直平分线交于点D,交于点E,连接.
(1)求的度数;
(2)若的周长为,,求的长.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据等腰三角形的性质,结合三角形内角和定理得出,根据线段垂直平分线的性质得出,再根据等边对等角求出,最后求出结果即可;
(2)根据,结合的周长为,,进行计算即可.
【详解】(1)解:∵,,
∴,
∵是的垂直平分线,
∴,
∴,
.
(2)解:∵,
的周长.
∴,
∴.
【变式2】. (26-27七年级上·山东淄博·阶段检测)如图1,中,,和的平分线相交于点.
(1)直接写出的度数:________;
(2)如图2,过点作,,垂足分别为点,,试判断与的数量关系;
(3)若的面积是20,周长是20,求的长;
(4)如图3,延长交于点,延长交于点,与相等吗?请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)解:,理由如下:
如图,∵,,
,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
.
【分析】(1)先求出,再根据求出结论;
(2)作于点M,根据角平分线的性质得出结论即可;
(3)连接,根据,求出结论即可;
(4)先证明即可得出结论;
【详解】(1)解:∵中,,
,
∵和的平分线相交于点,
,
;
(2)解:作于点M,
∵和的平分线相交于点,
∴,
∴;
(3)解:连接,
∵的面积是20,周长是20,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
(4)略
【变式3】. (26-27八年级上·浙江金华·阶段检测)已知,平分,平分,
(1)如图(1),作,若,求点E到与的距离之和.
(2)如图(2),过点E的直线交射线于点C,交射线于点D,求证:.
(3)如图(3),过点E的直线交射线的反向延长线于点C,交射线于点D,,,,求的面积.
【答案】(1)
(2)证明:如图,在上截取,连接,
∵平分,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵平分,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∵,
∴;
(3)
【分析】(1)过点作于点,延长交于点,则,由角平分线的性质定理可得,从而即可得出结果;
(2)在上截取,连接,先证明,得出,再证明,得出,即可得证;
(3)延长交于点,证明,得出,设,,结合,得出,即可得出结果.
【详解】(1)解:如图,过点作于点,延长交于点,
∵,
∴,
∵平分,平分,,,
∴,
∴点E到与的距离之和为;
(2)略;
(3)解:如图,延长交于点,
∵,
∴,
∵平分,
∴,,
∵,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∵,
∴设,,
∵,
∴,
∴,
∴,,
∴.
题型09 尺规作图与全等三角形的综合
1. 掌握基本作图:作一个角等于已知角、作角的平分线、作线段的垂直平分线等,作图依据都是全等三角形的判定(如SSS)。
2. 根据作图痕迹识别所作图形(角平分线、垂直平分线、中线等)。
3. 结合作图结果进行证明或计算,常与全等、等腰三角形的性质结合。
【典例9】. (25-26七年级下·广东深圳·期末)如图1,中,点,分别在边、边上.数学学习小组围绕“全等三角形的对应线段相等”展开探究活动.
(1)【课本再现】如图2,,请用尺规在中画出与中线段相对应的线段,并说明.
(2)【深入探究】小组同学探究得到边上存在点,,连接,使得且.请从下列两个不同的作法中选择一种,根据作图步骤补充说理过程.
作图步骤
示意图
说理过程
方法一
①过点作交于点;
②在上截取;
③连接.
即为所求作的线段.
已知:如图,,;
求证:且.
证明:连接……
方法二
①过点作交于点;
②在上截取,在上截取;
③连接.
即为所求作的线段.
已知:如图,,,;
求证:且.
证明:……
(3)【创新突破】如图3,请用尺规在边上作出点和,连接,使得,且.保留作图痕迹,并简要说明作图步骤.
【答案】(1)如图,线段即为所求作,
理由如下:
∵,
∴,
又∵,,
∴,
∴;
(2)方法一:已知:如图,,;
求证:且.
证明:连接,
∵,
∴,
又∵,,
∴
∴,,
∴;
方法二:已知:如图,,,;
求证:且.
证明:∵,
∴,
又∵,,
∴,
∴,,
∴
(3)如图,线段即为所求作,
延长,截取,交的延长线于点,截取,交的延长线于点,
点为上一点,连接,
以点为圆心,以为半径作弧,以点为圆心,以为半径作弧,两弧相交于点,
连接并延长交与点,
截取,连接,即为所求作,
理由如下:
∵,,,
∴,
∴,
∴,
∴,
连接,
∵,,
∴,
∴,,
∴,
∵,
∴
【分析】(1)在,上分别截取,,连接,即为所求作;
(2)通过证明三角形全等,找到对应边和对应角相等,进一步得到两直线平行;
(3)延长,截取,作,得到,与交点为点,在上截取,连接,可证得,则得到,.
【详解】(1)略
(2)略
(3)略
【变式1】. (25-26七年级下·广东河源·期末)问题情境:已知射线和射线相交于点B.且.点D在射线上,作射线,在射线上取一点E,连接,,使.
(1)如图1,与的数量关系为________;
(2)如图2,当点D在延长线上,时.
①根据要求作图:在射线上取一点F,使,连接.
②求的度数;
(3)如图3,当,请直接写出的度数(用含的式子表示).
【答案】(1)
(2)①如图,
②
(3)或
【分析】(1)利用三角形内角和定理即可得出答案;
(2)①按要求作图即可;
②先证得,得出,,则,进而得出,再根据角的和差即可求解;
(3)分两种情况:当点D在线段上时;当点D在的延长线上时;在射线上取一点F,使,连接,先证明,可得:,,再由等腰三角形性质即可求得答案.
【详解】(1)解:如图,
∵,,
又∵,,
∴;
(2)解:①略
②由(1)得,由①得,
在和中,
,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴;
(3)解:分以下两种情况:
当点D在线段上时,如图,在射线上取一点F,使,连接,
由(1)知:,
在和中,
,
∴,
∴,,
∵,
∴,即,
∴;
当点D在的延长线上时,在射线上取一点F,使,连接,如图,
由(1)知:,
在和中,
,
∴,
∴,,
∵,
∴,即,
∴,
∴,
综上所述,的度数为或.
【变式2】. (25-26七年级下·上海金山·期末)在学习全等三角形及其性质中例题16后,受此启发,小海和小明有了新的探究.
例16 证明:两边对应相等且其中一组等边上的中线相等的两个三角形全等.
如图,已知:在和中,,,、分别是边、上的中线,且.求证:.
(1)小海发现:“两角对应相等且其中一组等角的平分线相等的两个三角形全等”是真命题.
①如图,请根据题意在图中画出示意图;并根据条件和结论,参照你的示意图,写出“已知”和“求证”;
②写出由条件推出结论的完整过程.
(2)小明发现:“两边对应相等且其中一组等边上的高相等的两个三角形全等”是真命题.该结论是否正确?请简单说明理由,无需完整过程.
【答案】(1)①如图:
已知:在和中,,,平分,平分,且;求证:.
② 证明:∵平分,平分,
∴,,
又∵,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
在和中,
,
∴;
(2)结论不正确,理由:可以构造反例:两个三角形有两边对应相等,且其中一组等边上的高相等,但这两个三角形一个是锐角三角形,一个是钝角三角形,它们不全等.如图:
,,,则与不全等.
【分析】(1)①在和中,分别作和的角平分线、;
已知:在和中,,,平分,平分,且;求证:.
② 先证明,根据证明,得,再根据即可证明;
(2)结论不正确,可以举反例说明.
【详解】(1)解:①在和中,分别作和的角平分线、;
②略
(2)略
【变式3】. (25-26八年级上·吉林·期末)如图,在的正方形网格中,每个小正方形的顶点称为格点.用无刻度的直尺作图,保留作图痕迹.
(1)在图①中,的顶点均在格点上,画出一条过点A的直线将分成面积相等的两部分;
(2)在图②中,的顶点均在格点上,是的角平分线,画出的平分线;
(3)在图③中,的顶点均在格点上,画出, 使点F为格点,且与全等.
【答案】(1)
即为所求.
(2)
即为所求,作图如下:
(3)
即为所求,作图如下:
【分析】本题考查格点作图,三线合一和全等三角形;
(1)找到的中点,连接,即为所求;
(2)连接点与的中点,与交于点,连接,即为所求;
(3)找点,使且,即为所求;
【详解】(1)解:利用格点性质找到的中点,连接,即为所求,作图如下:
∵为中点,
∴的面积与的面积相等,
∴即为所求.
(2)解:连接点与的中点,与交于点,连接,即为所求,
∵由格点性质可知,
∴连接点与的中点,根据三线合一,这条线也是的角平分线,
∵三角形的角平分线交于一点,
∴交点为角平分线的交点,
∴为的角平分线.
(3)解:找点,使且,即为所求
∵,
∴,
∵,
∴.
题型10 全等三角形中的动点问题
1. 用代数式表示动点走过的线段长(速度×时间),并用时间t表示相关线段。
2. 由全等条件(对应边相等)建立方程求解。
3. 注意分类讨论:动点在不同位置、对应关系可能不唯一时需逐一讨论。
【典例10】. (25-26七年级上·山西长治·期中)综合与探究
【问题情境】
如图①,在四边形中,,,,.动点从点出发,以的速度沿方向向点匀速运动,连接,.设运动时间为(单位;).
【初步探究】
(1)如图①,若,求的值.
【拓展延伸】
(2)如图②,当点开始运动时,另一动点同时从点出发,以的速度沿方向向点匀速运动,其中一点到达终点时,另一点也随之停止运动.
①在,运动的过程中,若与全等,请求出此时和的值.
②如图③,当点开始运动时,动点同时从点出发,以的速度沿方向向点运动,连接,交于点.连接,当时,,请直接写出此时的值.
【答案】(1);(2)①,或,;②.
【分析】本题考查了全等三角形的性质.
根据全等三角形的性质可知,所以,根据即可求出运动的时间;
①当与全等时,有两种情况,一种情况是,即;另一种情况是,即时.根据对应相等的线段的长度求出运动时间的值,再根据运动的时间和路程求出即可;
②根据三角形的面积公式,可得:,可以求出的长度,即点的运动路程,根据点的运动路程和速度求出运动时间,根据运动的时间和点运动的路程的长度求出值即可.
【详解】(1)解:,
,
,
;
(2)①解:若,
,,
,
,
,
,
,
,
若,
,,
,
,
,
;
综上所述:,或,;
②解:如下图所示,连接,过点作于,过点作于,
,,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
∵,
,
.
【变式1】. (25-26八年级上·四川眉山·期末)如图,在中,,高、相交于点,,且.
(1)证明:;
(2)动点从点出发沿线段以每秒个单位长度的速度向终点运动,动点从点出发沿射线以每秒个单位长度的速度运动,、两点同时出发,当点到达点时,、两点同时停止运动.设点的运动时间为秒,当的面积为时,求的值;
(3)在()的条件下,点是直线上的一点,且.当以点、、为顶点的三角形与以点、、为顶点的三角形全等时,求的值.
【答案】(1)
证明:∵为边上的高,
∴,
∴,
∴,
在和中,
,
∴ ;
(2)的值为或;
(3)的值为或.
【分析】本题考查了全等三角形的判定和性质,一元一次方程的应用,分类讨论的思想方法,熟练掌握全等三角形的判定和性质,利用分类讨论的思想方法是解题的关键.
()由题意可得,所以,然后通过“”证明即可;
()由()可知,,所以,从而有,,所以,,且,然后分当点在线段上时,当点在的延长线上时,两种情况求解即可;
()分当点在线段的延长线上时,当点在线段上时,两种情况求解即可.
【详解】(1)略
(2)解:由()可知,,
∴,
∵,,
∴,,
∵动点从点出发沿线段以每秒个单位长度的速度向终点运动,动点从点出发沿射线以每秒个单位长度的速度运动,、两点同时出发,当点到达点时,、两点同时停止运动,
∴,,且,
当点在线段上时,则,此时,
∴,解得:,
当点Q在的延长线上时,则,此时,
∴,解得:,
综上可得:的值为或;
(3)解:如图,当点在线段的延长线上时,
由()可知,,
∴,
∵,,
∴,
又∵,点、、为顶点的三角形与以点、、为顶点的三角形全等,
∴,此时,,
∴, 解得;
如图,当点在线段上时,
同可得,,此时,,
∴,
解得,
综上所述,以点、、为顶点的三角形与以点、、为顶点的三角形全等时,的值为或.
【变式2】. (25-26八年级上·全国·期末)如图,已知中,厘米,厘米,点D为 的中点.如果点P在线段上以2厘米/秒的速度由B点向C点运动,同时点Q在线段上由C点向A点运动.当一个点停止运动时,另一个点也随之停止运动.设运动时间为t.
(1)当点P运动t秒时的长度为______(用含t的代数式表示);
(2)若点Q的运动速度与点P的运动速度相等,经过1秒后,与是否全等,请说明理由;
(3)若点Q的运动速度与点P的运动速度不相等,当点Q的运动速度为多少时,能够使与全等?
【答案】(1);
(2)
全等,
理由:当时,,
∵,点D为的中点,
∴.
又∵,,
∴,
∴,
又∵,
∴,
在和中,
,
∴;
(3)厘米/秒.
【分析】本题考查线段的和差,等边对等角,三角形全等的判定和性质,三角形中的动点问题;
(1)根据线段的和差求解即可;
(2)由证即可;
(3)由,,结合,得,,即可解答.
【详解】(1)解:,则;
(2)略
(3)解:∵,
∴,
∵,
∴当,时,,
∴点P,点Q运动的时间秒,
∴厘米/秒.
【变式3】. (25-26八年级上·江苏泰州·期中)如图1,在中,,过点C作射线.点M从点 B出发,以的速度沿匀速移动;点N从点C出发,以的速度沿匀速移动.点M、N同时出发,当点M到达点C时,点M、N同时停止移动.连接, 设移动时间为.
(1)点M、N从移动开始到停止,所用时间为 s;
(2)当与全等时,①若点M、N的移动速度相同, 求t的值; ②若点M、N的移动速度不同,求a的值;
(3)如图2,当点M、N开始移动时,点P 同时从点A 出发,以的速度沿向点B匀速移动,到达点B 后立刻以原速度沿返回.当点 M到达点C时,点M、N、P同时停止移动.在移动的过程中,是否存在与全等的情形?若存在,求出t的值;若不存在,说明理由.
【答案】(1)4
(2)①秒;②6.
(3)2或
【分析】本题主要考查了行程问题、全等三角形的判定和性质、一元一次方程的应用等知识点,理解题意、灵活运用分类讨论的思想思考问题是解题的关键.
(1)根据时间、速度、路程的关系列式计算即可.
(2)①利用全等三角形的性质,构建方程解决问题即可.②当时,两个三角形全等,求出运动实际t和a的值即可.
(3)分两种情形分别求解即可解决问题.
【详解】(1)解:点M的运动时间(秒),
故答案为:4.
(2)解:①∵点M、N的移动速度相同,
,
∵
,
当时,与全等,
∴,解得:秒
②∵点M、N的移动速度不同,
,
∴时,两个三角形全等,
∴,解得:,
∴a的值为6.
(3)解:若点M、N的移动速度不同,则时,两个三角形有可能全等,
∴,解得:
若点M、N的移动速度相同,则,,
∴或,解得(舍弃)或,
综上所述,满足条件的t的值为2或.
一、单选题
1.已知命题:任何正数的平方都大于这个数本身,请举一个反例说明该命题是假命题.这个正数可以是( )
A. B.2 C.3 D.4
【答案】A
【分析】本题考查假命题的反例,解题思路是找出满足“正数的平方不大于这个数本身”的数,计算后比较大小即可得到结果.
【详解】解:∵ 原命题为“任何正数的平方都大于这个数本身”,反例需要满足:为正数,且.
∴对选项A,当时,.
∵,即,不符合原命题结论.
∴是原命题的反例.
2.已知图中的两个三角形全等,则度数是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由是、两边的夹角,再根据全等三角形的性质可得.
【详解】解:∵图中的两个三角形全等,是、两边的夹角,
∴度数是.
3.如图,,点E是直线上一点,连接.已知,,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据平行线的性质得到,再根据等边对等角和三角形内角和定理即可求出的度数.
【详解】解:∵,,
∴,
∵,
∴.
二、填空题
4.如图是一块三角形的草坪,现要在草坪上建一个凉亭,要使凉亭到草坪三条边的距离相等,则凉亭的位置应选在的___________的交点处.
【答案】
三条角平分线
【分析】根据角平分线的性质:角平分线上的点到角两边的距离相等,可知满足条件的点应在三角形的角平分线上.
【详解】解:由角平分线的性质可知,角平分线上的点到角两边的距离相等,
若要使凉亭到、的距离相等,则凉亭应在的平分线上,
若要使凉亭到、的距离相等,则凉亭应在的平分线上,
若要使凉亭到、的距离相等,则凉亭应在的平分线上,
凉亭的位置应选在三条角平分线的交点处.
5.下列各组所述几何图形:①两个底边相等的等腰三角形;②斜边相等的两个直角三角形;③有两边相等的两个直角三角形;④两个等边三角形;⑤有一个角是且腰长相等的两个等腰三角形,其中每组的两个图形一定全等的有___________(直接填序号)
【答案】⑤
【详解】解:①两个底边相等的等腰三角形,腰长不一定相等,对应边不全部相等,因此不一定全等;
②斜边相等的两个直角三角形,直角边长度不一定相等,因此不一定全等;
③有两边相等的两个直角三角形,若相等的边不是对应边,例如一个直角三角形的两条直角边为和,另一个直角三角形的直角边为,斜边为,两个三角形不全等,因此不一定全等;
④两个等边三角形,边长不一定相等,因此不一定全等;
⑤∵三角形内角和为,等腰三角形的底角一定小于,
∴的角只能是等腰三角形的顶角,
∵两个等腰三角形的腰长相等,顶角都是,
∴根据可判定两个三角形一定全等.
综上,一定全等的有⑤.
6.如图,中,平分,,若与互补,,则的长为_______.
【答案】
【分析】延长,交延长线于点,先证出,得出,,进而可得,再得出,据此得出即可.
【详解】解:如图,延长,交延长线于点,
∵平分,
∴,
∵,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,,
∴,
∵与互补,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴.
三、解答题
7.如图,中,分别是边上的点,,求证:.
【答案】证明:由三角形的外角的性质可得:,
∵,,
,
在和中,
,
,
.
【分析】结合三角形外角的性质可得,可证明,即可.
【详解】略
8.如图,在正方形网格中,点、、分别为格点,点是线段上一点,请用无刻度直尺,在线段上找到点,使得(保留作图痕迹,写出作法).
【答案】作法:取格点,连接,连接,与交于点,连接并延长,交于点,如图所示:
点即为所求,
【分析】取格点,连接,连接,与交于点,连接并延长,交于点,点即为所求.
【详解】解:作图见答案,
理由:
是正方形的对角线,是矩形的对角线,是矩形的对角线,
平分,,
则,
在和中,
,
,
在和中,
,
.
9.“在一条直线上有三个直角顶点”的几何图形,我们一般称其为“一线三垂直”图形,随着几何学习的深入,我们还将对这类图形有更深入的探索:
(1)如图1,、和都是直角三角形,其中,且直角顶点都在直线上,探索、、之间的数量关系,并证明你的结论;
(2)如图2,在中,,,过点作直线,于点,于点,若,求的面积.
【答案】(1)解:,证明如下:
∵、和都是直角三角形,且直角顶点都在直线上,
∴,
∴,,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
又∵,
∴.
(2)30
【分析】(1)先证出,再得出即可;
(2)先证出,则,,再得出的长即可;
【详解】(1)略.
(2)解:∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∴的面积为.
1.如图,等腰三角形的底边的长为,面积为,腰的垂直平分线分别交,于点,若为底边的中点,为线段上一动点,则的周长的最小值为( ).
A.6 B.8 C.10 D.12
【答案】B
【分析】连接,根据等腰三角形三线合一的性质得出,利用三角形面积公式求出的长,再根据线段垂直平分线的性质得出,将的周长转化为,利用两点之间线段最短可知当,,三点共线时周长最小,最小值为,由此求解.
【详解】解:连接,,如图,
是等腰三角形,点是底边的中点,
,
,且,
,解得,
是线段的垂直平分线,点在上,
,
的周长,
为定值,
要使的周长最小,只需最小,
根据两点之间线段最短,当,,三点共线时,取得最小值,最小值为的长,
的周长的最小值.
2.如图,,,,线段,P、Q两点分别在和过点A且垂直于的射线上运动,问P点运动到________位置时,才能使与全等.
【答案】中点或点C
【分析】由题意可得,分两种情况:当时,当时,分别利用全等三角形的判定定理证明即可得解.
【详解】解:由题意可得:,
当时,此时P点运动到中点,
在和中,
,
∴,
当时,此时点运动到点C位置,
在和中,
,
∴,
综上所述,P点运动到中点或点C位置时,才能使与全等.
3.如图,中,,于,平分,且于,与相交于点,于,交于,下列结论:①;②;③;④;⑤连接平分,其中正确的有( )
A.5个 B.4个 C.3个 D.2个
【答案】A
【分析】先由等腰直角三角形的判定即可得证①正确;由角平分线定义、结合等腰三角形性质得到,再由外角性质得证②正确;由题中条件,结合全等三角形的判定得证、,再由全等性质即可得证③正确;由的性质,结合即可得证④正确;连接,如图所示,由直角三角形斜边中线等于斜边的一半得到,再由三角形外角性质判定,即可得证⑤正确;综上所述即可得到答案.
【详解】解:∵,,
在中,,
则,故①正确;
∵,平分,
∴,
∵,
由等腰三角形三线合一性质可知,是的角平分线,
则,
∵是的一个外角,是的一个外角,
∴,,
∴,故②正确;
∵,平分,
∴,,,
则,
∴,
在和中,,,
∴由三角形内角和定理可得,
在和中,,
∴
∴,故③正确;
∵,
∴,
∵,
∴,故④正确;
连接,如图所示:
在中,点是中点,则是斜边的中线,
∴,
∴,
则,
∵,
∴,
则,
∴平分,故⑤正确;
综上所述,结论正确的是①②③④⑤,共5个.
4.根据角平分线的性质定理回答以下问题:
【问题解决】
(1)如图1,的三条内角平分线交于点,过点作边上的垂线段.若的周长为16,,求的面积;
【问题探究】
(2)如图2,在中,、分别在、的延长线上,和的角平分线交于点,连接,若,求的度数;
【拓展延伸】
(3)如图3,在中,,平分,交于,,且,过作,垂足为,若,,求的长.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)过O作,分别交、于D、E,根据角平分线的性质定理得到,将的面积分成三个小三角形的面积计算即可;
(2)先求出,过点分别作、、的垂线,可知是的角平分线,根据三角形外角的性质列等式解方程即可;
(3)作,分别交于H,交的延长线于G,连接,证明,得到,,根据角平分线的定义及求出,进而证明,得到,根据角平分线的性质得到,可知,根据角平分线的判定定理得到平分,进而根据三角形内角和以及等边对等角得到,可知,证明,得到,即可得到的长.
【详解】(1)解:如图,过O作,分别交、于D、E,
∵的三条内角平分线交于点,
∴,
∵的周长为16,
∴,
∴
;
(2)解:∵平分,,
∴,
因此.
过点分别作、、的垂线,分别交、的延长线于Q、P交于O,
根据角平分线性质,三条垂线段长度相等,说明到两边的距离相等,因此是的角平分线,
∵是的外角,
∴;
又平分,
∴
∵是的外角,
∴,
∵平分,
∴,
代入得:
解得:;
(3)解:如图,作,分别交于H,交的延长线于G,连接,
可知,
∵,,,
∴,
∴,,
∵平分,
∴,
∴,
∵,
∴,
即,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∵平分,
∴,
∴,
∴平分,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,,,
∴,
∴,
∴.
5.已知点是平分线上一点,的两旁、分别与射线,相交于,两点,且,过点作,垂足为.
(1)如图1,当点在线段上时,求证:;
(2)如图2,当点在线段的延长线上时,探究线段、与之间的等量关系;
(3)如图3,在(2)的条件下,连接,作的平分线交于点,交于点,连接并延长交于点,若,,,求的度数.
【答案】(1)证明:如图1,过点C作,垂足为F,
∵平分,,,
∴,
∵,,
∴,
在和中,
,
∴ ,
∴;
(2)解:,理由如下:
如图2,过点C作,垂足为F,
∵平分,
∴
∵,,
∴
∵,,
∴ ,
∴,,
∵,
∴,
在和中,
,
∴ ,
∴,
∴
∴;
(3)
【分析】(1)过点C作,根据角平分线的性质得到,证明,根据全等三角形的性质证明结论;
(2)过点C作,利用证明,从而得到,证明,得到,结合图形解答即可;
(3)在上截取,连接,则,先证明,再证明,再进行角度推导求解即可.
【详解】(1)略
(2)略
(3)解:如图3,在上截取,连接,
∴,
∵平分
∴
在和中,
,
∴
∴,
∵是的平分线,是的平分线,
∴,
∴是的平分线,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∵
∴
∵
∴,
∵
∴.
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