内容正文:
第二章 轴对称 知识清单
一、核心知识总结(必背・单元重点)
1. 轴对称及其性质
1.1 轴对称图形
如果一个平面图形沿一条直线折叠后,直线两旁的部分能够互相重合,那么这个图形叫作轴对称图形,这条直线叫作对称轴。
示例:等腰三角形、等边三角形、长方形、圆等都是轴对称图形。
1.2 成轴对称
如果两个平面图形沿一条直线折叠后能够完全重合,那么称这两个图形成轴对称,这条直线叫作这两个图形的对称轴。
示例:沿一条直线对折,两旁的两个图形能够完全重合,这两个图形成轴对称。
注意:轴对称图形是一个图形自身关于某条直线的对称性;成轴对称是两个图形之间的位置关系。
1.3 轴对称的性质
在轴对称图形或两个成轴对称的图形中,对应点所连的线段被对称轴垂直平分,对应线段相等,对应角相等。
示例:点 与点 关于直线 对称,则直线 垂直平分线段 ;对应线段 与 相等,对应角 与 相等。
注意:对称轴是任何一对对应点所连线段的垂直平分线。
2. 线段的垂直平分线
2.1 线段是轴对称图形
线段是轴对称图形,垂直并且平分线段的直线是它的一条对称轴。
示例:线段 关于它的垂直平分线对称。
2.2 线段的垂直平分线
垂直于一条线段,并且平分这条线段的直线,叫作这条线段的垂直平分线,简称中垂线。
示例:直线 垂直且平分线段 ,则直线 是线段 的垂直平分线。
2.3 线段垂直平分线的性质
线段垂直平分线上的点到这条线段两个端点的距离相等。
示例:点 在线段 的垂直平分线上,则 。
注意:性质成立的前提是”点在线段的垂直平分线上”。
3. 角的平分线
3.1 角是轴对称图形
角是轴对称图形,角平分线所在的直线是它的对称轴。
示例: 关于它的平分线所在的直线对称。
3.2 角平分线的性质
角平分线上的点到这个角的两边的距离相等。
示例:点 在 的平分线上,且 于点 , 于点 ,则 。
注意:这里的”距离”是指点到角两边的垂线段的长,必须垂直于角的两边。
4. 等腰三角形
4.1 等腰三角形是轴对称图形
等腰三角形是轴对称图形。
示例:等腰三角形沿其对称轴折叠后,两部分能够完全重合。
4.2 等腰三角形”三线合一”
等腰三角形顶角的平分线、底边上的中线、底边上的高重合(也称”三线合一“),它们所在的直线是等腰三角形的对称轴。
示例:在等腰 中,, 是底边 上的高,则 也是顶角 的平分线和底边 上的中线。
注意:”三线合一”中的”三线”指顶角平分线、底边上的中线、底边上的高这三条与底边相关的线。
4.3 等腰三角形的两个底角相等
等腰三角形的两个底角相等。
示例:在等腰 中,,则 。
5. 等腰三角形的判定
5.1 等角对等边
如果一个三角形有两个角相等,那么它们所对的边也相等。
示例:在 中,,则 。
5.2 直角三角形中 30° 角的性质
在直角三角形中,如果一个锐角等于 30°,那么它所对的直角边等于斜边的一半。
示例:在 中,,,则 。
注意:性质中”30° 角所对的直角边”与”斜边”要对应准确,不要与另一条直角边混淆。
二、二级结论与方法技巧
1. 常用二级推论
1.1 成轴对称的两个图形全等
两个图形成轴对称,折叠后能够完全重合,故对应边相等、对应角相等,两个图形全等。
1.2 垂直平分线的判定
到一条线段两个端点距离相等的点,在这条线段的垂直平分线上(即 时点 在线段 的垂直平分线上)。
1.3 角平分线的判定
在角的内部,到角的两边距离相等的点,在这个角的平分线上。
1.4 等边三角形
等边三角形是轴对称图形,有三条对称轴;三个角都相等,每个角都等于 60°。
1.5 等腰三角形”三线合一”的逆用
等腰三角形中,顶角平分线、底边上的中线、底边上的高”知一得三”:知道其中一条是”三线”,它同时也是另外两条。
1.6 等腰三角形两腰上的高、中线、角平分线分别相等
等腰三角形两腰上的高相等、两腰上的中线相等、两底角的平分线相等。
1.7 有一个角为 60° 的等腰三角形是等边三角形
等腰三角形只要有一个角等于 60°,则三个角都是 60°,它是等边三角形。
2. 解题方法与操作步骤
2.1 尺规作图:作线段的垂直平分线
分别以线段两端点为圆心、以大于线段长的一半为半径作弧,两弧相交于两点,过这两点作直线即得。如作线段 的垂直平分线,分别以 、 为圆心、以大于 为半径作弧交于 、,直线 即为所求。
2.2 尺规作图:作已知角的平分线
在角的两边截取相等的线段,再以截得的端点为圆心作弧交于一点,过角的顶点与该点作射线即得。如作 的平分线,在 、 上截取 ,再分别以 、 为圆心、以大于 为半径作弧交于 ,射线 即为所求。
2.3 尺规作图:过一点作已知直线的垂线
以该点为圆心作弧,与直线交于两点,再作这两点所连线段的垂直平分线即得。如过直线 上一点 作 的垂线,以 为圆心作弧交 于两点,作这两点连线的垂直平分线即可。
2.4 画轴对称图形的另一半
先作图形各关键顶点关于对称轴的对称点,再依次连接各对称点。如画出 关于直线 对称的另一半,先作顶点 、、 关于 的对称点 、、,再顺次连接即可。
3. 作图 / 折叠 / 计算小技巧
技巧
要点
示例
折纸判断轴对称
沿某条直线对折,两旁能够完全重合,则这条直线就是对称轴
长方形沿对边中点的连线对折能重合,有 2 条对称轴
对称轴条数
线段 2 条、角 1 条、等腰三角形 1 条、等边三角形 3 条、正 边形 条
正方形有 4 条对称轴
等腰三角形角度计算
两底角相等;已知一个角求其余角,先分”顶角 / 底角”讨论
顶角为 80° 时,底角为
折叠问题求角
折叠前后的角相等(翻折不变性),结合平角 180° 求未知角
沿 折叠使 落到 ,则
4. 常见考试模型
4.1 最短路径(将军饮马)模型
公式:点 、 在直线 同侧,求 上一点 使 最短:作点 关于 的对称点 ,连接 交 于点 ,点 即为所求,此时 最短。
限定:点 必须在直线 上。
示例:如甲、乙两居民楼在道路同侧,作其中一点的对称点后连线,与道路的交点即取货柜的最短位置。
4.2 折叠问题模型
公式:图形沿直线折叠,折叠前后的两部分全等,对应边、对应角相等;折痕垂直平分对应点所连的线段。
限定:折叠后重合的两点关于折痕对称。
示例:如沿 折叠使点 落到点 ,则 垂直平分 ,且 。
4.3 等腰三角形分类讨论模型
公式:等腰三角形已知”一个角”求其余角、已知”两边”求周长时,需分类讨论——角分”顶角 / 底角”,边分”腰 / 底边”。
限定:求周长须再验证三角形三边关系(两边之和大于第三边),不合题意的解舍去。
示例:如等腰三角形一边为 4、另一边为 9:若 4 为腰则 不能构成三角形,舍去,故第三边为 9,周长为 。
三、章节高频易错点 + 错解 / 正解对比
易错点 1:等腰三角形已知”一个角”求其余角,漏了顶角与底角的分类讨论
典例:等腰三角形的一个角为 70°,求其余两个角的度数。
错解:由等腰三角形两底角相等,另一个底角也是 70°,顶角为 ,所以其余两角为 70° 和 40°。
正解:① 若 70° 是顶角,则两个底角相等,每个为 ;② 若 70° 是底角,则另一个底角也是 70°,顶角为 40°。所以其余两角为 55°、55° 或 70°、40°。
原因:漏分类讨论。学生默认已知角是底角,忽略了它也可能是顶角。等腰三角形只确定了”两腰相等、两底角相等”,仅给”一个角”无法确定它是顶角还是底角。凡等腰三角形”知一求其余”,都要先判断该角是顶角还是底角,分类讨论。
易错点 2:等腰三角形已知”两边”求周长,忽略三角形三边关系
典例:等腰三角形两边的长分别为 4 和 9,求这个三角形的周长。
错解:三边长为 4、4、9 或 9、9、4,周长分别为 17 或 22。
正解:若腰长为 4、底边为 9,则 ,不能构成三角形,舍去;若腰长为 9、底边为 4,则 ,能构成三角形,周长为 。所以周长为 22。
原因:忽略三角形三边关系。等腰三角形知两边求第三边,要先分类(哪条是腰),再检验”两边之和大于第三边”。学生只按”等腰”列出两种组合,没有过滤掉不合法的解。
易错点 3:30° 角性质用错边,把”30° 所对的直角边”与另一条直角边混淆
典例:在 中,,,斜边 ,求 与 的长。
错解:由”30° 角所对的直角边等于斜边的一半”,;同理 ,所以 。
正解:30° 角()所对的直角边是 ,所以 ; 是另一条直角边,不是 所对的边,不能用该性质直接求。
原因:概念理解错误。性质说的是”30° 角所对的直角边等于斜边的一半”,即与 30° 角相对的那条直角边(本题是 )。学生把”斜边是直角边的 2 倍”误套到两条直角边上。关键是先找出 30° 角的对边(一定是直角边),再用性质。
易错点 4:角平分线性质漏了”到两边的距离”必须垂直
典例:点 在 的平分线上, 于点 ,连接 交 于点 ( 不垂直于 )。判断 与 是否相等。
错解:角平分线上的点到角两边的距离相等,所以 。
正解:角平分线的性质是”角平分线上的点到这个角的两边的距离相等”,“距离”指点到直线的垂线段的长。本题中只有 是 到 的距离, 不垂直于 ,不是距离,所以 与 一般不相等。
原因:忽略”距离 = 垂线段”这一隐含条件。学生看到”点到两边”就默认两条线段相等,忘记距离必须是垂直距离。用角平分线性质时,要先确认或构造”垂直”,再谈距离相等。
易错点 5:轴对称图形与成轴对称概念混淆
典例:判断:“两个全等的三角形一定成轴对称。”
错解:正确,因为两个三角形全等,能够完全重合,所以它们成轴对称。
正解:错误。两个三角形全等只说明”能够完全重合”,但不一定存在一条直线使它们”沿这条直线折叠后重合”。成轴对称要求两个图形的对应点所连的线段被同一条直线(对称轴)垂直平分。
原因:概念混淆。学生把”全等”等同于”成轴对称”。轴对称图形是一个图形自身的性质,成轴对称是两个图形之间的位置关系,二者都要求”沿一条直线折叠后重合”这一特定条件,而”全等”只要求”能重合”,条件更弱。
易错点 6:把”到两端点距离相等”误认为”中点”
典例:已知点 满足 ,判断点 的位置。
错解:因为 ,所以点 是线段 的中点。
正解:到线段 两个端点距离相等的点在线段 的垂直平分线上,所以 只能确定点 在线段 的垂直平分线上,点 不一定是中点。
原因:概念理解错误。学生把”到两端点距离相等”误认为”中点”。实际上到 、 距离相等的点有无数个,它们都在线段 的垂直平分线上;只有垂直平分线与线段 的交点(垂足)才是中点。
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