2026-2027学年八年级人教版数学上册第十四章《全等三角形》期中备考专题《夹半角模型》
2026-10-20
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内容正文:
半角模型
类型1:90°夹45°
1.如图,点A(a,0),B(0,b),满足|a﹣b|+(b﹣2)2=0.
(1)直接写出△AOB的面积为_____ .
(2)如图1,点C在线段AB上(不与A、B重合)移动,AB⊥BD,且∠COD=45°,求证:CD=AC+BD.
(3)如图2,F(2,2),点E是x轴上一动点(点E在点A的左边且不与点O重合),点K是y轴正半轴上一动点,连接EK,FK,FE,使∠EFK=45°,试探究线段BK,KE,EA之间的数量关系,并说明理由.
2.已知∠PAQ与正方形ABCD共顶点A,且∠PAQ=45°,∠PAQ的两边所在直线分别与正方形的边CD、CB所在直线相交于M、N.
(1)当∠PAQ在∠BAD内部时,(如图1),猜想线段DM、BN、MN之间的关系.
(2)当正方形的边AB在∠PAQ内部时,(如图2),(1)中的结论还成立吗?如果不成立,请你写出正确的结论,并说明理由.
(3)当∠PAQ绕A点顺时针旋转角а,(45°<а<135°) (如图3),写出线段DM、BN与MN之间的关系.(不须证明)
类型二:120°夹60°
3.(1)如图1,四边形ABCD中,∠A=∠C=90°,∠D=60°,AB=BC,E、F分别在AD、CD上,且∠EBF=60°,求证:EF=AE+CF.
(2)如图2,在题(1)中,若E、F分别在AD、DC的延长线上,其余条件不变,求证:AE=EF+CF.
4.如图,在四边形ABCD中,∠A=∠C=90°,∠D=60°,AB=BC,点E,F分别在AD,CD上,且∠EBF=60°.试说明:EF=AE+CF.
5.如图①,四边形ABCD中,∠A=∠C=90°,∠ADC=60°,AB=BC.
(1)若E,F分别在AD,CD上,且∠EBF=60°时,小王的探究方法是:延长EA至G,使AG=CF,连接BG,先证明△ABG≌△________ ;再证明△EBG≌△EBF,他得出的线段EF,AE,CF之间的关系是 _____________
(2)如图②,若E,F分别在AD,DC的延长线上,∠EBF=60°,求证:AE=EF+CF.
6.如图,四边形ABCD中,∠A=∠C=90°,∠ADC=60°,AB=BC,若E、F分别在AD、DC的延长线上,且∠EBF=60°,
求证:AE=EF+CF.
7.如图,△ABC中,CA=CB,∠ACB=120°,点E为AB上一点,∠DCE=∠DAE=60°,求证:AD+DE=BE.
类型三:2α夹α
8.(1)如图1,点E、F分别在正方形ABCD的边BC、CD上,∠EAF=45°,求证:EF=BE+FD.
(2)如图2,四边形ABCD中,∠BAD≠90°,AB=AD,∠B+∠D=180°,点E、F分别在边BC、CD上,则当∠EAF与∠BAD满足什么关系时,仍有EF=BE+FD,说明理由.
(3)如图3,四边形ABCD中,∠BAD≠90°,AB=AD,AC平分∠BCD,AE⊥BC于E,AF⊥CD交CD延长线于F,请直接写出线段BC、CD与CE之间的数量关系为______________ (不需证明)
9.【初步思考】
(1)如图1.在四边形ABCD中,AB=AD,∠B=∠D=90°,E,F分别是边BC,CD上的点,且∠BAD=2∠EAF.求证:EF=BE+FD.
小阳发现此题是证明线段的和(差)问题,根据证明此类题型的常见方法,于是就有了如下的思考过程:请你在下面的框图中填空帮他补全证明思路.
第一步:延长CB至点H,使BH=DF,连接AH,易证△ABH≌△ADF,得出①_______ =AF,∠BAH=∠DAF.
第二步:∠BAD=∠BAE+∠EAF+∠DAF,∠BAD=2∠EAF,得出∠BAE+∠DAF=∠EAF,所以②_________ =∠EAF.
第三步:易证△EAH≌△EAF,得出③_______ =EF,于是BE+④_______ =EF,即EF=BE+FD.
【问题解决】
(2)如图2,在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°,E、F分别是边BC,CD上的点,且∠BAD=2∠EAF,(1)中的结论是否仍然成立?请说明理由.
【拓展延伸】
(3)如图3,四边形ABCD是边长为7的正方形,∠EBF=45°,求△DEF的周长.
10.如图1和图2,在四边形ABCD中,AB=AD,E,F分别是边BC,CD上的点,且满足BE+FD=EF.
(1)如图1,若∠B=∠D=90°,求证:∠BAD=2∠EAF;
(2)如图2,若∠B+∠D=180°,判断:(1)中的结论 _____ (填“是”或“否”)成立;
(3)如图3,在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠ADC=180°,E,F分别是边BC,CD延长线上的点,且满足∠BAD=2∠EAF.请写出线段BE,FD,EF之间的数量关系,并证明.
11.在四边形ABCD中,AB=AD,E,F分别为直线BC和直线CD上的点,连接AE,AF,EF.
(1)如图①,若∠B=∠D=90°,∠BAD=120°,∠EAF=60°,探究线段EF,BE,DF之间的数量关系并说明理由;
(2)如图②,∠BAD=2∠EAF,试猜想当∠B与∠D满足什么关系时,可使得EF=BE+DF,请写出你的猜想并说明理由;
(3)如图③,若∠B+∠ADC=180°,点E在线段BC的延长线上,点F在线段CD的延长线上,∠EAF∠BAD,求证:EF=BE﹣FD.
2026年10月14日狼的诱惑的初中数学组卷
参考答案与试题解析
一.解答题(共11小题)
1.如图,点A(a,0),B(0,b),满足|a﹣b|+(b﹣2)2=0.
(1)直接写出△AOB的面积为 2 .
(2)如图1,点C在线段AB上(不与A、B重合)移动,AB⊥BD,且∠COD=45°,求证:CD=AC+BD.
(3)如图2,F(2,2),点E是x轴上一动点(点E在点A的左边且不与点O重合),点K是y轴正半轴上一动点,连接EK,FK,FE,使∠EFK=45°,试探究线段BK,KE,EA之间的数量关系,并说明理由.
【分析】(1)根据非负数的性质得出a=2,b=2,可得AO=BO=2,即可得出答案;
(2)先判断出∠OAE=∠OBD=135°,进而判断出△OBD≌△OAE,得出OD=OE,BD=AE,进而判断出△DOC≌△EOC(SAS),即可得出结论;
(3)分两种情况,由全等三角形的性质可得出结论.
【解答】解:(1)∵|a﹣b|+(b﹣2)2=0,
∴a﹣b=0,b﹣2=0,
∴a=2,b=2,
∴点A的坐标为(2,0),点B的坐标为(0,2),
∴OA=OB=2,
∴△AOB的面积OA•OB2×2=2,
故答案为:2;
(2)证明:过点O作OE⊥OD交BC的延长线于E,
∵∠BOD+∠DOA=90°,∠AOE+∠DOA=90°,
∴∠BOD=∠AOE,
∵∠OBA=∠OAB=45°,
∴∠OAE=∠OBD=135°,
在△OBD和△OAE中,
,
∴△OBD≌△OAE(ASA),
∴OD=OE,BD=AE,
∴BD+AC=AC+AE=CE,
在△DOC和△EOC中,
,
∴△DOC≌△EOC(SAS),
∴CD=CE=BD+AC;
(3)①如图2,当E在A,O之间时,过点F作FM⊥FE,交y轴于点M,连接FB,FA,
∵F(2,2),A(2,0),B(0,2),
∴OA=OB,AF⊥x轴,BF⊥y轴,
∵∠FBO=∠FAO=90°,∠AOB=90°,
∴四边形AOBF是矩形,
∵OA=OB,
∴矩形AOBF是正方形,
∴AF=BF,∠AFB=90°,
∴∠EFA=90°﹣∠BFE,
∵FM⊥FE,
∴∠EFM=90°,
∴∠MFB=90°﹣∠BFE,
∴∠MFB=∠EFA,
在△MFB与△EFA中,
,
∴△MFB≌△EFA(ASA),
∴MB=EA,MF=EF,
∵∠KFE=45°,
∴∠KFM=90°﹣45°=45°,
在△KFM和△KFE中,
,
∴△KFM≌△KFE(SAS),
∴KE=KM=BK+MB=BK+EA,
即KE=BK+EA;
②如图3,当E在O左侧时,同理可证△BFM≌△AFE(ASA),
∴EA=MB,
同理可证△KFM≌△KFE(SAS),
∴MK=KE,
∴EA=BK+KE.
综上所述,线段BK,KE,EA之间的数量关系是KE=BK+EA或EA=BK+KE.
【点评】本题是三角形综合题,考查了非负数的性质,等腰直角三角形的性质,全等三角形的判定和性质,坐标与图形的性质等知识,添加恰当辅助线构造全等三角形是解题的关键.
2.已知∠PAQ与正方形ABCD共顶点A,且∠PAQ=45°,∠PAQ的两边所在直线分别与正方形的边CD、CB所在直线相交于M、N.
(1)当∠PAQ在∠BAD内部时,(如图1),猜想线段DM、BN、MN之间的关系.
(2)当正方形的边AB在∠PAQ内部时,(如图2),(1)中的结论还成立吗?如果不成立,请你写出正确的结论,并说明理由.
(3)当∠PAQ绕A点顺时针旋转角а,(45°<а<135°) (如图3),写出线段DM、BN与MN之间的关系.(不须证明)
【分析】(1)如图(1)延长CD至G,使DG=BN,连接AG,证明△ABN≌△ADG(SAS),得AN=AG,∠BAN=∠DAG,再证明△AMN≌△AMG(SAS),得MN=MG,进而根据线段的和差即可解决问题;
(2)如图(2)在CD上截DH=BN,连接AH,方法同(1)即可解决问题;
(3)如图(3)延长DC至R,使DR=BN,连接AR,方法同(1)即可解决问题.
【解答】解:(1)DM+BN=MN,理由如下:
如图(1)延长CD至G,使DG=BN,连接AG,
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠B=∠ADC=∠ADG=90°,AB=AD,
∴△ABN≌△ADG(SAS),
∴AN=AG,∠BAN=∠DAG,
∵∠PAQ=45°,
∴∠BAN+∠DAM=45°,
∴∠DAG+∠DAM=45°=∠GAM,
∴∠MAN=∠MAG,
∵AM=AM,
∴△AMN≌△AMG(SAS),
∴MN=MG,
∵MG=MD+DG=MD+BN,
∴DM+BN=MN;
(2)DM﹣BN=MN,理由如下:
如图(2)在CD上截DH=BN,连接AH,
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠ABC=∠ADC=∠ABN=90°,AB=AD,
∴△ABN≌△ADH(SAS),
∴AN=AH,∠BAN=∠DAH,
∵∠PAQ=45°,
∴∠BAN+∠BAM=45°,
∴∠DAH+∠BAM=45°,
∴∠HAM=90°﹣45°=45°,
∴∠MAN=∠MAH,
∵AM=AM,
∴△AMN≌△AMH(SAS),
∴MN=MH,
∵MH=MD﹣DH=MD﹣BN,
∴DM﹣BN=MN;
(3)DM+BN=MN.理由如下:
如图(3)延长DC至R,使DR=BN,连接AR,
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠ABC=∠ADC=∠ABN=90°,AB=AD,
∴△ABN≌△ADR(SAS),
∴AN=AR,∠BAN=∠DAR,
∴∠BAN+∠BAR=∠DAR+∠BAR=∠BAD=90°,
∴∠NAR=90°,
∵∠PAQ=45°,
∴∠PAR=45°,
∴∠MAN=∠MAR=180°﹣45°=135°,
∵AM=AM,
∴△AMN≌△AMR(SAS),
∴MN=MR,
∵MR=MD+DR=MD+BN,
∴DM+BN=MN.
【点评】本题是四边形综合题,考查了正方形的性质,全等三角形的判定与性质,解决本题的关键是准确作出辅助线,构造全等三角形.
3.(1)如图1,四边形ABCD中,∠A=∠C=90°,∠D=60°,AB=BC,E、F分别在AD、CD上,且∠EBF=60°,求证:EF=AE+CF.
(2)如图2,在题(1)中,若E、F分别在AD、DC的延长线上,其余条件不变,求证:AE=EF+CF.
【分析】(1)延长DA到G,使AG=CF,连接BG,利用“边角边”证明△ABG和△CBF全等,根据全等三角形对应边相等可得AG=CF,BG=BF,全等三角形对应角相等可得∠CBF=∠ABG,利用四边形的内角和等于360°求出∠ABC=120°,然后求出∠EBG=60°,从而得到∠EBG=∠EBF,再利用“边角边”证明△BEF和△BEG全等,根据全等三角形对应边相等可得EF=EG,再根据EG=AE+AG等量代换即可得证;
(2)在AE上截取AG=CF,连接BG,利用“边角边”证明△ABG和△CBF全等,根据全等三角形对应边相等可得AG=CF,BG=BF,全等三角形对应角相等可得∠CBF=∠ABG,利用四边形的内角和等于360°求出∠ABC=120°,然后求出∠EBG=60°,从而得到∠EBG=∠EBF,再利用“边角边”证明△BEF和△BEG全等,根据全等三角形对应边相等可得EF=EG,再根据AE=GE+AG等量代换即可得证.
【解答】证明:(1)如图,延长DA到G,使AG=CF,连接BG,
在△ABG和△CBF中,,
∴△ABG≌△CBF(SAS),
∴AG=CF,BG=BF,∠CBF=∠ABG,
∵∠A=∠C=90°,∠D=60°,
∴∠ABC=360°﹣90°×2﹣60°=120°,
∵∠EBF=60°,
∴∠EBG=∠ABG+∠ABE=∠CBF+∠ABE=∠ABC﹣∠EBF=120°﹣60°=60°,
∴∠EBG=∠EBF,
在△BEF和△BEG中,,
∴△BEF≌△BEG(SAS),
∴EF=EG,
由图可知,EG=AE+AG,
所以,EF=AE+CF;
(2)如图,在AE上截取AG=CF,连接BG,
在△ABG和△CBF中,,
∴△ABG≌△CBF(SAS),
∴AG=CF,BG=BF,∠CBF=∠ABG,
∵∠A=∠C=90°,∠D=60°,
∴∠ABC=360°﹣90°×2﹣60°=120°,
∵∠EBF=60°,
∴∠EBG=∠ABC﹣∠ABG﹣∠CBE=∠ABC﹣∠CBF﹣∠CBE=∠ABC﹣∠EBF=120°﹣60°=60°,
∴∠EBG=∠EBF,
在△BEF和△BEG中,,
∴△BEF≌△BEG(SAS),
∴EF=EG,
由图可知,AE=GE+AG,
所以,AE=EF+CF.
【点评】本题考查了全等三角形的判定与性质,四边形的内角和,难点在于作辅助线构造出全等三角形,求一条边等于另两条边的和,通常利用“截长补短”法求解.
4.如图,在四边形ABCD中,∠A=∠C=90°,∠D=60°,AB=BC,点E,F分别在AD,CD上,且∠EBF=60°.试说明:EF=AE+CF.
【分析】延长DC至M,使CM=AE,利用SAS证明△ABE≌△CBM,得BM=BE,∠CBM=∠ABE,再利用SAS证明△BMF≌△BEF,得MF=EF,即可得出结论.
【解答】证明:如图,延长DC至M,使CM=AE,
在△ABE和△CBM中,,
∴△ABE≌△CBM(SAS),
∴BM=BE,∠CBM=∠ABE,
∵∠D=60°,∠A=∠C=90°,
∴∠ABC=360°﹣60°﹣90°×2=120°,
∵∠EBF=60°,
∴∠ABE+∠CBF=∠ABC﹣∠EBF=120°﹣60°=60°,
∴∠MBF=∠CBM+∠CBF=∠ABE+∠CBF=60°,
∴∠EBF=∠MBF,
在△BMF和△BEF中,,
∴△BMF≌△BEF(SAS),
∴MF=EF,
∵MF=MC+CF,
∴EF=AE+CF.
【点评】本题考查了全等三角形的判定与性质,四边形的内角和等知识;难点在于作辅助线构造出全等三角形,求一条边等于另两条边的和,通常利用“截长补短”法求解.
5.如图①,四边形ABCD中,∠A=∠C=90°,∠ADC=60°,AB=BC.
(1)若E,F分别在AD,CD上,且∠EBF=60°时,小王的探究方法是:延长EA至G,使AG=CF,连接BG,先证明△ABG≌△CBF ;再证明△EBG≌△EBF,他得出的线段EF,AE,CF之间的关系是 EF=AE+CF
(2)如图②,若E,F分别在AD,DC的延长线上,∠EBF=60°,求证:AE=EF+CF.
【分析】(1)如图求证△CFB≌△AGB(SAS),于是∠CBF=∠ABG,BF=BG,进一步可证∠GBE=∠FBE,求证△GBE≌△FBE(SAS),于是EG=EF,所以EF=AE+CF.
(2)如图,在AE上截取AG=CF,连接BG,求证△ABG≌△CBF(SAS),于是BG=BF,∠CBF=∠ABG,可证∠EBG=∠EBF,求证△BEF≌△BEG(SAS),于是EF=EG,所以AE=EF+CF.
【解答】(1)解:结论:EF=AE+CF.
如图,在△CFB和△AGB中,
,
∴△CFB≌△AGB(SAS),
∴∠CBF=∠ABG,BF=BG,
四边形ABCD中,
∵∠A=∠C=90°,∠ADC=60°,
∴∠ABC=360°﹣90°×2﹣60°=120°,
∴∠FBG=∠ABF+∠ABG=∠ABF+∠CBF=∠ABC=120°,
∴∠GBE=∠GBF﹣∠EBF=120°﹣60°=60°,
∴∠GBE=∠FBE,
在△GBE与△FBE中,
,
∴△GBE≌△FBE(SAS),
∴EG=EF,
而EG=AE+AG=AE+CF,
∴EF=AE+CF;
故答案为:CBF,EF=AE+CF;
(2)证明:如图,在AE上截取AG=CF,连接BG.
在△ABG和△CBF中,
,
∴△ABG≌△CBF(SAS),
∴BG=BF,∠CBF=∠ABG,
∵∠A=∠BCD=90°,∠ADC=60°,
∴∠ABC=360°﹣90°×2﹣60°=120°,
∴∠EBF=∠CBF+∠CBE=∠ABG+∠CBE=60°,
∵∠EBG=∠ABC﹣∠ABG﹣∠CBE=∠ABC﹣60°=60°,
∴∠EBG=∠EBF,
在△BEF和△BEG中,
,
∴△BEF≌△BEG(SAS),
∴EF=EG,
由图可知,AE=GE+AG,
∴AE=EF+CF.
【点评】本题考查全等三角形的判定和性质,运用截长补短的思想,通过截取一条线段等于已知线段构造全等三角形是解题的关键.
6.如图,四边形ABCD中,∠A=∠C=90°,∠ADC=60°,AB=BC,若E、F分别在AD、DC的延长线上,且∠EBF=60°,
求证:AE=EF+CF.
【分析】在AE上截取AM=CF,首先证明△ABM≌△CBF,进而得出∠ABM=∠CBF,BM=BF,再利用四边形内角和得出∠EBM=60°,即可证出△BME≌△BFE,即可得出答案.
【解答】证明:在AE上截取AM=CF,连接BM
在△ABM和△CBF中
,
∴△ABM≌△CBF(SAS),
∴∠ABM=∠CBF,BM=BF
∵∠A=∠C=90°,∠D=60°,
∴∠CBA=120°,
∴∠FBM=120°,
∵∠EBF=60°,
∴∠EBM=60°,
在△BME和△BFE中
∴△BME≌△BFE(SAS),
∴EF=EM,
∴AE=EF+CF.
【点评】此题主要考查了全等三角形的判定与性质,此题截长的目的是构造两对全等三角形,本题不宜用补短法,因无法构造两对全等三角形.
7.如图,△ABC中,CA=CB,∠ACB=120°,点E为AB上一点,∠DCE=∠DAE=60°,求证:AD+DE=BE.
【分析】在AB上截取BF=AD,连接CF,通过证明△ADC≌△BFC,可得∠ACD=∠BCF,CD=CF,由“SAS”可得△DCE≌△FCE,可得DE=EF,即可得结论.
【解答】证明:如图,在AB上截取BF=AD,连接CF,
∵CA=CB,∠ACB=120°,
∴∠CAB=∠CBA=30°,
∵∠DAE=60°
∴∠DAC=∠DAE﹣∠CAB=30°
∴∠DAC=∠CBA,且AD=BF,AC=BC
∴△ADC≌△BFC(SAS)
∴∠ACD=∠BCF,CD=CF,
∵∠ACB=∠ACE+∠ECF+∠BCF=∠ACE+∠ECF+∠ACD=∠DCE+∠ECF=120°
∴∠ECF=60°=∠DCE,且CE=CE,DC=CF
∴△DCE≌△FCE(SAS)
∴DE=EF
∴BE=BF+EF=AD+DE
【点评】本题考查了全等三角形的判定和性质,等腰三角形的性质,添加恰当的辅助线构造全等三角形是本题的关键.
8.(1)如图1,点E、F分别在正方形ABCD的边BC、CD上,∠EAF=45°,求证:EF=BE+FD.
(2)如图2,四边形ABCD中,∠BAD≠90°,AB=AD,∠B+∠D=180°,点E、F分别在边BC、CD上,则当∠EAF与∠BAD满足什么关系时,仍有EF=BE+FD,说明理由.
(3)如图3,四边形ABCD中,∠BAD≠90°,AB=AD,AC平分∠BCD,AE⊥BC于E,AF⊥CD交CD延长线于F,请直接写出线段BC、CD与CE之间的数量关系为BC+CD=2CE (不需证明)
【分析】(1)根据旋转的性质可以得到△ADG≌△ABE,则GF=BE+DF,只要再证明△AFG≌△AFE即可.
(2)延长CB至M,使BM=DF,连接AM,证△ADF≌△ABM,再证△FAE≌△MAE,即可得出答案;
(3)由角平分线的性质得出AE=AF,由HL证明Rt△ABE≌Rt△ADF,得出BE=DF,同理:Rt△ACE≌Rt△ACF,得出CE=CF,即可得出结论.
【解答】(1)证明:把△ABE绕点A逆时针旋转90°至△ADG,如图1所示:
则△ADG≌△ABE,
∴AG=AE,∠DAG=∠BAE,DG=BE,
又∵∠EAF=45°,即∠DAF+∠BEA=∠EAF=45°,
∴∠GAF=∠FAE,
在△GAF和△FAE中,,
∴△AFG≌△AFE(SAS).
∴GF=EF.
又∵DG=BE,
∴GF=BE+DF,
∴BE+DF=EF.
(2)解:∠BAD=2∠EAF.理由如下:
如图2所示,延长CB至M,使BM=DF,连接AM,
∵∠ABC+∠D=180°,∠ABC+∠ABM=180°,
∴∠D=∠ABM,
在△ABM和△ADF中,,
∴△ABM≌△ADF(SAS)
∴AF=AM,∠DAF=∠BAM,
∵∠BAD=2∠EAF,
∴∠DAF+∠BAE=∠EAF,
∴∠EAB+∠BAM=∠EAM=∠EAF,
在△FAE和△MAE中,,
∴△FAE≌△MAE(SAS),
∴EF=EM=BE+BM=BE+DF,
即EF=BE+DF.
(3)解:BC+CD=2CE;理由如下:
∵AC平分∠BCD,AE⊥BC,AF⊥CD,
∴∠AEB=∠AFD=90°,AE=AF,
在Rt△ABE和Rt△ADF中,,
∴Rt△ABE≌Rt△ADF(HL),
∴BE=DF,
同理:Rt△ACE≌Rt△ACF,
∴CE=CF,
∴BC+CD=BE+CE+CF﹣DF=2CE;
故答案为:BC+CD=2CE.
【点评】此题是四边形综合题,考查了正方形的性质、旋转的性质、全等三角形的判定与性质、角平分线的性质等知识;本题综合性强,有一定难度,证明三角形全等是解决问题的关键.
9.【初步思考】
(1)如图1.在四边形ABCD中,AB=AD,∠B=∠D=90°,E,F分别是边BC,CD上的点,且∠BAD=2∠EAF.求证:EF=BE+FD.
小阳发现此题是证明线段的和(差)问题,根据证明此类题型的常见方法,于是就有了如下的思考过程:请你在下面的框图中填空帮他补全证明思路.
第一步:延长CB至点H,使BH=DF,连接AH,易证△ABH≌△ADF,得出①AH =AF,∠BAH=∠DAF.
第二步:∠BAD=∠BAE+∠EAF+∠DAF,∠BAD=2∠EAF,得出∠BAE+∠DAF=∠EAF,所以② ∠EAH =∠EAF.
第三步:易证△EAH≌△EAF,得出③EH =EF,于是BE+④BH =EF,即EF=BE+FD.
【问题解决】
(2)如图2,在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°,E、F分别是边BC,CD上的点,且∠BAD=2∠EAF,(1)中的结论是否仍然成立?请说明理由.
【拓展延伸】
(3)如图3,四边形ABCD是边长为7的正方形,∠EBF=45°,求△DEF的周长.
【分析】(1)延长CB至点H,使BH=DF,连接AH,可证明△ABH≌△ADF,得AH=AF,∠BAH=∠DAF,再证明∠EAH=∠EAF,进而证明△EAH≌△EAF,得EH=EF,所以BE+BH=EF,则EF=BE+FD,于是得到问题的答案;
(2)延长CB到点G,使GB=FD,连接AG,则∠ABG=∠D,可证明△ABG≌△ADF,得AG=AF,∠BAG=∠DAF,推导出∠EAG=∠EAF,进而证明△EAG≌△EAF,得EG=EF,则EF=BE+FD,所以(1)中的结论仍然成立;
(3)延长DA到点L,使AL=CF,连接BL,则∠BAL=∠C=90°,可证明△BAL≌△BCF,得BL=BF,∠ABL=∠CBF,推导出∠EBL=∠EBF,进而证明△EBL≌△EBF,得EL=EF,则EF=AE+CF,求得DE+EF+DF=AD+CD=14,则△DEF的周长为14.
【解答】解:(1)如图1,延长CB至点H,使BH=DF,连接AH,
∵∠ABC=∠D=90°,
∴∠ABH=∠D=90°,
在△ABH和△ADF中,
,
∴△ABH≌△ADF(SAS),
∴AH=AF,∠BAH=∠DAF,
∵∠BAD=∠BAE+∠EAF+∠DAF,∠BAD=2∠EAF,
∴∠BAE+∠EAF+∠DAF=2∠EAF,
∴∠BAE+∠DAF=∠EAF,
∵∠BAE+∠DAF=∠BAE+∠BAH=∠EAH,
∴∠EAH=∠EAF,
在△EAH和△EAF中,
,
∴△EAH≌△EAF(SAS),
∴EH=EF,
∴BE+BH=EF,
∴EF=BE+FD.
故答案为:AH,∠EAH,EH,BH.
(2)成立,
理由:如图2,延长CB到点G,使GB=FD,连接AG,
∵∠ABC+∠ABG=180°,∠ABC+∠D=180°,
∴∠ABG=∠D,
在△ABG和△ADF中,
,
∴△ABG≌△ADF(SAS),
∴AG=AF,∠BAG=∠DAF,
∵∠BAE+∠DAF+∠EAF=∠BAD=2∠EAF,
∴∠BAE+∠DAF=∠EAF,
∴∠EAG=∠BAE+∠BAG=∠BAE+∠DAF=∠EAF,
在△EAG和△EAF中,
,
∴△EAG≌△EAF(SAS),
∴EG=EF,
∵EG=BE+GB=BE+FD,
∴EF=BE+FD,
∴(1)中的结论仍然成立.
(3)如图3,延长DA到点L,使AL=CF,连接BL,
∵四边形ABCD是边长为7的正方形,
∴AB=CB=AD=CD=7,∠BAD=∠C=∠D=∠ABC=90°
∴∠BAL=∠C=90°,
在△BAL和△BCF中,
,
∴△BAL≌△BCF(SAS),
∴BL=BF,∠ABL=∠CBF,
∵∠EBF=45°,
∴∠EBL=∠ABE+∠ABL=∠ABE+∠CBF=∠ABC﹣∠EBF=45°,
∴∠EBL=∠EBF,
在△EBL和△EBF中,
,
∴△EBL≌△EBF(SAS),
∴EL=EF,
∵EL=AE+AL=AE+CF,
∴EF=AE+CF,
∴DE+EF+DF=DE+AE+CF+DF=AD+CD=7+7=14,
∴△DEF的周长为14.
【点评】此题重点考查同角的补角相等、全等三角形的判定与性质、正方形的性质、三角形的周长等知识,此题综合性强,难度较大,正确地作出辅助线构造全等三角形是解题的关键.
10.如图1和图2,在四边形ABCD中,AB=AD,E,F分别是边BC,CD上的点,且满足BE+FD=EF.
(1)如图1,若∠B=∠D=90°,求证:∠BAD=2∠EAF;
(2)如图2,若∠B+∠D=180°,判断:(1)中的结论 是 (填“是”或“否”)成立;
(3)如图3,在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠ADC=180°,E,F分别是边BC,CD延长线上的点,且满足∠BAD=2∠EAF.请写出线段BE,FD,EF之间的数量关系,并证明.
【分析】(1)延长CB至M,使得BM=DF,连接AM,根据全等三角形的判定和性质解答即可;
(2)延长CB至M,使BM=DF,连接AM.证明△ABM≌△ADF(SAS).可得AF=AM,∠BAM=∠DAF.然后根据EF=BE+DF=BE+BM=EM,证明△AME≌△AFE(SSS).可得∠MAE=∠EAF.进而可以得到结论;
(3)通过全等三角形来实现相等线段的转换.就应该在BE上截取BM,使BM=DF,连接AM.可得出AM=AF,ME=EF,那么EF=ME=BE﹣BM=BE﹣DF.
【解答】(1)证明:延长CB至点M,使得BM=DF,连接AM,
∵∠B=∠D=90°,AB=AD,
在△ABM与△ADF中,
,
∴△ABM≌△ADF(SAS),
∴AM=AF,∠DAF=∠BAM,
∵EF=BE+DF=BE+BM=ME,
在△AME与△AFE中,
,
∴△AME≌△AFE(SSS),
∴∠MAE=∠EAF,
∴∠BAE+∠DAF=∠EAF,
即∠BAD=2∠EAF;
(2)解:如图,延长CB至点M,使BM=DF,连接AM.
∵∠ABC+∠D=180°,∠ABM+∠ABC=180°,
∴∠ABM=∠D,
在△ABM与△ADF中,
,
∴△ABM≌△ADF(SAS).
∴AF=AM,∠DAF=∠BAM,
∵EF=BE+DF=BE+BM=EM,
在△AME与△AFE中,
,
∴△AME≌△AFE(SSS).
∴∠MAE=∠EAF.
∴∠BAE+∠DAF=∠BAE+∠BAM=∠EAF∠BAD,
∴∠BAD=2∠EAF,
∴(1)中的结论成立,
故答案为:是;
(3)解:线段BE,FD,EF之间的数量关系是BE﹣DF=EF,
证明:在BE上截取BM=DF,连接AM,
∵AB=AD,∠B+∠ADC=180°,∠ADC+∠ADF=180°,
∴∠ABM=∠ADF,
在△ABM与△ADF中,
,
∴△ABM≌△ADF(SAS),
∴AM=AF,∠BAM=∠DAF,
∵∠BAD=2∠EAF,
∴∠BAD=∠MAF=2∠EAF,
∴∠EAF=∠EAM,
在△AEM与△AEF中,
,
∴△AEM≌△AEF(SAS),
∴EM=EF,
∴BE﹣BM=EF,
∵BM=DF,
∴BE﹣DF=EF.
【点评】本题是四边形综合题,考查了三角形全等的判定和性质;本题中通过全等三角形来实现线段的转换是解题的关键,没有明确的全等三角形时,要通过辅助线来构建与已知和所求条件相关联全等三角形.
11.在四边形ABCD中,AB=AD,E,F分别为直线BC和直线CD上的点,连接AE,AF,EF.
(1)如图①,若∠B=∠D=90°,∠BAD=120°,∠EAF=60°,探究线段EF,BE,DF之间的数量关系并说明理由;
(2)如图②,∠BAD=2∠EAF,试猜想当∠B与∠D满足什么关系时,可使得EF=BE+DF,请写出你的猜想并说明理由;
(3)如图③,若∠B+∠ADC=180°,点E在线段BC的延长线上,点F在线段CD的延长线上,∠EAF∠BAD,求证:EF=BE﹣FD.
【分析】(1)先证明△ABE≌△ADG,再证明△AEF≌△AGF,则可得到结论;
(2)根据角之间关系,只要满足∠B+∠D=180°时,就可以得出三角形全等,利用全等三角形的性质即可得出答案;
(3)在BE上截取BG,使BG=DF,连接AG.根据SAS证明△ABG≌△ADF得到AG=AF,∠BAG=∠DAF,根据∠EAF∠BAD,可知∠GAE=∠EAF,可证明△AEG≌△AEF,EG=EF,那么EF=GE=BE﹣BG=BE﹣DF.
【解答】(1)解:EF=BE+DF,
理由:如图①,延长FD到G,使DG=BE,连接AG,
∵∠B=∠ADC=90°,
∴∠B=∠ADG=90°,
在△ABE和△ADG中,
,
∴△ABE≌△ADG(SAS),
∴AE=AG,∠BAE=∠DAG,
∵∠BAD=120°,∠EAF=60°,
∴∠BAE+∠DAF=60°,
∴∠DAF+∠CAD=60°,
即∠FAG=60°=∠EAF,
在△AEF和△AGF中,
,
∴△AEF≌△AGF(SAS),
∴EF=FG,
∵GF=GD+DF=DF+BE,
∴EF=BE+DF;
(2)解:当∠B与∠D满足∠B+∠D=180°时,可使得DF+BE=EF,
理由:如图②,延长CB在上截取BG=DF,连接AG,
∵∠ABE+∠ABG=180°,∠ABE+∠D=180°,
∴∠ABG=∠D,
∵AB=AD,DF=GB,
∴△ABG≌△ADF(SAS),
∴AG=AF,∠DAF=∠GAB,
∵∠EAF∠BAD,
∴∠GAE=∠EAF,
∴△AFE≌△AGE(SAS),
∴EF=EG,
∴EF=DF+BE;
(3)证明:在BE上截取BG,使BG=DF,连接AG.
∵∠B+∠ADC=180°,∠ADF+∠ADC=180°,
∴∠B=∠ADF.
在△ABG和△ADF中,
,
∴△ABG≌△ADF(SAS),
∴∠BAG=∠DAF,AG=AF.
∴∠BAG+∠EAD=∠DAF+∠EAD=∠EAF∠BAD.
∴∠GAE=∠EAF.
在△AEG和△AEF中,
,
∴△AEG≌△AEF(SAS).
∴EG=EF,
∵EG=BE﹣BG
∴EF=BE﹣FD.
【点评】本题考查了四边形综合题,三角形全等的判定和性质;本题中通过全等三角形来实现线段的转换是解题的关键,没有明确的全等三角形时,要通过辅助线来构建与已知和所求条件相关联全等三角形.
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