专题05 相交线与平行线压轴题(专项训练)数学新教材华东师大版七年级上册
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内容正文:
专题05 相交线与平行线压轴题
常考题型·精准突破
题型1 定值问题
题型2 “拐点”相关探究数量关系
题型3 三角板相关问题
题型4 旋转相关问题
题型5 存在性问题
综合攻坚·知能拔高
常考题型·精准突破
◆题型1定值问题
1.已知,点、在直线上,点、在直线上,直线与直线交于点.
(1)如图1,求证;
(2)如图2,已知,平分交于点,平分交于点,则是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由;
(3)如图3,已知,的平分线交直线于点,点在线段上(点不与点、重合),点在直线上(点不与点重合).若,且,则________.
2.如图,,是两个镜面,根据镜面反射规律:若一束光线照射到镜面上,反射光线为,则一定有,光线是由镜面反射得到.
(1)如图①,若,,求的度数;
(2)如图②,当入射光线与经两次反射后的光线平行时,两个平面镜的夹角是否为定值?若是定值,请求出该夹角的度数;若不是定值,请说明理由;
(3)在(2)的条件下,设(),增添一个平面镜,放在恰当位置,使光线的反射光线平行于镜面,试求镜面与镜面的夹角(夹角为锐角),并说明理由.
3.如图,在线段的延长线上,,,,交于,为线段上一点.
(1)求证:平分;
(2)若的余角比大,求的度数;
(3)射线平分,在(2)的条件下,试判断的度数是否为一个定值?若是,求出这个定值;若不是,请说明理由.
4.数学学习需动手实践和深入思考.在数学实践课上,乐乐利用一副三角尺的叠放和旋转,探究解决了以下问题.
(1)【操作思考】如图1,乐乐将这副三角尺叠放在一起时发现:__________;(请填写“>”“=”或“<”)
(2)【深入探究】如图1,乐乐猜想与的和为定值.试说明理由;
(3)【拓展探究】如图2,乐乐将这副三角尺的直角顶点重合,并将三角尺的边与边重合作为起始位置.固定,将绕点逆时针旋转.当边与边重合时停止旋转,在旋转过程中,这副三角尺是否存在一组边互相平行?若存在,请直接写出度数;若不存在,请说明理由.
5.如图,直线分别与直线,交于点,,平分交直线于点,且.
(1)求证:;
(2)点是线段上的一点,若,,则 ;
(3)点是线段上的一点,,在射线上取一点,连接,直线交直线于点,,则的值是否为定值?请说明理由.
◆题型2“拐点”相关探究数量关系
6.【模型引入】图1是平行线几何中经典猪蹄模型,依托平行线性质,过拐点作辅助平行线是破解此类角度计算的通用方法.如图1,已知,直线与之间有一点(点在直线的右侧),连接,.
(1)【特例探究】
在图1中,若,,则的度数为_____;
(2)【总结归纳】
探究图1中,与之间的数量关系,并说明理由;
(3)【拓展应用】
已知,点,分别在直线,上,点,均在直线的右侧,连接,,,,且平分.
①如图2,若点,均在直线和之间,平分,且,求的度数;
②如图3,若点在直线和之间,点在直线的下方,平分.设,且,请直接写出的度数(用含的代数式表示).
7.如图,,射线交于点F.点G在折线上运动(不与D,F重合),点H在直线上运动(不与点F重合).
(1)如图1,当点G在上,点H在点F右侧时,连接交于M,与的角平分线交于点P.求证:.
(2)当点G在射线上运动时,连接,与的角平分线所在直线交于点P,画出所有符合题意的图形,并用等式表示和的数量关系(直接写出结论).注:本小题的每一种情况均需单独画图表示,如将多种情况画在一个图里,将不能得分.
8.已知直线,直线交于点,交于点.
(1)如图,若平分,平分,连接,当时,求;
(2)如图,若,,.当时,用含的式子表示的度数;
(3)若,平分,,请在备用图中画出示意图形,并直接写出,之间的关系:________.
9.综合与实践
如图,,点为平面内任意一点,连接,,某数学兴趣小组对,,之间的数量关系进行了探究学习.
【探究一】当点在如图所示位置时,通过测量,得到猜想结果:;
证明:过点作,
,
∵,,
,
,
,
.
(1)【探究二】当点在如图所示位置时,猜想,,之间的数量关系,并给出证明;
(2)【探究三】当点在如图所示位置时,请直接写出,,之间的数量关系,不要求给出证明;
(3)【探究四】若,请在图中找到一个符合条件的点,并补全图形,不要求给出证明;
(4)【思维拓展】当点,在如图所示位置时,请写出,,,之间的数量关系,并给出证明.
10.某学习小组总结归纳了一种方法:对于平行线中的拐点问题,可以通过过拐点作平行线,再运用平行线的性质来解决问题,请你利用这个方法解决以下问题:
已知直线,点、分别在直线、上,连接、.
(1)如图,点在、之间,若,,则________;请归纳总结、和之间的数量关系,并加以证明;
【学以致用】
(2)如图,点、在、之间,平分,平分,若,求的度数;
【深入探究】
(3)如图,点、在下方,平分,平分,若,求的度数.
◆题型3三角板相关问题
11.在综合与实践课上,同学们以“一个含角的直角三角尺和两条平行线”为背景开展数学活动.如图1,已知直线,,,.
(1)若,求的度数;
(2)如图2,创新小组的同学把直线向上平移,发现,请你进行证明;
(3)缜密小组将图形变化为如图3所示的形式,请你写出和的数量关系并说明理由.
12.将一副三角板和进行摆放,其中,,,.
(1)如图1,点B在边上,转动三角板,当时,与的位置关系是____;
(2)如图2,点A,D均在线段上,与交于点G,猜想的度数,并说明理由;
(3)如图3,点C在上,点E在上,过点A作,求的度数.
13.【问题情境】
一副三角尺,,,,.将它们按照如图1所示的方式摆放,使点与点重合,点在上,与相交于点,求的度数.嘉淇的解法如下.
解:过点作.
,(依据1).
,(依据2).
又,(依据3),
,
.
(1)上述证明过程中的“依据1”“依据2”和“依据3”分别是指:
依据1:____________________________________________________________;
依据2:____________________________________________________________;
依据3:____________________________________________________________;
【问题迁移】
(2)将两个三角尺按如图2所示的方式摆放,使点与点重合,点在上,点在上,与相交于点,求的度数;
【问题深化】
(3)如图3,若三角尺不动,将两个三角尺的顶点与重合,把三角尺绕点转动(点在直线上方,且),使两块三角尺有一组边互相平行,请直接写出的度数.
14.如图,直线,三角形的顶点在直线上,顶点和顶点在两条平行线之间,其中,.的平分线交直线于点,设的度数为.
(1)如图,若,求的值.
(2)过点的直线分别交,于点,(点不与点重合).
①如图,若,请判断与的位置关系,并说明理由.
②若的角平分线交直线于点,求的度数(用含的代数式表示).
15.两张直角三角形纸片按如图1方式摆放,已知,,,,点D恰好落在的延长线上,且.
(1)判断与的位置关系,并说明理由;
(2)如图2,点P在上,连接,,作的平分线交于点H,
①若,求出的度数.
②记,.当与四边形的一条边平行时,求与的关系.
◆题型4旋转相关问题
16.如图1,一块直尺和一块含的直角三角板如图放置,其中直尺和直角三角板的斜边平行,我们可以抽象出如图2的数学模型:,,,分别交、于点,,的角平分线交于点,为线段上一动点(不与,重合),连接交于点.
(1)当时,求.
(2)在线段上任意移动时,求,,之间的关系.
(3)在(1)的条件下,将三角形绕着点以每秒的速度逆时针旋转(其它点不动),旋转时间为,则在旋转过程中,当三角形的其中一边与三角形的某一边平行时,直接写出此时的值.
17.已知,,点,分别在,上,点在两直线之间,连接,.
(1)如图1,若,求的度数;
(2)如图2,若的角平分线交于点,点是延长线上一点,连接,若,写出和的数量关系,并说明理由;
(3)如图3,连接,,平分,,,线段绕点以每秒的速度顺时针旋转一周,设运动时间为秒,当射线与或平行时,直接写出的值.
18.已知,如图,,直线交于点M,交于点N,点E是线段上一点,P,Q分别在射线,上,连接,,平分,平分.
(1)如图1,当时,直接写出的度数;
(2)如图2,求与之间的数量关系,并说明理由;
(3)如图3,在(1)问的条件下,若,,过点P作交的延长线于点H,将绕点N顺时针旋转,速度为每秒,直线旋转后的对应直线为,同时将绕点P逆时针旋转,速度为每秒,旋转后的对应三角形为,当首次与重合时,整个运动停止.在此运动过程中,经过t()秒后,恰好平行于的其中一条边,请直接写出所有满足条件的t的值.
19.在综合与实践课上,老师让同学们以“一个含的直角三角尺和两条平行线”为背景开展数学活动.已知两直线,,且,直角三角尺中,,.
(1)【操作发现】:如图(1),当三角尺的顶点在直线上时,若,则_____°;
(2)【探索证明】:如图(2),当三角尺的顶点在直线上时,请写出与间的数量关系,并说明理由;
(3)【拓展应用】:如图(3),把三角尺的顶点放在直线上且保持不动,旋转三角尺,点始终在直线(为直线上一点)的上方,若存在,请求出射线与直线所夹锐角的度数.
20.如图,直线,一副三角板(,,,)按如图1放置,其中点在直线上,点,均在直线上,且平分;
(1)求的度数;
(2)如图2,若将绕点以每秒的速度按逆时针方向旋转(、的对应点分别为、).设旋转时间为秒,在旋转过程中,若边,求的值;
◆题型5存在性问题
21.如图已知,有一块三角板,其中,,现将该三角板如图所示放置,使顶点始终落在上,过点作交于点.
(1)如图1,若,则___________;
(2)若的平分线交于点;
①如图2,是否存在,使得与同时成立,若存在请求出,若不成立,请说明理由.
②如图3,将三角板沿直线从左往右平移,且在平移的过程中,始终保持不变,请探究与之间的数量关系.
22.已知两直线,且 ,直角三角尺中,,.
(1)【操作发现】如图1,当三角尺的顶点在直线上时,若,则 °;
(2)【探索证明】如图2,把三角尺的顶点放在直线上且保持不动,旋转三角尺,点,点始终在直线为直线上一点)的上方,若存在,请求出射线与直线所夹锐角的度数;
(3)【拓展应用】如图3,改变三角尺的位置,将直角三角尺的一边放在直线上(点在直线上),另一边在直线的下方.过点作射线,使,将图3中三角尺绕点以每秒的速度沿逆时针方向旋转一周,设旋转时间为秒.当时,在旋转的过程中与始终满足关系(为常数),求的值.
23.已知:,、是上的点,、是上的点,满足.
(1)如图1,求证:.
(2)如图2,过点作交延长线于点,作、的角平分线交于点,交于点,求的度数.
(3)如图3,在(2)的条件下,当时,请问是否存在为定值,使得平分?若存在,请求出的值;若不存在,请说明理由.
综合攻坚·知能拔高
1.综合与实践
问题情境:在项目化学习活动中,七年级某班以“一个含的直角三角尺和两条平行线”为背景,开展“提出问题—解决问题”的学习活动,请你参与活动,解决以下问题.
已知在直角三角尺ABC中,.
初步探究:
(1)将两个直角三角尺按如图1所示的方式放置,三角尺的直角顶点与三角尺的直角顶点重合,,则 度;
(2)如图2,直线,三角尺的顶点在直线上,顶点在直线上,若,求的度数.
深入探究:
(3)如图3,直线,三角尺的顶点在直线上,顶点在直线上,请写出与之间的数量关系,并说明理由.
2.综合实践
【实践操作】在一次数学综合实践活动课上,同学们进行了如下探究活动:将一块等腰直角三角板的顶点放置在直线上,旋转三角板.
【操作发现】
(1)如图1,在边上任取一点(不同于点,),过点作,若,则___________;
【实践应用】
(2)如图2,过点作,若平分,平分,求的度数;
【拓展延伸】
(3)将三角板绕顶点转动,过点作,并保持点在直线的上方.在旋转过程中,探索与之间的数量关系.(分别从点在直线上方和下方讨论)
3.如图,直线,点分别是直线上一点,点是直线之间一点,且点在直线的左侧,连接,,平分,.
(1)若,则的度数为___________;
(2)求证:;
(3)试探究与之间的数量关系,并说明理由.
4.如图1,直线,直线与直线分别交于点,的平分线交于点.
(1)求证:;
(2)点是射线上一个动点(点不与点重合),的平分线交直线于点,过点作交直线于点,
①当点在线段上时,如图2,用等式表示和之间的数量关系,并证明;
②当点在线段的延长线上时,直接写出用等式表示的和之间的数量关系.
5.年央视春节联欢晚会上,一群穿着花棉袄的人形机器人科技感爆棚.这个《秧》节 目中的机器人名为, 将传统文化与尖端技术融为一体,不仅展现了极高的艺术表现力,更 体现了中国在机器人技术领域的重大突破.
【提出问题】图是练习时的侧面示意图,上身与地面垂直,脚面保持水平,此时, ,则的度数是多少?
【思考过程】依靠图中现有的线无法解决该问题,因此,需要添加辅助线构造新的图形.
【问题解决】
请完成下面推理过程.
(1)解:如图,过点作,过点作,则,
∵,,
∴,
∵,,
∴( ),
∴,
∵,
∴ ( ),
∴ .
【迁移应用】
如图,在一款手推车的平面示意图中.
(2)若,,则 ;
(3)写出之间的数量关系,并说明理由.
【拓展提高】
(4)如图,,直线交于点,交 于点,点是线段上的 一 点,,平分,平分,则 .
6.某学校数学兴趣小组的学生在活动中发现:图1中的几何图形,很像小猪的猪蹄,于是将这个图形称为“猪蹄模型”,“猪蹄模型”中蕴含着角的数量关系.
(1)如图1,,P是、之间的一点,连接、,试说明:;
请将下面的说理过程补充完整:
说明:如图,过P作.
∵,
∴(____________),
∵,
∴(____________),
∴______,
∵,
∴______.(等量代换)
(2)如图2,若,,,则______;
(3)如图3,,点P在的上方,问,,之间有什么数量关系?请说明理由.
7.综合与实践
动手操作可提高我们的思维能力,王老师和同学们利用两块直角三角板(含的直角三角板和含的直角三角板)不同的摆放方式探究平行线的相关问题.
初步认知
(1)如图1,将三角板直角顶点A与E重合,若,则____________.
深入探究
王老师让同学们改变三角板的位置,提出新的问题并作出解答.
(2)“智慧小组”提出问题:如图2,将三角板的顶点B放在三角板的边上,若,平分吗?请说明理由.
(3)“善思小组”提出问题:将图2位置的三角板DEF不动,三角板ABC绕点B旋转一周,在此过程中与三角板的某一边平行(不共线)时,请直接写出的度数.
8.已知点均为定点,直线,,点为射线上一个动点(点不与点重合),连接,
(1)如图1,当点在线段上时,若,则的度数为_____;
(2)如图2,当点在线段上时,的角平分线和的角平分线交于点.
①补全图形;
②用等式表达与之间的数量关系,并证明;
(3)如图3,当点在直线的下方运动时(点在射线上),射线平分,射线平分,点在直线的下方,且满足射线,请直接写出的度数.
9.如图,直线与线段,直线交于点、,,点为直线上一点(不与点重合),连接,过点作射线,交于点(点在点之间).
(1)若点在线段上.
①如图1,若为钝角,,求的度数;
②如图2,若为锐角,判断与的数量关系,并说明理由.
(2)若点在线段的延长线上,直接写出与的数量关系.
10.综合与实践:
(1)如图1,,E为图形内一点,连接得到,求、、之间的关系,并说明理由.
探究应用:可以利用(1)中结论解决下面问题:
(2)如图2,,直线分别交于点E、F,和为内满足的两条线,分别与的平分线交于点和,求证:.
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专题5相交线与平行线压轴题
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目常考题型精准突破
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题型2“拐点”相关探究数量关系
题型3三角板相关问题
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◆题型1定值问题
1.(1)证明:如图,过点O作OM‖a,
A B/
D八
∴.∠BA0=∠1,
.'allb,
..OM Ib,
∴.∠DC0=∠2,
:∠1+∠θC,
∴.∠BAO+∠DCO=∠AOC
(2)∠AE0+∠CF0是定值,为135°,
(3)155°或55°
2.(1)110°
(2)是定值为90°,理由如下:
由题意,EFGH,∠1=∠2,∠3
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∴.∠EFG+∠FGH=180°,
则∠
1+∠
2+∠
即2∠
2,
∠
2+,
∴.∠MNQ=180°-90°=90°:
H
(6号或90°-g
3.(1).∠EAD=∠D∠
B=∠D,
∴.∠EAD=∠B,
.AD BC,
.∴.∠AGK=∠CKG.
.∠CKG=∠CGK,
∴.∠AGK=∠CGK,
∴.GK平分∠AGC.
(2)37°
(3)是定值,18.5°
4.(1)尸
(2)解:∠ECB与∠ACD的和为定值,理由如下:
.∠ECB=90°+∠DCB,∠ACD=90°-∠DCB,
.∠ECB+∠ACD=90°+∠DCB+90°-∠DCB=180°:
(3)∠ACD度数为45°或60°或105°或135°或150°.
5.(1)证明:,EG平分∠FEC,
.∠FEG=∠CEG,
,∠EGF=∠GEF,
.∠EGF=∠CEG,
..AB CD:
(2)70;
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(3)解:是定值,理由如下:
设∠QFG=c,则:∠QFE=5∠QFG=5o,∠QFM=3∠QFG=3a,
当点M在线段EG上时,如图:
G
B
:.∠GFN=∠QFG+∠QFM=4o,∠GFE=∠QFG+∠QFE=6o,
AB‖CD,
∴.∠FNE=∠GFN=4a,∠CEF=180°-∠GFE=180°-6a,∠AGE=180°-∠CEG,
EG平分∠FEC,
∠FGE=∠CEG3∠CEF=90P-3a,
∴.∠AGE=180°-∠CEG=90°+3a,
同(2)法可知:∠GMN=∠FGE+∠GFN=90°-3a+4a=90°+a,
∠AGE-∠GMN_90°+3a-90°-a_
.ㄥFNE
4a
2,是定值:
当点M在线段EG的延长线上时,作MK‖AB,如图,则MK‖AB‖CD
M
----K
A-
C
N D
∴.∠FNE=∠AFM=∠QFM-∠QFG=2a,∠KMN=∠N=2o,∠EMK=∠CEG,
同上可得:∠AGE=90°+3a,∠CEG=90°-3,
∴.∠EMK=∠CEG=90°-3a,
∴.∠GMN=∠EMK-∠NMK=90°-3a-2a=90°-5a,
∠AGE-∠GMN-90°+3a=90+5a=4为定值:
∠FNE
2a
∠AGE-∠GMN=1
综上:当点M在线段EG上时,∠FNE
:当点M在线段EG的延长线上时,
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∠AGE-∠GMN
∠FNE
◆题型2“拐点”相关探究数量关系
6.(1)25
(2)解:∠APC=∠A+∠C,理由如下:
过点P作PE‖AB,如图1所示,
A
B
E
.AB CD
D
图1
.AB PE CD,
∴.∠APE=∠A,∠CPE=∠C,
∴.∠APE+∠CPE=∠A+∠C,即∠APC=∠A+∠C:
(3)①50°;②∠MP1N+∠MPN=3a
7.(I)如图,过点P作PN‖CD,则∠DGP=∠GPN,
.CD AB
.PN‖AB,∠D=∠DFH,∠DGH=∠GHF,
∴.∠FPN=∠PFH,
,∠DGH与∠DFH的角平分线分别是GP与FP,
.DGP--DGH-T-GHF.PPH-DFH-D,
,∠GPF=∠FPN+∠GPN=∠PFH+∠DGP,
∴∠GPF=3eD+3GH=eD+∠GHL
即∠P=∠D+∠GH:
CG
D
H B
图1
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②咖图2,t时2FPpH+∠DGH=90e:
,∠GHB+∠GHF=180°,GHF4∠DFH+∠FGH=180°,
∴.∠GHB=∠DFH+∠FGH,
∴.∠FGH=∠GHB-∠DFH,
HP,FP分别是∠GHB,∠DFH的角平分线,
:∠PHB=号∠GHB,∠PFH=号∠DFH,
同理得∠PHB=∠FPH+∠PFH,
.∠FPH=∠PHB-∠PFH
号2GHB-分<DEH
=∠GHB-∠DFH
2
FCH
=1180°-∠DGH
-90-克<DGH,
即∠FPH+号∠DGH=90,
D
B
E
图2
如图3,此时∠FPH+号∠DGH=180:
,HP,FP分别是∠GHB,∠DFH的角平分线,
PHB=吃GHB,∠PH=DH,
.∠FPH=180°-∠PHB+∠PFH
=180-2GHB+2DH
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气180°-7180-∠FGΠ
=I80-3<DGH,
:∠FPH+片∠DGH=180:
D
G
B
A H
E
图3
如图4,此时∠PPH+号∠DGH=90:
C
A
图4
作∠HFG,∠FHG的平分线,两平分线交于点P,
:∠PFH=号∠HFG,∠PHF=号∠GHP,
2
2
∠EpH=180-2<rG+2G=180-3180-2DGH=90+7<DGH,
,HP,FP分别是∠GHB,∠DFH的角平分线,
∠PHB-=3<GH,∠PFH=2DFH,
∠PFP=∠PFH+∠PpH∠DFH+∠HG-g0,
同理∠PHP=90°,
∴.∠FPH+∠FPH=360°-∠P℉P-∠PHP=180°,
:.∠FPH=180°-∠FPH=180°-
90+3<DGH=90-3DGH
2
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即∠p阳+号
∠DGH=90°:
如图5,此时2FPH号<DGH
:∠BFG+∠GFH=180°,GFH4∠GHF+∠DGH=180°,
.∠BFG=∠GHF+∠DGH,
.∠DGH=∠BFG-∠GHF=∠DFH-∠GHF,
同理∠HFN=∠FPH+∠FHP
∴.∠FPH=∠HFN-∠FHP,
HP,FN分别是∠GHB,∠DFH的角平分线,
∴∠PHB=3∠GH,∠HN=∠DFH,
:∠FPH=∠HFN-∠FHP-∠DFH-∠GHF=号∠DGH,
C
D
H
F
G
图5
8.(1)35
(2)∠Q=60°-x°:
(3)
M
A
-B
C
D3∠P+2∠Q=180°
9.(1)探究二:∠APC=∠A+∠C,证明如下:
如图,过点P作PEAB,
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∴.∠APE=∠A
PE‖AB,AB‖CD,
.PE‖CD
.∠CPE=∠C
.∠APC=∠APE+∠CPE=∠A+∠C
(2)探究三:∠APC=∠C-∠A,
如图,过点P作PE‖AB,
D
∴.∠APE=∠A.
.PE‖AB,ABCD,
.PE CD.
.∠CPE=∠C
∴.∠APC=∠CPE-∠APE=∠C-∠A
(3)探究四:若∠AP℃=∠A-∠C,如图点P符合条件,
B
过点P作PEAB,
,∠APE=∠A
PE‖AB,AB‖CD,
..PE CD,
.∠CPE=∠C
∴.∠APC=∠APE-∠CPE=∠A-∠C.
(4思维拓展:∠
1-∠
2+∠,证明如下:
如图,过点M作ME‖AB,点N作NF‖CD,
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E.N
∴.∠1=AME.∠FNC+∠4=180,
.AB CD
∴ME‖NF‖AB‖CD,
∴.∠EMN=∠MNF
.∠2=AME+∠NME=∠
1MNF,
.∠MNF=∠2,
,∠3-CNF+∠MNF
.∠CNF=∠
3MNF=∠3-∠2z13-∠,
,∠FNC+∠4=180.
3-
2+∠.
10.(I)90°,∠EPF=∠AEP+∠CFP,证明如下:
过点P作PG‖AB,如图所示:
A
E一B
--G
C
-D
F
.AB‖CD,
PG‖AB‖CD
∴.∠AEP=∠EPG,∠CFP=∠FPG,
∴.∠EPF=∠EPG+∠FPG=∠AEP+∠CFP,
,∠AEP=30°,∠CFP=60°,
.∠EPF=90°:
(2)∠EQF=55°
(3)∠EP℉=70°
◆题型3三角板相关问题
11.(1)∠2=449
(2)证明:如图,过点B作BD‖a,则∠4+ABD=180°,
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B
.ab
b
b‖BD,
∴.∠1=DBC,
∴.∠ABD=∠ABC-∠DBC=60°-∠1,
∠
4+,
∠
4-.
(3)解:∠
5+.
理由:过点C作CP‖a,如图所示:
6
-.P
M
-b
A
设∠CAM=X,则∠BAM=∠CAM+∠BAC=30°+X,
又.ab,
.CP|b,∠6BAM=30°+x,
.∠PCA=∠CAM=X,
.∠BCP=∠BCA-∠PCA=90°-X,
.Cp‖a,
∴.∠5=BEP=90°-X,
5+xz6B0908=120°」
12.(1)BC‖EF
(2)∠CGF=75°,
理由是:过点G作GM‖BC,
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·.∠DEF=∠ABC=90°
G
B
E
D
∴.∠DEF+∠ABC=180°
.EF‖BC
∴.EF‖MG‖BC,
∴.∠MGF=∠EFD=30°,∠MGC=∠ACB=45°,
∴.∠CGF=∠MGF+∠MGC=∠EFD+∠ACB=30°+45°=75°
(3)135°
13.(1)两直线平行,内错角相等:同旁内角互补,两直线平行:平行于同一直线的两条直线相互平行
(2)15°
(3)∠ABE的度数为15°或45°或60°.
14.(1)76:
(2)①EF‖AB,理由如下:
.MN‖PQ,
∴.∠NEF+∠EFD=180°,
.∠EFD=180°-2x,
.∠NEF=180°-(180°-2x),
.∠NEF=2x,
.∠NAB=2x,
∴.∠NEF=∠NAB
.EF‖AB,②76-x°或x+14°
15.(1)解:AD‖BE,理由如下:
:∠ABC=45°,∠DBE=30°,∠CBD=15°,
∴.∠ABE=∠ABC+∠CBD+∠DBE=90°,
∴.∠ABE+∠A=180°,
..AD BE:
(2)①135°;②当PH‖AB时,c=B;当PH‖DE时,a-B=30°
◆题型4旋转相关问题
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16.(1)∠AKF=75°
(2)∠AKF=∠HAK+∠DFH
(3)t的值为3s,6s,10.5s,12s或15s
17.(1)80°
(2)解:∠ACB=180°-2∠ADB,
理由如下:
设∠EAM=O,∠DBM=B,
.:AM平分∠EAC,∠CBH=2∠DBM
∴.∠EAC=2∠EAM=2a,∠CBH=2∠DBM=2B,
分别过点C,D作CP‖EF,DQ‖EF,
如图所示:
E
--〉C
M
.EF‖GH
G
D
∴.CP‖DQEF‖GH,
.∴∠ADQ=∠EAM=C,∠BDQ=∠DBM=B,
∴.∠ADB=∠ADQ-∠BDQ=a-B,
根据解析(1)可知:∠ACB=∠CAF+∠CBH=180°-2a+2β,
.∴.2ADB+∠ACB=180°,
即∠ACB=180°-2∠ADB:
(3)t=30或t=66
18.(1)135°
(2)解:2∠PFQ-∠PEQ=180°,
理由如下:如图,延长PE交CD于G,设PE,FQ交于点H,
M
P一B
F
H
D
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设∠APE=2a,则∠FP阳H-号∠APE=R
.AB CD,
.∠PGQ=∠APE=2C,
.'∠GEQ=180°-∠PEQ,
.∠EQG=180°-2a-180°+∠PEQ=∠PEQ-2a,
∴.∠EQD=180°-∠PEQ+2a,
2H0E=32EQD=90+a
∠PEQ,
2
在△EQH和△PFH中,
.'∠PEQ+∠HQE+∠EHQ=180°,∠FPH+∠FHP+∠PFH=180°,∠PHF=∠EHQ,
.∴∠PEQ+∠HQE=∠FPH+∠PFH,
即:∠PEQ+90+a-号∠PEQ=a+∠PFQ,
∴.2PFQ-∠PEQ=180°:
(3)t=3或6或12或15
19.(1)34
(2)∠
2-,理由见解析
(3)84°或20
20.(1)∠DEQ=60°
(2)t的值为5s或35s
◆题型5存在性问题
21.(1)40°
a060:@150°7或时a+30°或60或120+片0
22.(1)30
(2)84°
(3)19
23.(1)见详解
(2)45°
s8-号
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综合攻坚知能拔高
1.(1)30°
(2)25°
(3)∠BCG-∠CAM=90°
2.(1)110°
(2)45°
(3)当点F在直线CD上方时,∠AGF-∠CEF=90°;当点F在直线AB下方时,∠CEF-∠AGF=90°
3.(1)130°
(2)
证明:如图,延长EG交CD于点K,
G
0
CK
F D
.AB‖CD,
.∠AEG=∠EKF,
.FH‖GE,
.∠EKF=∠DFH,
.∠AEG=∠DFH.
EG平分∠AE0,
∴.∠AEG=∠OEG,
.∠OEG=∠DFH:
(3)
解:∠OFH=∠AEG+60°,理由如下:
如图,过点O作ONGE,
A
H
D
.FH‖GE,ON‖GE,
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..ON FH,
ON‖EG,
.∠EON=∠OEG,
∴.∠AEG=∠EON,
.∠E0F=120°,
∴.∠NOF=120°-∠EON=120°-∠AEG,
.ON FH,
∴.∠NOF+∠OFH=180°,
.∠OFH=180°-∠NOF=180°-120°-∠AEG=∠AEG+60°,
即∠OFH=∠AEG+60°.
4.(1)
证明;:AB‖CD,
.∠AEP=∠FPE,
,∠AEF的平分线交CD于点P,
.∠AEP=∠FEP,
∴.∠FEP=∠FPE;
(2)①∠EGF=2∠EHN
证明:当点G在线段P℉上时,如图所示:
A
E
了PGHF
.EH平分∠FEG,
.∠HEF=∠HEG,
.HN‖EP
.∠EHN=∠HEP,
∠FEP=∠FPE.
∴.∠EGF=180°-∠EGP
=180°-180°-∠FPE-∠GEP
=∠FEP+∠GEP
=∠GEP+2∠HEG+∠GEP,
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=2∠GEP+∠HEG
=2∠HEP,
.∠EGF=2∠EHN:
②∠EGF=180°-2∠EHN
5.(1)平行于同一条直线的两条直线平行:∠NCD;两直线平行,内错角相等:105°
(2)130
(3)
解:∠E+∠EGC-∠C=180°,理由如下:
如图,过点G作GL‖CD:
E
一万
A
—B
----L
∴.∠CGL=∠C,
.CD‖EF,GL‖CD
EF‖GL,
∴.∠EGL=180°-∠E,
又,∠EGL+∠CGL=∠EGC,
.180°-∠E+∠C=∠EGC,
.∠E+∠EGC-∠C=180°:
(4)135°
6.(I)两直线平行,内错角相等;平行于同一条直线的两条直线互相平行;∠DPM;∠D
(2)82
(3)
∠PFC-∠PEA=∠EPF,理由如下:
过点P作PH‖AB(点H在点P的右侧),
------H
B
D
.∠HPE∠PEA,
.AB‖CD,
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..PH CD
.∠HPF∠
PFC,
∴.∠EPF=∠HPF-∠HPE=∠PFC-∠PEA
7.(1)135°
(2)BC平分∠ABF,理由:
,AC‖DF,∠C=45°,
.∴.∠CBF=∠C=45°,
.'∠ABC=45°,
∴.∠ABC=∠CBF,
.BC平分∠ABF:
(3)30°或60°或120°或150°
8.(1)30°
(2)①如图所示:
D
M
②解:∠APC=2∠AMC,理由如下,
.AM是∠BAE的平分线,
∴.∠BAM=∠EAM=21°,
.'AM是∠DCP的平分线,
.∴.设∠DCM=∠PCM=0,
∴.∠DCP=2o,
如图,过点P作PF‖AB,过点M作MG|AB,则AB‖PF I MG I CD,
∴.∠DCP=∠CPF=2a∠BAE=∠APF=42°∠DCM=∠CMG=o
G
E
∠BAM=∠AMG=21°,
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∴.∠APC=∠CPF-∠APF=2a-42°,∠AMC=∠CMG-∠AMG=a-21°,
故∠APC=2∠AMC:
(3)21°或69°
9.(1)①110°:
②∠FGC=90°+∠A,理由如下:
如图,作FK‖AB,
-.FK‖AB
D
图2
∴.∠AFK=∠A,
FG⊥AF
∴.∠AFG=90°,
∴.∠KFG=90°-∠AFK=90°-∠A,
,·FK‖AB,AB‖CD,
.FK CD,
∴.∠KFG+∠FGC=180°,
∴.∠FGC=180°-∠KFG=180°-90°-∠A=90°+∠A:
(2)∠FGC=90°-∠A
10.(1)
∠A+∠C=∠AEC,
如图所示,过点E作EFAB,
EF AB
.∠A=∠1,
.EFAB,AB CD,
∴.EF‖CD,
.∴.∠C=∠2,
∴.∠A+∠C=∠
1,
∴.∠A+∠C=∠AEC:
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A
B
FE
(2)
证明:利用(1)中结论可得∠FG1E=∠BEG1+∠G2FD,∠G2=∠162ED,
∴.∠FG1E+∠G2=∠BEG1+∠G2FD+∠1G2ED=∠BEG1+∠1G2D,
,'AB‖CD,FG2平分∠EFD,
∴.∠AEF=∠EFD=2∠G2FD,
又∠1=,
∴.∠FG1E+∠G2=∠BEG1+∠2AEF=180°,
即∠FG1E+∠G,=180°,
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专题05 相交线与平行线压轴题
常考题型·精准突破
题型1 定值问题
题型2 “拐点”相关探究数量关系
题型3 三角板相关问题
题型4 旋转相关问题
题型5 存在性问题
综合攻坚·知能拔高
常考题型·精准突破
◆题型1定值问题
1.已知,点、在直线上,点、在直线上,直线与直线交于点.
(1)如图1,求证;
(2)如图2,已知,平分交于点,平分交于点,则是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由;
(3)如图3,已知,的平分线交直线于点,点在线段上(点不与点、重合),点在直线上(点不与点重合).若,且,则________.
【答案】(1)证明:如图,过点作,
,
,
,
,
,
;
(2)是定值,为,
(3)或
【分析】(1)过点作,根据平行线的性质,结合角的和差关系进行求解即可;
(2)过点、分别作,,根据角平分线的定义和平行线的性质,进行求解即可;
(3)过点作,分点在点左侧和点在点右侧两种情况进行讨论求解即可.
【详解】(1)略
(2)解:是定值,为,
,
,
平分,平分,
,,
,
由(1)知:,
,
过点、分别作,,
,,,
,
又,
,,,
由(1)知:,
,
又,,
;
(3)解:过点作,则,,
,
,
,
,
为的平分线,
,
即,
,,
,,
;
①如图,当点在点左侧时,
过点作,
,
,
,,
,
;
②如图,当点在点右侧时,
过点作,
,
,
,,
.
2.如图,,是两个镜面,根据镜面反射规律:若一束光线照射到镜面上,反射光线为,则一定有,光线是由镜面反射得到.
(1)如图①,若,,求的度数;
(2)如图②,当入射光线与经两次反射后的光线平行时,两个平面镜的夹角是否为定值?若是定值,请求出该夹角的度数;若不是定值,请说明理由;
(3)在(2)的条件下,设(),增添一个平面镜,放在恰当位置,使光线的反射光线平行于镜面,试求镜面与镜面的夹角(夹角为锐角),并说明理由.
【答案】(1)
(2)是定值为,理由如下:
由题意,
∴,
则,
即,
∴,
∴;
(3)或
【分析】(1)利用光线反射和平行线的性质求解即可;
(2)利用光线反射和平行线的性质求解即可;
(3)分两种情况进行讨论,根据光线反射知,结合平行线的性质进行计算即可.
【详解】(1)解:∵,,
∴,
∵,
∴,
由题意,
∴;
(2)解:略;
(3)解:如图,过点作,
反射光线,
∴,
∴,,,
由题意,且由(2)得,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
;
如图,过点作,
反射光线,
∴,
∴,,,
由题意且由(2)得,
可知,,,
∵,
∴,
∴,
;
综上可知,镜面与镜面的夹角(夹角为锐角)为或.
3.如图,在线段的延长线上,,,,交于,为线段上一点.
(1)求证:平分;
(2)若的余角比大,求的度数;
(3)射线平分,在(2)的条件下,试判断的度数是否为一个定值?若是,求出这个定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1),
,
,
.
,
,
平分.
(2)
(3)是定值,
【分析】(1)根据角之间的关系证明,即可证明结论成立;
(2)根据的余角比大且,列方程并解方程即可求出的度数;
(3)根据角平分线的定义和各角之间的关系得到,即可求出.
【详解】(1)略
(2)解:的余角比大,
.
,
,
.
(3)是定值,
平分
,
.
平分,
,
即,
,
,
,
.
4.数学学习需动手实践和深入思考.在数学实践课上,乐乐利用一副三角尺的叠放和旋转,探究解决了以下问题.
(1)【操作思考】如图1,乐乐将这副三角尺叠放在一起时发现:__________;(请填写“>”“=”或“<”)
(2)【深入探究】如图1,乐乐猜想与的和为定值.试说明理由;
(3)【拓展探究】如图2,乐乐将这副三角尺的直角顶点重合,并将三角尺的边与边重合作为起始位置.固定,将绕点逆时针旋转.当边与边重合时停止旋转,在旋转过程中,这副三角尺是否存在一组边互相平行?若存在,请直接写出度数;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)=
(2)解:与的和为定值,理由如下:
∵,,
∴;
(3)度数为或或或或.
【分析】(1)利用同角的余角相等证明即可;
(2)求得,,两式相加即可求解;
(3)分五种情况讨论,画出图形即可求解.
【详解】(1)解:由题意得,
∴;
(2)解:略
(3)解:当与平行时,,
∴;
当与平行时,,
∴;
当与平行时,
作,
∵,
∴,
∴,,
∴,
∴;
当与平行时,;
当与平行时,;
综上,度数为或或或或.
5.如图,直线分别与直线,交于点,,平分交直线于点,且.
(1)求证:;
(2)点是线段上的一点,若,,则 ;
(3)点是线段上的一点,,在射线上取一点,连接,直线交直线于点,,则的值是否为定值?请说明理由.
【答案】(1)证明:∵平分,
∴,
∵,
∴,
∴;
(2);
(3)解:是定值,理由如下:
设,则:,,
当点在线段上时,如图:
∴,,
∵,
∴,,,
∵平分,
∴,
∴,
同(2)法可知:,
∴,是定值;
当点在线段的延长线上时,作,如图,则,
∴,,,
同上可得:,,
∴,
∴,
∴为定值;
综上:当点在线段上时,;当点在线段的延长线上时,.
【分析】(1)根据角平分线的定义,结合已知条件,得到,即可得证;
(2)作,根据平行线的性质,结合角的和差关系进行求解即可;
(3)分点在线段上和点在线段的延长线上,两种情况进行讨论求解即可.
【详解】(1)略
(2)解:作,
由(1)知:,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∵平分,
∴,
∴;
(3)略
◆题型2“拐点”相关探究数量关系
6.【模型引入】图1是平行线几何中经典猪蹄模型,依托平行线性质,过拐点作辅助平行线是破解此类角度计算的通用方法.如图1,已知,直线与之间有一点(点在直线的右侧),连接,.
(1)【特例探究】
在图1中,若,,则的度数为_____;
(2)【总结归纳】
探究图1中,与之间的数量关系,并说明理由;
(3)【拓展应用】
已知,点,分别在直线,上,点,均在直线的右侧,连接,,,,且平分.
①如图2,若点,均在直线和之间,平分,且,求的度数;
②如图3,若点在直线和之间,点在直线的下方,平分.设,且,请直接写出的度数(用含的代数式表示).
【答案】(1)
(2)解:,理由如下:
过点作,如图1所示,
,
,
,,
,即;
(3)①;②
【分析】(1)过点作,则,根据平行线的性质得到,,据此求出的度数即可得到答案;
(2)过点作,则,根据平行线的性质得到,,则可证明;
(3)①由(2)的结论得,.则由角平分线的定义可推出,据此可得,则.②过点作,由角平分线的定义得到.设.证明,得到,,则,由(2)的结论得,据此可得结论.
【详解】(1)解:过点作,如图1所示.
,
,
,,
∵,
.
(2)略
(3)解:①由(2)的结论得,.
平分,平分,
,,
.
,
,
.
②过点作,如图2所示.
平分,,
.
平分,
设.
,,
,
,,
,
由(2)的结论得,
.
7.如图,,射线交于点F.点G在折线上运动(不与D,F重合),点H在直线上运动(不与点F重合).
(1)如图1,当点G在上,点H在点F右侧时,连接交于M,与的角平分线交于点P.求证:.
(2)当点G在射线上运动时,连接,与的角平分线所在直线交于点P,画出所有符合题意的图形,并用等式表示和的数量关系(直接写出结论).注:本小题的每一种情况均需单独画图表示,如将多种情况画在一个图里,将不能得分.
【答案】(1)如图,过点P作,则,
∵,
∴,,
∴,
∵与的角平分线分别是与,
∴,,
∵,
∴,
即;
(2)如图2,此时;
∵,
∴,
∴,
∵分别是的角平分线,
∴,
同理得,
∴
,
即;
如图3,此时;
∵分别是的角平分线,
∴,
∴
,
∴;
如图4,此时;
作的平分线,两平分线交于点,
∴,
,
∵分别是的角平分线,
∴,
∴,
同理,
∴,
∴,
即;
如图5,此时.
∵,
∴,
∴,
同理,
∴,
∵分别是的角平分线,
∴,
∴.
【分析】(1)过点P作,利用平行线的性质及角平分线平分角的性质,结合角的和差运算即可证明;
(2)分四种情况画出图形,结合图形,利用平行线的性质、角平分线的性质即可得到和的数量关系.
【详解】(1)证明:略;
(2)解:略.
8.已知直线,直线交于点,交于点.
(1)如图,若平分,平分,连接,当时,求;
(2)如图,若,,.当时,用含的式子表示的度数;
(3)若,平分,,请在备用图中画出示意图形,并直接写出,之间的关系:________.
【答案】(1)
(2);
(3)
.
【分析】(1)由平行线的性质可得,再根据角平分线的定义可得,根据等量代换可得,得到,然后根据平行线的性质即可求解;
(2)根据平行线的性质,推出,,,由平角的定义得到,进而得到,再根据角的数量关系即可得出结果;
(3)同(2)法即可得出结论.
【详解】(1)解:∵,
∴,
∵平分,平分,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴.
(2)解:∵,,
∴,
∴,,,
∵,,,
∴,
∴,
∴;
(3)解:如图,
∵,,
∴,
∴,,,
∵,平分,,
∴,,
∴.
9.综合与实践
如图,,点为平面内任意一点,连接,,某数学兴趣小组对,,之间的数量关系进行了探究学习.
【探究一】当点在如图所示位置时,通过测量,得到猜想结果:;
证明:过点作,
,
∵,,
,
,
,
.
(1)【探究二】当点在如图所示位置时,猜想,,之间的数量关系,并给出证明;
(2)【探究三】当点在如图所示位置时,请直接写出,,之间的数量关系,不要求给出证明;
(3)【探究四】若,请在图中找到一个符合条件的点,并补全图形,不要求给出证明;
(4)【思维拓展】当点,在如图所示位置时,请写出,,,之间的数量关系,并给出证明.
【答案】(1)探究二:,证明如下:
如图,过点P作,
∴.
∵,,
∴,
∴.
∴.
(2)探究三:,
如图,过点P作,
∴.
∵,,
∴,
∴.
∴.
(3)探究四:若,如图点P符合条件,
过点P作,
∴.
∵,,
∴,
∴.
∴.
(4)思维拓展:,证明如下:
如图,过点M作,点N作,
∴.,
∵,
∴,
∴.
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴.
【分析】(1)两直线平行,内错角相等;
(2)两直线平行,内错角相等;
(3)两直线平行,内错角相等;
(4)两直线平行,内错角相等;两直线平行,同旁内角互补.
【详解】(1)略;
(2)略;
(3)略;
(4)略.
10.某学习小组总结归纳了一种方法:对于平行线中的拐点问题,可以通过过拐点作平行线,再运用平行线的性质来解决问题,请你利用这个方法解决以下问题:
已知直线,点、分别在直线、上,连接、.
(1)如图,点在、之间,若,,则________;请归纳总结、和之间的数量关系,并加以证明;
【学以致用】
(2)如图,点、在、之间,平分,平分,若,求的度数;
【深入探究】
(3)如图,点、在下方,平分,平分,若,求的度数.
【答案】(1),,证明如下:
过点作,如图所示:
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴;
(2)
(3)
【分析】(1)过点作,则有,然后可得,进而问题可求解.
(2)分别过点作,同理(1)可知:,然后可得,进而问题可求解;
(3)分别过点作,由题意易得,,然后根据角的和差关系可进行求解.
【详解】(1)略
(2)解:分别过点作,如图所示:
∴,
同理(1)可知:,
∵平分,平分,
∴,
∴,
∴;
(3)解:分别过点作,如图所示:
∴,
∴,
∴,,
∵平分,平分,
∴,
∴,
∴,
∴.
◆题型3三角板相关问题
11.在综合与实践课上,同学们以“一个含角的直角三角尺和两条平行线”为背景开展数学活动.如图1,已知直线,,,.
(1)若,求的度数;
(2)如图2,创新小组的同学把直线向上平移,发现,请你进行证明;
(3)缜密小组将图形变化为如图3所示的形式,请你写出和的数量关系并说明理由.
【答案】(1)
(2)证明:如图,过点作,则,
,
,
,
,
,
.
(3)解:.
理由:过点作,如图所示:
设,则,
又,
,,
,
,
,
,
.
【分析】(1)先求得,再利用平行线的性质,即可求解;
(2)过点作,可得,即可证明结论;
(3)过点作,设,则,,可得,,即可得结论.
【详解】(1)解:,,
,
,
.
(2)略
(3)略
12.将一副三角板和进行摆放,其中,,,.
(1)如图1,点B在边上,转动三角板,当时,与的位置关系是____;
(2)如图2,点A,D均在线段上,与交于点G,猜想的度数,并说明理由;
(3)如图3,点C在上,点E在上,过点A作,求的度数.
【答案】(1)
(2),
理由是:过点G作,
,
,
,,
.
(3)
【分析】(1)根据平行线的判定和性质即可得出.
(2)过点G作,先得出,然后由平行线的性质得出,,然后根据角的和差关系即可得出.
(3)延长交于点N,过点C作,由题意得出点B,E,C,D四点在同一条直线上,先得出,由平行线的性质得出,,由角的和差关系得出,再得出,由平行线的性质得出,,最后由角的和差关系即可求出.
【详解】(1)解:∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴.
(2)解:略
(3)解:延长交于点N,过点C作,
∵点C在上,点E在上,
∴点B,E,C,D四点在同一条直线上,
,
,
∵,
∴,
,
,
,
,
,,
.
13.【问题情境】
一副三角尺,,,,.将它们按照如图1所示的方式摆放,使点与点重合,点在上,与相交于点,求的度数.嘉淇的解法如下.
解:过点作.
,(依据1).
,(依据2).
又,(依据3),
,
.
(1)上述证明过程中的“依据1”“依据2”和“依据3”分别是指:
依据1:____________________________________________________________;
依据2:____________________________________________________________;
依据3:____________________________________________________________;
【问题迁移】
(2)将两个三角尺按如图2所示的方式摆放,使点与点重合,点在上,点在上,与相交于点,求的度数;
【问题深化】
(3)如图3,若三角尺不动,将两个三角尺的顶点与重合,把三角尺绕点转动(点在直线上方,且),使两块三角尺有一组边互相平行,请直接写出的度数.
【答案】(1)两直线平行,内错角相等;同旁内角互补,两直线平行;平行于同一直线的两条直线相互平行
(2)
(3)的度数为或或.
【分析】(1)根据平行线的性质解答即可;
(2)过点作,根据平行线的性质可得,,即可求解;
(3)分四种情况讨论,结合平行线的性质解答即可.
【详解】(1)略
(2)解:如图,过点作,
,,
;
(3)解:当时,如图,
∴,,
∴;
当时,如图,
∴,
此时点在上,
∴;
当时,如图,
∴;
当时,如图,
∴,
∴(舍去);
综上所述,的度数为或或.
14.如图,直线,三角形的顶点在直线上,顶点和顶点在两条平行线之间,其中,.的平分线交直线于点,设的度数为.
(1)如图,若,求的值.
(2)过点的直线分别交,于点,(点不与点重合).
①如图,若,请判断与的位置关系,并说明理由.
②若的角平分线交直线于点,求的度数(用含的代数式表示).
【答案】(1);
(2)①,理由如下:
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴;②或
【分析】(1)先由角平分线的定义得,再根据平行线的性质即可求解;
(2)①由得,结合已知推出,又,同位角相等判定.
②分在左侧、在右侧两种情况讨论;先表示,由角平分线得,结合,利用两直线平行内错角相等求.
【详解】(1)解:∵平分,
∴,
∵,,
∴,
∴;
(2)解:①略;
②情况1:点在点左侧时,如图,
∵,
∴
∵平分,
∴,
∵,
∴;
情况:点在点右侧时,如图,
∵,,
∴,
∵平分,
∴,
∵,
∴.
综上,或.
15.两张直角三角形纸片按如图1方式摆放,已知,,,,点D恰好落在的延长线上,且.
(1)判断与的位置关系,并说明理由;
(2)如图2,点P在上,连接,,作的平分线交于点H,
①若,求出的度数.
②记,.当与四边形的一条边平行时,求与的关系.
【答案】(1)解:,理由如下:
∵,,,
∴,
∴,
∴;
(2)①;②当时,;当时,
【分析】(1)可证明,则可证明,据此可证明;
(2)①延长交于点T,过点T作,则可求出,进而得到,再由平行线的性质可得答案;②分两种情况:和,根据平行线的性质和角平分线的定义讨论求解即可.
【详解】(1)略
(2)解:①如图2所示,延长交于点T,过点T作,
∴,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
由(1)得,
∴,
∴;
②当时,则,
∵平分,
∴,
∴;
当时,则,
∵,
∴,
由(1)得,
∴,
∴,
∵平分,
∴,
∴,即;
综上所述,当时,;当时,.
◆题型4旋转相关问题
16.如图1,一块直尺和一块含的直角三角板如图放置,其中直尺和直角三角板的斜边平行,我们可以抽象出如图2的数学模型:,,,分别交、于点,,的角平分线交于点,为线段上一动点(不与,重合),连接交于点.
(1)当时,求.
(2)在线段上任意移动时,求,,之间的关系.
(3)在(1)的条件下,将三角形绕着点以每秒的速度逆时针旋转(其它点不动),旋转时间为,则在旋转过程中,当三角形的其中一边与三角形的某一边平行时,直接写出此时的值.
【答案】(1)
(2)
(3)的值为,,,或
【分析】(1)利用三角形三个角的和为,可得,利用角平分线的定义,可求,再根据平行线的性质和角之间的关系,可求,,,最后根据三角形三个角的和为和邻补角的定义,可得,即可求解;
(2)根据平行线的性质,可得,再根据三角形三个角的和为和邻补角的定义,可得,最后等量代换即可求解;
(3)分五种情况讨论,根据平行的性质分别求出旋转的角度,再计算即可求解.
【详解】(1)解: ,,
,
是的角平分线,
,
,
,,
,,
,即,
,
,
;
(2)解: ,
,
,
,
;
(3)解:当三角形的其中一边与三角形的某一边平行时,的值为,,,或;
由(1)可知,,,,
,
,,
①如图1,当时,与相交于点,
,
,
,
,
;
②如图2,当时,
,
,
;
③如图3,当时,
,
,
,
;
④如图4,当时,
,
,
,
;
⑤如图5,当时,
,
,
,
;
综上所述:当三角形的其中一边与三角形的某一边平行时,的值为,,,或.
17.已知,,点,分别在,上,点在两直线之间,连接,.
(1)如图1,若,求的度数;
(2)如图2,若的角平分线交于点,点是延长线上一点,连接,若,写出和的数量关系,并说明理由;
(3)如图3,连接,,平分,,,线段绕点以每秒的速度顺时针旋转一周,设运动时间为秒,当射线与或平行时,直接写出的值.
【答案】(1)
(2)解:,
理由如下:
设,,
平分,,
,,
分别过点,作,,
如图所示:
,
,
,,
,
根据解析(1)可知:,
,
即;
(3)或
【分析】(1)过点作,根据两直线平行,内错角相等,可得;
(2)分别过点,作,,根据平行线的性质可知,,根据角之间的关系可得,由即可求出和的数量关系;
(3)分和两种情况求解.
【详解】(1)解:如图所示,过点作,
,
,
,,
;
(2)略
(3)解:平分,
,
由(1)可知:,
当时,过点作,如图所示:
则,
,,
,
,
,
;
当时,如图所示:
,,
,
,
;
综上所述,或.
18.已知,如图,,直线交于点M,交于点N,点E是线段上一点,P,Q分别在射线,上,连接,,平分,平分.
(1)如图1,当时,直接写出的度数;
(2)如图2,求与之间的数量关系,并说明理由;
(3)如图3,在(1)问的条件下,若,,过点P作交的延长线于点H,将绕点N顺时针旋转,速度为每秒,直线旋转后的对应直线为,同时将绕点P逆时针旋转,速度为每秒,旋转后的对应三角形为,当首次与重合时,整个运动停止.在此运动过程中,经过t()秒后,恰好平行于的其中一条边,请直接写出所有满足条件的t的值.
【答案】(1)
(2)解:,
理由如下:如图,延长交于,设,交于点,
设,则,
∵,
,
,
∴,
,
,
在 和 中,
,,,
,
即:,
;
(3)或6或12或15
【分析】(1)延长交于,根据平行线的性质可得,再根据三角形内角和定理即可求解;
(2)参考(1)的解答,根据角平分线性质、平行线的性质以及三角形内角和定理求解即可;
(3)先计算出的取值范围,再分情况讨论:当时,记的交点为,可得,可得,当在上方时,此时,证明,可得:,当时,如图,可得,求解,当时,如图,记的交点为,过作,证明,可得:.
【详解】(1)解:如图,延长交于,设,交于点,
设,则,
∵,
,
,
,
∴,
,
在和中,
,,,
,
即:,
;
(2)略
(3)解:,
∴最长运动时间为:,
,
,是的平分线,
,
∴,
由(1)知,,
,
,
,,
,
,
当时,记的交点为,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
解得:,
如图:当在上方时,
此时,
如下图:
∵,,
∴,
∴,
解得:,
当时,如图,
同理可得:,,
∴,
解得:,
当时,如图,记的交点为,过作,
∵,
∴,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
解得:,
综上所述,或6或12或15.
19.在综合与实践课上,老师让同学们以“一个含的直角三角尺和两条平行线”为背景开展数学活动.已知两直线,,且,直角三角尺中,,.
(1)【操作发现】:如图(1),当三角尺的顶点在直线上时,若,则_____°;
(2)【探索证明】:如图(2),当三角尺的顶点在直线上时,请写出与间的数量关系,并说明理由;
(3)【拓展应用】:如图(3),把三角尺的顶点放在直线上且保持不动,旋转三角尺,点始终在直线(为直线上一点)的上方,若存在,请求出射线与直线所夹锐角的度数.
【答案】(1)34
(2),理由见解析
(3)或
【分析】(1) 过点作,利用平行线的传递性得到,根据内错角相等得到,,再由列等式求解.
(2) 过点作,根据两直线平行同旁内角互补得,根据两直线平行内错角相等得,再结合建立等式求解.
(3) 分两种情况讨论:当点在直线上方时,,则;当点在直线下方时,,则,由此解答即可.
【详解】(1)解:过点作,
,
,
,,
,
,
,
.
(2),理由如下:
解:过点作,
∴,
,
,
,
,
,
,
,
,
.
(3)依题意有以下两种情况:
①当点在直线的上方时,如图(3)①所示:
三角尺的顶点放在直线上且保持不动,
,
,,
,
,
,
直线,
,
即射线与直线所夹锐角的度数为;
②当点在直线的下方时,如图(3)②所示:
三角尺的顶点放在直线上且保持不动,
,
,,
,
,
,
直线,
,
即射线与直线所夹锐角的度数为,
综上所述:射线与直线所夹锐角的度数为或.
20.如图,直线,一副三角板(,,,)按如图1放置,其中点在直线上,点,均在直线上,且平分;
(1)求的度数;
(2)如图2,若将绕点以每秒的速度按逆时针方向旋转(、的对应点分别为、).设旋转时间为秒,在旋转过程中,若边,求的值;
【答案】(1)
(2)的值为或
【分析】(1)根据平角的定义,求出,由角平分线求出,平行求出,再利用角的和差关系即可得解;
(2)分和两种情况,进行讨论求解即可.
【详解】(1)解:如图①中, ,
,
平分,
,
,
,
,
;
(2)如图2中,Ⅰ,当时,,
,
,
,
,
;
Ⅱ如图3,当时,延长至点,则,
,
,
,
,
综上所述,在旋转过程中,若,的值为或.
◆题型5存在性问题
21.如图已知,有一块三角板,其中,,现将该三角板如图所示放置,使顶点始终落在上,过点作交于点.
(1)如图1,若,则___________;
(2)若的平分线交于点;
①如图2,是否存在,使得与同时成立,若存在请求出,若不成立,请说明理由.
②如图3,将三角板沿直线从左往右平移,且在平移的过程中,始终保持不变,请探究与之间的数量关系.
【答案】(1)
(2)①;②或或或
【分析】(1)根据平行线的性质解答即可;
(2)①根据平行线的性质以及角平分线的定义,即可求解;②分四种情况讨论,即可求解.
【详解】(1)解:根据题意得:,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴;
(2)解:①存在,使得与同时成立;
∵,,
∴,,,
∴,
∵是的平分线,
∴,
∴;
②如图3, 当点A在点E左侧时,若点P在点O左侧,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵是的平分线,
∴,
∴;
如图, 当点A在点E左侧时,若点P在点O右侧,
∵是的平分线,
∴,
∴;
如图4所示,当点A在点E右侧时,点P在点O的左侧,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵是的平分线,
∴,
∴;
如图当点A在点E右侧时,点P在点O的右侧,
同理,
∵,
∴;
综上所述,的度数为或或或.
22.已知两直线,且 ,直角三角尺中,,.
(1)【操作发现】如图1,当三角尺的顶点在直线上时,若,则 °;
(2)【探索证明】如图2,把三角尺的顶点放在直线上且保持不动,旋转三角尺,点,点始终在直线为直线上一点)的上方,若存在,请求出射线与直线所夹锐角的度数;
(3)【拓展应用】如图3,改变三角尺的位置,将直角三角尺的一边放在直线上(点在直线上),另一边在直线的下方.过点作射线,使,将图3中三角尺绕点以每秒的速度沿逆时针方向旋转一周,设旋转时间为秒.当时,在旋转的过程中与始终满足关系(为常数),求的值.
【答案】(1)30
(2)
(3)19
【分析】(1)过点作直线直线,根据平行线的性质和判定解答即可;
(2)设,则,则,求出,则,根据,求出,即可解答;
(3)根据题意可得当时,在之间,在之间,此时,,则,代入得,整理得:,结合,求出,,即可解答;
【详解】(1)解:如图,过点作直线直线,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴;
(2)解:设,则,
∵点在直线上,
∴,
∵,
∴,
解得:,
则,
∵,
∴,
即射线与直线所夹锐角的度数为;
(3)解:∵三角尺绕点以每秒的速度沿逆时针方向旋转一周,,
∴当时,,
∵,
∴在之间,在下方,
如图,
故旋转秒后,三角尺逆时针旋转了,
此时,,
则,代入得,
整理得:,
∵,
∴,,
∴.
23.已知:,、是上的点,、是上的点,满足.
(1)如图1,求证:.
(2)如图2,过点作交延长线于点,作、的角平分线交于点,交于点,求的度数.
(3)如图3,在(2)的条件下,当时,请问是否存在为定值,使得平分?若存在,请求出的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)见详解
(2)
(3)
【分析】(1)根据平行线的性质,结合等量代换进行证明即可;
(2)过点N作,设进而得到,结合垂线的性质得到,进而得到,从而问题可求解;
(3)由结合(2)中的结论,得、,进而得到及,由角平分线的性质及平行线的性质得到,进而得到,从而计算的值.
【详解】(1)证明:∵;
∴.
∵;
∴.
∴;
(2)解:由题意,过点N作,
∵,
∴,
∴,
∵分别平分,
∴,
设,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
(3)解:设,
∴
∵,
∴
∴,
∴,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∵是的平分线,
,
∵,
∴,
∴,
∴.
综合攻坚·知能拔高
1.综合与实践
问题情境:在项目化学习活动中,七年级某班以“一个含的直角三角尺和两条平行线”为背景,开展“提出问题—解决问题”的学习活动,请你参与活动,解决以下问题.
已知在直角三角尺ABC中,.
初步探究:
(1)将两个直角三角尺按如图1所示的方式放置,三角尺的直角顶点与三角尺的直角顶点重合,,则 度;
(2)如图2,直线,三角尺的顶点在直线上,顶点在直线上,若,求的度数.
深入探究:
(3)如图3,直线,三角尺的顶点在直线上,顶点在直线上,请写出与之间的数量关系,并说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据“两直线平行,内错角相等”,即可获得答案;
(2)首先根据“两直线平行,同旁内角互补”,可得,结合,,即可获得答案;
(3)延长到点,根据“两直线平行,同位角相等”可得,结合,即可证明结论.
【详解】(1)解:∵,,
∴.
(2)解:∵,
∴,
∵,
,
∴,
∴;
(3)解:,理由如下:
如图,延长到点,
∵,
∴,
∵,
∴.
2.综合实践
【实践操作】在一次数学综合实践活动课上,同学们进行了如下探究活动:将一块等腰直角三角板的顶点放置在直线上,旋转三角板.
【操作发现】
(1)如图1,在边上任取一点(不同于点,),过点作,若,则___________;
【实践应用】
(2)如图2,过点作,若平分,平分,求的度数;
【拓展延伸】
(3)将三角板绕顶点转动,过点作,并保持点在直线的上方.在旋转过程中,探索与之间的数量关系.(分别从点在直线上方和下方讨论)
【答案】(1)
(2)
(3)当点F在直线上方时,;当点F在直线下方时,
【分析】(1)根据平行线的性质求出的度数,再由平角的定义可得答案;
(2)过点F作,则,由平行线的性质和角的和差关系可证明,由角平分线的定义可得,同理可得,据此可得答案;
(3)分两种情况:点F在直线上方,点F在直线下方,分别画出示意图,讨论求解即可.
【详解】(1)解:∵,
∴,
∵,,
∴;
(2)解:如图所示,过点F作,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴;
∵平分,平分,
∴,
同理可得;
(3)解:如图所示,当点F在直线上方时,
过点F作,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴;
如图所示,当点F在直线下方时,
过点F作,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴;
综上所述,当点F在直线上方时,;当点F在直线下方时,.
3.如图,直线,点分别是直线上一点,点是直线之间一点,且点在直线的左侧,连接,,平分,.
(1)若,则的度数为___________;
(2)求证:;
(3)试探究与之间的数量关系,并说明理由.
【答案】(1)
(2)
证明:如图,延长交于点,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵平分,
∴,
∴;
(3)
解:,理由如下:
如图,过点作,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
即.
【分析】()利用角平分线的定义和邻补角的性质即可求解;
()延长交于点,利用平行线的性质和角平分线的定义即可求证;
()过点作,可得,再利用平行线的性质解答即可求解;
本题考查了角平分线的定义,邻补角的性质,平行线的判定和性质,正确作出辅助线是解题的关键.
【详解】(1)解:∵,平分,
∴,
∴,
故答案为:;
(2)略
(3)略
4.如图1,直线,直线与直线分别交于点,的平分线交于点.
(1)求证:;
(2)点是射线上一个动点(点不与点重合),的平分线交直线于点,过点作交直线于点,
①当点在线段上时,如图2,用等式表示和之间的数量关系,并证明;
②当点在线段的延长线上时,直接写出用等式表示的和之间的数量关系.
【答案】(1)
证明;∵,
∴,
∵的平分线交于点P,
∴,
∴;
(2)①
证明:当点G在线段上时,如图所示:
∵平分,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴
,
,
∴;
②
【分析】(1)根据两直线平行,内错角相等以及角平分线的定义可得到结果;
(2)根据两直线平行内错角相等以及角平分线的定义,三角形的内角和为180度,以及角的和差关系可得到结果;
【详解】(1)略
(2)解:①略
②当点G在线段的延长线上时,如图所示:
∵平分,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴.
5.年央视春节联欢晚会上,一群穿着花棉袄的人形机器人科技感爆棚.这个《秧》节 目中的机器人名为, 将传统文化与尖端技术融为一体,不仅展现了极高的艺术表现力,更 体现了中国在机器人技术领域的重大突破.
【提出问题】图是练习时的侧面示意图,上身与地面垂直,脚面保持水平,此时, ,则的度数是多少?
【思考过程】依靠图中现有的线无法解决该问题,因此,需要添加辅助线构造新的图形.
【问题解决】
请完成下面推理过程.
(1)解:如图,过点作,过点作,则,
∵,,
∴,
∵,,
∴( ),
∴,
∵,
∴ ( ),
∴ .
【迁移应用】
如图,在一款手推车的平面示意图中.
(2)若,,则 ;
(3)写出之间的数量关系,并说明理由.
【拓展提高】
(4)如图,,直线交于点,交 于点,点是线段上的 一 点,,平分,平分,则 .
【答案】(1)平行于同一条直线的两条直线平行;;两直线平行,内错角相等;
(2)
(3)
解:,理由如下:
如图,过点作,
∴,
∵,,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴;
(4)
【分析】()过点作,过点作,可得,再利用平行线的性质解答即可求解;
()过点作,可得,再利用平行线的性质解答即可求解;
()过点作,可得,再利用平行线的性质解答即可求解;
()过点作,过点作,可得,再利用平行线的性质和角平分线的定义解答即可求解;
本题考查了平行线的判定和性质,角平分线的定义,正确作出辅助线是解题的关键.
【详解】(1)略
(2)解:如图,过点作,
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴,
故答案为:;
(3)略
(4)解:如图,过点作,过点作,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵平分,平分,
∴,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
故答案为:
6.某学校数学兴趣小组的学生在活动中发现:图1中的几何图形,很像小猪的猪蹄,于是将这个图形称为“猪蹄模型”,“猪蹄模型”中蕴含着角的数量关系.
(1)如图1,,P是、之间的一点,连接、,试说明:;
请将下面的说理过程补充完整:
说明:如图,过P作.
∵,
∴(____________),
∵,
∴(____________),
∴______,
∵,
∴______.(等量代换)
(2)如图2,若,,,则______;
(3)如图3,,点P在的上方,问,,之间有什么数量关系?请说明理由.
【答案】(1)两直线平行,内错角相等;平行于同一条直线的两条直线互相平行;;
(2)82
(3)
,理由如下:
过点P作(点H在点P的右侧),
∴,
∵,
∴,
∴,
∴
【分析】本题考查了平行线的性质与“猪蹄模型”的应用,解题的关键是通过作辅助线构造平行线,利用平行线的性质推导角之间的数量关系.
(1)通过作平行线,利用平行线的性质填写推理依据,推导角的和差关系;
(2)过点作平行线,结合平行线的同旁内角互补求角的度数;
(3)过点作平行线,利用平行线的内错角相等推导角的差的关系.
【详解】(1)略
(2)解:过点作(点在点的右侧),如图
,
,
,
,
,
,
,
,
;
(3)略
7.综合与实践
动手操作可提高我们的思维能力,王老师和同学们利用两块直角三角板(含的直角三角板和含的直角三角板)不同的摆放方式探究平行线的相关问题.
初步认知
(1)如图1,将三角板直角顶点A与E重合,若,则____________.
深入探究
王老师让同学们改变三角板的位置,提出新的问题并作出解答.
(2)“智慧小组”提出问题:如图2,将三角板的顶点B放在三角板的边上,若,平分吗?请说明理由.
(3)“善思小组”提出问题:将图2位置的三角板DEF不动,三角板ABC绕点B旋转一周,在此过程中与三角板的某一边平行(不共线)时,请直接写出的度数.
【答案】(1)
(2)平分,理由:
,,
,
,
,
平分;
(3)或或或
【分析】(1)根据平行的性质得到,即可得到答案;
(2)根据平行的性质得到,证明,即可得到平分;
(3)分当,且点C在的右侧时,当,且点C在的上方时,当,且点C在的左侧时,当,且点C在的下方时四种情况进行讨论即可.
【详解】(1)解:,,
,
,
;
(2)略
(3)解:或或或.
详解如下:依题意有以下四中情况:
①当,且点C在的右侧时,如图①所示:
,
;
②当,且点C在的上方时,如图②所示:
;
③当,且点C在的左侧时,如图③所示:
,
④当,且点C在的下方时,如图④所示:
,
,
综上所述:的度数是或或或.
8.已知点均为定点,直线,,点为射线上一个动点(点不与点重合),连接,
(1)如图1,当点在线段上时,若,则的度数为_____;
(2)如图2,当点在线段上时,的角平分线和的角平分线交于点.
①补全图形;
②用等式表达与之间的数量关系,并证明;
(3)如图3,当点在直线的下方运动时(点在射线上),射线平分,射线平分,点在直线的下方,且满足射线,请直接写出的度数.
【答案】(1)30°
(2)①如图所示:
②解:,理由如下,
是的平分线,
,
是的平分线,
设,
,
如图,过点作,过点作,则,
,,,,
,,
故;
(3)或
【分析】本题考查平行的性质,角平分线的定义,能够利用平行的性质作合适的辅助线是解题的关键.
(1)过点作,利用两直线平行,同旁内角互补即可求解;
(2)根据题意作图即可,过点作,过点作,利用两直线平行,内错角相等即可求解;
(3)根据题意,可以分为在右侧和在左侧两种情况,然后按照(2)中的方法求解即可.
【详解】(1)解:过点作,
;
,
,,
,,
,,
;
(2)①略
②略
(3)解:当在右侧时,如图,过点作,
射线平分,射线平分,
设,,
∴,,
,
,,
,
即,
,
,
;
当在左侧时,如图,过点作,
射线平分,射线平分,
设,,
,
,,
,
即,
,
,
;
综上,为或.
9.如图,直线与线段,直线交于点、,,点为直线上一点(不与点重合),连接,过点作射线,交于点(点在点之间).
(1)若点在线段上.
①如图1,若为钝角,,求的度数;
②如图2,若为锐角,判断与的数量关系,并说明理由.
(2)若点在线段的延长线上,直接写出与的数量关系.
【答案】(1)①;
②,理由如下:
如图,作,
,
,
,
,
,
,,
,
,
;
(2)
【分析】(1)①作,由平行线的性质得,由垂直的定义得,进而求出,再证,根据平行线的性质可得答案;②作,同①可得;
(2)作,同(1)利用平行线的判定和性质求解.
【详解】(1)解:①如图,作,
,
,
,
,
,
,,
,
,
;
②略
(2)解:.
证明:如图,作,
,
,
,
,
,
,,
,
,
;
10.综合与实践:
(1)如图1,,E为图形内一点,连接得到,求、、之间的关系,并说明理由.
探究应用:可以利用(1)中结论解决下面问题:
(2)如图2,,直线分别交于点E、F,和为内满足的两条线,分别与的平分线交于点和,求证:.
【答案】(1)
,
如图所示,过点E作,
,
,
,,
,
,
,
;
(2)
证明:利用(1)中结论可得 , ,
,
,平分,
,
又 ,
,
即.
【分析】(1)过点E作,则,由平行线的性质得,,可得;
(2)利用(1)中结论可得 , ,由,平分,可得 ,结合,可证.
【详解】(1)解:略;
(2)证明:略.
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