一、八年级数学全等三角形解答题压轴题(难)
1.取一副三角板按图()1拼接,固定三角板60,()30ADC D ACD ∠=∠=,将三角板
45()ABC BAC BCA ∠=∠=绕点A 依顺时针方向旋转一个大小为a 的角00)
45(a ≤≤得到ABM ,图()2所示.试问:
()1当a 为多少时,能使得图()2中//AB CD ?说出理由,
()2连接BD ,假设AM 与CD 交于,E BM 与CD 交于F ,当00
)45(a ≤≤时,探索
DBM CAM BDC ∠+∠+∠值的大小变化情况,并给出你的证明.
【答案】(1)15°;(2)DBM CAM BDC ∠+∠+∠的大小不变,是105,证明见解析. 【解析】 【分析】
(1)由//AB CD 得到30BAC C ∠=∠=,即可求出a ;
(2)DBM CAM BDC ∠+∠+∠的大小不变,是105?,由FEM CAM C ∠=∠+∠,
30C ∠=?, EFM BDC DBM ∠=∠+∠, 45M ∠=?,即可利用三角形内角和求出答案.
【详解】
()1当a 为15时,//AB CD ,
理由:由图()2,若//AB CD ,则30
BAC C ∠=∠=,
453015a CAM BAM BAC ∴=∠=∠-∠=-?=?,
所以,当a 为15时,//AB CD . 注意:学生可能会出现两种解法:
第一种:把//AB CD 当做条件求出a 为15, 第二种:把a 为15当做条件证出//AB CD , 这两种解法都是正确的.
()2DBM CAM BDC ∠+∠+∠的大小不变,是105?
证明:
,30FEM CAM C C ∠=∠+∠∠=?,
30FEM CAM ∴∠=∠+?, EFM BDC DBM ∠=∠+∠,
DBM CAM BDC EFM CAM ∴∠+∠+∠=∠+∠,
180,45EFM FEM M M ∠+∠+∠=∠=?,
3045180BDC DBM CAM ∴∠+∠+∠+?+?=?,
1803045105DBM CAM BDC ∴∠+∠+∠=?--=?,
所以,DBM CAM BDC ∠+∠+∠的大小不变,是105.
【点睛】
此题考查旋转的性质,平行线的性质,三角形的外角定理,三角形的内角和,(2)中将角度和表示为三角形的外角是解题的关键.
2.如图1,在△ACB 和△AED 中,AC =BC ,AE =DE ,∠ACB =∠AED =90°,点E 在AB 上,F 是线段BD 的中点,连接CE 、FE .
(1)请你探究线段CE 与FE 之间的数量关系(直接写出结果,不需说明理由); (2)将图1中的△AED 绕点A 顺时针旋转,使△AED 的一边AE 恰好与△ACB 的边AC 在同一条直线上(如图2),连接BD ,取BD 的中点F ,问(1)中的结论是否仍然成立,并说明理由;
(3)将图1中的△AED 绕点A 顺时针旋转任意的角度(如图3),连接BD ,取BD 的中点
F,问(1)中的结论是否仍然成立,并说明理由.
【答案】(1)线段CE与FE之间的数量关系是CE FE;(2)(1)中的结论仍然成立.理由见解析;(3)(1)中的结论仍然成立.理由见解析
【解析】
【分析】
(1)连接CF,直角△DEB中,EF是斜边BD上的中线,因此EF=DF=BF,∠FEB=∠FBE,同理可得出CF=DF=BF,∠FCB=∠FBC,因此CF=EF,由于∠DFE=∠FEB+∠FBE=2∠FBE,同理∠DFC=2∠FBC,因此∠EFC=∠EFD+∠DFC=2(∠EBF+∠CBF)=90°,因此△EFC是等腰直角
三角形,EF;
(2)思路同(1)也要通过证明△EFC是等腰直角三角形来求解.连接CF,延长EF交CB 于点G,先证△EFC是等腰三角形,可通过证明CF是斜边上的中线来得出此结论,那么就要证明EF=FG,就需要证明△DEF和△FGB全等.这两个三角形中,已知的条件有一组对顶角,DF=FB,只要再得出一组对应角相等即可,我们发现DE∥BC,因此∠EDB=∠CBD,由此构成了两三角形全等的条件.EF=FG,那么也就能得出△CFE是个等腰三角形了,下面证明△CFE是个直角三角形.由上面的全等三角形可得出ED=BG=AD,又由AC=BC,因此
CE=CG,∠CEF=45°,在等腰△CFE中,∠CEF=45°,那么这个三角形就是个等腰直角三角形,因此就能得出(1)中的结论了;
(3)思路同(2)通过证明△CFE来得出结论,通过全等三角形来证得CF=FE,取AD的中点M,连接EM,MF,取AB的中点N,连接FN、CN、CF.那么关键就是证明△MEF和△CFN全等,利用三角形的中位线和直角三角形斜边上的中线,我们不难得出
EM=PN=1
2
AD,EC=MF=
1
2
AB,我们只要再证得两对应边的夹角相等即可得出全等的结
论.我们知道PN是△ABD的中位线,那么我们不难得出四边形AMPN为平行四边形,那么对角就相等,于是90°+∠CNF=90°+∠MEF,因此∠CNF=∠MEF,那么两三角形就全等了.证明∠CFE是直角的过程与(1)完全相同.那么就能得出△CEF是个等腰直角三角形,于是得出的结论与(1)也相同.
【详解】
(1)如图1,连接CF,线段CE与FE之间的数量关系是CE;
解法1:
∵∠AED=∠ACB=90°
∴B、C、D、E四点共圆
且BD是该圆的直径,
∵点F是BD的中点,
∴点F是圆心,
∴EF=CF=FD=FB,
∴∠FCB=∠FBC,∠ECF=∠CEF,
由圆周角定理得:∠DCE=∠DBE,
∴∠FCB+∠DCE=∠FBC+∠DBE=45°
∴∠ECF=45°=∠CEF,
∴△CEF是等腰直角三角形,
∴CE=2EF.
解法2:
易证∠BED=∠ACB=90°,
∵点F是BD的中点,
∴CF=EF=FB=FD,
∵∠DFE=∠ABD+∠BEF,∠ABD=∠BEF,
∴∠DFE=2∠ABD,
同理∠CFD=2∠CBD,
∴∠DFE+∠CFD=2(∠ABD+∠CBD)=90°,
即∠CFE=90°,
∴CE=2EF.
(2)(1)中的结论仍然成立.
解法1:如图2﹣1,连接CF,延长EF交CB于点G,∵∠ACB=∠AED=90°,
∴DE∥BC,
∴∠EDF=∠GBF,
又∵∠EFD=∠GFB,DF=BF,
∴△EDF≌△GBF,
∴EF=GF,BG=DE=AE,
∵AC=BC,
∴CE=CG,
∴∠EFC=90°,CF=EF,
∴△CEF为等腰直角三角形,
∴∠CEF=45°,
∴CE2;
解法2:如图2﹣2,连结CF、AF,
∵∠BAD=∠BAC+∠DAE=45°+45°=90°,
又点F是BD的中点,
∴FA=FB=FD,
而AC=BC,CF=CF,
∴△ACF≌△BCF,
∴∠ACF=∠BCF=1
2
∠ACB=45°,
∵FA=FB,CA=CB,
∴CF所在的直线垂直平分线段AB,
同理,EF所在的直线垂直平分线段AD,
又DA⊥BA,
∴EF⊥CF,
∴△CEF为等腰直角三角形,
∴CE=2EF.
(3)(1)中的结论仍然成立.
解法1:如图3﹣1,取AD的中点M,连接EM,MF,取AB的中点N,连接FN、CN、CF,
∵DF=BF,
∴FM∥AB,且FM=1
2 AB,
∵AE=DE,∠AED=90°,∴AM=EM,∠AME=90°,∵CA=CB,∠ACB=90°
∴CN=AN=1
2
AB,∠ANC=90°,
∴MF∥AN,FM=AN=CN,
∴四边形MFNA为平行四边形,
∴FN=AM=EM,∠AMF=∠FNA,
∴∠EMF=∠FNC,
∴△EMF≌△FNC,
∴FE=CF,∠EFM=∠FCN,
由MF∥AN,∠ANC=90°,可得∠CPF=90°,∴∠FCN+∠PFC=90°,
∴∠EFM+∠PFC=90°,
∴∠EFC=90°,
∴△CEF为等腰直角三角形,
∴∠CEF=45°,
∴CE=2FE.
【点睛】
本题解题的关键是通过全等三角形来得出线段的相等,如果没有全等三角形的要根据已知条件通过辅助线来构建.
3.(1)已知△ABC是等腰三角形,其底边是BC,点D在线段AB上,E是直线BC上一点,且∠DEC=∠DCE,若∠A等于60°(如图①).求证:EB=AD;
(2)若将(1)中的“点D在线段AB上”改为“点D在线段AB的延长线上”,其他条件不变(如图②),(1)的结论是否成立,并说明理由.
【答案】(1)证明见解析(2)证明见解析
【解析】
试题分析:(1)作DF∥BC交AC于F,由平行线的性质得出∠ADF=∠ABC,∠AFD=∠ACB,∠FDC=∠DCE,证明△ABC是等边三角形,得出∠ABC=∠ACB=60°,证出△ADF是等边三角形,∠DFC=120°,得出AD=DF,由已知条件得出∠FDC=∠DEC,ED=CD,由AAS证明
△DBE≌△CFD,得出EB=DF,即可得出结论;
(2)作DF∥BC交AC的延长线于F,同(1)证出△DBE≌△CFD,得出EB=DF,即可得出结论.
试题解析:(1)证明:如图,作DF∥BC交AC于F,
则△ADF为等边三角形
∴AD=DF,又∵∠DEC=∠DCB,
∠DEC+∠EDB=60°,
∠DCB+∠DCF=60°,
∴∠EDB=∠DCA ,DE=CD,
在△DEB和△CDF中,
120
EBD DFC
EDB DCF
DE CD
,
,
∠=∠=?
?
?
∠=∠
?
?=
?
∴△DEB≌△CDF,
∴BD=DF,
∴BE=AD .
(2). EB=AD 成立;
理由如下:作DF ∥BC 交AC 的延长线于F ,如图所示: 同(1)得:AD=DF ,∠FDC=∠ECD ,∠FDC=∠DEC ,ED=CD , 又∵∠DBE=∠DFC=60°, ∴△DBE ≌△CFD (AAS ), ∴EB=DF , ∴EB=AD.
点睛:此题主要考查了三角形的综合,考查等边三角形的判定与性质,全等三角形的判定与性质,等腰三角形的判定与性质,等腰直角三角形的判定与性质,平行线的性质等知识,综合性强,有一定的难度,证明三角形全等是解决问题的关键.
4.如图1,在ABC ?中,ACB ∠是直角,60B ∠=?,AD 、CE 分别是BAC ∠、BCA ∠的平分线,AD 、CE 相交于点F .
(1)求出AFC ∠的度数;
(2)判断FE 与FD 之间的数量关系并说明理由.(提示:在AC 上截取CG CD =,连接FG .)
(3)如图2,在△ABC ?中,如果ACB ∠不是直角,而(1)中的其它条件不变,试判断线段AE 、CD 与AC 之间的数量关系并说明理由.
【答案】(1)∠AFC=120°;(2)FE与FD之间的数量关系为:DF=EF.理由见解析;(3)AC=AE+CD.理由见解析.
【解析】
【分析】
(1)根据三角形的内角和性质只要求出∠FAC,∠ACF即可解决问题;
(2)根据在图2的 AC上截取CG=CD,证得△CFG≌△CFD (SAS),得出DF= GF;再根据ASA 证明△AFG≌△AFE,得EF=FG,故得出EF=FD;
(3)根据(2) 的证明方法,在图3的AC上截取AG=AE,证得△EAF≌△GAF (SAS)得出
∠EFA=∠GFA;再根据ASA证明△FDC≌△FGC,得CD=CG即可解决问题.
【详解】
(1)解:∵∠ACB=90°,∠B=60°,
∴∠BAC=90°﹣60°=30°,
∵AD、CE分别是∠BAC、∠BCA的平分线,
∴∠FAC=15°,∠FCA=45°,
∴∠AFC=180°﹣(∠FAC+∠ACF)=120°
(2)解:FE与FD之间的数量关系为:DF=EF.
理由:如图2,在AC上截取CG=CD,
∵CE是∠BCA的平分线,
∴∠DCF=∠GCF,
在△CFG和△CFD中,
CG CD
DCF GCF
CF CF
=
?
?
∠=∠
?
?=
?
,
∴△CFG≌△CFD(SAS),
∴DF=GF.∠CFD=∠CFG
由(1)∠AFC=120°得,
∴∠CFD=∠CFG=∠AFE=60°,
∴∠AFG=60°,
又∵∠AFE=∠CFD=60°,
∴∠AFE=∠AFG,
在△AFG和△AFE中,
AFE AFG
AF AF
EAF GAF
∠=∠
?
?
=
?
?∠=∠
?
,
∴△AFG≌△AFE(ASA),
∴EF=GF,
∴DF=EF;
(3)结论:AC=AE+CD.
理由:如图3,在AC上截取AG=AE,
同(2)可得,△EAF≌△GAF(SAS),
∴∠EFA=∠GFA,AG=AE
∵∠BAC+∠BCA=180°-∠B=180°-60°=120°
∴∠AFC=180°﹣(∠FAC+∠FCA)=180°-
1
2
(∠BAC+∠BCA)=180°-
1
2
×120°=120°,
∴∠EFA=∠GFA=180°﹣120°=60°=∠DFC,
∴∠CFG=∠CFD=60°,
同(2)可得,△FDC≌△FGC(ASA),
∴CD=CG,
∴AC=AG+CG=AE+CD.
【点睛】
本题考查了全等三角形的判定和性质的运用,全等三角形的判定和性质是证明线段和角相等的重要工具.在判定三角形全等时,关键是选择恰当的判定条件,要注意三角形间的公共边和公共角,必要时添加适当辅助线构造全等三角形.
5.如图1,在等边△ABC中,E、D两点分别在边AB、BC上,BE=CD,AD、CE相交于点F.
(1)求∠AFE的度数;
(2)过点A作AH⊥CE于H,求证:2FH+FD=CE;
(3)如图2,延长CE至点P,连接BP,∠BPC=30°,且CF=
2
9
CP,求
PF
AF
的值.
(提示:可以过点A作∠KAF=60°,AK交PC于点K,连接KB)
【答案】(1)∠AFE=60°;(2)见解析;(3)
7
5
【解析】
【分析】
(1)通过证明BCE CAD
≌得到对应角相等,等量代换推导出60
AFE
∠=?;(2)由(1)得到60
AFE
∠=?,CE AD
=则在Rt AHF
△中利用30°所对的直角边等于斜边的一半,等量代换可得;
(3)通过在PF上取一点K使得KF=AF,作辅助线证明ABK和ACF全等,利用对应边相等,等量代换得到比值.(通过将ACF顺时针旋转60°也是一种思路.)
【详解】
(1)解:如图1中.
∵ABC为等边三角形,
∴AC=BC,∠BAC=∠ABC=∠ACB=60°,
在BCE和CAD中,
60
BE CD
CBE ACD
BC CA
=
?
?
∠=∠=?
?
?=
?
,
∴BCE CAD
≌(SAS),
∴∠BCE=∠DAC,
∵∠BCE+∠ACE=60°,
∴∠DAC+∠ACE=60°,
∴∠AFE=60°.
(2)证明:如图1中,∵AH ⊥EC,
∴∠AHF=90°,
在Rt△AFH中,∵∠AFH=60°,
∴∠FAH=30°,
∴AF=2FH,
∵EBC DCA
≌,
∴EC=AD,
∵AD=AF+DF=2FH+DF,
∴2FH+DF=EC.
(3)解:在PF上取一点K使得KF=AF,连接AK、BK,
∵∠AFK=60°,AF=KF,
∴△AFK为等边三角形,
∴∠KAF=60°,
∴∠KAB=∠FAC,
在ABK和ACF中,
AB AC
KAB ACF
AK AF
=
?
?
∠=∠
?
?=
?
,
∴ABK ACF
≌(SAS),BK CF
=
∴∠AKB=∠AFC=120°,
∴∠BKE=120°﹣60°=60°,
∵∠BPC=30°,
∴∠PBK=30°,
∴
2
9
BK CF PK CP
===,
∴
7
9
PF CP CF CP
=-=,
∵
45
()
99 AF KF CP CF PK CP CP CP ==-+=-=
∴
7
7
9
55
9
CP
PF
AF CP
== .
【点睛】
掌握等边三角形、直角三角形的性质,及三角形全等的判定通过一定等量代换为本题的关键.
6.如图,在平面直角坐标系中,A、B坐标为()
6,0、()
0,6,P为线段AB上的一点.
(1)如图1,若P为AB的中点,点M、N分别是OA、OB边上的动点,且保持
AM ON
=,则在点M、N运动的过程中,探究线段PM、PN之间的位置关系与数量关系,并说明理由.
(2)如图2,若P为线段AB上异于A、B的任意一点,过B点作BD OP
⊥,交OP、OA分别于F、D两点,E为OA上一点,且PEA BDO
=∠
∠,试判断线段OD与AE的数量关系,并说明理由.
【答案】(1)PM=PN,PM⊥PN,理由见解析;(2)OD=AE,理由见解析
【解析】
【分析】
(1)连接OP.只要证明△PON≌△PAM即可解决问题;
(2)作AG⊥x轴交OP的延长线于G.由△DBO≌△GOA,推出OD=AG,∠BDO=∠G,再证明△PAE≌△PAG即可解决问题;
【详解】
(1)结论:PM=PN,PM⊥PN.理由如下:
如图1中,连接OP.
∵A、B坐标为(6,0)、(0,6),
∴OB=OA=6,∠AOB=90°,
∵P为AB的中点,
∴OP=
1
2
AB=PB=PA,OP⊥AB,∠PON=∠PAM=45°,
∴∠OPA=90°,
在△PON和△PAM中,
ON AM PON PAM OP AP =??
∠=∠??=?
, ∴△PON ≌△PAM (SAS ), ∴PN=PM ,∠OPN=∠APM , ∴∠NPM=∠OPA=90°, ∴PM ⊥PN ,PM=PN .
(2)结论:OD=AE .理由如下:
如图2中,作AG ⊥x 轴交OP 的延长线于G . ∵BD ⊥OP ,
∴∠OAG=∠BOD=∠OFD=90°,
∴∠ODF+∠AOG=90°,∠ODF+∠OBD=90°, ∴∠AOG=∠DBO , ∵OB=OA , ∴△DBO ≌△GOA , ∴OD=AG ,∠BDO=∠G , ∵∠BDO=∠PEA , ∴∠G=∠AEP , 在△PAE 和△PAG 中,
AEP G PAE PAG AP AP ∠=∠??
∠=∠??=?
, ∴△PAE ≌△PAG (AAS ), ∴AE=AG , ∴OD=AE .
【点睛】
考查了等腰直角三角形的性质、全等三角形的判定和性质、坐标与图形性质、直角三角形的性质等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造全等三角形解决问题.
7.综合实践
如图①,90,,,ACB AC BC AD CE BE CE ∠=?=⊥⊥,垂足分别为点D E 、,
2.5, 1.7
AD cm DE cm
==.
(1)求BE的长;
(2)将CE所在直线旋转到ABC
?的外部,如图②,猜想AD DE BE
、、之间的数量关系,直接写出结论,不需证明;
(3)如图③,将图①中的条件改为:在ABC
?中,,
AC BC D C E
=、、三点在同一直线上,并且BEC ADC BCAα
∠=∠=∠=,其中α为任意钝角.猜想AD DE BE
、、之间的数量关系,并证明你的结论.
【答案】(1)0.8cm;
(2)DE=AD+BE;
(3)DE=AD+BE,证明见解析.
【解析】
【分析】
(1)本小题只要先证明ACD CBE
?,得到AD CE
=,CD BE
=,再根据
2.5, 1.7
AD cm DE cm
==,CD CE DE
=-,易求出BE的值;
(2)先证明ACD CBE
?,得到AD CE
=,CD BE
=,由图②ED=EC+CD,等量代换易得到AD DE BE
、、之间的关系;
(3)本题先证明EBC DCA
∠=∠,然后运用“AAS”定理判定BEC CDA
?,从而得到,
BE CD EC AD
==,再结合图③中线段ED的特点易找到AD DE BE
、、之间的数量关系.
【详解】
解:(1)∵,
AD CD BE CE
⊥⊥
∴90
ADC E?
∠=∠=
∴90
ACD DAC?
∠+∠=
∵90
ACB?
∠=
∴90
ACD BCE?
∠+∠=
∴ACD BCE
∠=∠
在ACD与CBE
△中,
90
ADC E
ACD BCE
AC BC
?
?∠=∠=
?
∠=∠
?
?=
?
∴ACD CBE
?
∴,
AD CE CD BE
==
又∵ 2.5, 1.7AD cm DE cm ==, 2.5 1.70.8()CD CE DE AD DE cm =-=-=-= ∴0.8BE cm =
(2)∵,AD CD BE CE ⊥⊥ ∴90ADC E ?∠=∠= ∴90ACD DAC ?∠+∠= ∴90ACB ?∠= ∴90ACD BCE ?∠+∠= ∴ACD BCE ∠=∠
在ACD 与CBE △中,90ADC E ACD BCE AC BC ??∠=∠=?
∠=∠??=?
∴ACD CBE ? ∴,AD CE CD BE == 又∵ED EC CD =+ ∴ED AD BE =+
(3)∵BEC ADC BCA α∠=∠=∠= ∴180BCE ACD a ?∠+∠=-
180BCE BCE a ?∠+∠=-
∴ACD BCE ∠=∠
在ACD 与CBE △中, ADC E a ACD BCE AC BC ∠=∠=??
∠=∠??=?
∴ACD CBE ? ∴,AD CE CD BE == 又∵ED EC CD =+ ∴ED AD BE =+ 【点睛】
本题考查的知识点是全等三角形的判定,确定一种判定定理,根据已知条件找到判定全等所需要的边相等或角相等的条件是解决这类题的关键.
8.如图1,在ABC ?中,90ACB ∠=,AC BC =,直线MN 经过点C ,且AD MN ⊥于点D ,BE MN ⊥于点E .易得DE AD BE =+(不需要证明).
(1)当直线MN 绕点C 旋转到图2的位置时,其余条件不变,你认为上述结论是否成立?若成立,写出证明过程;若不成立,请写出此时DE AD BE 、、之间的数量关系,并说明理由;
(2)当直线MN绕点C旋转到图3的位置时,其余条件不变,请直接写出此时
DE AD BE
、、之间的数量关系(不需要证明).
【答案】(1) 不成立,DE=AD-BE,理由见解析;(2) DE=BE-AD
【解析】
【分析】
(1)DE、AD、BE之间的数量关系是DE=AD-BE.由垂直的性质可得到∠CAD=∠BCE,证得△ACD≌△CBE,得到AD=CE,CD=BE,即有DE=AD-BE;
(2)DE、AD、BE之间的关系是DE=BE-AD.证明的方法与(1)
一样.
【详解】
(1)不成立.
DE、AD、BE之间的数量关系是DE=AD-BE,
理由如下:如图,
∵∠ACB=90°,BE⊥CE,AD⊥CE,AC CB
=,
∴∠ACD+∠CAD=90°,
又∠ACD+∠BCE=90°,
∴∠CAD=∠BCE,
在△ACD和△CBE中,
90
ADC CEB
CAD BCE
AC CB
∠=∠=?
?
?
∠=∠
?
?=
?
,
∴△ACD≌△CBE(AAS),
∴AD=CE,CD=BE,
∴DE=CE-CD=AD-BE;
(2)结论:DE=BE-AD.
∵∠ACB=90°,BE ⊥CE ,AD ⊥CE ,AC CB =, ∴∠ACD+∠CAD=90°, 又∠ACD+∠BCE=90°, ∴∠CAD=∠BCE , 在△ACD 和△CBE 中,
90ADC CEB CAD BCE AC CB ∠=∠=???
∠=∠??=?
, ∴△ADC ≌△CEB(AAS), ∴AD=CE ,DC=BE , ∴DE=CD-CE=BE-AD . 【点睛】
本题考查了旋转的性质、直角三角形全等的判定与性质,旋转前后两图形全等,对应点到旋转中心的距离相等,对应点与旋转中心的连线段所夹的角等于旋转角.
9.(1)如图(1),已知:在△ABC 中,∠BAC=90°,AB=AC ,直线m 经过点A ,BD ⊥直线m ,CE ⊥直线m ,垂足分别为点D 、E .求证:DE=BD+CE .
(2)如图(2),将(1)中的条件改为:在△ABC 中,AB=AC ,D 、A 、E 三点都在直线m 上,并且有∠BDA=∠AEC=∠BAC=α,其中α为任意锐角或钝角.请问结论DE=BD+CE 是否成立?如成立,请你给出证明;若不成立,请说明理由.
(3)如图(3),D 、E 是D 、A 、E 三点所在直线m 上的两动点(D 、A 、E 三点互不重合),点F 为∠BAC 平分线上的一点,且△ABF 和△ACF 均为等边三角形,连接BD 、CE ,若∠BDA=∠AEC=∠BAC ,求证:△
DEF 是等边三角形.
【答案】(1)见解析;(2)成立,理由见解析;(3)见解析 【解析】 【分析】
(1)因为DE=DA+AE ,故通过证BDA AEC ?△△,得出DA=EC ,AE=BD ,从而证得DE=BD+CE.
(2)成立,仍然通过证明BDA AEC ?△△,得出BD=AE ,AD=CE ,所以DE=DA+AE=EC+BD.
(3)由BDA AEC ?△△得BD=AE ,=BDA AEC ∠∠,ABF 与ACF 均等边三角形,得==60BA AC ?∠F ∠F ,FB=FA ,所以=BA BA AC AC ∠F +∠D ∠F +∠E ,即
FBD FAB ?∠∠,所以BDF AEF ?△△,所以FD=FE ,BFD AFE ?∠∠,再根据=60BFD FA BFA =?∠+∠D ∠,得=60AF FA =?∠E +∠D ,即=60FE =?∠D ,故DFE △是等边三角形. 【详解】
证明:(1)∵BD ⊥直线m ,CE ⊥直线m
∴∠BDA =∠CEA=90°,∵∠BAC =90°
∴∠BAD+∠CAE=90°,∵∠BAD+∠ABD=90° ∴∠CAE=∠ABD ,又AB=AC ,∴△ADB ≌△CEA ∴AE=BD ,AD=CE ,∴DE=AE+AD= BD+CE
(2)∵∠BDA =∠BAC=α,∴∠DBA+∠BAD=∠BAD +∠CAE=180°—α
∴∠DBA=∠CAE ,∵∠BDA=∠AEC=α,AB=AC
∴△ADB ≌△CEA ,∴AE=BD ,AD=CE ∴DE=AE+AD=BD+CE
(3)由(2)知,△ADB ≌△CEA , BD=AE ,∠DBA =∠CAE
∵△ABF 和△ACF 均为等边三角形,∴∠ABF=∠CAF=60°
∴∠DBA+∠ABF=∠CAE+∠CAF ,∴∠DBF=∠FAE ∵BF=AF ,∴△DBF ≌△EAF ∴DF=EF ,∠BFD=∠AFE
∴∠DFE=∠DFA+∠AFE=∠DFA+∠BFD=60° ∴△DEF 为等边三角形. 【点睛】
利用全等三角形的性质证线段相等是证两条线段相等的重要方法.
10.综合与实践:
我们知道“两边及其中一边的对角分别对应相等的两个三角形不一定全等”.但是,乐乐发现:当这两个三角形都是锐角三角形时,它们会全等. (1)请你用所学知识判断乐乐说法的正确性.
如图,已知ABC ?、111A B C ?均为锐角三角形,且11AB A B =,11BC B C =,1C C ∠=∠. 求证:111ABC A B C ??≌.
(2)除乐乐的发现之外,当这两个三角形都是______时,它们也会全等. 【答案】(1)见解析;(2)钝角三角形或直角三角形. 【解析】 【分析】
(1)过B 作BD ⊥AC 于D ,过B 1作B 1D 1⊥B 1C 1于D 1,得出
∠BDA=∠B 1D 1A 1=∠BDC=∠B 1D 1C 1=90°,根据SAS 证△BDC ≌△B 1D 1C 1,推出BD=B 1D 1,根据HL 证Rt △BDA ≌Rt △B 1D 1A 1,推出∠A=∠A 1,根据AAS 推出△ABC ≌△A 1B 1C 1即可.
(2)当这两个三角形都是直角三角形时,直接利用HL 即可证明;当这两个三角形都是钝角三角形时,与(1)同理可证. 【详解】
(1)证明:过点B 作BD AC ⊥于D ,过1B 作1111B D A C ⊥于1D ,
则11111190BDA B D A BDC B D C ∠=∠=∠=∠=?. 在BDC ?和111B D C ?中,
1C C ∠=∠,111BDC B D C ∠=∠,11BC B C =,
∴111BDC B D C ??≌, ∴11BD B D =.
在Rt BDA ?和111Rt B D A ?中,
11AB A B =,11BD B D =,
∴111Rt Rt (HL)BDA B D A ??≌, ∴1A A ∠=∠.
在ABC ?和111A B C ?中,
1C C ∠=∠,1A A ∠=∠,11AB A B =,
∴111(AAS)ABC A B C ??≌.
(2)如图,当这两个三角形都是直角三角形时,
∵11AB A B =,11BC B C =,190C C ∠==∠?. ∴Rt ABC ?≌111Rt A B C ?(HL );
∴当这两个三角形都是直角三角形时,它们也会全等;
如图,当这两个三角形都是钝角三角形时,作BD ⊥AC ,1111B D A C ⊥,