构造等腰三角形解题的常见途径
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构造等腰三⾓形解题的五种途径2019-09-19等腰三⾓形是⼀类特殊的三⾓形,它的性质和判定在⼏何证明和计算中有着⼴泛的应⽤.有些⼏何图形中不存在等腰三⾓形,可根据已知条件和图形特征,通过添加适当的辅助线,巧妙构造等腰三⾓形,然后利⽤等腰三⾓形的性质使问题获解.⼀、利⽤⾓平分线+平⾏线,构造等腰三⾓形当⼀个三⾓形中出现⾓平分线,我们可以通过作平⾏线构造等腰三⾓形.如图1,AD是ABC的⾓平分线.①如图2,过点D作DE∥AC交AB于点E,则ADE是等腰三⾓形;②如图3,过点B作BE∥AC交AD的延长线于点E,则ABE是等腰三⾓形;③如图5,点E是AB边上⼀点,过点E作EF∥AC分别交AD、BC于点F、G,则AEF是等腰三⾓形;④如图4,点E是AB边上⼀点,过点E作EF∥AC,交AD的延长线于点F,交BC于点G,则AEF是等腰三⾓形;⑤如图6,过点C作CE∥AD交AB的反向延长线于点E,则ACE是等腰三⾓形;⑥如图7,点E是AC边上⼀点,过点E作EF∥AD,交AB的反向延长线于点F,交BC于点G,则AEF是等腰三⾓形.我们知道,等腰三⾓形的顶⾓平分线、底边上的中线和底边上的⾼互相重合,简称“三线合⼀”.现在的问题是:如果三⾓形⼀边上的中线与它的对⾓的⾓平分线重合,那么这个三⾓形是否是等腰三⾓形呢?答案是肯定的,现在就来证明这个定理.例1 如图8,ABC中,中线AD平分∠BAC.求证:AB=AC.分析:AD既是AC的中线,同时⼜是ABC的⾓平分线.联想到与⾓平分线和中线有关的辅助线,可过点B(或点C)作AC(或AB)的平⾏线.证明:如图9,延长AD⾄点E,使DE=AD.BD=CD,∠BDE=∠ADC,DE=AD,BDE≌CDA.BE=AC,∠E=∠CAD.⼜∠BAD=∠CAD,∠BAD=∠E.AB=BE.AB=AC.说明:本例也可过点D作DEAB,DFAC,垂⾜分别为E、F,如图10所⽰,从⾯积⼊⼿证明.⼆、利⽤⾓平分线+垂线,构造等腰三⾓形当⼀个三⾓形中出现⾓平分线时,我们也可以通过作垂线的⽅法构造等腰三⾓形.如图11,点E是∠ABC的⾓平分线AD上的⼀点,过点E作AD的垂线分别交AB、AC于点M、N,则AMN是等腰三⾓形.例2 如图12,在ABC中,∠A=90°,AB=AC,∠ABC的平分线BD交AC于D, CEBD,交BD的延长线于点E.求证:CE=BD.分析:由⾓平分线和垂线可以构造以BC为腰、∠ABC为顶⾓的等腰三⾓形.证明:如图12,延长CE交AB的反向延长线于点F.BD平分∠ABC,CEBD,由⾓平分线的对称性知CE=EF=CF.∠1+∠F =90°,∠2+∠F =90°,∠1=∠2.⼜AB=AC,∠BAD=∠CAF=90°,BAD≌CAF.BD=CF.CE=BD.三、利⽤中垂线,构造等腰三⾓形当⼀个三⾓形中出现⾼时,可以在⾼所在的边(或其延长线)上取⼀点,使⾼是该点与该边上三⾓形的⼀顶点组成的线段的中垂线,从⽽构造等腰三⾓形.如图13,AD是ABC的⾼.①如图14,在线段BC上取⼀点E使ED=DE,连结AE,则AEC是等腰三⾓形;②如图15,在线段BC的延长线上取⼀点E,使BD=DE连结AE,则ABE是等腰三⾓形.例3 如图16,在ABC中,ADBC于点D,∠B=2∠C.求证:AB+BD=CD.分析:由待证结论AB+BD=CD并结合已知条件“ADBC”,可构造以AB为腰、AD为底边上的⾼的等腰三⾓形.证明:在BC上取⼀点E,使BD=DE,连结AE,则ABE是等腰三⾓形.AB=AE,∠B=∠AED.⽽∠AED=∠C+∠CAE,且∠B=2∠C,∠C+∠CAE=2∠C.∠CAE=∠C.AE=CE.AB=CE.AB+BD=CE+DE=CD.四、利⽤平⾏线,构造等腰三⾓形过等腰三⾓形⼀腰上的点作底边或另⼀腰的平⾏线,都可以得到等腰三⾓形. 如图17,在ABC中,AB=AC.过线段AB上⼀点D 作DE∥BC,DF∥AC,分别交AC、BC于点E、F,则ADE和BDF都是等腰三⾓形.例4 如图18,ABC中,AB=AC,D是AB上⼀点,E是AC延长线上⼀点,且BD=CE,DE交BC于点F.求证:DF=EF.分析:由待证结论知点F是线段DE的中点,再结合已知条件“AB=AC”,可过点D作DM∥AC构造等腰三⾓形.证明:过点D作DM∥AC交BC于点M,则∠DMB=∠ACB,∠FDM=∠E.AB=AC,∠B=∠ACB.∠B=∠DMB.BD=DM.⼜BD=CE,DM=CE.在DMF和ECF中,DM=CE,∠FDM=∠E,∠DFM=∠EFC,DMF≌ECF.DF=EF.说明:本例也可过点E作EN∥AB交BC的延长线于点N,证明过程留给同学们完成.五、转化倍⾓,构造等腰三⾓形当⼀个三⾓形中出现⼀个⾓是另⼀个⾓的2倍时,我们就可以通过转化倍⾓寻找到等腰三⾓形.如图19,ABC中,∠B=2∠C.①如图20,作BD平分∠ABC,则DBC是等腰三⾓形;②如图21,延长CB到点D,使BD=BA,连结AD,则ADC是等腰三⾓形;③如图22,以C为⾓的顶点,CA为⼀边,在形外作∠ACD=∠ACB,交BA的延长线于点D,则DBC是等腰三⾓形.例5 如图23,在ABC中,∠ABC=2∠C,BC=2AB.求证:∠A=90°.分析:结合已知条件“∠ABC=2∠DBA”和“BC=2AB”,可作∠ABC的平分线BD交AC于点D,并取BC的中点E,连结DE,借助等腰三⾓形的“三线合⼀”和三⾓形全等证明.证明:作∠ABC的平分线BD交AC于点D,则∠DBE=∠C.BD=CD.取BC的中点E,连结DE,则BE=AB,且DEBC.在ABD和EBD中,BE=AB,∠DBE=∠DBA,BD=BD,ABD≌EBD.∠BED=∠A=90°.(作者单位:湖北省襄阳市襄州区黄集镇初级中学)注:本⽂为⽹友上传,不代表本站观点,与本站⽴场⽆关。
小专题( 四)等腰三角形问题中常见的解题策略在解决等腰三角形的角度( 或边长)问题时,若题目中没有明确顶角和底角( 或腰长和底边),做题时要注意分类讨论,这是解题的关键.有时候在解决问题时,需要通过添加辅助线的方式构造等腰三角形求解,如截长补短法等,这也是一种常见的解题策略,可以将零碎的知识加以整合,进而将复杂问题简单化.类型1分类讨论法——求角度在题目没有给出图形,已知条件也未确定顶角或底角的情况下,要进行分类讨论,一般情况都是锐角三角形与钝角三角形两种形状.1.如果等腰三角形中有一个内角等于70°,那么这个三角形最小的内角等于55°或40°.2.等腰三角形一腰上的高与另一腰的夹角为48°,则该等腰三角形的底角的度数为21°或69°.3.( 改编)在等腰三角形ABC中,( 1 )若∠A=100°,则∠B=40°;( 2 )若∠A=50°,则∠B=65°或80°或50°.类型2分类讨论法——求边长在题目没有出示图形,也未确定腰长和底边长时,要进行分类讨论,并利用三角形的三边关系加以验证,以确定能否组成三角形,这是最容易错的点.4.已知等腰△ABC的两边长分别为2和5,则等腰△ABC的周长为( B)A.9B.12C.9或12D.不能确定5.已知一个等腰三角形的三边长分别为2x-1,x+1,3x-2,求这个等腰三角形的周长.( 1 )完成部分解题过程,在以下解答过程的空白处填上适当的内容.解:①当2x-1=x+1时,解得x=2,此时能构成等腰三角形( 填“能”或“不能”).②当2x-1=3x-2时,解得x=1,此时不能构成等腰三角形( 填“能”或“不能”). ( 2 )请你根据( 1 )中两种情况的分类讨论,完成第三种情况的分析,若能构成等腰三角形,求出这个三角形的周长.解:( 2 )③当x+1=3x-2时,解得x=,此时能构成等腰三角形,周长为7.类型3分类讨论法——分割等腰三角形分割三角形时,根据“等角对等边”定理,重点关注三角形的内角度数,尤其是两个底角相等,进而得到等腰三角形.6.在△ABC中,∠A=70°,∠B=30°.请在平面内画一条直线,将△ABC分割成两个三角形,使其中一个为等腰三角形,请在图中画出至少两种方案.解:提供四种分割方案如图所示.( 答案不唯一)类型4构造等腰三角形——作平行线在解决几何问题时,构造等腰三角形是常见的解题方法.这里提供三种构造方案,供大家参考:①“角平分线+平行线”;②作腰的平行线;③作底边的平行线.7.如图,在△ABC中,AB=AC,点D在AB上,点E在AC的延长线上,DE交BC于点F,且DF=EF.求证:BD=CE.证明:过点D作DG∥AE,交BC于点G.易证△DGF≌△ECF,∴DG=CE.∵AB=AC,∴∠B=∠ACB.∵DG∥AE,∴∠DGB=∠ACB,∴∠B=∠DGB,∴DG=BD,∴BD=CE.8.已知,△ABC为等边三角形,D为AC上的一个动点,E为BC延长线上一点,且BD=DE.( 1 )如图1,若点D在边AC上,猜想线段AD与CE之间的关系,并说明理由;( 2 )如图2,若点D在AC的延长线上,那么( 1 )中的结论是否仍然成立,请说明理由.解:( 1 )AD=CE.理由:过点D作DP∥BC,交AB于点P.∵△ABC是等边三角形,∴△APD也是等边三角形,∴AP=PD=AD,∠APD=∠ABC=∠ACB=∠ADP=60°.∵DB=DE,∴∠DBC=∠DEC.∵DP∥BC,∴∠PDB=∠CBD,∴∠PDB=∠DEC.又∵∠BPD=∠A+∠ADP=120°,∠DCE=∠A+∠ABC=120°,∴∠BPD=∠DCE.在△BPD和△DCE中,∠PDB=∠DEC,∠BPD=∠DCE,DB=DE,∴△BPD≌△DCE,∴PD=CE,∴AD=CE.( 2 )AD=CE仍然成立.理由:过点D作DP∥BC,交AB的延长线于点P.∵△ABC是等边三角形,∴△APD也是等边三角形,∴AP=PD=AD,∠APD=∠ABC=∠ACB=∠PDC=60°.∵DB=DE,∴∠DBC=∠DEC.∵DP∥BC,∴∠PDB=∠CBD,∴∠PDB=∠DEC.在△BPD和△DCE中,∴△BPD≌△DCE( AAS ),∴PD=CE,∴AD=CE.类型5构造等腰三角形——截长补短法解决此类题,都需要添加辅助线,利用将长线段“截短”或短线段“延长”的方法,使之长度相等,再综合全等三角形的知识加以证明.9.如图,在△ABC中,∠BAC=108°,AB=AC,BD平分∠ABC,交AC于点D.求证:BC=CD+AB.解:如图,延长BA至点E,使BE=BC,连接DE.∵BD平分∠ABC,∴∠ABD=∠CBD.易证△EBD≌△CBD,∴DE=DC,∠E=∠C=36°.∵∠EAD=72°,∴∠EDA=∠EAD=72°,∴EA=ED,∴CD=DE=AE,∴BC=BE=AB+AE=AB+CD.类型6构造等腰三角形——倍角关系在解决此类问题时,可利用角平分线的性质,添加辅助线,构造等腰三角形.10.如图,在△ABC中,AD平分∠BAC,∠B=2∠C,求证:AB+BD=AC.证明:在AC上截取AE=AB,连接DE.∵AD平分∠BAC,∴∠BAD=∠DAC.在△ABD和△AED中,∴△ABD≌△AED( SAS ),∴∠B=∠AED,BD=DE,又∵∠B=2∠C,∴∠AED=2∠C,而∠AED=∠C+∠EDC=2∠C,∴∠C=∠EDC,∴DE=CE,∴AB+BD=AE+CE=AC.。
解法探究2023年3月下半月㊀㊀㊀例析如何添加辅助线构造等腰三角形◉甘肃省平凉市崆峒区广成学校㊀周义武㊀㊀摘要:等腰三角形作为初中数学几何部分的重要知识点,不仅对解决几何问题具有重要作用,而且也是历年中考数学命题的热点,特别是如何添加辅助线构造等腰三角形,是对初中生数学思维能力的考查.基于此,本文在介绍等腰三角形性质的基础上,借助两道例题分析如何添加辅助线构造等腰三角形.关键词:等腰三角形;辅助线;构造;角平分线;倍角1引言等腰三角形的性质和判定是历年数学中考的必考点,然而学生在遇到几何题时难以发现或构造等腰三角形,继而无法利用其性质和判定解决问题[1].基于这种情况,同时又考虑到构造等腰三角形是解决初中数学几何问题的重要方法,本文中就如何添加辅助线构造等腰三角形进行研究和分析,以供参考.2理论基础通过对那些需要构造等腰三角形才能解决的初中几何题进行分析后不难看出,添加辅助线构造等腰三角形的理论基础主要来自两个方面:首先,等腰三角形的性质.构造等腰三角形主要是构造出两条相等的边或两个相等的角,这是因为等腰三角形具有 等边对等角 的性质[2].另外, 三线合一 也是突破该类问题思维瓶颈的一个知识点.其次,等腰三角形的判定.要构造等腰三角形,需要根据等腰三角形的判定方法判断构造出的三角形是否为等腰三角形,只有这样才能进一步使用等腰三角形的性质解决问题.当然,在解决这类问题时,还需要结合其它几何知识.例如,证明或求解的过程中可能会利用全等三角形等,那么全等三角形等知识点也是添加辅助线的重要启发.3例题分析笔者结合相关研究内容以及一线教学经验,认为添加辅助线构造等腰三角形可从以下两个方面出发.3.1根据倍角关系作辅助线在几何题中,如果出现了倍角关系,那么极有可能需要构造出等腰三角形进行分析解答.因为等腰三角形具有 等边对等角 的性质,所以顶角的邻补角等于底角的两倍.如例题1.图1例1㊀如图1所示,在әA B C 中,øA B C =2øC ,A D 是øB AC 的平分线.求证:A C =A B +B D .分析:本题已知条件中出现了倍角关系,抓住这一关系延长C B 构造出等腰三角形A B E ,然后利用三角形的外角性质和øA B C =2øC 得到øE =øC ,进而得到等腰三角形A E C .最后,通过等腰三角形的性质实现了A B 与E B ,A E 与A C 的转换.当然也可延长A B 构造等腰三角形,借助全等三角形实现边的转换.所以,本题有两种不同的解题方法.证法一:如图2所示,延长C B ,使得B E =A B ,连接A E .图2ȵB E =A B ,ʑøE =øE A B .ʑøA B C =øE +øE A B =2øE .又ȵøA B C =2øC ,ʑøE =øC .ʑA E =A C .ȵA D 平分øB A C ,ʑøB A D =øC A D .ʑøE A D =øB A E +øB A D=øC +øC A D =øB D A .ʑE A =E D .又E D =E B +B D ,E B =A B ,A C =A E ,ʑA C =A B +B D .证法二:如图3所示,延长A B ,使得B M =B D ,连接MD .68Copyright ©博看网. All Rights Reserved.2023年3月下半月㊀解法探究㊀㊀㊀㊀图3ȵB M =B D ,ʑøM =øB DM .ʑøA B C =øM +øB DM =2øM .又ȵøA B C =2øC ,ʑøM =øC .ȵA D 平分øB A C ,ʑøB A D =øC A D .又A D =A D ,ʑәAMD ɸәA C D (A A S ).ʑA C =AM =A B +B M =A B +B D .总结与反思:当一个三角形中出现了一个角是另一个角的两倍时,往往可以借助构造等腰三角形转化倍角关系.3.2延长边利用三线合一 作辅助线 三线合一 作为等腰三角形的重要性质,在解题时大有用处,在作辅助线构造等腰三角形时亦是如此.如例题2.图4例2㊀如图4所示,在әA B C中,A B =A C ,øB A C =90ʎ,B D 平分øA B C ,C D ʅB D ,B D 与A C 相交于点F .求证:B F =2C D .分析:本题中的已知条件比较多,分析后发现在不作辅助线的情况下解出此题非常困难.所以,可根据 B D 平分øA B C 延长B A ,C D ,结合 三线合一 得到等腰三角形.最后,借助三角形全等实现边的转换,达到求证目的.图5证明:延长B A ,C D 交于点E ,如图5所示.ȵB D 平分øA B C ,C D ʅB D ,ʑB C =B E ,C D =E D .ʑC E =2C D .ȵøB A C =90ʎ,øB F A =øC F D ,ʑøA B F =øA C E .又ȵA B =A C ,ʑәA B F ɸәA C E (A S A ).ʑB F =C E .ʑB F =2C D .总结与反思:如果遇到了与角平分线垂直的线段,那么将这条线段延长与角的另一边相交就可以构造出等腰三角形.值得一提的是,这种方法通常会运用全等三角形,一是为了实现边的转换,二是与 三线合一 搭配使用.4要点说明很多初中几何问题解题时都需要作出相应的辅助线,而有技巧地作出所需的辅助线,是高效㊁巧妙解决数学问题的前提.本文中通过两道例题介绍了两种利用辅助线构造等腰三角形的方法,也是平时训练中常见的方法.在使用这两种方法构造等腰三角形时,需注意以下几个要点:首先,注重化归思想的培养和利用.在本文两道例题中,均使用了化归思想.由此可见,这类问题对化归思想的依赖程度非常高,对尚未有化归思想或不会运用化归思想的学生形成了巨大考验.因此,教师在日常教学过程中,要注重学生化归思想的培养[3].笔者认为,教师可从边转化㊁角度转化方面开始简单的训练,在充分理解 三线合一 角平分线 垂直平分线 内容的前提下发挥其作用,为作辅助线构造等腰三角形奠定丰富的理论基础.其次,注重发散思维的培养.在例1中,采用了两种不同的方法,且两种方法之间存在一定联系.对于әA B D 而言,可以延长的边有三条,但是分析后发现有利于解题的线段延长共有两种情况,即延长D B 或A B .如此一来,就形成了两种不同的解题方法.那么如何由延长D B 联想到延长A B ,这就是学生发散思维的体现.笔者建议,教师在教学过程中,引导学生延长某一线段时,可从延长方向上激发学生的思维.5结语总之,利用作辅助线的方法构造出等腰三角形是解决几何类问题常用的方法[4].无论是学生平时训练,还是教师日常教学,可以将该内容形成专题,进行更充分的探讨与学习.这对教师的深入研究和学生的深入学习都非常有意义.参考文献:[1]陈霄剑.学生为什么这么快就知道添加辅助线由等腰三角形性质定理证明的教学片断而引发的思考[J ].中小学数学(初中版),2014(10):51G52.[2]王键.深入等腰三角形,探究辅助线添加 对等腰三角形辅助线添加技巧的探讨[J ].数学教学通讯,2020(29):70G71,80.[3]胡宁.纵有千条妙计必有一定之规 构造等腰直角三角形解题例谈[J ].学生之友(中考月刊),2012(Z 1):7G8.[4]张文国.例说等腰三角形的辅助线的几种作法[J ].科教导刊:电子版,2018(17):1.Z78Copyright ©博看网. All Rights Reserved.。
第05讲解题技巧专题:利用等腰三角形的'三线合一'作辅助线与构造等腰三角形的解题技巧(6类热点题型讲练)目录【考点一等腰三角形中底边有中点时,连中线】 (1)【考点二等腰三角形中底边无中点时,作高】 (6)【考点三利用平行线+角平分线构造等腰三角形】 (12)【考点四过腰或底作平行线构造等腰(边)三角形】 (15)【考点五巧用“角平分线+垂线合一”构造等腰三角形】 (24)【考点六利用倍角关系构造新等腰三角形】 (28)【考点一等腰三角形中底边有中点时,连中线】例题:(2023上·浙江宁波·八年级统考期末)如图,在ABC 中,120BAC ∠=︒,AB AC =,D 为BC 的中点,DE AC ⊥于E .(1)求EDC ∠的度数;(2)若2AE =,求CE 的长.【答案】(1)60︒(2)6【分析】本题考查了等腰三角形的“三线合一”,含30︒角的直角三角形的性质等知识,(1)连接AD ,根据等腰三角形的“三线合一”即可作答;(2)根据含30︒角的直角三角形的性质即可作答.【详解】(1)连接AD ,∵AB AC =,120BAC ∠=︒,∴AD BC ⊥,AD 平分BAC ∠,∴1602∠=∠=︒DAC BAC ,ADC ∠1.(2023上·北京·八年级期末)如图,在ABC 中,AB AC =,D 是BC 的中点,过A 作EF BC ∥,且AE AF =.求证:(1)DE DF =;(2)BG CH =.【答案】(1)见解析(2)见解析【分析】(1)连接AD ,利用等腰三角形“三线合一"的性质得AD BC ⊥,再利用平行线的性质得90DAF ADB ∠=∠=︒,从而说明AD 垂直平分EF ,则有DE DF =;(2)利用等角的余角相等EDB FDC ∠=∠,再利用ASA 证明BDG CDH ≌,从而证明结论.【详解】(1)证明:连接AD ,ABAC =,点D 为BC 的中点,∴AD BC ⊥,∴90ADB ∠=︒,EF BC ∥,∴90DAF ADB ∠=∠=︒,∴AD EF ⊥,AE AF =,∴AD 垂直平分EF ,∴DE DF =;(2),,DE DF DA EF =⊥ ,EAD FAD ∴∠=∠,ADB ADC ∠=∠ ,EDB FDC ∴∠=∠,AB AC =,B C ∴∠=∠在BDG 和CDH △中,,B C BD CD BDG CDH ∠=∠⎧⎪=⎨⎪∠=∠⎩(ASA),BDG CDH ∴△≌△.BG CH ∴=【点睛】本题主要考查了等腰三角形的性质,全等三角形的判定与性质,线段垂直平分线的性质,余角的性质,熟练掌握等腰三角形“三线合一"的性质是解题的关键.2.(2023上·辽宁葫芦岛·八年级统考期末)如图,在ABC 中,AB 的垂直平分线EF 交BC 于点E ,交AB 于点F ,D 为线段CE 的中点,且BE AC =.(1)求证:AD BC ⊥.(2)若90BAC ∠=︒,2DC =,求BD 的长.【答案】(1)见解析(2)6【分析】(1)连接AE ,根据线段垂直平分线的性质得到BE AE =,证明AE AC =,根据等腰三角形的三线合一证明结论;(2)证明AEC △为等边三角形,根据等边三角形的性质解答即可.【详解】(1)证明:连接AE ,EF 是AB 的垂直平分线,BE AE ∴=,BE AC = ,AE AC ∴=,AEC ∴ 是等腰三角形,D 为线段CE 的中点,AD BC ∴⊥;(2)解:BE AE = ,EAB B ∴∠=∠,2AEC EAB B B ∴∠=∠+∠=∠,AE AC = ,AEC C ∴∠=∠,2C B ∴∠=∠,90BAC ∠=︒ ,60C ∴∠=︒,AEC ∴ 为等边三角形,2DC ED ==,24AE EC BE DC ∴====,426BD BE ED ∴=+=+=.【点睛】本题考查的是线段垂直平分线的性质、等腰三角形的性质、等边三角形的判定和性质,掌握等腰三角形的三线合一是解题的关键.3.(2023上·全国·八年级专题练习)如图,已知ABC 中,AB AC =,90BAC ∠=︒,点D 为BC 的中点,点E 、F 分别在直线AB AC 、上运动,且始终保持AE CF =.(1)如图①,若点E F 、分别在线段AB AC 、上,DE 与DF 相等且DE 与DF 垂直吗?请说明理由;(2)如图②,若点E F 、分别在线段AB CA 、的延长线上,(1)中的结论是否依然成立?说明理由.【答案】(1)DE DF =且DE DF ⊥,见解析(2)成立,见解析【分析】(1)先利用等腰直角三角形的性质得到45BAD DAC B C ∠=∠=∠=∠=︒和AD BD DC ==,再证明AED CFD SAS ≌(),利用全等三角形的性质即可求解;(2)利用等腰直角三角形的性质得到45BAD DAC B C ∠=∠=∠=∠=︒和AD BD DC ==,再证明AED CFD SAS ≌(),利用全等三角形的性质即可求解.【详解】(1)DE DF =且DE DF ⊥,理由是:如图①,连接AD ,∵90BAC ∠=︒,AB AC =,D 为BC 中点,∴45BAD DAC B C ∠=∠=∠=∠=︒,∴AD BD DC ==,在AED △和CFD △中,AE CF EAD DAC AD DC =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩∴AED CFD SAS ≌(),∴DE DF =,ADE CDF ∠=∠,又∵90CDF ADF ∠+∠=︒,∴90ADE ADF ∠+∠=︒,∴90EDF ∠=︒,∴DE DF ⊥.(2)若点E F 、分别在线段AB ,CA 的延长线上,(1)中的结论依然成立,如图②,连接AD ,理由如下:∵AB AC =,90BAC ∠=︒,点D 为BC 的中点,∴45BAD DAC B C ∠=∠=∠=∠=︒,∴AD BD DC ==,在AED △和CFD △中,AE CF EAD DAC AD DC =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩∴AED CFD SAS ≌();∴DE DF ADE CDF =∠=∠,,又∵90CDF ADF ∠-∠=︒,∴90ADE ADF ∠-∠=︒,∴90EDF ∠=︒,∴DE DF ⊥.【点睛】本题考查了等腰直角三角形的性质和全等三角形的判定与性质,解题关键是正确作出辅助线构造全等三角形.【考点二等腰三角形中底边无中点时,作高】例题:(2023上·福建厦门·八年级厦门一中校考期中)如图,已知60AOB ∠=︒,点P 在边OA 上,12OP =,点M N 、在边OB 上,PM PN =,若5OM =,求MN 的长.【答案】2【分析】本题考查了等腰三角形的性质、含角形的性质可得CM 练掌握等腰三角形的三线合一以及直角三角形中PM PN = ,PC ⊥CM CN ∴=,在OPC 中,PCO ∠162OC OP ∴==,5OM = ,1.(2023上·河南省直辖县级单位·八年级校联考期末)在ABC 中,点,D E 是边BC 上的两点.(1)如图1,若AB AC =,AD AE =.求证:BD CE =;(2)如图2,若90BAC ∠=︒,BA BD =,设B x ∠=︒,CAD y ∠=︒.(2)①猜想:2x y =,理由是:∵BA BD =,B x ∠=︒,∴(11802BAD BDA ∠=∠=︒-∠∵90BAC ∠=︒,CAD y ∠=︒,∴90BAD CAD ∠+∠=︒,即90整理得:2x y =;(1)如图1,当点E 与点C 重合时,AD 与CB '的位置关系是表示)(2)如图2,当点E 与点C 不重合时,连接DE .①用等式表示BAC ∠与DAE ∠之间的数量关系,并证明;②用等式表示线段BE ,CD ,DE 之间的数量关系,并证明.则90AMC ADC ∠∠=︒=∵AB AC =,∴1122CM BM BC ===在ACD 与ACM △中,∵AB AC =,∴B ACB ∠=∠,∵ACB ACB '∠=∠,∴B ACB ACD '∠=∠=∠【考点三利用平行线+角平分线构造等腰三角形】例题:(2024上·北京西城·八年级校考期中)如图,在ABC 中,BD 平分ABC ∠,DE CB ∥,F 是BD 的中点.(1)求证:BDE 是等腰三角形(2)若50ABC ∠=︒,求DEF ∠的度数.【答案】(1)见解析(2)65︒【分析】本题考查了等腰三角形的判定与性质,熟记相关定理内容是解题关键.(1)由角平分线的定义得EBD CBD ∠=∠,由DE CB ∥得EDB CBD ∠=∠即可求证;(2)先求出EDB ∠,根据“三线合一”得EF BD ⊥,即可求解.【详解】(1)证明:∵BD 平分ABC ∠,∴EBD CBD ∠=∠,∵DE CB ∥,是等腰三角形;(1)如图1,求证:CDE∠交AC于E,(2)如图2,若DE平分ADC的长.【答案】(1)见解析(2)4【分析】本题考查角平分线、平行线的性质以及直角三角形的边角关系,掌握角平分线的定义,平行线的性质是解决问题的关键.∠=∠(1)根据角平分线的定义得出BCD(1)当53BE CF ==,,则EF =___________;(2)当BE CF >时,若CO 是ACB ∠的外角平分线,如图2,它仍然和∠作EF BC ∥,交AB 于E ,交AC 于F ,试判断EF BE ,,CF 之间的关系,并说明理由.【答案】(1)8(2)EF BE CF =-,见解析∴∠EOB =∠OBC ,∠FOC =∠OCB ,∵ABC ∠和ACB ∠的平分线交于点O ,∴∠EBO =∠OBC ,∠FCO =∠BCO ,∴∠EBO =∠EOB ,∠FCO =∠FOC ,∴53BE OE OF CF ====,,∴8EF EO FO =+=,故答案为:8;(2)EF BE CF =-,理由如下:∵BO 平分ABC ∠,∴ABO OBC ∠=∠,∵EO BC ∥,∴EOB OBC ∠=∠,∴ABO EOB ∠=∠,∴BE EO =,同理可得FO CF =,∴EF EO FO BE CF =-=-.【考点四过腰或底作平行线构造等腰(边)三角形】例题:(2023上·吉林通化·八年级统考期末)如图,ABC 是等边三角形,点D 在AC 上,点E 在BC 的延长线上,且BD DE =.(1)若点D 是AC 的中点,如图1,则线段AD 与CE 的数量关系是__________;(2)若点D 不是AC 的中点,如图2,试判断AD 与CE 的数量关系,并证明你的结论;(提示:过点D 作DF BC ∥,交AB 于点F )(3)若点D 在线段AC 的延长线上,(2)中的结论是否仍成立?如果成立,请给予证明;如果不成立,请说明理由.【答案】(1)AD CE =,理由见解析(2)AD CE =,理由见解析(3)成立,理由见解析【分析】本题考查全等三角形判定与性质,平行线性质,等腰三角形性质,等边三角形性质与判定.(1)求出E CDE ∠=∠,推出CD CE =,根据等腰三角形性质求出AD DC =,即可得出答案;(2)过D 作DF BC ∥,交AB 于F ,证明BFD DCE ≌,推出DF CE =,证ADF △是等边三角形,推出AD DF =,即可得出答案;(3)过点D 作DP BC ∥,交AB 的延长线于点P ,证明BPD DCE ≌,得到PD CE =,即可得到AD CE =.【详解】(1)解:AD CE =,理由如下:ABC 是等边三角形,60,ABC ACB AB AC BC ∴∠=∠=== .∵点D 为AC 中点,30,DBC AD DC ∴∠== ,BD DE = ,30E DBC ∴∠=∠= ,ACB E CDE ∠=∠+∠ ,30CDE E ∴∠=∠= ,CD CE ∴=,又AD DC = ,AD CE ∴=.故答案为:AD CE =;(2)解:AD CE =,理由如下:如图,过点D 作DF BC ∥,交AB 于点F ,则60ADF ACB ∠=∠= ,60A ∠= ,AFD ∴ 是等边三角形,,60AD DF AF AFD ∴==∠= ,18060120BFD DCE ∴∠=∠=-= ,D F B C ∥ ,FDB DBE E ∴∠=∠=∠,在BFD △和DCE △中,FDB E BFD DCE BD DE ∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,BFD DCE ∴ ≌()AAS ,DF CE ∴=,又AD DF = ,AD CE ∴=;(3)解:结论仍成立,理由如下:如图,过点D 作DP BC ∥,交AB 的延长线于点P ,则60,60ABC APD ACB ADP ∠=∠=∠=∠= ,60A ∠= ,APD ∴ 是等边三角形,AP PD AD ∴==,ACB DCE ∠=∠ ,DCE ACB P ∴∠=∠=∠,DP BC ∥ ,PDB CBD ∴∠=∠,DB DE = ,DBC DEC ∴∠=∠,PDB DEC ∴∠=∠,在BPD △和DCE △中,PDB CED P DCE BD DE ∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,BPD DCE ∴ ≌()AAS ,PD CE ∴=,又AD PD = ,AD CE ∴=.【变式训练】(1)如图1,当点E 运动到线段AB 的中点,点D 在线段(2)如图2,当点E 在线段AB 上运动,点D 在线段说明理由.【答案】(1)12∵EF BC ∥,∴60AFE ACB ∠=∠=︒120,EFC AFE ∴∠=︒∠EF EA∴=∵60ABC ∠=︒,(1)【感知】如图1,当点E为AB的中点时,则线段(2)【类比】如图2,当点E为AB边上任意一点时,∥,交AC于点F.示如下:过点E作EF BC(3)【拓展】在等边三角形ABC中,点E在直线(2)AE DB =,理由如下:过点E 作EF BC ∥,交AC 于点F ,则AEF ABC AFE ACB ∠=∠∠=∠,,FEC ECD ∠=∠,∵ABC 是等边三角形,∴60AB AC A ABC ACB =∠=∠=∠=︒,,∴60120AEF AFE A DBE ∠=∠=∠=︒∠=︒,,∴AEF △为等边三角形,120EFC ∠=︒,∴AE EF =,∵ED EC =,∴D ECD ∠=∠,∴D FEC ∠=∠,在DBE 和EFC 中,DBE EFC D FEC ED EC ∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,∴()AAS DBE EFC ≌,∴DB EF =,∴AE DB =;(3)过点E 作EF BC ∥,交AC 于点F ,如图3所示:同(2)得:AEF △是等边三角形,()AAS DBE EFC ≌,∴33AE EF DB EF ====,,∵2BC =,∴235CD BC DB =+=+=.故答案为:5.【点睛】本题是三角形综合题目,考查了等边三角形的判定与性质、全等三角形的判定与性质、等腰三角形的性质、平行线的性质等知识,熟练掌握等边三角形的判定与性质,证明三角形全等是解题的关键.(1)求证:2AP AQ AB +=(2)求证:PD DQ =;(3)如图,过点P 作PE ⊥出这个长度;如果变化,请说明理由.【答案】(1)见解析(2)见解析(3)ED 为定值5,理由见解析【分析】本题考查了全等三角形的判定与性质,等腰三角形的判定与性质,平行线的性质,线段的和差,准确作出辅助线找出全等三角形是解题关键.(1)利用P 、Q 的移动速度相同,得到CQ PB ∴=,AB AC = ,2AP AQ AB PB AC CQ AB ∴+=-++=;(2)如图,过点P 作PF AC ∥,交BC 于点F ,PF AC ∥,,PFB ACB DPF DQC ∴∠=∠∠=∠,AB AC = ,B ACB ∴∠=∠,B PFB ∴∠=∠,BP PF ∴=,由(1)得BP CQ =,PF CQ ∴=,在PFD 与QCD 中,PDF QDC DPF DQC PF CQ ∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,()AAS PFD QCD ∴ ≌,PD DQ ∴=;(3)解:ED 为定值5,理由如下:如图,过点P 作PF AC ∥,交BC 于点F ,由(2)得:PB PF =,【考点五巧用“角平分线+垂线合一”构造等腰三角形】例题:如图,在ABC 中,AD 平分BAC ∠,E 是BC 的中点,过点E 作FG AD ⊥交AD 的延长线于H ,交AB 于F ,交AC 的延长线于G .求证:(1)AF AG =;(2)BF CG =.【答案】(1)见解析(2)见解析【分析】(1)根据ASA 证明AHF AHG ≌ ,即可得出AF AG =;(2)过点C 作CM AB ∥交FG 于点M ,由AHF AHG ≌ 可得AFH G ∠=∠,根据平行线的性质得出CMG AFH ∠=∠,可得CMG G ∠=∠,进而得出CM CG =,再根据据ASA 证明BEF CEM ≌ ,得出BF CM =,等量代换即可得到BF CG =.【详解】(1)证明:∵AD 平分BAC ∠,∴FAH GAH ∠=∠,∵FG AH ⊥,∴90AHF AHG ∠=∠=︒,在AHF △和AHG 中,FAH GAH AH AH AHF AHG ∠=∠⎧⎪=⎨⎪∠=∠⎩,∴()ASA AHF AHG ≌ ,∴AF AG =;(2)证明:过点C 作CM AB ∥交FG 于点M ,∵AHF AHG ≌ ,∴AFH G ∠=∠,∵CM AB ∥,∴CMG AFH ∠=∠,∴CMG G ∠=∠,∴CM CG =,∵E 是BC 的中点,∴BE CE =,∵CM AB ∥,∴B ECM ∠=∠,在BEF △和CEM 中,B ECM BE CE BEF CEM ∠=∠⎧⎪=⎨⎪∠=∠⎩,∴()ASA BEF CEM ≌ ,∴BF CM =,∴BF CG =.【点睛】此题考查了全等三角形的判定与性质,等角对等边,平行线的性质,熟记全等三角形的判定定理、性质定理及作出合适的辅助线是解此题的关键.【变式训练】1.如图:(1)【问题情境】利用角平分线构造全等三角形是常用的方法,如图1,OP 平分MON ∠.点A 为OM 上一点,过点AC OP ⊥,垂足为C ,延长AC 交ON 于点B ,可根据证明AOC BOC ≌△△,则AO 点C 为AB 的中点).(2)【类比解答】如图2,在ABC 中,CD 平分ACB ∠,AE CD ⊥于E ,若63EAC ∠=︒,37B ∠=︒,通过上述构造全等的办法,可求得DAE ∠=.(3)【拓展延伸】如图3,ABC 中,AB AC =,90BAC ∠=︒,CD 平分ACB ∠,BE CD ⊥,垂足E 在CD 究BE 和CD 的数量关系,并证明你的结论.(4)【实际应用】如图4是一块肥沃的三角形土地,其中AC 边与灌渠相邻,李伯伯想在这块地中划出一块直角三角形土地进行水稻试验,故进行如下操作:①用量角器取ACB ∠的角平分线CD ;②过点A 作AD 13BC =,10AC =,ABC 面积为20,则划出的ACD 的面积是多少?请直接写出答案.【答案】(1)ASA(2)26︒(3)12BE CD =,证明见解析100【考点六利用倍角关系构造新等腰三角形】例题:(2023上·河南信阳·八年级统考期中)阅读材料:截长补短法,是初中数学几何题中一种辅助线的添加方法.截长就是在长边上截取一条线段与某一短边相等,补短是通过在一条短边上延长一条线段与另一长边相等,解答下列问题:如图1,在ABC 中,交BC 于点D ,AD 平分BAC ∠,且2B C ∠=∠.(1)为了证明结论“AB BD AC +=”,小亮在AC 上截取AE ,使得AE AB =,解答了这个问题,请按照小亮的思路写证明过程;(2)如图2,在四边形ABCD 中,已知58BAD ∠=︒,109D ∠=︒,42ACD ∠=︒,80ACB ∠=︒,10AD =,CE AB ⊥3EB =,求AB 的长.【答案】(1)见解析(2)16【分析】本题考查了全等三角形的判定与性质,等腰三角形的判定及性质,根据题目的已知条件并结合图形添加适当的辅助线是解题的关键.(1)在AC 上截取AE ,使得AE AB =,连接DE ,根据角平分线的定义可得BAD DAC ∠=∠,再利用SAS 证明ABD AED ≌,从而可得B AED ∠=∠,BD DE =,进而可得2AED C ∠=∠,然后利用三角形的外角性质可得AED C EDC ∠=∠+∠,从而可得C EDC ∠=∠,进而可得DE CE =,再根据等量代换可得BD EC =,最后利用线段的和差关系进行计算,即可解答;(2)在AE 上截取AF AD =,连接CD ,先利用三角形内角和定理可得29DAC ∠=︒,从而可得29DAC FAC ∠=∠=︒,再利用SAS 证明DAC FAC ≌,从而可得109AFC D ∠=∠=︒,进而可得71CFE ∠=︒,然后利用三角形内角和定理可得71B CFE ∠=∠=︒,从而可得CF BC =,再利用等腰三角形的三线合一性质可得26BF BE ==,最后利用线段的和差关系进行计算,即可解答.【详解】(1)解:证明:在AC 上截取AE ,使得AE AB =,∵AD 平分BAC ∠,∴BAD DAC ∠=∠,∵AD AD =,∴()SAS ABD AED ≌,∴B AED ∠=∠,BD DE =,∵2B C ∠=∠,∴2AED C ∠=∠,∵AED ∠是DEC 的一个外角,∴AED C EDC ∠=∠+∠,∴C EDC ∠=∠,∴DE CE =,∴BD EC =,∵AE EC AC +=,∴AB BD AC +=;(2)在AE 上截取AF AD =,连接CF ,∵109D ∠=︒,42ACD ∠=︒,∴18029DAC D ACD ∠=︒-∠-∠=︒,∵58BAD ∠=︒,∴29FAC BAD DAC ∠=∠-∠=︒,∴29DAC FAC ∠=∠=︒,∵AC AC =,∴()SAS DAC FAC ≌,∴109AFC D ∠=∠=︒,∴18071CFE AFC ∠=︒-∠=︒,∵80ACB ∠=︒,29FAC ∠=︒,∴18071B ACB FAC ∠=︒-∠-∠=︒,∴B CFE ∠=∠,∴CF BC =,∵CE AB ⊥,∴26BF BE ==,∴10616AB AF BF =+=+=,∴AB 的长为16.【变式训练】1.在Rt ABC 中,90BAC ∠=︒,点D 在边BC 上,AB AD =,点E 在线段BD 上,3BAE EAD ∠=∠.(1)如图1,若点D 与点C 重合,则AEB ∠=______︒;(2)如图2,若点D 与点C 不重合,试说明C ∠与EAD ∠的数量关系;(3)在(1)的情况下,试判断BE ,CD 与AC 的数量关系,并说明你的理由.【答案】(1)67.5(2)2C EAD∠=∠(3)BE CD AC +=,理由见解析【分析】(1)根据等腰直角三角形的性质得到45D ∠=︒,根据题意求出EAD ∠,根据三角形的外角性质计算,得到答案;(2)根据直角三角形的两锐角互余得到90B C ∠=︒-∠,根据等腰三角形的性质、三角形内角和定理得到2BAD C ∠=∠,进而证明结论;(3)在BD 上截取BF DE =,连接AF ,证明ABF △≌ADE V ,根据求等三角形的性质得到BAF DAE ∠=∠,根据三角形的外角性质得到CAF CFA ∠=∠,得到AC CF =,进而得出结论.【详解】(1)解:在Rt BAD 中,90BAD ∠=︒,AB AD =,则45D ∠=︒,90BAD ∠=︒Q ,3BAE EAD ∠=∠,22.5EAD ∴∠=︒,67.5AEB EAD D ∴∠=∠+∠=︒,故答案为:67.5;(2)解:2C EAD ∠=∠,理由如下:90BAC ∠=︒ ,90B C ∴∠=︒-∠,AB AD = ,则BE BF EF DE EF DF =+=+=,BE CD DF CD CF ∴+=+=,在ABF △和ADE V 中,AB AD B ADE BF DE =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,()SAS ADE △(1)写出图1中与BAC ∠相等的角,BAC ∠=______(2)如图1,若GFC FGE ∠=∠,在图中找出与AG (3)如图2,若2,3HC CE ==,求BC 的长度.【答案】(1)AGF∠(2)AG CE =,证明见解析(3)72MGN AGF BAC∠=∠=∠,∠=∠,则N BAC∴∠=∠,N MGNMG MN∴=,∠=∠=∠+∠FGE BEG BEG2∴∠=∠,BEG GME∴=,MG GE,=AC GE∴=,MN AC。
解题技巧专题:利用等腰三角形的'三线合一'作辅助线压轴题三种模型全攻略【考点导航】目录【典型例题】【类型一等腰三角形中底边有中点时,连中线】【类型二等腰三角形中底边无中点时,作高线】【类型三巧用“角平分线+垂线合一”构造等腰三角形】【典型例题】【类型一等腰三角形中底边有中点时,连中线】1如图,在△ABC 中,∠A =90°,AB =AC ,D 为BC 的中点,过D 作直线DE 交直线AB 与E ,过D 作直线DF ⊥DE ,并交直线AC 与F .(1)若E点在线段AB 上(非端点),则线段DE 与DF 的数量关系是;(2)若E 点在线段AB 的延长线上,请你作图(用黑色水笔),此时线段DE 与DF 的数量关系是,请说明理由.【答案】(1)DE =DF(2)图见解析,DE =DF ,理由见解析【分析】(1)连接AD ,先根据等腰直角三角形的性质可得AD =BD =CD ,∠B =∠DAF =45°,AD ⊥BC ,再根据垂直的定义、等量代换可得∠BDE =∠ADF ,然后根据三角形全等的判定证出△BDE ≅△ADF ,根据全等三角形的性质即可得出结论;(2)分①当点E 在线段AB 的延长线上,且在BC 的下方时,②当点E 在线段AB 的延长线上,且在BC 的上方时两种情况,参考(1)的思路,根据三角形全等的判定与性质即可得出结论.【详解】(1)解:如图,连接AD ,∵在△ABC 中,∠A =90°,AB =AC ,D 为BC 的中点,∴AD =BD =CD ,∠B =∠DAF =45°,AD ⊥BC ,∴∠BDE +∠ADE =90°,∵DF ⊥DE ,∴∠ADF+∠ADE =90°,∴∠BDE =∠ADF ,在△BDE 和△ADF 中,∠B =∠DAFBD =AD ∠BDE =∠ADF,∴△BDE ≅△ADF ASA ,∴DE =DF ,故答案为:DE =DF .(2)解:DE =DF ,理由如下:①如图,当点E 在线段AB 的延长线上,且在BC 的下方时,如图,连接AD ,∵在△ABC 中,∠A =90°,AB =AC ,D 为BC 的中点,∴AD =BD ,∠ABD =∠DAC =45°,AD ⊥BC ,∴∠DBE =∠DAF =135°,∠ADF +∠BDF =90°,∵DF ⊥DE ,∴∠BDE +∠BDF =90°,∴∠BDE =∠ADF ,在△BDE 和△ADF 中,∠DBE =∠DAFBD =AD ∠BDE =∠ADF,∴△BDE ≅△ADF ASA ,∴DE =DF ;②如图,当点E 在线段AB 的延长线上,且在BC 的上方时,如图,连接AD ,∵在△ABC 中,∠A =90°,AB =AC ,D 为BC 的中点,∴AD =CD ,∠ACD =∠DAB =45°,AD ⊥BC ,∴∠DCF =∠DAE =135°,∠ADE +∠CDE =90°,∵DF ⊥DE ,∴∠CDF +∠CDE =90°,∴∠ADE =∠CDF ,在△ADE 和△CDF 中,∠DAE =∠DCFAD =CD ∠ADE =∠CDF,∴△ADE ≅△CDF ASA ,∴DE =DF ;综上,线段DE 与DF 的数量关系是DE =DF ,故答案为:DE =DF .【点睛】本题考查了等腰直角三角形的性质、三角形全等的判定与性质等知识点,通过作辅助线,构造全等三角形是解题关键.【变式训练】1如图,在等腰直角三角形ABC 中,∠C =90°,AC =a ,点E 为边AC 上任意一点,点D 为AB 的中点,过点D 作DF ⊥DE 交BC 于点F .求证:CE +CF为定值.【答案】证明见解析【分析】连接CD ,证明△CDE ≌△BDF ,得CE =BF ,进一步证明CE +CF =BC =AC =a ,从而得到结论.【详解】证明:连接CD ,如图,∵△ABC 是等腰直角三角形,且D 为AB 的中点,∴CD ⊥AB ,CD 平分∠ACB ,AD =BD =CD∴∠DCA =∠DCB =∠DBC =45°又DE ⊥DF∴∠EDC +∠FDC =90°而∠FDC +∠FDB =90°∴∠EDC =∠FDB在△CDE 和△BDF 中,∠DCE =∠DBFCD =CD∠EDC =∠BDF∴△CDE ≌△BDF∴CE =BF∵BC =AC =a ∴CE +CF =BE +CF =BC =AC =a ,故:CE +CF 为定值.【点睛】此题主要考查了全等三角形的判定与性质以及等腰直角三角形的性质,证明CE =BF 是解答此题的关键.2如图1,在Rt △ABC 中,∠C =90°,AC =BC ,点P 是斜边AB 的中点,点D ,E 分别在边AC ,BC 上,连接PD ,PE ,若PD ⊥PE.(1)求证:PD =PE ;(2)若点D ,E 分别在边AC ,CB 的延长线上,如图2,其他条件不变,(1)中的结论是否成立?并加以证明;(3)在(1)或(2)的条件下,△PBE 是否能成为等腰三角形?若能,请直接写出∠PEB 的度数(不用说理);若不能,请说明理由.【答案】(1)见解析(2)成立,见解析(3)能成为等腰三角形,此时∠PEB 的度数为22.5°或67.5°或90°或45°【分析】(1)连接PC ,根据等腰直角三角形的性质可得∠DCP =45°=∠B ,从而得到CP =BP ,再由PD ⊥PE ,可得∠DPC =∠EPB ,可证得△DPC ≌△EPB ,即可求证;(2)连接PC ,根据等腰直角三角形的性质可得∠ECP =45°=∠ABC =∠A =∠ACP ,从而得到CP =AP ,再由∵PD ⊥PE ,CP ⊥AB ,可得∠APD =∠CPE ,可证得△APD ≌△CPE ,即可;(3)根据等腰三角形的性质,分四种情况讨论,即可求解.【详解】(1)明∶连接PC,∵∠ACB =90°,AC =BC ,∴∠A =∠B =45°,∵P 为斜边AB 的中点,∴CP ⊥AB ,∴∠DCP =45°=∠B ,∴CP =BP ,∵PD ⊥PE ,∴∠DPC +∠CPE =∠CPE +∠EPB =90°,∴∠DPC =∠EPB ,在△DPC 和△EPB 中,∠DCP =∠BPC =PB ∠DPC =∠EPB,∴△DPC ≌△EPB ASA ,∴PD =PE ;(2)解:PD =PE 仍成立,理由如下:连接CP,∵∠C =90°,AC =BC ,∴∠A =∠ABC =45°,∵P 为斜边AB 的中点,∴CP ⊥AB ,∴∠ECP =45°=∠ABC =∠A =∠ACP ,∴CP =AP ,又∵PD ⊥PE ,CP ⊥AB ,∴∠DPE =∠CPA =90°,∴∠DPE +∠CPD =∠CPA +∠CPD ,∴∠APD =∠CPE ,在△APD 和△CPE 中,∠PAD =∠PCEPC =PA ∠APD =∠CPE,∴△APD ≌△CPE ASA ,∴PD =PE ;(3)解:△PBE 能成为等腰三角形,①当BE =BP ,点E 在CB 的延长线上时,则∠E =∠BPE ,又∵∠E +∠BPE =∠ABC =45°,∴∠PEB =22.5°;②当BE =BP ,点E 在CB 上时,则∠PEB =∠BPE =12180°-45° =67.5°;③当EP =EB 时,则∠B =∠BPE =45°,∴∠PEB =180°-∠B -∠BPE =90°;④当EP =PB ,点E 和C 重合,∴∠PEB =∠B =45°;综上所述,△PBE 能成为等腰三角形,∠PEB 的度数为22.5°或67.5°或90°或45°.【点睛】本题主要考查了等腰三角形的性质,全等三角形的判定和性质,熟练掌握等腰三角形的性质,全等三角形的判定和性质,利用分类讨论思想解答是解题的关键.3在Rt△ABC中,AC=BC,∠ACB=90°,点O为AB的中点.(1)若∠EOF=90°,两边分别交AC,BC于E,F两点.①如图1,当点E,F分别在边AC和BC上时,求证:OE=OF;②如图2,当点E,F分别在AC和CB的延长线上时,连接EF,若OE=6,则S△EOF=.(2)如图3,若∠EOF=45°,两边分别交边AC于E,交BC的延长线于F,连接EF,若CF=3,EF=5,试求AE的长.【答案】(1)①见解析;②18(2)2【分析】(1)①由“ASA”可证△AOE≌△COF,可得OE=OF;②由“ASA”可证△COE≌△BOF,可得OE=OF=6,即可求解;(2)由“ASA”可证△COF≌△AOH,可得CF=AH=3,OF=OH,由“SAS”可证△EOF≌△EOH.,可得EF=EH=5,即可求解.【详解】(1)①证明:如图1,连接OC,∵AC=BC,∠ACB=90°,∴∠=∠B=45°.∵点O为AB的中点,∴∠AOC=∠EOF=90°,∴△AOC和△BOC是等腰直角三角形,∴AO=CO=BO,∴∠AOE=∠COF,∴△AOE≌△COF(ASA),∴OE=OF;②解:如图2,连接OC,同理可证:AO=CO=BO,∠ABC=∠ACO=45°,∴∠OCE=∠OBF=135°,∵∠AOC=∠EOF=90°,∴∠COE=∠BOF,∴△COE≌△BOF(ASA),∴OE=OF=6,×OE⋅OF=18,∴SΔEOF=12故答案为:18;(2)解:如图3,连接CO,过点O作HO⊥FO,交CA的延长线于点H,∵AC=BC,∠ACB=90°,点O为AB的中点,∴AO=CO=B0,∠AOC=∠FOH=90°,∠BAC=∠BCO=45°,∴.∠COF=∠AOH,∠OCF=∠OAH=135°,∴△COF≌△AOH(ASA),∴CF=AH=3,OF=OH,∵∠EOF=45°,∠FOH=90°,∴∠EOF=∠EOH=45°,又∵OF=OH,EO=EO,∴△EOF≌△EOH(SAS),∴EF=EH=5,∴.AE=EH-AH=2.【点睛】本题考查了全等三角形的判定和性质,等腰直角三角形的性质,添加恰当辅助线构造全等三角形是解题的关键.【类型二等腰三角形中底边无中点时,作高线】1如图,点D,E在△ABC的边BC上,AB=AC,AD=AE.(1)如图1,求证:BD=CE;(2)如图2,当AD=CD时,过点C作CM⊥AD于点M,如果DM=2,求CD-BD的值.【答案】(1)见解析(2)4【分析】(1)过A作AH⊥BC于点H,根据三线合一可得:BH=CH,DH=EH,即可证明;(2)过A作AH⊥BC于点H,易证△AHD≌△CMD,可得MD=DH,即可求解.【详解】(1)证明:如图过A作AH⊥BC于点H,∵AB=AC,AH⊥BC,∴BH=CH,∵AD=AE,∴DH=EH,∴BD=CE;(2)解:过A作AH⊥BC于点H,在△AHD 和△CMD 中,∠CDM =∠ADH∠CMD =∠AHD =90°CD =AD∴△AHD ≌△CMD AAS ,∴DH =MD ,∴CD -BD =CH +DH -BH -DH =2DH =2MD =4.【点睛】本题考查了全等三角形的性质与判定,等腰三角形的性质“三线合一”,熟练掌握全等三角形的判定方法是解题的关键.【变式训练】1如图,△ADB 与△BCA 均为等腰三角形,AD =AB =CB ,且∠ABC =90°,E 为DB 延长线上一点,∠DAB =2∠EAC.(1)若∠EAC =20°,求∠CBE 的度数;(2)求证:AE ⊥EC ;(3)若BE =a ,AE =b ,CE =c ,求△ABC 的面积(用含a ,b ,c 的式子表示).【答案】(1)20°(2)见解析(3)12a 2+12bc 【分析】(1)先,是等腰三角形性质与三角形内角和定理求出∠D =∠DBA =70°,即可由∠CBE =180°-∠DBA -∠ABC 求解;(2)过点A 作AF ⊥DE 于点F ,过点C 作CG ⊥DE 于点G ,证明△BAF ≌△CBG AAS ,得出AF =BG ,BF =CG ,进而求得∠AEF =∠ACB =45°,∠CEG =∠AEF =45°,即可得出∠AEC =90°,从而得出结论;(3)由(2)可知CG =BF ,AF =EF ,从而有CG =BF =EF -BE =AF -BE ,再根据S △ABC =S △AEB +S △AEC -S △BEC ,则有S △ABC =12BE ⋅AF +12AE ⋅EC -12BE ⋅CG =12BE AF -CG +12AE ⋅EC =12BE ⋅BE +12AE ⋅EC ,即可求解.【详解】(1)解:∵∠EAC =20°,∠DAB =2∠EAC ,∴∠BAD =40°,∵AD =AB ,∴∠D =∠DBA =12180°-∠BAD =12180°-40° =70°,又∵∠ABC =90°,∴∠CBE =180°-70°-90°=20°.(2)证明:过点A 作AF ⊥DE 于点F ,过点C 作CG ⊥DE 于点G ,∴∠AFB =∠ABC =∠CGB =90°,又∵AD =AB =CB ,∴∠BAC =∠ACB =45°,∠FAB =12∠DAB =∠CAE ,∵∠FAB +∠FBA =∠FBA +∠CBG =90°,∴∠FAB =∠CBG =∠CAE ,∴在△BAF 和△CBG 中,∠BAF =∠CBG∠AFB =∠CGB AB =BC,∴△BAF ≌△CBG AAS ,∴AF =BG ,BF =CG ,∵∠CBG =∠CAE ,设AE 、BC 交于点O ,则∠AEF =180°-∠CBG -∠BOE∠ACB =180°-∠CAE -∠AOC又∠BOE =∠AOC ,∴∠AEF =∠ACB =45°,∴AF =EF =BG ,BF =CG ,∴BF =EG =CG ,∴∠CEG =∠AEF =45°,∴∠AEC =90°,∴AE ⊥EC .(3)解:由(2)可知CG =BF ,AF =EF ,∴CG =BF =EF -BE =AF -BE ,∵S △ABC =S △AEB +S △AEC -S △BEC ,∴S △ABC =12BE ⋅AF +12AE ⋅EC -12BE ⋅CG .=12BE AF -CG +12AE ⋅EC =12BE ⋅BE +12AE ⋅EC =12a 2+12bc .【点睛】本题考查等腰三角形的性质与判定,等腰直角三角形的性质,三角形内角和,三角形外角性质,全等三角形的判定与性质,三角形面积,属三角形综合题目,难度适中.2已知OP 平分∠MON ,如图1所示,点B 在射线OP 上,过点B 作BA ⊥OM 于点A ,在射线ON 上取一点C ,使得BC =BO .(1)若线段OA =3cm ,求线段OC 的长;(2)如图2,点D 是线段OA 上一点,作∠DBE ,使得∠DBE =∠ABO ,∠DBE 的另一边交ON 于点E ,连接DE .①∠OBC =2∠DBE 是否成立,请说明理由;②请判断三条线段CE ,OD ,DE 的数量关系,并说明理由.【答案】(1)6cm(2)①∠OBC =2∠DBE 成立,理由见解析;②CE =OD +DE ,理由见解析【分析】(1)如图所示,过点B作BH⊥OC于H,由三线合一定理得到OC=2OH,由角平分线的定义得到∠BOA=∠BOH,进一步证明△BAO≌△BHO,得到OH=OA=3cm,则OC=2OH=6cm;(2)①如图所示,过点B作BH⊥OC于H,由三线合一定理得到∠OBC=2∠OBH,同(1)可得△BAO≌△BHO,则∠OBH=∠OBA,由∠DBE=∠ABO,即可推出∠OBC=2∠OBH=2∠DBE;②如图所示,在CE上截取CQ=OD,连接BQ,先证明∠BOD=∠BCQ,进而证明△BOD≌△BCQ,得到BD=BQ,∠OBD=∠CBQ,进一步证明∠EBQ=∠EBD,从而证明△EBD≌△EBQ,得到DE=QE,由CE=CQ+QE可证明CE=OD+DE.【详解】(1)解:如图所示,过点B作BH⊥OC于H,∵BC=OB,BH⊥OC,∴OH=CH,即OC=2OH,∵OP平分∠MON,∴∠BOA=∠BOH,∵BA⊥OM,BH⊥OC,∴∠BAO=∠BHO=90°,又∵OB=OB,∴△BAO≌△BHO AAS,∴OH=OA=3cm,∴OC=2OH=6cm(2)解:①∠OBC=2∠DBE成立,理由如下:如图所示,过点B作BH⊥OC于H,∵BC=OB,BH⊥OC,∴∠OBH=∠CBH,即∠OBC=2∠OBH,同(1)可得△BAO≌△BHO,∴∠OBH=∠OBA,∵∠DBE=∠ABO,∴∠DBE=∠OBH,∴∠OBC=2∠OBH=2∠DBE;②CE=OD+DE,理由如下:如图所示,在CE上截取CQ=OD,连接BQ,∵OB=BC,∴∠BOC=∠BCO,∵△BAO≌△BHO,∴∠BOA=∠BOH,∴∠BOD=∠BCQ,∴△BOD≌△BCQ SAS,∴BD=BQ,∠OBD=∠CBQ,∠OBC,∵∠DBE=12∠OBC,∴∠OBD+∠ODE=12∴∠CBQ+∠ODE=1∠OBC,∴∠EBQ =12∠OBC ,∴∠EBQ =∠EBD ,又∵EB =EB ,∴△EBD ≌△EBQ SAS ,∴DE =QE ,∵CE =CQ +QE ,∴CE =OD +DE .【点睛】本题主要考查了全等三角形的性质与判定,三线合一定理,正确作出辅助线构造全等三角形是解题的关键.【类型三巧用“角平分线+垂线合一”构造等腰三角形】1如图,在△ABC 中,AD 平分∠BAC ,E 是BC 的中点,过点E 作FG ⊥AD 交AD 的延长线于H ,交AB 于F ,交AC 的延长线于G .求证:(1)AF =AG ;(2)BF =CG .【答案】(1)见解析(2)见解析【分析】(1)根据ASA 证明△AHF ≌△AHG ,即可得出AF =AG ;(2)过点C 作CM ∥AB 交FG 于点M ,由△AHF ≌△AHG 可得∠AFH =∠G ,根据平行线的性质得出∠CMG =∠AFH ,可得∠CMG =∠G ,进而得出CM =CG ,再根据据ASA 证明△BEF ≌△CEM ,得出BF =CM ,等量代换即可得到BF =CG .【详解】(1)证明:∵AD 平分∠BAC ,∴∠FAH =∠GAH ,∵FG ⊥AH ,∴∠AHF =∠AHG =90°,在△AHF 和△AHG 中,∠FAH =∠GAHAH =AH ∠AHF =∠AHG,∴△AHF ≌△AHG ASA,∴AF =AG ;(2)证明:过点C 作CM ∥AB 交FG 于点M ,∵△AHF ≌△AHG ,∴∠AFH =∠G ,∵CM ∥AB ,∴∠CMG =∠AFH ,∴∠CMG =∠G ,∴CM =CG ,∵E 是BC 的中点,∴BE =CE ,∵CM ∥AB ,∴∠B =∠ECM ,在△BEF 和△CEM 中,∠B =∠ECMBE =CE ∠BEF =∠CEM,∴△BEF ≌△CEM ASA ,∴BF =CM ,∴BF =CG .【点睛】此题考查了全等三角形的判定与性质,等角对等边,平行线的性质,熟记全等三角形的判定定理、性质定理及作出合适的辅助线是解此题的关键.【变式训练】1如图所示,D 为△ABC 内一点,CD 平分∠ACB ,BD ⊥CD ,∠A =∠ABD ,若BD =1,BC =3,求:线段AC的长.【答案】5【分析】延长BD 交AC 于点E ,由题意可推出BE =AE ,依据等角的余角相等,即可得等腰三角形BCE ,可推出BC =CE ,AE =BE =2BD ,根据BD =1,BC =3,即可求出AC 的长度.【详解】解∶延长BD 交AC 于点E ,∵∠A =∠ABD ,∴BE =AE ,∵BD ⊥CD ,∴BE ⊥CD ,∴∠BDC =∠EDC =90°,∴∠BCD +∠EBC =∠ECD +∠BEC =90°,∵CD 平分∠ACB ,∴∠BCD =∠ECD ,∴∠EBC =∠BEC ,∴BC =CE,∵BE ⊥CD ,∴BE =2BD ,∵BD =1,BC =3,∴BE =2,CE =3,∴AE =BE =2,∴AC =AE +EC =2+3=5.【点睛】本题主要考查等腰三角形的判定与性质,解题的关键在于正确地作出辅助线,构建等腰三角形,通过等量代换,即可推出结论.2如图,AD 为△ABC的角平分线.(1)如图1,若CE ⊥AD 于点F ,交AB 于点E ,AB =8,AC =5.则BE =.(2)如图2,若∠C =2∠B ,点E 在AB 上,且AE =AC ,AB =a ,AC =b ,求CD 的长;(用含a 、b 的式子表示)(3)如图3,BG ⊥AD ,点G 在AD 的延长线上,连接CG ,若△ACG 的面积是7,求△ABC 的面积.【答案】(1)3(2)a -b(3)14【分析】(1)利用ASA 证明△AEF ≌△ACF ,得出AE =AC =5,再利用BE =AB -AE 即可求得答案;(2)利用SAS 证明△AED ≌△ACD ,得出∠AED =∠C ,ED =CD ,由题意可得出BE =AB -AE =a -b ,再利用等角对等边证得DE =BE ,即可得出答案;(3)延长AC 、BG 交于H ,先证明△ABG ≌△AHG ,得出:BG =GH ,S △ABG =S △AHG ,利用等底等高的两个三角形面积相等可得S △CBG =S △CGH ,设S △CBG =S △CGH =x ,即可得出答案.【详解】(1)解:∵AD 平分∠BAC ,∴∠EAF =∠CAF ,∵CE ⊥AD ,∴∠AFE =∠AFC =90°,在△AEF 和△ACF 中,∠EAF =∠CAFAF =AF ∠AFE =∠AFC,∴△AEF ≌△ACF ASA ∴AE =AC =5,∵AB =8,∴BE =AB -AE =8-5=3;故答案为:3.(2)解:∵AD 平分∠BAC ,∴∠EAD =∠CAD ,在△AED 和△ACD 中,AE =AC∠EAD =∠CAD AD =AD,∴△AED ≌△ACD SAS ,∴∠AED =∠C ,ED =CD ,∵AE =AC ,AB =a ,AC =b ,∴BE =AB -AE =a -b ,在△BDE 中,∠AED =∠B +∠BDE ,∴∠C =∠B +∠BDE ,∵∠C =2∠B ,∴∠B =∠BDE ,∴DE =BE =a -b ,∴CD =a -b ;(3)解:如图,延长AC 、BG 交于H ,∵AD 平分∠BAC ,∴∠BAG =∠HAG ,∵BG ⊥AD ,∴∠AGB =∠AGH =90°,在△ABG 和△AHG 中,∠BAG =∠HAGAG =AG ∠AGB =∠AGH,∴△ABG ≌△AHG ASA ,∴BG =GH ,S △ABG =S △AHG ,∴S △CBG =S △CGH ,设S △CBG =S △CGH =x ,∵S △ACG =7,∴S △AGH =S △ACG +S △CGH =7+x ,∴S △ABG =S △AHG =7+x ,∴S △ABH =27+x =14+2x ,∴S △ABC =S △ABH -S △CBG +S △CGH =14+2x -x +x =14.【点睛】本题考查了角平分线定义,三角形面积,全等三角形的判定和性质,等腰三角形判定和性质等,熟练掌握全等三角形的判定和性质是解题关键.3△ABC 中,∠ACB =90°,AC =BC ,点D 是BC 边上的一个动点,连接AD 并延长,过点B 作BF ⊥AD 交AD 延长线于点F.(1)如图1,若AD 平分∠BAC ,AD =6,求BF 的值;(2)如图2,M 是FB 延长线上一点,连接AM ,当AD 平分∠MAC 时,试探究AC 、CD 、AM 之间的数量关系并说明理由;(3)如图3,连接CF ,①求证:∠AFC =45°;②S △BCF =354,S △ACF =21,求AF 的值.【答案】(1)3(2)AC +CD =AM ,理由见解析(3)①证明见解析;②12【分析】(1)如图,分别延长AC ,BF 交于点E .证明△ADC ≌△BEC ASA ,得到BE =AD =6,再证明△ABF ≌△AEF ,即可得到BF =EF =12BE =3;(2)如图,分别延长BF ,AC 交于点E ,由(1)可得△ACD ≌△BCE ,得CD =CE ,再证△AFM ≌△AFE 得到AM =AE ,由此可得结论;(3)如图所示,在AD 上截取AH =BF ,证明△ACH ≌△BCF ,得到CH =CF ,∠ACH =∠BCF ,进一步证明∠HCF =90°,则∠CFH =∠CHF =180°-∠HCF 2=45°;②如图所示,过点C 作CG ⊥HF 于G ,则△CGH 、△CGF 都是等腰直角三角形,可得GH =GF =GC ,由全等三角形的性质得到S △ACH =S △BCF =354则S △CHF =S △ACF -S △ACH =494,据此求出HF =7,则CG =3.5,进一步求出AH =5则AF =AH +HF =12.【详解】(1)解:如图,分别延长AC ,BF 交于点E .∵BF ⊥AD ,∴∠AFB =∠ACB=90°,又∵∠ADC =∠BDF ,∴∠DAC =∠EBC .在△ADC 和△BEC 中,∠DAC =∠EBCAC =BC∠ACD =∠BCE =90°∴△ADC ≌△BEC ASA .∴BE =AD =6;∵BF ⊥AD ,∴∠AFB =∠AFE =90°,∵AD 平分∠BAC ,∴∠BAF =∠EAF .在△ABF 和△AEF 中,∠BAF =∠EAFAF =AF∠AFB =∠AFE∴△ABF ≌△AEF ASA .∴BF =EF =12BE =3;(2)解:AC +CD =AM ,理由如下:如图所示,延长MF ,AC 交于点E .由(1)可得,△ADC ≌△BCE ,∴CD =CE .∵BF ⊥AD ,∴∠AFM =∠AFE =90°,∵AF 平分∠MAE ,∴∠MAF =∠EAF .在△AMF 和△AEF 中,∠MAF =∠EAFAF =AF∠AFM =∠AFE∴△AFM ≌△AFE ASA .∴AM =AE .∵AE =AC +CE =AC +CD .∴AC +CD =AM .(3)解:①如图所示,在AD 上截取AH =BF ,在△ACH 和△BCF 中,AH =BF∠CAH =∠CBF AC =BC,∴△ACH ≌△BCF SAS ,∴CH =CF ,∠ACH =∠BCF ,∵∠ACH +∠BCH =90°,∴∠BCF +∠BCH =90°,即∠HCF =90°,∴∠CFH =∠CHF =180°-∠HCF 2=45°;②如图所示,过点C 作CG ⊥HF 于G ,∴∠GCH =GCF =45°,∴△CGH 、△CGF 都是等腰直角三角形,∴GH =GF =GC ,∵△ACH ≌△BCF ,∴S △ACH =S △BCF =354∴S △CHF=S △ACF -S △ACH =494,∴12HF ⋅CG =494,即12HF ⋅12HF =494,∴HF =7,∴CG=3.5,∴1 2AH×3.5=354,∴AH=5,∴AF=AH+HF=12.【点睛】本题主要考查了全等三角形的性质与判定,角平分线的定义,三角形内角和定理,三角形面积,等腰直角三角形的性质与判定等等,正确作出辅助线构造全等三角形是解题的关键.4(2022春·河北石家庄·八年级校考期中)(1)【问题情境】利用角平分线构造全等三角形是常用的方法,如图1,OP平分∠MON.点A为OM上一点,过点A作AC⊥OP,垂足为C,延长AC交ON于点B,可根据证明△AOC≌△BOC,则AO=BO,AC= BC(即点C为AB的中点).(2)【类比解答】如图2,在△ABC中,CD平分∠ACB,AE⊥CD于E,若∠EAC=63°,∠B=37°,通过上述构造全等的办法,可求得∠DAE=.(3)【拓展延伸】如图3,△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,CD平分∠ACB,BE⊥CD,垂足E在CD的延长线上,试探究BE和CD的数量关系,并证明你的结论.(4)【实际应用】如图4是一块肥沃的三角形土地,其中AC边与灌渠相邻,李伯伯想在这块地中划出一块直角三角形土地进行水稻试验,故进行如下操作:①用量角器取∠ACB的角平分线CD;②过点A作AD⊥CD于D.已知BC=13,AC=10,△ABC面积为20,则划出的△ACD的面积是多少?请直接写出答案.【答案】(1)ASA(2)26°(3)BE=12CD,证明见解析(4)△ACD的面积是10013【分析】(1)证△AOC≌△BOC(ASA),得AO=BO,AC=BC即可;(2)延长AE交BC于点F,由问题情境可知,AC=FC,再由等腰三角形的性质得∠EFC=∠EAC=63°,然后由三角形的外角性质即可得出结论;(3)拓展延伸延长BE、CA交于点F,证△ABF≌△ACD(ASA),得BF=CD,再由问题情境可知,BE=FE =12BF ,即可得出结论;(4)实际应用延长AD 交BC 于E ,由问题情境可知,AD =ED ,EC =AC =10,则S △ACD =S △ECD ,再由三角形面积关系得S △ACE =1013S △ABC =20013,即可得出结论.【详解】(1)解:∵OP 平分∠MON ,∴∠AOC =∠BOC ,∵AC ⊥OP ,∴∠ACO =∠BCO ,∵OC =OC ,∴△AOC ≌△BOC (ASA ),∴AO =BO ,AC =BC ,故答案为:ASA ;(2)解:如图2,延长AE 交BC 于点F ,由可知,AC =FC ,∴∠EFC =∠EAC =63°,∵∠EFC =∠B +∠DAE ,∴∠DAE =∠EFC -∠B =63°-37°=26°,故答案为:26°;(3)解:BE =12CD ,证明如下:如图3,延长BE 、CA 交于点F ,则∠BAF =180°-∠BAC =90°,∵BE ⊥CD ,∴∠BED =90°=∠BAC ,∵∠BDC =∠ABF +∠BED =∠ACD +∠BAC ,∴∠ABF =∠ACD ,又∵AB =AC ,∴△ABF ≌△ACD (ASA ),∴BF =CD ,由问题情境可知,BE =FE =12BF ,∴BE =12CD ;(4)解:如图4,延长AD 交BC 于E ,由问题情境可知,AD =ED ,EC =AC =10,∴S △ACD =S △ECD ,∵S △ABC =20,∴S △ACE =1013S △ABC =20013,∴S △ACD =12S △ACE =10013,答:△ACD 的面积是10013.【点睛】本题是三角形综合题目,考查了全等三角形的判定与性质、等腰三角形的性质、三角形的外角性质、角平分线定义以及三角形面积等知识,本题综合性强,熟练掌握等腰三角形的性质,证明三角形全等是解题的关键,属于中考常考题型.。
重难点拓展:等腰三角形中的半角模型两种常见题型解题技巧题型一:等腰直角三角形半角模型题型二:等边三角形半角模型(120°-60°型)题型一:等腰直角三角形半角模型条件:ΔABC是等腰直角三角形,∠DAE=45°;结论:①△BAD≌△CAG;②△DAE≌△GAE;③∠ECG==90°;④DE2=BD2+EC2;题型二:等边三角形半角模型(120°-60°型)条件:ΔABC是等边三角形,ΔBDC是等腰三角形,且BD=CD,∠BDC=120°,∠EDF=60°;结论:①△BDE≌△CDG;②△EDF≌△GDF;③EF=BE+FC;④ΔAEF的周长=2AB;⑤DE、DF分别平分∠BEF和∠EFC。
题型归纳题型一:等腰直角三角形半角模型1如图,已知△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,D,E是B C边上的点,将△ABD绕点A旋转,得到△ACD ,当∠DAE=45°时,求证:DE=D E;在(1)的条件下,猜想:BD2,DE2,CE2有怎样的数量关系?请写出,并说明理由.2(2022秋•原平市校级期中)如图,RtΔABC中AB=AC,D、E为BC边上两点,且∠DAE=45°,将ΔADC绕点A顺时针旋转90°后,得到ΔAFB,连接EF.下列4个结论:①ΔADC≅ΔAFB;②ΔABE≅ΔACD;③ΔAED≅ΔAEF;④BE+EF=BC-BF.正确的有( )个.A.1B.2C.3D.43(2023·浙江·八年级假期作业)如图,在Rt△ABC中,AB=AC,∠ABC=∠ACB=45°,D、E是斜边BC上两点,且∠DAE=45°,若BD=3,CE=4,S△ADE=15,则△ABD与△AEC的面积之和为()A.36B.21C.30D.224(2023秋•九龙坡区校级期中)如图1,ΔABC为等边三角形,点D为BC的中点,连接AD,AE平分∠DAC,交BC于点E,点F在ΔABC外,连接FE,BF,AF,满足BF⎳AC,∠AFB=∠AEC.(1)求∠FAE的度数;(2)如图2,点G是AC上一点,连接EG,GF,GF与AE交于点K.若AK=EK,求证:CG=2CE.题型二:等边三角形半角模型(120°-60°型)1(2023秋•越秀区校级月考)在等边ΔABC的两边AB、AC所在直线上分别有两点M、N,D为ΔABC外一点,且∠MDN=60°,∠BDC=120°,BD=DC.探究:当M、N分别在直线AB、AC上移动时,BM、NC、MN之间的数量关系及ΔAMN的周长Q与等边ΔABC的周长L的关系.(1)如图1,当点M、N边AB、AC上,且DM=DN时,BM、NC、MN之间的数量关系是;此时Q L=;(2)如图2,点M、N边AB、AC上,且当DM≠DN时,猜想(1)问的两个结论还成立吗?写出你的猜想并加以证明;(3)如图3,当M、N分别在边AB、CA的延长线上时,若AN=x,则Q=(用x、L表示).2如图,ΔABC是边长为6的等边三角形,BD=CD,∠BDC=120°,以点D为顶点作一个60°角,使其两边分别交AB于点M,交AC于点N,连结MN,则ΔAMN的周长是.3如图,ΔABC是边长为4的等边三角形,BD=CD,且∠BDC=120°,以D为顶点作一个60°角,使其两边分别交AB于点M.交AC于点N,连接MN,则ΔAMN的周长是.4(2022秋•宜丰县校级期中)如图1,ΔABC是正三角形,ΔBDC是等腰三角形,BD=CD,∠BDC= 120°,以D为顶点作一个60°角,角的两边分别交AB、AC边于M、N两点,连接MN.(1)探究BM、MN、NC之间的关系,并说明理由.(2)若ΔABC的边长为2,求ΔAMN的周长.过关检测一、单选题1如图所示,在Rt△ABC中,AB=AC,D、E是斜边BC上的两点,且∠DAE=45°,将△ADC绕点A按顺时针方向旋转90°后得到△AFB,连接EF,有下列结论:①BE=DC;②∠BAF=∠DAC;③∠FAE=∠DAE;④BF=DC.其中正确的有()A.①②③④B.②③C.②③④D.③④2(21-22八年级上·福建龙岩·期中)如图,在Rt△ABC中,AB=AC,∠ABC=∠ACB=45°,D、E 是斜边BC上两点,且∠DAE=45°,若BD=3,CE=4,S△ADE=15,则△ABD与△AEC的面积之和为()A.36B.21C.30D.22二、解答题3在等边△ABC的两边AB、AC所在直线上分别有两点M、N,D为△ABC外一点,且∠MDN= 60°,∠BDC=120°,BD=DC.探究:当M、N分别在直线AB、AC上移动时,BM、NC、MN之间的数量关系及△AMN的周长Q与等边△ABC的周长L的关系.(1)如图1,当点M、N边AB、AC上,且DM=DN时,BM、NC、MN之间的数量关系是;此时Q L=;(2)如图2,点M、N在边AB、AC上,且当DM≠DN时,猜想(I)问的两个结论还成立吗?若成立请直接写出你的结论;若不成立请说明理由.(3)如图3,当M、N分别在边AB、CA的延长线上时,探索BM、NC、MN之间的数量关系如何?并给出证明.4如图,△ABC是边长为3的等边三角形,△BDC是等腰三角形,且∠BDC=120°,以D为顶点作一个60°角,使其两边分别交AB于点M,交AC于点N,连接MN,求△AMN的周长.5如图,△ABC是边长为2的等边三角形,△BDC是顶角为120°的等腰三角形,以点D为顶点作∠MDN=60°,点M、N分别在AB、AC上.(1)如图①,当MN⎳BC时,则△AMN的周长为;(2)如图②,求证:BM+NC=MN.6(21-22八年级上·浙江绍兴·期中)问题情境在等边△ABC的两边AB,AC上分别有两点M,N,点D为△ABC外一点,且∠MDN=60°,∠BDC= 120°,BD=DC.特例探究如图1,当DM=DN时,(1)∠MDB=度;(2)MN与BM,NC之间的数量关系为;归纳证明(3)如图2,当DM≠DN时,在NC的延长线上取点E,使CE=BM,连接DE,猜想MN与BM,NC之间的数量关系,并加以证明.拓展应用(4)△AMN的周长与△ABC的周长的比为.7如图,已知在△ABC中,AB=AC,D、E是BC边上的点,将△ABD绕点A旋转,得到△ACD ,连接D E.(1)当∠BAC=120°,∠DAE=60°时,求证:DE=D E;(2)当DE=D E时,∠DAE与∠BAC有怎样的数量关系?请写出,并说明理由.8(20-21七年级下·四川成都·期末)如图,CA=CB,CA⊥CB,∠ECF=45°,CD=CF,∠ACD=∠BCF.(1)求∠ACE+∠BCF的度数;(2)以E为圆心,以AE长为半径作弧;以F为圆心,以BF长为半径作弧,两弧交于点G,试探索△EFG的形状?是锐角三形,直角三角形还是钝角三角形?请说明理由.9(2020秋•西青区期末)已知在ΔABC中,AB=AC,D,E是BC边上的点,将ΔABD绕点A旋转,得到ΔACD ,连接D E.(Ⅰ)如图1,当∠BAC=120°,∠DAE=60°时,求证:DE=D E;(Ⅱ)如图2,当DE=D E时,请写出∠DAE与∠BAC的数量关系,并说明理由.10(2022春•林甸县期末)如图ΔABC为等边三角形,直线a⎳AB,D为直线BC上任一动点,将一60°角的顶点置于点D处,它的一边始终经过点A,另一边与直线a交于点E.(1)若D恰好在BC的中点上(如图1)求证:ΔADE是等边三角形;(2)若D为直线BC上任一点(如图2),其他条件不变,上述(1)的结论是否成立?若成立,请给予证明;若不成立,请说明理由.。
巧用“两线合一”构建且证明等腰三角形问题湖北省襄阳市樊城区牛首镇竹条一中李敬峰谷兴武学习了等腰三角形的三线合一后,笔者认为,可以根据学生的实际情况,补充“三线合一”的逆命题的教学,因为这种逆命题虽然不能作为定理用,但它在解题中非常常见的。
掌握了它,可以为我们解题增加一种重要思路。
它有以下几种形式:①一边上的高与这边上的中线重合的三角形是等腰三角形.(线段垂直平分线的性质)②一边上的高与这边所对角的平分线重合的三角形是等腰三角形.③一边上的中线与这边所对角的平分线重合的三角形是等腰三角形.因此,三角形“一边上的高、这边上的中线及这边所对角的平分线”三线中“两线合一”就能证明它是等腰三角形.为了便于记忆,笔者简言之:两线合一,必等腰。
本文重点利用该逆命题作为一种思路正确地添加辅助线,构建等腰三角形且证明之来解决问题。
一、我们先来证明“三线合一”性质的逆命题三种情形的正确性:证明①:已知:如图1,△ABC中,AD是BC边上的中线,又是BC边上的高。
求证:△ABC是等腰三角形。
分析:AD就是BC边上的垂直平分线,利用线段垂直平分线的性质,可以推出AB=AC,所以△ABC是等腰三角形。
具体证明过程略。
证明②:已知:如图1,△ABC中,AD是∠BAC的角平分线,AD是BC边上的高。
求证:△ABC是等腰三角形。
分析:利用ASA的方法来证明△ABD≌△ACD,由此推出AB=AC得出△ABC是等腰三角形。
具体证明过程略。
证明③:已知:如图2,△ABC中,AD是∠BAC的角平分线,AD是BC边上的中线。
求证:△ABC是等腰三角形。
方法一:分析:要证△ABC是等腰三角形就是要证AB=AC,直接通过证明这两条线段所在的三角形全等不行,那就换种思路,经验告诉我们,在有中点的几何证明题中常用的添辅助线的方法是“倍长中线法”(即通过延长三角形的中线使之加倍,以便构造出全等三角形来解决问题的方法),即延长AD到E点,使DE=AD,由此问题就解决了。
第06讲解题技巧专题:构造等腰三角形的解题技巧(3类热点题型讲练)目录【考点一利用平行线+角平分线构造等腰三角形】 (1)【考点二过腰或底作平行线构造等腰(边)三角形】 (6)【考点三利用倍角关系构造新等腰三角形】 (18)【考点一利用平行线+角平分线构造等腰三角形】例题:(2024上·北京西城·八年级校考期中)如图,在ABC 中,BD 平分ABC ∠,DE CB ∥,F 是BD 的中点.(1)求证:BDE 是等腰三角形(2)若50ABC ∠=︒,求DEF ∠的度数.【答案】(1)见解析(2)65︒【分析】本题考查了等腰三角形的判定与性质,熟记相关定理内容是解题关键.(1)由角平分线的定义得EBD CBD ∠=∠,由DE CB ∥得EDB CBD ∠=∠即可求证;(2)先求出EDB ∠,根据“三线合一”得EF BD ⊥,即可求解.【详解】(1)证明:∵BD 平分ABC ∠,∴EBD CBD ∠=∠,∵DE CB ∥,∴EDB CBD ∠=∠,∴EBD EDB ∠=∠,∴EB ED=是等腰三角形;(1)如图1,求证:CDE∠交AC于E,(2)如图2,若DE平分ADC的长.【答案】(1)见解析(2)4【分析】本题考查角平分线、平行线的性质以及直角三角形的边角关系,掌握角平分线的定义,平行线的性质是解决问题的关键.∠=∠(1)根据角平分线的定义得出BCD(1)当53BE CF ==,,则EF =___________;(2)当BE CF >时,若CO 是ACB ∠的外角平分线,如图2,它仍然和∠作EF BC ∥,交AB 于E ,交AC 于F ,试判断EF BE ,,CF 之间的关系,并说明理由.【答案】(1)8(2)EF BE CF =-,见解析∴∠EBO =∠EOB ,∠FCO =∠FOC ,∴53BE OE OF CF ====,,∴8EF EO FO =+=,故答案为:8;(2)EF BE CF =-,理由如下:∵BO 平分ABC ∠,∴ABO OBC ∠=∠,∵EO BC ∥,∴EOB OBC ∠=∠,∴ABO EOB ∠=∠,∴BE EO =,同理可得FO CF =,∴EF EO FO BE CF =-=-.3.(2023上·吉林松原·八年级校考期末)【问题背景】在学习了等腰三角形等有关知识后,数学活动小组发现:当角平分线遇上平行线时一般可得等腰三角形.如图1,P 为AOB ∠的角平分线OC 上一点,常过点P 作PD OB ∥交OA 于点D ,易得POD 为等腰三角形.(1)【基本运用】如图2,把长方形纸片ABCD 沿对角线AC 折叠,使点B 落在点B '处,则重合部分ACE △的形状是_______.(2)【类比探究】如图3,ABC 中,内角ABC ∠与外角ACG ∠的角平分线交于点O ,过点O 作DE BC ∥分别交AB AC 、于点D E 、,试探究线段BD DE CE 、、之间的数量关系并说明理由;(3)【拓展提升】如图4,四边形ABCD 中,,AD BC E ∥为CD 边的中点,AE 平分BAD ∠,连接BE ,求证:AE BE ⊥.【答案】(1)ACE 是等腰三角形(2)BD DE CE =+,理由见解析(3)见解析【分析】本题考查等腰三角形的性质,平行线的性质,直角三角形的性质,掌握等腰三角形的性质,平行线的性质是解题的关键.(1)根据材料提示,平行线的性质,等腰三角形的性质即可求证;(2)根据(1)的结论可知,BDO △为等腰三角形,则BD OD =,且OCG ECO EOC ∠=∠=∠,可证CE OE =,由此即可求解;(3)如图所示,过点E 作EF AD ∥,E 为CD 边的中点,可知点F 是AB 的中点,得出BEF △为等腰三角关系,证明BE 平分ABC ∠,再根据两直线平行同旁内角互补,即可证明2590∠+∠=︒,即直角三角形AEB ,由此即可求证.【详解】(1)ACE △是等腰三角形;理由:在长方形ABCD 中, DC AB ∥,∴∠=∠ACD BAC ,由折叠性质可得BAC B AC '∠=∠,∴ACD B AC '∠=∠,AE CE ∴=,ACE ∴ 是等腰三角形;故答案为:等腰三角形;(2)解:BD DE CE =+,理由如下,∵BO 平分ABC ∠,OD BC ,∴ABC CBO DOB ∠=∠=∠,∴BDO △为等腰三角形,则BD OD =,CO 平分ACG ∠,DO ∥BC ,OCG ECO EOC ∴∠=∠=∠,COE ∴ 为等腰三角形,即CE OE =,BD DO DE EC ==+ ,BD DE CE ∴=+.(3)证明:如图所示,过点E 作EF AD ,AD 交AB 于点F ,E 为CD 边的中点,∴点F 是AB 的中点,即AF BF =,AD ∥BC ,AE 平分BAD ∠,123∴∠=∠=∠,AEF ∴ 是等腰三角形,即AF EF =,EF BF ∴=,45∴∠=∠,EF AD∥,46∴∠=∠,∴∠=∠,56∥BC,AD∴∠+∠+∠+∠=︒,即22251801256180∠+∠=︒,∴∠+∠=︒,2590()∴∠=︒-∠+∠=︒-︒=︒,180251809090AEB∴⊥.AE BE【考点二过腰或底作平行线构造等腰(边)三角形】是等边三角形,点D在AC上,点E在BC的延长例题:(2023上·吉林通化·八年级统考期末)如图,ABC线上,且BD DE=.(1)若点D是AC的中点,如图1,则线段AD与CE的数量关系是__________;∥,(2)若点D不是AC的中点,如图2,试判断AD与CE的数量关系,并证明你的结论;(提示:过点D作DF BC 交AB于点F)(3)若点D在线段AC的延长线上,(2)中的结论是否仍成立?如果成立,请给予证明;如果不成立,请说明理由.=,理由见解析【答案】(1)AD CE=,理由见解析(2)AD CE(3)成立,理由见解析【分析】本题考查全等三角形判定与性质,平行线性质,等腰三角形性质,等边三角形性质与判定.(1)求出E CDE ∠=∠,推出CD CE =,根据等腰三角形性质求出AD DC =,即可得出答案;(2)过D 作DF BC ∥,交AB 于F ,证明BFD DCE ≌,推出DF CE =,证ADF △是等边三角形,推出AD DF =,即可得出答案;(3)过点D 作DP BC ∥,交AB 的延长线于点P ,证明BPD DCE ≌,得到PD CE =,即可得到AD CE =.【详解】(1)解:AD CE =,理由如下:ABC 是等边三角形,60,ABC ACB AB AC BC ∴∠=∠=== .∵点D 为AC 中点,30,DBC AD DC ∴∠== ,BD DE = ,30E DBC ∴∠=∠= ,ACB E CDE ∠=∠+∠ ,30CDE E ∴∠=∠= ,CD CE ∴=,又AD DC = ,AD CE ∴=.故答案为:AD CE =;(2)解:AD CE =,理由如下:如图,过点D 作DF BC ∥,交AB 于点F ,则60ADF ACB ∠=∠= ,60A ∠= ,AFD ∴ 是等边三角形,,60AD DF AF AFD ∴==∠= ,18060120BFD DCE ∴∠=∠=-= ,D F B C ∥ ,FDB DBE E ∴∠=∠=∠,在BFD △和DCE △中,FDB E BFD DCE BD DE ∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,BFD DCE ∴ ≌()AAS ,DF CE ∴=,又AD DF = ,AD CE ∴=;(3)解:结论仍成立,理由如下:如图,过点D 作DP BC ∥,交AB 的延长线于点P ,则60,60ABC APD ACB ADP ∠=∠=∠=∠= ,60A ∠= ,APD ∴ 是等边三角形,AP PD AD ∴==,ACB DCE ∠=∠ ,DCE ACB P ∴∠=∠=∠,DP BC ∥ ,PDB CBD ∴∠=∠,DB DE = ,DBC DEC ∴∠=∠,PDB DEC ∴∠=∠,在BPD △和DCE △中,PDB CED P DCE BD DE ∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,BPD DCE ∴ ≌()AAS ,PD CE ∴=,又AD PD = ,AD CE ∴=.【变式训练】(1)如图1,当点E运动到线段AB的中点,点D在线段(2)如图2,当点E在线段AB上运动,点D在线段说明理由.【答案】(1)1 2∵EF BC ∥,∴60AFE ACB ∠=∠=︒,120,EFC AFE A ∴∠=︒∠=∠,EF EA∴=∵60ABC ∠=︒,120EBD ∴∠=︒,EFC EBD ∴∠=∠,CE DE = ,∴EDB ECB ∠=∠,60EDB DEB ECB ECF ∠+∠=∠+∠=︒ ,DEB ECF ∴∠=∠,在EDB △和CEF △中,∵,,DEB ECF EBD EFC DE CE ∠=∠∠=∠=,∴()AAS EDB CEF ≌,BD EF ∴=,∵EF EA =,BD AE ∴=.2.(2023上·吉林长春·八年级校考期末)已知在等边三角形ABC 中,点E 在AB 上,点D 在CB 的延长线上,且ED EC =.(1)【感知】如图1,当点E 为AB 的中点时,则线段AE 与DB 的数量关系是______;(2)【类比】如图2,当点E 为AB 边上任意一点时,则线段AE 与DB 的数量关系是______,请说明理由;(提示如下:过点E 作EF BC ∥,交AC 于点F .)(3)【拓展】在等边三角形ABC 中,点E 在直线AB 上,点D 在直线BC 上,且ED EC =,若ABC 的边长为2,3AE =,则CD 的长是______.【答案】(1)AE DB =∵ABC 是等边三角形,∴AB AC A =∠=∠,∴AEF AFE ∠=∠=∠∴AEF △为等边三角形,120EFC ∠=︒,∴AE EF =,∵ED EC =,∴D ECD ∠=∠,∴D FEC ∠=∠,在DBE 和EFC 中,DBE EFC D FEC ED EC ∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,∴()AAS DBE EFC ≌,∴DB EF =,∴AE DB =;(3)过点E 作EF BC ∥,交AC 于点F ,如图3所示:同(2)得:AEF △是等边三角形,()AAS DBE EFC ≌,∴33AE EF DB EF ====,,∵2BC =,∴235CD BC DB =+=+=.故答案为:5.【点睛】本题是三角形综合题目,考查了等边三角形的判定与性质、全等三角形的判定与性质、等腰三角形的性质、平行线的性质等知识,熟练掌握等边三角形的判定与性质,证明三角形全等是解题的关键.3.(2024上·广东中山·八年级统考期末)如图,ABC 中,AB AC =,10BC =,点P 从点B 出发沿线段BA 移动到点A 停止,同时点Q 从点C 出发沿AC 的延长线移动,并与点P 同时停止.已知点P ,Q 移动的速度相同,连接PQ 与线段BC 相交于点D (不考虑点P 与点A ,B 重合时的情况).【答案】(1)见解析(2)见解析(3)ED为定值5,理由见解析【分析】本题考查了全等三角形的判定与性质,等腰三角形的判定与性质,平行线的性质,线段的和差,准确作出辅助线找出全等三角形是解题关键.(1)利用P、Q的移动速度相同,得到由(2)得:PB PF =,PBF ∴△为等腰三角形,PE BC ⊥ ,BE EF ∴=,由(2)得PFD QCD ≌△△,FD CD ∴=,111【观察猜想】如图①:D 为线段AB 上一点,DE BC ∥,交AC 于点E .可知ADE V 为______三角形.【实践发现】如图②:D 为线段AB 外一点,连接AD ,以AD 为一边作等边三角形ADE .连接BD CE 、.猜想BD 与CE 数量关系为______,直线BD 与CE 相交所产生的交角中的锐角为______.【深入探究】:D 为线段AB 上一点,F 为线段CB 延长线上一点,且DF DC =.(1)特殊感知:当点D 为AB 的中点时,如图③,猜想线段AD 与BF 的数量关系为______;(2)特例启发:当D 为AB 上任意一点,其余条件不变,如图④,猜想线段AD 与BF 的数量关系?并说明理由.(3)拓展延伸:在等边三角形ABC 中,点D 在直线AB 上,点F 在直线BC 上,且DF DC =.若ABC 的边长为2,3AD =,则CF 的长为______.【答案】观察猜想:等边;实践发现:BD CE =,60︒;(1)AD BF =;(2)AD BF =,证明见解析;(3)5或1【观察猜想】利用等边三角形的性质和判定即可证明;【实践发现】利用等边三角形的性质证明()SAS BAD CAE ≌即可得出数量关系,再用三角形内角和定理即可得出角度;【深入探究】(1)根据等边三角形的性质和等腰三角形的判定与性质求解即可;(2)正确作出辅助线证明三角形全等即可;(3)分点D 在AB BA 、的延长线上两种情况讨论。
探索“等腰三角形构造全等”学案稿【知识精析】1、等腰直角三角形的特征:①边、角方面的特征:两直角边相等,两锐角相等(都是45º)②边之间的关系:已知任意一边长,可得到其它两边长。
2、等腰直角三角形与全等三角形:以等腰直角三角形为背景的几何问题中,常常包含全等三角形,发现并证明其中的全等三角形往往是解题的关键突破口。
熟悉以下基本模型,对解决等腰直角三角形问题很有好处。
一.利用两边相等构全等1.如图,在Rt△ABC中,AB=AC,AD⊥BC,垂足为D.E、F分别是CD、AD上的点,且CE=AF.如果∠AED=62°,那么∠DBF=( )A.62°B.38°C.28°D.26°2.三角形ABC中,角BAC=90度,AB=AC,AD是BC边上的中线,角ABF=角CAE,求证EF//AC.3.在三角形ABC中,角ABC=90度,AB=AC,D,E在BC上,角DAE=45度,若BD=2,CE=3,求DE的长。
4.已知,如图,等腰中,,的平分线交AC于D,过C作BD的垂线交BD的延长线于E。
求证:BD=2CE(湖北中考题)5.在三角形ABC中,角BAC=90度,AB=AC,D.E在BC上,角DAE=45度,三角形AEC按顺时针方向转动一个角后成三角形AFB,请问BD+EC与DE有什么关系?请说明理由.6.两个大小不同的等腰直角三角形三角板如图1所示放置.图2是由它抽象出的几何图形,B、C、E在同一条直线上,连接DC.⑴请找出图2中的全等三角形,并给予证明(说明:结论中不得含有未标识的字母);⑵.证明:DC⊥BE.二.利用两角相等构全等7.如图,在等腰三角形ABC中,角ABC=90度,D为AC边上的中点过D点作DE垂直DF,交AB于点E,交BC于点F,若AE=4,FC=3,求EF的长8.如图,在等腰三角形ABC中,∠ABC=90°,D为AC边上中点,过D点作DE⊥DF,交AB于E,交BC于F.若,则AB的长为( )模型一:一条直线(不与三角形的边重合)过等腰直角三角形的直角顶点(1)以原等腰直角三角形的两直角边为对应斜边,必定可以构造一对全等的直角三角形例1.如图:RtΔABC中,∠BAC=90º,AB=AC,点D是BC上任意一点,过B作BE⊥AD 于点E,过C作CF⊥AD于点F。
解题技巧专题:构造等腰三角形的技巧压轴题三种模型全攻略【考点导航】目录【典型例题】1【类型一利用平行线+角平分线构造新等腰三角形】1【类型二过腰或底作平行线构造新等腰(边)三角形】13【类型三利用倍角关系构造新等腰三角形】22【典型例题】【类型一利用平行线+角平分线构造新等腰三角形】1已知,如图△ABC中,∠ABC、∠ACB的平分线相交于点O,过点O作EF∥BC交AB、AC于E、F.(1)如图1若AB=AC,图中有个等腰三角形,且EF与BE、CF的数量关系是.(2)如图2若AB≠AC,其他条件不变,(1)问中EF与BE、CF间的关系还成立吗?请说明理由.(3)如图3在△ABC中,若AB≠AC,∠B的平分线与三角形外角∠ACD的平分线CO交于O,过O点作OE∥BC交AB于E,交AC于F.请直接写出EF与BE、CF间的数量关系是.【变式训练】1在△ABC中,AD是∠BAC的角平分线,E是BC的中点,过E作EF∥AD交CA延长线于P,交AB于F,求证:(1)△APF是等腰三角形;(2)BF=CP(3)若AB=12,AC=8,试求出PA的长.2已知:如图1,ΔABC中,∠ABC与∠ACB的角平分线交于点D,过点D作EF∥BC交AB于点E,交AC于点F.(1)求证:BE+CF=EF;(2)若将已知条件中的“∠ACB的角平分线”改为“∠ACB的外角平分线”,其他条件不变(如图2)(1)中的结论是否仍然成立?若成立,请给予证明;若不成立,请写出BE,CF,EF之间的关系.(不需证明)3(2023春·江西吉安·八年级统考期末)类比、转化等数学思想方法,在数学学习和研究中经常用到,如下是一个案例,请补充完整.已知△ABC.(1)观察发现如图①,若点D是∠ABC和∠ACB的角平分线的交点,过点D作EF∥BC分别交AB,AC于E,F.填空:EF与BE、CF的数量关系是.请说明理由(2)猜想论证如图②,若点D是外角∠CBE和∠BCF的角平分线的交点,其他条件不变,填:EF与BE、CF的数量关系是.请说明理由(3)类比探究如图③,若点D是∠ABC和外角∠ACG的角平分线的交点.其他条件不变,则(1)中的关系成立吗?若成立,请加以证明;若不成立,请写出关系式,再证明.4解答(1)问题背景如图(1),已知AB∥CD,AD平分∠BAC,求证:AC=CD.(2)尝试应用:如图(2),在四边形ABCD中,AB∥CD,点E是BC的中点,若AE是∠BAD的平分线,试判断AB,AD,DC之间的数量关系,并证明你的结论.(3)拓展创新:如图(3),在四边形ABCD中,AB∥CD,AF与DC的延长线交于点F,点E是BC的中点,若AE是∠BAF的平分线,试探究AB,AF,CF之间的数量关系,请直接写出你的结论.5【问题背景】在学习了等腰三角形等有关知识后,数学活动小组发现:当角平分线遇上平行线时一般可得等腰三角形.如图1,P为∠AOB的角平分线OC上一点,常过点P作PD∥OB交OA于点D,易得△POD为等腰三角形.(1)【基本运用】如图2,把长方形纸片ABCD沿对角线AC折叠,使点B落在点B 处,则重合部分△ACE是等腰三角形.请将以下过程或理由补充完整:∵在长方形ABCD中,DC∥AB,∴∠ACD=∠BAC,由折叠性质可得:,∴∠ACD=∠B AC,∴AE=CE,(依据是:)∴△ACE是等腰三角形;(2)【类比探究】如图3,△ABC中,内角∠ABC与外角∠ACG的角平分线交于点O,过点O作DE∥BC分别交AB、AC于点D、E,试探究线段BD、DE、CE之间的数量关系并说明理由;(3)【拓展提升】如图4,四边形ABCD中,AD∥BC,E为CD边的中点,AE平分∠BAD,连接BE,求证:AE⊥BE.【类型二过腰或底作平行线构造新等腰(边)三角形】方法点拨:在等腰三角形内部或外部作任意一边的平行线均可构造出新的等腰三角形。
等腰三角形在解题中的应用
等腰三角形(Isoscelestriangle)是几何图形中的一种特殊的三角形,由两条等长的直角边和一条非等长的斜边构成,是几何学中常用的图形之一,它可以帮助我们解决许多有趣的数学问题。
首先,等腰三角形是判断三角形形状的有力工具,如果一个三角形的两边长度相等,那么这就是一个等腰三角形。
等腰三角形可以根据它们的特点来分为等腰直角三角形和等腰锐角三角形,分别以两个直角边和两个斜边表示。
其次,等腰三角形的解题方法之一是根据它的三边或两边长度来计算它的面积。
无论是根据两边和斜边的长度,还是根据三边的长度,都可以使用公式来计算等腰三角形的面积。
此外,等腰三角形也可以用来解决寻找等比或等差数列中特定数值的问题。
在等差数列中,可以将每一步按照等腰三角形的面积,重新绘制出等腰三角形,然后推算出特定数值。
在等比数列中,可以在矩形、正方形、三角形、菱形等四边形中根据等腰三角形的特点,绘制出每一步的等腰三角形,从而运用比例解题,求出特定数值。
最后,等腰三角形也可以用来学习和计算多项式的特征。
多项式的特征主要是指它的定义域,系数和根,根据给定的多项式,用等腰三角形来绘制多项式的图象,便于学生更好地理解多项式,从而更方便地计算出多项式的特征。
总之,等腰三角形在数学解题中的应用是多种多样的,它的各项性质和特征能够为我们解决不同的几何问题提供有力帮助,非常值得
我们去深入研究和探索。
专题:构建等腰三角形的常用方法类型一:作腰或底的平行线构造等腰三角形解题思路:在等腰三角形内部或外部作任意一边的平行线均可构造等腰三角形。
基本模型:已知:在△ABC 中,AB=AC ,D 是直线AB 上一点。
例题1:如图,在△ABC 中,AB=AC ,E 是AB 上一点,F 是AC 延长线上一点,且BE=CF ,连接EF 交BC 于点D 。
求证:DE=DF练习:如图,过等边三角形ABC 的边AB 上一点P ,作PE ⊥AC 于点E , Q 为BC 延长线上一点,且PA=CQ ,连接PQ 交AC 于点D 。
求证:PD=DQAB C AB CABCAB CABCFE A QPE D CBD类型二:利用“角平分线+平行线”构造等腰三角形解题思路:当一个三角形出现角平分线时,可以通过作平行线构造等腰三角形。
基本模型:如图:在△ABC 中,AD 是∠BAC 的角平分线。
例题2:如图,在四边形ABCD 中,AB ∥DC,E 是BC 的中点,AE 是∠BAD 的角平分线。
求证:AD=DC+AB类型三:利用“角平分线+垂线”构造等腰三角形解题思路:当一个三角形出现角平分线时,可以通过作垂线构造等腰三角形。
基本模型:如图:在△ABC 中,AD 是∠BAC 的角平分线。
例题3:如图,在△ABC 中,已知ABC S △=12,AD 平分∠BAC 且AD ⊥BD 于点D 。
求ADC S △B CADBCA DBCADAEDBCADCBADCBCABD类型四:利用倍角关系构造等腰三角形解题思路:当一个三角形中出现一个角是另一个角的2倍时,可以通过转化 倍角,构造等腰三角形。
基本模型:如图:在△ABC 中,∠B=2∠C 。
例题4:如图,在△ABC 中,∠B=2∠C ,AD 是∠BAC 的角平分线。
求证:AB+BD=AC练习: 如图,在△ABC 中,∠C=2∠A ,AC=2BC求证:∠B=90°ABCABCCD B AACBBC A。
专题13.14等腰三角形七种常见辅助线作法(方法梳理与题型分类讲解)第一部分【模型归纳与题型目录】题型目录【题型1】作等腰三角形底边上高线求值或证明 (1)【题型2】遇到中点作中线求值或证明 (6)【题型3】过一腰上的某一已知点作另一腰的平行线 (10)【题型4】过一腰上的某一已知点作底边的平行线 (14)【题型5】倍长中线构造等腰三角形 (20)【题型6】截长补短构造等腰三角形 (24)【题型7】延长相交构造或证明等腰三角形 (28)第二部分【题型展示与方法点拨】【题型1】作等腰三角形底边上高线求值或证明【例1】(2024·浙江·模拟预测)如图,ABC V 是等腰三角形,AB AC =.设BAC α∠=.(1)如图1,点D 在线段AB 上,若45ACD BAC ∠+∠=︒,求DCB ∠的度数(用含α的代数式表示).(2)如图2,已知AB AC BD ==.若180∠+∠=︒ABD BAC ,过点B 作BH AD ⊥于点H ,求证:12BH BC =.【答案】(1)452DCB ∠=+︒α(2)见解析【分析】本题主要考查了等腰三角形的判定和性质,角平分线的性质定理,(1)根据等腰三角形的性质可得B ACB ∠=∠,设ACD β∠=,DCB x ∠=,解出方程组,即可求解;(2)延长DB ,交AC 于点F ,过点A 作AE BC ⊥于点E .根据180∠+∠=︒ABD BAC ,可得ABF BAC α∠=∠=.再由等腰三角形的性质可得1122D DAB ABF α∠=∠=∠=,从而得到1122BAE BAF α∠=∠=,12BE BC =,进而得到DAB BAE ∠=∠,然后根据角平分线的性质定理,可得BH BE =,即可求证.解:(1)∵AB AC =,∴B ACB ∠=∠.设ACD β∠=,DCB x ∠=,则()452180x βαβα+=︒⎧⎨++=︒⎩解得:452x α=+︒,即452DCB ∠=+︒α;(2)如图,延长DB ,交AC 于点F ,过点A 作AE BC ⊥于点E .∵180∠+∠=︒ABD BAC ,180ABD ABF ∠+∠=︒.∴ABF BAC α∠=∠=.又∵AB BD =,∴1122D DAB ABF α∠=∠=∠=∵AB AC =,∴1122BAE BAF α∠=∠=,12BE BC =∴DAB BAE ∠=∠.又∵BH AD ⊥,BE AE ⊥,∴BH BE =,∴12BH BC =.【变式1】(24-25八年级上·全国·课后作业)如图,在ABC V 中,2AC AB =,AD 平分BAC ∠交BC 于点D ,E 是AD 上一点,且EA EC =.求证:EB AB ⊥.【分析】本题主要考查了等腰三角形的性质,角平分线的定义,全等三角形的判定和性质,正确作出辅助线,构建全等三角形是解题的关键.作EF AC ⊥于点F ,根据等腰三角形的性质得出12AF FC AC ==,再证明 ≌ABE AFE 即可得出结论.证明:如图,作EF AC ⊥于点F.EA EC = ,12AF FC AC ∴==.2AC AB = ,AF AB ∴=.AD 平分BAC ∠,BAD CAD ∴∠=∠.在BAE 和FAE 中,AB AF BAE FAE AE AE =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,()SAS ABE AFE ∴ ≌,90ABE AFE ∴∠=∠=︒,EB AB ∴⊥.【变式2】(22-23八年级上·江苏泰州·阶段练习)在ABC V 中,AB AC =,过点C 作射线CB ',使ACB ACB '∠=∠(点B '与点B 在直线AC 的异侧)点D 是射线CB '上一动点(不与点C 重合),点E 在线段BC 上,且90DAE ACD ∠+∠=︒.(1)如图1,当点E 与点C 重合时,AD 与CB '的位置关系是,若BC a =,则CD 的长为;(用含a 的式子表示)(2)如图2,当点E 与点C 不重合时,连接DE ,①若30DAE ∠=︒,求BAC ∠的度数;②用等式表示BAC ∠与DAE ∠直间的数量关系,并证明.【答案】(1)互相垂直;12a (2)①60︒;②2BAC DAE∠=∠【分析】(1)根据三角形内角和定理可得AD 与CB '的位置关系是互相垂直,过点A 作AM BC ⊥于点M ,根据等腰三角形性质得到1122CM BM BC ===,利用AAS 证明ACD ACM ≌ ,根据全等三角形性质即可得出12CD CM a ==;(2)当点E 与点C 不重合时,①求解60ACD ∠=︒,可得60ACB ACB '∠=∠=︒,由AB AC =,可得60ABC ACB ∠=∠=︒,可得60BAC ∠=︒;②过点A 作AM BC ⊥于点M 、AN CB '⊥于点N ,利用AAS 证明ACD ACM ≌ ,根据全等三角形性质即可得到2BAC DAE ∠=∠;解:(1)当点E 与点C 重合时,DAE DAC ∠=∠,∵90DAE ACD ∠+∠=︒,∴90DAC ACD ∠+∠=︒,∴90ADC ∠=︒,∴AD CB '⊥,即AD 与CB '的位置关系是互相垂直,若BC a =,过点A 作AM BC ⊥于点M ,如图:则90AMC ADC ∠∠=︒=,∵AB AC =,∴1122CM BM BC a ===,在ACD 与ACM △中,ADC AMC ACD ACM AC AC ∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩∴()AAS ACD ACM ≌,∴12CD CM a ==,即CD 的长为12a ,(2)解:①∵90DAE ACD ∠+∠=︒,30DAE ∠=︒,∴60ACD ∠=︒,∴60ACB ACB '∠=∠=︒,∵AB AC =,∴60ABC ACB ∠=∠=︒,∴60BAC ∠=︒;②当点E 与点C 不重合时,用等式表示BAC ∠与DAE ∠之间的数量关系是:2BAC DAE ∠=∠,证明如下:过点A 作AM BC ⊥于点M 、AN CB '⊥于点N,如图:则90AMC ANC ∠=∠=︒,∴90CAN ACB '∠+∠=︒,∵90DAE ACD ∠+∠=︒,即90DAE ACB '∠+∠=︒,∴DAE CAN ∠=∠,∵AB AC =,AM BC ⊥,∴22CA B C A A M B M ∠∠=∠=,在ACN △与ACM △中,ANC AMC ACN ACM AC AC ∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,∴()AAS ACN ACM ≌,∴CAN CAM ∠=∠,∴222BAC CAM CAN DAE ∠=∠=∠=∠;【点拨】本题是三角形综合题,考查了等腰三角形的性质、全等三角形的判定与性质、三角形内角和定理、垂直定义等知识,熟练掌握等腰三角形的性质、全等三角形的判定与性质并作出合理的辅助线是解题的关键.【题型2】遇到中点作中线求值或证明【例3】(23-24七年级下·四川成都·阶段练习)在Rt ABC △中,AB AC =,45DEF ∠=︒且DEF ∠的顶点E 在边BC 上移动,在移动过程中,边DE ,EF 分别与AB ,AC 交于点M ,N ,(1)当BE CN =且M 与A 重合时,求证:ABE ECN△≌△(2)当E 为BC 中点时,连接MN ,求证:NC AM MN=+【分析】本题考查等腰三角形的性质、全等三角形的判定与性质、三角形外角的性质,(1)根据等腰直角三角形的性质可得==45ABE ECN ∠∠︒,利用三角形外角的性质与等量代换可得BAE CEN =∠∠,在根据全等三角形的判定即可证明;(2)连接AE ,在AC 上截取AM CG =,根据等腰直角三角形的性质可得AE EC =,===45MAE CAE ACE ∠∠∠︒,证得()AME CGE SAS ≌,可得=ME GE ,=MEA GEC ∠∠,利用等量代换可得==45MEN GEN ∠∠︒,证得()MEN GEN SAS ≌,可得MN GN =,即可得证.解:(1)证明:∵AB AC =,90BAC ∠=︒,∴==45ABE ECN ∠∠︒,∵==45AEC AEN CEN CEN ∠∠+∠︒+∠,又∵==45AEC ABE BAE BAE ∠∠+∠︒+∠,∴BAE CEN =∠∠,又∵BE CN =,∴()ABE ECN AAS ≌;(2)证明:连接AE ,在AC 上截取AM CG =,∵AB AC =,90BAC ∠=︒,E 为BC 中点,∴AE BC ⊥,AE EC =,∴===45MAE CAE ACE ∠∠∠︒,在AME △和CGE 中,AM CG MAE GCE AE CE =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,∴()AME CGE SAS ≌,∴=ME GE ,=MEA GEC ∠∠,∵90AEG GEC ∠+∠=︒,∴=90MEA AEG ∠+∠︒,即90MEG ∠=︒,∵45DEF ∠=︒,∴==45MEN GEN ∠∠︒,又∵NE NE =,=ME GE ,∴()MEN GEN SAS ≌,∴MN GN =,∵=CN CG GN +,∴=CN AM MN +.【变式1】(23-24八年级上·广东汕头·期中)如图,ABC V 中,AB AC =,D 是BC 的中点,E 、F 分别是AB 、AC 上的点,且AE AF =,求证:DE DF =.【分析】本题考查了等腰三角形的性质和全等三角形的判定和性质,属于基础题目,熟练掌握上述知识是解题的关键.连接AD ,根据等腰三角形的性质可得∠∠EAD FAD =,然后即可证明AED AFD ≌,进而可得结论.证明:连接AD ,AB AC = ,D 是BC 的中点,∴∠∠EAD FAD =,在AED △和AFD △中,AE AF EAD FAD AD AD =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,()AED AFD SAS ∴ ≌,DE DF ∴=.【变式2】(24-25八年级上·全国·课后作业)如图,在ABC 中,B C ∠∠=,过BC 的中点D 作DE AB ⊥,DF AC ⊥,垂足分别为点E ,F .(1)求证:DE DF =;(2)若40BDE ∠=︒,求BAC ∠的度数.【答案】(1)见解析;(2)80︒。
八年级数学竞赛题:等腰三角形的判定等腰三角形判定的基本方法有:从定义出发,证明一个三角形的两条边相等;从角入手,证明一个三角形的两个角相等.善于发现、构造等腰三角形,进而利用等腰三角形的性质为解题服务,是解几何题的一个常用技巧.常见的构造方法有:平分线+平行线、平分线+垂线、中线+垂线.如图所示:例1 如图,四边形ABDC中,△EDC是由△ABC绕顶点C旋转40°所得,顶点A恰好转到AB上一点E的位置,则∠l+∠2=______________度.例2 在平面直角坐标系中,O是坐标原点,已知A点的坐标为(1,1).请你在坐标轴上找出点B,使△AOB为等腰三角形,则符合条件的点B共有().A.6个B.7个C.8个D.9个例3 如图,△ABC中,AD⊥BC于D,∠B=2∠C,求证:AB+BD=CD.例4 如图,△ABC中,AD是BC边上的中线,E是AD上一点,且BE=AC,延长BE交AC 于F,求证:AF=EF.例5 两个全等的含30°、60°角的三角板ADE和三角板ABC,如图所示放置,E、A、C 三点在一条直线上,连结BD,取BD的中点M,连结ME、MC,试判断△EMC的形状,并说明理由.1.如图,在△ABC中,BC=5cm,BP、CP分别是∠ABC和∠ACB的角平分线,且PD∥AB,PE∥AC,则△PDE的周长是_____________cm.2.如图,在△ABC中,AD平分∠BAC,AB+BD=AC,∠B:∠C的值为_____________.3.在△ABC中,AB=AC,AB的垂直平分线与AC所在的直线相交所得的锐角为50°,则∠B等于_____________.4.如图,在△ABC中,AB=AC,∠A=36°,BD、CE分别为∠ABC、∠ACB的角平分线,且相交于点F,则图中的等腰三角形有().A.6个B.7个C.8个D.9个5.如图,在△ABC中,AD⊥BC于D,BE⊥AC于E,AD与BE相交于F,若BF=AC,则∠ABC=().A.40°B.45°C.50°D.60°6.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,∠A=20°,将△ABC绕点C按逆时针方向旋转到△A’B’C 的位置,B在A’ B’上,CA’交AB于D.则∠BDC的度数为().A.40°B.45°C.50°D.60°7.如图所示,在△ABC中,D、E分别是AC和AB上的一点,BD与CE交于点O,给出下列四个条件:①∠EBO=∠DCO;②∠BEO=∠CDO;③BE=CD;④OB=OC.(1)上述四个条件中,哪两个条件可以判定△ABC是等腰三角形(用序号写出所有情形);(2)选择(1)中的一种情形,证明△ABC是等腰三角形.8.如图,在四边形ABCD中,AB⊥BC,DC⊥BC,BC=AB+DC,取AD的中点P,连结PB,PC.判断△PBC的形状.9.如图,在凸五边形ABCDE中,∠B=∠E,∠C=∠D,BC=DE,M为CD的中点,求证:AM⊥CD.10.如图,在△ABC中,AB=7,AC=11,点M是BC的中点,AD是∠BAC的平分线,MF ∥AD,则FC的长为____________.11.如图,△ABC的两边AB、AC的垂直平分线分别交BC于D、E,若∠BAC+∠DAE=150°,则∠BAC的度数是_____________.12.一个等腰三角形的一条高等于腰长的一半,则这个等腰三角形的底角的度数是_________.13.如图,已知D为△ABC边BC的中点,DE⊥DF,则BE+CF().A.大于EF B.小于EF C.等于EF D.于EF的大小关系无法确定14.如图,已知Rt△ABC中,∠C=90°,∠A=30°,在直线BC或AC上取一点P,使得△P AB是等腰三角形,则符合条件的P点有().A.2个B.4个C.6个D.8个15.如图,在△ABC中,∠ABC=60°,∠ACB=45°,AD、CF都是高,相交于P,角平分线BE分别交AD、CF于Q、S,则图中的等腰三角形的个数是().A.2 B.3 C.4 D.516.如图,在△ABC中,AD为∠BAC的平分线,BP⊥AD于P,已知AB=5,BP=2,AC=9,试说明∠ABC=3∠ACB.17.如图,△ABC中,∠BAC=60°,∠ACB=40°,P、Q分别在BC、AC上,并且AP、BQ分别是∠BAC、∠ABC的角平分线,求证:BQ+AQ=AB+BP.18.如图,△ABC中,AD是∠BAC的平分线,M是BC的中点,过M作ME∥AD交BA延长线于E,交AC于F.求证:BE=CF=12(AB+AC).19.如图是一个小巷的截面,把长度为a 米的梯子,下端放在C 点,向左靠在墙上的D 点,梯子倾斜角为45°,向右靠在离地面b 米的E 点,倾斜角为75°.(1)连结DE ,想一想,请回答△CDE 是什么三角形.(2)猜一猜,请选择小巷宽度AB 的正确答案是( ). ‘A .2a b +米B .2a b -米 C .a 米 D .b 米 并用“全等三角形”等知识说明你选择的理由。
初中几何角分线模型及解题
初中几何中,角分线是一个重要的知识点,与此相关的模型及解题方法如下:
一、角平分线遇平行构造等腰三角形
当角平分线与平行线相遇时,可以构造等腰三角形。
例如,在平行四边形ABCD中,∠ABC的平分线与边CD的延长线交于点E,与AD交于点F,且AF=DF。
由此可证明AB=DE。
如AB=3,BF=5,那么可以利用这些信息计算△BCE的周长。
二、过角平分线上的特殊点向角两边做垂线
过角平分线上的特殊点向角的两边做垂线,利用角平分线上的点到角两边距离相等的性质进行证明。
例如,在△ABC 中,∠BAC=100°,∠ACB=20°,CE是∠ACB的角平分线,D是BC上一点,若∠DAC=20°,求∠CED的度数。
三、有与角平分线垂直的线段时,通常把这条线段延长,与另一边相交,构造全等三角形
例如,在平行四边形ABCD中,AE平分∠BAD交BC边于E,EF⊥AE交边CD于F点,交AD边于H,延长BA到G 点,使AG=CF,连接GF。
若BC=7,DF=3,EH=3AE,则可以利用这些信息求GF的长度。
四、有角平分线时常在角两边截取相等的线段,构造全等三角形
例如,已知AD为△ABC的中线且∠1=∠2,∠3=∠4,那么可以利用角平分线的性质和判定来求证BE+CF>EF。
构造等腰三角形解题的常见途径
等腰三角形是研究几何图形的基础,因此在许多几何问题中,常常需要构造等腰三角形才能使问题获解,那么如何构造等腰三角形呢?一般说来有以下几种途径:
一、利用角平分线+平行线,构造等腰三角形
当一个三角形中出现角平分线和平行线时,我们就可以寻找到等腰三角形.如图1①中,若AD 平分∠BAC ,AD ∥EC ,则△ACE 是等腰三角形;如图1②中,AD 平分∠BAC ,DE ∥AC ,则△ADE 是等腰三角形;如图1③中,AD 平分∠BAC ,CE ∥AB ,则△ACE 是等腰三角形;如图1④中,AD 平分∠BAC ,EF ∥AD ,则△AGE 是等腰三角形.
例1 如图2,△ABC 中,AB =AC ,在AC 上取点P ,过点P 作EF ⊥BC ,交BA 的延长线于点E ,垂足为点F .求证:.AE =AP .
简析 要证.AE =AP ,可寻找一条角平分线与EF 平行,于是想到AB =AC ,则可以作AD 平分∠BAC ,所以AD ⊥BC ,而EF ⊥BC ,所以AD ∥EF ,所以可得到△AEP 是等腰三角形,故AE =AP .
例2 如图3,在△
ABC 中,∠BAC 、∠BCA 的平分线相交于点O ,过点O 作DE ∥
C
A
B
E D
O
图3
图4
F C
D
E
B
A M
图2 F
B A
C
D P E
图1
①
D ②
C D C ④
F
C
D
AC ,分别交AB 、BC 于点D 、E .试猜想线段AD 、CE 、DE 的数量关系,并说明你的猜想理由.
简析 猜想:AD +CE =DE .理由如下:由于OA 、OC 分别是∠BAC 、∠BCA 的平分线,DE ∥AC ,所以△ADO 和△CEO 均是等腰三角形,则DO =DA ,EC =EO ,故AD +CE =DE .
例3 如图4,△ABC 中,AD 平分∠BAC ,E 、F 分别在BD 、AD 上,且DE =CD ,EF =AC .求证:EF ∥AB .
简析 由于这里要证明的是EF ∥AB ,而AD 平分∠BAC ,所以必须通过辅助线构造出平行线,这样就可以得到等腰三角形了,于是DE =CD 的提示下,相当于倍长中线,即延长AD 至M ,使DM =AD ,连结EM ,则可证得△MDE ≌△ADC ,所以ME =AC ,又EF =AC ,∠M =∠CAD ,所以∠M =∠EFM ,即∠CAD =∠EFM ,又因为AD 平分∠BAC ,所以∠BAD =∠EFD =∠CAD ,所以EF ∥AB .
二、利用角平分线+垂线,构造等腰三角形
当一个三角形中出现角平分线和垂线时,我们就可以寻找到等腰三角形.如图5中,若AD 平分∠BAC ,AD ⊥DC ,则△AEC 是等腰三角形.
例4 如图6,已知等腰R t△ABC 中,AB =AC ,∠BAC =90°,BF 平分∠ABC ,CD ⊥BD 交BF 的延长线于D .求证:BF =2CD .
简析 由BF 平分∠ABC ,CD ⊥BD ,并在图5的揭示之下,延长线BA 、CD 交于点E ,于是△BCE 是等腰三角形,并有ED =CD ,余下来的问题只需证明BF =CE ,而事实上,由∠BAC =90°,CD ⊥BD ,∠AFB =∠DFC ,得∠ABF =∠DCF ,而AB =AC ,所以△ABF ≌△ACE ,则BF =CE ,故BF =2CD .
E 图5
A
B
C
D 图6
B
F D
E C
A
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三、利用转化倍角,构造等腰三角形
当一个三角形中出现一个角是另一个角的2倍时,我们就可以通过转化倍角寻找到等腰三角形.如图7①中,若∠ABC =2∠C ,如果作BD 平分∠ABC ,则△DBC 是等腰三角形;如图7②中,若∠ABC =2∠C ,如果延长线CB 到D ,使BD =BA ,连结AD ,则△ADC 是等腰三角形;如图7③中,若∠B =2∠ACB ,如果以C 为角的顶点,CA 为角的一边,在形外作∠ACD =∠ACB ,交BA 的延长线于点D ,则△DBC 是等腰三角形.
例5 如图8,在△ABC 中,∠ACB =2∠B ,BC =2AC .求证:∠A =90°. 简析 由于条件中有两个倍半关系,而结论与角有关,因此首先考虑对∠ACB =2∠B 进行技术处理,即作CD 平分∠ACB 交AB 于D ,过D 作DE ⊥BC 于E ,则由∠ACB =2∠B 知∠B =∠BCD ,即△DBC 是等腰三角形,而DE ⊥BC ,所以BC =2CE ,又BC =2AC ,所以AC =EC ,所以易证得△ACD ≌△ECD ,所以∠A =∠DEC =90°. 说明 本题也可以利用图7的②、③来构造等腰三角形求解.
手脑并用巧解题
图7 B
C D
A
① ② B
C D
A
③
B
C
D
A
E 图8
C
B
A
D
湖北毕保洪
随着《课程标准》深入实施:“有效的数学学习活动不能单纯的依赖模仿与记忆,动手实验、自主探索与合作交流成为学习的重要方法”.因此,以等腰三角形为背景的动手操作、动脑设计的手脑并用的中考题悄然兴起.
一、模拟画图
例1已知在如图1的△ABC中,AB=AC,∠A=36°,仿照图1,请你再用两种不同的方法,将△ABC分割成3个三角形,使每个三角形都是等腰三角形(图2、图3供画图用,作图工具不限,不要求写出作法,不要求证明,但要标出所分得每个等腰三角形的内角度数).
解:如图4、图5、图6、图7.
此题不仅培养同学们的动手能力,而且考查同学们的发散思维能力.
二、手脑并用
例2在平面内,分别用3根、5根、6根…火柴,首尾依次相接可以搭成什么形状的三角形呢?通过尝试,列表如下所示:
问: (1)4根火柴能搭成三角形吗?
(2)8根、12根火柴分别能搭成几种不同形状的三角形?并画出图形.
解:(1)4根火柴不能搭成三角形因为1+1=2不满足三边关系.
(2)8根火柴能搭成等腰三角形,如图8;而12根能搭成等边三角形,如图9,或等腰三角形,如图10,或直角三角形,如图11.
此题动手操作性强而且有助于培养同学们探究学习的学习习惯.
三、动手剪裁
例3在劳技课上老师请同学们在一张边长为16cm的正方形纸板上,剪下一个腰长为10cm的等腰三角形(要求等腰三角形至少有一条边在正方形的边上),请你帮助同学们画出剪裁的等腰三角形.
解:分三种情况:
①如图12,AE=AF=10cm,沿EF剪裁;
②如图13,AE=AF=10cm,沿EF和AF剪裁;
③如图14,AE=EF=10cm,沿AF和EF剪裁.
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