第二讲:全等三角形与轴对称
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第二讲:全等三角形与轴对称模型一:手拉手模型特点:由两个等顶角的等腰三角形所组成,并且顶角的顶点为公共顶点结论:(1)△ABD ≌△AEC (2)∠α+∠BOC =180°(3)OA 平分∠BOC例1.如图在直线ABC 的同一侧作两个等边三角形ABD ∆与BCE ∆,连结AE 与CD ,求证:(1)DBC ABE ∆≅∆(2)DC AE =(3)AE 与DC 之间的夹角为︒60(4)DFB AGB ∆≅∆(5)CFB EGB ∆≅∆(6)BH 平分AHC ∠(7)ACGF //变式精练1:两个等腰三角形ABD ∆与BCE ∆,其中BD AB =,,EB CB =α=∠=∠CBE ABD ,连结AE 与CD ,问:(1)DBC ABE ∆≅∆是否成立?(2)AE 是否与CD 相等?(3)AE 与CD 之间的夹角为多少度?(4)HB 是否平分AHC ∠?变式精练2:如图,两个正方形ABCD 与DEFG ,连结CE AG ,,二者相交于点H 问:(1)CDE ADG ∆≅∆是否成立?(2)AG 是否与CE 相等?(3)AG 与CE 之间的夹角为多少度?(4)HD 是否平分AHE ∠?模型二:对角互补模型(1)全等型——90°条件:①90AOB DCE ∠=∠=︒②OC 平分∠AOB结论:①CD CE =;②2OD OE OC +=;③212OCD OCE ODCE S S S OC ∆∆=+=四边形辅助线之一:作垂直,证明CDM CEN∆∆≌辅助线之二:过点C 作CF ⊥OC ,证明ODC FEC∆∆≌结论:①CD CE =;②2OE OD OC -=;③212OCE OCD S S OC ∆∆-=条件:①90AOB DCE ∠=∠=︒②CD CE=结论:①OC 平分∠AOB ;②2OD OE OC +=;③212OCD OCE ODCE S S S ∆∆=+=四边形(2)全等型——120°条件:①2120AOB DCE∠=∠=︒②OC平分∠AOB结论:①CD CE=;②OD OE OC+=;③234OCD OCEODCES S S OC∆∆=+=四边形模仿(全等型——90°)辅助线之一完成证明辅助线之二:在OB上取一点F,使OF=OC,证明△OCF为等边三角形(3)全等型——任意角α条件:①2,1802AOB DCEαα∠=∠=︒-②CD CE=结论:OC平分∠AOB例:四边形ABCD被对角线BD分为等腰直角三角形ABD和直角三角形CBD,其中A∠和C∠都是直角,另一条对角线AC的长度为2,求四边形ABCD的面积.DCBA变式精练1:已知MAN∠.∠,AC平分MAN(1)在图1中,若MAN∠=∠=︒,求证:AB AD AC+=;=︒,90ABC ADC∠120(2)在图2中,若MAN∠+∠=︒,则⑴中的结论是否仍然成立?ABC ADC∠120=︒,180若成立,请给出证明;若不成立,请说明理由;变式精练2:已知:如图所示,Rt△ABC中,AB=AC,90∠=°,O为BC的中点,BAC⑴写出点O到△ABC的三个顶点A、B、C的距离的关系(不要求证明)⑵如果点M、N分别在线段AC、AB上移动,且在移动中保持AN=CM.试判断△OMN的形状,并证明你的结论.⑶如果点M、N分别在线段CA、AB的延长线上移动,且在移动中保持AN=CM,试判断⑵中结论是否依然成立,如果是请给出证明.模型三:角含半角模型(1)角含半角模型90°-1条件:①正方形ABCD ②45EAF ∠=︒结论:①EF DF BE =+;②CEF ∆的周长为正方形ABCD 周长的一半;也可以这样:条件:①正方形ABCD ②EF DF BE =+结论:①45EAF ∠=︒;口诀:角含半角要旋转(2)角含半角模型90°-2条件:①正方形ABCD ②45EAF ∠=︒结论:①EF DF BE =-;辅助线:(2)角含半角模型90°-3条件:①等腰直角三角形ABC ②45DAE ∠=︒结论:①222BD CE DE +=;(勾股定理知识)辅助线:将△ACE 绕点A 顺时针旋转90°得到△ABF ,并连接DF .若DAE ∠旋转到△ABC 外部时,结论222BD CE DE +=仍然成立。
例:在正方形ABCD 中,已知E 、F 分别是边CB 、DC 延长线上的点,且满足∠EAF =45°,求证:DF +EF =BE.变式精练1:如图,ABC ∆为边长是1的等边三角形,BDC ∆为顶角()BDC ∠是120︒的等腰三角形,以D 为顶点作一个60︒角,角的两边分别交AB 于M ,AC 于N ,连接MN ,形成一个AMN ∆.求证:MN BM CN =+.变式精练2:(1)如图,在四边形ABCD 中,90AB AD B D =∠=∠=︒,,E F 、分别是边BC CD 、上的点,且12EAF =BAD ∠∠.求证:EF BE FD =+;(2)如图在四边形ABCD 中,180AB AD B +D =∠∠=︒,,E F 、分别是边BC CD 、上的点,且12EAF BAD ∠=∠,(1)中的结论是否仍然成立?不用证明.(3)如图,在四边形ABCD 中,AB AD =,180B ADC ∠+∠=︒,E F ,分别是边BC CD ,延长线上的点,且12EAF BAD ∠=∠,(1)中的结论是否仍然成立?若成立,请证明;若不成立,请写出它们之间的数量关系,并证明.模型四:倍长中线类模型通过构造“8”字型全等线段数量及位置关系,角的大小转化例:如图,已知在ABC=,延长BE交∆中,AD是BC边上的中线,E是AD上一点,且BE AC=AC于F,求证:AF EF变式精练1:如图,在ABC∥交CA的延长线∆中,AD交BC于点D,点E是BC中点,EF AD 于点F,交AB于点G,若BG CF∆的角平分线.=,求证:AD为ABC变式精练2:如图:AB =AE ,AB ⊥AE ,AD =AC .AD ⊥AC ,点M 为BC 的中点,求证:DE =2AM .模型五:截长补短模型例:已知:如图,在△ABC 中,∠C =2∠B ,∠1=∠2.求证:AB =AC +CDDCB A 12变式精练1:已知等腰ABC ∆,100A ∠=︒,ABC ∠的平分线交AC 于D ,则BD AD BC +=.变式精练2:如图,ABC 中,90BAC ︒∠=,AB =AC ,AD ⊥BC 于点D ,点E 是AC 中点,连结BE ,作AG ⊥BE 于F ,交BC 于点G ,连接EG ,求证:AG +EG =BE .模型六:一线三等角模型【条件】EDF B C DE DF∠=∠=∠=,且【结论】BDE CFD≅ 常见三垂直模型:例:已知AB ⊥BD ,ED ⊥BD ,AB =CD ,BC =DE ,⑴求证:AC ⊥CE ;⑵若将△CDE 沿CB 方向平移得到①②③④等不同情形,1AB C D =,其余条件不变,试判断AC ⊥C 1E 这一结论是否成立?若成立,给予证明;若不成立,请说明理由.变式精练1:如图,AB⊥BC,射线CM⊥BC,且BC=4,AB=1,点P是线段BC(不与点B、C重合)上的动点,过点P作DP⊥AP交射线CM于点D,连结AD.(1)如图1,若BP=3,求△ABP的周长.(2)如图2,若DP平分∠ADC,试猜测PB和PC的数量关系,并说明理由.(3)若△PDC是等腰三角形,作点B关于AP的对称点B′,连结B′D,则B′D=_________.(请直接写出答案)变式精练2:⑴如图1,△ABC是等边三角形,D、E分别是AB、BC上的点,且BD=CE,连接AE、CD相交于点P.请你补全图形,并直接写出∠APD的度数=;⑵如图2,Rt△ABC中,∠B=90°,M、N分别是AB、BC上的点,且AM=BC、BM=CN,连接AN、CM相交于点P.请你猜想∠APM=°,并写出你的推理过程.变式精练3:已知:C点的坐标为(4,4),A为y轴负半轴上一动点,连CA,CB⊥CA交x轴于B。
①求证:CA=CB;②问OB-OA是否为定值,是定值并求其定值。
模型七:最短路径模型【两点之间线段最短】1、将军饮马2、费马点【垂线段最短】【两边之差小于第三边】例:如图,等腰三角形ABC的底边BC长为4,面积是16,腰AC的垂直平分线EF分别交AC,AB边于E,F点.若点D为BC边的中点,点M为线段EF上一动点,则△CDM周长的最小值为()A.6B.8C.10D.12变式精练1:如图,等腰三角形ABC的底边BC长为4,面积是12,腰AB的垂直平分线EF分别交AB,AC于点E,F,若D为底边BC的中点,点M为线段EF上一动点,则△BDM的周长最小值为()A.12B.8C.7D.6变式精练2:如图,等边△ABC的边长为4,AD是BC边上的中线,F是AD边上的动点,E是AC边上一点,若AE=2,当EF+CF取得最小值时,则∠ECF的度数为()A.15°B.22.5°C.30°D.45°变式精练3:如图,点P是∠AOB内的一点,且OP=5,且∠AOB=30°,点M、N分别是射线OA、OB上的动点,则△PMN周长的最小值为()A.5B.6C.8D.10变式精练4:如图,锐角△ABC中,∠ACB=30°,AB=5,△ABC的面积为23.(1)若点P在AB边上且CP=103,D,E分别为边AC,BC上的动点.求△PDE周长的最小值;(2)假设一只小羊在△ABC区域内,从路边AB某点出发跑到水沟边AC喝水,然后跑向路边BC吃草,再跑回出发点处休息,直接写出小羊所跑的最短路程.巩固提升:1.如图两个等边三角形ABD ∆与BCE ∆,连结AE 与CD ,求证:(1)DBC ABE ∆≅∆(2)DC AE =(3)AE 与DC 之间的夹角为︒60(4)AE 与DC 的交点设为H ,BH 平分AHC∠2.如图1,已知ABC △中,1AB BC ==,90ABC = ∠,把一块含30 角的直角三角板DEF 的直角顶点D 放在AC 的中点上(直角三角板的短直角边为DE ,长直角边为DF ),将直角三角板DEF 绕D 点按逆时针方向旋转.⑴在图1中,DE 交AB 于M ,DF 交BC 于N .①证明DM DN =;②在这一旋转过程中,直角三角板DEF 与ABC △的重叠部分为四边形DMBN ,请说明四边形DMBN 的面积是否发生变化?若发生变化,请说明是如何变化的?若不发生变化,求出其面积;⑵继续旋转至如图2的位置,延长AB 交DE 于M ,延长BC 交DF 于N ,DM DN =是否仍然成立?若成立,请给出证明;若不成立,请说明理由;⑶继续旋转至如图3的位置,延长FD 交BC 于N ,延长ED 交AB 于M ,DM DN =是否仍然成立?请写出结论,不用证明.A D C N F E B M图1AD CN F E BM 图2A D CNF EB M 图33.问题1:如图1,在等腰梯形ABCD中,AD∥BC,AB=BC=CD,点M,N分别在AD,CD上,∠MBN=12∠ABC,试探究线段MN,AM,CN有怎样的数量关系?请直接写出你的猜想;问题2:如图2,在四边形ABCD中,AB=BC,∠ABC+∠ADC=180°,点M,N分别在DA,CD的延长线上,若∠MBN=12∠ABC仍然成立,请你进一步探究线段MN,AM,CN又有怎样的数量关系?写出你的猜想,并给予证明.4.已知△ABC为等边三角形,E为射线BA上一点,D为直线BC上一点,ED=EC.(1)当点E在AB的上,点D在CB的延长线上时(如图1),求证:AE+AC=CD;(2)当点E在BA的延长线上,点D在BC上时(如图2),猜想AE、AC和CD的数量关系,并证明你的猜想;(3)当点E在BA的延长线上,点D在BC的延长线上时(如图3),请直接写出AE、AC和CD的数量关系.5.如图,已知ABC △中,10AB AC ==厘米,8BC =厘米,点D 为AB 的中点.⑴如果点P 在线段BC 上以3厘米/秒的速度由B 点向C 点运动,同时,点Q 在线段CA 上由C 点向A 点运动.①若点Q 的运动速度与点P 的运动速度相等,经过1秒后,BPD △与CQP △是否全等,请说明理由;②若点Q 的运动速度与点P 的运动速度不相等,当点Q 的运动速度为多少时,能够使BPD △与CQP △全等?⑵若点Q 以②中的运动速度从点C 出发,点P 以原来的运动速度从点B 同时出发,都逆时针沿ABC △三边运动,求经过多长时间点P 与点Q 第一次在ABC △的哪条边上相遇?AQ C DB P6.【操作发现】:如图①,D是等边△ABC边BA上一动点(点D与点B不重合),连接DC,以D为边在BC上方作等边△DCF,连接AF.线段AF与BD之间的数量关系是.(2)【类比猜想】:如图②,当动点D运动至等边△ABC边BA的延长线上时,其他作法与(1)相同,猜想AF与BD在(1)中的结论是否仍然成立?并加以证明.(3)【深入探究】图③,当动点D在等边△ABC边BA上运动时(点D与点B不重合)连接DC,以DC为边在BC上方、下方分别作等边△DCF和等边△DCF′,连接AF、BF′,探究AF、BF′与AB有何数量关系?并证明你探究的结论.7.已知点P在∠MON内.(1)如图1,点P关于射线OM的对称点是G,点P关于射线ON的对称点是H,连接OG、OH、OP.①若∠MON=50°,则∠GOH=;②若PO=5,连接GH,请说明当∠MON为多少度时,GH=10;(2)如图2,若∠MON=60°,A、B分别是射线OM、ON上的任意一点,当△PAB的周长最小时,求∠APB的度数.8.如图点P 为△ABC 的外角∠BCD 的平分线上一点,PA =PB 。