全等三角形—手拉手模型
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完整版)全等三角形之手拉手模型
本文将介绍手拉手模型中的全等三角形。
所谓手拉手模型,是指有公共顶点的两个等腰三角形,顶角相等。
因为顶点相连的四条边,形象的可以看作两双手,所以通常称为手拉手模型。
基本模型如下:已知,△ABB'和△ACC'都是等腰三角形,AB=AB',AC=AC',且∠BAB'=∠CAC'。
可以得出三个结论:结论1:△ABC≌△AB'C'(SAS),BC=B'C';结论2:
∠BOB'=∠BAB';结论3:AO平分∠BOC'。
在共顶点的等腰直角三角形中,也可以应用手拉手模型。
例如,如下图所示,△ABC和△ADE是等腰直角三角形,且
∠BAC=∠DAE=90°。
可以证明:⑴BD=CE⑵BD⊥CE。
另外,在共顶点的等边三角形中,也可以使用手拉手模型。
如下图,点A为线段BD上一点,△ABC和△ADE均是等边
三角形。
可以求出:(1)CD=BE;(2)∠DAE+
∠BFD=180°;(3)∠BFA=∠DFA=60°。
总之,手拉手模型在全等三角形的证明中是一个非常有用的工具,能够帮助我们更好地理解和应用三角形的性质。
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《三角形证明》题型解读12 全等典型模型:“手拉手”模型【知识梳理】(一)“手拉手模型”的基本图形题型特征:△ABC 与△BDE 是等边三角形,A 、B 、D 三点在同一直线上。
解题方法:一定有以下六个结论(三组全等、一个60°、一个等边△、一组平行线) ①△ABE ≌△CBD证明过程:∵△ABC 与△BDE 是等边三角形,∴∠1=∠2=∠3=60°,∴∠ABE=∠CBD=120°,∵AB=BC ,BE=BD , ∴△ABE ≌△CBD (SAS ) ②△ABH ≌△CBF证明过程:∵△ABE ≌△CBD ,∴∠4=∠5,∵AB=BC ,∠1=∠2,∴△ABH ≌△CBF (SAS ) ③△BHE ≌△BFD证明过程:∵△ABE ≌△CBD ,∴∠6=∠7,∵BE=BD ,∠2=∠3,∴△BHE ≌△BFD (SAS ) ④∠AGC=60°证明过程:∵△ABE ≌△CBD ,∴∠6=∠7,在△GFE 和△BFD 中(“8”字模型),∠3=180°-∠BFD-∠7,∠EGF=180°-∠GFE-∠6,∵∠6=∠7,∠GFE=∠BFD ,∴∠3=∠EGF ,∵∠AGC=∠EGF ,∠3=60°,∴∠AGC=∠3=60° ⑤△BHF 是等边三角形证明过程:∵△BHE ≌△BFD (SAS ),∴BH=BF ,∵∠2=60°,∴△BHF 是等边三角形(有一个角是60°的等腰三角形是等边三角形) ⑥HF//AD证明过程:∵△BHF 是等边三角形,∴∠8=60°,∵∠3=60°,∴∠8=∠3,∴HF//AD (二)“手拉手模型”的变化图形题型特征:△ABC 与△BDE 是等边三角形,A 、B 、D 三点不在同一直线上。
图2M N 765431H GFEDCBA765431HG F ED CBA解题方法:一定有以下三个结论(一组全等,一个60°、一个角平分线) ①△ABE ≌△CBD证明过程:∵△ABC 与△BDE 是等边三角形,∴∠1=∠3=60°,∴∠ABE=∠CBD (共角模型),∵AB=BC ,BE=BD , ∴△ABE ≌△CBD (SAS ) ②∠AGC=60°证明过程:∵△ABE ≌△CBD ,∴∠6=∠7,在△GFE 和△BFD 中(“8”字模型),∠3=180°-∠BFD-∠7,∠EGF=180°-∠GFE-∠6,∵∠6=∠7,∠GFE=∠BFD ,∴∠3=∠EGF ,∵∠AGC=∠EGF ,∠3=60°,∴∠AGC=∠3=60° ③BG 平分∠HBF证明过程:作BM ⊥AE 于点M ,BN ⊥GD 于点N ,如图2,∵△ABE ≌△CBD ,∴∠4=∠5,∵AB=BC ,∠AMB=∠CNB=90°,∴△ABM ≌△CBN (AAS ),∴BM=BN ,∴BG 平分∠HBF (到角两边的距离相等的点,在这个角的角平分线上) (三)常见“手拉手”变化图形【典型例题】例1.如图,C 为线段AE 上一动点(不与A 、E 重合),在AE 同侧分别作等边△ABC 和等 边△CDE ,AD 与BE 交于点O ,AD 与BC 交于点P ,BE 与CD 交于点Q ,连接PQ ,以下五个结论: ①AD =BE ;②PQ ∥AE ;③CP =CQ ;④BO =OE ;⑤∠AOB =60°,恒成立的结论有( )。
【最新整理,下载后即可编辑】手拉手模型要点一: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变形: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,证明(1)DBC∆ABE∆≅(2)DCAE=(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:如图两个等边三角形ABD∆与∆,连结AE与CD,BCE证明(1)DBC∆≅ABE∆(2)DCAE=(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∠变式精练2:如图两个等边三角形ABD∆与∆,连结AE与CD,BCE证明(1)DBC∆≅ABE∆(2)DCAE=(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∠例2:如图,两个正方形ABCD与DEFG,连结CEAG,,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 ∠?例3:如图两个等腰直角三角形ADC 与EDG ,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 ∠?例4:两个等腰三角形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 ∠?。
第2讲手拉手模型及应用知识导航1.手拉手模型的特点:两个等腰三角形顶角顶点公共,且顶角相等.得到一对能够旋转重合的全等三角形.2.手拉手模型的基本构图:等腰△ABC和△DAE中,AB=AC,AD=AE,∠BAC=∠DAE.3.手拉手模型的性质:(1)三角形全等;(△ABD≌△ACE)(2)第三边或所在直线的夹角与等腰三角形的顶角相等或互补;(∠BPC=∠BAC或∠BPC+∠BAC=180°)(3)第三边或所在直线的交点与顶角顶点的连线平分第三边的夹角或其邻补角.(AP平分∠BPE或∠BPE 的邻补角)【例1】如图,分别以△ABC的边AB,AC向外作等边△ABD和等边△ACE,连BE,CD交于P,连接AP.(1)求证:BE=CD;(2)求∠BPD的度数;(3)求证:PA平分∠DPE的邻补角【例2】如图,△ABC和△ADE均为等腰直角三角形,∠BAC=∠DAE=90°,连接BD,CE交于点P.(1)求证:△ABD≌△ACE;(2)判断BD,CE的关系并证明;(3)连接PA,求∠APB的度数.【例3】如图1,AB=AC,AD=AE,∠BAC=∠DAE=α,连BD,CE交于P,连接AP.(1)求证:BD=CE;(2)求∠APB的度数(用α表示);(3)将图形旋转至如图2所示的位置,其余条件不变,在图2中画出点P,直接写出∠APB=(用α表示) .图1 图2EECAPEDCB APEDCBAPEDCB AEDCBA1.如图,△AOB和△ACD都是等边三角形,其中AB⊥x轴于E点,点C在x轴上.(1)若OC=5,求BD的长度;(2)设BD交x轴于点F,求证:∠OFA=∠DFA;2.已知△ABC,分别以AB,AC为边作等腰△ABD和等腰△ACE,且AD=AB,AC=AE,∠DAB=∠EAC,G,F分别为DC与BE的中点.(1)如图1,若∠DAB=60°,则∠GAF=,∠AGF=;如图2,若∠DAB=45°,期∠AGF =;(2)如图3,若∠DAB=α,∠AGF与α的数量关系是.(请说明理由) 3.在△ABC中,AB=AC,D是直线BC上一点,以AD为一边在AD的右侧作△ADE,使AE=AD,∠DAE =∠BAC,连接CE,设∠BAC=α,∠DCE=β.(1)如①,点D在线段BC上移动时,角α与β之间的数量关系是,证明你的结论;(2)如图②,点D在线段BC的延长线上移动时,角α与β之间的数量关系是,请说明理由;(3)当点D在线段BC的反向延长线上移动时,请在图③中画出完整图形并猜想α与β之间的数量关系是.FEGDCBAAB CDGEFAB CDG EFED CBA AB CDECBA。
手拉手模型要点一: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变形:三角形ABD∆例1.如图在直线ABC 的同一侧作两个等边与BCE ∆,连结AE 与CD ,证明(1)DBC ABE ∆≅∆(2)AE 与DC 之间的夹角为︒60(3)BH 平分AHC ∠变式精练1:如图两个等边三角形ABD ∆与BCE ∆,连结AE 与CD , 证明(1)DBC ABE ∆≅∆(2)AE 与DC 之间的夹角为︒60(3)AE 与DC 的交点设为H ,BH 平分AHC ∠变式精练2:如图两个等边三角形ABD ∆与BCE ∆,连结AE 与CD , 证明(1)DBC ABE ∆≅∆(2)AE 与DC 之间的夹角为︒60(3)AE 与DC 的交点设为H ,BH 平分AHC ∠CE AG ,,二例2:如图,两个正方形ABCD 与DEFG ,连结者相交于点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 ∠?结CE AG ,,二者相例3:如图两个等腰直角三角形ADC 与EDG ,连交于点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 ∠?BD AB =,例4:两个等腰三角形ABD ∆与BCE ∆,其中,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 ∠?。
专题05 手拉手模型构造全等三角形【专题说明】两个具有公共顶点的相似多边形,在绕着公共顶点旋转的过程中,产生伴随的全等或相似三角形,这样的图形称作共点旋转模型;为了更加直观,我们形象的称其为“手拉手”模型。
【知识总结】【基本模型】一、等边三角形手拉手-出全等图1 图2图3 图4二、等腰直角三角形手拉手-出全等两个共直角顶点的等腰直角三角形,绕点C旋转过程中(B、C、D不共线)始终有①△BCD≌△ACE;②BD⊥AE(位置关系)且BD=AE(数量关系);③FC平分∠BFE;图1图2图3图41、如图,点C在线段AB上,△DAC和△DBE都是等边三角形,求证:△DAB≌△DCE;DA∥EC.2、已知:△ACB和△DCE都是等腰直角三角形,∠ACB=∠DCE=90°,连结AE,BD交于点O,AE与DC交于点0,AE与DC交于点M,BD与AC交于点N.3、已知,在△ABC中,AB=AC,点P平面内一点,将AP绕A顺时针旋转至AQ,使∠QAP=∠BAC,连接BQ、CP,⑴若点P在△ABC内部,求证BQ=CP;⑵若点P在△ABC外部,以上结论还成立吗?4、如图,点G是正方形ABCD对角线CA的延长线上任意一点,以线段AG为边作一个正方形AEFG,线段EB和GD相交于点H.若AB=√2,AG=1,则EB=________________.5、已知正方形ABCD和正方形AEFG有一个公共点,点G、E分别在线段AD、AB上,若将正方形AEFG 绕点A按顺时针方向旋转,连接DG,在旋转的过程中,你能否找到一条线段的长与线段DG的长度始终相等?并说明理由。
6、已知:如图在△ABC,△ADE中,∠BAC=∠DAE=90°,AB=AC,AD=AE,点C、D、E三点在同一直线上,连接BD,BE.以下四个结论:①BD=CE;②BD⊥CE;③∠ACE+∠BDC=45°;④BE2=2(AD2+AB2)其中结论正确的个数是_______【基础训练】1、已知△ABC为等边三角形,点D为直线BC上一动点(点D不与点B,点C重合).以AD为边作等边三角形ADE,连接CE.如图1,当点D在边BC上时,求证:△ABD≌△ACE;直接判断结论BC=DC+CE是否成立(不需要证明);如图2,当点D在边BC的延长线上时,其他条件不变,请写出BC、DC、CE之间存在的数量关系,并写出证明过程.2、如图,△ACB与△ECD都是等腰直角三角形,∠ACB=∠ECD=90°,点D为AB边上的一点.若DE=13,BD=12,求线段AB的长.3、如图,点A、B、C在一条直线上,△ABD,△BCE均为等边三角形,连接AE和CD,AE分别交CD,BD于点M,P,CD交BE于点Q,连接PQ,BM.下面结论:△ABE≌△DBC;∠DMA=60°;△BPQ为等边三角形;MB平分∠AMC.其中正确的有____________4、如图1,CA=CB,CD=CE,∠ACB=∠DCE=α,AD、BE相交于点M,连接CM.求证:BE=AD;用含α的式子表示∠AMB的度数;当α=90°时,取AD、BE的中点分别为点P、Q,连接CP,CQ,PQ,如图2,判断△CPQ的形状,并加以证明.【巩固提升】1、已知△ABC和△BDE都是等腰直角三角形,∠ACB=∠BED=90°,AB=2BD,连接CE.(1)如图1,若点D在AB边上,点F是CE的中点,连接BF.当AC=4时,求BF的长;(2)如图2,将图1中的△BDE绕点B按顺时针方向旋转,使点D在△ABC的内部,连接AD,取AD 的中点M,连接EM并延长至点N,使MN=EM,连接CN.求证:CN⊥CE.2、如图,△ABC中AB=AC=5,tan∠ACB=,点D为边BC上的一动点(不与点B、C重合),将线段AD绕点A顺时针旋转得AE,使∠DAE=∠BAC,DE与AB交于点F,连接BE.(1)求BC的长;(2)求证∠ABE=∠ABC;(3)当FB=FE时,求CD的长.3、如图1,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,D为AB上一点,连接CD,将CD绕点C顺时针旋转90°至CE,连接AE.(1)求证:△BCD≌△ACE;(2)如图2,连接ED,若CD=2,AE=1,求AB的长;(3)如图3,若点F为AD的中点,分别连接EB和CF,求证:CF⊥EB.4、如图,△ABC和△EDC都是等腰直角三角形,C为它们的公共直角顶点,连接AD、BE,点F为线段AD的中点,连接CF.(1)如图1,当D点在BC上时,试判断线段BE、CF的关系,并证明你的结论;(2)如图2,把△DEC绕C点顺时针旋转一个锐角,其他条件不变时,请探究BE、CF的关系并直接写出结论.5、如图1,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,D、E分别是AB、AC边的中点.将△ABC绕点A顺时针旋转a角(0°<a<180°),得到△AB′C′(如图2),连接DB',EC'.(1)探究DB'与EC'的数量关系,并结合图2给予证明;(2)填空:①当旋转角α的度数为时,则DB'∥AE;②在旋转过程中,当点B',D,E在一条直线上,且AD=时,此时EC′的长为.6、如图,∠AOB=120°,OC平分∠AOB,∠MCN=60°,CM与射线OA相交于M点,CN与直线BO相交于N点.把∠MCN绕着点C旋转.(1)如图1,当点N在射线OB上时,求证:OC=OM+ON;(2)如图2,当点N在射线OB的反向延长线上时,OC与OM,ON之间的数量关系是(直接写出结论,不必证明)。
全等三角形手拉手模型【模型讲解】模型、手拉手全等模型1).等边三角形中的手拉手全等模型如图,△ABC 与△CDE 均为等边三角形,连接AE 、BD ,则△BCD ≌△ACE.图1图2图3图4【巩固训练】1.如图,B ,C ,E 三点在一条直线上,ABC ∆和DCE ∆均为等边三角形,BD 与AC 交于点M ,AE 与CD 交于点N .(1)求证:AE BD =;(2)若把DCE ∆绕点C 任意旋转一个角度,(1)中的结论还成立吗?请说明理由.【答案】(1)见解析(2)成立,理由见解析.【分析】(1)根据等边三角形边长相等的性质和各内角为60︒的性质可求得BCD ACE ∆≅∆,根据全等三角形对应边相等的性质即可求得AE BD =.(2)根据题意画出图形,证明方法与(1)相同.【详解】解:(1)证明:如图1中,ABC ∆ 与DCE ∆都是等边三角形,AC BC ∴=,CD CE =,60ACB DCE ∠=∠=︒,180ACB ACD DCE ∠+∠+∠= ,60ACD ∴∠=︒,ACB ACD ACD DCE ∠+∠=∠+∠,即BCD ACE ∠=∠.在BCD ∆和ACE ∆中,BC AC BCD ACE CD CE =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,BCD ACE ∴∆≅∆(SAS).BD AE ∴=.即AE=BD ,(2)成立AE BD =;理由如下:如图2中,ABC ∆ 、DCE ∆均为等边三角形,BC AC ∴=,CD CE =,60BCA DCE ∠=∠=︒,BCA ACD DCE ACD ∴∠+∠=∠+∠,即BCD ACE ∠=∠,在ACE ∆和BCD ∆中,AC BC BCD ACE CD CE =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,()ACE BCD SAS ∴∆≅∆,AE BD ∴=.【点睛】本题考查了等边三角形的性质的运用及全等三角形的判定和性质的运用.解决本题的关键是证明三角形全等,属于中考常考题型.2.如图1,若点P 是线段AB 上的动点(P 不与A ,B 重合),分别以AP 、PB 为边向线段AB 的同一侧作等边APC ∆和等边PBD ∆.(1)图1中,连接AD 、BC ,相交于点Q ,设AQC α∠=,那么α=o ;(2)如图2,若点P 固定,将PBD ∆绕点P 按顺时针方向旋转(旋转角小于180 ),此时α的大小是否发生变化?请说明理由.【答案】(1)60α= ;(2)此时α的大小不会发生改变,始终等于60 ,理由见解析【分析】(1)首先证得△APD ≌△CPB ,然后根据三角形的外角的性质即可求解;(2)旋转的过程中,(1)中得两个三角形的全等关系不变,因而角度不会变化.【详解】(1)60α= ,理由:∵△APC 是等边三角形,∴PA=PC ,∠APC=60°,∵△BDP 是等边三角形,∴PB=PD ,∠BPD=60°,∴∠APC=∠BPD ,∴∠APD=∠CPB ,∴△APD ≌△CPB ,∴∠PAD=∠PCB ,∵∠QAP+∠QAC+∠ACP=120°,∴∠QCP+∠QAC+∠ACP=120°,∴∠AQC=180°-120°=60°;(2)此时α的大小不会发生改变,始终等于60 .理由:∵APC ∆是等边三角形,∴PA PC =,60APC ∠=∵BDP ∆是等边三角形∴PB PD =,60BPD ∠= ∴APC BPD∠=∠∴APD CPB ∠=∠∴APD ∆≌CPB ∆∴PAD PCB∠=∠∵120QAP QAC ACP ∠+∠+∠= ∴120QCP QAC ACP ∠+∠+∠= ∴18012060AQC ∠=-=【点睛】本题考查旋转的性质、全等三角形的判定与性质,正确证明两个三角形全等是解题的关键.3.如图,AB=CB,BD=BE,∠ABC=∠DBE=α.(1)当α=60°,如图①则,∠DPE 的度数______________(2)若△BDE 绕点B 旋转一定角度,如图②所示,求∠DPE (用α表示)【答案】(1)60°;(2)∠DPE=α【分析】(1)利用SAAS 证得△ABE ≌△CBD ,利用全等三角形的性质得到∠AEB=∠CDB ,再利用三角形内角和定义以及等边三角形的性质即可解答;(2)利用SAAS 证得△ABE ≌△CBD ,利用全等三角形的性质得到∠AEB=∠BDC ,再利用三角形内角和定理即可完成.【详解】(1)解:∵∠ABC=∠DBE ∴∠ABC+∠CBE=∠DBE+∠CBE 即∠ABE=∠CBD在△ABE 和△CBD 中AB BC ABE CBD BE BD =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩∴△ABE ≌△CBD (SAS )∴∠AEB=∠CDB∵∠ABC=∠DBE ,AB=CB,BD=BE ∴△ABC 和△EBD 是等边三角形∴∠BDE=∠EDB=60°∵∠EDP+∠CDB=60°∴∠EDP+∠AEB=60°∵∠DPE+∠AEB+∠BED+∠EDP=180°∴∠DPE=60°故答案为:60°(2)如图:∵∠ABC=∠DBE=α∴∠ABC ﹣∠EBC=∠DBE ﹣∠EBC 即∠ABE=∠CBD在△ABE 和△CBD 中AB BC ABE CBD BE BD =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩∴△ABE ≌△CBD (SAS )∴∠AEB=∠BDC∵∠DQB+∠DBE+∠BDC=180°∠EQP+∠DPE+∠AEB=180°又∵∠DQB=∠EQP ∴∠DBE=∠DPE∴∠DPE=α【点睛】本题主要考查全等三角形的判定及性质,还涉及了等边三角形的判定及性质、三角形内角和定理等知识点,熟练掌握相关性质定理是解题关键.4.如图,△OAB 和△OCD 中,OA =OB ,OC =OD ,∠AOB =∠COD =90°,AC 、BD 交于点M .(1)如图1,求证:AC=BD ,判断AC 与BD 的位置关系并说明理由;(2)如图2,∠AOB =∠COD =60°时,∠AMD 的度数为___________.【答案】(1)答案见解析;(2)120. 【分析】()1易证.BOD AOC ≌,,AMD ABM BAM ∠=∠+∠.BAM BAO OAC ∠=∠+∠.AMD ABM BAO OBD OBA BAO ∠=∠+∠+∠=∠+∠90.AOB ∠= 即可求得90.AMD ∠= 即可判断AC 与BD 的位置关系()2同理可得.=120.AMD OBA BAO ∠=∠+∠ 【详解】()190AOB COD ∠∠ ==,.AOB AOD COD AOD ∠+∠∠+∠=即:.BOD AOC ∠∠=,,OA OB OC OD ==易证.BOD AOC ≌.OBD OAC ∴∠=∠AC=BD∵,AMD ABM BAM ∠=∠+∠.BAM BAO OAC ∠=∠+∠∴.AMD ABM BAO OBD OBA BAO ∠=∠+∠+∠=∠+∠∵90.AOB ∠= ∴90.OBA BAO ∠+∠= 90.AMD ∴∠= ∴AC ⊥BD (2)同理可得..AMD OBA BAO ∠=∠+∠60.AOB ∠= 120.OBA BAO ∠+∠= 120.AMD ∴∠= 故答案为:120. 【点睛】本题考查了全等三角形的判定及性质,掌握全等三角形的判定及性质是解题的关键.2).等腰(直角)三角形中的手拉手全等模型1.如图,△ABC 与△ADE 均为等腰三角形,且∠BAC =∠DAE ,连接BD 、CE ,则△ABD ≌△ACE.2.两个共直角顶点的等腰直角三角形,绕点C 旋转过程中(B 、C 、D 不共线)始终有:①△BCD ≌△ACE ;②BD ⊥AE (位置关系)且BD=AE (数量关系);③FC 平分∠BFE【巩固训练】1.问题发现:(1)如图1,已知C 为线段AB 上一点,分别以线段AC ,BC 为直角边作等腰直角三角形,90ACD ∠=︒,CA CD =,CB CE =,连接AE ,BD ,线段AE ,BD 之间的数量关系为______;位置关系为_______.拓展探究:(2)如图2,把Rt ACD △绕点C 逆时针旋转,线段AE ,BD 交于点F ,则AE 与BD 之间的关系是否仍然成立?请说明理由.【答案】问题发现:(1)AE BD =;AE BD ⊥;拓展探究:(2)成立,理由见解析;拓展延伸:(3)5+【分析】问题发现:(1)根据题目条件证△ACE ≌△DCB ,再根据全等三角形的性质即可得出答案;拓展探究:(2)依然用SAS 证ACE DCB ∆≅∆,根据全等三角形的性质即可证得;【详解】解:问题发现:(1)如下图,延长BD ,交AE 于点F ,∵90ACD ∠=︒∴90,ACE DCB ︒∠=∠=又∵,CA CD CB CE ==∴B ACE DC ≅∆ (SAS ),∴AE=BD ,∠CAE=∠CDB∵90CDB CBD ∠+∠=︒∴90CAE CBD ∠+∠=︒∴90AFD ∠=︒∴AF FB ⊥∴AE ⊥BD ,故答案为:AE BD =,AE BD ⊥拓展探究:(2)成立.理由:如图1,设CE 与BD 相交于点G .∵90ACD BCE ∠=∠=︒,∴ACE BCD ∠=∠.又∵CB CE =,AC CD =,∴()ACE DCB SAS ≌,∴AE BD =,AEC DBC ∠=∠.∵90CBD CGB ∠+∠=︒,∴90AEC EGF∠+∠=︒,∴90AFB ∠=︒,∴BD AE ⊥.【点睛】本题考查了全等三角形的判定和性质,三角形三边关系,有2个形状相同的图形,有一个公共点,就是手拉手模型,手拉手模型必有全等,证明方法都是用“SAS”,所以熟练掌握全等三角形的判定和手拉手模型是解决本题的关键.2.如图1,在线段BE 上取一点C ,分别以CB ,CE 为腰作等腰直角△BCA 和等腰直角△DCE ,连接BD 和AE.(1)请判断线段BD 和线段AE 的数量关系,并说明理由;(2)如图2,若B ,C ,E 三点不共线,(1)中的结论还成立吗?请说明理由.【答案】(1)BD =AE ,理由见解析;(2)成立,理由见解析【分析】(1)依据等腰直角三角形的性质可得到BC =AC ,DC =CE ,∠BCD =∠ACE =90°,然后依据SAS 证明△BCD ≌△ACE ,接下来,依据全等三角形的性质可得到BD =AE ;(2)依据等腰直角三角形的性质可得到BC =AC ,DC =CE ,∠BCD =∠ACE =90°,然后利用等式的性质证明∠BCD =∠ACE ,然后依据SAS 证明△BCD ≌△ACE ,接下来,依据全等三角形的性质可得到BD =AE .【详解】解:(1)∵△BCA 和△DCE 均为等腰直角三角形,∴BC =AC ,DC =CE ,∠BCD =∠ACE =90°.在△BCD 和△ACE 中,,,BC AC BCD ACE DC CE =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩∴△BCD ≌△ACE .∴BD =AE .(2)成立.∵△BCA 和△DCE 均为等腰直角三角形,∴BC =AC ,DC =CE ,∠BCD =∠ACE =90°.∴∠BCA +∠ACD =∠DCE +∠ACD ,即∠BCD =∠ACE .在△BCD 和△ACE 中,,,,BC AC BCD ACE DC CE =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩∴△BCD ≌△ACE .∴BD =AE .【点睛】本题主要考查的是全等三角形的性质和判定、等腰直角三角形的性质,熟练掌握相关知识是解题的关键.3.如图,将两块含45°角的大小不同的直角三角板△COD 和△AOB 如图①摆放,连结AC ,BD .(1)如图①,猜想线段AC 与BD 存在怎样的数量关系和位置关系,请写出结论并证明;(2)将图①中的△COD 绕点O 顺时针旋转一定的角度(如图②),连结AC ,BD ,其他条件不变,线段AC 与BD 存在(1)中的关系吗?请写出结论并说明理由.(3)将图①中的△COD 绕点O 逆时针旋转一定的角度(如图③),连结AC ,BD ,其他条件不变,线段AC 与BD存在怎样的关系?请直接写出结论.【答案】(1)AC=BD ,AC ⊥BD ,证明见解析;(2)存在,AC=BD ,AC ⊥BD ,证明见解析;(3)AC=BD ,AC ⊥BD【分析】(1)延长BD 交AC 于点E .易证△AOC ≌△BOD (SAS ),可得AC=BD ,∠OAC=∠OBD ,由∠ADE=∠BDO ,可证∠AED=∠BOD=90º即可;(2)延长BD 交AC 于点F ,交AO 于点G .易证△AOC ≌△BOD (SAS ),可得AC=BD ,∠OAC=∠OBD ,由∠AGF=∠BGO ,可得∠AFG=∠BOG=90º即可;(3)BD 交AC 于点H ,AO 于M ,可证△AOC ≌△BOD (SAS ),可得AC=BD ,∠OAC=∠OBD ,由∠AMH=∠BMO ,可得∠AHM=∠BOH=90º即可.【详解】(1)AC=BD ,AC ⊥BD ,证明:延长BD 交AC 于点E .∵△COD和△AOB均为等腰直角三角形,∴OC=OD,OA=OB,∠COA=∠BOD=90º,∴△AOC≌△BOD(SAS),∴AC=BD,∴∠OAC=∠OBD,∵∠ADE=∠BDO,∴∠AED=∠BOD=90º,∴AC⊥BD;(2)存在,证明:延长BD交AC于点F,交AO于点G.∵△COD和△AOB均为等腰直角三角形,∴OC=OD,OA=OB,∠DOC=BOA=90º,∵∠AOC=∠DOC-∠DOA,∠BOD=∠BOA-∠DOA,∴∠AOC=∠BOD,∴△AOC≌△BOD(SAS),∴AC=BD,∠OAC=∠OBD,∵∠AGF=∠BGO,∴∠AFG=∠BOG=90º,∴AC⊥BD;(3)AC=BD,AC⊥BD.证明:BD交AC于点H,AO于M,∵△COD和△AOB均为等腰直角三角形,∴OC=OD,OA=OB,∠DOC=BOA=90º,∵∠AOC=∠DOC+∠DOA,∠BOD=∠BOA+∠DOA,∴∠AOC=∠BOD,∴△AOC≌△BOD(SAS),∴AC=BD,∠OAC=∠OBD,∵∠AMH=∠BMO,∴∠AHM=∠BOH=90º,∴AC⊥BD.【点睛】本题考查三角形旋转变换中对应相等的位置与数量关系,掌握三角形全等的证明方法,及其角度计算是解题关键.3).其他手拉手全等模型如图1,在任意△ABC中,分别以AB、AC为边作等边△ADB、△ACE,连接DC、BE,则△ADC≌△ACE.如图2,在任意△ABC中,分别以AB、AC为边作正方形ABDE、ACFG,连接EC、BG,则△AEC≌△ABG.【巩固训练】1.已知:如图1,在ABC ∆和ADE ∆中,C E ∠=∠,CAE DAB ∠=∠,BC DE =.(1)证明ABC ADE ∆∆≌.(2)如图2,连接CE 和BD ,DE ,AD 与BC 分别交于点M 和N ,56DMB ∠=︒,求ACE ∠的度数.(3)在(2)的条件下,若CN EM =,请直接写出CBA ∠的度数.【答案】(1)证明见解析;(2)∠ACE =62°;(3)∠CBA =6°.【分析】(1)根据已知条件可以确定∠CAB =∠EAD ,结合已知条件,用AAS 可判定△ABC ≌△ADE ;(2)由(1)中△ABC ≌△ADE 可得∠CBA=∠EDA ,AC=AE ,在△MND 和△ANB 中,用三角形内角和定理由∠MND=∠ANB 可得∠DAB=∠DMB=56°,即∠CAE =∠DAB=56°,由AC=AE ,可得∠ACE=∠AEC=1(18056)622︒-︒=︒;(3)连接AM ,先证NCA MEA ≅V V (SAS),得到AM=AN,EAM CAN ∠=∠,进而可得EAC MAN ∠=∠,由(2)可知=56EAC MAN ︒∠=∠,根据等腰三角形内角和可得ANM ∠=1(18056)622︒︒︒-=,由三角形外角定理可得CBA ANM DAB ∠=∠-∠=62︒-56︒=6︒.【详解】解:(1)∵∠CAE =∠DAB ,∴∠CAE +∠CAD =∠DAB +∠CAD ,即∠CAB =∠EAD ,在△ABC 和△ADE 中,C E CAB EAD BC DE ∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩∴△ABC ≌△ADE (AAS ),(2)∵△ABC ≌△ADE ,∴∠CBA=∠EDA ,AC=AE ,在△MND 和△ANB 中,∵∠EDA +∠MND+∠DMB =180︒,∠CBA +∠ANB +∠DAB =180︒,又∵∠MND=∠ANB ,∴∠DAB=∠DMB=56︒,∴∠CAE =∠DAB=56︒,∵AC=AE ,∴∠ACE =∠AEC=1(18056)622︒︒︒-=,∴∠ACE =62︒,(3)∠CBA=6︒,如图所示,连接AM , NCA MEA ∠=∠,CN=EM,CA=EA,∴NCA MEA ≅V V (SAS),∴AM=AN,EAM CAN ∠=∠,∴EAM CAM ∠-∠=CAN CAM ∠-∠即EAC MAN ∠=∠,由(2)可得:=56EAC MAN ︒∠=∠,∴ANM ∠=1(18056)622︒︒︒-=, ∠CAE =∠DAB=56︒∴CBA ANM DAB ∠=∠-∠=62︒-56︒=6︒.【点睛】本题综合考查了三角形的相关定理与证明,较为综合,熟练掌握三角形的内角和定理,外角定理,全等三角形的判定与性质是解题的关键.2.如图,ABD 和AEC 均为等边三角形,连接BE 、CD .(1)请判断:线段BE 与CD 的大小关系是;(2)观察图,当ABD 和AEC 分别绕点A 旋转时,BE 、CD 之间的大小关系是否会改变?(3)观察如图和4,若四边形ABCD 、DEFG 都是正方形,猜想类似的结论是___________,在如图中证明你的猜想.【答案】(1)BE=CD (2)线段BE 与CD 的大小关系不会改变(3)AE =CG ,证明见解析(4)这些结论可以推广到任意正多边形.如图5,BB 1=EE 1,它们分别在△AE 1E 和△AB 1B 中,如图6,连接FF 1,可证△AB 1B ≌△AF 1F .图形见解析.【分析】本题是变式拓展题,图形由简单到复杂,需要从简单图形中探讨解题方法,并借鉴用到复杂图形中;证明三角形全等时,用旋转变换寻找三角形全等的条件.【详解】(1)线段BE 与CD 的大小关系是BE=CD ;(2)线段BE 与CD 的大小关系不会改变;(3)AE=CG .证明:如图4,正方形ABCD 与正方形DEFG 中,∵AD=CD ,DE=DG ,∠ADC=∠GDE=90°,又∠CDG=90°+∠ADG=∠ADE ,∴△ADE ≌△CDG ,∴AE=CG .【点睛】本题综合考查全等三角形、等边三角形和多边形有关知识.注意对三角形全等的证明方法的发散.3.如图,P 为等边ABC 的边BC 延长线上的一动点,以AP 为边向上作等边APD △,连接CD .(1)求证:ABP ACD ≌△△;(2)当PC AC =时,求PDC ∠的度数;(3)PDC ∠与PAC ∠有怎样的数量关系?随着点P 位置的变化,PDC ∠与PAC ∠的数量关系是否会发生变化?请说明理由.【答案】1)证明见解析;(2)30PDC ∠=︒;(3)PDC PAC ∠=∠;数量关系不变;理由见解析【分析】(1)先根据等边三角形的性质得出∠BAC =∠PAQ =60°,AB =AC ,AP =AQ ,再由SAS 定理即可得出结论;(2)由∠APC=∠CAP ,∠B=∠BAC ,∠B+∠BAC+∠APC+∠CAP=180°,得∠BAP=90°,再结合ABP ACD ≌△△,进而即可求解;(3)设CD 与AP 交于点O ,由ABP ACD ≌△△,得∠ACD=∠APD ,结合∠AOC=∠DOP ,三角形内角和定理,即可得到结论.【详解】(1)证明:∵△ABC 与△APD 是等边三角形,∴∠BAC =∠PAD =60°,AB =AC ,AP =AD ,∴∠BAP =∠DAC ,在△ABP 与△ACD 中,AB AC BAP CAD AP AD ⎧⎪∠∠⎨⎪⎩===,∴ABP ACD ≌△△(SAS );(2)∵PC AC =,∴∠APC=∠CAP ,∵△ABC 是等边三角形,∴∠B=∠BAC=60°,又∵∠B+∠BAC+∠APC+∠CAP=180°,∴∠BAC+∠CAP=12×180°=90°,即:∠BAP=90°,∴∠APB=90°-60°=30°,∴∠ADC=∠APB=30°,∵△APD 是等边三角形,∴PDC ∠=60°-∠ADC=60°-30°=30°;(3)PDC ∠=PAC ∠,随着点P 位置的变化,PDC ∠与PAC ∠的数量关系不会发生变化,理由如下:设CD 与AP 交于点O ,∵ABP ACD ≌△△,∴∠ACD=∠ABP=60°,∵∠APD=60°,∴∠ACD=∠APD ,又∵∠AOC=∠DOP ,∠AOC+∠ACD+∠PAC=180°,∠DOP+∠APD+∠PDC=180°,∴PDC ∠=PAC ∠.【点睛】本题主要考查全等三角形的判定和性质,等边三角形的性质,直角三角形的判定,熟练掌握全等三角形的判定和性质,是解题的关键.4.(1)作图发现:如图1,已知ABC ∆,小涵同学以AB 、AC 为边向ABC ∆外作等边ABD ∆和等边ACE ∆,连接BE ,CD .这时他发现BE 与CD 的数量关系是.(2)拓展探究:如图2,已知ABC ∆,小涵同学以AB 、AC 为边向外作正方形ABFD 和正方形ACGE ,连接BE ,CD ,试判断BE 与CD之间的数量关系,并说明理由.【答案】(1)BE=CD ;(2)BE=CD ,理由见解析;【分析】(1)利用等边三角形的性质得出,,60AD AB AC AE BAD CAE ==∠=∠=°,然后有CAD EAB ∠=∠,再利用SAS 即可证明CAD EAB ∆∆≌,则有BE CD =;(2)利用正方形的性质得出,,90AD AB AC AE BAD CAE ==∠=∠=°,然后有CAD EAB ∠=∠,再利用SAS 即可证明CAD EAB ∆∆≌,则有BE CD =;【详解】(1)如图1所示:ABD ∆ 和ACE ∆都是等边三角形,,,60AD AB AC AE BAD CAE ==∠=∠=∴°,BAD BAC CAE BAC ∴∠+∠=∠+∠,即CAD EAB ∠=∠,在CAD ∆和EAB ∆中,AD AB CAD EAB AC AE =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,()CAD EAB SAS ∆∆∴≌BE CD ∴=.(2)BE CD =, 四边形ABFD 和ACGE 均为正方形,AD AB ∴=,AC AE =,90BAD CAE ∠=∠=︒,BAD BAC CAE BAC ∴∠+∠=∠+∠CAD EAB ∠=∠∴,在CAD ∆和EAB ∆中,AD AB CAD EAB AC AE =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,()CAD EAB SAS ∆∆∴≌,BE CD ∴=。
要点一: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:(〔)△ ABD AEC (2)Za+Z BOC=180
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 , 证明
(1) ABE DBC
(2)AE DC
60
(3)AE与DC之间的夹角为
(4) AGB DFB
(5) EGB CFB
(6)BH 平分AHC
(7)GF//AC
变式精练1如图两个等边三角形ABD与BCE ,
连结AE与CD ,
证明(1) ABE DBC
(2)AE DC
(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
变式精练2:如图两个等边三角形ABD与BCE,连结AE 与CD ,
证明(1)ABE DBC
⑵ AE DC
⑶ AE与DC之间的夹角为60
⑷ AE与DC的交点设为H ,BH平分AHC
例2:如图,两个正方形ABCD与DEFG旌结
AG,CE ,二者相交于点H
问:(1)ADG CDE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 ?
例3:如图两个等腰直角三角形ADC与EDG,连
结AG,CE ,二者相交于点H
问:(1)ADG CDE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 ?
例4:两个等腰三角形ABD与BCE,其中AB BD ,CB EB, ABD 连结AE与
CBE CD ,
问:(1)ABE DBC是否成立?
D
(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 ?。