
第15講全等三角形的七種模型(核心考點講與練) 題型一:一線三等角構(gòu)造全等模型 一.解答題(共2小題) 1.(2017秋?浦東新區(qū)期中)已知:如圖,AB⊥BD,ED⊥BD,C是BD上的一點,AC⊥CE,AB=CD,求證:BC=DE. 【分析】根據(jù)直角三角形全等的判定方法,ASA即可判定三角形全等. 【解答】證明:∵AB⊥BD,ED⊥BD,AC⊥CE(已知) ∴∠ACE=∠B=∠D=90°(垂直的意義) ∵∠BCA+∠DCE+∠ACE=180°(平角的意義) ∠ACE=90°(已證) ∴∠BCA+∠DCE=90°(等式性質(zhì)) ∵∠BCA+∠A+∠B=180°(三角形內(nèi)角和等于180°) ∠B=90°(已證) ∴∠BCA+∠A=90°(等式性質(zhì)) ∴∠DCE=∠A (同角的余角相等) 在△ABC和△CDE中, , ∴△ABC≌△CDE(ASA) ∴BC=DE.(全等三角形對應(yīng)邊相等) 【點評】本題考查了全等三角形的判定和性質(zhì);熟練掌握三角形全等的判定定理是解題的關(guān)鍵. 2.(2013秋?上海期中)如圖,AB⊥BD,ED⊥BD,C是BD上的一點,BC=DE,AB=CD.求證:AC⊥CE. 【分析】根據(jù)垂直的定義得到∠ABC=∠EDC=90°,則可根據(jù)”SAS“判定△ABC≌△CDE,根據(jù)三角形全等的性質(zhì)得∠A=∠DCE,利用∠ACB+∠A=90°可得∠ACB+∠DCE=90°,再利用平角的定義計算出∠ACE=90°, 然后根據(jù)垂直的定義即可得到結(jié)論. 【解答】證明:∵AB⊥BD,ED⊥BD, ∴∠ABC=∠EDC=90°, 在△ABC和△CDE中, , ∴△ABC≌△CDE, ∴∠A=∠DCE, ∵∠ACB+∠A=90°, ∴∠ACB+∠DCE=90°, ∴∠ACE=90°, ∴AC⊥CE. 【點評】本題考查了全等三角形的判定與性質(zhì):全等三角形的判定是結(jié)合全等三角形的性質(zhì)證明線段和角相等的重要工具.在判定三角形全等時,關(guān)鍵是選擇恰當(dāng)?shù)呐卸l件. 題型二:手拉手模型—旋轉(zhuǎn)型全等 一.填空題(共1小題) 1.(2021秋?寶山區(qū)校級月考)如圖,在矩形ABCD中,對角線AC,BD相交于點O,AB=6,∠DAC=60°,點F在線段AO上從點A至點O運(yùn)動,連接DF,以DF為邊作等邊三角形DFE,點E和點A分別位于DF兩側(cè),下列結(jié)論:①∠BDE=∠EFC;②ED=EC;③∠ADF=∠ECF;④點E運(yùn)動的路程是2,其中正確結(jié)論的序號為 ?、佗冖邰堋。? 【分析】①根據(jù)∠DAC=60°,OD=OA,得出△OAD為等邊三角形,再由△DFE為等邊三角形,得∠DOA=∠DEF=60°,再證明△DEG∽△FOG,即可得出結(jié)論①正確; ②如圖,連接OE,利用SAS證明△DAF≌△DOE,再證明△ODE≌△OCE,即可得出結(jié)論②正確; ③通過等量代換即可得出結(jié)論③正確; ④如圖,延長OE至E′,使OE′=OD,連接DE′,通過△DAF≌△DOE,∠DOE=60°,可分析得出點F在線段AO上從點A至點O運(yùn)動時,點E從點O沿線段OE′運(yùn)動到E′,從而得出結(jié)論④正確; 【解答】解:①∵∠DAC=60°,OD=OA, ∴△OAD為等邊三角形, ∴∠DOA=∠DAO=∠ODA=60°,AD=OD, ∵△DFE為等邊三角形, ∴∠EDF=∠EFD=∠DEF=60°,DF=DE, ∴∠DOA=∠DEF=60°, ∵∠∠DGE=∠FGO, ∴△DEG∽△FOG, ∴∠BDE=∠EFC, 故結(jié)論①正確; ②如圖,連接OE, 在△DAF和△DOE中, , ∴△DAF≌△DOE(SAS), ∴∠DOE=∠DAF=60°, ∵∠COD=180°﹣∠AOD=120°, ∴∠COE=∠COD﹣∠DOE=120°﹣60°=60°, ∴∠COE=∠DOE, 在△ODE和△OCE中, , ∴△ODE≌△OCE(SAS), ∴ED=EC,∠OCE=∠ODE, 故結(jié)論②正確; ③∵∠ODE=∠ADF, ∴∠ADF=∠OCE,即∠ADF=∠ECF, 故結(jié)論③正確; ④如圖,延長OE至E′,使OE′=OD,連接DE′, ∵△DAF≌△DOE,∠DOE=60°, ∴點F在線段AO上從點A至點O運(yùn)動時,點E從點O沿線段OE′運(yùn)動到E′, ∵OE′=OD=AD=AB?tan∠ABD=6?tan30°=2, ∴點E運(yùn)動的路程是2 , 故結(jié)論④正確; 故答案為:①②③④. 【點評】本題主要考查了矩形性質(zhì),等邊三角形判定和性質(zhì),全等三角形判定和性質(zhì),等腰三角形的判定和性質(zhì),點的運(yùn)動軌跡等,熟練掌握全等三角形判定和性質(zhì)、等邊三角形判定和性質(zhì)等相關(guān)知識是解題關(guān)鍵. 二.解答題(共2小題) 2.(2021秋?太康縣期末)在△ABC中,AB=AC,點D是直線BC上的一點(不與點B、C重合),以AD為腰右側(cè)作等腰三角形△ADE,且AD=AE,∠BAC=∠DAE,聯(lián)接CE. (1)如圖1,當(dāng)點D在線段BC上,如果∠BAC=90°,則∠BCE= 90 度. (2)設(shè)∠BAC=α,∠BCE=β. ①點D是在線段BC上移動時,如圖2,則α、β之間有怎樣的數(shù)量關(guān)系?試說明理由. ②點D是在射線CB上移動時,則α、β之間有怎樣的數(shù)量關(guān)系?試直接寫出結(jié)論. 【分析】(1)證明△BAD≌△CAE,得∠B=∠ACE,即可證明; (2)①與(1)同理證明△BAD≌△CAE,得∠ABD=∠ACE,則∠BAC+∠BCE=∠BAC+∠BCA+∠ACE=∠BAC+∠BCA+∠B=180°; ②同理證明△ADB≌△AEC,得∠ABD=∠ACE,由∠ABD=∠BAC+∠ACB,則∠BAC=∠BCE. 【解答】解:(1)∵∠BAC=∠DAE, ∴∠BAD=∠CAE, 在△BAD與△CAE中, , ∴△BAD≌△CAE(SAS), ∴∠B=∠ACE, ∴∠BCE=∠ACB+∠ACE=90°, 故答案為:90; (2)①α+β=180°,理由如下: ∵∠BAC=∠DAE, ∴∠BAD=∠CAE, 在△BAD與△CAE中, , ∴△BAD≌△CAE(SAS), ∴∠ABD=∠ACE, ∵∠BAC+∠ABD+∠BCA=180°, ∴∠BAC+∠BCE=∠BAC+∠BCA+∠ACE=∠BAC+∠BCA+∠B=180°, ∴α+β=180°; ②α=β,理由如下: ∵∠DAE=∠BAC, ∴∠DAB=∠EAC, 在△ADB與△AEC中, , ∴△ADB≌△AEC(SAS), ∴∠ABD=∠ACE, ∵∠ABD=∠BAC+∠ACB, ∴∠BAC=∠BCE, ∴α=β. 【點評】本題主要考查了等腰三角形的性質(zhì),全等三角形的判定與性質(zhì),三角形外角的性質(zhì)等知識,證明△ADB≌△AEC是解題的關(guān)鍵. 3.(2021春?浦東新區(qū)月考)(1)問題發(fā)現(xiàn) 如圖1,已知△ACB和△DCE均為等邊三角形,點A,D,E在同一直線上,連接BE,求∠AEB的度數(shù). (2)拓展探究 如圖2,若△ACB和△DCE均為等腰直角三角形,∠ACB=∠DCE=90°,點A、D、E在同一直線上,CM為△DCE中DE邊上的高,連接BE; 求:①∠AEB的度數(shù); ②線段CM,AE,BE之間的數(shù)量關(guān)系,并說明理由. 【分析】(1)先判斷出CA=CB,CD=CE,∠ACB=∠DCE=60°,進(jìn)而得出∠ACD=∠BCE,進(jìn)而用SAS判斷出△ACD≌△BCE,得出∠ADC=∠BEC,即可得出結(jié)論; (2)①同(1)的方法,即可得出結(jié)論; ②同(1)的方法得,△ACD≌△BCE(SAS)得出AD=BE,再判斷出DM=CM,即可得出結(jié)論. 【解答】解:(1)∵△ACB和△DCE是等邊三角形, ∴CA=CB,CD=CE,∠ACB=∠DCE=60°, ∴∠BCD=∠DCE﹣∠BCD, ∴∠ACD=∠BCE, 在△ACD和△BCE中, , ∴△CD≌△BCE(SAS), ∴∠ADC=∠BEC, ∵△CDE是等邊三角形, ∴∠CDE=∠CED=60°, ∴∠ADC=180°﹣∠CDE=120°, ∴∠BEC=120°, ∴∠AEB=∠BEC﹣∠CED=120°﹣60°=60°; (2)①同(1)的方法得,△ACD≌△BCE(SAS), ∴∠ADC=∠BEC, ∵△DCE是等腰直角三角形, ∴∠CDE=∠CED=45°, ∴∠ADC=180°﹣∠CDE=135°, ∴∠BEC=135°, ∴∠AEB=∠BEC﹣∠CED=135°﹣45°=90°; ②同(1)的方法得,△ACD≌△BCE(SAS), ∴AD=BE, ∵CD=CE,CM⊥DE, ∴DM=ME, 在Rt△DCE中,CM⊥DE,∠CDM=45°, ∴∠DCM=∠CDM=45°, ∴DM=CM, ∴DM=ME=CM, ∴AE=AD+DE=BE+2CM. 【點評】此題是三角形綜合題,主要考查了等邊三角形的性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì),等腰直角三角形的性質(zhì),判斷出△ACD≌△BCE時解本題的關(guān)鍵. 題型三:倍長中線模型 一.選擇題(共2小題) 1.(2020秋?饒平縣校級期末)在△ABC中,AB=4,AC=6,AD是BC邊上的中線,則AD的取值范圍是( ?。?A.0<AD<10 B.1<AD<5 C.2<AD<10 D.0<AD<5 【分析】延長AD至點E,使得DE=AD,可證△ABD≌△CDE,可得AB=CE,AD=DE,在△ACE中,根據(jù)三角形三邊關(guān)系即可求得AE的取值范圍,即可解題. 【解答】解:延長AD至點E,使得DE=AD, ∵在△ABD和△CDE中, ∵, ∴△ABD≌△CDE(SAS), ∴AB=CE,AD=DE ∵△ACE中,AC﹣AB<AE<AC+AB, ∴2<AE<10, ∴1<AD<5. 故選:B. 【點評】本題考查了全等三角形的判定,考查了全等三角形對應(yīng)邊相等的性質(zhì),本題中求證△ABD≌△CDE是解題的關(guān)鍵. 2.(2006秋?閔行區(qū)期末)在△ABC中,AB=7,AC=5,AD是邊BC的中線,那么AD的取值范圍是( ?。?A.0<AD<12 B.2<AD<12 C.0<AD<6 D.1<AD<6 【分析】延長AD至E,使DE=AD,連接CE.根據(jù)SAS證明△ABD≌△ECD,得CE=AB,再根據(jù)三角形的三邊關(guān)系:三角形兩邊之和大于第三邊,兩邊之差小于第三邊即可求解. 【解答】 解:延長AD至E,使DE=AD,連接CE. ∵AD是邊BC的中線, ∴BD=CD, 在△ABD和△ECD中, ∴△ABD≌△ECD(SAS), ∴CE=AB=7. 在△ACE中,CE﹣AC<AE<CE+AC, 即:2<2AD<12, 1<AD<6. 故選:D. 【點評】此題主要考查了全等三角形的判定和性質(zhì)、三角形的三邊關(guān)系. 注意:出現(xiàn)中點的輔助線一般應(yīng)延長中線所在的直線構(gòu)造全等三角形,這是一種非常重要的方法,要注意掌握. 二.填空題(共1小題) 3.(2018秋?嘉定區(qū)期末)在△ABC中,AB=5,AC=7,AD是BC邊上的中線,則AD的取值范圍是 1<AD<6?。?【分析】作出圖形,延長中線AD到E,使DE=AD,利用“邊角邊”證明△ACD和△EBD全等,根據(jù)全等三角形對應(yīng)邊相等可得AC=BE,然后根據(jù)三角形任意兩邊之和大于第三邊,兩邊之差小于第三邊求出AE的范圍,再除以2即可得解. 【解答】解:如圖,延長中線AD到E,使DE=AD, ∵AD是三角形的中線 ∴BD=CD, 在△ACD和△EBD中, ∵, ∴△ACD≌△EBD(SAS), ∴AC=BE, ∵AB=5,BE=AC=7, ∴7﹣5<2AD<7+5,即2<2x<12, ∴1<AD<6. 故答案為:1<AD<6. 【點評】本題考查了三角形的三邊關(guān)系,全等三角形的判定與性質(zhì),根據(jù)輔助線的作法,“遇中線加倍延”作出輔助線構(gòu)造全等三角形是解題的關(guān)鍵. 題型四:平行線+線段中的構(gòu)造全等模型 一.解答題(共2小題) 1.(2017春?松江區(qū)期末)如圖,已知梯形ABCD中,AD∥BC,E為AB中點,DE⊥EC. 求證:(1)DE平分∠ADC; (2)AD+BC=DC. 【分析】(1)延長DE交CB的延長線于F,可證得△AED≌△BEF,根據(jù)三線合一的性質(zhì)可得出CD=CF,推出∠CDF=∠F,由∠ADF=∠F即可證明; (2)由△AED≌△BEF,根據(jù)三線合一的性質(zhì)可得出CD=CF,進(jìn)而利用等線段的代換可證得結(jié)論; 【解答】證明:(1)延長DE交CB的延長線于F, ∵AD∥CF, ∴∠A=∠ABF,∠ADE=∠F. 在△AED與△BEF中, , ∴△AED≌△BEF, ∴AD=BF,DE=EF, ∵CE⊥DF, ∴∠CDF=∠F, ∵AD∥CF, ∴∠ADE=∠F, ∴∠ADE=∠CDF, ∴ED平分∠ADC. (2)∵△AED≌△BEF, ∴AD=BF,DE=EF, ∵CE⊥DF, ∴CD=CF=BC+BF, ∴AD+BC=DC. 【點評】本題考查梯形、全等三角形的判定和性質(zhì)、線段的垂直平分線的性質(zhì)等知識,解題的關(guān)鍵是因為點E是中點,所以應(yīng)該聯(lián)想到構(gòu)造全等三角形,這是經(jīng)常用到的解題思路,同學(xué)們要注意掌握. 2.(2015春?普陀區(qū)期末)如圖,在四邊形ABCD中,AD∥BC,E是AB的中點,連接DE并延長交CB的延長線于點F,點G在邊BC上,且∠1=∠2. (1)求證:△ADE≌△BFE; (2)聯(lián)結(jié)EG,試說明EG與DF垂直的理由. 【分析】(1)由AD與BC平行,利用兩直線平行內(nèi)錯角相等,得到一對角相等,再由一對對頂角相等及E為AB中點得到一對邊相等,利用AAS即可得出△ADE≌△BFE; (2)由∠GDF=∠ADE,以及(1)得出的∠ADE=∠BFE,等量代換得到∠GDF=∠BFE,利用等角對等邊得到GF=GD,即三角形GDF為等腰三角形,再由(1)得到DE=FE,即GE為底邊上的中線,利用三線合一即可得到GE與DF垂直. 【解答】解:(1)∵AD∥BC, ∴∠1=∠F(兩直線平行,內(nèi)錯角相等) ∵E為AB的中點, ∴AE=BE(中點的意義), 在△ADE和△BFE中, ∴△ADE≌△BFE(AAS). (2)∵∠1=∠F,∠1=∠2, ∴∠F=∠2(等量代換), ∴DG=FG(等角對等邊). ∵△ADE≌△BFE (已證), ∴DE=FE(全等三角形的對應(yīng)邊相等), ∴EG⊥DF(等腰三角形三線合一). 【點評】此題考查了全等三角形的判定與性質(zhì),平行線的性質(zhì),以及等腰三角形的判定與性質(zhì),熟練掌握判定與性質(zhì)是解本題的關(guān)鍵. 聲明: 題型五:角平分線+垂直全等模型 一.解答題(共1小題) 1.(2018秋?招遠(yuǎn)市期末)如圖,在△ABC中,點D是邊BC的中點,點E在△ABC內(nèi),AE平分∠BAC,CE⊥AE,點F在邊AB上,EF∥BC. (1)求證:四邊形BDEF是平行四邊形; (2)線段BF、AB、AC的數(shù)量之間具有怎樣的關(guān)系?證明你所得到的結(jié)論. 【分析】(1)證明△AGE≌△ACE,根據(jù)全等三角形的性質(zhì)可得到GE=EC,再利用三角形的中位線定理證明DE∥AB,再加上條件EF∥BC可證出結(jié)論; (2)先證明BF=DE=BG,再證明AG=AC,可得到BF=(AB﹣AG)=(AB﹣AC). 【解答】(1)證明:延長CE交AB于點G, ∵AE⊥CE, ∴∠AEG=∠AEC=90°, 在△AEG和△AEC中, ∴△AGE≌△ACE(ASA). ∴GE=EC. ∵BD=CD, ∴DE為△CGB的中位線, ∴DE∥AB. ∵EF∥BC, ∴四邊形BDEF是平行四邊形. (2)解:BF=(AB﹣AC). 理由如下: ∵四邊形BDEF是平行四邊形, ∴BF=DE. ∵D、E分別是BC、GC的中點, ∴BF=DE=BG. ∵△AGE≌△ACE, ∴AG=AC, ∴BF=(AB﹣AG)=(AB﹣AC). 【點評】此題主要考查了平行四邊形的判定與性質(zhì),全等三角形的判定與性質(zhì),三角形中位線定理,題目綜合性較強(qiáng),證明GE=EC,再利用三角形中位線定理證明DE∥AB是解決問題的關(guān)鍵. 題型六:正方形中的半角模型 一.解答題(共1小題) 1.(2009?寶山區(qū)二模)小杰和他的同學(xué)組成了“愛琢磨”學(xué)習(xí)小組,有一次,他們碰到這樣一道題: “已知正方形ABCD,點E、F、G、H分別在邊AB、BC、CD、DA上,若EG⊥FH,則EG=FH“ 經(jīng)過思考,大家給出了以下兩個方案: (甲)過點A作AM∥HF交BC于點M,過點B作BN∥EG交CD于點N; (乙)過點A作AM∥HF交BC于點M,作AN∥EG交CD的延長線于點N; 小杰和他的同學(xué)順利的解決了該題后,大家琢磨著想改變問題的條件,作更多的探索. … (1)對小杰遇到的問題,請在甲、乙兩個方案中任選一個,加以證明(如圖1); (2)如果把條件中的“正方形”改為“長方形”,并設(shè)AB=2,BC=3(如圖2),試探究EG、FH之間有怎樣的數(shù)量關(guān)系,并證明你的結(jié)論; (3)如果把條件中的“EG⊥FH”改為“EG與FH的夾角為45°”,并假設(shè)正方形ABCD的邊長為1,F(xiàn)H的長為(如圖3),試求EG的長度. 【分析】(1)無論選甲還是選乙都是通過構(gòu)建全等三角形來求解.甲中,通過證△AMB≌△BNC來得出所求的結(jié)論.乙中,通過證△AMB≌△ADN來得出結(jié)論; (2)同(1)一樣,只不過將全等三角形該成了相似三角形,通過相似三角形得出的對應(yīng)線段成比例來得出EG:FH=3:2; (3)按(1)的思路也要通過構(gòu)建全等三角形來求解,可過點A作AM∥HF交BC于點M,過點A作AN∥EG交CD于點N,將△AND繞點A旋轉(zhuǎn)到△APB,不難得出△APM和△ANM全等,那么可得出PM=MN,而MB的長可在直角三角形ABM中根據(jù)AB和AM(即HF的長)求出.如果設(shè)DN=x,那么NM=PM=BM+x,MC=BC﹣BM=1﹣BM,因此可在直角三角形MNC中用勾股定理求出DN的長,進(jìn)而可在直角三角形AND中求出AN即EG的長. 【解答】(1)證明:過點A作AM∥HF交BC于點M,作AN∥EG交CD的延長線于點N ∴AM=HF,AN=EG ∵正方形ABCD, ∴AB=AD,∠BAD=∠ADN=90°, ∵EG⊥FH ∴∠NAM=90° ∴∠BAM=∠DAN 在△ABM和△ADN中,∠BAM=∠DAN,AB=AD,∠ABM=∠ADN ∴△ABM≌△ADN, ∴AM=AN 即EG=FH; (2)結(jié)論:EG:FH=3:2 證明:過點A作AM∥HF交BC于點M,作AN∥EG交CD的延長線于點N ∴AM=HF,AN=EG, ∵長方形ABCD, ∴∠BAD=∠ADN=90°, ∵EG⊥FH, ∴∠NAM=90°, ∴∠BAM=∠DAN, ∴△ABM∽△ADN, ∴, ∵AB=2BC=AD=3, ∴; (3)解:過點A作AM∥HF交BC于點M,過點A作AN∥EG交CD于點N, ∵AB=1,AM=FH= ∴在Rt△ABM中,BM= 將△AND繞點A旋轉(zhuǎn)到△APB, ∵EG與FH的夾角為45°, ∴∠MAN=45°, ∴∠DAN+∠MAB=45°, 即∠PAM=∠MAN=45°, 從而△APM≌△ANM, ∴PM=NM, 設(shè)DN=x,則NC=1﹣x,NM=PM=+x 在Rt△CMN中,(+x)2=+(1﹣x)2, 解得x=, ∴EG=AN==, 答:EG的長為. 【點評】本題主要考查了正方形的性質(zhì)、全等三角形的判定和性質(zhì)、相似三角形的判定和性質(zhì)、圖形的旋轉(zhuǎn)變換等知識.通過輔助線或圖形的旋轉(zhuǎn)將所求的線段與已知的線段構(gòu)建到一對全等或相似的三角形中是本題的基本思路. 題型七:等腰三角形中的半角模型 一.解答題(共3小題) 1.(2021春?嘉定區(qū)期末)在等邊三角形ABC的兩邊AB、AC所在直線上分別有兩點M、N,P為△ABC外一點,且∠MPN=60°,∠BPC=120°,BP=CP.探究:當(dāng)點M、N分別在直線AB、AC上移動時,BM,NC,MN之間的數(shù)量關(guān)系. (1)如圖①,當(dāng)點M、N在邊AB、AC上,且PM=PN時,試說明MN=BM+CN. (2)如圖②,當(dāng)點M、N在邊AB、AC上,且PM≠PN時,MN=BM+CN還成立嗎? 答: 一定成立 .(請在空格內(nèi)填“一定成立”“不一定成立”或“一定不成立”). (3)如圖③,當(dāng)點M、N分別在邊AB、CA的延長線上時,請直接寫出BM,NC,MN之間的數(shù)量關(guān)系. 【分析】(1)根據(jù)等腰三角形的性質(zhì)、三角形內(nèi)角和定理得到∴∠PBC=∠=30°,進(jìn)而得到∠PBM=∠PCN=90°,證明Rt△PBM≌Rt△PCN,得到∠BPM=∠CPN=30°,根據(jù)含30°角的直角三角形的性質(zhì)證明結(jié)論; (2)延長AC至H,使CH=BM,連接PH,證明△PBM≌△PCH,得到PM=PH,∠BPM=∠CPH,再證明△MPN≌△HPN,得到MN=HN,得到答案; (3)在AC上截取CK=BM,連接PK,仿照(2)的方法得出結(jié)論. 【解答】(1)證明:∵△ABC為等邊三角形, ∴∠ABC=∠ACB=60°, ∵∠BPC=120°,BP=CP, ∴∠PBC=∠PCB=×(180°﹣120°)=30°, ∴∠PBM=∠PCN=90°, 在Rt△PBM和Rt△PCN中, , ∴Rt△PBM≌Rt△PCN(HL), ∴∠BPM=∠CPN=30°, ∵∠MPN=60°,PM=PN, ∴△PMN為等邊三角形, ∴PM=PN=MN, 在Rt△PBM中,∠BPM=30°, ∴BM=PM, 同理可得,CN=PN, ∴BM+CN=MN; (2)解:一定成立, 理由如下:如圖②,延長AC至H,使CH=BM,連接PH, 由(1)可知:∠PBM=∠PCN=90°, ∴∠PCH=90°, ∴∠PBM=∠PCH, 在△PBM和△PCH中, , ∴△PBM≌△PCH(SAS), ∴PM=PH,∠BPM=∠CPH, ∵∠BPM+∠CPN=60°, ∴∠CPN+∠CPH=60°, ∴∠MPN=∠HPN, 在△MPN和△HPN中, , ∴△MPN≌△HPN(SAS), ∴MN=HN=BM+CN, 故答案為:一定成立; (3)解:如圖③,在AC上截取CK=BM,連接PK, 在△PBM和△PCK中, , ∴△PBM≌△PCK(SAS), ∴PM=PK,∠BPM=∠CPK, ∵∠BPM+∠BPN=60°, ∴∠CPK+∠BPN=60°, ∴∠KPN=60°, ∴∠MPN=∠KPN, 在△MPN和△KPN中, , ∴△MPN≌△KPN(SAS), ∴MN=KN, ∵KN=NC﹣CK=NC﹣BM, ∴MN=NC﹣BM. 【點評】本題考查的是全等三角形的判定和性質(zhì)、等邊三角形的性質(zhì),掌握全等三角形的判定定理和性質(zhì)定理是解題的關(guān)鍵. 2.(2017春?楊浦區(qū)校級期末)在等邊△ABC的兩邊AB、AC所在直線上分別有兩點M、N,D為△ABC外一點,且∠MDN=60°,∠BDC=120°,BD=DC.探究:當(dāng)M、N分別在直線AB、AC上移動時,BM、NC、MN之間的數(shù)量關(guān)系及△AMN的周長Q與等邊△ABC的周長L的關(guān)系. (1)如圖1,△ABC是周長為9的等邊三角形,則△AMN的周長Q= 6??; (2)如圖2,當(dāng)點M、N邊AB、AC上,且DM=DN時,BM、NC、MN之間的數(shù)量關(guān)系是 BM+CN=MN??;此時= ??; (3)點M、N在邊AB、AC上,且當(dāng)DM≠DN時,猜想(2)問的兩個結(jié)論還成立嗎?寫出你的猜想并加以證明. 【分析】(1)構(gòu)建全等三角形來實現(xiàn)線段的轉(zhuǎn)換.延長AC至E,使CE=BM,連接DE.根據(jù)題意得到∠MBD=∠NCD=90°,那么三角形MBD和ECD中,有了一組直角,MB=CE,BD=DC,因此兩三角形全等,那么DM=DE,∠BDM=∠CDE,∠EDN=∠BDC﹣∠MDN=60°.三角形MDN和EDN中,有DM=DE,∠EDN=∠MDN=60°,有一條公共邊,因此兩三角形全等,MN=NE,至此我們把BM轉(zhuǎn)換成了CE,把MN轉(zhuǎn)換成了NE,因為NE=CN+CE,因此NM=BM+CN.可根據(jù)L的值確定與Q的值; (2)如果DM=DN,∠DMN=∠DNM,因為BD=DC,那么∠DBC=∠DCB=30°,也就有∠MBD=∠NCD=60+30=90°,直角三角形MBD、NCD中,因為BD=CD,DM=DN,根據(jù)HL定理,兩三角形全等.那么BM=NC,∠BMD=∠DNC=60°,三角形NCD中,∠NDC=30°,DN=2NC,在三角形DNM中,DM=DN,∠MDN=60°,因此三角形DMN是個等邊三角形,因此MN=DN=2NC=NC+BM,三角形AMN的周長Q=AM+AN+MN=AM+AN+MB+NC=AB+AC=2AB,三角形ABC的周長L=3AB,因此Q:L=2:3. (3)如果DM≠DN,我們可通過構(gòu)建全等三角形來實現(xiàn)線段的轉(zhuǎn)換.延長AC至E,使CE=BM,連接DE.(1)中我們已經(jīng)得出,∠MBD=∠NCD=90°,那么三角形MBD和ECD中,有了一組直角,MB=CE,BD=DC,因此兩三角形全等,那么DM=DE,∠BDM=∠CDE,∠EDN=∠BDC﹣∠MDN=60°.三角形MDN和EDN中,有DM=DE,∠EDN=∠MDN=60°,有一條公共邊,因此兩三角形全等,MN=NE,至此我們把BM轉(zhuǎn)換成了CE,把MN轉(zhuǎn)換成了NE,因為NE=CN+CE,因此NM=BM+CN.Q與L的關(guān)系的求法同(1),得出的結(jié)果是一樣的. 【解答】(1)解:如圖2,延長AC至E,使CE=BM,連接DE, ∵BD=CD,且∠BDC=120°, ∴∠DBC=∠DCB=30°, 又∵△ABC是等邊三角形, ∴∠MBD=∠NCD=90°, 在△MBD與△ECD中, , ∴△MBD≌△ECD(SAS). ∴DM=DE,∠BDM=∠CDE. ∴∠EDN=∠BDC﹣∠MDN=60°. 在△MDN與△EDN中, , ∴△MDN≌△EDN(SAS), ∴MN=NE=NC+BM, ∵△AMN的周長Q=AM+AN+MN=AM+AN+(NC+BM)=(AM+BM)+(AN+NC)=AB+AC=2AB, 等邊△ABC的周長L=3AB=9,即AB=3, 則Q=6; (2)解:如圖,BM、NC、MN之間的數(shù)量關(guān)系BM+NC=MN. 此時=; (3)猜想:(2)中的結(jié)論仍然成立, 證明:如圖,延長AC至E,使CE=BM,連接DE, ∵BD=CD,且∠BDC=120°, ∴∠DBC=∠DCB=30°, 又∵△ABC是等邊三角形, ∴∠MBD=∠NCD=90°, 在△MBD與△ECD中, , ∴△MBD≌△ECD(SAS). ∴DM=DE,∠BDM=∠CDE. ∴∠EDN=∠BDC﹣∠MDN=60°. 在△MDN與△EDN中, , ∴△MDN≌△EDN(SAS), ∴MN=NE=NC+BM, ∵△AMN的周長Q=AM+AN+MN=AM+AN+(NC+BM)=(AM+BM)+(AN+NC)=AB+AC=2AB, 等邊△ABC的周長L=3AB, ∴=. 故答案為:(1)6;(2)BM+NC=MN; 【點評】此題考查了三角形全等的判定及性質(zhì),題目中線段的轉(zhuǎn)換都是根據(jù)全等三角形來實現(xiàn)的,當(dāng)題中沒有明顯的全等三角形時,我們要根據(jù)條件通過作輔助線來構(gòu)建于已知和所求條件相關(guān)的全等三角形,熟練掌握全等三角形的判定與性質(zhì)是解本題的關(guān)鍵. 3.(2014秋?新鄉(xiāng)期末)閱讀下面材料: 小輝遇到這樣一個問題:如圖1,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,點D,E在邊BC上,∠DAE=45°.若BD=3,CE=1,求DE的長. 小輝發(fā)現(xiàn),將△ABD繞點A按逆時針方向旋轉(zhuǎn)90°,得到△ACF,連接EF(如圖2),由圖形旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)和等腰直角三角形的性質(zhì)以及∠DAE=45°,可證△FAE≌△DAE,得FE=DE.解△FCE,可求得FE(即DE)的長. 請回答:在圖2中,∠FCE的度數(shù)是 90° ,DE的長為 ?。?參考小輝思考問題的方法,解決問題: 如圖3,在四邊形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°.E,F(xiàn)分別是邊BC,CD上的點,且∠EAF=∠BAD.猜想線段BE,EF,F(xiàn)D之間的數(shù)量關(guān)系并說明理由. 【分析】對于圖2,由旋轉(zhuǎn)性質(zhì)得到∠ACF=∠B=45°,CF=BD,所以∠FCE=∠ACF+∠ACB=90°,然后利用勾股定理計算EF,即可得到DE; 對于圖3,將△ABE繞點A按逆時針方向旋轉(zhuǎn),使AB與AD重合,得到△ADG,根據(jù)旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)得BE=DG,AE=AG,∠DAG=∠BAE,∠B=∠ADG,由于∠B+∠ADC=180°,則∠ADG+∠ADC=180°,則可判斷點F,D,G在同一條直線上,接著證明△AEF≌△AGF,得到EF=FG,由于FG=DG+FD=BE+DF,于是得到EF=BE+FD. 【解答】解:如圖2,∵∠ACF=∠B=45°, ∴∠FCE=∠ACF+∠ACB=45°+45°=90°, 在Rt△EFC中,∵CF=BD=3,CE=1, ∴EF===, ∴DE=, 故答案為90°;; 如圖3, 猜想:EF=BE+FD.理由如下: 如圖,將△ABE繞點A按逆時針方向旋轉(zhuǎn),使AB與AD重合,得到△ADG, ∴BE=DG,AE=AG,∠DAG=∠BAE,∠B=∠ADG, ∵∠B+∠ADC=180°, ∴∠ADG+∠ADC=180°,即點F,D,G在同一條直線上, ∵∠DAG=∠BAE, ∴∠GAE=∠BAD, ∵∠EAF=∠BAD, ∴∠GAF=∠EAF, 在△AEF和△AGF中, , ∴△AEF≌△AGF(SAS), ∴EF=FG, ∵FG=DG+FD=BE+DF, ∴EF=BE+FD. 【點評】本題考查了旋轉(zhuǎn)的性質(zhì):對應(yīng)點到旋轉(zhuǎn)中心的距離相等;對應(yīng)點與旋轉(zhuǎn)中心所連線段的夾角等于旋轉(zhuǎn)角;旋轉(zhuǎn)前、后的圖形全等.也考查了全等三角形的判定與性質(zhì).
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