第十三章 轴对称习题课 分类思想在等腰三角形中的应用(含答案)

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名称 第十三章 轴对称习题课 分类思想在等腰三角形中的应用(含答案)
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资源类型 试卷
版本资源 人教版
科目 数学
更新时间 2023-11-19 00:00:00

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第十三章 轴对称 习题课 分类思想在等腰三角形中的应用
【知识网络】
【同步练习】
分类讨论思想是解题的一种常用方法,在等腰三角形中,往往会遇到条件或结论不唯一的情况,此时就需要分类讨论,通过正确的分类讨论,可以使复杂的问题得到清晰、完整、严密的解答.其解题策略为:先分类,再画图,后计算.
类型1 当顶角或底角不确定时,分类讨论
对于等腰三角形,只要知道它的一个内角的度数,就能算出其他两个内角的度数,如果条件中没有确定这个角是顶角还是底角,就要分两种情况讨论.
1.等腰三角形的一个角的外角为110°,则这个等腰三角形的顶角度数为(  )
A.110° B.110°或70° C.70°或40° D.40°
2.若等腰三角形的一个外角等于130°,则这个三角形的顶角为 .
3.如果等腰三角形中一个角是另一个角的度数的一半,则该等腰三角形各内角的度数是 .
4.若等腰三角形中有一个角等于40°,求这个等腰三角形的顶角度数.
5.已知△ABC是等腰三角形,且∠A+∠B=130°,求∠A的度数.
类型2 当底和腰不确定时,分类讨论
6.若等腰三角形的两边长分别是3 cm和5 cm,则这个等腰三角形的周长是(  )
A.8 cm B.13 cm C.8 cm或13 cm D.11 cm或13 cm
7.若实数m、n满足等式|m-2|+=0,且m、n恰好是等腰△ABC的两条边的边长,则△ABC的周长是(  )
A.12    B.10   C.8   D.6
8.已知△ABC的三边长分别为4、4、6,在△ABC所在平面内画一条直线,将△ABC分割成两个三角形,使其中的一个是等腰三角形,则这样的直线最多可画 条(  )
A.3 B.4 C.5 D.6
类型3 当高的位置关系不确定时,分类讨论
由于题目中的“另一边”没有指明是“腰”还是“底边”,因此必须进行分类讨论,另外,还要结合图形,分高在三角形的内部和在三角形的外部.
9.等腰三角形有一个角为52°,则它的一条腰上的高与底边的夹角是 .
10.已知等腰三角形一腰上的高与另一腰的夹角为36°,求这个等腰三角形底角的度数.
11.等腰三角形一腰上的高与另一边的夹角为25°,求这个三角形的各个内角的度数.
类型4 由腰的垂直平分线引起的分类讨论
12.在△ABC中,AB=AC,AB边上的垂直平分线与AC所在的直线相交所得的锐角为40°,求底角∠B的度数.
13.在 中, , 的垂直平分线交 于点 ,交直线 于点 , ,求 的度数.
类型5 由腰上的中线引起的分类讨论
14.等腰三角形ABC的底边BC长为5 cm,一腰上的中线BD将其分为周长差为3 cm的两部分,求腰长.
类型6 点的位置不确定引起的分类讨论
15.【2023大连西岗区期末】如图,已知 是射线 上一动点(即点 可在射线 上运动) ,当 ____________时, 为等腰三角形.
16.如图,在平面直角坐标系中,点A的坐标是(2,0),点B的坐标是(0,3),以AB为边作等腰三角形,则在坐标轴上的另一个顶点有___个.
17.【2022·合肥168中学月考】已知O为等边三角形ABD的边BD的中点,AB=4,E,F分别为射线AB,DA上的动点,且∠EOF=120°.若AF=1,求BE的长.
18.如图,△ABC中,AB=BC=AC=12cm,现有两点M、N分别从点A、点B同时出发,沿三角形的边运动,已知点M的速度为1cm/s,点N的速度为2cm/s,当点N第一次到达B点时,M、N同时停止运动.
(1)点M、N运动几秒后,M、N两点重合?
(2)点M、N运动几秒后,可得到等边△AMN
(3)当点M、N在BC边上运动时,能否得到以MN为底边的等腰△AMN?如存在,请求出此时M、N运动的时间.
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参考答案
【同步练习】
分类讨论思想是解题的一种常用方法,在等腰三角形中,往往会遇到条件或结论不唯一的情况,此时就需要分类讨论,通过正确的分类讨论,可以使复杂的问题得到清晰、完整、严密的解答.其解题策略为:先分类,再画图,后计算.
类型1 当顶角或底角不确定时,分类讨论
对于等腰三角形,只要知道它的一个内角的度数,就能算出其他两个内角的度数,如果条件中没有确定这个角是顶角还是底角,就要分两种情况讨论.
1.等腰三角形的一个角的外角为110°,则这个等腰三角形的顶角度数为( C )
A.110° B.110°或70° C.70°或40° D.40°
2.若等腰三角形的一个外角等于130°,则这个三角形的顶角为 .
【答案】50°或80°
3.如果等腰三角形中一个角是另一个角的度数的一半,则该等腰三角形各内角的度数是 .
【答案】36°、72°、72°或90°、45°、45°
4.若等腰三角形中有一个角等于40°,求这个等腰三角形的顶角度数.
解:分两种情况讨论:
(1)顶角为40°;
(2)若底角为40°,则顶角为180°-40°×2=100°.
综上可知,这个等腰三角形的顶角度数为40°或100°.
5.已知△ABC是等腰三角形,且∠A+∠B=130°,求∠A的度数.
解:①当∠A为顶角时.∵∠A+∠B+∠C=180°,∠A+∠B=130°,∴∠C=50°,∴∠A=80°;
②当∠C为顶角时,则∠A=∠B,∴∠A+∠B=130°,∴∠A=65°;
③当∠B为顶角时,则∠A=∠C,∵∠A+∠B=130°,∠A+∠B+∠C=180°,∴∠A=∠C=50°.
类型2 当底和腰不确定时,分类讨论
6.若等腰三角形的两边长分别是3 cm和5 cm,则这个等腰三角形的周长是( D )
A.8 cm B.13 cm C.8 cm或13 cm D.11 cm或13 cm
7.若实数m、n满足等式|m-2|+=0,且m、n恰好是等腰△ABC的两条边的边长,则△ABC的周长是( B )
A.12    B.10   C.8   D.6
8.已知△ABC的三边长分别为4、4、6,在△ABC所在平面内画一条直线,将△ABC分割成两个三角形,使其中的一个是等腰三角形,则这样的直线最多可画 条( B )
A.3 B.4 C.5 D.6
【解析】由题意得△ABC为等腰三角形,设两腰的垂直平分线与底的交点分别是D1、D2,底边的两个三等分点分别为D3、D4,则当直线分别过顶点与D1、D2、D3、D4的连线时,直线将三角形分成两个三角形,且其中一个为等腰三角形.
类型3 当高的位置关系不确定时,分类讨论
由于题目中的“另一边”没有指明是“腰”还是“底边”,因此必须进行分类讨论,另外,还要结合图形,分高在三角形的内部和在三角形的外部.
9.等腰三角形有一个角为52°,则它的一条腰上的高与底边的夹角是 .
【答案】38°或26°
10.已知等腰三角形一腰上的高与另一腰的夹角为36°,求这个等腰三角形底角的度数.
解:设△ABC为等腰三角形,AB=AC,分两种情况讨论:
①若∠A<90°,如图①所示.
∵BD⊥AC,∴∠A+∠ABD=90°.
∵∠ABD=36°,∴∠A=90°-36°=54°.
∵AB=AC,∴∠ABC=∠C=×(180°-54°)=63°;
②若∠A>90°,如图②所示.
同①可得∠DAB=90°-36°=54°,∴∠BAC=180°-54°=126°.∵AB=AC,∴∠ABC=∠C=×(180°-126°)=27°.
综上所述,这个等腰三角形底角的度数为63°或27°.
11.等腰三角形一腰上的高与另一边的夹角为25°,求这个三角形的各个内角的度数.
解:设在△ABC中,AB=AC,BD⊥AC于点D.
(1)若高与底边的夹角为25°,高一定在△ABC的内部,
如图①所示.∵∠DBC=25°,
∴∠C=90°-∠DBC=90°-25°=65°.
∴∠ABC=∠C=65°.
∴∠A=180°-2×65°=50°.
(2)若高与另一腰的夹角为25°,如图②,当高在△ABC的内部时,
∵∠ABD=25°,∴∠A=90°-∠ABD=65°.
∴∠C=∠ABC=(180°-∠A)÷2=57.5°.
如图③,当高在△ABC的外部时,∵∠ABD=25°,
∴∠BAD=90°-∠ABD=90°-25°=65°.
∴∠BAC=180°-65°=115°.
∴∠ABC=∠C=(180°-115°)÷2=32.5°.
故三角形各个内角的度数为65°,65°,50°或65°,57.5°,
57.5°或115°,32.5°,32.5°.
类型4 由腰的垂直平分线引起的分类讨论
12.在△ABC中,AB=AC,AB边上的垂直平分线与AC所在的直线相交所得的锐角为40°,求底角∠B的度数.
解:此题分以下两种情况:
(1)如图①,AB边的垂直平分线与AC边交于点D,∠ADE=40°,则∠A=50°.∵AB=AC,
∴∠B=(180°-50°)÷2=65°;
(2)如图②,AB边的垂直平分线与CA的延长线交于点D,∠ADE=40°,则∠DAE=50°.
∵AB=AC,∴∠B=50°÷2=25°.
故∠B的大小为65°或25°.
13.在 中, , 的垂直平分线交 于点 ,交直线 于点 , ,求 的度数.
解:分以下两种情况讨论:
①当 是锐角时,如图1, 垂直平分 , , . ,
.
, ,
.
②当 是钝角时,如图2,
垂直平分 ,
, .


.


.
综上, 的度数为 或 .
类型5 由腰上的中线引起的分类讨论
14.等腰三角形ABC的底边BC长为5 cm,一腰上的中线BD将其分为周长差为3 cm的两部分,求腰长.
解:∵BD为AC边上的中线,∴AD=CD.
(1)当(AB+AD)-(BC+CD)=3 cm时,
则AB-BC=3 cm.
∵BC=5 cm,∴AB=BC+3=8(cm);
(2)当(BC+CD)-(AB+AD)=3 cm时,
则BC-AB=3 cm.
∵BC=5 cm,∴AB=BC-3=2(cm).
但是当AB=2 cm时,三边长分别为2 cm,2 cm,5 cm,而2+2<5,不合题意,舍去.
故腰长为8 cm.
类型6 点的位置不确定引起的分类讨论
15.【2023大连西岗区期末】如图,已知 是射线 上一动点(即点 可在射线 上运动) ,当 ____________时, 为等腰三角形.
【解析】 分情况讨论如下:①当 时,
;②当
时, , ;③当
时, . 综上所述,当 或 或
时, 为等腰三角形.
16.如图,在平面直角坐标系中,点A的坐标是(2,0),点B的坐标是(0,3),以AB为边作等腰三角形,则在坐标轴上的另一个顶点有___个.
【答案】8
17.【2022·合肥168中学月考】已知O为等边三角形ABD的边BD的中点,AB=4,E,F分别为射线AB,DA上的动点,且∠EOF=120°.若AF=1,求BE的长.
解:分两种情况讨论:
(1)当点F在边DA上时,如图①,作OM∥AB交AD于点M.
∵△ABD为等边三角形,
∴∠A=∠ABD=∠D=60°,AD=BD=AB=4.
∵OM∥AB,
∴∠DMO=∠A=60°,∠DOM=∠ABD=60°.
∴△DOM为等边三角形,∠OMF=∠BOM=120°.
∴MO=OD=MD.
∵OD=OB=2,∴OM=OB=DM=2.∴AM=2.
∵∠EOF=120°,∴∠EOF-∠BOF=∠BOM-∠BOF,
即∠BOE=∠MOF.
又∵∠OBE=180°-60°=120°,
∴∠OBE=∠OMF.
∴△OMF≌△OBE(ASA).∴MF=BE.
∵AF=1,∴FM=1.∴BE=1.
(2)当点F在线段DA的延长线上时,如图②,作OM∥AB交AD于点M,同(1)可得△OMF≌△OBE,DM=AM=2,
∴BE=FM.
∵AF=1,∴FM=3.∴BE=3.
综上所述,BE的长为1或3.
18.如图,△ABC中,AB=BC=AC=12cm,现有两点M、N分别从点A、点B同时出发,沿三角形的边运动,已知点M的速度为1cm/s,点N的速度为2cm/s,当点N第一次到达B点时,M、N同时停止运动.
(1)点M、N运动几秒后,M、N两点重合?
(2)点M、N运动几秒后,可得到等边△AMN
(3)当点M、N在BC边上运动时,能否得到以MN为底边的等腰△AMN?如存在,请求出此时M、N运动的时间.
解:设点M、N运动时间为ts,(1)由题意得,2t-t=12,解得t=12,答:点M、N运动12s后,M、N两点重合; 
(2)当点M在AC边上,点N在AB边上时,由题意得t=12-2t,解得t=4;当点M在BC边上时,t>12,此时点N也在BC上,故不可能得到等边三角形.∴点M、N运动4s后,可得到等边△AMN; 
(3)由(2)可知:当t>12时,点M、N都在BC上,由题意得AM=AN,易得CM=BN,即t-12=36-2t,解得t=16,∴当点M、N在BC边上运动时,能得到以MN为底边的等腰△AMN,此时M、N运动的时间为16s.