平行线章末复习8大考点
【考点1 三线八角的判断】
【例1】如图,同位角共有( )对.
A.6 B.5 C.8 D.7
【变式1-1】如图,图中的内错角有( )对.
A.5 B.7 C.8 D.10
【变式1-2】如图所示,若平面上4条两两相交,且无三线共点的4条直线,则共有同旁内角的对数为( )
A.12对 B.15对 C.24对 D.32对
【变式1-3】如图,“4”字图中有a对同位角,b对内错角,c对同旁内角,则abc= .
【考点2 填写推理过程】
【例2】(2023秋 东坡区期末)如图,AB∥CD,点E在线段CD上,连接BE并延长与AD的延长线相交于点F,连接BD,∠1=∠2,∠3=∠4.
求证:AF∥BC.
证明:理由如下:
∵AB∥CD,
∴∠4= . ( )
∵∠3=∠4,(已知)
∴∠3= .(等量代换)
∵∠1=∠2,( )
∴∠1+ =∠2+ .(等式性质)
即 = .(等式性质)
∴∠3= .(等量代换)
∴AF∥BC.( )
【变式2-1】(2023秋 洛江区期末)如图,已知AD⊥BC于点D,EF⊥BC于点F,∠3=∠C.试说明:∠1=∠2.
(请在下面的解答中,填上适当的理由或数学式).
解:∵∠3=∠C,
∴GD∥AC ( ),
∴∠2=∠4 ( ).
∵AD⊥BC,EF⊥BC,
∴AD∥EF ( ),
∴∠4=∠ .
∴∠1=∠2 ( ).
【变式2-2】(2023春 普陀区校级月考)如图,点G在CD上,已知∠BAG+∠AGD=180°,EA平分∠BAG,FG平分∠AGC,请说明AE∥GF的理由.
解:因为∠BAG+∠AGD=180°( ),
∠AGC+∠AGD=180°( ),
所以∠BAG=∠AGC( ).
因为EA平分∠BAG,
所以∠1 ( ).
因为FG平分∠AGC,
所以∠2 ,
得∠1=∠2( ),
所以AE∥GF( ).
【变式2-3】(2023秋 泉州期末)填空:(将下面的推理过程及依据补充完整)
如图,已知:CD平分∠ACB,AC∥DE,CD∥EF,那么EF平分∠DEB吗?
解:∵CD平分∠ACB(已知),
∴∠1=∠2( ),
∵AC∥DE(已知),
∴∠1=∠ ,
∴∠2=∠3(等量代换),
∵CD∥EF(已知),
∴∠4=∠3( ),∠2=∠5( ),
∴∠4=∠5(等量代换).
∴EF平分∠DEB.
【考点3 平行线的判定与性质综合证明题】
【例3】(2023春 镇江期中)已知:如图所示,∠BAC和∠ACD的平分线交于E,AE交CD于点F,∠1+∠2=90°.
(1)求证:AB∥CD;
(2)试探究∠2与∠3的数量关系,并说明理由.
【变式3-1】(2023秋 建宁县期末)如图,一条直线分别与直线BE、直线CE、直线BF、直线CF相交于A,G,H,D,且∠1=∠2,∠B=∠C.
求证:(1)BF∥EC;
(2)∠A=∠D.
【变式3-2】(2023秋 九龙县期末)如图,已知点A在EF上,点P,Q在BC上,∠E=∠EMA,∠BQM=∠BMQ.
(1)求证:EF∥BC;
(2)若FP⊥AC,∠2+∠C=90°,求证:∠1=∠B;
(3)若∠3+∠4=180°,∠BAF=3∠F﹣20°,求∠B的度数.
【变式3-3】(2023秋 安居区期末)如图,∠ADE+∠BCF=180°,AF平分∠BAD,∠BAD=2∠F.
(1)AD与BC平行吗?请说明理由.
(2)AB与EF的位置关系如何?为什么?
(3)若BE平分∠ABC.试说明:①∠ABC=2∠E;②∠E+∠F=90°.
【考点4 平移中几何综合问题】
【例4】(2023春 和平区校级月考)已知:AB∥CD,C在D的右侧,BE平分∠ABC,DE平分∠ADC,BE,DE所在直线交于点E,∠ADC=70°.
(1)则∠EDC= (度);
(2)若∠ABC=n°,求∠BED的度数(用含n的式子表示).
(3)将线段BC沿DC方向平移,使得点B在点A右侧,其他条件不变,若∠ABC=n°,
则∠BED= (度)(用含n的式子表示).
【变式4-1】(2023春 曲周县期末)【探究】如图1,已知直线MN∥PQ,点A在MN上,点C在PQ上,点E在MN,PQ两平行线之间,则∠AEC=∠ +∠ ;
【应用】如图2,已知直线l1∥l2,点A,B在l1上,点C,D在l2上,连接AD,BC.AE,CE分别是∠BAD,∠BCD的平分线,∠α=70°,∠β=30°.
(1)求∠AEC的度数;
(2)将线段AD沿CD方向平移,如图3所示,其他条件不变,求∠AEC的度数.
【变式4-2】(2023春 奉化区校级期末)如图1,AB,BC被直线AC所截,点D是线段AC上的点,过点D作DE∥AB,连接AE,∠B=∠E=70°.
(1)请说明AE∥BC的理由.
(2)将线段AE沿着直线AC平移得到线段PQ,连接DQ.
①如图2,当DE⊥DQ时,求∠Q的度数;
②在整个运动中,当∠Q=2∠EDQ时,则∠Q= .
【变式4-3】(2023春 天元区期末)已知BC∥OA,∠B=∠A=100°,试回答下列问题:
(1)如图①所示,试说明OB∥AC;
(2)如图②,若点E,F在BC上,且满足∠FOC=∠AOC,并且OE平分∠BOF.则∠EOC的度数等于 (在横线上填上答案即可);
(3)在(2)的条件下,若平行移动AC,如图③,那么∠OCB:∠OFB的值是否随之发生变化?若变化,试说明理由;若不变,求出这个比值;
(4)在(3)的条件下,在平行移动AC的过程中,若使∠OEB=∠OCA,此时∠OCA的度数等于 (在横线上填上答案即可).
【考点5 平行线中的辅助线构造】
【例5】(2023秋 西乡县期末)(1)【问题】
如图1,若AB∥CD,∠BEP=25°,∠PFC=150°.求∠EPF的度数;
(2)【问题迁移】
如图2,AB∥CD,点P在AB的上方,问∠PEA,∠PFC,∠EPF之间有何数量关系?请说明理由;
(3)【联想拓展】
如图3所示,在(2)的条件下,已知∠EPF=α,∠PEA的平分线和∠PFC的平分线交于点G,用含有α的式子表示∠G的度数.
【变式5-1】(2023秋 济阳区期末)如图,AB∥CD,定点E,F分别在直线AB,CD上,在平行线AB,CD之间有一个动点P,满足0°<∠EPF<180°.
(1)试问:∠AEP,∠CFP,∠EPF满足怎样的数量关系?
解:由于点P是平行线AB,CD之间一动点,因此需对点P的位置进行分类讨论.
①如图1,当点P在EF的左侧时,猜想∠AEP,∠CFP,∠EPF满足的数量关系,并说明理由;
②如图2,当点P在EF的右侧时,直接写出∠AEP,∠CFP,∠EPF满足的数量关系为 .
(2)如图3,QE,QF分别平分∠PEB,∠PFD,且点P在EF左侧.
①若∠EPF=100°,则∠EQF的度数为 ;
②猜想∠EPF与∠EQF的数量关系,并说明理由.
【变式5-2】(2023秋 农安县期末)已知直线AB∥CD,P为平面内一点,连接PA、PD.
(1)如图1,已知∠A=50°,∠D=150°,求∠APD的度数;
(2)如图2,判断∠PAB、∠CDP、∠APD之间的数量关系为 .
(3)如图3,在(2)的条件下,AP⊥PD,DN平分∠PDC,若∠PAN∠PAB=∠APD,求∠AND的度数.
【变式5-3】(2023秋 南岗区校级期中)已知,AB∥DE,点C在AB上方,连接BC、CD.
(1)如图1,求证:∠BCD+∠CDE=∠ABC;
(2)如图2,过点C作CF⊥BC交ED的延长线于点F,探究∠ABC和∠F之间的数量关系;
(3)如图3,在(2)的条件下,∠CFD的平分线交CD于点G,连接GB并延长至点H,若BH平分∠ABC,求∠BGD﹣∠CGF的值.
【考点6 与平行线有关的实际问题】
【例6】(2023秋 罗湖区期末)请解答下列各题:
(1)阅读并回答:
科学实验证明,平面镜反射光线的规律是:射到平面镜上的光线和被反射出的光线与平面镜所夹的角相等.如图1,一束平行光线AB与DE射向一个水平镜面后被反射.此时∠1=∠2,∠3=∠4.
①由条件可知:∠1=∠3,依据是 ,∠2=∠4,依据是 .
②反射光线BC与EF平行,依据是 .
(2)解决问题:
如图2,一束光线m射到平面镜a上,被a反射到平面镜b上,又被b镜反射,若b射出的光线n平行于m,且∠1=42°,则∠2= ;∠3= .
【变式6-1】(2023秋 嵩县期末)图1展示了光线反射定律:EF是镜面AB的垂线,一束光线m射到平面镜AB上,被AB反射后的光线为n,则入射光线m,反射光线n与垂线EF所夹的锐角θ1=θ2.
(1)在图1中,证明:∠1=∠2.
(2)图2中,AB,BC是平面镜,入射光线m经过两次反射后得到反射光线n,已知∠1=30°,∠4=60°,判断直线m与直线n的位置关系,并说明理由.
(3)图3是潜望镜工作原理示意图,AB,CD是平行放置的两面平面镜.请解释进入潜望镜的光线m为什么和离开潜望镜的光线n是平行的?
【变式6-2】(2022秋 开江县期末)当光线经过镜面反射时,入射光线、反射光线与镜面所夹的角对应相等.例如:在图①、图②中都有∠1=∠2,∠3=∠4.设镜子AB与BC的夹角∠ABC=α.
(1)如图①,若α=90°,判断入射光线EF与反射光线GH的位置关系,并说明理由.
(2)如图②,若90°<α<180°,入射光线EF与反射光线GH的夹角∠FMH=β.探索α与β的数量关系,并说明理由.
(3)如图③,若α=130°,设镜子CD与BC的夹角∠BCD为钝角,入射光线EF与镜面AB的夹角∠1=x(0°<x<90°).已知入射光线EF从镜面AB开始反射,经过n(n为正整数,且n≤3)次反射,当第n次反射光线与入射光线EF平行时,请直接写出∠BCD的度数(可用含x的代数式表示).
【变式6-3】(2023春 广宁县期末)“一带一路”让中国和世界更紧密,“中欧铁路”为了安全起见在某段铁路两旁安置了两座可旋转探照灯.如图1所示,灯A射线从AM开始顺时针旋转至AN便立即回转,灯B射线从BP开始顺时针旋转至BQ便立即回转,两灯不停交叉照射巡视.若灯A转动的速度是每秒2度,灯B转动的速度是每秒1度,假定主道路是平行的,即PQ∥MN,且∠BAM:∠BAN=2:1.
(1)填空:∠BAN= ;
(2)如图2,
①若灯B射线先转动30s,灯A射线才开始转动,在灯B射线到达BQ之前,设灯A转动t秒(0<t<90),则∠MAM'= ,∠PBP'= ;(用含t的式子表示)
②在①的条件下,若AM′∥BP',则t= 秒.
(3)如图3,若两灯同时转动,在灯A射线到达AN之前.若射出的光束交于点C,过C作∠ACD交PQ于点D,且∠ACD=120°,则在转动过程中,请探究∠BAC与∠BCD的数量关系是否发生变化?若不变,请求出其数量关系;若改变,请说明理由.
【考点7 平行线中的旋转问题】
【例7】(2023秋 三水区期末)将一副三角板中的两个直角顶点C叠放在一起(如图①),其中∠ACB=∠DCE=90°,∠A=30°,∠B=60°,∠D=∠E=45°,设∠ACE=x.
(1)填空:∠BCE= ,∠ACD= ;(用含x的代数式表示)
(2)若∠BCD=5∠ACE,求∠ACE的度数;
(3)若三角板ABC不动,三角板DCE绕顶点C转动一周,当∠BCE等于多少度时CD∥AB?
【变式7-1】(2023秋 太仓市期末)如图所示,已知直线AB∥直线CD,直线EF分别交直线AB、CD于点A,C.且∠BAC=60°,现将射线AB绕点A以每秒2°的转速逆时计旋转得到射线AM.同时射线CE绕点C以每秒3°的转速顺时针旋转得到射线CN,当射线CN旋转至与射线CA重合时,则射线CN、射线AM均停止转动,设旋转时间为t(秒).
(1)在旋转过程中,若射线AM与射线CN相交,设交点为P.
①当t=20(秒)时,则∠CPA= °;
②若∠CPA=70°,求此时t的值;
(2)在旋转过程中,是否存在AM∥CN?若存在,求出此时t的值;若不存在,请说明理由.
【变式7-2】(2023春 醴陵市期末)钱塘江汛期来临前,防汛指挥部准备在一危险地带两岸各安置了一探照灯,便于夜间查看江水及两岸河堤的情况.如图,灯A射线自AM顺时针旋转至AN便立即回转,灯B射线自BP顺时针旋转至BQ便立即回转,两灯不停交叉照射巡视.若灯A转动的速度是3度/秒,灯B转动的速度是1度/秒.假定这一带长江两岸河堤是平行的,即PQ∥MN.
(1)当A灯转动t秒时(0<t<60),用t的代数式表示灯A射线转动的角度大小;
(2)若灯B射线先转动30秒,灯A射线才开始转动,在灯B射线到达BQ之前,A灯转动几秒,两灯的光束互相平行?
【变式7-3】(2023春 莱山区期末)我区正在打造某河流夜间景观带,计划在河两岸设置两座可以旋转的射灯.如图1,灯A射线从AM开始顺时针旋转至AN便立即回转,灯B射线从BP开始顺时针旋转至BQ便立即回转,两灯不停交叉照射.若灯A转动的速度是2度/秒,灯B转动的速度是1度/秒,假定河两岸是平行的,即PQ∥MN,且∠BAM=2∠BAN.
(1)∠BAN= 度.
(2)灯A射线从AM开始顺时针旋转至AN需要 秒;
(3)若灯B射线BD(交MN于点D)先转动30秒,灯A射线AC(交PQ于点C)才开始转动.设AC转动时间为t秒,当AC到达AN之前时,如图2所示.
①∠PBD= 度,∠MAC= 度(用含有t的代数式表示);
②求当AC转动几秒时,两灯的光束射线AC∥BD?
(4)在BD到达BQ之前,是否还存在某一时刻,使两灯的光束射线AC∥BD?若存在,直接写出转动时间,若不存在,请说明理由.
【考点8 与平行线有关的综合题】
【例8】(2023秋 丰泽区期末)已知AB∥CD,点M在直线AB上,点N、Q在直线CD上,点P在直线AB、CD之间,连接PM、PN、PQ,PQ平分∠MPN,如图①.
(1)若∠PMA=α、∠PQC=β,求∠NPQ的度数(用含α,β的式子表示);
(2)过点Q作QE∥PN交PM的延长线于点E,过E作EF平分∠PEQ交PQ于点F,如图②,请你判断EF与PQ的位置关系,并说明理由;
(3)在(2)的条件下,连接EN,如图③,若∠NEF∠PMA,求证:NE平分∠PNQ.
【变式8-1】(2022秋 仁寿县期末)如图①.已知AM∥CN,点B为平面内一点,AB⊥BC于点B,过点B作BD⊥AM于点D,设∠BCN=α.
(1)若α=30°,求∠ABD的度数;
(2)如图②,若点E、F在DM上,连接BE、BF、CF,使得BE平分∠ABD、BF平分∠DBC,求∠EBF的度数;
(3)如图③,在(2)问的条件下,若CF平分∠BCH,且∠BFC=3∠BCN,求∠EBC的度数.
【变式8-2】(2023秋 香坊区校级期中)点E在射线DA上,点F、G为射线BC上两个动点,满足∠DBF=∠DEF,∠BDG=∠BGD,DG平分∠BDE.
(1)如图1,当点G在点F右侧时,求证:BD∥EF;
(2)如图2,当点G在点F左侧时,求证:∠DGE=∠BDG+∠FEG;
(3)如图3,在(2)的条件下,P为BD延长线上一点,DM平分∠BDG,交BC于点M,DN平分∠PDM,交EF于点N,连接NG,若DG⊥NG,∠B﹣∠DNG=∠EDN,求∠B的度数.
【变式8-3】(2023秋 南岗区校级期末)已知:直线AB∥CD,一块三角板EFH,其中∠EFH=90°,∠EHF=60°.
(1)如图1,三角板EFH的顶点H落在直线CD上,并使EH与直线AB相交于点G,若∠2=2∠1,求∠1的度数;
(2)如图2,当三角板EFH的顶点F落在直线AB上,且顶点H仍在直线CD上时,EF与直线CD相交于点M,试确定∠E、∠AFE、∠MHE的数量关系;
(3)如图3,当三角板EFH的顶点F落在直线AB上,顶点H在AB、CD之间,而顶点E恰好落在直线CD上时得△EFH,在线段EH上取点P,连接FP并延长交直线CD于点T,在线段EF上取点K,连接PK并延长交∠CEH的角平分线于点Q,若∠Q﹣∠HFT=15°,且∠EFT=∠ETF,求证:PQ∥FH.
平行线章末重难点突破
【考点1 三线八角的判断】
【例1】如图,同位角共有( )对.
A.6 B.5 C.8 D.7
【分析】根据同位角的概念解答即可.
【解答】解:同位角有6对,∠4与∠7,∠3与∠8,∠1与∠7,∠5与∠6,∠2与∠9,∠1与∠3,
故选:A.
【变式1-1】如图,图中的内错角有( )对.
A.5 B.7 C.8 D.10
【分析】根据两条直线被第三条直线所截形成的角中,若两个角都在两直线的之间,并且在第三条直线(截线)的两旁,则这样一对角叫做内错角可得答案.
【解答】解:内错角有:∠1和∠2,∠3和∠4,∠3和∠ABF,∠1和∠11,∠7和∠6,
∠5和∠6,∠4和∠10,∠7和∠8,∠9和∠8,∠10和∠CBH,
共10对,
故选:D.
【变式1-2】如图所示,若平面上4条两两相交,且无三线共点的4条直线,则共有同旁内角的对数为( )
A.12对 B.15对 C.24对 D.32对
【分析】一条直线与另3条直线相交(不交于一点),有3个交点.每2个交点决定一条线段,共有3条线段.4条直线两两相交且无三线共点,共有3×4=12条线段.每条线段两侧各有一对同旁内角,可知同旁内角的总对数.
【解答】解:∵平面上4条直线两两相交且无三线共点,
∴共有3×4=12条线段.
又∵每条线段两侧各有一对同旁内角,
∴共有同旁内角12×2=24(对).
故选:C.
【变式1-3】如图,“4”字图中有a对同位角,b对内错角,c对同旁内角,则abc= .
【分析】根据同位角,内错角,同旁内角的定义,找出相应角的对数,再代入求解即可.
【解答】解:同位角有:∠ABD与∠ECD,共1对,则a=1;
内错角有:∠ABC与∠BCF,共1对,则b=1;
同旁内角有:∠ABC与∠ECB,共1对,则c=1;
∴abc=1.
故答案为:1.
【考点2 填写推理过程】
【例2】(2023秋 东坡区期末)如图,AB∥CD,点E在线段CD上,连接BE并延长与AD的延长线相交于点F,连接BD,∠1=∠2,∠3=∠4.
求证:AF∥BC.
证明:理由如下:
∵AB∥CD,
∴∠4= ∠ABF . ( 两直线平行,同位角相等 )
∵∠3=∠4,(已知)
∴∠3= ∠ABF .(等量代换)
∵∠1=∠2,( 已知 )
∴∠1+ ∠DBF =∠2+ ∠DBF .(等式性质)
即 ∠ABF = ∠CBD .(等式性质)
∴∠3= ∠CBD .(等量代换)
∴AF∥BC.( 内错角相等,两直线平行 )
【分析】根据平行线的性质推出∠4=∠ABF,求出∠3=∠ABF,根据∠1+∠DBF=∠2+∠DBF推出∠ABF=∠CBD,求出∠CBDC=∠3,根据平行线的判定得出即可.
【解答】证明:理由如下:
∵AB∥CD,
∴∠4=∠ABF. (两直线平行,同位角相等 )
∵∠3=∠4,(已知)
∴∠3=∠ABF.(等量代换)
∵∠1=∠2,(已知 )
∴∠1+∠DBF=∠2+∠DBF.(等式性质)
即∠ABF=∠CBD.(等式性质)
∴∠3=∠CBD.(等量代换)
∴AF∥BC.(内错角相等,两直线平行 ).
故答案为:∠ABF;两直线平行,同位角相等;∠ABF;已知;∠DBF;∠DBF;∠ABF;∠CBD;∠CBD;内错角相等,两直线平行.
【变式2-1】(2023秋 洛江区期末)如图,已知AD⊥BC于点D,EF⊥BC于点F,∠3=∠C.试说明:∠1=∠2.
(请在下面的解答中,填上适当的理由或数学式).
解:∵∠3=∠C,
∴GD∥AC ( 同位角相等,两直线平行 ),
∴∠2=∠4 ( 两直线平行,内错角相等 ).
∵AD⊥BC,EF⊥BC,
∴AD∥EF ( 垂直于同一直线的两条直线平行 ),
∴∠4=∠ 1 .
∴∠1=∠2 ( 等量代换 ).
【分析】由已知条件可证得AC∥DG,由平行线的性质可得∠2=∠4,再由AD⊥BC,EF⊥BC可得AD∥EF,则有∠1=∠4,即可得∠1=∠2.
【解答】解:∵∠3=∠C,
∴GD∥AC (同位角相等,两直线平行),
∴∠2=∠4 (两直线平行,内错角相等).
∵AD⊥BC,EF⊥BC,
∴AD∥EF (垂直于同一直线的两条直线平行),
∴∠4=∠1.
∴∠1=∠2 (等量代换).
故答案为:同位角相等,两直线平行;两直线平行,内错角相等;垂直于同一直线的两条直线平行;1;等量代换.
【变式2-2】(2023春 普陀区校级月考)如图,点G在CD上,已知∠BAG+∠AGD=180°,EA平分∠BAG,FG平分∠AGC,请说明AE∥GF的理由.
解:因为∠BAG+∠AGD=180°( 已知 ),
∠AGC+∠AGD=180°( 邻补角的定义 ),
所以∠BAG=∠AGC( 同角的补角相等 ).
因为EA平分∠BAG,
所以∠1 ∠BAG ( 角平分线的定义 ).
因为FG平分∠AGC,
所以∠2 ∠AGC ,
得∠1=∠2( 等量代换 ),
所以AE∥GF( 内错角相等,两直线平行 ).
【分析】根据邻补角的定义及题意得出∠BAG=∠AGC,再根据角平分线的定义得到∠1=∠2,即可判定AE∥GF.
【解答】解:因为∠BAG+∠AGD=180°(已知),
∠AGC+∠AGD=180°(邻补角的定义),
所以∠BAG=∠AGC(同角的补角相等),
因为EA平分∠BAG,
所以∠1∠BAG(角平分线的定义),
因为FG平分∠AGC,
所以∠2∠AGC,
得∠1=∠2(等量代换),
所以AE∥GF(内错角相等,两直线平行).
故答案为:已知;邻补角的定义;同角的补角相等;∠BAG;角平分线的定义;∠AGC;等量代换;内错角相等,两直线平行.
【变式2-3】(2023秋 泉州期末)填空:(将下面的推理过程及依据补充完整)
如图,已知:CD平分∠ACB,AC∥DE,CD∥EF,那么EF平分∠DEB吗?
解:∵CD平分∠ACB(已知),
∴∠1=∠2( 角平分线的定义 ),
∵AC∥DE(已知),
∴∠1=∠ 3 ,
∴∠2=∠3(等量代换),
∵CD∥EF(已知),
∴∠4=∠3( 两直线平行,内错角相等 ),∠2=∠5( 两直线平行,同位角相等 ),
∴∠4=∠5(等量代换).
∴EF平分∠DEB.
【分析】利用角平分线的定义、平行线的性质等知识点,逐个分析得结论.
【解答】解:∵CD平分∠ACB(已知),
∴∠1=∠2(角平分线的定义),
∵AC∥DE(已知),
∴∠1=∠3,
∴∠2=∠3(等量代换),
∵CD∥EF(已知),
∴∠4=∠3(两直线平行,内错角相等),∠2=∠5(两直线平行,同位角相等),
∴∠4=∠5(等量代换).
故答案为:角平分线的定义;3;两直线平行,内错角相等;两直线平行,同位角相等.
【考点3 平行线的判定与性质综合证明题】
【例3】(2023春 镇江期中)已知:如图所示,∠BAC和∠ACD的平分线交于E,AE交CD于点F,∠1+∠2=90°.
(1)求证:AB∥CD;
(2)试探究∠2与∠3的数量关系,并说明理由.
【分析】(1)根据角平分线定义得出∠BAC=2∠1,∠ACD=2∠2,根据∠1+∠2=90°得出∠BAC+∠ACD=180°,根据平行线的判定得出即可;
(2)根据平行线的性质和角平分线定义得出∠1=∠3,即可求出答案.
【解答】(1)证明:∵∠BAC和∠ACD的平分线交于E,
∴∠BAC=2∠1,∠ACD=2∠2,
∵∠1+∠2=90°,
∴∠BAC+∠ACD=180°,
∴AB∥CD;
(2)解:∠2+∠3=90°,理由如下:
∵AF平分∠BAC,
∴∠BAF=∠1,
∵AB∥CD,
∴∠BAF=∠3,
∴∠1=∠3,
∵∠1+∠2=90°,
∴∠2+∠3=90°.
【变式3-1】(2023秋 建宁县期末)如图,一条直线分别与直线BE、直线CE、直线BF、直线CF相交于A,G,H,D,且∠1=∠2,∠B=∠C.
求证:(1)BF∥EC;
(2)∠A=∠D.
【分析】(1)由∠1=∠2直接可得结论;
(2)根据BF∥EC,∠B=∠C,可得∠B=∠BFD,从而AB∥CD,即得∠A=∠D.
【解答】证明:(1)∵∠1=∠2(已知),
∴BF∥EC(同位角相等,两直线平行);
(2)∵BF∥EC(已证),
∴∠C=∠BFD(两直线平行,同位角相等),
∵∠B=∠C(已知),
∴∠B=∠BFD(等量代换),
∴AB∥CD(内错角相等,两直线平行),
∴∠A=∠D(两直线平行,内错角相等).
【变式3-2】(2023秋 九龙县期末)如图,已知点A在EF上,点P,Q在BC上,∠E=∠EMA,∠BQM=∠BMQ.
(1)求证:EF∥BC;
(2)若FP⊥AC,∠2+∠C=90°,求证:∠1=∠B;
(3)若∠3+∠4=180°,∠BAF=3∠F﹣20°,求∠B的度数.
【分析】(1)根据,∠E=∠EMA,∠BQM=∠BMQ,结合对顶角相等可得∠E=∠BQM,利用内错角相等两直线平行可证明结论;
(2)根据垂直的定义可得∠PGC=90°,由两直线平行同旁内角互补可得∠EAC+∠C=180°,结合∠2+∠C=90°,可求得∠BAC=90°,利用同位角相等两直线平行可得AB∥FP,进而可证明结论;
(3)根据同旁内角互补可判定AB∥FP,结合∠BAF=3∠F﹣20°可求解∠F的度数,根据平行线的性质可得∠B=∠F,即可求解.
【解答】(1)证明:∵∠E=∠EMA,∠BQM=∠BMQ,∠EMA=∠BMQ,
∴∠E=∠BQM,
∴EF∥BC;
(2)证明:∵FP⊥AC,
∴∠PGC=90°,
∵EF∥BC,
∴∠EAC+∠C=180°,
∵∠2+∠C=90°,
∴∠BAC=∠PGC=90°,
∴AB∥FP,
∴∠1=∠B;
(3)解:∵∠3+∠4=180°,∠4=∠MNF,
∴∠3+∠MNF=180°,
∴AB∥FP,
∴∠F+∠BAF=180°,
∵∠BAF=3∠F﹣20°,
∴∠F+3∠F﹣20°=180°,
解得∠F=50°,
∵AB∥FP,EF∥BC,
∴∠B=∠1,∠1=∠F,
∴∠B=∠F=50°.
【变式3-3】(2023秋 安居区期末)如图,∠ADE+∠BCF=180°,AF平分∠BAD,∠BAD=2∠F.
(1)AD与BC平行吗?请说明理由.
(2)AB与EF的位置关系如何?为什么?
(3)若BE平分∠ABC.试说明:①∠ABC=2∠E;②∠E+∠F=90°.
【分析】(1)由∠ADE+∠BCF=180°结合邻补角互补,可得出∠BCF=∠ADC,再利用“同位角相等,两直线平行”可得出AD∥BC;
(2)根据角平分线的定义及∠BAD=2∠F,可得出∠BAF=∠F,再利用“内错角相等,两直线平行”可得出AB∥EF;
(3)①由AB∥EF,利用“两直线平行,内错角相等”可得出∠ABE=∠E,结合角平分线的定义可得出∠ABC=2∠E;
②由AD∥BC,利用“两直线平行,同旁内角互补”可得出∠BAD+∠ABC=180°,再结合∠BAD=2∠F,∠ABC=2∠E可得出∠E+∠F=90°.
【解答】解:(1)AD∥BC,理由如下:
∵∠ADE+∠BCF=180°,∠ADE+∠ADC=180°,
∴∠BCF=∠ADC,
∴AD∥BC.
(2)AB∥EF,理由如下:
∵AF平分∠BAD,∠BAD=2∠F,
∴∠BAF∠BAD=∠F,
∴AB∥EF.
(3)①∠ABC=2∠E,理由如下:
∵AB∥EF,
∴∠ABE=∠E.
∵BE平分∠ABC,
∴∠ABC=2∠ABE=2∠E.
②∠E+∠F=90°,理由如下:
∵AD∥BC,
∴∠BAD+∠ABC=180°.
∵∠BAD=2∠F,∠ABC=2∠E,
∴2∠E+2∠F=180°,
∴∠E+∠F=90°.
【考点4 平移中几何综合问题】
【例4】(2023春 和平区校级月考)已知:AB∥CD,C在D的右侧,BE平分∠ABC,DE平分∠ADC,BE,DE所在直线交于点E,∠ADC=70°.
(1)则∠EDC= 35 (度);
(2)若∠ABC=n°,求∠BED的度数(用含n的式子表示).
(3)将线段BC沿DC方向平移,使得点B在点A右侧,其他条件不变,若∠ABC=n°,则∠BED= n°﹣35°或215°n° (度)(用含n的式子表示).
【分析】(1)根据角平分线的定义即可求∠EDC的度数;
(2)过点E作EF∥AB,然后根据两直线平行内错角相等,即可求∠BED的度数;
(3)∠BED的度数改变.分三种情况讨论,分别过点E作EF∥AB,先由角平分线的定义可得:∠ABE∠ABCn°,∠CDE∠ADC=35°,然后根据平行线的性质即可得到∠BED的度数.
【解答】解:(1)∵DE平分∠ADC,∠ADC=70°,
∴∠EDC∠ADC70°=35°
故答案为:35;
(2)过点E作EF∥AB,
∵AB∥CD,
∴AB∥CD∥EF,
∴∠ABE=∠BEF,∠CDE=∠DEF,
∵BE平分∠ABC,DE平分∠ADC,∠ABC=n°,∠ADC=70°,
∴∠ABE∠ABCn°,∠CDE∠ADC=35°,
∴∠BED=∠BEF+∠DEFn°+35°;
(3)分三种情况:
如图所示,过点E作EF∥AB,
∵BE平分∠ABC,DE平分∠ADC,∠ABC=n°,∠ADC=70°,
∴∠ABE∠ABCn°,∠CDG∠ADC=35°,
∵AB∥CD,
∴AB∥CD∥EF,
∴∠BEF=∠ABEn°,∠CDG=∠DEF=35°,
∴∠BED=∠BEF﹣∠DEFn°﹣35°.
如图所示,过点E作EF∥AB,
∵BE平分∠ABC,DE平分∠ADC,∠ABC=n°,∠ADC=70°,
∴∠ABE∠ABCn°,∠CDE∠ADC=35°,
∵AB∥CD,
∴AB∥CD∥EF,
∴∠BEF=180°﹣∠ABE=180°n°,∠CDE=∠DEF=35°,
∴∠BED=∠BEF+∠DEF=180°n°+35°=215°n°.
如图所示,过点E作EF∥AB,
∵BE平分∠ABC,DE平分∠ADC,∠ABC=n°,∠ADC=70°,
∴∠ABG∠ABCn°,∠CDE∠ADC=35°,
∵AB∥CD,
∴AB∥CD∥EF,
∴∠BEF=∠ABGn°,∠CDE=∠DEF=35°,
∴∠BED=∠BEF﹣∠DEFn°﹣35°.
综上所述,∠BED的度数为n°﹣35°或215°n°.
故答案为:n°﹣35°或215°n°.
【变式4-1】(2023春 曲周县期末)【探究】如图1,已知直线MN∥PQ,点A在MN上,点C在PQ上,点E在MN,PQ两平行线之间,则∠AEC=∠ NAE +∠ QCE ;
【应用】如图2,已知直线l1∥l2,点A,B在l1上,点C,D在l2上,连接AD,BC.AE,CE分别是∠BAD,∠BCD的平分线,∠α=70°,∠β=30°.
(1)求∠AEC的度数;
(2)将线段AD沿CD方向平移,如图3所示,其他条件不变,求∠AEC的度数.
【分析】【探究】如图1中,作ET∥MN.利用平行线的性质求解即可.
【应用】(1)利用平行线的定义结合角平分线的定义得出∠ECD以及∠AEF的度数即可得出答案;
(2)利用平行线的性质结合角平分线的定义得出∠BAE以及∠AEF的度数即可得出答案.
【解答】解:【探究】如图1中,作ET∥MN.
∵MN∥PQ,ET∥MN,
∴MN∥ET∥PQ,
∴∠NAE=∠AET,∠ECQ=∠CET,
∴∠AEC=∠AET+∠CET=∠EAN+∠QCE.
故答案为:NAE,QCE.
【应用】解:(1)过点E作EF∥l1,
∵l1∥l2,
∴EF∥l2,
∵l1∥l2,
∴∠BCD=∠α,
∵∠α=70°,
∴∠BCD=70°,
∵CE是∠BCD的角平分线,
∴∠ECD70°=35°,
∵EF∥l2,
∴∠FEC=∠ECD=35°,
同理可求∠AEF=15°,
∴∠AEC=∠AEF+∠CEF=50°;
(2)过点E作EF∥l1,
∵l1∥l2,
∴EF∥l2,
∵l1∥l2,
∴∠BCD=∠α,
∵∠α=70°,
∴∠BCD=70°,
∵CE是∠BCD的角平分线,
∴∠ECD70°=35°,
∵EF∥l2,
∴∠FEC=∠ECD=35°,
∵l1∥l2,
∴∠BAD+∠β=180°,
∵∠β=30°,
∴∠BAD=150°,
∵AE平分∠BAD,
∴∠BAE150°=75°,
∵EF∥l1,
∴∠BAE+∠AEF=180°,
∴∠AEF=105°,
∴∠AEC=105°+35°=140°.
【变式4-2】(2023春 奉化区校级期末)如图1,AB,BC被直线AC所截,点D是线段AC上的点,过点D作DE∥AB,连接AE,∠B=∠E=70°.
(1)请说明AE∥BC的理由.
(2)将线段AE沿着直线AC平移得到线段PQ,连接DQ.
①如图2,当DE⊥DQ时,求∠Q的度数;
②在整个运动中,当∠Q=2∠EDQ时,则∠Q= 或140° .
【分析】(1)根据平行线的性质得到∠BAE+∠E=180°,等量代换得到∠BAE+∠B=180°,于是得到结论;
(2)①如图2,过D作DF∥AE交AB于F,②如图3,过D作DF∥AE交AB于F,根据平行线的性质即可得到结论.
【解答】解:(1)∵DE∥AB,
∴∠BAE+∠E=180°,
∵∠B=∠E,
∴∠BAE+∠B=180°,
∴AB∥DE;
(2)①如图2,过D作DF∥AE交AB于F,
∵PQ∥AE,
∴DF∥PQ,
∵∠E=70°,
∴∠EDF=110°,
∵DE⊥DQ,
∴∠EDQ=90°,
∴∠FDQ=360°﹣110°﹣90°=160°,
∴∠DPQ+∠QDP=160°,
∴∠Q=180°﹣160°=20°;
②如图3,过D作DF∥AE交AB于F,
∵PQ∥AE,
∴DF∥PQ,
∴∠QDF=180°﹣∠Q,
∵∠Q=2∠EDQ,
∴∠EDQ∠Q,
∵∠E=70°,
∴∠EDF=110°,
∴180°﹣∠QQ=110°,
∴∠Q.
如图4,过D作DF∥AE交AB于F,
∵PQ∥AE,
∴DF∥PQ,
∴∠QDF=180°﹣∠Q,
∵∠Q=2∠EDQ,
∴∠EDQ∠Q,
∵∠E=70°,
∴∠EDF=110°,
∴180°﹣∠QQ=110°,
∴∠Q=140°,
综上所述,∠Q或140°,
故答案为:或140°.
【变式4-3】(2023春 天元区期末)已知BC∥OA,∠B=∠A=100°,试回答下列问题:
(1)如图①所示,试说明OB∥AC;
(2)如图②,若点E,F在BC上,且满足∠FOC=∠AOC,并且OE平分∠BOF.则∠EOC的度数等于 40° (在横线上填上答案即可);
(3)在(2)的条件下,若平行移动AC,如图③,那么∠OCB:∠OFB的值是否随之发生变化?若变化,试说明理由;若不变,求出这个比值;
(4)在(3)的条件下,在平行移动AC的过程中,若使∠OEB=∠OCA,此时∠OCA的度数等于 60° (在横线上填上答案即可).
【分析】(1)由同旁内角互补,两直线平行证明;
(2)由∠FOC=∠AOC,并且OE平分∠BOF得到∠EOC=∠EOF+∠FOCP(∠BOF+∠FOA)∠BOA,即可求出∠EOC的度数;
(3)由BC与AO平行,得到一对内错角相等,由∠FOC=∠AOC,等量代换得到一对角相等,再利用外角性质等量代换即可得证;
(4)由(2)(3)的结论可得∠OCA度数.
【解答】(1)证明:∵BC∥OA,
∴∠B+∠O=180°,
又∵∠B=∠A,
∴∠A+∠O=180°,
∴OB∥AC;
(2)解:∵∠B+∠BOA=180°,∠B=100°,
∴∠BOA=80°,
∵OE平分∠BOF,
∴∠BOE=∠EOF∠BOF,
∵∠FOC=∠AOC∠FOA,
∴∠EOC=∠EOF+∠FOC∠BOF∠FOA∠BOA=40°;
故答案为:40°;
(3)解:结论:∠OCB:∠OFB 的值不发生变化.
理由为:∵BC∥OA,
∴∠FCO=∠COA,
∵∠FOC=∠AOC,
∴∠FOC=∠FCO,
∴∠OFB=∠FOC+∠FCO=2∠OCB,
∴∠OCB:∠OFB=1:2;
(4)解:由(1)知:OB∥AC,
∴∠OCA=∠BOC,
由(2)知设:∠BOE=∠EOF=α,∠FOC=∠COA=β,
∴∠OCA=∠BOC=2α+β,
∴∠OEB=∠EOC+∠ECO=α+β+β=α+2β,
∵∠OEB=∠OCA,
∴2α+β=α+2β,
∴α=β,
∵∠AOB=80°,
∴α=β=20°,
∴∠OCA=2α+β=40°+20°=60°.
故答案为:60°.
【考点5 平行线中的辅助线构造】
【例5】(2023秋 西乡县期末)(1)【问题】
如图1,若AB∥CD,∠BEP=25°,∠PFC=150°.求∠EPF的度数;
(2)【问题迁移】
如图2,AB∥CD,点P在AB的上方,问∠PEA,∠PFC,∠EPF之间有何数量关系?请说明理由;
(3)【联想拓展】
如图3所示,在(2)的条件下,已知∠EPF=α,∠PEA的平分线和∠PFC的平分线交于点G,用含有α的式子表示∠G的度数.
【分析】(1)过点P作PQ∥AB,根据平行线的性质可得∠FPQ=30°,∠BEP=∠EPQ=25°,进而可求解;
(2)过P点作PN∥AB,则PN∥CD,根据平行线的性质可得∠PEA=∠NPE,即可得∠FPN=∠PEA+∠FPE,结合PN∥CD可求解;
(3)过点G作AB的平行线GH.由平行线的性质可得∠HGE=∠AEG,∠HGF=∠CFG,结合角平分线的定义,利用角的和差可求解.
【解答】解:(1)如图1,过点P作PQ∥AB,
∵PQ∥AB,AB∥CD,
∴CD∥PQ.
∴∠CFP+∠FPQ=180°
∴∠FPQ=180°﹣150°=30°,
又∵PQ∥AB,
∴∠BEP=∠EPQ=25°,
∴∠EPF=∠EPQ+∠FPQ=25°+30°=55°;
(2)∠PFC=∠PEA+∠P,
理由:如图2,过P点作PN∥AB,则PN∥CD,
∴∠PEA=∠NPE,
∵∠FPN=∠NPE+∠FPE,
∴∠FPN=∠PEA+∠FPE,
∵PN∥CD,
∴∠FPN=∠PFC,
∴∠PFC=∠PEA+∠FPE,即∠PFC=∠PEA+∠P;
(3)如图3,过点G作AB的平行线GH.
∵GH∥AB,AB∥CD,
∴GH∥AB∥CD,
∴∠HGE=∠AEG,∠HGF=∠CFG,
又∵∠PEA的平分线和∠PFC的平分线交于点G,
∴∠HGE=∠AEG∠AEP,∠HGF=∠CFG∠CFP,
同(1)易得,∠CFP=∠P+∠AEP,
∴∠HGF(∠P+∠AEP)(α+∠AEP),
∴∠EGF=∠HGF﹣∠HGE(α+∠AEP)α∠AEP﹣∠HGEα.
【变式5-1】(2023秋 济阳区期末)如图,AB∥CD,定点E,F分别在直线AB,CD上,在平行线AB,CD之间有一个动点P,满足0°<∠EPF<180°.
(1)试问:∠AEP,∠CFP,∠EPF满足怎样的数量关系?
解:由于点P是平行线AB,CD之间一动点,因此需对点P的位置进行分类讨论.
①如图1,当点P在EF的左侧时,猜想∠AEP,∠CFP,∠EPF满足的数量关系,并说明理由;
②如图2,当点P在EF的右侧时,直接写出∠AEP,∠CFP,∠EPF满足的数量关系为 ∠AEP+∠EPF+∠PFC=360° .
(2)如图3,QE,QF分别平分∠PEB,∠PFD,且点P在EF左侧.
①若∠EPF=100°,则∠EQF的度数为 130° ;
②猜想∠EPF与∠EQF的数量关系,并说明理由.
【分析】(1)①过点P作PH∥AB,利用平行线的性质即可求解;②过点P作PH∥AB,利用平行线的性质即可求解;
(2)①根据(1)的结论,结合角平分线的定义可求解;
②设:∠BEQ=∠QEP=α,∠QFD=∠PFQ=β,则可求∠P,∠Q,即可求解.
【解答】解:(1)①如图1,当点P在EF的左侧时,过点P作PH∥AB,则PH∥CD,
∴∠AEP=∠EPH,∠FPH=∠CFP,
∴∠EPF=∠EPH+∠FPH=∠AEP+∠CFP,
当点P在EF的右侧时,过点P作PM∥AB,则PM∥CD,
∴∠AEP+∠EPM=180°,∠PFC+∠MPF=180°,
∴∠AEP+∠EPM+∠PFC+∠MPF=360°,
即,∠AEP+∠EPF+∠PFC=360°;
故答案为:∠AEP+∠EPF+∠PFC=360°;
(2)①∠EPF=100°,则∠EQF=130°,
由(1)知∠PEA+∠PFC=∠EPF=100°,
∵QE,QF分别平分∠PEB和∠PFD,
∴∠PFC+2∠DFQ=180°,∠PEA+2∠BEQ=180°,
故∠DFQ+∠BEQ=130°=∠EQF,
故答案为130°;
②∠EPF+2∠EQF=360°.
理由:如图3,QE,QF分别平分∠PEB和∠PFD,
设:∠BEQ=∠QEP=α,∠QFD=∠PFQ=β,
则∠P=180°﹣2α+180°﹣2β=360°﹣2(α+β),
∠Q=α+β,
即:∠EPF+2∠EQF=360°.
【变式5-2】(2023秋 农安县期末)已知直线AB∥CD,P为平面内一点,连接PA、PD.
(1)如图1,已知∠A=50°,∠D=150°,求∠APD的度数;
(2)如图2,判断∠PAB、∠CDP、∠APD之间的数量关系为 ∠CDP+∠PAB﹣APD=180° .
(3)如图3,在(2)的条件下,AP⊥PD,DN平分∠PDC,若∠PAN∠PAB=∠APD,求∠AND的度数.
【分析】(1)过点P作EF∥AB,根据平行线的性质可得∠APE=∠A=50°,∠EPD=180°﹣150°=30°,即可求出∠APD的度数;
(2)过点P作EF∥AB,则AB∥EF∥CD,根据平行线的性质可得∠CDP=∠DPF,∠FPA+∠PAB=180°,又∠FPA=∠DPF﹣APD,即可得出∠CDP+∠PAB﹣APD=180°;
(3)PD交AN于点O,由AP⊥PD,得出∠APO=90°,由∠PAN∠PAB=∠APD得出∠PAN∠PAB=90°,由∠POA+∠PAN=90°,得出∠POA∠PAB,由对顶角相等得出∠NOD∠PAB,由角平分线的性质得出∠ODN∠PDC,即∠AND=180°(∠PAB+∠PDC),由(2)得:∠CDP+∠PAB﹣APD=180°,代入计算即可求出∠AND的度数.
【解答】解:(1)如图1,过点P作EF∥AB,
∵∠A=50°,
∴∠APE=∠A=50°,
∵AB∥CD,
∴EF∥CD,
∴∠CDP+∠EPD=180°,
∵∠D=150°,
∴∠EPD=180°﹣150°=30°,
∴∠APD=∠APE+∠EPD=50°+30°=80°;
(2)如图2,过点P作EF∥AB,则AB∥EF∥CD,
∴∠CDP=∠DPF,∠FPA+∠PAB=180°,
∵∠FPA=∠DPF﹣APD,
∴∠DPF﹣APD+∠PAB=180°,
∴∠CDP+∠PAB﹣APD=180°,
故答案为:∠CDP+∠PAB﹣APD=180°;
(3)如图3,PD交AN于点O,
∵AP⊥PD,
∴∠APO=90°,
∵∠PAN∠PAB=∠APD,
∴∠PAN∠PAB=90°,
∵∠POA+∠PAN=90°,
∴∠POA∠PAB,
∵∠POA=∠NOD,
∴∠NOD∠PAB,
∵DN平分∠PDC,
∴∠ODN∠PDC,
∴∠AND=180°﹣∠NOD﹣∠ODN
=180°(∠PAB+∠PDC),
由(2)得:∠CDP+∠PAB﹣APD=180°,
∴∠CDP+∠PAB=180°+∠APD,
∴∠AND=180°(∠PAB+∠PDC)
=180°(180°+∠APD)
=180°(180°+90°)
=45°.
【变式5-3】(2023秋 南岗区校级期中)已知,AB∥DE,点C在AB上方,连接BC、CD.
(1)如图1,求证:∠BCD+∠CDE=∠ABC;
(2)如图2,过点C作CF⊥BC交ED的延长线于点F,探究∠ABC和∠F之间的数量关系;
(3)如图3,在(2)的条件下,∠CFD的平分线交CD于点G,连接GB并延长至点H,若BH平分∠ABC,求∠BGD﹣∠CGF的值.
【分析】(1)过点C作CM∥AB,可得∠ABC=∠BCM,再由平行线的性质得∠CDE=∠DCM,则可求得∠ABC=∠BCD+∠CDE;
(2)过点C作CN∥AB,可证得CN∥EF,由∠F=∠FCN,结合垂线,从而可求得∠ABC﹣∠F=90°;
(3)延长HG交EF于点Q,过点G作GP∥EF,不难证得∠FGQ=∠ABH﹣∠EFG,再由角平分线的定义得∠ABH∠ABC,∠EFG∠CFD,可得∠FGQ(∠ABC﹣∠CFD),结合(2)即可求解.
【解答】(1)证明:过点C作CM∥AB,如图1,
∴∠ABC=∠BCM,
∵AB∥ED,
∴∠CDE=∠DCM,
∵∠BCM=∠BCD+∠DCM,
∴∠ABC=∠BCD+∠CDE;
(2)解:∠ABC﹣∠F=90°,理由:
过点C作CN∥AB,如图2,
∴∠ABC=∠BCN,
∵AB∥ED,
∴CN∥EF,
∴∠F=∠FCN,
∵∠BCN﹣∠BCF+∠FCN,
∴∠ABC=∠BCF+∠F,
∵CF⊥BC,
∴∠BCF=90°,
∴∠ABC=90°+∠F,
即∠ABC﹣∠F=90°;
(3)延长HG交EF于点Q,过点G作GP∥EF,如图3,
∴∠BGD=∠CGQ,
∵AB∥DE,
∴∠ABH=∠EQG,
∵GP∥EF,
∴∠EQG=∠PGQ,∠EFG=∠PGF,
∴∠PGQ=∠ABH,
∴∠BGD﹣∠CGF=∠CGQ﹣∠CGF=∠FGQ,
∵∠FGQ=∠PGQ﹣∠PGF,
∴∠FGQ=∠ABH﹣∠EFG,
∵BH平分∠ABC,FG平分∠CFD,
∴∠ABH∠ABC,∠EFG∠CFD,
∴∠FGQ∠ABC∠CFD(∠ABC﹣∠CFD),
由(2)可得:∠ABC﹣∠CFD=90°,
∴∠FGQ90°=45°,
即∠BGD﹣∠CGF=45°.
【考点6 与平行线有关的实际问题】
【例6】(2023秋 罗湖区期末)请解答下列各题:
(1)阅读并回答:
科学实验证明,平面镜反射光线的规律是:射到平面镜上的光线和被反射出的光线与平面镜所夹的角相等.如图1,一束平行光线AB与DE射向一个水平镜面后被反射.此时∠1=∠2,∠3=∠4.
①由条件可知:∠1=∠3,依据是 两直线平行,同位角相等 ,∠2=∠4,依据是 等量代换 .
②反射光线BC与EF平行,依据是 同位角相等,两直线平行 .
(2)解决问题:
如图2,一束光线m射到平面镜a上,被a反射到平面镜b上,又被b镜反射,若b射出的光线n平行于m,且∠1=42°,则∠2= 84° ;∠3= 90° .
【分析】(1)根据平行线的判定与性质逐一求解可得;
(2)根据入射角等于反射角得出∠1=∠4,∠5=∠7,求出∠6,根据平行线性质即可求出∠2,求出∠5,根据三角形内角和求出∠3即可.
【解答】解:(1)①由条件可知:∠1=∠3,依据是:两直线平行,同位角相等;∠2=∠4,依据是:等量代换;
②反射光线BC与EF平行,依据是:同位角相等,两直线平行;
故答案为:①两直线平行,同位角相等;等量代换.②同位角相等,两直线平行.
(2)如图,
∵∠1=42°,
∴∠4=∠1=42°,
∴∠6=180°﹣42°﹣42°=96°,
∵m∥n,
∴∠2+∠6=180°,
∴∠2=84°,
∴∠5=∠7,
∴∠3=180°﹣48°﹣42°=90°.
故答案为:84°,90°.
【变式6-1】(2023秋 嵩县期末)图1展示了光线反射定律:EF是镜面AB的垂线,一束光线m射到平面镜AB上,被AB反射后的光线为n,则入射光线m,反射光线n与垂线EF所夹的锐角θ1=θ2.
(1)在图1中,证明:∠1=∠2.
(2)图2中,AB,BC是平面镜,入射光线m经过两次反射后得到反射光线n,已知∠1=30°,∠4=60°,判断直线m与直线n的位置关系,并说明理由.
(3)图3是潜望镜工作原理示意图,AB,CD是平行放置的两面平面镜.请解释进入潜望镜的光线m为什么和离开潜望镜的光线n是平行的?
【分析】(1)根据角的关系解答即可;
(2)求出∠5+∠6=180°,根据平行线的判定得出即可;
(3)根据平行线的性质和平均的定义得到∠5=∠6,根据平行线的判定得出即可.
【解答】(1)证明:∵∠AFE=∠BFE=90°,
∵θ1=θ2.
∴∠1=∠2;
(2)解:直线m∥直线n,
理由:如图2,∵∠1=∠2=30°,∠3=∠4=60°,
∴∠5=180°﹣∠1﹣∠2=120°,∠6=180°﹣∠3﹣∠4=60°,
∴∠5+∠6=180°,
∴直线m∥直线n;
(3)解:∵AB∥CD,
∴∠2=∠3,
∵∠1=∠2,∠3=∠4,
∴∠1=∠2=∠3=∠4,
∴180°﹣∠1﹣∠2=180°﹣∠3﹣∠4,
即:∠5=∠6,
∴m∥n.
【变式6-2】(2022秋 开江县期末)当光线经过镜面反射时,入射光线、反射光线与镜面所夹的角对应相等.例如:在图①、图②中都有∠1=∠2,∠3=∠4.设镜子AB与BC的夹角∠ABC=α.
(1)如图①,若α=90°,判断入射光线EF与反射光线GH的位置关系,并说明理由.
(2)如图②,若90°<α<180°,入射光线EF与反射光线GH的夹角∠FMH=β.探索α与β的数量关系,并说明理由.
(3)如图③,若α=130°,设镜子CD与BC的夹角∠BCD为钝角,入射光线EF与镜面AB的夹角∠1=x(0°<x<90°).已知入射光线EF从镜面AB开始反射,经过n(n为正整数,且n≤3)次反射,当第n次反射光线与入射光线EF平行时,请直接写出∠BCD的度数(可用含x的代数式表示).
【分析】(1)在△BEG中,∠2+∠3+α=180°,α=90°,可得∠2+∠3=90°,根据入射光线、反射光线与镜面所夹的角对应相等可得,∠FEG+∠EGH=180°,进而可得EF∥GH;
(2)在△BEG中,∠2+∠3+α=180°,可得∠2+∠3=180°﹣α,根据入射光线、反射光线与镜面所夹的角对应相等可得,∠MEG=2∠2,∠MGE=2∠3,在△MEG中,∠MEG+∠MGE+β=180°,可得α与β的数量关系;
(3)分两种情况画图讨论:①当n=3时,根据入射光线、反射光线与镜面所夹的角对应相等,及△GCH内角和,可得γ=90°+m.②当n=2时,如果在BC边反射后与EF平行,则α=90°,与题意不符;则只能在CD边反射后与EF平行,根据三角形外角定义,可得∠G=γ﹣50°,由EF∥HK,且由(1)的结论可得,γ=140°.
【解答】解:(1)EF∥GH,
理由如下:在△BEG中,∠2+∠3+α=180°,
∵α=90°,
∴∠2+∠3=90°,
∵∠1+∠2+∠FEG=180°,∠3+∠4+∠EGH=180°,∠1=∠2,∠3=∠4,
∴∠1+∠2+∠FEG+∠3+∠4+∠EGH=360°,
∴∠FEG+∠EGH=180°,
∴EF//GH;
(2)β=2α﹣180°.
理由如下:在△BEG中,∠2+∠3+α=180°,
∴∠2+∠3=180°﹣α,
∵∠1=∠2,∠1=∠MEB,
∴∠2=∠MEB,
∴∠MEG=2∠2,
∵∠3=∠4,∠4=∠MGB∴∠3=∠MGB,
∴∠MGE=2∠3,
在△MEG中,∠MEG+∠MGE+β=180°,
∴β=180°﹣(∠MEG+∠MGE)=180°﹣(2∠2+2∠3)=180°﹣2(∠2+∠3)=180°﹣2(180°﹣α)=2α﹣180°;
(3)90°+m或140°.
理由如下:①当n=3时,如下图所示:
∵∠BEG=∠1=x,
∴∠BGE=∠CGH=60°﹣x,
∴∠FEG=180°﹣2∠1=180°﹣2x,
∠EGH=180°﹣2∠BGE=180°﹣2(60°﹣x),
∵EF∥HK,
∴∠FEG+∠EGH+∠GHK=360°,
则∠GHK=120°,
则∠GHC=30°,
由△GCH内角和,得γ=90°+x.
②当n=2时,如果在BC边反射后与EF平行,则α=90°,
与题意不符;
则只能在CD边反射后与EF平行,
如下图所示:
根据三角形外角定义,得
∠G=γ﹣=50°,
由EF∥HK,且由(1)的结论可得,
∠G=γ﹣50°=90°,
则γ=140°.
综上所述:γ的度数为:90°+x或140°.
【变式6-3】(2023春 广宁县期末)“一带一路”让中国和世界更紧密,“中欧铁路”为了安全起见在某段铁路两旁安置了两座可旋转探照灯.如图1所示,灯A射线从AM开始顺时针旋转至AN便立即回转,灯B射线从BP开始顺时针旋转至BQ便立即回转,两灯不停交叉照射巡视.若灯A转动的速度是每秒2度,灯B转动的速度是每秒1度,假定主道路是平行的,即PQ∥MN,且∠BAM:∠BAN=2:1.
(1)填空:∠BAN= 60° ;
(2)如图2,
①若灯B射线先转动30s,灯A射线才开始转动,在灯B射线到达BQ之前,设灯A转动t秒(0<t<90),则∠MAM'= (2t)° ,∠PBP'= (30+t)° ;(用含t的式子表示)
②在①的条件下,若AM′∥BP',则t= 30 秒.
(3)如图3,若两灯同时转动,在灯A射线到达AN之前.若射出的光束交于点C,过C作∠ACD交PQ于点D,且∠ACD=120°,则在转动过程中,请探究∠BAC与∠BCD的数量关系是否发生变化?若不变,请求出其数量关系;若改变,请说明理由.
【分析】(1)根据∠BAM+∠BAN=180°,∠BAM:∠BAN=2:1,即可得到∠BAN的度数;
(2)①根据路程=速度×时间即可求出;②若AM′∥BP',则∠M′AB=∠P′BA,又QP∥MN,所以∠PBA=∠MAB,所以∠M′AM=∠PBP′,进而求解;
(3)设灯A射线转动时间为t秒,根据∠BAC=2t﹣120°,∠BCD=120°﹣∠BCD=t﹣60°,即可得出∠BAC:∠BCD=2:1,据此可得∠BAC和∠BCD关系不会变化.
【解答】解:(1)∵∠BAM+∠BAN=180°,∠BAM:∠BAN=2:1,
∴∠BAN=180°60°,
故答案为:60°;
(2)①设灯A转动t秒(0<t<90),
则∠MAM'=(2t)°,∠PBP'=(30+t)°,
故答案为:(2t)°,(30+t)°;
②若AM′∥BP',
则∠M′AB=∠P′BA,
又∵QP∥MN,
∴∠PBA=∠MAB,
∴∠PBA﹣∠M′AB=∠MAB﹣∠P′BA,
∴∠M′AM=∠PBP′,
∴2t=30+t,
∴t=30;
(3)不发生变化,∠BAC=2∠BCD,理由如下:
设灯A射线转动时间为t秒,
∵∠CAN=180°﹣2t,
∴∠BAC=60°﹣(180°﹣2t)=2t﹣120°,
又∵∠ABC=120°﹣t,
∴∠BCA=180°﹣∠ABC﹣∠BAC=180°﹣t,而∠ACD=120°,
∴∠BCD=120°﹣∠BCA=120°﹣(180°﹣t)=t﹣60°,
∴∠BAC:∠BCD=2:1,
即∠BAC=2∠BCD.
【考点7 平行线中的旋转问题】
【例7】(2023秋 三水区期末)将一副三角板中的两个直角顶点C叠放在一起(如图①),其中∠ACB=∠DCE=90°,∠A=30°,∠B=60°,∠D=∠E=45°,设∠ACE=x.
(1)填空:∠BCE= 90°﹣x ,∠ACD= 90°﹣x ;(用含x的代数式表示)
(2)若∠BCD=5∠ACE,求∠ACE的度数;
(3)若三角板ABC不动,三角板DCE绕顶点C转动一周,当∠BCE等于多少度时CD∥AB?
【分析】(1)根据题意直接得出即可;
(2)先得出∠BCD=180°﹣x,再根据∠BCD=5∠ACE解得x的值即可;
(3)分情况讨论求值即可.
【解答】解:(1)由题知,∠BCE=∠ACB﹣∠ACE=90°﹣x,∠ACD=∠DCE﹣∠ACE=90°﹣x,
故答案为:90°﹣x,90°﹣x;
(2)∵∠BCD=∠ACB+∠ACD=90°+∠ACD,
∴∠BCD=90°+(90°﹣x)=180°﹣x,
∵∠BCD=5∠ACE,
∴180°﹣x=5x,
解得x=30°,
即∠ACE=30°;
(3)若CD∥AB分以下两种情况:
①如图①,此时∠BCD+∠B=180°,
∵∠B=60°,∠BCD=∠BCE+∠DCE=90°+∠BCE,
∴(90°+∠BCE)+60°=180°,
∴∠BCE=30°;
②如备用图所示,
此时∠BCD=∠B=60°,
∵∠DCE=90°,∠BCE=∠BCD+∠DCE,
∴∠BCE=90°+60°=150°,
综上,当∠BCE等于30或150度时CD∥AB.
【变式7-1】(2023秋 太仓市期末)如图所示,已知直线AB∥直线CD,直线EF分别交直线AB、CD于点A,C.且∠BAC=60°,现将射线AB绕点A以每秒2°的转速逆时计旋转得到射线AM.同时射线CE绕点C以每秒3°的转速顺时针旋转得到射线CN,当射线CN旋转至与射线CA重合时,则射线CN、射线AM均停止转动,设旋转时间为t(秒).
(1)在旋转过程中,若射线AM与射线CN相交,设交点为P.
①当t=20(秒)时,则∠CPA= 40 °;
②若∠CPA=70°,求此时t的值;
(2)在旋转过程中,是否存在AM∥CN?若存在,求出此时t的值;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)①当t=20(秒)时,∠ECP=60°,∠BAP=40°,可得∠CAP=20°,即得∠CPA=∠ECP﹣∠CAP=40°;
②根据∠BAM=2t°,∠ECN=3t°,且AB∥CD,∠BAC=60°,可得(60°﹣2t°)+(180°﹣3t°)+70°=180°,即可解得t=26;
(2)分两种情况:分别画出图形,根据平行线的性质,找到相等的角列方程,即可解得答案.
【解答】解:(1)①如图:
当t=20(秒)时,∠ECP=20×3°=60°,∠BAP=20×2°=40°,
∵∠BAC=60°,
∴∠CAP=∠BAC﹣∠BAP=20°,
∴∠CPA=∠ECP﹣∠CAP=40°,
故答案为:40°;
②如图:
根据题意知:∠BAM=2t°,∠ECN=3t°,
∵AB∥CD,∠BAC=60°,
∴∠CAP=60°﹣2t°,∠ACP=180°﹣3t°,
∵∠CPA=70°,
∴(60°﹣2t°)+(180°﹣3t°)+70°=180°,
解得t=26,
∴t的值是26;
(2)存在AM∥CN,
分两种情况:
(Ⅰ)如图:
∵AM∥CN,
∴∠ECN=∠CAM,
∴3t°=60°﹣2t°,
解得t=12,
(Ⅱ)如图:
∵AM∥CN,
∴∠ACN=∠CAM,
∴180°﹣3t°=2t°﹣60°,
解得t=48,
综上所述,t的值为12或48.
【变式7-2】(2023春 醴陵市期末)钱塘江汛期来临前,防汛指挥部准备在一危险地带两岸各安置了一探照灯,便于夜间查看江水及两岸河堤的情况.如图,灯A射线自AM顺时针旋转至AN便立即回转,灯B射线自BP顺时针旋转至BQ便立即回转,两灯不停交叉照射巡视.若灯A转动的速度是3度/秒,灯B转动的速度是1度/秒.假定这一带长江两岸河堤是平行的,即PQ∥MN.
(1)当A灯转动t秒时(0<t<60),用t的代数式表示灯A射线转动的角度大小;
(2)若灯B射线先转动30秒,灯A射线才开始转动,在灯B射线到达BQ之前,A灯转动几秒,两灯的光束互相平行?
【分析】(1)根据灯A转动的速度是3度/秒,A灯转动t秒,于是得到结论;
(2)设A灯转动t秒,两灯的光束互相平行,①当0<t<60时,②当60<t<120时,③当120<t<150时,3t﹣360=t+30,根据平行线的性质列方程即可得到结论.
【解答】解:(1)解:∵灯A转动的速度是3度/秒,A灯转动t秒,
∴灯A射线转动的角度大小为3t (0<t<60);
(2)设A灯转动t秒,两灯的光束互相平行,
①当0<t<60时,
∵PQ∥MN,
∴∠PBD=∠BDA,
∵AC∥BD,
∴∠CAM=∠BDA,
∴∠CAM=∠PBD,
∴3t=(30+t)×1,
解得t=15;
②当60<t<120时,
∵PQ∥MN,
∴∠PBD+∠BDA=180°,
∵AC∥BD,
∴∠CAN=∠BDA,
∴∠PBD+∠CAN=180°;
∴3t﹣3×60+(30+t)×1=180,
解得t=82.5;
③当120<t<150时,3t﹣360=t+30,
解得t=195>150(不合题意),
综上所述,当t=15秒或82.5秒时,两灯的光束互相平行.
【变式7-3】(2023春 莱山区期末)我区正在打造某河流夜间景观带,计划在河两岸设置两座可以旋转的射灯.如图1,灯A射线从AM开始顺时针旋转至AN便立即回转,灯B射线从BP开始顺时针旋转至BQ便立即回转,两灯不停交叉照射.若灯A转动的速度是2度/秒,灯B转动的速度是1度/秒,假定河两岸是平行的,即PQ∥MN,且∠BAM=2∠BAN.
(1)∠BAN= 60 度.
(2)灯A射线从AM开始顺时针旋转至AN需要 90 秒;
(3)若灯B射线BD(交MN于点D)先转动30秒,灯A射线AC(交PQ于点C)才开始转动.设AC转动时间为t秒,当AC到达AN之前时,如图2所示.
①∠PBD= t+30 度,∠MAC= 2t 度(用含有t的代数式表示);
②求当AC转动几秒时,两灯的光束射线AC∥BD?
(4)在BD到达BQ之前,是否还存在某一时刻,使两灯的光束射线AC∥BD?若存在,直接写出转动时间,若不存在,请说明理由.
【分析】(1)根据∠BAM+∠BAN=180°,∠BAM:∠BAN=2:1,即可得到∠BAN的度数;
(2)求出灯A射线转动180°所需时间即可;
(3)①用速度乘以每条光线转动的时间即可得答案;
②设A灯转动t秒,当AC到达AN之前,即0<t<90时,两灯的光束互相平行,根据2t=1 (30+t),即可解得 t=30;
(4)当90<t<150时,根据1 (30+t)+(2t﹣180)=180,可得t=110.
【解答】解:(1)∵∠BAM+∠BAN=180°,∠BAM:∠BAN=2:1,
∴∠BAN=180°60°,
故答案为:60;
(2)灯A射线从AM开始顺时针旋转至AN,旋转了180°,
∴所需时间为180÷2=90(秒),
故答案为:90;
(3)①∵灯B射线BD(交MN于点D)先转动30秒,灯A射线AC(交PQ于点C)才开始转动.设AC转动时间为t秒,
∴∠PBD=(t+30)°,∠MAC=2t°,
故答案为:t+30,2t;
②设A灯转动t秒,当AC到达AN之前,即0<t<90时,两灯的光束互相平行,理由如下:
如图:
∵PQ∥MN,
∴∠PBD=∠BDA,
∵AC∥BD,
∴∠CAM=∠BDA,
∴∠CAM=∠PBD
∴2t=1 (30+t),
解得 t=30(秒);
(4)BD到达BQ之前,即90<t<150时,还存在某一时刻,使两灯的光束射线AC∥BD,如图:
∵PQ∥MN,
∴∠PBD+∠BDA=180°,
∵AC∥BD,
∴∠CAN=∠BDA
∴∠PBD+∠CAN=180°
∴1 (30+t)+(2t﹣180)=180,
解得 t=110(秒).
【考点8 与平行线有关的综合题】
【例8】(2023秋 丰泽区期末)已知AB∥CD,点M在直线AB上,点N、Q在直线CD上,点P在直线AB、CD之间,连接PM、PN、PQ,PQ平分∠MPN,如图①.
(1)若∠PMA=α、∠PQC=β,求∠NPQ的度数(用含α,β的式子表示);
(2)过点Q作QE∥PN交PM的延长线于点E,过E作EF平分∠PEQ交PQ于点F,如图②,请你判断EF与PQ的位置关系,并说明理由;
(3)在(2)的条件下,连接EN,如图③,若∠NEF∠PMA,求证:NE平分∠PNQ.
【分析】(1)过点P作PR∥AB,可得AB∥CD∥PR,即可求得∠MPQ=α+β,再根据角平分线的定义可得结论;
(2)根据已知条件可得2∠EPQ+2∠PEF=180°,进而可得EF与PQ的位置关系;
(3)结合(2)和已知条件根据三角形内角和定理可得∠NEF=180°﹣∠QEF﹣∠NQE﹣∠QNE∠PMA,可得∠NQE+2∠QNE=180°,结合三角形的内角和定理可得∠QNE=∠NEQ,再根据平行线的性质可得∠PNE=∠QNE,进而可得结论.
【解答】解:(1)过点P作PR∥AB,
∵AB∥CD,
∴AB∥CD∥PR,
∴∠MPR=∠PMA=α,∠RPQ=∠PQC=β,
∴∠MPQ=∠MPR+∠RPQ=α+β,
∵PQ平分∠MPN,
∴∠NPQ=∠MPQ=α+β;
(2)如图②,EF⊥PQ,理由如下:
∵PQ平分∠MPN.
∴∠MPQ=∠NPQ=α+β,
∵QE∥PN,
∴∠EQP=∠NPQ=α+β,
∴∠EPQ=∠EQP=α+β,
∵EF平分∠PEQ,
∴∠PEQ=2∠PEF=2∠QEF,
∵∠EPQ+∠EQP+∠PEQ=180°,
∴2∠EPQ+2∠PEF=180°,
∴∠EPQ+∠PEF=90°,
∴∠PFE=180°﹣90°=90°,
∴EF⊥PQ;
(3)由(2)可知:∠EQP=∠AMP+∠PQC,∠EFQ=90°,
∴∠QEF=90°﹣(∠AMP+∠PQC),
∴∠NQE=∠PQC+∠EQP=∠AMP+2∠PQC,
∴∠NEF=180°﹣∠QEF﹣∠NQE﹣∠QNE
=180°﹣[90°﹣(∠AMP+∠PQC)]﹣(∠AMP+2∠PQC)﹣∠QNE
=180°﹣90°+∠AMP+∠PQC﹣∠AMP﹣2∠PQC﹣∠QNE
=90°﹣∠PQC﹣∠QNE,
∵∠NEF∠AMP,
∴90°﹣∠PQC﹣∠QNE∠AMP,
即∠APM+2∠PQC+2∠QNE=180°,
∴∠NQE+2∠QNE=180°,
∵∠NQE+∠QNE+∠NEQ=180°,
∴∠QNE=∠NEQ,
∵QE∥PN,
∴∠PNE=∠QEN,
∴∠PNE=∠QNE,
∴NE平分∠PNQ.
【变式8-1】(2022秋 仁寿县期末)如图①.已知AM∥CN,点B为平面内一点,AB⊥BC于点B,过点B作BD⊥AM于点D,设∠BCN=α.
(1)若α=30°,求∠ABD的度数;
(2)如图②,若点E、F在DM上,连接BE、BF、CF,使得BE平分∠ABD、BF平分∠DBC,求∠EBF的度数;
(3)如图③,在(2)问的条件下,若CF平分∠BCH,且∠BFC=3∠BCN,求∠EBC的度数.
【分析】(1)延长DB,交NC于点H,利用平行线的性质可求得∠BHC的度数,利用平角的定义可求结论;
(2)延长DB,交NC于点H,利用(1)中的方法求出∠DBA,利用角平分线的定义和角的和差的表示方法即可求得结论;
(3)利用角平分线的定义和平行线的性质用α分别表示∠方程,∠DFC和∠DBF,在△DBF中利用三角形的内角和定理列出关于α的方程,解方程可得α的值,则结论可求.
【解答】解:(1)延长DB,交NC于点H,如图,
∵AM∥CN,BD⊥AM,
∴DH⊥NC.
∴∠BHC=90°.
∵∠BCN=α=30°,
∴∠HBC=90°﹣∠BCN=60°.
∵AB⊥BC,
∴∠ABC=90°.
∴∠ABD=180°﹣∠ABC﹣∠HBC=30°;
(2)延长DB,交NC于点H,如图,
∵AM∥CN,BD⊥AM,
∴DH⊥NC.
∴∠BHC=90°.
∵∠BCN=α,
∴∠HBC=90°﹣α.
∵AB⊥BC,
∴∠ABC=90°.
∴∠ABD=180°﹣∠ABC﹣∠HBC=α.
∵BE平分∠ABD,
∴∠DBE=∠ABEα.
∵∠HBC=90°﹣α,
∴∠DBC=180°﹣∠HBC=90°+α.
∵BF平分∠DBC,
∴∠DBF=∠CBF∠DBC=45°α.
∴∠EBF=∠DBF﹣∠DBE=45°αα=45°;
(3)∵∠BCN=α,
∴∠HCB=180°﹣∠BCN=180°﹣α.
∵CF平分∠BCH,
∴∠BCF=∠HCF∠HCB=90°α.
∵AM∥CN,
∴∠DFC=∠HCF=90°α.
∵∠BFC=3∠BCN,
∴∠BFC=3α.
∴∠DFB=∠DFC﹣∠BFC=90°α.
由(2)知:∠DBF=45°α.
∵BD⊥AM,
∴∠D=90°.
∴∠DBF+∠DFB=90°.
∴45°α+90°α=90°.
解得:α=15°.
∴∠FBC=∠DBF=45°+α=52.5°.
∴∠EBC=∠FBC+∠EBF=52.5°+45°=97.5°.
【变式8-2】(2023秋 香坊区校级期中)点E在射线DA上,点F、G为射线BC上两个动点,满足∠DBF=∠DEF,∠BDG=∠BGD,DG平分∠BDE.
(1)如图1,当点G在点F右侧时,求证:BD∥EF;
(2)如图2,当点G在点F左侧时,求证:∠DGE=∠BDG+∠FEG;
(3)如图3,在(2)的条件下,P为BD延长线上一点,DM平分∠BDG,交BC于点M,DN平分∠PDM,交EF于点N,连接NG,若DG⊥NG,∠B﹣∠DNG=∠EDN,求∠B的度数.
【分析】(1)通过证明∠DBF=∠EFG,利用同位角相等,两直线平行即可得出结论;
(2)过点E作GH∥BD,交AD于点H,利用(1)的结论和平行线的性质即可得出结论;
(3)设∠BDM=∠MDG=α,则∠BDG=∠EDG=∠DGB=2α,∠PDE=180°﹣4α,∠PDM=180°﹣α;利用已知条件用含α的式子表示∠PDN,∠EDN,∠GDN,∠DNG,再利用∠B﹣∠DNG=∠EDN,得到关于α的方程,解方程求得α的值,则∠B=180°﹣4α,结论可求.
【解答】证明:(1)∵DG平分∠BDE,
∴∠BDG=∠ADG.
又∵∠BDG=∠BGD,
∴∠ADG=∠DGB.
∴AD∥BC.
∴∠DEF=∠EFG.
∵∠DBF=∠DEF,
∴∠DBF=∠EFG.
∴BD∥EF.
(2)过点G作GH∥BD,交AD于点H,如图,
∵BD∥EF,
∴GH∥EF.
∴∠BDG=∠DGH,∠GEF=∠HGE,
∵∠DGE=∠DGH+∠HGE,
∴∠DGE=∠BDG+∠FEG.
(3)设∠BDM=∠MDG=α,
则∠BDG=∠EDG=∠DGB=2α,∠PDE=180°﹣4α.
∴∠PDM=180°﹣α.
∵DN平分∠PDM
∴.
∴.
∴∠GDN=∠MDN﹣∠MDG=90°α=90°.
∵DG⊥ON,
∴∠DNG=90°.
∴.
∵DE∥BF,
∴∠B=∠PDE=180°﹣4α.
∵∠B﹣∠DNG=∠EDN,
∴,
解得:α=30°.
∴∠B=180°﹣4α=60°.
【变式8-3】(2023秋 南岗区校级期末)已知:直线AB∥CD,一块三角板EFH,其中∠EFH=90°,∠EHF=60°.
(1)如图1,三角板EFH的顶点H落在直线CD上,并使EH与直线AB相交于点G,若∠2=2∠1,求∠1的度数;
(2)如图2,当三角板EFH的顶点F落在直线AB上,且顶点H仍在直线CD上时,EF与直线CD相交于点M,试确定∠E、∠AFE、∠MHE的数量关系;
(3)如图3,当三角板EFH的顶点F落在直线AB上,顶点H在AB、CD之间,而顶点E恰好落在直线CD上时得△EFH,在线段EH上取点P,连接FP并延长交直线CD于点T,在线段EF上取点K,连接PK并延长交∠CEH的角平分线于点Q,若∠Q﹣∠HFT=15°,且∠EFT=∠ETF,求证:PQ∥FH.
【分析】(1)利用两直线平行,同位角相等和平角的意义解答即可;
(2)利用平行线的性质和三角形内角和定理的推论解答即可;
(3)设∠AFE=x,利用平行线的性质和角平分线的定义在△QEP中,通过计算∠QPE=60°,利用同位角相等,两直线平行判定即可得出结论.
【解答】(1)解:∵AB∥CD,
∴∠1=∠CHG.
∵∠2=2∠1,
∴∠2=2∠CHG.
∵∠CHG+∠EHF+∠2=180°,
∴3∠CHG+60°=180°.
∴∠CHG=40°.
∴∠1=40°.
(2)解:∠E、∠AFE、∠MHE的数量关系为:∠AFE=∠E+∠MHE,理由:
∵AB∥CD,
∴∠AFE=∠CME.
∵∠CME=∠E+∠MHE,
∴∠AFE=∠E+∠MHE.
(3)证明:设∠AFE=x,则∠BFH=90°﹣x,∠EFB=180°﹣x.
∵AB∥CD,
∴∠BFT=∠ETF.
∵∠EFT=∠ETF,
∴∠EFT=∠BFT∠EFB=90°x.
∴∠HFT=∠BFT﹣∠BFHx.
∵∠Q﹣∠HFT=15°,
∴∠Q=15°x.
∵AB∥CD,
∴∠AFE+∠CEF=180°.
∴∠CEF=180°﹣x.
∴∠CEH=∠CEF+∠FEH=180°﹣x+30°=210°﹣x.
∵EQ平分∠CEH,
∴∠QEH∠CEH=105°x.
∵∠Q+∠QEH+∠QPE=180°,
∴15°x+105°x+∠QPE=180°.
∴∠QPE=60°.
∵∠H=60°,
∴∠QPE=∠H.
∴PQ∥FH.