沪科版数学八年级上册全等三角形之倍长中线、角平分线模型
一、倍长中线(直接倍长)
1.(2021八上·平塘期中)如图,在△ABC中,∠ACB=120°,BC=4,D为AB的中点,DC⊥BC,求AC的长.
解:延长CD到H,使DH=CD,连接AH,
∵DC⊥BC,∴∠BCD=90°,( ▲ )
∵∠ACB=120°,∴∠ACD=30°,
∵D为AB的中点,∴AD=BD,( ▲ )
在△ADH与△BDC中,
∴△ADH≌△BDC(SAS),
∴AH= BC=4,( ▲ )
∠H=∠BCD=90°,( ▲ )
∵∠ACH=30°,
∴AC=8.( ▲ )
【答案】解:延长CD到H,使DH=CD,连接AH,
∵DC⊥BC,∴∠BCD=90°,(垂直的定义)
∵∠ACB=120°,∴∠ACD=30°,
∵D为AB的中点,∴AD=BD,(中点的定义)
在△ADH与△BDC中,
∴△ADH≌△BDC(SAS),
∴AH= BC=4,(全等三角形的对应边相等)
∠H=∠BCD=90°,(全等三角形的对应角相等)
∵∠ACH=30°,
∴AC=8.(直角三角形中,30度角所对的直角边等于斜边的一半)
【知识点】含30°角的直角三角形;线段的中点;三角形全等的判定-SAS;倍长中线构造全等模型
【解析】【分析】延长CD到H,使DH=CD,连接AH,根据垂直的概念可得∠BCD=90°,由角的和差关系可得∠ACD的度数,根据中点的概念可得AD=BD,证明△ADH≌△BDC,得到AH=BC=4,∠H=∠BCD=90°,然后根据含30°角的直角三角形的性质进行计算.
2.如图,已知△ABC 中,AB=AC,D 为AB 上一点,E为AC 延长线上一点,BD=CE,DE 交BC于点F.求证:DF=EF.
【答案】证明:过点D作DM//AC交BC于M,如图所示,
∴∠DMB=∠ACB,∠FDM=∠E,
∵AB=AC,
∴∠B=∠ACB,
∴∠B=∠DMB,
∴BD=MD,
∵BD=CE
∴MD=CE
在△DMF和△ECF中
∴△DMF≌△ECF(AAS)
∴DF=EF
【知识点】三角形全等的判定-AAS
【解析】【分析】利用平行可得∠DMB=∠ACB,∠FDM=∠E,利用等腰三角形的性质可得∠B=∠ACB,从而证明∠B=∠DMB,证明△DMF≌△ECF,即可得出结论.
3.(2025八上·长兴月考) 如图
(1)问题提出:在△ABC中,AB=5,AC=9,求BC边上的中线AD的取值范围.
思维点播:延长中线至等长,构造全等三角形,把AB、AC、2AD集中在△ACE中,利用
三边关系,可得AD的取值范围.
问题解决1:在图1中找出AB与 CE的数量关系并证明.:
问题解决2:AD的取值范围是 ,AB和CE的位置关系是 .
(2)问题拓展:如图2,AD是△ABC的中线,AB=AM,AC=AN,∠BAM=∠NAC=90°,探究线段AD与MN的数量关系并加以证明.
【答案】(1)解:问题解决1:
证明:延长AD至点E,使,连接CE.
是BC边上的中线,
.
在和中,
.
.
问题解决2:,平行
(2)解:. 理由如下:.
证明:如图,延长AD至点E,使,连接CE.
∵AD是边上的中线,
∴.
在和中:
.
.
,
.
.
.
在和中:
.
∴MN=AE
∵AE=AD+DE=2AD
∴MN=2AD
【知识点】三角形三边关系;三角形全等的判定-SAS;倍长中线构造全等模型;全等三角形中对应边的关系
【解析】【解答】解:(1)问题解决2:由(问题解决1)可得AD=DE,EC=AB,,
∴∠B=∠C,
∴ AB∥CE,
∵ AB=5,
∴EC=5,
∵ AC=9 ,AC-EC
∴ 9-5∴ 4∴ 2故答案为:;平行.
【分析】(1) 问题解决1: 需利用倍长中线法构造全等三角形,证明AB与CE的数量关系 ;
问题解决2: 通过构造全等三角形后,结合三角形三边关系确定AD的取值范围,并分析AB与CE的位置关系 ;
(2) 需通过构造全等三角形,结合已知条件(AB=AM,AC=AN,直角条件),推导AD与MN的数量关系及位置关系 .
二、倍长中线(间接倍长)
4.(2024八上·咸安期末)在通过构造全等三角形解决的问题中,有一种方法叫倍长中线法.
图1 图2 图3
(1)如图1,是的中线,,,求的取值范围.
我们可以延长到点M,使,连接,根据可证,所以.接下来,在中利用三角形的三边关系可求得的取值范围,从而得到中线的取值范围是: ;
(2)如图2,是的中线,点E在边上,交于点F,且,请参考(1)中的方法求证:;
(3)如图3,在四边形中,,点E是的中点,连接,,且,试猜想线段,,之间的数量关系,并予以证明.
【答案】(1)
(2)证明:如图,延长AD到T,使得DF=AD,连接BT,
同(1)可证△ADC≌△TDB,
∴AC=BD,∠C=∠EBD,
∴BT∥AC,
∴∠T=∠DAC,
∵EA=EF,
∴∠EAF=∠EFA,
∵∠EFA=∠BFT,
∴∠T=∠BFT,
∴BF=BD,
∴AC=BF.
(3)解:CD=AD+BC,理由如下:
如图,延长CE交DA的延长线于点G,
∵AD∥BC,
∴∠G=∠ECB,
∵E是AB的中点,
∴AE=EB,
在△AEG和△BEC中,
∴△AEG≌△BEC(AAS),
∴AG=BC,EC=EG,
∵DE⊥CG,
∴CD=GD,
∵DG=AD+AG=AD+BC,
∴CD=AD+BC.
【知识点】三角形全等的判定-AAS;线段的和、差、倍、分的简单计算;三角形的中线
【解析】【解答】解:(1)∵AD是△ABC的中线,
∴BD=CD,
在△ADC和△MDB 中,
∴△ADC≌△MDB(SAS),
∴AC=BM=6,
∵AB=8,
∴AB BM<AM<AB+BM,
∴2<AM<14,
∴2<2AD<14,
∴1<AD<7,
故答案为:1<AD<7.
【分析】(1)先利用“SAS”证出△ADC≌△MDB,可得AC=BM=6,再利用三角形三边的关系可得AB BM<AM<AB+BM,再将数据代入求出1<AD<7即可;
(2)延长AD到T,使得DF=AD,连接BT,先证出AC=BD,∠C=∠EBD,再结合∠T=∠BFT,可得BF=BD,最后利用等量代换可得AC=BF;
(3)延长CE交DA的延长线于点G,先利用“AAS”证出△AEG≌△BEC,可得AG=BC,EC=EG,再利用线段的和差及等量代换可得CD=AD+BC.
5.(2024八上·义乌月考)(1)如图①,在中,若,,为边上的中线,求的取值范围;
(2)如图②,在中,点D是的中点,,交于点E,交于点F,连接,判断与的大小关系并证明;
(3)如图③,在四边形中,,与的延长线交于点F,点E是的中点,若是的角平分线.试探究线段,,之间的数量关系,并加以证明.
【答案】解:(1)如图①,延长到点E,使,连接,
∵D是的中点,
∴,
∵,
∴,
∴,
在中,,
∴,
∴,
∴,
故答案为:;
(2),理由如下:
延长至点M,使,连接,如图②所示.
同(1)得:,
∴,
∵,
∴,
在中,由三角形的三边关系得:
,
∴;
(3),理由如下:
如图③,延长交于点G,
∵,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∵是的平分线,
∴
∴,
∴,
∵,
∴ .
【知识点】三角形三边关系;三角形全等的判定-SAS;倍长中线构造全等模型;全等三角形中对应边的关系
【解析】【分析】(1)利用倍长中线法构造三角形,再利用三角形三边关系即可,即延长AD至点E,连接BE,则可证明,则,从而把AB、AC、2AD转化到的三条边上即可;
(2)同理延长至点,使,连接,可通过证明得、,则垂 直平分,所以,在中由三角形的三边关系得出,再等量代换即可;
(3)延长交延长线于点,则可证明,则,再由角平分线的概念结合平行线的性质可得,则,即.
三、角平分线(基础全等)
6.(2025八上·杭州月考) 如图,AB=AC, BD=CD. 求证: AD平分∠BAC.
【答案】证明: ,
即AD平分
【知识点】三角形全等的判定-SSS;全等三角形中对应角的关系
【解析】【分析】由题意根据SSS可证 可得 AD,即可求解.
7.(2025八上·长兴月考)工人师傅常借助“角尺”这个工具来平分一个角,其背后的依据就是全等三角形的性质如图,在∠AOB的两边OA、OB上分别取OC=OD,适当摆放角尺(图中的∠CED),使其两边分别经过点C、D,且点C、D处的刻度相同,这时经过角尺顶点E的射线OE就是∠AOB的平分线.这里判定两个三角形全等的依据是( )
A.SAS B.SSS C.AAS D.ASA
【答案】B
【知识点】三角形全等的判定;三角形全等的判定-SSS
【解析】【解答】解:∵ 点C、D处的刻度相同,
∴CE=DE,
∵OD=OC,OE=OE,
∴△ODE≌OCE(SSS).
故答案为:B.
【分析】根据SSS证明△ODE≌OCE.
8.(2021八上·隆安期中)如图,于于F,若,
(1)求证:平分;
(2)已知,求的长.
【答案】(1)证明:∵于于F,
∴(HL)
∴ED=DF
∵于于F,AD=AD
∴(HL)
∴
故平分.
(2)解:∵BE=CF
∴AF=AC-BE=10-2=8
∴AE=AF=8
∴AB=AE-BE=8-2=6.
【知识点】直角三角形全等的判定-HL;角平分线的判定
【解析】【分析】(1)根据垂直的概念得∠E=∠DFC=90°,结合BD=CD,BE=CF,由HL证△BED≌△CFD,得到ED=DF,再利用HL证明△AED≌△AFD,得到∠EAD=∠CAD,据此证明;
(2)根据BE=CF可得AF=AC-BE=8,然后根据AB=AE-BE进行计算.
9.(2021八上·内江期中)如图,在 中,D是 边上的一点, , 平分 ,交 边于点E,连接 .
(1)求证: ;
(2)若 , ,求 的度数.
【答案】(1)证明: 平分 ,
,
在 和 中, ,
;
(2)解: , ,
,
平分 ,
,
在 中, .
【知识点】三角形内角和定理;三角形全等的判定-SAS;角平分线的概念
【解析】【分析】(1)由角平分线的定义可得∠ABE=∠DBE,根据SAS证明△ABE≌△DBE;
(2)利用三角形内角和求出∠ABC=30°,由角平分线的定义可得 , 在 中,利用即可求解.
10.(2021八上·丹徒月考)如图,在△ABC中,AB<AC,边的垂直平分线交的外角的平分线于点,垂足为E,DF⊥AC于点F,于点,连接CD.
(1)求证:BG=CF;
(2)若AB=10cm,AC=14cm,求AG的长.
【答案】(1)证明:如图所示,连接DB,
AD是△ABC的外角平分线,DG⊥AB,DF⊥CA,
DF=DG,
DE垂直平分BC,
DC=DB,
在Rt△CDF与Rt△BDG中
,
Rt△CDF≌Rt△BDG (HL) ,
BG=CF.
(2)解: GAD= FAD, AGD= AFD,AD=AD,
在△ADG与△ADF中
△ADG≌△ADF(AAS),
AG=AF,
BG=CF,
,
AG= (AC-AB)= (14-10)=2 (cm) .
【知识点】直角三角形全等的判定-HL;角平分线的性质;线段垂直平分线的性质;三角形全等的判定-AAS
【解析】【分析】(1)连接DB,根据角平分线的性质可得DF=DG,根据垂直平分线的性质可得DC=DB,证明Rt△CDF≌Rt△BDG ,据此可得结论;
(2)证明△ADG≌△ADF,得到AG=AF,结合BG=CF以及线段的和差关系可得AC-AB=AF+FC-AB=AF+BG-AG=AF+AG=2AG,据此计算.
四、角平分线(构造全等)
11.(2024八上·江北期中)如图,在△ABC中,∠ACB=2∠B.
(1)如图1,当∠C=90°, AD为∠BAC的角平分线时,求证:AB=AC+CD ;
(2)如图2,当 ∠C≠90°, AD为 ∠BAC的角平分线时,线段AB,AC,CD的数量关系为 ;
(3)如图3,当AD为△ABC的外角平分线时,线段AB,AC,CD 的数量关系为 ;
【答案】(1)证明:由已知条件可知,
在中,,
∵,
∴为等腰直角三角形,
为的角平分线,
在上截取,连接,
∴,
在和中,
∵,,,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴
(2)
(3)
【知识点】三角形外角的概念及性质;等腰三角形的判定与性质;三角形全等的判定-SAS;角平分线的概念
【解析】【解答】解:(2)在中,,,为的角平分线,在上截取,连接,∴,在和中,∵,,,∴,∴,,∵∴,∴,∴,∴,∴,∴;
(3)在中,,为的角平分线,在的延长线上截取,连接,
∴,在和中,∵,,,∴,∴,,∴,∴,∴,∴∴.
【分析】(1)根据全等三角形的判定定理边角边,在上截取,连接,证明,则可得,,再由,,证明,可求出;
(2)由(1)可求得;
(3)首先在的延长线上截取,,连接,根据全等三角形边角边判定定理,可得,可得,,再由,可得即可求得
12.(2020八上·石阡月考)在△ABC中,∠ACB=2∠B,如图①,当∠C=90°,AD为∠BAC的角平分线时,在AB上截取AE=AC,连结DE,易证AB=AC+CD.
(1)如图②,当∠C≠90°,AD为∠BAC的角平分线时,线段AB,AC,CD又有怎样的数量关系?不需要证明,请直接写出你的猜想;
(2)如图③,当AD为△ABC的外角平分线时,线段AB,AC,CD又有怎样的数量关系?请写出你的猜想,并对你的猜想给予证明.
【答案】(1)猜想: .
证明:如图②,在 上截取 ,连结 ,
∵ 为 的角平分线时,
∴ ,∵ ,
∴ ,
∴ , ,
∵ ,∴ .
∵ ,
∴ ,∴ ,
∴ .
(2)解:猜想: .
证明:在 的延长线上截取 ,连结 .
∵ 平分 ,∴ .
在 与 中, , , ,
∴ .
∴ , .
∴ .
又 , , .
∴ .
∴ .
∴ .
【知识点】三角形外角的概念及性质;等腰三角形的判定与性质;三角形全等的判定-SAS;角平分线的概念
【解析】【分析】(1)在AB上截取AE=AC,连接DE,根据角平分线的概念可得∠BAD=∠CAD,利用“SAS”证明△ADE≌△ADC,得到∠AED=∠C,ED=CD,结合∠ACB=2∠B可得∠AED=2∠B,结合外角的性质可得∠B=∠EDB,推出EB=ED,据此解答;
(2)在BA的延长线上截取AE=AC,连接ED,利用“SAS”可证明△ADE≌△ADC,得到∠AED=∠ACD,ED=CD,推出EB=ED,根据线段的和差关系可得EA+AB=EB=ED=CD,据此解答.
13.(2024八上·天河期末)如图,已知为的角平分线,延长到,使得,连接,若,且.
(1)求证:平分;
(2)求的取值范围;
(3)若延长,相交于点,求的度数.
【答案】(1)证明:在上截取,
平分,
,且,,
≌,
,
,
,
,,
,
∵CD=CD,
≌,
,
平分;
(2)解:由得≌,≌,
,,
,
,
,
,
,
,
的取值范围为;
(3)解:由知,,,
,
,
,
,
,
,
,
由得≌,≌,
,,
,
,
,
.
【知识点】三角形内角和定理;三角形全等的判定-SSS;三角形全等的判定-SAS;角平分线的概念
【解析】【分析】(1)在上截取,根据角平分线的定义和三角形全等(边角边),求出AD=DF,利用BC=AB+EC,通过等量代换求出CF=CE,在最后根据边边边推出△CDF和△CDE全等,从而求出∠DCF=∠DCE,结合角平分线的判定即可证明。
(2)利用第一问的两个三角形全等和∠BAD的度数,通过等量代换用表示∠CED,再根据的取值范围即可求出∠CED取值范围。
14.(2024八上·红花岗期末)在中,平分交于.
(1)如图1,的两边分别与、相交于M、N两点,过D作于F,,证明:;
(2)如图2,若,,,,,求四边形的周长.
【答案】(1)证明:过点D作于G,如图1,
平分,,
,
在和中,
,
,
,
在和中,
,
,
,
;
(2)解:过点D作于E,如图2,
,,
,,
,
,
,
,
平分,,,
,,
在和中,
,
,
,
,
,,
,
,,
,
,
,
在中,,
,,,
同理可得:,
四边形AMDN的周长为.
【知识点】直角三角形全等的判定-HL;角平分线的性质;等腰三角形的判定与性质;含30°角的直角三角形;全等三角形中对应边的关系
【解析】【分析】(1)过点D作于G,得到和,即可得到,,进而得到结论;
(2)过点D作于E,得到,即可得到,然后推理得到,,根据的直角三角形的性质求出,,,,然后解题即可.
(1)证明:过点D作于G,如图1,
平分,,
,
在和中,
,
,
,
在和中,
,
,
,
;
(2)解:过点D作于E,如图2,
,,
,,
,
,
,
,
平分,,,
,,
在和中,
,
,
,
,
,,
,
,,
,
,
,
在中,,
,,,
同理可得:,
四边形AMDN的周长为.
15.(2024八上·中山期中)(1)如图1,在中,平分交于点D,于点E.求证:
(2)①如图2,中,,,平分,垂足E在的延长线上,试探究和的数量关系,并证明你的结论.
②如图3,中,,,点F在线段上,,垂足为E,与相交于点D.若的面积为64,求的长.
【答案】解:(1)延长交于点F,如图,
平分,
,
,
,
,
,
,
,
,
解:①,证明如下:
延长、交于点F,如图,
,
,
,
,
,
,
又,
,
,
平分,
,
,
,
,
;
②过点F作,交的延长线于点G,与相交于H,则,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
.
【知识点】三角形外角的概念及性质;三角形全等及其性质;三角形全等的判定;等腰三角形的判定与性质;角平分线的概念
【解析】【分析】本题考查三角形全等的判定和性质,等腰三角形的性质和判定.
(1)延长交于点F,利用角平分线的定义可得:,根据,利用垂直的定义可得:,再结合CE=CE,利用全等三角形的判定定理可证明,利用全等三角形的性质可得,再根据三角形外角的性质可得:,利用等量代换可证明结论;
(2)①延长、交于点F,根据垂直的定义可得,利用角的运算可得,再结合AB=AC,利用全等三角形的判定定理可证明,利用全等三角形的性质可得:,利用角平分线的定义可得:,再根据,利用全等三角形的判定定理可证明,利用全等三角形的性质可得:,利用等量代换可证明;
②过点F作,交的延长线于点G,与相交于H,根据题意可得,利用垂直的定义可得:,再根据FE=FE,利用全等三角形的判定定理可证明,利用全等三角形的性质可得,根据等腰直角三角形的性质可得:HB=HF,利用角的运算可得:,利用全等三角形的判定定理可证明,利用全等三角形的性质可证明,进而可得,再通过三角形的面积可得,据此可求出.
1 / 1沪科版数学八年级上册全等三角形之倍长中线、角平分线模型
一、倍长中线(直接倍长)
1.(2021八上·平塘期中)如图,在△ABC中,∠ACB=120°,BC=4,D为AB的中点,DC⊥BC,求AC的长.
解:延长CD到H,使DH=CD,连接AH,
∵DC⊥BC,∴∠BCD=90°,( ▲ )
∵∠ACB=120°,∴∠ACD=30°,
∵D为AB的中点,∴AD=BD,( ▲ )
在△ADH与△BDC中,
∴△ADH≌△BDC(SAS),
∴AH= BC=4,( ▲ )
∠H=∠BCD=90°,( ▲ )
∵∠ACH=30°,
∴AC=8.( ▲ )
2.如图,已知△ABC 中,AB=AC,D 为AB 上一点,E为AC 延长线上一点,BD=CE,DE 交BC于点F.求证:DF=EF.
3.(2025八上·长兴月考) 如图
(1)问题提出:在△ABC中,AB=5,AC=9,求BC边上的中线AD的取值范围.
思维点播:延长中线至等长,构造全等三角形,把AB、AC、2AD集中在△ACE中,利用
三边关系,可得AD的取值范围.
问题解决1:在图1中找出AB与 CE的数量关系并证明.:
问题解决2:AD的取值范围是 ,AB和CE的位置关系是 .
(2)问题拓展:如图2,AD是△ABC的中线,AB=AM,AC=AN,∠BAM=∠NAC=90°,探究线段AD与MN的数量关系并加以证明.
二、倍长中线(间接倍长)
4.(2024八上·咸安期末)在通过构造全等三角形解决的问题中,有一种方法叫倍长中线法.
图1 图2 图3
(1)如图1,是的中线,,,求的取值范围.
我们可以延长到点M,使,连接,根据可证,所以.接下来,在中利用三角形的三边关系可求得的取值范围,从而得到中线的取值范围是: ;
(2)如图2,是的中线,点E在边上,交于点F,且,请参考(1)中的方法求证:;
(3)如图3,在四边形中,,点E是的中点,连接,,且,试猜想线段,,之间的数量关系,并予以证明.
5.(2024八上·义乌月考)(1)如图①,在中,若,,为边上的中线,求的取值范围;
(2)如图②,在中,点D是的中点,,交于点E,交于点F,连接,判断与的大小关系并证明;
(3)如图③,在四边形中,,与的延长线交于点F,点E是的中点,若是的角平分线.试探究线段,,之间的数量关系,并加以证明.
三、角平分线(基础全等)
6.(2025八上·杭州月考) 如图,AB=AC, BD=CD. 求证: AD平分∠BAC.
7.(2025八上·长兴月考)工人师傅常借助“角尺”这个工具来平分一个角,其背后的依据就是全等三角形的性质如图,在∠AOB的两边OA、OB上分别取OC=OD,适当摆放角尺(图中的∠CED),使其两边分别经过点C、D,且点C、D处的刻度相同,这时经过角尺顶点E的射线OE就是∠AOB的平分线.这里判定两个三角形全等的依据是( )
A.SAS B.SSS C.AAS D.ASA
8.(2021八上·隆安期中)如图,于于F,若,
(1)求证:平分;
(2)已知,求的长.
9.(2021八上·内江期中)如图,在 中,D是 边上的一点, , 平分 ,交 边于点E,连接 .
(1)求证: ;
(2)若 , ,求 的度数.
10.(2021八上·丹徒月考)如图,在△ABC中,AB<AC,边的垂直平分线交的外角的平分线于点,垂足为E,DF⊥AC于点F,于点,连接CD.
(1)求证:BG=CF;
(2)若AB=10cm,AC=14cm,求AG的长.
四、角平分线(构造全等)
11.(2024八上·江北期中)如图,在△ABC中,∠ACB=2∠B.
(1)如图1,当∠C=90°, AD为∠BAC的角平分线时,求证:AB=AC+CD ;
(2)如图2,当 ∠C≠90°, AD为 ∠BAC的角平分线时,线段AB,AC,CD的数量关系为 ;
(3)如图3,当AD为△ABC的外角平分线时,线段AB,AC,CD 的数量关系为 ;
12.(2020八上·石阡月考)在△ABC中,∠ACB=2∠B,如图①,当∠C=90°,AD为∠BAC的角平分线时,在AB上截取AE=AC,连结DE,易证AB=AC+CD.
(1)如图②,当∠C≠90°,AD为∠BAC的角平分线时,线段AB,AC,CD又有怎样的数量关系?不需要证明,请直接写出你的猜想;
(2)如图③,当AD为△ABC的外角平分线时,线段AB,AC,CD又有怎样的数量关系?请写出你的猜想,并对你的猜想给予证明.
13.(2024八上·天河期末)如图,已知为的角平分线,延长到,使得,连接,若,且.
(1)求证:平分;
(2)求的取值范围;
(3)若延长,相交于点,求的度数.
14.(2024八上·红花岗期末)在中,平分交于.
(1)如图1,的两边分别与、相交于M、N两点,过D作于F,,证明:;
(2)如图2,若,,,,,求四边形的周长.
15.(2024八上·中山期中)(1)如图1,在中,平分交于点D,于点E.求证:
(2)①如图2,中,,,平分,垂足E在的延长线上,试探究和的数量关系,并证明你的结论.
②如图3,中,,,点F在线段上,,垂足为E,与相交于点D.若的面积为64,求的长.
答案解析部分
1.【答案】解:延长CD到H,使DH=CD,连接AH,
∵DC⊥BC,∴∠BCD=90°,(垂直的定义)
∵∠ACB=120°,∴∠ACD=30°,
∵D为AB的中点,∴AD=BD,(中点的定义)
在△ADH与△BDC中,
∴△ADH≌△BDC(SAS),
∴AH= BC=4,(全等三角形的对应边相等)
∠H=∠BCD=90°,(全等三角形的对应角相等)
∵∠ACH=30°,
∴AC=8.(直角三角形中,30度角所对的直角边等于斜边的一半)
【知识点】含30°角的直角三角形;线段的中点;三角形全等的判定-SAS;倍长中线构造全等模型
【解析】【分析】延长CD到H,使DH=CD,连接AH,根据垂直的概念可得∠BCD=90°,由角的和差关系可得∠ACD的度数,根据中点的概念可得AD=BD,证明△ADH≌△BDC,得到AH=BC=4,∠H=∠BCD=90°,然后根据含30°角的直角三角形的性质进行计算.
2.【答案】证明:过点D作DM//AC交BC于M,如图所示,
∴∠DMB=∠ACB,∠FDM=∠E,
∵AB=AC,
∴∠B=∠ACB,
∴∠B=∠DMB,
∴BD=MD,
∵BD=CE
∴MD=CE
在△DMF和△ECF中
∴△DMF≌△ECF(AAS)
∴DF=EF
【知识点】三角形全等的判定-AAS
【解析】【分析】利用平行可得∠DMB=∠ACB,∠FDM=∠E,利用等腰三角形的性质可得∠B=∠ACB,从而证明∠B=∠DMB,证明△DMF≌△ECF,即可得出结论.
3.【答案】(1)解:问题解决1:
证明:延长AD至点E,使,连接CE.
是BC边上的中线,
.
在和中,
.
.
问题解决2:,平行
(2)解:. 理由如下:.
证明:如图,延长AD至点E,使,连接CE.
∵AD是边上的中线,
∴.
在和中:
.
.
,
.
.
.
在和中:
.
∴MN=AE
∵AE=AD+DE=2AD
∴MN=2AD
【知识点】三角形三边关系;三角形全等的判定-SAS;倍长中线构造全等模型;全等三角形中对应边的关系
【解析】【解答】解:(1)问题解决2:由(问题解决1)可得AD=DE,EC=AB,,
∴∠B=∠C,
∴ AB∥CE,
∵ AB=5,
∴EC=5,
∵ AC=9 ,AC-EC∴ 9-5∴ 4∴ 2故答案为:;平行.
【分析】(1) 问题解决1: 需利用倍长中线法构造全等三角形,证明AB与CE的数量关系 ;
问题解决2: 通过构造全等三角形后,结合三角形三边关系确定AD的取值范围,并分析AB与CE的位置关系 ;
(2) 需通过构造全等三角形,结合已知条件(AB=AM,AC=AN,直角条件),推导AD与MN的数量关系及位置关系 .
4.【答案】(1)
(2)证明:如图,延长AD到T,使得DF=AD,连接BT,
同(1)可证△ADC≌△TDB,
∴AC=BD,∠C=∠EBD,
∴BT∥AC,
∴∠T=∠DAC,
∵EA=EF,
∴∠EAF=∠EFA,
∵∠EFA=∠BFT,
∴∠T=∠BFT,
∴BF=BD,
∴AC=BF.
(3)解:CD=AD+BC,理由如下:
如图,延长CE交DA的延长线于点G,
∵AD∥BC,
∴∠G=∠ECB,
∵E是AB的中点,
∴AE=EB,
在△AEG和△BEC中,
∴△AEG≌△BEC(AAS),
∴AG=BC,EC=EG,
∵DE⊥CG,
∴CD=GD,
∵DG=AD+AG=AD+BC,
∴CD=AD+BC.
【知识点】三角形全等的判定-AAS;线段的和、差、倍、分的简单计算;三角形的中线
【解析】【解答】解:(1)∵AD是△ABC的中线,
∴BD=CD,
在△ADC和△MDB 中,
∴△ADC≌△MDB(SAS),
∴AC=BM=6,
∵AB=8,
∴AB BM<AM<AB+BM,
∴2<AM<14,
∴2<2AD<14,
∴1<AD<7,
故答案为:1<AD<7.
【分析】(1)先利用“SAS”证出△ADC≌△MDB,可得AC=BM=6,再利用三角形三边的关系可得AB BM<AM<AB+BM,再将数据代入求出1<AD<7即可;
(2)延长AD到T,使得DF=AD,连接BT,先证出AC=BD,∠C=∠EBD,再结合∠T=∠BFT,可得BF=BD,最后利用等量代换可得AC=BF;
(3)延长CE交DA的延长线于点G,先利用“AAS”证出△AEG≌△BEC,可得AG=BC,EC=EG,再利用线段的和差及等量代换可得CD=AD+BC.
5.【答案】解:(1)如图①,延长到点E,使,连接,
∵D是的中点,
∴,
∵,
∴,
∴,
在中,,
∴,
∴,
∴,
故答案为:;
(2),理由如下:
延长至点M,使,连接,如图②所示.
同(1)得:,
∴,
∵,
∴,
在中,由三角形的三边关系得:
,
∴;
(3),理由如下:
如图③,延长交于点G,
∵,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∵是的平分线,
∴
∴,
∴,
∵,
∴ .
【知识点】三角形三边关系;三角形全等的判定-SAS;倍长中线构造全等模型;全等三角形中对应边的关系
【解析】【分析】(1)利用倍长中线法构造三角形,再利用三角形三边关系即可,即延长AD至点E,连接BE,则可证明,则,从而把AB、AC、2AD转化到的三条边上即可;
(2)同理延长至点,使,连接,可通过证明得、,则垂 直平分,所以,在中由三角形的三边关系得出,再等量代换即可;
(3)延长交延长线于点,则可证明,则,再由角平分线的概念结合平行线的性质可得,则,即.
6.【答案】证明: ,
即AD平分
【知识点】三角形全等的判定-SSS;全等三角形中对应角的关系
【解析】【分析】由题意根据SSS可证 可得 AD,即可求解.
7.【答案】B
【知识点】三角形全等的判定;三角形全等的判定-SSS
【解析】【解答】解:∵ 点C、D处的刻度相同,
∴CE=DE,
∵OD=OC,OE=OE,
∴△ODE≌OCE(SSS).
故答案为:B.
【分析】根据SSS证明△ODE≌OCE.
8.【答案】(1)证明:∵于于F,
∴(HL)
∴ED=DF
∵于于F,AD=AD
∴(HL)
∴
故平分.
(2)解:∵BE=CF
∴AF=AC-BE=10-2=8
∴AE=AF=8
∴AB=AE-BE=8-2=6.
【知识点】直角三角形全等的判定-HL;角平分线的判定
【解析】【分析】(1)根据垂直的概念得∠E=∠DFC=90°,结合BD=CD,BE=CF,由HL证△BED≌△CFD,得到ED=DF,再利用HL证明△AED≌△AFD,得到∠EAD=∠CAD,据此证明;
(2)根据BE=CF可得AF=AC-BE=8,然后根据AB=AE-BE进行计算.
9.【答案】(1)证明: 平分 ,
,
在 和 中, ,
;
(2)解: , ,
,
平分 ,
,
在 中, .
【知识点】三角形内角和定理;三角形全等的判定-SAS;角平分线的概念
【解析】【分析】(1)由角平分线的定义可得∠ABE=∠DBE,根据SAS证明△ABE≌△DBE;
(2)利用三角形内角和求出∠ABC=30°,由角平分线的定义可得 , 在 中,利用即可求解.
10.【答案】(1)证明:如图所示,连接DB,
AD是△ABC的外角平分线,DG⊥AB,DF⊥CA,
DF=DG,
DE垂直平分BC,
DC=DB,
在Rt△CDF与Rt△BDG中
,
Rt△CDF≌Rt△BDG (HL) ,
BG=CF.
(2)解: GAD= FAD, AGD= AFD,AD=AD,
在△ADG与△ADF中
△ADG≌△ADF(AAS),
AG=AF,
BG=CF,
,
AG= (AC-AB)= (14-10)=2 (cm) .
【知识点】直角三角形全等的判定-HL;角平分线的性质;线段垂直平分线的性质;三角形全等的判定-AAS
【解析】【分析】(1)连接DB,根据角平分线的性质可得DF=DG,根据垂直平分线的性质可得DC=DB,证明Rt△CDF≌Rt△BDG ,据此可得结论;
(2)证明△ADG≌△ADF,得到AG=AF,结合BG=CF以及线段的和差关系可得AC-AB=AF+FC-AB=AF+BG-AG=AF+AG=2AG,据此计算.
11.【答案】(1)证明:由已知条件可知,
在中,,
∵,
∴为等腰直角三角形,
为的角平分线,
在上截取,连接,
∴,
在和中,
∵,,,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴
(2)
(3)
【知识点】三角形外角的概念及性质;等腰三角形的判定与性质;三角形全等的判定-SAS;角平分线的概念
【解析】【解答】解:(2)在中,,,为的角平分线,在上截取,连接,∴,在和中,∵,,,∴,∴,,∵∴,∴,∴,∴,∴,∴;
(3)在中,,为的角平分线,在的延长线上截取,连接,
∴,在和中,∵,,,∴,∴,,∴,∴,∴,∴∴.
【分析】(1)根据全等三角形的判定定理边角边,在上截取,连接,证明,则可得,,再由,,证明,可求出;
(2)由(1)可求得;
(3)首先在的延长线上截取,,连接,根据全等三角形边角边判定定理,可得,可得,,再由,可得即可求得
12.【答案】(1)猜想: .
证明:如图②,在 上截取 ,连结 ,
∵ 为 的角平分线时,
∴ ,∵ ,
∴ ,
∴ , ,
∵ ,∴ .
∵ ,
∴ ,∴ ,
∴ .
(2)解:猜想: .
证明:在 的延长线上截取 ,连结 .
∵ 平分 ,∴ .
在 与 中, , , ,
∴ .
∴ , .
∴ .
又 , , .
∴ .
∴ .
∴ .
【知识点】三角形外角的概念及性质;等腰三角形的判定与性质;三角形全等的判定-SAS;角平分线的概念
【解析】【分析】(1)在AB上截取AE=AC,连接DE,根据角平分线的概念可得∠BAD=∠CAD,利用“SAS”证明△ADE≌△ADC,得到∠AED=∠C,ED=CD,结合∠ACB=2∠B可得∠AED=2∠B,结合外角的性质可得∠B=∠EDB,推出EB=ED,据此解答;
(2)在BA的延长线上截取AE=AC,连接ED,利用“SAS”可证明△ADE≌△ADC,得到∠AED=∠ACD,ED=CD,推出EB=ED,根据线段的和差关系可得EA+AB=EB=ED=CD,据此解答.
13.【答案】(1)证明:在上截取,
平分,
,且,,
≌,
,
,
,
,,
,
∵CD=CD,
≌,
,
平分;
(2)解:由得≌,≌,
,,
,
,
,
,
,
,
的取值范围为;
(3)解:由知,,,
,
,
,
,
,
,
,
由得≌,≌,
,,
,
,
,
.
【知识点】三角形内角和定理;三角形全等的判定-SSS;三角形全等的判定-SAS;角平分线的概念
【解析】【分析】(1)在上截取,根据角平分线的定义和三角形全等(边角边),求出AD=DF,利用BC=AB+EC,通过等量代换求出CF=CE,在最后根据边边边推出△CDF和△CDE全等,从而求出∠DCF=∠DCE,结合角平分线的判定即可证明。
(2)利用第一问的两个三角形全等和∠BAD的度数,通过等量代换用表示∠CED,再根据的取值范围即可求出∠CED取值范围。
14.【答案】(1)证明:过点D作于G,如图1,
平分,,
,
在和中,
,
,
,
在和中,
,
,
,
;
(2)解:过点D作于E,如图2,
,,
,,
,
,
,
,
平分,,,
,,
在和中,
,
,
,
,
,,
,
,,
,
,
,
在中,,
,,,
同理可得:,
四边形AMDN的周长为.
【知识点】直角三角形全等的判定-HL;角平分线的性质;等腰三角形的判定与性质;含30°角的直角三角形;全等三角形中对应边的关系
【解析】【分析】(1)过点D作于G,得到和,即可得到,,进而得到结论;
(2)过点D作于E,得到,即可得到,然后推理得到,,根据的直角三角形的性质求出,,,,然后解题即可.
(1)证明:过点D作于G,如图1,
平分,,
,
在和中,
,
,
,
在和中,
,
,
,
;
(2)解:过点D作于E,如图2,
,,
,,
,
,
,
,
平分,,,
,,
在和中,
,
,
,
,
,,
,
,,
,
,
,
在中,,
,,,
同理可得:,
四边形AMDN的周长为.
15.【答案】解:(1)延长交于点F,如图,
平分,
,
,
,
,
,
,
,
,
解:①,证明如下:
延长、交于点F,如图,
,
,
,
,
,
,
又,
,
,
平分,
,
,
,
,
;
②过点F作,交的延长线于点G,与相交于H,则,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
.
【知识点】三角形外角的概念及性质;三角形全等及其性质;三角形全等的判定;等腰三角形的判定与性质;角平分线的概念
【解析】【分析】本题考查三角形全等的判定和性质,等腰三角形的性质和判定.
(1)延长交于点F,利用角平分线的定义可得:,根据,利用垂直的定义可得:,再结合CE=CE,利用全等三角形的判定定理可证明,利用全等三角形的性质可得,再根据三角形外角的性质可得:,利用等量代换可证明结论;
(2)①延长、交于点F,根据垂直的定义可得,利用角的运算可得,再结合AB=AC,利用全等三角形的判定定理可证明,利用全等三角形的性质可得:,利用角平分线的定义可得:,再根据,利用全等三角形的判定定理可证明,利用全等三角形的性质可得:,利用等量代换可证明;
②过点F作,交的延长线于点G,与相交于H,根据题意可得,利用垂直的定义可得:,再根据FE=FE,利用全等三角形的判定定理可证明,利用全等三角形的性质可得,根据等腰直角三角形的性质可得:HB=HF,利用角的运算可得:,利用全等三角形的判定定理可证明,利用全等三角形的性质可证明,进而可得,再通过三角形的面积可得,据此可求出.
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