三角形的全等三角形(倍长中线模型)-浙教版数学八年级上册培优训练
一、选择题
1.(2025八上·温州月考)如图,在△ABC中,AB=5,AC=9,AD是BC边上的中线,AD长不可能是( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】D
【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:
如图所示,延长AD到E,使DE = AD.连接CE,则AE=2
AD.
∵AD是BC边上的中线,
∴BD=CD.
在△ABD和△ECD中,
∴△ABD≌△ECD(SAS),
∴CE= AB=5.
∵AC=9,
∴9-5
即AD的取值范围是:2< AD < 7,
故答案为:D .
【分析】延长AD到E,使DE = AD.连接CE,证明△ABD≌△ECD,即可得到CE= AB=5,然后根据三角形三边关系得到9-52.如图,AD 是 的中线,E,F 分别在AB,AC 上,且 则( ).
A. B.
C. D.与EF 的大小关系不确定
【答案】A
【知识点】线段垂直平分线的性质;三角形全等的判定-SAS;倍长中线构造全等模型
【解析】【解答】解:延长ED到G,使DG=ED,连接CG,FG,
在△BED与△CGD中,
∴△BED≌△CGD(SAS)
∴CG=BE,ED=DG
又∵DE⊥DF
∴FD是EG的垂直平分线,
∴FG=EF
∵GC+CF>FG
∴BE+CF>EF
故答案为:A.
【分析】延长ED到G,使ED=DG,连接CG,FG,则△BED≌△CGD,根据线段的等量代换,以及三边关系即可求解.
3.(2024八上·南沙期末)如图,在中,点为的中点,、分别是、的角平分线,分别交、于点、,且,,,连接,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【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
【解析】【解答】解:延长ED至点G,使DG=DE,连接GF、GC,
∵D为BC的中点
∴BD=CD
又∵∠BDE=∠CDG
∴△BDE≌△CDG(SAS)
∴CG=BE
∵AB=7,AE=4
∴BE=AB-AE=7-4=3
∵DE、DF分别平分∠ADB、∠ADC
∴∠ADB=2∠ADE,∠ADC=2∠ADF
∵∠ADB+∠ADC=180°
∴2∠ADE+2∠ADF=180°
∴∠ADE+∠ADF=90°
∴DF⊥DE
又∵DE=DG
∴GF=EF
在△CDF中,CF=2,GC=3,得
故答案为: D.
【分析】倍长ED至G,得△BDE≌△CDG,得GC=BE=3,由角平分线得∠EDF=90°,D为EG中点得GF=EF,在△CGF中,由三角形三边关系即得GF的范围,即为EF范围.
4.(2024八上·攀枝花开学考)如图,在中,,平分交于点平分交于点交于点.则下列说法正确的个数为( )
①;②,③若,则;④;⑤.
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【答案】C
【知识点】三角形的角平分线、中线和高;全等三角形的实际应用;角平分线的性质;等腰三角形的判定与性质;倍长中线构造全等模型
【解析】【解答】解:①在中,,
∴,
∵平分平分,
∴,,
∴,故①正确;
②当是的中线时,,故②错误;
③ 如图,延长CE至G,使GE=CE,连接BG,
∵AB=2AE,
∴AE=BE,
∵∠AEC=∠BEG,
∴△ACE≌△BGE(SAS),
∴∠ACE=∠G,CE=GE,
∵CE为角平分线,
∴∠ACE=∠BCE,
∴∠BCE=∠G,
∴BC=BG,
∵BC=AC,
∴BE⊥CE,故③正确;
④如图,作的平分线交于点,
由①得,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,故④正确;
⑤过作,于点,
由④知,为的角平分线,
∴,
∴,
∵,
∴,故⑤正确.
综上所述:正确的有①③④⑤,共4个,
故选:C.
【分析】①根据三角形内角和定理可得可得∠ACB+∠CAB=120°,然后根据一般地,从一个角的顶点出发,把这个角分成两个相等的角的射线,叫做这个角的平分线可得,,根据三角形内角和是180°可得 ∠AFC=180°-(∠FCA+∠FAC)=120°,故①说法正确;②根据三角形的中线将三角形分为面积相等的两部分得出,故②说法正确;③延长CE至G,使GE=CE,连接BG,根据AB=2AE可得AE=BE,根据对顶角相等可得∠AEC=∠BEG,根据两边和它们的夹角对应相等的两个三角形全等可证明△ACE≌△BGE,根据全等三角形的对应角相等,对应边相等得出∠ACE=∠G,CE=GE,根据一般地,从一个角的顶点出发,把这个角分成两个相等的角的射线,叫做这个角的平分线可得∠ACE=∠BCE,推得∠BCE=∠G,根据等角对等边得出BC=BG,即BC=AC,根据等腰三角形三线合一的性质即可得出BE⊥CE,故③说法正确; ④作∠AFC的平分线交AC于点G,根据一般地,从一个角的顶点出发,把这个角分成两个相等的角的射线,叫做这个角的平分线可推得∠AFG=∠CFG=∠AFE=60°,根据两个角和它们所夹的边分别对应相等的两个三角形全等可证明△AEF≌△AGF,△CDF≌△CGF,根据全等三角形的对应边相等得出可得AE=AG,CD=CG,故CD+AE=AC,④说法正确;⑤过作于点,由④知,为的角平分线,根据角平分线上的点到角的两边的距离相等得出,所以可得,根据全等三角形的面积相等即可得出,故⑤说法正确.
二、填空题
5.(2024八上·南宁期中)如图,在中,为边上的中线,为上一点,连接并延长交于点,若,,,则的长为 .
【答案】3.2
【知识点】平行线的性质;三角形全等及其性质;等腰三角形的判定;三角形全等的判定-SAS;倍长中线构造全等模型
【解析】【解答】解:如图,延长至,使,连接,
∵为边上的中线,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴.
故答案为:3.2.
【分析】延长至,使,连接,根据AD是三角形的中线,可利用倍长中线法构建全等三角形,从而得出AC=BG,又由平行线的性质可得出,可得出BG=BE,即可得出AC=BE=5,进而即可得出CF=5-1.8=3.2即可。
6.(2024八上·宝安期中)如图所示,已知,,,则的长为 .
【答案】
【知识点】勾股定理;勾股定理的逆定理;倍长中线构造全等模型
【解析】【解答】解:如图,延长至点E,使,
则,
∵,,
∴,
∵,
∴,,
∴,
∴是直角三角形,且,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
故答案为:.
【分析】延长至点E,使,先利用勾股定理的逆定理证出是直角三角形,且,再利用勾股定理求出CE的长,再利用“SAS”证出,最后利用全等三角形的性质可得.
7.(2024八上·惠城期中)如图,在中,,F是上一点,连接,交于点E,且,若,,则求的度数为 .
【答案】
【知识点】三角形内角和定理;三角形外角的概念及性质;等腰三角形的性质;三角形全等的判定-SAS;倍长中线构造全等模型
【解析】【解答】解: 如图, 延长到使,连接,
在与中,
,
,
,,
,
,
,
,
,
,,
,,
,
故答案为:.
【分析】
延长到使,连接 后得到,根据全等三角形的性质得到角边的关系后,进一步推导可得,在等腰三角形BGE中通过等腰三角形的性质得到,推导角的关系即可得到,根据题给条件利用三角形内角和计算出∠ADC和∠BED的值后进一步计算即可得到∠FBC的值 .
8.(2025八上·玉环期末)如图,在中,,,点为三角形内部一点且,点为中点,连接,,作,且,当 时,为直角三角形.
【答案】或
【知识点】三角形全等的判定;翻折全等-公共边模型;旋转全等模型;倍长中线构造全等模型;全等三角形中对应边的关系;全等三角形中对应角的关系
【解析】【解答】解:①当时,如图,延长到点,使,连接、,
,
,
在△和△中,
,
,
,,
是中点,
,
在△和△中,
,
,
,,,
,
,
,
,
,
,,
,
,,
,
,
在△和△中,
,
,
,,
,
,
;
②当时,如图,延长到点,使,连接、,
同①理可得,
;
综上,的度数为或,
故答案为:或.
【分析】
由于、,可延长到点,使,连接、,则可证,再证,最后再证,此时再分类讨论,即当时或当时,分别利用全等的性质计算即可.
三、解答题
9.(2025八上·雨花月考)下面是多媒体上的一道习题:
如图的中线,,求的取值范围.
请将下面的解题过程补充完整.
解:延长至点,使,连接. 的中线, , 在中, , , , 在中,根据“三角形三边关系”可知: , 又, .
【答案】;;;;;
【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:延长至点,使,连接,
是的中线,
,
在和中,
,
≌,
,
在中,根据“三角形三边关系”可知:,
又,
.
故答案为:,,,,,.
【分析】延长至点,使,连接,证明≌,从而推出,再利用三角形的三边关系即可得出答案.
10.(2025八上·绍兴月考)
(1)如图 1,在△ABC中, AB=5, AC=7, AD是BC边上的中线,延长AD到点E使DE=AD,连结CE,把AB, AC, 2AD集中在△ACE中,利用三角形三边关系可得AD的取值范围。请写出AD的取值范围,并说明理由
(2)如图2,在△ABC中, AD是BC边上的中线,点E, F分别在AB, AC上,且DE⊥DF,求证: BE+CF>EF.小艾同学受到(1)的启发,在解决(2)的问题时,延长ED到点H,使DH=DE……,请你帮她完成证明过程.
(3)如图3,在四边形ABCD中, ∠A为钝角, ∠C为锐角, ∠A+∠C=180°, ∠ADC=120°,DA=DC,点E, F分别在BC, AB上,且∠EDF=60°,连结EF,试探索线段AF, EF, CE之间的数量关系,并加以证明。
【答案】(1)解:∵DE=AD, ∴AE=2AD,∵AD是BC边上的中线, ∴BD=CD,在△ABD和△ECD中,
∴△ABD≌△ECD(SAS) ,
∴AB=EC,
∵AB=5,
∴CE=5,
在△ACE中,
解得:
∴AD的取值范围是1(2)解:延长ED到点H, 使DH=DE, 连接CH, FH, 如图所示:
∵DH=DE, DE⊥DF,
∴DF垂直平分EH,
∴EF=HF,
∵AD是BC边上的中线,
∴DB=DC,
在△DCH和△DBE中,
,
∴△DCH≌△DBE (SAS) ,
∴CH=BE,
在△CFH中, CH+CF>FH,
∴BE+CF>EF;
(3)解:AF+CE=EF,
理由: 延长BC到H, 使得CH=AF, 如图所示:
∵∠A+∠BCD=180°, ∠BCD+∠DCH=180°,
∴∠A=∠DCH,
在△ADF和△CDH 中,
∴△ADF≌△CDH(SAS)
∴∠ADF=∠CDH, DF=DH,
∵∠ADC=120°, ∠EDF=60°,
∴∠ADF+∠EDC=∠ADC-∠EDF=60°,
∴∠CDH+∠EDC=60°, 即∠EDH=60°,
∴∠EDF=∠EDH,
在△DEF 和△DEH中,
,
∴△DEF≌△DEH (SAS) ,
∴EF=EH,
∵CH+CE=EH,
∴AF+CE=EF.
【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)证明△CDE≌△BDA(SAS),推出CE=AB=4,在△ACE中,利用三角形的三边关系解决问题即可;
(2)如图2中,延长ED到H,使得DH=DE,连接CH,FH.证明△BDE≌△CDH(SAS),推出BE=CH,再证明EF=FH,利用三角形的三边关系即可解决问题;
(3)延长BC到H,使得CH=AF,通过两次全等证明AF=CE,EF=EH即可解决问题.
11.(2023八上·阳信期中)小宇在研究“三线合一”这个结论时,有了这样的思考:当三角形的一条角平分线恰好也是这个三角形的中线时,这个三角形是等腰三角形吗?他画出图形分析后,找到了两种解决问题的方法,请任选其中一种,帮助他完成证明.
已知:如图,在中,平分,且点D是的中点.求证:.
方法一 证明:过点D分别作的垂线,垂足分别为E,F.
方法二 证明:延长到点E,使,连接.
温馨提示:只选一种方法证明即可,如两种方法都选用的,只按方法一的证明给分.
【答案】证明:如图,
作,
∵平分,
∴,
∵D是的中点,
∴,
∴,
∴,
∴.
【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;线段的中点;倍长中线构造全等模型
【解析】【分析】作,根据三角形的角平分线性质,可得,根据“”定理,易证,即可证得.
12.(2025八上·义乌月考)如图
(1)如图1,在△ABC中,AB=5,AC=7,AD是BC边上的中线,延长AD到点E使DE=AD,连结CE,把AB,AC,2AD集中在△ACE中,利用三角形三边关系可得AD的取值范围.请写出AD的取值范围,并说明理由.
(2)如图2,在△ABC中,AD是BC边上的中线,点E,F分别在AB,AC上,且DE⊥DF,求证:BE+CF>EF.小艾同学受到(1)的启发,在解决(2)的问题时,延长ED到点H,使DH=DE…,请你帮她完成证明过程.
(3)如图3,在四边形ABCD中,∠A为钝角,∠C为锐角,∠A+∠C=180°,∠ADC=120°,DA=DC,点E,F分别在BC,AB上,且∠EDF=60°,连结EF,试探索线段AF,EF,CE之间的数量关系,并加以证明.
【答案】(1)解:1<AD<6;理由如下:
∵AD是BC边上的中线,
∴CD=BD,
在△CDE和△BDA中,
,
∴△CDE≌△BDA(SAS),
∴EC=AB,
∵AB=5,
∴EC=AB=5,
在△AEC,AC﹣CE<AE<AC+CE,且AC=7,
∴2<AE<12,
∵DE=AD,
∴2<2AD<12,
∴1<AD<6;
(2)证明:延长ED到H,使得DH=DE,连结CH,FH.
∵AD是BC边上的中线,
∴BD=CD,
在△BDE和△CDH中,
,
∴△BDE≌△CDH(SAS),
∴BE=CH,
∵DE⊥DF,DE=DH,
∴EF=FH,
在△CFH中,CH+CF>FH,
∴BE+CF>EF;
(3)解:AF+EC=EF.理由如下:
延长BC到H,使得CH=AF,
∵∠A+∠BCD=180°,∠DCH+∠BCD=180°,
∴∠A=∠DCH,
在△AFD和△CHD中,
,
∴△AFD≌△CHD(SAS),
∴DF=DH,∠ADF=∠CDH,
∵∠EDF=60°,∠ADC=120°,
∴∠ADF+∠ECD=60°,
∴∠CDH+∠ECD=60°
∴∠EDF=∠EDH=60°,
在△EDF和△EDH中,
,
∴△EDF≌△EDH(SAS),
∴EF=EH,
∵EH=EC+CH=EC+AF,
∴EF=AF+EC.
【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)证明△CDE≌△BDA(SAS),推出CE=AB=4,在△ACE中,利用三角形的三边关系解决问题即可;
(2)如图2中,延长ED到H,使得DH=DE,连接CH,FH.证明△BDE≌△CDH(SAS),推出BE=CH,再证明EF=FH,利用三角形的三边关系即可解决问题;
(3)延长BC到H,使得CH=AF,通过两次全等证明AF=CE,EF=EH即可解决问题.
13.(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 .
14.(2024八上·玉林期中)综合与实践
【问题呈现】某数学课外兴趣小组碰到以下问题:如图1,在中,若,,求边上的中线的取值范围.小明的方法为:延长到,使,连接,构造,再利用三角形三边关系,从而解决问题.数学课外兴趣小组经过合作交流,得到了如下的方法:解题时,条件中若出现“中点”“中线”字样,可以考虑延长中线构造全等三角形,把分散的已知条件和所求证的结论集合到同一个三角形中.请根据上述方法解决下面问题:
【理解运用】如图2,是的中线,交于点,交于点,且.求证:
【实践应用】如图3,点是边的中点,分别交、于点、,求证:.
【答案】[理解运用]证明:如图,延长到,使,连接,
∵是中线,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴;
[实践应用]证明:如图,延长到点,使,连接、,
∵,
∴垂直平分,
∴,
∵点是的中点,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
在中,
∴.
【知识点】三角形三边关系;线段垂直平分线的性质;等腰三角形的判定与性质;三角形的综合;倍长中线构造全等模型
【解析】【分析】 【理解运用】延长到,使,连接,先利用“SAS”证出,利用全等三角形的性质可得,,再利用等量代换和等角对等边的性质可得,最后利用等量代换可得;
【实践应用】 延长到点,使,连接、, 先利用“SAS”证出,利用全等三角形的性质可得,再利用三角形三边的关系及等量代换可得.
15.(2024八上·金华期中)【问题情境】
(1)课外兴趣小组活动时,老师提出了如下问题:
如图1,是的中点,,,A,三点共线.
求证:.
小玉在组内经过合作交流,得到解决方法:延长至点,使得,连接.
请根据小玉的方法思考:由已知和作图能得到,依据是 .
由全等三角形、等腰三角形的性质可得.
【初步运用】
(2)如图2,在中,平分,为的中点,过点作,分别交的延长线和于点、点A.求证:.
【拓展运用】
(3)如图3,在(1)的基础上(即是的中点,,,A,三点共线),连接,若,当,时,求的长.
【答案】解:(1);
(2)延长至点,使得,连接,如图所示:
,,
,
,,
,
,,
平分,
,
,
,
;
(3)延长至点,使得,连接,过点C作于点H,如图所示:
∵AD=12,设,
则.
由(1)知,
,,
,
,
.
∵CH⊥DF于点H,
,
,
,
,
在中,
,
,
又,,
,
,
,
在中,
,
,
解得,
.
【知识点】三角形全等及其性质;等腰三角形的判定与性质;勾股定理;三角形全等的判定-SAS;倍长中线构造全等模型
【解析】【解答】(1)解:(1)延长至点,使得,连接,如图所示:
是的中点,
,
,AE=FE,
;
故答案为:;
【分析】(1)由已知和作图能得到,,再加上对顶角相等,即可根据“”证明三角形全等;
(2)延长至点,使得,连接,先证明,得到,,再根据角平分线及平行线可逐步推得结论成立;
(3)延长至点,使得,连接,过点C作于点H,设,分别求出,,,可得,由勾股定理求得,再求出,由勾股定理求出,即可得到答案.
16.(2024八上·新会开学考)数学兴趣小组在活动时,老师提出了这样一个问题:如图1,在中,是的中点,求边上的中线的取值范围.
【方法探索】(1)小明在组内经过合作交流,得到了如下的解决方法:如图1,延长到点,使,连接.根据可以判定,得出.这样就能把线段集中在中.利用三角形三边的关系,即可得出中线的取值范围是___________.
【问题解决】(2)由第(1)问方法的启发,请解决下面问题:如图2,在中,是边上的一点,是的中线,,试说明:;
【问题拓展】(3)如图3,是的中线,过点分别向外作,使得,判断线段与的关系,并说明理由.
【答案】(1);
(2)证明:如图,延长到点F,使得,连接.
∵是边上的中线,
∴,
在和中,
,
,
∴,
∴,
,
,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴。
(3)解:;理由如下:
如图,延长,使,连接,
∵为边上的中线,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴。
【知识点】平行线的判定与性质;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
【解析】【解答】解:如图1,延长到点,使,
∵是的中点,
,
,
,
,
在中,,
,
;
故答案为:
【分析】(1)延长AD到点E,DE=AD,根据交叉线的性质,,然后再根据中点的定义,易证,可得结论;
(2)延长AE到点F,使得AE=EF,连接DF.易证,然后再根据全等三角形的性质,可得,进而可得,最后再根据全等三角形的性质,可得,即可证明结论.
(3)延长AD,使AD=DG,连接BG,然后再根据中点的定义,可得BD=DC,易证,进而求出,,从而得到,又跟据,,可得证明,得出,即可证明结论.
1 / 1三角形的全等三角形(倍长中线模型)-浙教版数学八年级上册培优训练
一、选择题
1.(2025八上·温州月考)如图,在△ABC中,AB=5,AC=9,AD是BC边上的中线,AD长不可能是( )
A.4 B.5 C.6 D.7
2.如图,AD 是 的中线,E,F 分别在AB,AC 上,且 则( ).
A. B.
C. D.与EF 的大小关系不确定
3.(2024八上·南沙期末)如图,在中,点为的中点,、分别是、的角平分线,分别交、于点、,且,,,连接,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
4.(2024八上·攀枝花开学考)如图,在中,,平分交于点平分交于点交于点.则下列说法正确的个数为( )
①;②,③若,则;④;⑤.
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
二、填空题
5.(2024八上·南宁期中)如图,在中,为边上的中线,为上一点,连接并延长交于点,若,,,则的长为 .
6.(2024八上·宝安期中)如图所示,已知,,,则的长为 .
7.(2024八上·惠城期中)如图,在中,,F是上一点,连接,交于点E,且,若,,则求的度数为 .
8.(2025八上·玉环期末)如图,在中,,,点为三角形内部一点且,点为中点,连接,,作,且,当 时,为直角三角形.
三、解答题
9.(2025八上·雨花月考)下面是多媒体上的一道习题:
如图的中线,,求的取值范围.
请将下面的解题过程补充完整.
解:延长至点,使,连接. 的中线, , 在中, , , , 在中,根据“三角形三边关系”可知: , 又, .
10.(2025八上·绍兴月考)
(1)如图 1,在△ABC中, AB=5, AC=7, AD是BC边上的中线,延长AD到点E使DE=AD,连结CE,把AB, AC, 2AD集中在△ACE中,利用三角形三边关系可得AD的取值范围。请写出AD的取值范围,并说明理由
(2)如图2,在△ABC中, AD是BC边上的中线,点E, F分别在AB, AC上,且DE⊥DF,求证: BE+CF>EF.小艾同学受到(1)的启发,在解决(2)的问题时,延长ED到点H,使DH=DE……,请你帮她完成证明过程.
(3)如图3,在四边形ABCD中, ∠A为钝角, ∠C为锐角, ∠A+∠C=180°, ∠ADC=120°,DA=DC,点E, F分别在BC, AB上,且∠EDF=60°,连结EF,试探索线段AF, EF, CE之间的数量关系,并加以证明。
11.(2023八上·阳信期中)小宇在研究“三线合一”这个结论时,有了这样的思考:当三角形的一条角平分线恰好也是这个三角形的中线时,这个三角形是等腰三角形吗?他画出图形分析后,找到了两种解决问题的方法,请任选其中一种,帮助他完成证明.
已知:如图,在中,平分,且点D是的中点.求证:.
方法一 证明:过点D分别作的垂线,垂足分别为E,F.
方法二 证明:延长到点E,使,连接.
温馨提示:只选一种方法证明即可,如两种方法都选用的,只按方法一的证明给分.
12.(2025八上·义乌月考)如图
(1)如图1,在△ABC中,AB=5,AC=7,AD是BC边上的中线,延长AD到点E使DE=AD,连结CE,把AB,AC,2AD集中在△ACE中,利用三角形三边关系可得AD的取值范围.请写出AD的取值范围,并说明理由.
(2)如图2,在△ABC中,AD是BC边上的中线,点E,F分别在AB,AC上,且DE⊥DF,求证:BE+CF>EF.小艾同学受到(1)的启发,在解决(2)的问题时,延长ED到点H,使DH=DE…,请你帮她完成证明过程.
(3)如图3,在四边形ABCD中,∠A为钝角,∠C为锐角,∠A+∠C=180°,∠ADC=120°,DA=DC,点E,F分别在BC,AB上,且∠EDF=60°,连结EF,试探索线段AF,EF,CE之间的数量关系,并加以证明.
13.(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.
14.(2024八上·玉林期中)综合与实践
【问题呈现】某数学课外兴趣小组碰到以下问题:如图1,在中,若,,求边上的中线的取值范围.小明的方法为:延长到,使,连接,构造,再利用三角形三边关系,从而解决问题.数学课外兴趣小组经过合作交流,得到了如下的方法:解题时,条件中若出现“中点”“中线”字样,可以考虑延长中线构造全等三角形,把分散的已知条件和所求证的结论集合到同一个三角形中.请根据上述方法解决下面问题:
【理解运用】如图2,是的中线,交于点,交于点,且.求证:
【实践应用】如图3,点是边的中点,分别交、于点、,求证:.
15.(2024八上·金华期中)【问题情境】
(1)课外兴趣小组活动时,老师提出了如下问题:
如图1,是的中点,,,A,三点共线.
求证:.
小玉在组内经过合作交流,得到解决方法:延长至点,使得,连接.
请根据小玉的方法思考:由已知和作图能得到,依据是 .
由全等三角形、等腰三角形的性质可得.
【初步运用】
(2)如图2,在中,平分,为的中点,过点作,分别交的延长线和于点、点A.求证:.
【拓展运用】
(3)如图3,在(1)的基础上(即是的中点,,,A,三点共线),连接,若,当,时,求的长.
16.(2024八上·新会开学考)数学兴趣小组在活动时,老师提出了这样一个问题:如图1,在中,是的中点,求边上的中线的取值范围.
【方法探索】(1)小明在组内经过合作交流,得到了如下的解决方法:如图1,延长到点,使,连接.根据可以判定,得出.这样就能把线段集中在中.利用三角形三边的关系,即可得出中线的取值范围是___________.
【问题解决】(2)由第(1)问方法的启发,请解决下面问题:如图2,在中,是边上的一点,是的中线,,试说明:;
【问题拓展】(3)如图3,是的中线,过点分别向外作,使得,判断线段与的关系,并说明理由.
答案解析部分
1.【答案】D
【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:
如图所示,延长AD到E,使DE = AD.连接CE,则AE=2
AD.
∵AD是BC边上的中线,
∴BD=CD.
在△ABD和△ECD中,
∴△ABD≌△ECD(SAS),
∴CE= AB=5.
∵AC=9,
∴9-5即AD的取值范围是:2< AD < 7,
故答案为:D .
【分析】延长AD到E,使DE = AD.连接CE,证明△ABD≌△ECD,即可得到CE= AB=5,然后根据三角形三边关系得到9-52.【答案】A
【知识点】线段垂直平分线的性质;三角形全等的判定-SAS;倍长中线构造全等模型
【解析】【解答】解:延长ED到G,使DG=ED,连接CG,FG,
在△BED与△CGD中,
∴△BED≌△CGD(SAS)
∴CG=BE,ED=DG
又∵DE⊥DF
∴FD是EG的垂直平分线,
∴FG=EF
∵GC+CF>FG
∴BE+CF>EF
故答案为:A.
【分析】延长ED到G,使ED=DG,连接CG,FG,则△BED≌△CGD,根据线段的等量代换,以及三边关系即可求解.
3.【答案】D
【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
【解析】【解答】解:延长ED至点G,使DG=DE,连接GF、GC,
∵D为BC的中点
∴BD=CD
又∵∠BDE=∠CDG
∴△BDE≌△CDG(SAS)
∴CG=BE
∵AB=7,AE=4
∴BE=AB-AE=7-4=3
∵DE、DF分别平分∠ADB、∠ADC
∴∠ADB=2∠ADE,∠ADC=2∠ADF
∵∠ADB+∠ADC=180°
∴2∠ADE+2∠ADF=180°
∴∠ADE+∠ADF=90°
∴DF⊥DE
又∵DE=DG
∴GF=EF
在△CDF中,CF=2,GC=3,得
故答案为: D.
【分析】倍长ED至G,得△BDE≌△CDG,得GC=BE=3,由角平分线得∠EDF=90°,D为EG中点得GF=EF,在△CGF中,由三角形三边关系即得GF的范围,即为EF范围.
4.【答案】C
【知识点】三角形的角平分线、中线和高;全等三角形的实际应用;角平分线的性质;等腰三角形的判定与性质;倍长中线构造全等模型
【解析】【解答】解:①在中,,
∴,
∵平分平分,
∴,,
∴,故①正确;
②当是的中线时,,故②错误;
③ 如图,延长CE至G,使GE=CE,连接BG,
∵AB=2AE,
∴AE=BE,
∵∠AEC=∠BEG,
∴△ACE≌△BGE(SAS),
∴∠ACE=∠G,CE=GE,
∵CE为角平分线,
∴∠ACE=∠BCE,
∴∠BCE=∠G,
∴BC=BG,
∵BC=AC,
∴BE⊥CE,故③正确;
④如图,作的平分线交于点,
由①得,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,故④正确;
⑤过作,于点,
由④知,为的角平分线,
∴,
∴,
∵,
∴,故⑤正确.
综上所述:正确的有①③④⑤,共4个,
故选:C.
【分析】①根据三角形内角和定理可得可得∠ACB+∠CAB=120°,然后根据一般地,从一个角的顶点出发,把这个角分成两个相等的角的射线,叫做这个角的平分线可得,,根据三角形内角和是180°可得 ∠AFC=180°-(∠FCA+∠FAC)=120°,故①说法正确;②根据三角形的中线将三角形分为面积相等的两部分得出,故②说法正确;③延长CE至G,使GE=CE,连接BG,根据AB=2AE可得AE=BE,根据对顶角相等可得∠AEC=∠BEG,根据两边和它们的夹角对应相等的两个三角形全等可证明△ACE≌△BGE,根据全等三角形的对应角相等,对应边相等得出∠ACE=∠G,CE=GE,根据一般地,从一个角的顶点出发,把这个角分成两个相等的角的射线,叫做这个角的平分线可得∠ACE=∠BCE,推得∠BCE=∠G,根据等角对等边得出BC=BG,即BC=AC,根据等腰三角形三线合一的性质即可得出BE⊥CE,故③说法正确; ④作∠AFC的平分线交AC于点G,根据一般地,从一个角的顶点出发,把这个角分成两个相等的角的射线,叫做这个角的平分线可推得∠AFG=∠CFG=∠AFE=60°,根据两个角和它们所夹的边分别对应相等的两个三角形全等可证明△AEF≌△AGF,△CDF≌△CGF,根据全等三角形的对应边相等得出可得AE=AG,CD=CG,故CD+AE=AC,④说法正确;⑤过作于点,由④知,为的角平分线,根据角平分线上的点到角的两边的距离相等得出,所以可得,根据全等三角形的面积相等即可得出,故⑤说法正确.
5.【答案】3.2
【知识点】平行线的性质;三角形全等及其性质;等腰三角形的判定;三角形全等的判定-SAS;倍长中线构造全等模型
【解析】【解答】解:如图,延长至,使,连接,
∵为边上的中线,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴.
故答案为:3.2.
【分析】延长至,使,连接,根据AD是三角形的中线,可利用倍长中线法构建全等三角形,从而得出AC=BG,又由平行线的性质可得出,可得出BG=BE,即可得出AC=BE=5,进而即可得出CF=5-1.8=3.2即可。
6.【答案】
【知识点】勾股定理;勾股定理的逆定理;倍长中线构造全等模型
【解析】【解答】解:如图,延长至点E,使,
则,
∵,,
∴,
∵,
∴,,
∴,
∴是直角三角形,且,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
故答案为:.
【分析】延长至点E,使,先利用勾股定理的逆定理证出是直角三角形,且,再利用勾股定理求出CE的长,再利用“SAS”证出,最后利用全等三角形的性质可得.
7.【答案】
【知识点】三角形内角和定理;三角形外角的概念及性质;等腰三角形的性质;三角形全等的判定-SAS;倍长中线构造全等模型
【解析】【解答】解: 如图, 延长到使,连接,
在与中,
,
,
,,
,
,
,
,
,
,,
,,
,
故答案为:.
【分析】
延长到使,连接 后得到,根据全等三角形的性质得到角边的关系后,进一步推导可得,在等腰三角形BGE中通过等腰三角形的性质得到,推导角的关系即可得到,根据题给条件利用三角形内角和计算出∠ADC和∠BED的值后进一步计算即可得到∠FBC的值 .
8.【答案】或
【知识点】三角形全等的判定;翻折全等-公共边模型;旋转全等模型;倍长中线构造全等模型;全等三角形中对应边的关系;全等三角形中对应角的关系
【解析】【解答】解:①当时,如图,延长到点,使,连接、,
,
,
在△和△中,
,
,
,,
是中点,
,
在△和△中,
,
,
,,,
,
,
,
,
,
,,
,
,,
,
,
在△和△中,
,
,
,,
,
,
;
②当时,如图,延长到点,使,连接、,
同①理可得,
;
综上,的度数为或,
故答案为:或.
【分析】
由于、,可延长到点,使,连接、,则可证,再证,最后再证,此时再分类讨论,即当时或当时,分别利用全等的性质计算即可.
9.【答案】;;;;;
【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:延长至点,使,连接,
是的中线,
,
在和中,
,
≌,
,
在中,根据“三角形三边关系”可知:,
又,
.
故答案为:,,,,,.
【分析】延长至点,使,连接,证明≌,从而推出,再利用三角形的三边关系即可得出答案.
10.【答案】(1)解:∵DE=AD, ∴AE=2AD,∵AD是BC边上的中线, ∴BD=CD,在△ABD和△ECD中,
∴△ABD≌△ECD(SAS) ,
∴AB=EC,
∵AB=5,
∴CE=5,
在△ACE中,
解得:
∴AD的取值范围是1(2)解:延长ED到点H, 使DH=DE, 连接CH, FH, 如图所示:
∵DH=DE, DE⊥DF,
∴DF垂直平分EH,
∴EF=HF,
∵AD是BC边上的中线,
∴DB=DC,
在△DCH和△DBE中,
,
∴△DCH≌△DBE (SAS) ,
∴CH=BE,
在△CFH中, CH+CF>FH,
∴BE+CF>EF;
(3)解:AF+CE=EF,
理由: 延长BC到H, 使得CH=AF, 如图所示:
∵∠A+∠BCD=180°, ∠BCD+∠DCH=180°,
∴∠A=∠DCH,
在△ADF和△CDH 中,
∴△ADF≌△CDH(SAS)
∴∠ADF=∠CDH, DF=DH,
∵∠ADC=120°, ∠EDF=60°,
∴∠ADF+∠EDC=∠ADC-∠EDF=60°,
∴∠CDH+∠EDC=60°, 即∠EDH=60°,
∴∠EDF=∠EDH,
在△DEF 和△DEH中,
,
∴△DEF≌△DEH (SAS) ,
∴EF=EH,
∵CH+CE=EH,
∴AF+CE=EF.
【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)证明△CDE≌△BDA(SAS),推出CE=AB=4,在△ACE中,利用三角形的三边关系解决问题即可;
(2)如图2中,延长ED到H,使得DH=DE,连接CH,FH.证明△BDE≌△CDH(SAS),推出BE=CH,再证明EF=FH,利用三角形的三边关系即可解决问题;
(3)延长BC到H,使得CH=AF,通过两次全等证明AF=CE,EF=EH即可解决问题.
11.【答案】证明:如图,
作,
∵平分,
∴,
∵D是的中点,
∴,
∴,
∴,
∴.
【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;线段的中点;倍长中线构造全等模型
【解析】【分析】作,根据三角形的角平分线性质,可得,根据“”定理,易证,即可证得.
12.【答案】(1)解:1<AD<6;理由如下:
∵AD是BC边上的中线,
∴CD=BD,
在△CDE和△BDA中,
,
∴△CDE≌△BDA(SAS),
∴EC=AB,
∵AB=5,
∴EC=AB=5,
在△AEC,AC﹣CE<AE<AC+CE,且AC=7,
∴2<AE<12,
∵DE=AD,
∴2<2AD<12,
∴1<AD<6;
(2)证明:延长ED到H,使得DH=DE,连结CH,FH.
∵AD是BC边上的中线,
∴BD=CD,
在△BDE和△CDH中,
,
∴△BDE≌△CDH(SAS),
∴BE=CH,
∵DE⊥DF,DE=DH,
∴EF=FH,
在△CFH中,CH+CF>FH,
∴BE+CF>EF;
(3)解:AF+EC=EF.理由如下:
延长BC到H,使得CH=AF,
∵∠A+∠BCD=180°,∠DCH+∠BCD=180°,
∴∠A=∠DCH,
在△AFD和△CHD中,
,
∴△AFD≌△CHD(SAS),
∴DF=DH,∠ADF=∠CDH,
∵∠EDF=60°,∠ADC=120°,
∴∠ADF+∠ECD=60°,
∴∠CDH+∠ECD=60°
∴∠EDF=∠EDH=60°,
在△EDF和△EDH中,
,
∴△EDF≌△EDH(SAS),
∴EF=EH,
∵EH=EC+CH=EC+AF,
∴EF=AF+EC.
【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)证明△CDE≌△BDA(SAS),推出CE=AB=4,在△ACE中,利用三角形的三边关系解决问题即可;
(2)如图2中,延长ED到H,使得DH=DE,连接CH,FH.证明△BDE≌△CDH(SAS),推出BE=CH,再证明EF=FH,利用三角形的三边关系即可解决问题;
(3)延长BC到H,使得CH=AF,通过两次全等证明AF=CE,EF=EH即可解决问题.
13.【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 .
14.【答案】[理解运用]证明:如图,延长到,使,连接,
∵是中线,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴;
[实践应用]证明:如图,延长到点,使,连接、,
∵,
∴垂直平分,
∴,
∵点是的中点,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
在中,
∴.
【知识点】三角形三边关系;线段垂直平分线的性质;等腰三角形的判定与性质;三角形的综合;倍长中线构造全等模型
【解析】【分析】 【理解运用】延长到,使,连接,先利用“SAS”证出,利用全等三角形的性质可得,,再利用等量代换和等角对等边的性质可得,最后利用等量代换可得;
【实践应用】 延长到点,使,连接、, 先利用“SAS”证出,利用全等三角形的性质可得,再利用三角形三边的关系及等量代换可得.
15.【答案】解:(1);
(2)延长至点,使得,连接,如图所示:
,,
,
,,
,
,,
平分,
,
,
,
;
(3)延长至点,使得,连接,过点C作于点H,如图所示:
∵AD=12,设,
则.
由(1)知,
,,
,
,
.
∵CH⊥DF于点H,
,
,
,
,
在中,
,
,
又,,
,
,
,
在中,
,
,
解得,
.
【知识点】三角形全等及其性质;等腰三角形的判定与性质;勾股定理;三角形全等的判定-SAS;倍长中线构造全等模型
【解析】【解答】(1)解:(1)延长至点,使得,连接,如图所示:
是的中点,
,
,AE=FE,
;
故答案为:;
【分析】(1)由已知和作图能得到,,再加上对顶角相等,即可根据“”证明三角形全等;
(2)延长至点,使得,连接,先证明,得到,,再根据角平分线及平行线可逐步推得结论成立;
(3)延长至点,使得,连接,过点C作于点H,设,分别求出,,,可得,由勾股定理求得,再求出,由勾股定理求出,即可得到答案.
16.【答案】(1);
(2)证明:如图,延长到点F,使得,连接.
∵是边上的中线,
∴,
在和中,
,
,
∴,
∴,
,
,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴。
(3)解:;理由如下:
如图,延长,使,连接,
∵为边上的中线,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴。
【知识点】平行线的判定与性质;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
【解析】【解答】解:如图1,延长到点,使,
∵是的中点,
,
,
,
,
在中,,
,
;
故答案为:
【分析】(1)延长AD到点E,DE=AD,根据交叉线的性质,,然后再根据中点的定义,易证,可得结论;
(2)延长AE到点F,使得AE=EF,连接DF.易证,然后再根据全等三角形的性质,可得,进而可得,最后再根据全等三角形的性质,可得,即可证明结论.
(3)延长AD,使AD=DG,连接BG,然后再根据中点的定义,可得BD=DC,易证,进而求出,,从而得到,又跟据,,可得证明,得出,即可证明结论.
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