全等三角形
【知识脉络】
【基础知识】
(一)、基本概念
1、“全等”的理解 全等的图形必须满足:(1)形状相同的图形;(2)大小相等的图形;
即能够完全重合的两个图形叫全等形。同样我们把能够完全重合的两个三角形叫做全等三角形。
2、全等三角形的性质
(1)全等三角形对应边相等;(2)全等三角形对应角相等;
3、全等三角形的判定方法
(1)三边对应相等的两个三角形全等。
(2)两角和它们的夹边对应相等的两个三角形全等。
(3)两角和其中一角的对边对应相等的两个三角形全等。
(4)两边和它们的夹角对应相等的两个三角形全等。
(5)斜边和一条直角边对应相等的两个直角三角形全等。
4、角平分线的性质及判定
性质:角平分线上的点到这个角的两边的距离相等
判定:到一个角的两边距离相等的点在这个角平分线上
(二)灵活运用定理
1、判定两个三角形全等的定理中,必须具备三个条件,且至少要有一组边对应相等,因此在寻找全等的条件时,总是先寻找边相等的可能性。
2、要善于发现和利用隐含的等量元素,如公共角、公共边、对顶角等。
3、要善于灵活选择适当的方法判定两个三角形全等。
(1)已知条件中有两角对应相等,可找:
①夹边相等(ASA)②任一组等角的对边相等(AAS)
(2)已知条件中有两边对应相等,可找
①夹角相等(SAS)②第三组边也相等(SSS)
(3)已知条件中有一边一角对应相等,可找
①任一组角相等(AAS 或 ASA)②夹等角的另一组边相等(SAS)
【典例解析】
例题1:如图,AC=AE,∠1=∠2,AB=AD.求证:BC=DE.
【考点】全等三角形的判定与性质.
【专题】证明题.
【分析】先证出∠CAB=∠DAE,再由SAS证明△BAC≌△DAE,得出对应边相等即可.
【解答】证明:∵∠1=∠2,
∴∠CAB=∠DAE,
在△BAC和△DAE中,,
∴△BAC≌△DAE(SAS),
∴BC=DE.
【点评】本题考查了全等三角形的判定与性质;熟练掌握全等三角形的判定方法,证明三角形全等是解决问题的关键.
例题2:如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,BE⊥CE于E,AD⊥CE于D.
(1)求证:△ADC≌△CEB.
(2)AD=5cm,DE=3cm,求BE的长度.
【考点】全等三角形的判定与性质.
【分析】(1)根据全等三角形的判定定理AAS推知:△ADC≌△CEB;
(2)利用(1)中的全等三角形的对应边相等得到:AD=CE=5cm,CD=BE.则根据图中相关线段的和差关系得到BE=AD﹣DE.
【解答】(1)证明:如图,∵AD⊥CE,∠ACB=90°,
∴∠ADC=∠ACB=90°,
∴∠BCE=∠CAD(同角的余角相等).
在△ADC与△CEB中,
,
∴△ADC≌△CEB(AAS);
(2)由(1)知,△ADC≌△CEB,则AD=CE=5cm,CD=BE.
如图,∵CD=CE﹣DE,
∴BE=AD﹣DE=5﹣3=2(cm),即BE的长度是2cm.
例题3:如图,在平面直角坐标系中,矩形OABC的两边分别在x轴和y轴上,OA=10cm,OC=6cm.F是线段OA上的动点,从点O出发,以1cm/s的速度沿OA方向作匀速运动,点Q在线段AB上.已知A、Q两点间的距离是O、F两点间距离的a倍.若用(a,t)表示经过时间t(s)时,△OCF、△FAQ、△CBQ中有两个三角形全等.请写出(a,t)的所有可能情况 (1,4),(,5),(0,10) .
【考点】全等三角形的判定与性质;坐标与图形性质.
【分析】分类讨论:①当△COF和△FAQ全等时,得到OC=AF,OF=AQ或OC=AQ,OF=AF,代入即可求出a、t的值;②同理可求当△FAQ和△CBQ全等时a、t的值,③△COF和△BCQ不全等,④F,Q,A三点重合,此时(0,10)
综合上述即可得到答案.
【解答】解:①当△COF和△FAQ全等时,
OC=AF,OF=AQ或OC=AQ,OF=AF,
∵OC=6,OF=t,AF=10﹣t,AQ=at,代入得:或,
解得:t=4,a=1,或t=5,a=,
∴(1,4),(,5);
②同理当△FAQ和△CBQ全等时,必须BC=AF,BQ=AQ,
10=10﹣t,6﹣at=at,
此时不存在;
③因为△CBQ最长直角边BC=10,而△COF的最长直角边不能等于10,所以△COF和△BCQ不全等,
④F,Q,A三点重合,此时△COF和△CBQ全等,此时为(0,10)
故答案为:(1,4),(,5),(0,10).
例题4:已知Rt△ABC≌Rt△ADE,其中∠ACB=∠AED=90°.
(1)将这两个三角形按图①方式摆放,使点E落在AB上,DE的延长线交BC于点F.求证:BF+EF=DE;
(2)改变△ADE的位置,使DE交BC的延长线于点F(如图②),则(1)中的结论还成立吗?若成立,加以证明;若不成立,写出此时BF、EF与DE之间的等量关系,并说明理由.
【考点】全等三角形的判定与性质.
【分析】(1)由Rt△ABC≌Rt△ADE得AC=AE,根据HL可证得Rt△ACF≌Rt△AEF,由BC=BF+CF代入可得结论;
(2)如图②,(1)中的结论不成立,有DE=BF﹣EF,同(1):证明Rt△ACF≌Rt△AEF,再由BC=BF﹣FC得出结论.
【解答】证明:(1)如图①,连接AF,
∵Rt△ABC≌Rt△ADE,
∴AC=AE,BC=DE,
∵∠ACB=∠AEF=90°,AF=AF,
∴Rt△ACF≌Rt△AEF,
∴CF=EF,
∴BF+EF=BF+CF=BC,
∴BF+EF=DE;
(2)如图②,(1)中的结论不成立,有DE=BF﹣EF,理由是:
连接AF,
∵Rt△ABC≌Rt△ADE,
∴AC=AE,BC=DE,
∵∠E=∠ACF=90°,AF=AF,
∴Rt△ACF≌Rt△AEF,
∴CF=EF,
∴DE=BC=BF﹣FC=BF﹣EF,
即DE=BF﹣EF.
【跟踪训练】
1. 如图,AB=DE,AC=DF,BE=CF.求证:AB∥DE.
2. 已知:如图,AB∥ED,点F、点C在AD上,AB=DE,AF=DC.求证:BC=EF.
3. 如图,△ABC中,点D、E分别在AB、AC上,△ABE≌△ACD.
(1)求证:△BEC≌△CDB;
(2)若∠A=50°,BE⊥AC,求∠BCD的度数.
4. 如图,在△ABC和△ADE中,∠BAC=∠DAE=90°,AB=AC,AD=AE,点C、D、E在同一直线上,连结BD.
(1)求证:BD=EC;
(2)BD与CE有何位置关系?请证你的猜想.
5. (1)如图,在四边形ABCD中,AB=AD,∠B=∠D=90°,E、F分别是边BC、CD上的点,且∠EAF=∠BAD.求证:EF=BE+FD;
(2)如图,在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°,E、F分别是边BC、CD上的点,且∠EAF=∠BAD,(1)中的结论是否仍然成立?
(3)如图,在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠ADC=180°,E、F分别是边BC、CD延长线上的点,且∠EAF=∠BAD,(1)中的结论是否仍然成立?若成立,请证明;若不成立,请写出它们之间的数量关系,并证明.
参考答案:
1. 如图,AB=DE,AC=DF,BE=CF.求证:AB∥DE.
【考点】全等三角形的判定与性质;平行线的判定.
【分析】求出BC=EF,根据SSS证△ABC≌△DEF,推出∠B=∠DEF,根据平行线判定推出即可.
【解答】证明:∵BE=CF,
∴BE+EC=CF+EC,
∴BC=EF,
在△ABC和△DEF中,
,
∴△ABC≌△DEF(SSS),
∴∠B=∠DEF,
∴AB∥DE.
2. 已知:如图,AB∥ED,点F、点C在AD上,AB=DE,AF=DC.求证:BC=EF.
【考点】全等三角形的判定与性质.
【分析】由已知AB∥ED,AF=DC可以得出∠A=∠D,AC=DF,又因为AB=DE,则我们可以运用SAS来判定△ABC≌△DEF,根据全等三角形的对应边相等即可得出BC=EF.
【解答】证明:∵AB∥ED,
∴∠A=∠D,
又∵AF=DC,
∴AC=DF.
在△ABC与△DEF中,
∴△ABC≌△DEF.
∴BC=EF.
【点评】本题考查三角形全等的判定方法,判定两个三角形全等的一般方法有:SSS、SAS、ASA、AAS、HL.
注意:AAA、SSA不能判定两个三角形全等,判定两个三角形全等时,必须有边的参与,若有两边一角对应相等时,角必须是两边的夹角.
3. 如图,△ABC中,点D、E分别在AB、AC上,△ABE≌△ACD.
(1)求证:△BEC≌△CDB;
(2)若∠A=50°,BE⊥AC,求∠BCD的度数.
【考点】全等三角形的判定与性质.
【分析】(1)根据全等三角形的性质得到AB=AC,AD=AE,BE=CD,根据全等三角形的判定定理即可得到结论;
(2)根据等腰三角形的性质和三角形的内角和得到∠ACB=∠ABC=65°,根据垂直的定义得到∠BEC=∠AEB=90°,于是得到结论.
【解答】(1)证明:∵△ABE≌△ACD,
∴AB=AC,AD=AE,BE=CD,
∴BD=CE,
在△BEC与△CDB中,,
∴△BEC≌△CDB;
(2)解:∵AB=AC,∠A=50°,
∴∠ACB=∠ABC=65°,
∵BE⊥AC,
∴∠BEC=∠AEB=90°,
∴∠ABE=∠ACD=40°,
∴∠BCD=15°.
4. 如图,在△ABC和△ADE中,∠BAC=∠DAE=90°,AB=AC,AD=AE,点C、D、E在同一直线上,连结BD.
(1)求证:BD=EC;
(2)BD与CE有何位置关系?请证你的猜想.
【考点】全等三角形的判定与性质.
【分析】(1)求出∠BAD=∠CAE,根据SAS推出△ABD≌△ACE,根据全等三角形的性质推出即可;
(2)根据全等三角形的性质得出∠BDA=∠E,根据∠E+∠ADE=90°求出∠BDA+∠ADE=90°即可.
【解答】(1)证明:∵∠BAC=∠DAE=90°,
∴∠BAC﹣∠DAC=∠DAE﹣∠DAC,
即∠BAD=∠CAE,
在△ABD和△ACE中,
,
∴△ABD≌△ACE(SAS),
∴BD=EC;
(2)BD⊥CE,
证明:∵△ABD≌△ACE,
∴∠BDA=∠E,
又∵∠E+∠ADE=90°,
∴∠BDA+∠ADE=90°,即∠BDE=90°,
∴BD⊥DE.
5. (1)如图,在四边形ABCD中,AB=AD,∠B=∠D=90°,E、F分别是边BC、CD上的点,且∠EAF=∠BAD.求证:EF=BE+FD;
(2)如图,在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°,E、F分别是边BC、CD上的点,且∠EAF=∠BAD,(1)中的结论是否仍然成立?
(3)如图,在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠ADC=180°,E、F分别是边BC、CD延长线上的点,且∠EAF=∠BAD,(1)中的结论是否仍然成立?若成立,请证明;若不成立,请写出它们之间的数量关系,并证明.
【考点】全等三角形的判定与性质.
【分析】(1)可通过构建全等三角形来实现线段间的转换.延长EB到G,使BG=DF,连接AG.目的就是要证明三角形AGE和三角形AEF全等将EF转换成GE,那么这样EF=BE+DF了,于是证明两组三角形全等就是解题的关键.三角形ABE和AEF中,只有一条公共边AE,我们就要通过其他的全等三角形来实现,在三角形ABG和AFD中,已知了一组直角,BG=DF,AB=AD,因此两三角形全等,那么AG=AF,∠1=∠2,那么∠1+∠3=∠2+∠3=∠EAF=∠BAD.由此就构成了三角形ABE和AEF全等的所有条件(SAS),那么就能得出EF=GE了.
(2)思路和作辅助线的方法与(1)完全一样,只不过证明三角形ABG和ADF全等中,证明∠ABG=∠ADF时,用到的等角的补角相等,其他的都一样.因此与(1)的结果完全一样.
(3)按照(1)的思路,我们应该通过全等三角形来实现相等线段的转换.就应该在BE上截取BG,使BG=DF,连接AG.根据(1)的证法,我们可得出DF=BG,GE=EF,那么EF=GE=BE﹣BG=BE﹣DF.所以(1)的结论在(3)的条件下是不成立的.
【解答】证明:(1)延长EB到G,使BG=DF,连接AG.
∵∠ABG=∠ABC=∠D=90°,AB=AD,
∴△ABG≌△ADF.
∴AG=AF,∠1=∠2.
∴∠1+∠3=∠2+∠3=∠EAF=∠BAD.
∴∠GAE=∠EAF.
又AE=AE,
∴△AEG≌△AEF.
∴EG=EF.
∵EG=BE+BG.
∴EF=BE+FD
(2)(1)中的结论EF=BE+FD仍然成立.
(3)结论EF=BE+FD不成立,应当是EF=BE﹣FD.
证明:在BE上截取BG,使BG=DF,连接AG.
∵∠B+∠ADC=180°,∠ADF+∠ADC=180°,
∴∠B=∠ADF.
∵AB=AD,
∴△ABG≌△ADF.
∴∠BAG=∠DAF,AG=AF.
∴∠BAG+∠EAD=∠DAF+∠EAD
=∠EAF=∠BAD.
∴∠GAE=∠EAF.
∵AE=AE,
∴△AEG≌△AEF.
∴EG=EF
∵EG=BE﹣BG
∴EF=BE﹣FD.