关于“一线三垂直”模型及其在平面几何中的应用

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2021年中考复习讲义初中几何典型模型一:一线三垂直模型

2021年中考复习讲义初中几何典型模型一:一线三垂直模型

初中数学典型模型之一: “三垂直模型”介绍

总体解题思路:只要出现此典型图形,一般都要证三角形全等或相似,再根据全等或相似性质解题.

(一)基本图形: 1.“三垂”

例1.如图,矩形ABCD 中,E 在AD 上,且EF ⊥EC ,EF=EC ,DE=2,矩形的周长为16,则AE=__ 解析:如图1,典型的“三垂直模型”,由于有等边(EF=EC )先证△AEF ≌△DCE , ∴AE=DC ,∴AD-DC=2,∵AD+DC=8,∴AD=5,DC=3,∴AE=3

例2.一块矩形木板ABCD ,长AD=3cm,宽AB=2cm,小虎将一块等腰直角三角板的一条直角边靠在顶点C 上,另一条直角边与AB 边交于点E ,三角板的直角顶点P 在AD 边上移动(不含端点A,D ),当线段BE 最短时,AP=_______

解析:如图1,典型的“三垂直模型”,由于没有等边,先证△AEP ∽△DPC , ∴

AP CD

=

AE PD

。当题目出现线段最值时,初三的数学中有两种解题方法:

①几何论证方法;②代数论证方法-----通过设未知数,把几何中的线段关系

转化成二次函数形式,运用二次函数求最值的方法解题;(详见“动态问题下求线段长”),此题可采用代数论证方法,设BE =y,AP =x ,∴x

2=

2−y 3−x

, ∴y =x 2−3x +4=(x −32

)2+74

, ∴a =1>0 , ∴x =32

时,y 最小值=7

4

2.两种变化图形

(1)“交叉型”三垂直模型 (2)“L 型”三垂直模型

A B

C D

E

F 图1

P

A B

C

D E 证明:∵∠1+∠2=90°,∠2+∠A=90°,∴∠1=∠A 又∵∠B=∠C ,

专题04 “一线三垂直”模型及其变形的应用(专项训练)(解析版)

专题04  “一线三垂直”模型及其变形的应用(专项训练)(解析版)

专题04 “一线三垂直”模型及其变形的应用(专项训练)

1.如图,已知∠CDE=90°,∠CAD=90°,BE⊥AD于B,且DC=DE,若BE=7,AB =4,则BD的长为.

【解答】解:∵BE⊥AD,

∴∠EBD=∠CAD=90°,

∴∠BDE+∠ADC=90°,∠BDE+∠E=90°,

∴∠E=∠ADC,

在△ACD和△BDE中,

∴△ACD≌△BDE(AAS),

∴BE=AD,

∴BD=AD﹣AB=BE﹣AB=7﹣4=3,

故答案为:3.

2.如图,一块含45°的三角板的一个顶点A与矩形ABCD的顶点重合,直角顶点E落在边BC上,另一顶点F恰好落在边CD的中点处,若BC=12,则AB的长为.

【解答】解:∵四边形ABCD是矩形,

∴AB=CD,∠B=∠C=90°,

∴∠BAE+∠AEB=90°,

∵△AEF是等腰直角三角形,

∴AE=EF,∠AEF=90°,

∴∠FEC+∠AEB=90°,

∴∠BAE=∠FEC,

在△ABE和△ECF中,

∴△ABE≌△ECF(AAS),

∴AB=CE,BE=CF,

∵点F是CD的中点,

∴CF=CD,

∴BE=CF=AB,

∵BE+CE=BC=12,

∴AB+AB=12,

∴AB=8,

故答案为:8.

3.在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,直线MN经过点C,且AD⊥MN于D,BE⊥MN 于E.

(1)当直线MN绕点C旋转到图1的位置时,求证:

①△ADC≌△CEB;

②DE=AD+BE;

(2)当直线MN绕点C旋转到图2的位置时,求证:DE=AD﹣BE;

(3)当直线MN绕点C旋转到图3的位置时,试问DE、AD、BE具有怎样的等量关系?

专题07 一线三垂直与一线三等角(解析版)

专题07 一线三垂直与一线三等角(解析版)

专题07一线三垂直与一线三等角

一、基础知识回顾

1)三角形内角和定理:三角形三个内角和等于180°

2)1平角=180度

二、模型的概述:

1)一线三垂直模型

[模型概述]只要出现等腰直角三角形,可以过直角点作一条直线,然后过45°顶点作直线的垂线,构造三垂直,所得两个直角三角形全等。根据全等三角形倒边,得到线段之间的数量关系。

基础构造1构造2

一线三垂直模型一:如图AB⊥BC,AB=BC,CE⊥DE,AD⊥DE,则∆ABD≌∆BCE,DE=AD+EC

证明:∵CE⊥DE,AD⊥DE,AB⊥BC∴∠CEB=∠ADB=∠ABC=90°

∴∠1+∠2=90°,∠2+∠3=90°∴∠1=∠3

在∆ABD和∆BCE中,

∠1=∠3

∠CEB=∠ADB=90°∴∆ABD≌∆BCE(AAS)∴AD=BE,EC=BD

AB=BC则DE=BE+BD=AD+EC

一线三垂直模型二:如图AB⊥BC,AB=BC,CE⊥DE,AD⊥DE,则∆ABD≌∆BCE,DE=AD-EC

证明:∵CE⊥DE,AD⊥DE,AB⊥BC∴∠CEB=∠ADB=∠ABC=90°

∴∠A+∠ABD=90°,∠ABD+∠CBE=90°∴∠A=∠CBE

在∆ABD和∆BCE中,

∠A=∠CBE

∠CEB=∠ADB=90°∴∆ABD≌∆BCE(AAS)∴AD=BE,EC=BD

AB=BC

则DE=BE-BD=AD-EC

一线三垂直其它模型

1)图1,已知∠AOC=∠ADB=∠CED=90°,AB=DC,得∆ADB≌∆DEC

2)图2,延长DE交AC于点F,已知∠DBE=∠ABC=∠EFC=90°,AC=DE,得∆ABC≌∆DBE

初中数学经典几何模型03-一线三垂直模型构造全等三角形(含答案)

初中数学经典几何模型03-一线三垂直模型构造全等三角形(含答案)

初中数学经典几何模型

专题03 一线三垂直模型构造全等三角形

【专题说明】

一线三垂直问题,通常问题中有一线段绕某一点旋转900,或者问题中有矩形或正方形的情况下考虑,作辅助线,构造全等三角形形或相似三角形,建立数量关系使问题得到解决。

【知识总结】

过等腰直角三角形的直角顶点或者正方形直角顶点的一条直线。

过等腰直角三角形的另外两个顶点作该直线的垂线段,会有两个三角形全等(AAS)

常见的两种图形:

图1 图2

1、如图,在直角梯形ABCD中,AD∥BC,AB⊥BC,AD=2,BC=3,设∠BCD=α,以D为旋转中心,将腰DC绕点D逆时针旋转90°至DE.

当α=45°时,求△EAD的面积.

当α=30°时,求△EAD的面积

当0°<α<90°,猜想△EAD的面积与α大小有无关系,若有关,写出△EAD的面积S与α的关系式,若无关,请证明结论.

2、如图,向△ABC的外侧作正方形ABDE,正方形ACFG,过A作AH⊥BC于H,AH的反向延长线与EG 交于点P,求证:BC=2AP

3、已知:在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,AE是多点A的一条直线,且BD⊥AE于D,CE⊥AE于点

E.当直线AE处于如图1的位置时,有BD=DE+CE,请说明理由.当直线AE处于如图2的位置时,则BD、DE、CE的关系如何?请说明理由.

4、如图,在△ABC中,∠ABC=45°,点F是△ABC的高AD、BE的交点,已知CD=4,AF=2,则线段BC 的长为()

5、如图所示,直线α经过正方形ABCD的顶点A,分别过顶点B,D作DE⊥α于点F,若DE=4,BF=3,则EF的长为()

一线三垂直模型的应用技巧

一线三垂直模型的应用技巧

一线三垂直模型的应用技巧

一线三垂直模型是指在制图中,正视图的三条垂直线能够构成一个等腰直角三角形,这种模型适用于以下应用技巧:

1. 定位标高点:利用垂直线的高度来确定标高点,可以采用标注高度的方式快速定位建筑物或地形的高度。

2. 确定尺寸和比例:在制图过程中,通过修改垂直线的长度来调整尺寸和比例,以确保图纸的尺寸与比例的准确性。

3. 实现构图对称性:利用三垂直线的对称性,构图更易对称,令图纸更美观。

4. 精确表示立体配合关系:通过垂直线的位置和长度,可以精确表示建筑物或物品间的立体配合关系,便于设计和制造。

5. 改进制图流程:采用一线三垂直模型,可以简化制图流程,减少出错率,提高制图效率。

关于一线三垂直模型及其在平面几何中的应用

关于一线三垂直模型及其在平面几何中的应用

“一线三垂直”模型及其在平面几何中的应用“一线三垂直”模型是“一线三等角”模型的特殊情况;“一线三等角”模型详见;即三个等角角度为90o;于是有三组边相互垂直;所以称为“一线三垂直”模型..

“一线三垂直”的性质:

1;模型中必定存在至少两个三角形相似;三对等角;三对成比例的边长;2;当模型中有一组对应边长相等时;则模型中必定存在全等三角形..

“一线三垂直”模型在平面几何中有着及其重要的地位;常出现的图例有以下几种:

其中;在“变形2”模型下;根据相似原理;推理出了着名的“射影定理”这里主要讨论有一对对应边相等的情况..

例1如图;在等腰直角三角形ABC中;∠ACB=Rt∠;AC=BC;AE⊥CE于点E;BD⊥CE于点D;AE=5cm;BD=2cm;则DE的长为多少

提示根据“一线三垂直”模型的性质;△ACE≌△CBD;于是CD=AE=5cm;CE=BD=2cm;DE=5-2=3cm

例2如图;在△ABC中;CA=CB;点D 为BC中点;CE⊥AD于点E;交AB于点F;连接DF..求证:AD=CF+DF.

解析此题乍一看起来和例1相同;却不能照搬照抄..

从要证明的结论来看;需要把AD这条线段“转化”到直线CF上..如图;过点B作BG⊥CB;交CF的延长线于点G..

则易证△ACD≌△CBG;于是AD=CG=CF+FG;

BG=CD=BD;BF=BF;∠DBF=∠GBF=45o;

故△BDF≌△BGF;于是FD=FG;所以AD=CF+DF..

“一线三垂直”模型及其在平面几何中的应用二

“一线三垂直”的性质:

“一线三垂直”模型专题知识解读

“一线三垂直”模型专题知识解读

“一线三垂直”模型专题知识解读

【专题说明】

一线三垂直问题,通常问题中有一线段绕某一点旋转90°,或者问题中有矩形或正方形的情况下考虑,作辅助线,构造全等三角形形或相似三角形,建立数量关系使问题得到解决。

【方法技巧】

模型1 “全等型”一线三垂直模型

如图一,∠D=∠BCA=∠E=90°,BC=AC 。 结论:Rt △BDC ≌Rt △CEA

图1

应用:

(1)通过证明全等实现边角关系的转化,便于解决对应的几何问题;

(2)平面直角坐标系中有直角求点的坐标,可以考虑作辅助线构造“三垂直”

作辅助线的程序:过直角顶点再直角外部作水平线或竖直线,过另外两个顶点向上述直线作垂线段,即可得到“三垂直”模型。如下图所示

模型2 “相似型”一线三垂直模型

如图2,ABD ADE C B ∆⇒∠=∠=∠∽DCE ∆(一线三直角)

应用:(1)“相似型”三垂直基本应用

C D E B

A

(2)平面直角坐标系中构造“相似型”三垂直。作辅助线方法和模型1一样(3)平面直角坐标系中运动成直角

【典例分析】

【应用1 “全等型”三垂直基本应用】

【典例1】在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,直线MN经过点C,且AD⊥MN于D,BE⊥MN于E.

(1)当直线MN绕点C旋转到图1的位置时,

求证:①△ADC≌△CEB;

②DE=AD+BE;

(2)当直线MN绕点C旋转到图2的位置时,(1)中的结论还成立吗?若成立,请给出证明;若不成立,说明理由.

【解答】(1)证明:①∵∠ACD+∠BCE=90°∠DAC+∠ACD=90°,

∴∠DAC=∠BCE.

关于“一线三垂直”模型及其在平面几何中的应用

关于“一线三垂直”模型及其在平面几何中的应用

关于“一线三垂直”模型及其在平面几何中的应用

“一线三垂直”模型是“一线三等角”模型的特殊情况,(关于“一线三等角”模型详见比例与相似高级教程(六):相似三角形的“一线三等角”模型),即三个等角角度为90º,于是有三组边相互垂直,所以称为“一线三垂直”模型。

“一线三垂直”的性质:

1,模型中必定存在至少两个三角形相似,三对等角,三对成比例的边长;

2,当模型中有一组对应边长相等时,则模型中必定存在全等三角形。

“一线三垂直”模型在平面几何中有着及其重要的地位,常出现的图例有以下几种:

其中,在“变形2”模型下,根据相似原理,推理出了著名的“射影定理”这里主要讨论有一对对应边相等的情况。

【例1】如图,在等腰直角三角形ABC中,∠ACB=Rt∠,AC=BC,AE⊥CE于点E,BD⊥CE于点D,AE=5cm,BD=2cm,则DE的长为多少?

【提示】根据“一线三垂直”模型的性质,△ACE≌△CBD,于是CD=AE=5cm,CE=BD=2cm,DE=5-2=3(cm)

【例2】如图,在△ABC中,CA=CB,点D 为BC中点,CE⊥AD于点E,交AB于点F,连接DF。求证:AD=CF+DF.

【解析】此题乍一看起来和【例1】相同,却不能照搬照抄。

从要证明的结论来看,需要把AD这条线段“转化”到直线CF上。如图,过点B作BG⊥CB,交CF的延长线于点G。

则易证△ACD≌△CBG,于是AD=CG=CF+FG;

BG=CD=BD,BF=BF,∠DBF=∠GBF=45º,

故△BDF≌△BGF,于是FD=FG,所以AD=CF+DF。

一线三垂直模型

一线三垂直模型
第2题图
微专题 一线三垂直模型
①证明:∵∠ACB=90°,
∴∠ACE+∠BCD=90°,
∵∠ACE+∠CAE=90°,
∴∠CAE=∠BCD,
在△CAE与△BCD中,
CEA BDC CAE BCD

AC CB
∴△CAE≌△BCD(AAS),
∴EC=BD;
微专题 一线三垂直模型
②解:由①知:BD=CE=a,CD=AE=b,
证明:(1)∵BE⊥AP,CF⊥AP, ∴∠AEB=∠CFA=90°. ∴∠FAC+∠ACF=90°. ∵∠BAC=90°, ∴∠BAE+∠FAC=90°,
第1题图
ຫໍສະໝຸດ Baidu
微专题 一线三垂直模型
∴∠BAE=∠ACF.
在△ABE和△CAF中,
AEB CFA BAE ACF

AB CA
∴△ABE≌△CAF(AAS);
∴ =S1梯形a2A+EDaBb=+121
(a+b)(a+b) b2.
又 ∴∵212Sa梯2形+AaEDbB+=212S△bA2E=C+abS+△B12CDc+2. S△ABC=12
ab+1 ab+ 1
2
2
c2=ab+1
2
c2.
整理,得a2+b2=c2.
(2)EF=CF-BE.
(2)∵△ABE≌△CAF,
∴AE=CF,BE=AF.

2023学年八年级数学上册高分突破必练专题(人教版) 一线三等角模型的综合应用(解析版)

2023学年八年级数学上册高分突破必练专题(人教版) 一线三等角模型的综合应用(解析版)

一线三等角模型的综合应用

模型一 一线三垂直全等模型

如图一 ∠D=∠BCA=∠E=90° BC=AC 。 结论:Rt △BDC ≌Rt △CEA 模型二 一线三等角全等模型

如图二 ∠D=∠BCA=∠E BC=AC 。 结论:△BEC ≌△CDA

图一 图二

应用:①通过证明全等实现边角关系的转化 便于解决对应的几何问题; ②与函数综合应用中有利于点的坐标的求解。

【类型一:标准“K ”型图】

【典例1】在△ABC 中 ∠ACB =90° AC =BC 直线MN 经过点C 且AD ⊥MN 于D BE ⊥MN 于E .

(1)当直线MN 绕点C 旋转到图(1)的位置时

求证:①△ADC ≌△CEB ;

②DE =AD +BE ;

(2)当直线MN 绕点C 旋转到图(2)的位置时 求证:DE =AD ﹣BE ;

(3)当直线MN 绕点C 旋转到图(3)的位置时 请直接写出DE AD BE

之间的等量C

D E

B

A

关系.

【解答】解:(1)①∵AD⊥MN BE⊥MN

∴∠ADC=∠ACB=90°=∠CEB

∴∠CAD+∠ACD=90°∠BCE+∠ACD=90°

∴∠CAD=∠BCE

∵在△ADC和△CEB中

∴△ADC≌△CEB(AAS);

②∵△ADC≌△CEB

∴CE=AD CD=BE

∴DE=CE+CD=AD+BE;

(2)证明:∵AD⊥MN BE⊥MN

∴∠ADC=∠CEB=∠ACB=90°

∴∠CAD=∠BCE

∵在△ADC和△CEB中

∴△ADC≌△CEB(AAS);

∴CE=AD CD=BE

∴DE=CE﹣CD=AD﹣BE;

(3)当MN旋转到题图(3)的位置时AD DE BE所满足的等量关系是:DE=BE

中考必会几何模型:K型(一线三垂直)模型

中考必会几何模型:K型(一线三垂直)模型

K 型(一线三垂直)

模型讲解

【结论】如图所示,AB ⊥BC ,AB=BC ,AD ⊥DE ,CE ⊥DE ,则△ABD ≌△BCE ,DE=AD+CE.

【证明】∵AB ⊥BC , ∴∠ABC=90°,∴∠ABD+∠EBC=90°. ∵AD ⊥DE ,CE ⊥DE ,∴∠ADB=90°,∠BEC=90°,

∴∠ABD+∠DAB = 90°,∠DAB=∠EBC.

在△ABD 和△BCE 中,

{∠ADB =∠BEC

∠DAB =∠EBC

AB =BC

∴△ABD ≌△BCE(AAS),

∴AD=BE ,DB=CE ,

∴DE=BE+DB=AD+CE.

其他形状的K型(一线三等角)模型

【结论】如图所示,AB⊥BC,AB=BC,AD⊥DE,CE⊥DE,则△ABD ≌△BCE,DE = AD - CE.

典型例题

典例1

如图所示,AC=CE,∠ACE=90°,AB⊥BD,ED⊥BD,AB=5cm,DE=3cm,则BD=( ).

A.6 cm

B.8 cm

C.10 cm

D.4 cm

典例2

如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,BE⊥CE于点E,AD⊥CE 于点D. 若DE=6cm,AD=9cm,则BE的长是( ).

A.6 cm

B.1.5 cm

C.3 cm

D.4.5 cm

初露锋芒

1. 如图所示,在△ABC中,AB=CB,∠ABC=90°,AD⊥BD于点D,CE⊥BD于点E. 若CE=5,AD=3,则DE的长是________.

2.如图,△ABC中,AC=BC,∠ACB=90°,A(0,3),C(1,0),则点B 的坐标为________.

初中几何一线三垂直模型构造全等三角形

初中几何一线三垂直模型构造全等三角形

初中几何一线三垂直模型构造全等三角形

一线三垂直模型构造全等三角形

【模型说明】一线三垂直问题,通常问题中有一线段绕某一点旋转90º,或者问题中有矩形或正方形的情况下考虑,作辅助线,构造全等三角形形或相似三角形,建立数量关系使问题得到解决。【知识总结】过等腰直角三角形的直角顶点或者正方形直角顶点的一条直线.过等腰直角三角形的另外两个顶点作该直线的垂线段,会有两个三角形全等(AAS).

常见的两种图形:

【典型例题1】

如图,在直角梯形ABCD中,AD∥BC,AB⊥BC,AD=2,BC=3,设∠BCD=α,以D为旋转中心,将腰DC绕点D逆时针旋转90°至DE.

当α=45°时,求△EAD的面积.当α=30°时,求△EAD的面积当0°<α<90°,猜想△EAD的面积与α大小有无关系,若有关,写出△EAD 的面积S与α的关系式,若无关,请证明结论.

【答案解析】

∵AD∥BC,DG⊥BC

∴∠GDF=90°

又∵∠EDC=90°

∴∠1=∠2

在△CGD和△EFD中

∠DGC=∠DFE

∠1=∠2

CD=DE

∴△DCG≌△DEF

更多内容见公众号:初中数学解题思路

∴EF=CG

∵AD∥BC,AB⊥BC,

AD=2,BC=3

∴BG=AD=2

∴CG=1,EF=1,△EAD的面积与α无关

【典型例题2】如图,向△ABC的外侧作正方形ABDE,正方形ACFG,过A作AH⊥BC于H,AH的反向延长线与EG交于点P,求证:BC=2AP

【答案解析】

过点G作GM⊥AP于点M,过点E作EN⊥AP交AP的延长线于点N

∵四边形ACFG是正方形.

更多内容见公众号:初中数学解题思路

一线三垂直模型经典例题

一线三垂直模型经典例题

一线三垂直模型经典例题

一、问题描述:

在平面几何中,一线三垂直模型是常见的几何模型之一。通过该模型,我们可以分析得到一些有趣的性质和结论。本文将介绍一道经典

的例题,通过解答该题目,我们可以更好地理解和应用一线三垂直模型。

二、例题背景:

考虑一个三角形ABC,其中点D是边BC上的一点。假设通过点D 分别作AD线段的垂直平分线和BD线段的垂直平分线,分别与AB、AC相交于点E和F。我们需要证明EF与BC平行。

三、解题过程:

1. 建立坐标系:

假设点A的坐标为(0, 0),点B的坐标为(b, 0),点C的坐标为(c, d)。由于点D是边BC上的一点,所以点D的坐标可以表示为(Dx, 0),其

中b > Dx > c。

2. 确定点E和F的坐标:

由于AE是AD的垂直平分线,所以AE与AD垂直且AE=ED。我

们需要找出点E的坐标。

首先,由于AD是垂直于BC的,所以它的斜率为NaN(不确定)。由于AE是AD的垂直平分线,所以AE的斜率为0。

令点E的坐标为(E, 0),则斜率0可以表示为(E - Dx) / (0 - Dx) = 0,解得E = Dx。

因此,点E的坐标为(E, 0) = (Dx, 0)。

同理,我们可以得到点F的坐标为(F, 0) = (Dx, 0)。

3. 确定线段EF的斜率:

根据点E和F的坐标,我们可以计算线段EF的斜率:

斜率k = (F - E) / (0 - Dx) = (0 - Dx - Dx) / (0 - Dx) = 2。

4. 确定线段BC的斜率:

根据点B和C的坐标,我们可以计算线段BC的斜率:

【万能解题模型】12 一线三垂直模型及其变形的应用(课件)中考数学

【万能解题模型】12 一线三垂直模型及其变形的应用(课件)中考数学

应用一:“相似型”三垂直基本应用 4.如图,在矩形 ABCD 中,AB=4,BC=6,当直角三角板 MPN 的直角顶点 P 在 BC 边上移动时,直角边 MP 始终经过点 A,设直角三 角板的另一直角边 PN 与 CD 相交于点 Q.BP=x,CQ=y,那么 y 与 x
之间的函数关系式是 y=-14x2+32x
(2)(1)中的结论不成立,MN=BN-AM. 理由如下:∵AM ⊥M N,BN⊥M N, ∴∠AM C =∠C NB=90°. ∵∠ACB=90°, ∴∠M AC +∠AC M =90°,∠NC B+∠AC M =90°. ∴∠M AC =∠NC B. 又∵AC =BC ,∴△AM C ≌△C NB(AAS). ∴AM =C N,M C=NB. ∵M N=C M -C N,∴M N=BN-AM .
应用一:“全等型”三垂直基本应用
1.如图 1,在△ABC 中,∠ACB=90°,AC=BC,过点 C 在△ABC 外作直线 MN,AM⊥MN 于点 M,BN⊥MN 于点 N.
(1)求证:MN=AM+BN. (2)如图 2,若过点 C 在△ABC 内作直线 MN,AM⊥MN 于点 M,BN ⊥MN 于点 N,则(1)中的结论是否仍然成立?请说明理由.
5.如图,等腰直角△ABC 的直角边长为 3,P 为斜边 BC 上一点, 且 BP=1,D 为 AC 上一点.若∠APD=45°,

一线三垂直与一线三等角(解析版)

一线三垂直与一线三等角(解析版)

一线三垂直与一线三等角

一、基础知识回顾

1)三角形内角和定理:三角形三个内角和等于180°

2)1平角=180度

二、模型的概述:

1)一线三垂直模型

[模型概述]只要出现等腰直角三角形,可以过直角点作一条直线,然后过45°顶点作直线的垂线,构造三垂直,所得两个直角三角形全等。根据全等三角形倒边,

得到线段之间的数量关系。

基础构造1构造2

一线三垂直模型一:如图AB⊥BC,AB=BC,CE⊥DE,AD⊥DE,则∆ABD≌∆BCE,DE= AD+EC

证明:∵CE⊥DE,AD⊥DE,AB⊥BC

∴∠CEB=∠ADB=∠ABC=90°

∴∠1+∠2=90°,∠2+∠3=90°

∴∠1=∠3

在∆ABD和∆BCE中,

∠1=∠3

∠CEB=∠ADB=90°

AB=BC

∴∆ABD≌∆BCE(AAS)

∴AD=BE,EC=BD

则DE=BE+BD=AD+EC

一线三垂直模型二:如图AB⊥BC,AB=BC,CE⊥DE,AD⊥DE,则∆ABD≌∆BCE,DE= AD-EC

证明:∵CE⊥DE,AD⊥DE,AB⊥BC

∴∠CEB=∠ADB=∠ABC=90°

∴∠A+∠ABD=90°,∠ABD+∠CBE=90°

∴∠A=∠CBE

在∆ABD和∆BCE中,

∠A=∠CBE

∠CEB=∠ADB=90°

AB=BC

∴∆ABD≌∆BCE(AAS)

∴AD=BE,EC=BD

则DE=BE-BD=AD-EC

一线三垂直其它模型

1)图1,已知∠AOC=∠ADB=∠CED=90°,AB=DC,得∆ADB≌∆DEC

2)图2,延长DE交AC于点F,已知∠DBE=∠ABC=∠EFC=90°,AC=DE,得∆ABC≌∆DBE

2023年中考数学几何模型之一线三垂直模型(讲+练)(解析版)

2023年中考数学几何模型之一线三垂直模型(讲+练)(解析版)

专题05一线三垂直模型

模型一、一线三垂直模型(全等三角形)

如图所示,∠D=∠BCA=∠E=90°,BC=AC 。结论:Rt △BDC ≌Rt △CEA

C

D

E

B

A

例.如图,将边长为5正方形OACD 放在平面直角坐标系中,О是坐标原点,点D 的坐标为横坐标为3,求A

的坐标.

【答案】(4,3)

【详解】解:如图,过点A 作AB x 轴于点B ,过点D 作DE x 轴于点E ,∴90ABO OED

∵四边形OACD 是正方形,∴OA OD ,90AOD ,∴90DOE AOB ,又∵90OAB AOB ,∴OAB DOE ,

在ABO 和OED 中,90ABO OED OAB DOE OA DO

,∴ ABO OED AAS ≌,∴AB OE ,

OB DE ,

∵正方形边长为5,点D 的横坐标为3,即5OD ,3OE ,

∴4DE ∴3AB OE ,4OB DE ,又∵点A 在第二象限,∴点A 的坐标为 4,3 ,答:点A 的坐标为 4,3

【变式训练1】如图,90ACB ,AC BC ,AD CE ,BE CE ,垂足分别为D ,

E ,若9AD ,6DE ,求BE

的长.

【答案】3

【详解】解:∵BE CE ,AD CE ,∴90E ADC ,∴90EBC BCE .∵90BCE ACD ,∴EBC DCA .

在CEB △和ADC 中,E ADC

EBC ACD BC AC

,∴CEB △≌ADC (AAS ),

∴BE CD ,9AD CE ,∴963BE CD CE DE .

【变式训练2】如图, 4,0,0,6A B ,以B 点为直角顶点在第一象限作等腰直角ABC ,则C 点的坐标为

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关于“一线三垂直”模型及其在平面几何中的应用

“一线三垂直”模型是“一线三等角”模型的特殊情况,(关于“一线三等角”模型详见比例与相似高级教程(六):相似三角形的“一线三等角”模型),即三个等角角度为90o,于是有三组边相互垂直,所以称为“一线三垂直”模型。

“一线三垂直”的性质:

1,模型中必定存在至少两个三角形相似,三对等角,三对成比例的边长;

2,当模型中有一组对应边长相等时,则模型中必定存在全等三角形。

“一线三垂直”模型在平面几何中有着及其重要的地位,常出现的图例有以下几种:

其中,在“变形2”模型下,根据相似原理,推理出了著名的“射影定理”这里主要讨论

有一对对应边相等的情况。

【例1】如图,在等腰直角三角形ABC中,∠ACB=Rt∠,AC=BC,AE⊥CE于点E,BD⊥CE于点D,AE=5cm,BD=2cm,则DE的长为多少?

,△ACE ≌△CBD ,于是CD=AE=5cm ,【提示】根据“一线三垂直”模型的性质

CE=BD=2cm ,DE=5-2=3 (cm)

【例2】如图,在△ABC 中,CA=CB ,点D为B C 中点,CE⊥AD 于点E,交AB 于

D F。求证:A D=CF+DF.

点F,连接

【解析】此题乍一看起来和【例1】相同,却不能照搬照抄。

”到直线CF 上。如图,过

点 B 作

“转化

要把

从要证明的结论来看,需

A D 这条线段

BG ⊥CB ,交CF 的延长线于点G。

则易证△ACD ≌△CBG ,于是AD=CG=CF+FG ;

BG=CD=BD ,BF=BF ,∠DBF= ∠GBF=45o ,

故△BDF ≌△BGF ,于是FD=FG ,所以AD=CF+DF 。

关于“一线三垂直”模型及其在平面几何中的应用

(二)

“一线三垂直”的性质:

1,模型中必定存在至少两个三角形相似,三对等角,三对成比例的边长;

2,当模型中有一组对应边长相等时,则模型中必定存在全等三角形。

过B,C向过A点的直线作

【例3】如图,在△A BC中,AB=AC,∠BAC=90o,分别

为E,F。

垂线,垂足分别

(1)如图1,过点A的直线与斜边BC不相交时,求证:EF=EB+CF;

(2)如图2,过点A的直线与斜边BC相交时,其他条件不变,若BE=10,CF=3.求EF的长。

【提示】(1)图1是“一线三垂直”的基础模型,△A BE≌CAF;

(2)图2是“一线三垂直”的变形4,和【例1】相同。

【例4】如图,已知△A EB中,∠AEB=90o,以AB为边向外作正方形ABCD,连接

AC、BD,交于点O,连接E O。若BE=2,EO=3√2,求五边形AEBCD的面积。

【解析】因为∠ABC=∠AEB=90o,故构造“一线三垂直”模型,如图。

点P,连接O P。

过点 C 作CP⊥EB ,交EB 延长线于

则根据“一线三垂直”模型的性质,△AEB ≌△BPC ,

∴BP=AE ;

∵∠AOB= ∠AEB=90o ,

∴A 、E、B、O 四点共圆(详见“四点共圆”在解题中的妙用(一)),∴∠BEO= ∠BAO=45o ;

同理∠BPO= ∠BCO=45o ,故△EOP 为等腰直角三角形;

∵EO=3√2,∴EP=6 ,BP=4 ,

根据勾股定理,AB2=16+4=20 ,即S 正方形ABCD=20 ,

S△AEB=4×2÷2=4 ,∴S 五边形AEBCD=20+4=24.

关于“一线三垂直”模型及其在平面几何中的应用(三)

【例5】已知△ABC 中,∠ACB=90o ,AC=BC ,CD 为AB 边上的中线,点 E 为BC 边上任意一点(不与A、D、B 重合),BF ⊥CE 于点F,交CD 于点G,AH ⊥CE,

交CE 延长线于点H,交CD 延长线于点M 。

求证:(1)CG=AE ;(2)DE=DM 。

【提示】(1)根据“一线三垂直”模型,△ACH ≌△CBF ,

∴∠ACE= ∠CBG ,又∠CAE= ∠BCG=45o ,AC=BC ,

∴△ACE ≌△BCG ;

(2)由“一线三垂直”模型可知,∠ACE= ∠CBG ,BF=CH ,

∴∠HCM= ∠FBE ,又∠BFE= ∠CHM=90o ,

∴△CHM ≌△BFE ,BE=CM ,从而DE=DM 。

同时我们也应该注意到:△ACM ≌△CBE ;

△ADM ≌△CDE ≌△BDG ;△AHE ≌△CFG ;

DM=DG=DE ;△GEM 为等腰直角三角形等。

构造“一线三垂直”模型,是作辅助线常用的一种手段。

【例6】如图,直线l1∥l2∥l3,且l1 到l2 的距离为3,l2 到l3 的距离为4,等腰直

角△ABC 的直角顶点 C 在l2 上,点 A 、B 分别在l1、l3 上。求△ABC 的面积。

【提示】过点 C 作l2 的垂线,分别交l1 和l3 于点D、E,构造“一线三垂直”模型,

则CD=3 ,AD=CE=4 ,AC=5.

(四)

关于“一线三垂直”模型及其在平面几何中的应用

【例7】(2018 初二希望杯练习题)如图,四边形ABCD 为直角梯形,AD ∥BC,∠BCD=90o ,AB=BC+AD ,∠DAC=45 o ,E 为CD 上一点,且∠BAE=45 o ,若CD=4 ,求△ABE 的面积。

【解析】如图,过点 E 作EG⊥AE ,交AB 延长线于点G,过点G 作GH⊥DC,交DC 延长线于点H,构造“一线三垂直”模型;过点G 作GK ⊥BC 于点K,过点 B 作BF ⊥AD 于点F。

则△ADE ≌△EHG ,DE=GH ;AD=EH=CD ,

∴DE=CH ,故四边形CKGH 为正方形。

AF=4-BC ,AB=4+BC ,BF=4 ,

∴(4+BC )2=(4-BC )2+42,

解得:BC=1 ,所以AB=5 ;

设DE=x ,则BK=1-x ,GK=x ,AE2=x2+42

∵△AEG 为等腰直角三角形,∴AG2 =2AE2 ,

(5+BG )2=2(x2+42),将BG 代入,化简得:

(7x-4 )2=0 ,x=4/7 ,

∴△ABE 面积=梯形ABCD 面积-△ADE 面积-△BCE 面积

=(1+4 )×4÷2-4 ×4/7 ÷2-1 ×(4-4/7) 2÷=50/7 。

在直角坐标系中构造“一线三垂直”模型,是解决坐标问题的一种有效手

【例8】如图,在直角坐标系中,点 A (1,2),点B(0,-1),已知△ABC 为等腰直角三角形,求点 C 的坐标。

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