全等几何模型讲解精编版
专题03 全等三角形的六种模型全梳理(解析版)-2024年常考压轴题攻略(8年级上册人教版)
专题03全等三角形的六种模型全梳理几何探究类问题一直属于考试压轴题范围,在三角形这一章,压轴题主要考查是证明三角形各种模型,或证明线段数量关系等,接来下我们针对其做出详细分析与梳理。
类型一、倍长中线模型目的:①构造出一组全等三角形;②构造出一组平行线。
将分散的条件集中到一个三角形中。
如图1,ABC 中,若86AB AC ==,,求BC 边上的中线小明在组内经过合作交流,得到了如下的解决方法:如图连接BE .请根据小明的方法思考:(1)如图2,由已知和作图能得到ADC EDB ≌△△A .SSS B .SAS C .AAS D .ASA(2)如图2,AD 长的取值范围是.(2)根据全等三角形的性质得到6AC BE ==,由三角形三边关系得到AB BE AE AB BE -<<+,即可求出17AD <<;(3)延长AD 到点M ,使AD DM =,连接BM ,证明ADC MDB △△≌,得到BM AC CAD M =∠=∠,,由AE EF =得到CAD AFE ∠=∠,进而推出BF BM =,即可证明AC BF =.【详解】解:(1)如图2,延长AD 到点E ,使DE AD =,连接BE .∵AD 为BC 的中线,∴BD CD =,又∵AD DE ADC BDE =∠=∠,,∴()SAS ADC EDB ≌△△,故答案为:B ;(2)解:∵ADC EDB ≌△△,∴6AC BE ==,在ABE 中,AB BE AE AB BE -<<+,∴86286AD -<<+,∴17AD <<,故答案为:C ;(3)证明:延长AD 到点M ,使AD DM =,连接BM ,∵AD 是ABC 中线,∴CD BD =,∵在ADC △和MDB △中,DC DB ADC MDB AD HD =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,∴()SAS ADC MDB ≌△△,∴BM AC CAD M =∠=∠,,∵AE EF =,(1)如图1,求证:12BF AD =;(2)将DCE △绕C 点旋转到如图2所示的位置,连接,AE BD ,过C 点作CM ⊥①探究AE 和BD 的关系,并说明理由;②连接FC ,求证:F ,C ,M 三点共线.【答案】(1)见解析(2)①,AE BD AE BD =⊥,理由见解析②见解析【分析】(1)证明≌ACD BCE V V ,得到AD BE =,再根据点F 为BE 中点,即可得证;则:AGB CBD BHG ∠=∠+∠=∠∵CBD EAC ∠=∠,∴90BHG ACB ∠=∠=︒,∴AE BD ⊥,综上:,AE BD AE BD =⊥;②延长CF 至点P ,使PF CF =∵F 为BE 中点,∴BF FE =,∴()SAS BFP EFC ≌,∴,BP CE BPF ECF =∠=∠,∴CE BP ,∴180CBP BCE ∠+∠=︒,∵360180BCE ACD ACB DCE ∠+∠=︒-∠-∠=︒,∴CBP ACD ∠=∠,又,CE CD BP AC BC ===,∴()SAS PBC DCA ≌,∴BCP CAD ∠=∠,延长FC 交AD 于点N ,则:18090BCP ACN ACB ∠+∠=︒-∠=︒,∴90CAD ACN ∠+∠=︒,∴90ANC ∠=︒,∴CN AD ⊥,∵CM AD ⊥,∴点,M N 重合,即:F ,C ,M 三点共线.【点睛】本题考查全等三角形的判定和性质,等腰三角形判定和性质.熟练掌握手拉手全等模型,倍长中线法构造全等三角形,是解题的关键.【变式训练1】如图,ABC 中,BD DC AC ==,E 是DC 的中点,求证:2AB AE =.【答案】见解析【分析】利用中线加倍证DEF CEA △≌△(SAS ),可得DF AC BD ==,FDE C ∠=∠,由DC AC =,可得ADC CAD ∠=∠进而可证ADF ADB ∠=∠.,再证ADB ADF △≌△(SAS )即可.【详解】证明:延长AE 到F ,使EF AE =,连结DF ,∵E 是DC 中点,∴DE CE =,∴在DEF 和CEA 中,DE CE DEF CEA EF EA =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,∴DEF CEA △≌△(SAS ),∴DF AC BD ==,FDE C ∠=∠,∵DC AC =,∴ADC CAD ∠=∠,又∵ADB C CAD ∠=∠+∠,ADF FDE ADC ∠=∠+∠,∴ADF ADB ∠=∠,在ADB 和ADF △中,AD AD ADB ADF DB DF =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,∴ADB ADF △≌△(SAS ),∴2AB AF AE ==.【点睛】本题考查中线加倍构图,三角形全等判定与性质,等腰三角形性质,掌握中线加倍构图,三角形全等判定与性质,等腰三角形性质是解题关键.【变式训练2】(1)如图1,已知ABC 中,AD 是中线,求证:2AB AC AD +>;(2)如图2,在ABC 中,D ,E 是BC 的三等分点,求证:AB AC AD AE +>+;(3)如图3,在ABC 中,D ,E 在边BC 上,且BD CE =.求证:AB AC AD AE +>+.【答案】(1)见解析;(2)见解析;(3)见解析【分析】(1)利用“倍长中线”法,延长AD ,然后通过全等以及三角形的三边关系证明即可;(2)取DE 中点H ,连接AH 并延长至Q 点,使得AH =QH ,连接QE 和QC ,通过“倍长中线”思想全等证明,进而得到AB =CQ ,AD =EQ ,然后结合三角形的三边关系建立不等式证明即可得出结论;(3)同(2)处理方式一样,取DE 中点M ,连接AM 并延长至N 点,使得AM =NM ,连接NE ,CE ,结合“倍长中线”思想证明全等后,结合三角形的三边关系建立不等式证明即可得出结论.【详解】证:(1)如图所示,延长AD 至P 点,使得AD =PD ,连接CP ,∵AD 是△ABC 的中线,∴D 为BC 的中点,BD =CD ,在△ABD 与△PCD 中,BD CD ADB PDC AD PD =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩∴△ABD ≌△PCD (SAS ),∴AB =CP ,在△APC 中,由三边关系可得AC +PC >AP ,∴2AB AC AD +>;(2)如图所示,取DE 中点H ,连接AH 并延长至Q 点,使得AH =QH ,连接QE 和QC ,∵H 为DE 中点,D 、E 为BC 三等分点,∴DH =EH ,BD =DE =CE ,∴DH =CH ,在△ABH 和△QCH 中,BH CH BHA CHQ AH QH =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,∴△ABH ≌△QCH (SAS ),同理可得:△ADH ≌△QEH ,∴AB =CQ ,AD =EQ ,此时,延长AE ,交CQ 于K 点,∵AC +CQ =AC +CK +QK ,AC +CK >AK ,∴AC +CQ >AK +QK ,又∵AK +QK =AE +EK +QK ,EK +QK >QE ,∴AK +QK >AE +QE ,∴AC +CQ >AK +QK >AE +QE ,∵AB =CQ ,AD =EQ ,∴AB AC AD AE +>+;(3)如图所示,取DE 中点M ,连接AM 并延长至N 点,使得AM =NM ,连接NE ,CE ,∵M 为DE 中点,∴DM =EM ,∵BD =CE ,∴BM =CM ,在△ABM 和△NCM 中,BM CM BMA CMN AM NM =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩∴△ABM ≌△NCM (SAS ),同理可证△ADM ≌△NEM ,∴AB =NC ,AD =NE ,此时,延长AE ,交CN 于T 点,∵AC +CN =AC +CT +NT ,AC +CT >AT ,∴AC +CN >AT +NT ,又∵AT +NT =AE +ET +NT ,ET +NT >NE ,∴AT +NT >AE +NE ,∴AC +CN >AT +NT >AE +NE ,∵AB =NC ,AD =NE ,∴AB AC AD AE +>+.【点睛】本题考查全等三角形证明问题中辅助线的添加,掌握“倍长中线”的基本思想,以及熟练运用三角形的三边关系是解题关键.【答案】(1)1.5 6.5AE <<;(2)见解析;(3)BE DF EF +=,理由见解析【分析】(1)如图①:将ACD △绕着点D 逆时针旋转180 得到EBD △可得BDE ≅ 得出5BE AC ==,然后根据三角形的三边关系求出AE 的取值范围,进而求得AD 范围;(2)如图②:FDC △绕着点D 旋转180︒得到NDB 可得BND CFD ≅ ,得出BN∴1.5 6.5AD <<;故答案为1.5 6.5AD <<;(2)证明:如图②:FDC △绕着点D 旋转180︒得到NDB∴BND CFD ≅ (SAS ),∴BN CF =,DN DF=∵DE DF⊥∴EN EF =,在BNE 中,由三角形的三边关系得:BE BN EN +>,∴BE CF EF +>;(3)BE DF EF +=,理由如下:如图③,将DCF 绕着点C 按逆时针方向旋转100︒∴△DCF ≌△BCH ,∴100CH CF DCB FCH ∠∠=︒=,=∴HBC D DF BH∠∠==,∵180ABC D ∠+∠︒=∴180HBC ABC ∠+∠︒=,∴点A 、B 、H 三点共线∵100FCH ∠=︒,50FCE ∠=︒,∴50ECH ∠=︒∴FCE ECH ∠∠=,在HCE 和FCE △中,===CF CH ECF ECH CE CE ∠∠⎧⎪⎨⎪⎩,∴HCE FCE ≌ (SAS )∴EH EF =,∵BE BH EH DF BH+==,∴BE DF EF +=.【点睛】本题属于三角形综合题,主要考查对全等三角形的性质和判定、三角形的三边关系定理、旋转的性质等知识点,通过旋转得到构造全等三角形是解答本题的关键.类型二、截长补短模型截长补短法使用范围:线段和差的证明(往往需证2次全等)(1)求证:CD BC DE=+;(2)若75B∠=︒,求E∠的度数.【答案】(1)见解析(2)105︒【分析】(1)在CD上截取CF∵CA平分BCD∠,∴BCA FCA∠=∠.在BCAV和FCA△中,⎧⎪∠⎨⎪⎩,∠=︒BAC60【答案】(1)5.8;(2)4.3【分析】(1)由已知条件和辅助线的作法,证得△ACD≌△ECD,得到由于∠A=2∠B,推出∠DEC=2∠B,等量代换得到∠B=∠EDB形,得出AC =CE =3.6,DE =BE =2.2,相加可得BC 的长;(2)在BA 边上取点E ,使BE =BC =2,连接DE ,得到△DEB ≌△DBC (SAS ),在DA 边上取点F ,使DF =DB ,连接FE ,得到△BDE ≌△FDE ,即可推出结论.【详解】解:(1)如图2,在BC 边上取点E ,使EC =AC ,连接DE .在△ACD 与△ECD 中,AC CE ACD ECD CD CD =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,∴△ACD ≌△ECD (SAS ),∴AD =DE ,∠A =∠DEC ,∵∠A =2∠B ,∴∠DEC =2∠B ,∴∠B =∠EDB ,∴△BDE 是等腰三角形;∴BE =DE =AD =2.2,AC =EC =3.6,∴BC 的长为5.8;(2)∵△ABC 中,AB =AC ,∠A =20°,∴∠ABC =∠C =80°,∵BD 平分∠B ,∴∠1=∠2=40°,∠BDC =60°,在BA 边上取点E ,使BE =BC =2,连接DE ,在△DEB 和△DBC 中,12BE BC BD BD =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,∴△DEB ≌△DBC (SAS ),∴∠BED =∠C =80°,∴∠4=60°,∴∠3=60°,在DA 边上取点F ,使DF =DB ,连接FE ,同理可得△BDE ≌△FDE ,∴∠5=∠1=40°,BE =EF =2,∵∠A =20°,∴∠6=20°,∴AF =EF =2,∵BD =DF =2.3,∴AD =BD +BC =4.3.【点睛】本题考查了全等三角形的性质与判定,等腰三角形的性质,熟悉这些定理是解决本题的关键.类型三、一线三等角模型应用: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。
6、全等模型汇总--陆老师
全等模型汇总编辑:陆老师2023.10.15【模型解读】把△ABC沿着某一条直线l平行移动,所得到△DEF与△ABC称为平移型全等三角形,图①,图②是常见的平移型全等三角线.【常见模型】【模型解读】将原图形沿着某一条直线折叠后,直线两边的部分能够完全重合,这两个三角形称之为轴对称型全等三角形,此类图形中要注意期隐含条件,即公共边或公共角相等.【常见模型】【模型解读】将三角形绕着公共顶点旋转一定角度后,两个三角形能够完全重合,则称这两个三角形为旋转型三角形,识别旋转型三角形时,涉及对顶角相等、等角加(减)公共角的条件. 【常见模型】【模型解读】基本图形如下:此类图形通常告诉BD⊥DE,AB⊥AC,CE⊥DE,那么一定有∠B=∠CAE.【常见模型】【模型解读】模型主体为两个直角三角形,且两条斜边互相垂直。
【常见模型】将两个三角形绕着公共顶点(即头)旋转某一角度后能完全重合,则这两个三角形构成手拉手全等,也叫旋转型全等,常用“边角边”判定定理证明全等。
【模型图示】公共顶点A记为“头”,每个三角形另两个顶点逆时针顺序数的第一个顶点记为“左手”,第二个顶点记为“右手”。
对应操作:左手拉左手(即连结BD),右手拉右手(即连结CE),得。
共顶点模型,亦称“手拉手模型”,是指两个顶角相等的等腰或者等边三角形的顶点重合,两个三角形的两条腰分别构成的两个三角形全等或者相似。
寻找共顶点旋转模型的步骤如下: (1)寻找公共的顶点(2)列出两组相等的边或者对应成比例的边(3)将两组相等的边分别分散到两个三角形中去,证明全等或相似即可。
两等边三角形 两等腰直角三角形 两任意等腰三角形 *常见结论:连接BD 、AE 交于点F ,连接CF ,则有以下结论: (1)BCD ACE ≅△△ (2)AE BD = (3)AFB DFE ∠=∠ (4)FC BFE ∠平分【常见模型】(等腰)(等边)(等腰直角)一、等边三角形手拉手-出全等二、等腰直角三角形手拉手-出全等两个共直角顶点的等腰直角三角形,绕点C旋转过程中(B、C、D不共线)始终有:①△BCD≌△ACE;②BD⊥AE(位置关系)且BD=AE(数量关系);③FC平分∠BFE;旋转全等模型半角:有一个角含1/2角及相邻线段自旋转:有一对相邻等线段,需要构造旋转全等共旋转:有两对相邻等线段,直接寻找旋转全等中点旋转:倍长中点相关线段转换成旋转全等问题旋转半角模型说明:旋转半角的特征是相邻等线段所成角含一个二分之一角,通过旋转将另外两个和为二分之一的角拼接在一起,成对称全等。
全等几何模型讲解
常见得几何模型一、旋转主要分四大类:绕点、空翻、弦图.半角。
这四类旋转得分类似于平行四边形.矩形、菱形、正方形得分类。
1、绕点型(手拉手模型) ⑴自旋转:例题讲解:1. 如图所示,P 就就是等边三角形ABC 内得一个点,PA 二2,PB=,PCS 求Z\ABC 得边长。
=>A图(l-1-b) 4图(1・图(1-2)卩图(2・l ・图(Nl ・b) aA2、如图Q就就是等边三角形ABC内一点,已知:ZA0B=115° ,ZBOC=12 5°,则以线段OA、OB. 0C为边构成三角形得乞角度数就就是多少?3、如图,P就就是正方形ABCD内一点,且满足PA:PD:PC=1 :2:3,则ZAPD二______ 、4、如图(2—1 ): P就就是正方形A BCD内一点,点P到正方形得三个顶点A、B、C得距离分别为PA=LPB=2.PC = 3a求此正方形A BCD面积。
(2)共旋转(典型得手拉手模型)模型变形:等边三角形共顶点例题讲解:1、已知A ABC为等边三角形,点D为直线BC上得一动点(点D不与B,C重合),以AD为边作菱形ADEF(按A,D,E,F逆时针排列),使ZDAF=6 0。
,连接CF、(1)如图1,当点D在边BC上时,求证:①BD=CF ,②AC=CF+C D、(2)如图2,当点D在边BC得延长线上且其她条件不变时,结论AC=CF+CD就就是否成立?若不成立,请写出AC、CF、CD之间存在得数量关系,并说明理由;(3)如图3,当点D在边BC得延长线上且其她条件不变时,补全图形,并直接写出AC、CF、CD之间存在得数量关系。
B BCD D B CE图1 图2 團32、(13北京中考)在ZkABC中,AB二AC,ZBAC=(),将线段BC绕点B逆时针旋转60 0得到线段BD“⑴如图匕直接写岀ZABD得大小(用含得式子表示);(2 )如图2,ZBCE=15O° Z ZABE=60°,判断△ ABE得形状并加以证明:⑶在(2 )得条件下,连结DE,若ZDEC= 4 5°,求得值。
(完整版)全等三角形经典模型总结
全等三角形相关模型总结一、角平分线模型(一)角平分线的性质模型辅助线:过点G作GE⊥射线ACA、例题1、如图,在△ABC中,∠C=90°,AD平分∠CAB,BC=6cm,BD=4cm,那么点D到直线AB 的距离是cm.2、如图,已知,∠1=∠2,∠3=∠4,求证:AP平分∠BAC.B、模型巩固1、如图,在四边形ABCD中,BC>AB,AD=CD,BD平分∠ABC,求证:∠A+∠C=180°.(二)角平分线+垂线,等腰三角形必呈现A、例题辅助线:延长ED交射线OB于F 辅助线:过点E作EF∥射线OB 例1、如图,在△ABC中,∠ABC=3∠C,AD是∠BAC的平分线,BE⊥AD于F .求证:1()2BE AC AB=-.例2、如图,在△ABC中,∠BAC的角平分线AD交BC于点D,且AB=AD,作CM⊥AD交AD的延长线于M. 求证:1()2AM AB AC=+.(三)角分线,分两边,对称全等要记全两个图形飞辅助线都是在射线ON上取点B,使OB=OA,从而使△OAC≌△OBC .A、例题1、如图,在△ABC中,∠BAC=60°,∠C=40°,AP平分∠BAC交BC于P,BQ平分∠ABC 交AC于Q,求证:AB+BP=BQ+AQ .2、如图,在△ABC中,AD是∠BAC的外角平分线,P是AD上异于点A的任意一点,试比较PB+PC与AB+AC的大小,并说明理由.B、模型巩固1、在△ABC中,AB>AC,AD是∠BAC的平分线,P是线段AD上任意一点(不与A重合).求证:AB-AC>PB-PC .2、如图,△ABC中,AB=AC,∠A=100°,∠B的平分线交AC于D,求证:AD+BD=BC .3、如图,△ABC中,BC=AC,∠C=90°,∠A的平分线交BC于D,求证:AC+CD=AB .二、等腰直角三角形模型(一)旋转中心为直角顶点,在斜边上任取一点的旋转全等:操作过程:(1)将△ABD逆时针旋转90°,得△ACM ≌△ABD,从而推出△ADM为等腰直角三角形.(2)辅助线作法:过点C作MC⊥BC,使CM=BD,连结AM.(二)旋转中心为斜边中点,动点在两直角边上滚动的旋转全等:操作过程:连结AD.(1)使BF=AE(或AF=CE),导出△BDF ≌△ADE.(2)使∠EDF+∠BAC=180°,导出△BDF ≌△ADE.A、例题1、如图,在等腰直角△ABC中,∠BAC=90°,点M、N在斜边BC上滑动,且∠MAN=45°,试探究BM、MN、CN之间的数量关系.2、两个全等的含有30°,60°角的直角三角板ADE和ABC,按如图所示放置,E、A、C三点在一条直线上,连接BD,取BD的中点M,连接ME、MC.试判断△EMC的形状,并证明你的结论.B、模型巩固1、已知,如图所示,Rt△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,O为BC中点,若M、N分别在线段AC、AB上移动,且在移动中保持AN=CM.(1)试判断△OMN的形状,并证明你的结论.(2)当M、N分别在线段AC、AB上移动时,四边形AMON的面积如何变化?2、在正方形ABCD中,BE=3,EF=5,DF=4,求∠BAE+∠DCF为多少度.(三)构造等腰直角三角形(1)利用以上(一)和(二)都可以构造等腰直角三角形(略);(2)利用平移、对称和弦图也可以构造等腰直角三角形.(四)将等腰直角三角形补全为正方形,如下图:A、例题应用1、如图,在等腰直角△ABC中,AC=BC,∠ACB=90°,P为三角形ABC内部一点,满足PB=PC,AP=AC,求证:∠BCP=15°.三、三垂直模型(弦图模型)A、例题已知:如图所示,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,D为AC中点,AF⊥BD于点E,交BC于F,连接DF .求证:∠ADB=∠CDF .变式1、已知:如图所示,在△ABC中,AB=AC,AM=CN,AF⊥BM于E,交BC于F,连接NF .求证:(1)∠AMB=∠CNF;(2)BM=AF+FN .变式2、在变式1的基础上,其他条件不变,只是将BM和FN分别延长交于点P,求证:(1)PM=PN;(2)PB=PF+AF .四、手拉手模型1、△ABE和△ACF均为等边三角形结论:(1)△ABF≌△AEC .(2)∠BOE=∠BAE=60°.(3)OA平分∠EOF .(四点共圆证)拓展:△ABC和△CDE均为等边三角形结论:(1)AD=BE;(2)∠ACB=∠AOB;(3)△PCQ为等边三角形;(4)PQ∥AE;(5)AP=BQ;(6)CO平分∠AOE;(四点共圆证)(7)OA=OB+OC;(8)OE=OC+OD .((7),(8)需构造等边三角形证明)例、如图①,点M为锐角三角形ABC内任意一点,连接AM、BM、CM.以AB为一边向外作等边三角形△ABE,将BM绕点B逆时针旋转60°得到BN,连接EN.(1)求证:△AMB≌△ENB;(2)若AM+BM+CM的值最小,则称点M为△ABC的费尔马点.若点M为△ABC的费尔马点,试求此时∠AMB、∠BMC、∠CMA的度数;(3)小翔受以上启发,得到一个作锐角三角形费尔马点的简便方法:如图②,分别以△ABC 的AB、AC为一边向外作等边△ABE和等边△ACF,连接CE、BF,设交点为M,则点M 即为△ABC的费尔马点.试说明这种作法的依据.2、△ABD 和△ACE 均为等腰直角三角形结论:(1)BE =CD ;(2)BE ⊥CD .3、四边形ABEF 和四边形ACHD 均为正方形结论:(1)BD =CF ;(2)BD ⊥CF .变式1、四边形ABEF 和四边形ACHD 均为正方形,AS ⊥BC 交FD 于T ,求证:(1)T 为FD 中点;(2)ABC ADF SS .变式2、四边形ABEF和四边形ACHD均为正方形,T为FD中点,TA交BC于S,求证:AS⊥BC .4、如图,以△ABC的边AB、AC为边构造正多边形时,总有:360 12180n︒∠=∠=︒-五、半角模型条件:1,+=1802αββθβ=︒且,两边相等.思路:1、旋转辅助线:①延长CD到E,使ED=BM,连AE或延长CB到F,使FB=DN,连AF②将△ADN绕点A顺时针旋转90°得△ABF,注意:旋转需证F、B、M三点共线结论:(1)MN=BM+DN;(2)=2CMNC AB;(3)AM、AN分别平分∠BMN、∠MND .2、翻折(对称)辅助线:①作AP⊥MN交MN于点P②将△ADN、△ABM分别沿AN、AM翻折,但一定要证明M、P、N三点共线 .A、例题例1、在正方形ABCD中,若M、N分别在边BC、CD上移动,且满足MN=BM+DN,求证:(1)∠MAN=45°;C AB;(2)=2CMN(3)AM、AN分别平分∠BMN和∠DNM .变式:在正方形ABCD中,已知∠MAN=45°,若M、N分别在边CB、DC的延长线上移动,AH⊥MN,垂足为H,(1)试探究线段MN、BM、DN之间的数量关系;(2)求证:AB=AH例2、在四边形ABCD中,∠B+∠D=180°,AB=AD,若E、F分别为边BC、CD上的点,且满足EF=BE+DF,求证:12EAF BAD ∠=∠.变式:在四边形ABCD中,∠B=90°,∠D=90°,AB=AD,若E、F分别为边BC、CD上的点,且12EAF BAD∠=∠,求证:EF=BE+DF .。
2022年中考数学几何模型之全等三角形的五种模型(讲+练)(解析版)
专题06 全等三角形的五种模型全等三角形的模型种类多,其中有关中点的模型与垂直模型在前面的专题已经很详细的讲解,这里就不再重复。
模型一、截长补短模型①截长:在较长的线段上截取另外两条较短的线段。
如图所示,在BF 上截取BM=DF ,易证△BMC△△DFC (SAS ),则MC=FC=FG ,△BCM=△DCF , 可得△MCF 为等腰直角三角形,又可证△CFE=45°,△CFG=90°,△CFG=△MCF ,FG△CM ,可得四边形CGFM 为平行四边形,则CG=MF ,于是BF=BM+MF=DF+CG.②补短:选取两条较短线段中的一条进行延长,使得较短的两条线段共线并寻求解题突破。
如图所示,延长GC 至N ,使CN=DF ,易证△CDF△△BCN (SAS ), 可得CF=FG=BN ,△DFC=△BNC=135°,又知△FGC=45°,可证BN△FG ,于是四边形BFGN 为平行四边形,得BF=NG , 所以BF=NG=NC+CG=DF+CG.例1.如图,△ABC 中,△B =2△A ,△ACB 的平分线CD 交AB 于点D ,已知AC =16,BC =9,则BD 的长为( )A .6B .7C .8D .9【答案】.B 【详解】解:如图,在CA 上截取,CN CB = 连接,DN CD 平分,ACB ∠ ,BCD NCD ∴∠=∠,CD CD = (),CBD CND SAS ∴≌ ,,,BD ND B CND CB CN ∴=∠=∠=9,16,BC AC == 9,7,CN AN AC CN ∴==-=,CND NDA A ∠=∠+∠ ,B NDA A ∴∠=∠+∠2,B A ∠=∠ ,A NDA ∴∠=∠,ND NA ∴= 7.BD AN ∴== 故选:.B【变式训练1】如图,在△ABC 中,AB =BC ,△ABC =60°,线段AC 与AD 关于直线AP 对称,E 是线段BD 与直线AP 的交点.(1)若△DAE =15°,求证:△ABD 是等腰直角三角形;(2)连CE ,求证:BE =AE +CE .【答案】(1)见解析;(2)见解析【详解】证明:(1)△在△ABC 中,AB =BC ,△ABC =60°,△△ABC 是等边三角形, △AC =AB =BC ,△BAC =△ABC =△ACB =60°,△线段AC 与AD 关于直线AP 对称,△△CAE =△DAE =15°,AD =AC ,△△BAE =△BAC +△CAE =75°,△△BAD =90°,△AB =AC =AD ,△△ABD 是等腰直角三角形; (2)在BE 上取点F ,使BF =CE ,连接AF ,△线段AC 与AD 关于直线AP 对称,△△ACE =△ADE ,AD =AC ,△AD =AC =AB ,△△ADB =△ABD=∠ACE ,在△ABF 与△ACE 中,AC AB ACE ABF CE BF =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,△△ABF △△ACE (SAS ),△AF =AE ,△AD =AB ,△△D =△ABD ,又△CAE =△DAE , △()()111806022AEB D DAE D ABD DAC BAC ∠=∠+∠=∠+∠+∠=︒-∠=︒, △在△AFE 中,AF =AE ,△AEF =60°,△△AFE 是等边三角形,△AF =FE ,△BE =BF +FE =CE +AE .【变式训练2】如图,在△ABC 中,△ACB=△ABC=40o ,BD 是△ABC 的角平分线,延长BD 至点E ,使得DE=DA ,则△ECA=________.【答案】40°【详解】解:在BC 上截取BF=AB ,连接DF ,△ACB=△ABC=40°,BD 是△ABC 的角平分线,∴△A=100°,△ABD=△DBC=20°,∴△ADB=60°,△BDC=120°,BD=BD ,∴△ABD△△FBD ,DE=DA ,∴ DF=AD=DE ,△BDF=△FDC=△EDC=60°,△A=△DFB=100°,DC=DC ,∴△DEC△△DFC ,∴1006040DCB DCE DFC FDC ∠=∠=∠-∠=︒-︒=︒;故答案为40°.【变式训练3】已知四边形ABCD 是正方形,一个等腰直角三角板的一个锐角顶点与A 点重合,将此三角板绕A 点旋转时,两边分别交直线BC ,CD 于M ,N .(1)如图1,当M ,N 分别在边BC ,CD 上时,求证:BM +DN =MN(2)如图2,当M ,N 分别在边BC ,CD 的延长线上时,请直接写出线段BM ,DN ,MN 之间的数量关系(3)如图3,直线AN 与BC 交于P 点,MN =10,CN =6,MC =8,求CP 的长.【答案】(1)见解析;(2)BM DN MN -=;(3)3【详解】(1)证明:如图,延长CB 到G 使BG DN =,连接AG ,△四边形ABCD 是正方形,△AB AD =,90ABG ADN BAD ∠=∠=∠=︒,在ABG 与ADN △中,AB ADABG ADN BG DN=⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩, ()AGB AND SAS ∴△≌△,AG AN ∴=,GAB DAN ∠=∠,45MAN ∠=︒,90BAD ∠=︒,△45DAN BAM BAD MAN ∠+∠=∠-∠=︒,45GAM GAB BAM DAN BAM ∴∠=∠+∠=∠+∠=︒,GAM NAM ∴∠=∠,在AMN 与AMG 中,AM AMGAM NAM AN AG=⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩, ()AMN AMG SAS ∴△≌△,MN GM ∴=,又△BM GB GM +=,BG DN =,BM DN MN ∴+=;(2)BM DN MN -=,理由如下:如图,在BM 上取一点G ,使得BG DN =,连接AG ,△四边形ABCD 是正方形,△AB AD =,90ABG ADN BAD ∠=∠=∠=︒,在ABG 与ADN △中,AB AD ABG ADN GB DN =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩, ()AGB AND SAS ∴△≌△,AG AN ∴=,GAB DAN ∠=∠,△GAB GAD DAN GAD ∠+∠=∠+∠,△90GAN BAD ∠=∠=︒, 又45MAN ∠=︒,45GAM GAN MAN MAN ∴∠=∠-∠=︒=∠,在AMN 与AMG 中,AM AM GAM NAM AN AG =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩, ()AMN AMG SAS ∴△≌△,MN GM ∴=,又△BM BG GM -=,BG DN =,△BM DN MN -=,故答案为:BM DN MN -=;(3)如图,在DN 上取一点G ,使得DG BM =,连接AG ,△四边形ABCD 是正方形,△AB AD BC CD ===,90ABM ADG BAD ∠=∠=∠=︒,//AB CD ,在ABM 与ADG 中,AB AD ABM ADG BM DG =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩, ()ABM ADG SAS ∴△≌△,AM AG ∴=,MAB GAD ∠=∠,△MAB BAG GAD BAG ∠+∠=∠+∠,△90MAG BAD ∠=∠=︒,又45MAN ∠=︒,45GAN MAG MAN MAN ∴∠=∠-∠=︒=∠,在AMN 与AGN 中,AM AG MAN GAN AN AN =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩, ()AMN AGN SAS ∴△≌△,10MN GN ∴==,设DG BM x ==,△6CN =,8MC =,△1064DC DG GN CN x x =+-=+-=+,8BC MC BM x =-=-,△DC BC =,△48x x +=-,解得:2x =,△6AB BC CD CN ====,△//AB CD ,△BAP CNP ∠=∠,在ABP △与NCP 中,APB NPC BAP CNP AB CN ∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩, ()ABP NCP AAS ∴△≌△,132CP BP BC ∴===,△CP 的长为3.模型二、平移全等模型例.如图,在△ABC 和△DEF 中,B ,E ,C ,F 在同一条直线上,AB // DE ,AB = DE ,△A = △D .(1)求证:ABC DEF ≌;(2)若BF = 11,EC = 5,求BE 的长.【答案】(1)见解析;(2)BE =3.【详解】(1)证明:△AB△DE ,△△ABC =△DEF ,在△ABC 和△DEF 中A D AB DE ABC DEF ∠=∠⎧⎪=⎨⎪∠=∠⎩△△ABC△△DEF (ASA ); (2)解:△△ABC△△DEF ,△BC =EF ,△BC -EC =EF -EC ,即BE =CF ,△BF =11,EC =5,△BF -EC =6.△BE +CF =6.△BE =3.【变式训练1】如图,AB//CD ,AB=CD 点E 、F 在BC 上,且BF=CE .(1)求证:△ABE△△DCF (2)求证:AE//DF .【答案】(1)见详解;(2)见详解【详解】证明:(1)△AB △CD ,△B C ∠=∠,△BF =CE ,△CF EF BE EF +=+,△BE CF =,△AB =CD ,△ABE DCF △≌△(SAS );(2)由(1)可得:ABE DCF △≌△,△DFC AEB ∠=∠,△180,180DFC EFD AEF AEB ∠+∠=︒∠+∠=︒,△EFD AEF ∠=∠,△//AE DF .【变式训练2】如图,已知点C 是AB 的中点,CD △BE ,且CD BE =.(1)求证:△ACD△△CBE .(2)若87,32A D ∠=︒∠=︒,求△B 的度数.【答案】(1)见解析;(2)61【分析】(1)根据SAS 证明△ACD△△CBE ;(2)根据三角形内角和定理求得△ACD ,再根据三角形全等的性质得到△B=△ACD .【详解】(1)△C 是AB 的中点,△AC =CB ,△CD//BE ,△ACD CBE ∠=∠,在△ACD 和△CBE 中,AC CB ACD CBE CD BE =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,△ACD CBE ∆≅∆;(2)△8732A D ︒︒∠=∠=,,△180180873261ACD A D ︒︒︒︒︒∠=-∠-∠=--=,又△ACD CBE ∆≅∆,△61B ACD ︒∠=∠=.模型三、对称全等模型例.如图,已知△C =△F =90°,AC =DF ,AE =DB ,BC 与EF 交于点O ,(1)求证:Rt△ABC△Rt△DEF ;(2)若△A =51°,求△BOF 的度数.【答案】(1)见解析;(2)78°【详解】(1)证明:△AE =DB ,△AE +EB =DB +EB ,即AB =DE .又△△C=△F=90°,AC=DF,△Rt△ABC△Rt△DEF.(2)△△C=90°,△A=51°,△△ABC=△C-△A=90°-51°=39°.由(1)知Rt△ABC△Rt△DEF,△△ABC=△DEF.△△DEF=39°.△△BOF=△ABC+△BEF=39°+39°=78°.【变式训练1】如图,EB交AC于M,交FC于D,AB交FC于N,∠E=∠F=90º,∠B =∠C,AE=AF,给出下列结论:①∠1=∠2;②BE=CF;③△ACN≌△ABM;④CD=DN.其中正确的结论有()A.4个B.3个C.2个D.1个【解答】B【解析】∵∠E=∠F=90º,∠B=∠C,AE=AF,∴△ABE≌△ACF,∴BE=CF,∵∠BAE=∠CAF,∠BAE-∠BAC=∠CAF-∠BAC,∴∠1=∠2,∴△ABE≌△ACF,∴∠B=∠C,AB=AC,又∵∠BAC=∠CAB,∴△ACN≌△ABM,④CD=DN不能证明成立,∴共有3个结论正确.【变式训练2】如图,AB=AC,BE⊥AC于E,CF⊥AB于F,BE,CF交于D,则以下结论:①△ABE≌△ACF;②△BDF≌△CDE;③点D在∠BAC的平分线上.正确的是()A.①B.②C.①②D.①②③【解答】D【解析】∵BE⊥AC于E,CF⊥AB于F,∴∠AEB=∠AFC=90°,∵AB=AC,∠A=∠A,∴△ABE≌△ACF(第一个正确),∴AE=AF,∴BF=CE,∵BE⊥AC于E,CF⊥AB于F,∠BDF=∠CDE,∴△BDF≌△CDE(第二个正确),∴DF=DE,连接AD,∵AE=AF,DE=DF,AD=AD,∴△AED≌△AFD,∴∠FAD =∠EAD ,即点D 在∠BAC 的平分线上(第三个正确).模型四、旋转全等模型例.如图,△ABC 和△ADE 中,AB =AC ,AD =AE ,△BAC =△DAE ,且点B ,D ,E 在同一条直线上,若△CAE +△ACE +△ADE =130°,则△ADE 的度数为( )A .50°B .65°C .70°D .75°【答案】B【详解】BAC DAE ∠=∠BAC DAC DAE DAC ∴∠-∠=∠-∠BAD CAE ∴∠=∠,AB AC AD AE == ∴在BAD 和CAE 中AB AC BAD CAE AD AE =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩∴BAD ≌CAE ( SAS ) ABD ACE ∴∠=∠130CAE ACE ADE ∠+∠+∠=︒130ABD BAD ADE ∴∠+∠+∠=︒ADE ABD BAD ∠=∠+∠2130ADE ∴∠=︒65ADE ∴∠=︒故选:B .【变式训练1】如图,将正方形ABCD 绕点A 逆时针旋转60°得到正方形AB ′C ′D ′,线段CD ,B ′C ′交于点E ,若DE =1,则正方形的边长等于_____.【答案】2+【详解】解:连接AC 、AE ,延长C ′B ′交AC 于点F ,过点F 作GF △DC 于G , 由题意得,AD =AB ′,△D =△AB ′E ,△B ′AB =60°,△CAB =△GCB ′=45°,△△DAB ′=30°,△CAB ′=15°在RT △ADE 与RT △AB ′E 中AD AB AE AE ='⎧⎨=⎩,△RT △ADE △RT △AB ′E (HL ), △△DAE =△B′AE =12△DAB ′=15°,DE=EB ′=1,△△B′AE=△CAB ′在△AB′E 和△AB′F 中==B AE CAB AB AB EB A FB A ∠'=∠'⎧⎪''⎨⎪∠'∠'⎩ ,△△AB′E △△AB′F (ASA ),△EB′=BF=1 △△DEB ′=360°-△D -△EB A '-∠DAB′=150°,△△GEF =30°在RT △EGF 中,EG =EF ×cos △GEFDF =EF ×sin △GEF =2×12=1 在△CGF 中,△GCF =45°,△CG=GF =1,△DC =DE+EG+GC所以正方形的边长为【变式训练1】如图,,,,AC BC DC EC AC BC DC EC ⊥⊥==, 求证:(1)ACE BCD ∆≅∆;(2)AE BD ⊥.【答案】(1)见解析;(2)见解析【详解】证明:()1AC BC ⊥,DC EC ⊥,90ACB DCE ∴∠=∠=︒, ACB ACD DCE ACD ∴∠+∠=∠+∠,∴∠=∠DCB ECA ,在DCB ∆和ECA ∆中,AC BC DCB ECA CD CE =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,()DCB ECA SAS ∴∆≅∆;()2如图,设AC 交BD 于N ,AE 交BD 于O ,∆≅∆DCB ECA ,A B ∴∠=∠,∠=∠AND BNC ,90∠+∠=︒B BNC , 90∴∠+∠=︒A AND ,90∴∠=︒AON ,AE BD ∴⊥.【变式训练2】如图,AB AC =,AE AD =,CAB EAD α∠=∠=.(1)求证:AEC ADB ≅△△;(2)若90α=︒,试判断BD 与CE的数量及位置关系并证明;(3)若CAB EAD α∠=∠=,求CFA ∠的度数.【答案】(1)见详解;(2)BD=CE ,BD△CE ;(3)902α︒-【详解】(1)△△CAB=△EAD△△CAB+△BAE=△EAD+△BAE ,△ △CAE=△BAD ,△AB=AC ,AE=AD 在△AEC 和△ADB 中AB AC CAE BAD AE AD =⎧⎪⎨⎪⎩∠=∠=△ △AEC△△ADB (SAS ) (2)CE=BD 且CE△BD ,证明如下:将直线CE 与AB 的交点记为点O ,由(1)可知△AEC△△ADB ,△ CE=BD , △ACE=△ABD ,△△BOF=△AOC ,△α=90°,△ △BFO=△CAB=△α=90°,△ CE△BD .(3)过A 分别做AM△CE ,AN△BD 由(1)知△AEC△△ADB ,△两个三角形面积相等故AM·CE=AN·BD△AM=AN△AF 平分△DFC由(2)可知△BFC=△BAC=α△△DFC=180°-α△△CFA=12△DFC=902α︒- 【变式训练3】如图①,在△ABC 中,△A =90°,AB =AC1,BC =2D 、E 分别在边AB 、AC 上,且AD =AE =1,DE.现将△ADE 绕点A 顺时针方向旋转,旋转角为α(0°<α<180°).如图②,连接CE 、BD 、CD .(1)如图②,求证:CE =BD ;(2)利用备用图进行探究,在旋转的过程中CE 所在的直线能否垂直平分BD?如果能,请猜想α的度数,画出图形,并将你的猜想作为条件,给出证明;如果不能,请说明理由; (3)在旋转的过程中,当△BCD 的面积最大时,α= °.(直接写出答案即可)【答案】(1)证明见解析;(2)能,α=90°;(3)135α=︒.【详解】(1)证明:如图2中,根据题意:AB AC =,AD AE =,90CAB EAD ∠=∠=︒, 90CAE BAE BAD BAE ∠+∠=∠+∠=︒,CAE BAD ∴∠=∠,在ACE ∆和ABD ∆中,AC AB CAE BAD AE AD =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,()ACE ABD SAS ∴∆≅∆,CE BD ∴=;(2)能,若CE 所在直线垂直平分BD ,则CD =BC ,△AB =AC+1,BC =2,AD =AE =1,DE△1122AC AD CD BC +=+=== △AC +AD =CD ,即A 、C 、D 在同一条直线上,此时α=90°,如下图,CE 的延长线与BD 交于F ,与(1)同理可得()ACE ABD SAS ∆≅∆,ACE ABD ∴∠=∠,90ACE AEC ∠+∠=︒,且AEC FEB ∠=∠,90ABD FEB ∴∠+∠=︒,90EFB ∴∠=︒,CF BD ∴⊥,BC CD =,CF ∴是线段BD 的垂直平分线;(3)解:BCD ∆中,边BC 的长是定值,则BC 边上的高取最大值时BCD ∆的面积有最大值, ∴当点D 在线段BC 的垂直平分线上时,BCD ∆的面积取得最大值,如图中:1AB AC ==,1AD AE ==,90CAB EAD ∠=∠=︒,DG BC ⊥于G ,12AG BC ∴==45GAB ∠=︒,1DG AG AD ∴=+==,18045135DAB ∠=︒-︒=︒, BCD ∴∆的面积的最大值为:1122BC DG ⋅==135α=︒. 模型五、手拉手全等模型例.如图,B ,,三点在一条直线上,和均为等边三角形,与交于点,与交于点.(1)求证:;(2)若把绕点任意旋转一个角度,(1)中的结论还成立C E ABC ∆DCE ∆BD AC M AE CDN AE BD =DCE ∆C吗?请说明理由.【答案】(1)见解析(2)成立,理由见解析.【详解】解:(1)证明:如图1中,与都是等边三角形,,,,,,,即.在和中,,(SAS)..即AE=BD ,(2)成立;理由如下:如图2中,、均为等边三角形, ,,,,即,在和中,,,.【变式训练1】如图,△OAB 和△OCD 中,OA =OB ,OC =OD ,△AOB =△COD =90°,AC 、BD 交于点M .(1) 如图1,求证:AC=BD ,判断AC 与BD 的位置关系并说明理由;(2) 如图2,△AOB =△COD =60°时,△AMD 的度数为___________.【答案】(1)答案见解析;(2)120.ABC ∆DCE∆AC BC ∴=CD CE =60ACB DCE ∠=∠=︒180ACB ACD DCE ∠+∠+∠=60ACD ∴∠=︒ACB ACD ACD DCE ∠+∠=∠+∠BCD ACE ∠=∠BCD ∆ACE ∆BC AC BCD ACE CD CE =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩BCD ACE ∴∆≅∆BD AE ∴=AE BD =ABC ∆DCE ∆BC AC ∴=CD CE =60BCA DCE ∠=∠=︒BCA ACD DCE ACD ∴∠+∠=∠+∠BCD ACE ∠=∠ACE ∆BCD ∆AC BC BCD ACE CD CE =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩()ACE BCD SAS ∴∆≅∆AE BD ∴=【详解】()190AOB COD ∠∠==,.AOB AOD COD AOD ∠+∠∠+∠= 即:.BOD AOC ∠∠=,,OA OB OC OD ==易证.BOD AOC ≌.OBD OAC ∴∠=∠ AC=BD△,AMD ABM BAM ∠=∠+∠.BAM BAO OAC ∠=∠+∠△.AMD ABM BAO OBD OBA BAO ∠=∠+∠+∠=∠+∠△90.AOB ∠= △90.OBA BAO ∠+∠=90.AMD ∴∠= △AC△BD(2)同理可得. .AMD OBA BAO ∠=∠+∠60.AOB ∠= 120.OBA BAO ∠+∠= 120.AMD ∴∠= 故答案为: 120.【变式训练2】如图,将两块含45°角的大小不同的直角三角板△COD 和△AOB 如图①摆放,连结AC ,BD .(1)如图①,猜想线段AC 与BD 存在怎样的数量关系和位置关系,请写出结论并证明;(2)将图①中的△COD 绕点O 顺时针旋转一定的角度(如图②),连结AC ,BD ,其他条件不变,线段AC 与BD 存在(1)中的关系吗?请写出结论并说明理由.(3)将图①中的△COD 绕点O 逆时针旋转一定的角度(如图③),连结AC ,BD ,其他条件不变,线段AC 与BD 存在怎样的关系?请直接写出结论.【答案】(1)AC=BD ,AC△BD ,证明见解析;(2)存在,AC=BD ,AC△BD ,证明见解析;(3)AC=BD ,AC△BD【详解】(1)AC=BD ,AC△BD , 证明:延长BD 交AC 于点E .△△COD 和△AOB 均为等腰直角三角形,△OC=OD ,OA=OB ,△COA=△BOD=90º,△△AOC△△BOD (SAS ),△AC=BD ,△△OAC=△OBD ,△△ADE=△BDO ,△△AED=△BOD=90º,△AC△BD ;(2)存在,证明:延长BD 交AC 于点F ,交AO 于点G .△△COD 和△AOB 均为等腰直角三角形,△OC=OD ,OA=OB ,△DOC=BOA=90º,△△AOC=△DOC -△DOA ,△BOD=△BOA -△DOA ,△△AOC=△BOD ,△△AOC△△BOD (SAS ),△AC=BD ,△OAC=△OBD ,△△AGF=△BGO ,△△AFG=△BOG=90º,△AC△BD ;(3)AC=BD ,AC△BD .证明:BD 交AC 于点H ,AO 于M ,△△COD 和△AOB 均为等腰直角三角形,△OC=OD ,OA=OB ,△DOC=BOA=90º,△△AOC=△DOC+△DOA ,△BOD=△BOA+△DOA ,△△AOC=△BOD ,△△AOC△△BOD (SAS ),△AC=BD ,△OAC=△OBD ,△△AMH=△BMO ,△△AHM=△BOH=90º,△AC△BD .【变式训练3】已知:如图1,在和中,,,.(1)证明.(2)如图2,连接和,,与分别交于点和,,求的度数.(3)在(2)的条件下,若,请直接写出的度数.【答案】(1)证明见解析;(2)△ACE =62°;(3)△CBA =6°.【详解】解:(1)△△CAE =△DAB ,△△CAE +△CAD =△DAB +△CAD ,即△CAB =△EAD ,在△ABC 和△ADE 中,△△ABC△△ADE (AAS ),ABC ∆ADE ∆C E ∠=∠CAE DAB ∠=∠BC DE =ABC ADE ∆∆≌CE BD DE AD BC M N 56DMB ∠=︒ACE ∠CN EM =CBA∠C E CAB EAD BC DE ∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩(2)△△ABC△△ADE ,△△CBA=△EDA ,AC=AE ,在△MND 和△ANB 中,△△EDA +△MND+△DMB =,△CBA +△ANB +△DAB =,又△ △MND=△ANB ,△ △DAB=△DMB=,△△CAE =△DAB=,△AC=AE ,△△ACE =△AEC=,△△ACE =, (3)△CBA=,如图所示,连接AM ,,CN=EM,CA=EA,(SAS), AM=AN,,=即,由(2)可得:,=, △CAE =△DAB==-= .课后训练1.如图,已知AB AD =,BC DE =,且10CAD ∠=︒,25B D ∠=∠=︒,120EAB ∠=︒,则EGF ∠的度数为( )A .120︒B .135︒C .115︒D .125︒【答案】C 【详解】在△ABC 和△ADE 中AB AD B D BC DE =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩△ △ABC △△ADE (SAS )△△BAC =△DAE 180︒180︒56︒56︒1(18056)622︒︒︒-=62︒6︒NCA MEA ∠=∠∴NCA MEA ≅∴EAM CAN ∠=∠∴EAM CAM ∠-∠CAN CAM ∠-∠EAC MAN ∠=∠=56EAC MAN ︒∠=∠∴ANM ∠1(18056)622︒︒︒-=56︒∴CBA ANM DAB ∠=∠-∠62︒56︒6︒△△EAB =△BAC +△DAE +△CAD =120°△△BAC =△DAE ()112010552=⨯︒-︒=︒ △△BAF =△BAC +△CAD =65°△在△AFB 中,△AFB =180°-△B -△BAF =90°△△GFD =90°在△FGD 中,△EGF =△D +△GFD =115°故选:C2.如图,△ABC 中,E 在BC 上,D 在BA 上,过E 作EF△AB 于F ,△B =△1+△2,AB =CD ,BF =43,则AD 的长为________.【详解】在FA 上取一点T ,使得FT =BF ,连接ET ,在CB 上取一点K ,使得CK =ET ,连接DK . △EB =ET ,△△B =△ETB ,△△ETB =△1+△AET ,△B =△1+△2,△△AET =△2,△AE =CD ,ET =CK ,△△AET △△DCK (SAS ),△DK =AT ,△ATE =△DKC ,△△ETB =△DKB ,△△B =△DKB ,△DB =DK ,△BD =AT ,△AD =BT ,△BT =2BF =83,△AD =83,故答案为:83.3.如图,2A C ,BD 平分ABC ∠,10BC =,6AB =,则AD =_____.【答案】4【详解】解:(1)在BC 上截取BE =BA ,如图,△BD 平分△ABC ,△△ABD =△EBD ,在△ABD 和△BED 中,BE BA ABD EBD BD BD =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,△△ABD △△EBD (SAS ),△DE =AD ,△BED =△A ,又△△A =2△C ,△△BED =△C +△EDC =2△C ,△△EDC =△C ,△ED =EC ,△EC =AD ,△BC =BE +EC =AB +AD ,△BC =10,AB =6,△AD =10﹣6=4;故答案为:4.4.如图,正方形ABCD ,将边CD 绕点D 顺逆时针旋转α(0°<α<90°),得到线段DE ,连接AE ,CE ,过点A 作AF △CE 交线段CE 的延长线于点F ,连接BF .(1)当AE =AB 时,求α的度数;(2)求证:△AEF =45°;(3)求证:AE △FB .【答案】(1)α=30°;(2)证明见解析;(3)证明见解析.【详解】解:(1) 在正方形ABCD 中,AB =AD =DC ,由旋转可知,DC =DE ,△AE =AB △AE =AD =DE△△AED 是等边三角形,△∠ADE =60°,△△ADC =90°,△α=△ADC -∠ADE =90°-60°=30°.(2)证明:在△CDE 中,DC =DE ,△△DCE =△DEC =180=9022αα--, 在△ADE 中,AD =ED ,△ADE =90°-α,△△DAE =△DEA =()18090=4522αα--+ △△AEC =△DEC +△DEA =90+45+22αα-=135°.△△AEF =45°,(3)证明:过点B 作BG //CF 与AF 的延长线交于点G ,过点B 作BH //GF 与CF 交于点H , 则四边形BGFH 是平行四边形,△AF △CE ,△平行四边形BGFH 是矩形,△△AFP =△ABC =90°,△APF =△BPC ,△△GAB =BCP ,在△ABG 和△CBH 中,GAB HCB BGA BHC AB CB ∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,△△ABG △△CBH (AAS ),△BG =BH ,△矩形BGFH 是正方形,△△HFB =45°,由(2)可知:△AEF =45°,△△HFB =△AEF =45°,△AE△F B .5.如图,四边形ABCD中,对角线AC、BD交于点O,AB=AC,点E是BD上一点,且AE=AD,∠EAD=∠BAC.(1)求证:∠ABD=∠ACD;(2)若∠ACB=65º,求∠BDC的度数.【答案】(1)见解析;(2)50º【解析】(1)证明:∵∠BAC=∠EAD,∴∠BAC-∠EAC=∠EAD-∠EAC,即∠BAE =∠CAD,在△ABE和△ACD中,∴△ABE≌△ACD,∴∠ABD=∠ACD;(2)∵∠BOC是△ABO和△DCO的外角,∴∠BOC=∠ABD+∠BAC,∠BOC=∠ACD +∠BDC,∴∠ABD+∠BAC=∠ACD+∠BDC,∵∠ABD=∠ACD,∴∠BAC=∠BDC,∵∠ACB=65º,AB=AC,∴∠ABC=∠ACB=65º ,∴∠BAC=180º-∠ABC-∠ACB=180º-65º-65º=50º ,∴∠BDC=∠BAC=50º.6.如图①,在△ABC中,△BAC=90°,AB=AC,点E在AC上(且不与点A、C重合),在△ABC 的外部作△CED,使△CED=90°,DE=CE,连接AD,分别以AB、AD为邻边作平行四边形ABFD,连接AF.(1)求证:EF=AE;(2)将△CED绕点C逆时针旋转,当点E在线段BC上时,如图②,连接AE,请判断线段AF、AE的数量关系,并证明你的结论.【答案】(1)见解析;(2)AF=,见解析.【详解】解:(1)如图,四边形ABFD是平行四边形,∴AB=DF,AB=AC,∴AC=DF,DE=EC∴AE=EF;(2)AF=,证明:连接EF,设DF交BC于K,四边形ABFD是平行四边形,∴AB//DF∴△DKE=△ABC=45°,∴△EKF=180°-△DKE=135°△ADE=180°-△EDC=180°-45°=135°,∴△EKF=△ADE,△DKC=△C,∴DK=DC ,DF=AB=AC,∴KF=AD在△EKF和△EDA中,EK DKEKF ADEKF AD=⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,∴△EKF△△EDA(SAS)∴EF=EA, △KEF=△AED,∴△FEA=△BED=90°,∴△AEF是等腰直角三角形,AF=.7.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,E为AC边的一点,F为AB边上一点,连接CF,交BE于点D且∠ACF=∠CBE,CG平分∠ACB交BD于点G,(1)求证:CF=BG;(2)延长CG交AB于H,连接AG,过点C作CP∥AG交BE的延长线于点P,求证:PB =CP+CF;(3)在(2)问的条件下,当∠GAC=2∠FCH时,若S△AEG=3,BG=6,求AC的长.【解答】(1)见解析;(2)见解析;(3)【解析】(1)证明,∵∠ACB=90°,AC=BC,∴∠A=45°,∵CG平分∠ACB,∴∠ACG=∠BCG=45°,∴∠A=∠BCG,在△BCG和△CAF中,∵,∴△BCG≌△CAF(ASA),∴CF=BG;(2)∵PC∥AG,∴∠PCA=∠CAG,∵AC=BC,∠ACG=∠BCG,CG=CG,∴△ACG≌△BCG,∴∠CAG=∠CBE,∵∠PCG=∠PCA+∠ACG=∠CAG+45°=∠CBE+45°,∠PGC=∠GCB+∠CBE=∠CBE+45°,∴∠PCG=∠PGC,∴PC=PG,∵PB=BG+PG,BG=CF,∴PB=CF+CP;(3)如图,过E作EM⊥AG,交AG于M,=AG•EM,∵S由(2)得△ACG≌△BCG,∴BG=AG=6,∴×6×EM,EM=,设∠FCH=x°,则∠GAC=2x°,∴∠ACF=∠EBC=∠GAC=2x°,∵∠ACH=45°,∴2x+x=45,x=15,∴∠ACF=∠GAC=30°,在Rt△AEM中,AE=2EM,∴M是AG的中点,∴AE=EG,∴BE=BG+EG=6+,在Rt△ECB中,∠EBC=30°,∴CE=BE=,∴AC=AE+EC.8.如图,在△ABC中,∠ABC=60°,点D,E分别为AB,BC上一点,BD=BE,连接DE,DC,AC=CD.(1)如图1,若AC=3,DE=2,求EC的长;(2)如图2,连接AE交DC于点F,点M为EC上一点,连接AM交DC于点N,若AE =AM,求证:2DE=MC;(3)在(2)的条件下,若∠ACB=45°,直接写出线段AD,MC,AC的等量关系.【解答】(1(2)见解析;(3【解析】(1)如图,过点C作CG⊥AB于G,∵AC=CD,∴AG=DG,设DG=a,∵BD=BE,∠ABC=60°,∴△BDE是等边三角形,∴BD=DE,∴BG=BD+DG+a,在Rt△BGC中,∠BCG=90°-∠ABC=30°,∴BC=2BG,CG=BG=6+a,在Rt△DGC中,CD=AC=3,根据勾股定理得,CG2+DG2=CD2,∴(6+a)2+a2=90,∴(舍),∴BC=EC+BE=EC+BD,∴EC+BD=2(BD+DG),∴EC=BD+2DG;(2)如图在MC上取一点P,使MP=DE,连接AP,∵△BDE是等边三角形,∴∠BED=60°,BE=DE,∴∠DEC=120°,BE=PM,∵AE=AM,∴∠AEM=∠AME,∴∠AEB=∠AMP,∴△ABE≌△APM(SAS),∴∠APM=∠ABC=60°,∴∠APC=120°=∠DEC,如图,过点M作AC的平行线交AP的延长线于Q,∴∠MPQ=∠APC=120°=∠DEC,∵AC=CD,∴∠ADC=∠DAC,∴∠CDE=180°-∠BDE-∠ADC=180°-60°-∠DAC=120°-∠DAC,在△ABC中,∠ACB=180°-∠ABC-∠DAC=120°-∠DAC=∠CDE,∵MQ∥AC,∴∠PMQ=∠ACB,∴∠PMQ=∠EDC,∴△MPQ≌△DEC(ASA),∴MQ=CD,∵AC=MQ,∴△APC≌△QPM(AAS),∴CP=MP,∴CM=MP+CP=2DE;(3)如图,在MC上取一点P,使PM=DE,由(2)知,MC=2CP=2DE,由(2)知,△ABE≌△APM,∴AB=AP,∵∠ABC=60°,∴△ABP是等边三角形,∴BP=AB,∵BE=BD,∴PE=AD,∴BC=BE+PE+CP=DE+PE+DE=2DE+AD=MC+AD,过点A作AH⊥BC于H,设BH=m,在Rt△ABH,在Rt△ACH中,∠ACB=45°,∴∠CAH=90°-∠ACB=45°=∠ACB,∴CH=AH,∵MC+AD=BC=BH+CH=,∴MC+AD=AC.。
(完整版)全等正方体常见的几何模型
(完整版)全等正方体常见的几何模型全等正方体常见的几何模型
全等正方体是指具有相同边长和相同角度的正方体。
它是一种非常常见的几何模型,广泛应用于数学、工程和制造领域。
下面介绍几种常见的全等正方体模型。
1. 立方体:立方体是最基本的全等正方体模型。
它具有六个相等的正方形面和八个相等的顶点,每个角度都为90度。
立方体常用于几何学教学、建筑设计和游戏开发等领域。
2. 魔方:魔方,也称为魔方立方体或鲁比克方块,是一种三维拼图游戏。
它由27个小正方体组成,每个面上有一个大正方体。
魔方的六个面都是全等并且可以自由旋转,目标是将魔方还原成六个完整的单色面。
3. 雪花立方体:雪花立方体是指一种全等正方体模型,其六个面上各有一个凹入,使得整个模型形状类似于雪花的外观。
雪花立方体常用于装饰和艺术领域,为空间增添独特的美感。
4. 六面体骰子:六面体骰子,也称作骰子或者色子,是一种常用的博弈工具。
每个面上分别标有1至6个点数,六个面都是全等的正方形。
骰子常用于各种棋类游戏和赌博等活动。
5. 三维液晶显示器:三维液晶显示器是一种先进的显示技术,其中的像素采用全等正方体结构排列。
这种显示器可以呈现更加真实和立体的图像,广泛应用于电视、电脑和虚拟现实等领域。
以上是几种常见的全等正方体模型,它们在不同领域发挥着重要的作用。
全等正方体的几何特性和结构使得它们成为设计和制造中不可或缺的元素。
专题02 全等模型-一线三等角(K字)模型(解析版)
专题02全等模型--一线三等角(K 字)模型全等三角形在中考数学几何模块中占据着重要地位,也是学生必须掌握的一块内容,本专题就全等三角形中的重要模型(一线三等角(K 字)模型)进行梳理及对应试题分析,方便掌握。
模型1.一线三等角(K 型图)模型(同侧型)【模型解读】在某条直线上有三个角相等,利用平角为180°与三角形内角和为180°,证得两个三角形全等。
【常见模型及证法】同侧型一线三等角(常见):锐角一线三等角直角一线三等角(“K 型图”)钝角一线三等角条件:A CED B ∠=∠=∠+CE=DE证明思路:,A B C BED ∠=∠∠=∠+任一边相等BED ACE⇒≅ 例1.(2023·江苏·八年级假期作业)探究:如图①,在ABC 中,90BAC ∠=︒,AB AC =,直线m 经过点A ,BD m ⊥于点D ,CE m ⊥于点E ,求证:ABD CAE ≌ .应用:如图②,在ABC 中,AB AC =,,,D A E 三点都在直线m 上,并且有BDA AEC BAC ∠=∠=∠.求出,DE BD 和CE 的关系.拓展:如图①中,若10DE =,梯形BCED 的面积______.【答案】探究:证明过程见详解;应用:DE BD CE =+,理由见详解;拓展:50【分析】探究:90BAC ∠=︒,AB AC =,可知ABC 是等腰直角三角形,BD m ⊥,CE m ⊥,可知90BDA AEC ∠=∠=︒,可求出BAD ACE ∠=∠,根据角角边即可求证;应用:AB AC =,,,D A E 三点都在(1)如图①,若AB AC ⊥,则BD 与AE 的数量关系为___________,CE 与AD 的数量关系为(2)如图②,判断并说明线段BD ,CE 与DE 的数量关系;(3)如图③,若只保持7BDA AEC BD EF cm ∠=∠==,,点A 在线段DE 上以2cm/s 的速度由点例3.(2022·陕西七年级期末)(1)【问题发现】如图1,△ABC与△CDE中,∠B=∠E=∠ACD=90°,AC=CD,B、C、E三点在同一直线上,AB=3,ED=4,则BE=_____.(2)【问题提出】如图2,在Rt△ABC 中,∠ABC=90°,BC=4,过点C作CD⊥AC,且CD=AC,求△BCD的面积.(3)【问题解决】如图3,四边形ABCD中,∠ABC=∠CAB=∠ADC=45°,△ACD面积为12且CD的长为6,求△BCD的面积.【答案】(1)7;(2)S△BCD=8;(3)S△BCD=6.【分析】(1)∠B=∠E=∠ACD=90°,据同角的余角相等,可得∠ACB=∠D,由已知条件可证△ABC≌△CED,运动(D 不与B 、C 重合),连接AD ,作40ADE ∠=︒,DE 交线段AC 于E .(1)当115BDA ∠=︒时,EDC ∠=_____︒,BAD ∠=_____︒,AED =∠_____︒;点D 从B 向C 运动时,BDA ∠逐渐变_____(填“大”或“小”);(2)当DC 等于多少时,ABD DCE ≌△△,请说明理由;(3)在点D 的运动过程中,ADE V 的形状可以是等腰三角形吗?若可以,请直接写出BDA ∠的度数,若不可以,请说明理由.【答案】(1)25,25,65,小(2)当2DC =时,ABD DCE ≌△△,理由见解析;(3)当BDA ∠的度数为110︒或80︒时,ADE V 的形状是等腰三角形.【分析】(1)先求出ADC ∠的度数,即可求出EDC ∠的度数,再利用三角形的外角性质即可求出AED ∠的度数,根据点D 从B 向C 运动时,BAD ∠逐渐增大,而B ∠不变化,180B BAD BDA ∠+∠+∠=︒,即可得到答案;(2)根据全等三角形的判定条件求解即可;(3)先证明当ADE V 时等腰三角形,只存在AD ED =或AE DE =两种情况,然后分这两种情况讨论求解即可;【详解】(1)解:∵115BDA ∠=︒,∴18011565ADC ∠=︒-︒=︒,∵40ADE ∠=︒,∴25EDC ADC ADE ∠︒=∠-∠=,∵ADC ADE EDC B BAD ∠=∠+∠=∠+∠,∴25BAD EDC ∠=∠=︒,∴65AED EDC C ︒∠=∠+∠=;∵点D 从B 向C 运动时,BAD ∠逐渐增大,而B ∠不变化,180B BAD BDA ∠+∠+∠=︒,∴点D 从B 向C 运动时,BDA ∠逐渐变小,故答案为:25,25,65,小;(2)解:当2DC =时,ABD DCE ≌△△,理由:∵40B C ∠=∠=︒,∴140DEC EDC ∠+∠=︒,又∵40ADE ∠=︒,∴140ADB EDC ∠+∠=︒,∴ADB DEC ∠=∠,又∵2AB AC ==,∴()AAS ABD DCE ≌△△;(3)解:当BDA ∠的度数为110°或80°时,ADE V 的形状是等腰三角形,理由:∵40C ADE ∠=∠=︒,AED C EDC ∠=∠+∠,∴AED ADE ∠>∠,∴当ADE V 时等腰三角形,只存在AD ED =或AE DE =两种情况,模型2.一线三等角(K 型图)模型(异侧型)【模型解读】在某条直线上有三个角相等,利用平角为180°与三角形内角和为180°,证得两个三角形全等。
专题13 全等三角形重难点模型(五大模型)(解析版)
专题13全等三角形重难点模型(五大模型)模型一:一线三等角型模型二:手拉手模型模型三:半角模型模型四:对角互补模型模型五:平行+线段中点构造全等模型【典例分析】【模型一:一线三等角型】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。
【典例1】如图,平面直角坐标系中有点A(﹣1,0)和y轴上一动点B(0,a),其中a>0,以B点为直角顶点在第二象限内作等腰直角△ABC,设点C的坐标为(c,d).(1)当a=2时,则C点的坐标为;(2)动点B在运动的过程中,试判断c+d的值是否发生变化?若不变,请求出其值;若发生变化,请说明理由.【解答】解:(1)如图1中,过点C作CE⊥y轴于E,则∠CEB=∠AOB.∵△ABC是等腰直角三角形,∴BC=BA,∠ABC=90°,∴∠BCE+∠CBE=90°=∠BAO+∠CBE,∴∠BCE=∠ABO,在△BCE和△BAO中,,∴△CBE≌△BAO(AAS),∵A(﹣1,0),B(0,2),∴AO=BE=1,OB=CE=2,∴OE=1+2=3,∴C(﹣2,3),故答案为:(﹣2,3);(2)动点A在运动的过程中,c+d的值不变.理由:过点C作CE⊥y轴于E,则∠CEA=∠AOB,∵△ABC是等腰直角三角形,∴BC=BA,∠ABC=90°,∴∠BCE+∠CBE=90°=∠ABO+∠CBE,∴∠BCE=∠ABO,在△BCE和△BAO中,,∴△CBE≌△BAO(AAS),∵B(﹣1,0),A(0,a),∴BO=AE=1,AO=CE=a,∴OE=1+a,∴C(﹣a,1+a),又∵点C的坐标为(c,d),∴c+d=﹣a+1+a=1,即c+d的值不变.【变式1】点A的坐标为(4,0),点B为y轴负半轴上的一个动点,分别以OB、AB为直角边在第三象限和第四象限作等腰Rt△OBC和等腰Rt△ABD.(1)如图一,若点B坐标为(0,﹣3),连接AC、OD.①求证:AC=OD;②求D点坐标.(2)如图二,连接CD,与y轴交于点E,试求BE长度.【解答】(1)①证明:∵△OBC和△ABD是等腰直角三角形,∴OB=CB,BD=AB,∠ABD=∠OBC=90°,∴∠ABD+ABO=∠OBC+∠A∠O,∴∠OBD=∠CBA,∴△OBD≌△CBA(SAS),∴AC=OD;②如图一、∵A(4,0),B(0,﹣3),∴OA=4,OB=3,过点D作DF⊥y轴于F,∴∠BOA=∠DFB=90°,∴∠ABO+∠OAB=90°,∵∠ABD=90°,∴∠ABO+∠FBD=90°,∴∠OAB=∠FBD,∵AB=BD,∴△AOB≌△BFD(AAS),∴DF=OB=3,BF=OA=4,∴OF=OB+BF=7,∴D(3,﹣7);(2)如图二、过点D作DF⊥y轴于F,则∠DFB=90°=∠CBF,同(1)②的方法得,△AOB≌△BFD(AAS),∴DF=OB,BF=OA=4,∵OB=BC,∴BC=DF,∵∠DEF=∠CEB,∴△DEF≌△CEB(AAS),∴BE=EF,∴BF=BE+EF=2BE=4,∴BE=2.【典例2】(1)猜想:如图1,已知:在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,直线m经过点A,BD⊥直线m,CE⊥直线m,垂足分别为点D、E.试猜想DE、BD、CE有怎样的数量关系,请直接写出;(2)探究:如果三个角不是直角,那结论是否会成立呢?如图2,将(1)中的条件改为:在△ABC中,AB=AC,D,A、E三点都在直线m上,并且有∠BDA=∠AEC=∠BAC=α(其中α为任意锐角或钝角)如果成立,请你给出证明;若不成立,请说明理由;(3)解决问题:如图3,F是角平分线上的一点,且△ABF和△ACF均为等边三角形,D、E分别是直线m上A点左右两侧的动点,D、E、A互不重合,在运动过程中线段DE的长度始终为n,连接BD、CE,若∠BDA=∠AEC=∠BAC,试判断△DEF的形状,并说明理由.【解答】解:(1)DE=BD+CE,理由如下:∵∠BAC=90°,∴∠BAD+∠CAE=90°,∵BD⊥m,CE⊥m,∴∠ADB=∠CEA=90°,∴∠BAD+∠ABD=90°,∴∠ABD=∠CAE,在△ADB和△CEA中,,∴△ADB≌△CEA(AAS),∴BD=AE,AD=CE,∴DE=AD+AE=BD+CE;(2)结论DE=BD+CE成立,理由如下:∵∠BAD+∠CAE=180°﹣∠BAC,∠BAD+∠ABD=180°﹣∠ADB,∠ADB=∠BAC,∴∠ABD=∠CAE,在△BAD和△ACE中,,∴△BAD≌△ACE(AAS),∴BD=AE,AD=CE,∴DE=DA+AE=BD+CE;(3)△DFE为等边三角形,理由如下:由(2)得,△BAD≌△ACE,∴BD=AE,∠ABD=∠CAE,∴∠ABD+∠FBA=∠CAE+FAC,即∠FBD=∠FAE,在△FBD和△FAE中,,∴△FBD≌△FAE(SAS),∴FD=FE,∠BFD=∠AFE,∴∠DFE=∠DFA+∠AFE=∠DFA+∠BFD=60°,∴△DFE为等边三角形.【变式2】已知,在△ABC中,AB=AC,D,A,E三点都在直线m上,且DE =9cm,∠BDA=∠AEC=∠BAC(1)如图①,若AB⊥AC,则BD与AE的数量关系为,CE与AD 的数量关系为;(2)如图②,判断并说明线段BD,CE与DE的数量关系;(3)如图③,若只保持∠BDA=∠AEC,BD=EF=7cm,点A在线段DE上以2cm/s的速度由点D向点E运动,同时,点C在线段EF上以xcm/s的速度由点E向点F运动,它们运动的时间为t(s).是否存在x,使得△ABD与△EAC全等?若存在,求出相应的t的值;若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)∵∠BDA=∠AEC=∠BAC,∴∠BAD+∠CAE=∠BAD+∠ABD,∴∠CAE=∠ABD,∵∠BDA=∠AEC,BA=CA,∴△ABD≌△CAE(AAS),∴BD=AE,CE=AD,故答案为:BD=AE,CE=AD;(2)DE=BD+CE,由(1)同理可得△ABD≌△CAE(AAS),∴BD=AE,CE=AD,∴DE=BD+CE;(3)存在,当△DAB≌△ECA时,∴AD=CE=2cm,BD=AE=7cm,∴t=1,此时x=2;当△DAB≌△EAC时,∴AD=AE=4.5cm,DB=EC=7cm,∴t=,x=7÷=,综上:t=1,x=2或t=,x=.【模型二:手拉手模型】应用:①利用手拉手模型证明三角形全等,便于解决对应的几何问题;②作辅助线构造手拉手模型,难度比较大。
全等模型-角平分线模型—2024年中考数学常见几何模型全归纳(全国通用)(解析版)
全等模型-角平分线模型角平分线在中考数学中都占据着重要的地位,角平分线常作为压轴题中的常考知识点,需要掌握其各类模型及相应的辅助线作法,且辅助线是大部分学生学习几何内容中的弱点,本专题就角平分线的几类全等模型作相应的总结,需学生反复掌握。
模型1.角平分线垂两边(角平分线+外垂直)【模型解读与图示】条件:如图1,OC 为AOB ∠的角平分线、CA OA ⊥于点A 时,过点C 作CA OB ⊥.结论:CA CB =、OAC ∆≌OBC ∆.图1 图2常见模型1(直角三角形型)条件:如图2,在ABC ∆中,90C ∠=︒,AD 为CAB ∠的角平分线,过点D 作DE AB ⊥.结论:DC DE =、DAC ∆≌DAE ∆.(当ABC ∆是等腰直角三角形时,还有AB AC CD =+.)图3常见模型2(邻等对补型)条件:如图3,OC 是∠COB 的角平分线,AC =BC ,过点C 作CD ⊥O A 、CE ⊥OB 。
结论:①180BOA ACB ∠+∠=︒;②AD BE =;③2OA OB AD =+.例1.(2022·北京·中考真题)如图,在ABC ∆中,AD 平分,.BAC DE AB ∠⊥若2,1,AC DE ==则ACD S ∆=____.【答案】1【分析】作DF AC ⊥于点F ,由角平分线的性质推出1DF DE ==,再利用三角形面积公式求解即可.【详解】解:如图,作DF AC ⊥于点F ,∵AD 平分BAC ∠,DE AB ⊥,DF AC ⊥,∴1DF DE ==, ∴1121122ACD S AC DF ∆=⋅=⨯⨯=.故答案为:1. 【点睛】本题考查角平分线的性质,通过作辅助线求出三角形ACD 中AC 边的高是解题的关键. 例2.(2022·山东泰安·中考真题)如图,△ABC 的外角∠ACD 的平分线CP 与内角∠ABC 的平分线BP 交于点P ,若∠BPC =40°,则∠CAP =( )A .40°B .45°C .50°D .60°【答案】C 【分析】根据外角与内角性质得出∠BAC 的度数,再利用角平分线的性质以及直角三角形全等的判定,得出∠CAP =∠FAP ,即可得出答案.【详解】解:延长BA ,作PN ⊥BD ,PF ⊥BA ,PM ⊥AC ,设∠PCD =x °,∵CP 平分∠ACD ,∴∠ACP =∠PCD =x °,PM =PN ,∵BP 平分∠ABC ,∴∠ABP =∠PBC ,PF =PN ,∴PF =PM ,∵∠BPC =40°,∴∠ABP =∠PBC =∠PCD ﹣∠BPC =(x ﹣40)°,∴∠BAC=∠ACD﹣∠ABC=2x°﹣(x°﹣40°)﹣(x°﹣40°)=80°,∴∠CAF=100°,在Rt△PFA和Rt△PMA中,{PA PA PM PF==,∴Rt△PFA≌Rt△PMA(HL),∴∠FAP=∠PAC=50°.故选C.【点睛】本题考查了角平分线的性质以及三角形外角的性质和直角三角全等的判定等知识,根据角平分线的性质得出PM=PN=PF是解题的关键.八年级校联考期中)如图,ABC中,ACF∠A.①②B.①③C.②③④D.①②③④【答案】D【分析】过点P作PD AC⊥于D,根据角平分线的判定定理和性质定理即可判断①结论;证明()Rt Rt HLPAM PAD≌,()Rt Rt HLPCD PCN≌,得出APM APD∠=∠,CPD CPN∠=∠,进而得到2MPN APC∠=∠,再利用四边形内角和,即可判断②结论;根据角平分线的定义和三角形的外角性质,即可判断③结论;根据全等三角形的性质,即可判断④结论.【详解】解:①如图,过点P作PD AC⊥于D,BP 平分ABC ∠,PM BE ⊥,PN BF ⊥,PM PN ∴=, AP 平分EAC ∠,PM BE ⊥,PD AC ⊥,PM PD ∴=,PN PD ∴=,PN BF ⊥,PD AC ⊥,CP ∴平分ACF ∠,①结论正确;②PM BE ⊥,PD AC ⊥,PN BF ⊥,90PMA PDA PNB ∴∠=∠=∠=︒,在Rt PAM 和Rt PAD △中,PM PD PA PA =⎧⎨=⎩,()Rt Rt HL PAM PAD ∴≌,APM APD ∴∠=∠,同理可得,()Rt Rt HL PCD PCN ≌,CPD CPN ∴∠=∠,()22MPN APM APD CPD CPN APD CPD APC ∴∠=∠+∠+∠+∠=∠+∠=∠,360ABC PNB MPN PMA ∠+∠+∠+∠=︒,360180ABC MPN PNB PMA ∴∠+∠=︒−∠−∠=︒,2180ABC APC ∴∠+∠=︒,②结论正确;③AP 平分EAC ∠, 2CAE MAP ∴∠=∠,CAE ABC ACB ∠=∠+∠,MAP ABP APB ∠=∠+∠,()2ABC ACB ABP APB ∴∠+∠=∠+∠, BP 平分ABC ∠,2ABC ABP ∴∠=∠,222ABP ACB ABP APB ∴∠+∠=∠+∠,2ACB APB ∴∠=∠,③结论正确; ④由②可知,Rt Rt PAM PAD ∴≌,Rt Rt PCD PCN ≌,PAM PAD SS ∴=,PCD PCN S S =, PAC PAD PCD S S S =+,PAC PAM PCN S S S =+APM CPN APC S S S ∴+=△△△,④结论正确,∴正确的结论是①②③④,故选:D【点睛】本题考查了角平分线的平分线的判定定理和性质定理,全等三角形的判定和性质,四边形内角和,三角形的外角性质,熟练掌握角平分线上的点到角两边的距离相等是解题关键. 例4.(2023秋·浙江·八年级专题练习)如图,四边形ABDC 中,90D ABD ∠=∠=︒,点O 为BD 的中点,且OA平分BAC ∠.(1)求证:OC 平分ACD ∠;(2)求证:OA OC ⊥;(3)求证:AB CD AC +=.【答案】(1)见解析(2)见解析(3)见解析【分析】(1)过点O 作OE AC ⊥于E ,根据角平分线上的点到角的两边的距离相等,可得OB OE =,从而求出OE OD =,然后根据到角的两边距离相等的点在角的平分线上证明即可;(2)利用HL ,证明Rt Rt ABO AEO ≌,根据全等三角形对应角相等,可得AOB AOE ∠=∠,同理可得COD COE ∠=∠,然后求出=90AOC ∠︒,再根据垂直的定义即可证明;(3)根据全等三角形对应边相等,可得AB AE =,CD CE =,然后根据线段之间的数量关系,即可得出结论.【详解】(1)证明:过点O 作OE AC ⊥于E ,∵90ABD Ð=°,OA 平分BAC ∠∴OB OE =,∵点O 为BD 的中点,∴OB OD =,∴OE OD =,又∵90D Ð=°,∴OC 平分ACD ∠;(2)证明:在Rt ABO △和Rt AEO △中,AO AO OB OE =⎧⎨=⎩,∴()Rt Rt HL ABO AEO △≌△,∴AOB AOE ∠=∠,在Rt CEO △和Rt CDO △中,CO CO OE OD =⎧⎨=⎩,∴()Rt Rt HL CEO CDO ≌,∴COD COE ∠=∠,∴1180902AOC AOE COE ∠=∠+∠=⨯︒=︒,∴OA OC ⊥;(3)证明:∵Rt Rt ABO AEO ≌,∴AB AE =,∵Rt Rt CEO CDO ≌,∴CD CE =,∵AE CE AC +=,∴AB CD AC +=.【点睛】本题考查了角平分线的判定与性质、全等三角形的判定与性质、垂线的定义,熟记性质并作辅助线构造出全等三角形是解题的关键.例5.(2022·河北·九年级专题练习)已知OP平分∠AOB,∠DCE的顶点C在射线OP上,射线CD交射线OA于点F,射线CE交射线OB于点G.(1)如图1,若CD⊥OA,CE⊥OB,请直接写出线段CF与CG的数量关系;(2)如图2,若∠AOB=120°,∠DCE=∠AOC,试判断线段CF与CG的数量关系,并说明理由.【答案】(1)CF=CG;(2)CF=CG,见解析【分析】(1)结论CF=CG,由角平分线性质定理即可判断.(2)结论:CF=CG,作CM⊥OA于M,CN⊥OB于N,证明△CMF≌△CNG,利用全等三角形的性质即可解决问题.【详解】解:(1)结论:CF=CG;证明:∵OP平分∠AOB,CF⊥OA,CG⊥OB,∴CF=CG(角平分线上的点到角两边的距离相等);(2)CF=CG.理由如下:如图,过点C作CM⊥OA,CN⊥OB,∵OP平分∠AOB,CM⊥OA,CN⊥OB,∠AOB=120°,∴CM=CN(角平分线上的点到角两边的距离相等),∴∠AOC=∠BOC=60°(角平分线的性质),∵∠DCE=∠AOC,∴∠AOC=∠BOC=∠DCE=60°,∴∠MCO=90°-60° =30°,∠NCO=90°-60° =30°,∴∠MCN=30°+30°=60°,∴∠MCN=∠DCE,∵∠MCF=∠MCN-∠DCN,∠NCG=∠DCE-∠DCN,∴∠MCF=∠NCG,在△MCF和△NCG中,CMF CNGCM CNMCF NCG∠=∠⎧⎪=⎨⎪∠=∠⎩∴△MCF≌△NCG(ASA),∴CF=CG (全等三角形对应边相等).【点睛】本题考查三角形综合题、角平分线的性质、全等三角形的判定和性质,解题的关键是掌握角平分线的性质的应用,熟练证明三角形全等.模型2.角平分线垂中间(角平分线+内垂直)【模型解读与图示】条件:如图1,OC 为AOB ∠的角平分线,AB OC ⊥,结论:△AOC ≌△BOC ,OAB ∆是等腰三角形、OC 是三线合一等。
(完整版)全等立方体常见的几何模型
(完整版)全等立方体常见的几何模型全等立方体常见的几何模型
简介
全等立方体是一种非常常见的几何模型,具有六个平面面以及
八条边的特点。
它所具备的对称性和均匀性使其在各个领域中得到
广泛应用。
本文将介绍全等立方体的定义、性质和一些常见的应用
场景。
定义
全等立方体是指具有相等边长的立方体。
立方体是一种多面体,每个面都是正方形。
性质
全等立方体具有以下性质:
- 具有六个相等的平面面,每个面都是正方形。
- 具有八条相等的边,每条边的长度都相等。
- 每个顶点都是四个边的交点,每个顶点所连接的三条边围成
的平面角度均为90度。
- 具有对称性,绕任意一条对角线翻转180度仍然保持原样。
应用场景
全等立方体在各个领域中都有广泛的应用,以下是一些常见的
应用场景:
- 数学:全等立方体是立体几何的一个重要概念,它在数学中
被广泛研究和应用。
- 建筑:全等立方体的对称性和稳定性使其成为建筑领域中常
见的立方体结构的基础。
- 工程:全等立方体在工程设计中经常被用于制作模型,用于
模拟和研究不同结构的性能。
- 游戏:全等立方体在游戏设计中经常被用作游戏场景中的基
本模块,具有易于处理和组合的特点。
总结:
全等立方体是一种常见的几何模型,具有六个平面面和八条边。
它具有对称性和均匀性,被广泛应用于数学、建筑、工程和游戏等
领域。
模型03 全等三角形中的常见五种基本模型(解析版)
模型介绍全等三角形的模型种类多,其中有关中点的模型与垂直模型在前面的专题已经很详细的讲解,这里就不在重复。
模型一、截长补短模型①截长:在较长的线段上截取另外两条较短的线段。
如图所示,在BF上截取BM=DF,易证△BMC≌△DFC(SAS),则MC=FC=FG,∠BCM=∠DCF,可得△MCF为等腰直角三角形,又可证∠CFE=45°,∠CFG=90°∠CFG=∠MCF,FG∥CM,可得四边形CGFM为平行四边形,则CG=MF,于是BF=BM+MF=DF+CG②补短:选取两条较短线段中的一条进行延长,使得较短的两条线段共线并寻求解题突破。
如图所示,延长GC至N,使CN=DF,易证△CDF≌△BCN(SAS)可得CF=FG=BN,∠DFC=∠BNC=135°又知∠FGC=45°,可证BN∥FG,于是四边形BFGN为平行四边形,得BF=NG所以BF=NG=NC+CG=DF+CG模型二、平移全等模型模型三、对称全等模型模型四、旋转全等模型模型五、手拉手全等模型例题精讲模型一、截长补短模型【例1】.如图,AD⊥BC,AB+BD=DC,∠B=54°,则∠C=27°解:在DC上截取DE=BD,连接AE∵AD⊥BC,DE=BD∴AD是BE的垂直平分线∴AB=AE∴∠B=∠AEB=54°∵AB+BD=DC,DE+EC=DC∴AB=EC∴AE=EC∴∠C=∠EAC∵∠C+∠EAC=∠AEB=54°∴∠C=∠EAC=∠AEB=27°故答案为:27°变式训练【变式1-1】.如图,点P是△ABC三个内角的角平分线的交点,连接AP、BP、CP,∠ACB =60°,且CA+AP=BC,则∠CAB的度数为()A.60°B.70°C.80°D.90°解:如图,在BC上截取CE=AC,连接PE∵∠ACB=60°∴∠CAB+∠ABC=120°∵点P是△ABC三个内角的角平分线的交点∴∠CAP=∠BAP=∠CAB,∠ABP=∠CBP=∠ABC,∠ACP=∠BCP ∴∠ABP+∠BAP=60°∵CA=CE,∠ACP=∠BCP,CP=CP∴△ACP≌△ECP(SAS)∴AP=PE,∠CAP=∠CEP∵CA+AP=BC,且CB=CE+BE∴AP=BE∴BE=PE∴∠EPB=∠EBP∴∠PEC=∠EBP+∠EPB=2∠PBE=∠CAP∴∠PAB=2∠PBA,且∠ABP+∠BAP=60°∴∠PAB=40°∴∠CAB=80°故选:C【变式1-2】.如图,在四边形ABCD中,BC>BA,AD=CD,BD平分∠ABC,求证:∠A+∠C=180°证明:在线段BC上截取BE=BA,连接DE,如图所示∵BD平分∠ABC∴∠ABD=∠EBD在△ABD和△EBD中,,∴△ABD≌△EBD(SAS),∴AD=ED,∠A=∠BED∵AD=CD∴ED=CD,∴∠DEC=∠C∵∠BED+∠DEC=180°,∴∠A+∠C=180°【变式1-3】.如图,△ABC为等腰直角三角形,AB=AC,∠BAC=90°,点D在线段AB 上,连接CD,∠ADC=60°,AD=2,过C作CE⊥CD,且CE=CD,连接DE,交BC 于F。
一网打尽全等三角形模型-十个模型(解析版)
一网打尽全等三角形模型(10个模型)目录模型梳理题型一倍长中线模型题型二一线三等角模型题型三半角模型2022·山东日照真题题型四手拉手模型2022·张家界真题2022·贵阳中考题型五对角互补+邻边相等模型题型六平行线夹中点模型题型七截长补短模型题型八绝配角模型2023·深圳宝安区二模2023·深圳中学联考二模题型九婆罗摩笈模型2022武汉·中考真题2020·宿迁中考真题题型十脚蹬脚模型(海盗埋宝藏)模型梳理模型1倍长中线模型(一)基本模型已知:在△ABC中,AD是BC边上的中线,延长AD到点E,使ED=AD,连接BE.结论1:△ACD≌△EBD.已知:在△ABC中,点D是BC边的中点,点E是AB边上一点,连接ED,延长ED到点F,使DF=DE,连接CF.结论2:△BDE≌△CDF.(二)结论推导结论1:△ACD≌△EBD.证明:∵AD是BC边上的中线,∴CD=BD.∵∠ADC=∠EDB,AD=ED,∴△ACD≌△EBD.结论2:△BDE≌△CDF.证明:∵点D是BC边的中点,∴BD=CD.∵∠BDE=∠CDF,DE=DF,∴△BDE≌△CDF.(三)解题技巧遇到中点或中线,则考虑使用“倍长中线模型”,即延长中线,使所延长部分与中线相等,然后连接相应的顶点,构造出全等三角形.模型2一线三等角模型(一)基本模型已知:点P在线段AB上,∠1=∠2=∠3,AP=BD(或AC=BP或CP=PD).结论1:△CAP≌△PBD.已知:点P在AB的延长线上,∠1=∠2=∠3,AP=BD(或AC=BP或CP=PD).结论2:△APC≌△BDP.(二)结论推导结论1:△CAP≌△PBD.证明:∵∠1+∠C+∠APC=180°,∠2+∠BPD+∠APC=180°,∠1=∠2,∴∠C=∠BPD.∵∠1=∠3,AP=BD(或AC=BP或CP=PD),∴△CAP≌△PBD.结论2:△APC≌△BDP.证明:∵∠1=∠C+∠APC,∠2=∠BPD+∠D,∠3=∠BPD+∠APC,∠1=∠2=∠3,∴∠C=∠BPD,∠APC=∠D.∵AP=BD(或AC=BP或CP=PD),∴△APC≌△BDP.(三)解题技巧在一条线段上出现三个相等的角,且有一组边相等时,则考虑使用一线三等角全等模型.找准三个等角,再根据平角性质、三角形内角和进行等角代换,判定三角形全等,然后利用全等三角形的性质解题.一线三等角模型常以等腰三角形、等边三角形、四边形(正方形或矩形)为背景,在几何综合题中考查.模型3半角模型(一)基本模型等边三角形含半角已知:△ABC是等边三角形,D为△ABC外一点,∠BDC=120°,BD=CD,点E,F分别在AB,AC上,∠EDF=60°.结论1:EF=BE+CF,∠DEB=∠DEF,∠DFC=∠DFE.正方形含半角已知:四边形ABCD是正方形,点E,F分别在BC,CD上,∠EAF=45°.结论2:EF=BE+DF,∠AEB=∠AEF,∠AFD=∠AFE.等腰直角三角形含半角已知:△ABC是等腰直角三角形,∠BAC=90°,点D,E在BC上,∠DAE=45°.结论3:DE2=BD2+CE2.(二)结论推导结论1:EF=BE+CF,∠DEB=∠DEF,∠DFC=∠DFE.证明:延长AC到点G,使CG=BE,连接DG.∵△ABC是等边三角形,∴∠ABC=∠ACB=60°.∵∠BDC=120°,BD=CD,∴∠DBC=∠DCB=30°,∴∠DBE=∠DCF=90°,∴∠DBE=∠DCG=90°,∴△BDE≌△CDG,∴DE=DG,∠DEB=∠G,∠BDE=∠CDG.∵∠EDF=60°,∴∠BDE+∠CDF=60°,∴∠CDG+∠CDF=60°,即∠GDF=60°.∵DF=DF,∴△DEF≌△DGF,∴EF=FG,∠DEF=∠G,∠DFC=∠DFE.∴∠DEB=∠DEF.∵FG=CG+CF,∴EF=BE+CF.结论2:EF=BE+DF,∠AEB=∠AEF,∠AFD=∠AFE.证明:延长CB到点G,使BG=DF,连接AG.∵正方形ABCD,∴∠ABG=∠D=90°,AB=AD,∴△ABG≌△ADF,∴AG=AF,∠G=∠AFD,∠BAG=∠DAF.∵∠EAF=45°,∴∠BAE+∠DAF=45°,∴∠BAE+∠BAG=45°,即∠EAG=45°.∵AE=AE,∴△AEF≌△AEG,∴EF=EG,∠AEB=∠AEF,∠AFE=∠G.∴∠AFD=∠AFE.∵EG=BE+BG,∴EF=BE+DF.结论3:DE2=BD2+CE2.证明:将△ABD绕点A逆时针旋转90°到△ACF,连接EF.∵△ABC是等腰直角三角形,∠BAC=90°,∴∠B=∠ACB=45°,∴∠ACF=∠B=45°,∴∠ECF=90°,∴EF2=CF2+CE2=BD2+CE2,∵∠DAE=45°,∴∠BAD+∠CAE=45°,∴∠CAF+∠CAE=45°,即∠FAE=45°.∵AE=AE,∴△AEF≌△AED,∴EF=DE,∴DE2=BD2+CE2.(三)解题技巧对于半角模型,一般情况下都需要做辅助线(延长或旋转),构造全等,通过等量代换得到相关的结论.模型4手拉手模型(一)基本模型已知:在△ABC和△ADE中,AB=AC,AD=AE,∠BAC=∠DAE,连接BD,CE相交于O,连接OA.结论1:△ABD≌△ACE,BD=CE,结论2:∠BOC=∠BAC,结论3:OA平分∠BOE.(二)结论推导结论1:△ABD≌△ACE,BD=CE.证明:∵∠BAC=∠DAE,∴∠BAD=∠CAE.∵AB=AC,AD=AE,∴△ABD≌△ACE,∴BD=CE.结论2:∠BOC=∠BAC.证明:设OB与AC相交于点F.∵△ABD≌△ACE,∴∠ABD=∠ACE.∵∠AFB=∠OFC,∴∠BOC=∠BAC.结论3:OA平分∠BOE.证明:过点A分别做BD,CE的垂线,垂足为G,H.∵△ABD≌△ACE,∴S△ABD=S△ACE,∴12BD⋅AG=12CE⋅AH.∵BD=CE,∴AG=AH,∴OA平分∠BOE.(三)解题技巧如果题目中出现两个等腰三角形,可以考虑连接对应的顶点,用旋转全等模型;如果只出现一个等腰三角形,可以用旋转的方法构造旋转全等.模型5对角互补+邻边相等模型模型解读:通过做垂线或者利用旋转构造全等三角形解决问题。
专题01 全等模型-倍长中线与截长补短(解析版)
专题01 全等模型-倍长中线与截长补短全等三角形在中考数学几何模块中占据着重要地位,也是学生必须掌握的一块内容,本专题就全等三角形中的重要模型(倍长中线模型、截长补短模型)进行梳理及对应试题分析,方便掌握。
模型1.倍长中线模型【模型解读】中线是三角形中的重要线段之一,在利用中线解决几何问题时,常常采用“倍长中线法”添加辅助线.所谓倍长中线法,就是将三角形的中线延长一倍,以便构造出全等三角形,从而运用全等三角形的有关知识来解决问题的方法.(注:一般都是原题已经有中线时用,不太会有自己画中线的时候)。
【常见模型及证法】1、基本型:如图1,在三角形ABC 中,AD 为BC 边上的中线.证明思路:延长AD 至点E ,使得AD =DE . 若连结BE ,则BDE CDA ∆≅∆;若连结EC ,则ABD ECD ∆≅∆;2、中点型:如图2,C 为AB 的中点.证明思路:若延长EC 至点F ,使得CF EC =,连结AF ,则BCE ACF ∆≅∆;若延长DC 至点G ,使得CG DC =,连结BG ,则ACD BCG ∆≅∆.3、中点+平行线型:如图3, //AB CD ,点E 为线段AD 的中点.证明思路:延长CE 交AB 于点F (或交BA 延长线于点F ),则EDC EAF ∆≅∆.例1.(2023·成都市·八年级课时练习)【阅读理解】课外兴趣小组活动时,老师提出了如下问题:如图,△ABC 中,若AB =8,AC =6,求BC 边上的中线AD 的取值范围.小明在组内经过合作交流,得到了如下的解决方法:如图,延长AD 到点E ,使DE =AD ,连结BE .请根据小明的方法思考:(1)由已知和作图能得到ADC EDB ≌△△的理由是( ).A .SSSB .SASC .AASD .ASA(2)AD 的取值范围是( ).A .68AD <<B .1216AD <<C .17AD << D .214AD <<(3)【感悟】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转化到同一个三角形中.【问题解决】如图,AD 是△ABC 的中线,BE 交AC 于点E ,交AD 于F ,且AE =EF .求证:AC =BF .【答案】(1)B (2)C (3)见解析【分析】(1)根据AD =DE ,∠ADC =∠BDE ,BD =DC 推出△ADC 和△EDB 全等即可;(2)根据全等得出BE =AC=6,AE =2AD ,由三角形三边关系定理得出8-6<2AD <8+6,求出即可;(3)延长AD 到M ,使AD =DM ,连接BM ,根据SAS 证△ADC ≌△MDB ,推出BM =AC ,∠CAD =∠M ,根据AE =EF ,推出∠CAD =∠AFE =∠BFD ,求出∠BFD =∠M ,根据等腰三角形的性质求出即可.(1)∵在△ADC 和△EDB 中AD DE ADC BDE BD CD ìïÐÐíïî===,∴△ADC ≌△EDB (SAS ),故选B ;(2)∵由(1)知:△ADC ≌△EDB ,∴BE =AC =6,AE =2AD ,∵在△ABE 中,AB =8,由三角形三边关系定理得:8-6<2AD <8+6,∴1<AD <7,故选:C .(3)延长AD 到点M ,使AD =DM ,连接BM .∵AD 是△ABC 中线∴CD =BD∵在△ADC 和△MDB 中DC DB ADC MDB DA DM =ìïÐ=Ðíï=î∴()SAS ADC MDB ≌△△∴BM =AC (全等三角形的对应边相等)∠CAD =∠M (全等三角形的对应角相等)∵AE =EF ,∴∠CAD =∠AFE (等边对等角)∵∠AFE =∠BFD ,∴∠BFD =∠M ,∴BF =BM (等角对等边)又∵BM =AC ,∴AC =BF .【点睛】本题考查了三角形的中线,三角形的三边关系定理,等腰三角形性质和判定,全等三角形的性质和判定等知识点,主要考查学生运用定理进行推理的能力.例2.(2022·河南南阳·中考模拟)【教材呈现】如图是华师版八年级上册数学教材第69页的部分内容:如图,在ABC V 中,D 是边BC 的中点,过点C 画直线CE ,使//CE AB ,交AD 的延长线于点E ,求证:AD ED=证明∵//CE AB (已知)∴ABD ECD Ð=Ð,BAD CED Ð=Ð(两直线平行,内错角相等).在ABD △与ECD V 中,∵ABD ECD Ð=Ð,BAD CED Ð=Ð(已证),BD CD =(已知),∴()A.A.S ABD ECD △△≌,∴AD ED =(全等三角形的对应边相等).(1)【方法应用】如图①,在ABC V 中,6AB =,4AC =,则BC 边上的中线AD 长度的取值范围是______.(2)【猜想证明】如图②,在四边形ABCD 中,//AB CD ,点E 是BC 的中点,若AE 是BAD Ð的平分线,试猜想线段AB 、AD 、DC 之间的数量关系,并证明你的猜想;(3)【拓展延伸】如图③,已知//AB CF ,点E 是BC 的中点,点D 在线段AE 上,EDF BAE Ð=Ð,若5AB =,2CF =,求出线段DF 的长.【答案】(1)1<AD <5;(2)AD =AB +DC .理由见解析;(3)DF =3.【分析】(1)延长AD 到E ,使AD =DE ,连接BE ,证△ADC ≌△EDB ,推出AC =BE =4,在△ABE 中,根据三角形三边关系定理得出AB -BE <AE <AB +BE ,代入求出即可;(2)结论:AD =AB +DC .延长AE ,DC 交于点F ,证明△ABE ≌△FEC (AAS ),推出AB =CF ,再证明DA =DF 即可解决问题;(3)如图③,延长AE 交CF 的延长线于点G ,证明AB =DF +CF ,可得结论.【详解】解:(1)延长AD 到E ,使AD =DE ,连接BE ,∵AD是BC边上的中线,∴BD=CD,在△ADC和△EDB中,AD DEADC EDBDC DB=ìïÐ=Ðíï=î,∴△ADC≌△EDB(SAS),∴AC=BE=4,在△ABE中,AB-BE<AE<AB+BE,∴6-4<2AD<6+4,∴1<AD<5,故答案为:1<AD<5;(2)结论:AD=AB+DC.理由:如图②中,延长AE,DC交于点F,∵AB∥CD,∴∠BAF=∠F,在△ABE和△FCE中,AEB FECBAE FBE CEÐ=ÐìïÐ=Ðíï=î,∴△ABE≌△FCE(AAS),∴CF=AB,∵AE是∠BAD的平分线,∴∠BAF=∠FAD,∴∠FAD=∠F,∴AD=DF,∵DC+CF=DF,∴DC+AB=AD;(3)如图③,延长AE交CF的延长线于点G,∵E是BC的中点,∴CE=BE,∵AB∥CF,∴∠BAE=∠G,在△AEB和△GEC中,BAE GAEB GECBE CEÐ=ÐìïÐ=Ðíï=î,∴△AEB≌△GEC(AAS),∴AB=GC,∵∠EDF=∠BAE,∴∠FDG=∠G,∴FD=FG,∴AB=DF+CF,∵AB=5,CF=2,∴DF=AB-CF=3.【点睛】本题考查了全等三角形的判定与性质、等腰三角形的判定与性质、角平分线的性质、三角形三边关系等知识点,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造全等三角形解决问题.例3.(2022·贵州毕节·二模)课外兴趣小组活动时,老师提出了如下问题:(1)如图1,△ABC中,若AB=5,AC=3,求BC边上的中线AD的取值范围.小明在组内经过合作交流,得到了如下的解决方法:延长AD到点E,使DE=AD,请根据小明的方法思考帮小明完成解答过程.(2)如图2,AD 是△ABC 的中线,BE 交AC 干E ,交AD 于F ,且AE =EF .请判昕AC 与BF 的数量关系,并说明理由.【答案】(1)见解析(2)AC =BF ,理由见解析【解析】(1)解:如图,延长AD 到点E ,使DE =AD ,连接BE ,在△ADC 和△EDB 中∵AD DE ADC EDB CD DB =ìïÐ=Ðíï=î,∴△ADC ≌△EDB (SAS ).∴BE =AC =3.∵AB -BE <AE <AB +BE ∵2<AE <8.∵AE =2AD ∴1<AD <4.(2)AC =BF ,理由如下:延长AD 至点G ,使GD =AD ,连接BG ,在△ADC 和△GDB 中,AD DG ADC GDB BD CD =ìïÐ=Ðíï=î,∴△ADC ≌△GDB (SAS ).∴BG =AC ,∠G =∠DAC ..∵AE =EF ∴∠AFE =∠FAE . ∴∠DAC =∠AFE =∠BFG ∴∠G =∠BFG ∴BG =BF ∴AC =BF .【点睛】本题考查全等三角形判定与性质,三角形三边的关系,作辅助线:延长AD 到点E ,使DE =AD ,构造全等三角形是解题的关键.例4.(2022·山东·安丘市一模)阅读材料:如图1,在ABC V 中,D ,E 分别是边AB ,AC 的中点,小亮在证明“三角形的中位线平行于第三边,且等于第三边的一半”时,通过延长DE 到点F ,使EF DE =,连接CF ,证明ADE CFE V V ≌,再证四边形DBCF 是平行四边形即得证.类比迁移:(1)如图2,AD 是ABC V 的中线,E 是AC 上的一点,BE 交AD 于点F ,且AE EF =,求证:AC BF =.小亮发现可以类比材料中的思路进行证明.证明:如图2,延长AD 至点M ,使MD FD =,连接MC ,……请根据小亮的思路完成证明过程.方法运用:(2)如图3,在等边ABC V 中,D 是射线BC 上一动点(点D 在点C 的右侧),连接AD .把线段CD 绕点D 逆时针旋转120°得到线段DE ,F 是线段BE 的中点,连接DF 、CF .请你判断线段DF 与AD 的数量关系,并给出证明.【答案】(1)证明见解析;(2)2AD DF =,证明见解析【分析】(1) 延长AD 至M ,使MD FD =,连接MC ,证明BDF CDM △≌△,结合等角对等边证明即可.(2) 延长DF 至点M ,使DF FM=,连接BM 、AM ,证明(SAS)ABM ACD △≌△,△ABM 是等边三角形,代换后得证.【详解】(1)证明:延长AD 至M ,使MD FD =,连接MC .在BDF V 和CDM V 中,BD CD BDF CDM DF DM =ìïÐ=Ðíï=î,∴BDF CDM △≌△,∴MC BF =,M BFM Ð=Ð,∵AE EF =,∴EAF EFA Ð=Ð,∵EFA BFM Ð=Ð,∴M MAC Ð=Ð,∴AC MC =,∴AC BF =.(2)线段DF 与AD 的数量关系为:2AD DF =.证明如下:延长DF 至点M ,使DF FM =,连接BM 、AM ,如图2所示:∵点F 为BE 的中点,∴BF EF=在BFM V 和EFD △中,∵BF EF BFM EFD FM DF =ìïÐ=Ðíï=î,∴(SAS)BFM EFD △≌△∴BM DE =,MBF DEF Ð=Ð,∴BM DE∥∵线段CD 绕点D 逆时针旋转120°得到线段DE∴CD DE BM ==,120Ð=°BDE ,∴18012060MBD Ð=-=°°°∵ABC V 是等边三角形∵AB AC =,60ABC ACB Ð=Ð=°,∴6060120ABM ABC MBD ÐÐа°=+=+=°∵180********ACD ACB Ð=°-Ð=°-°=°,∴ABM ACDÐ=Ð在ABM V 和ACD △中,∵AB AC ABM ACD BM CD =ìïÐ=Ðíï=î,∴(SAS)ABM ACD △≌△∴AM AD =,BAM CAD Ð=Ð,∴60MAD MAC CAD MAC BAM BAC ÐÐÐÐÐÐ=+=+==°∴AMD V 是等边三角形,∴2==AD DM DF .【点睛】本题考查了等边三角形的判定和性质,三角形全等的判定和性质,熟练掌握等边三角形的判定和性质,三角形全等的判定和性质是解题的关键.模型2.截长补短模型【模型解读】截长补短的方法适用于求证线段的和差倍分关系。
(完整版)全等圆锥常见的几何模型
(完整版)全等圆锥常见的几何模型全等圆锥常见的几何模型全等圆锥是一个常见的几何模型,在数学和几何学中有着重要的应用。
本文将介绍几种常见的全等圆锥模型以及它们的性质和特点。
直圆锥直圆锥是最简单的全等圆锥模型之一。
它由一个底面为圆的平面和一个顶点连接而成。
底面圆与顶点之间的距离称为高度,而底面圆的半径则决定了圆锥的大小。
直圆锥的底面圆和顶点之间的连线称为母线。
直圆锥的特点是所有的母线都相等,并且与底面圆的直径垂直相交。
通过改变底面圆的半径和高度,我们可以得到不同大小和形状的直圆锥。
正圆锥正圆锥是另一个常见的全等圆锥模型。
它与直圆锥的区别在于,所有的母线与底面圆的切线相交。
正圆锥的顶点位于底面圆的正中心,并且所有的母线与底面圆的直径垂直相交。
正圆锥的特点是所有的母线相等,并且扇形面积相等。
通过改变底面圆的半径和高度,我们可以得到不同大小和形状的正圆锥。
斜圆锥斜圆锥是另一个常见的全等圆锥模型。
它与直圆锥和正圆锥的区别在于,顶点不在底面圆的正中心,并且所有的母线与底面圆的切线不相交。
斜圆锥的顶点位于底面圆的一侧,并且所有的母线与底面圆的直径垂直相交。
斜圆锥的特点是所有的母线不相等,并且扇形面积不相等。
通过改变底面圆的半径和高度,我们可以得到不同大小和形状的斜圆锥。
总结全等圆锥是一个重要的几何模型,它具有广泛的应用。
直圆锥、正圆锥和斜圆锥是全等圆锥的常见模型,它们分别具有不同的特点和性质。
通过改变底面圆的半径和高度,我们可以得到不同大小和形状的全等圆锥。
全等圆锥模型在数学和几何学中的应用非常广泛,可以用于解决各种实际问题,如建筑设计、机械工程和物理学等领域。
熟悉全等圆锥的性质和特点,能够帮助我们更好地理解和应用这一几何模型。
专题11 全等三角形中的一线三等角模型(解析版)
专题11全等三角形中的一线三等角模型【模型1】三垂直全等模型【说明】上图三垂直模型中,只要知道一组对应边相等,即可证明两三角形全等。
【模型2】一线三直角全等模型【说明】上图中的两个三角形中三组对应角相等,只要知道一组对应边相等,即可证明两三角形全等。
【模型3】一线三等角与一组对应边相等全等模型【说明】上图中可根据平角的概念和三角形内角和定理可求得的两个三角形中三组对应角相等,只要再知道一组对应边相等,即可证明两三角形全等。
【例1】如图,AC =CE ,∠ACE =90°,AB ⊥BD ,ED ⊥BD ,AB =6cm ,DE =2cm ,则BD 等于()A .6cmB .8cmC .10cmD .4cm【答案】B 【分析】根据题意证明ABC CDE △≌△即可得出结论.【解析】解:∵AB ⊥BD ,ED ⊥BD ,∴90ABC CDE ∠=∠=︒,∵∠ACE =90°,∴90ACB DCE ∠+∠=︒,∵90ACB BAC ∠+∠=︒,∴BAC DCE ∠=∠,在ABC 和CDE △中,90ABC CDE BAC DCE AC CE ∠=∠=︒⎧⎪∠=∠⎪⎨⎪⎪⎩=,∴()ABC CDE AAS ≌,∴6cm AB CD ==,2cm BC DE ==,∴268cm BD BC CD =+=+=,故选:B .【例2】如图所示,ABC 中,,90AB AC BAC =∠=︒.直线l 经过点A ,过点B 作BE l ⊥于点E ,过点C 作CF l ⊥于点F .若2,5==BE CF ,则EF =__________.【答案】7【分析】根据全等三角形来实现相等线段之间的关系,从而进行计算,即可得到答案;【解析】解:∵BE ⊥l ,CF ⊥l ,∴∠AEB =∠CFA =90°.∴∠EAB +∠EBA =90°.又∵∠BAC =90°,∴∠EAB +∠CAF =90°.∴∠EBA =∠CAF .在△AEB 和△CFA 中∵∠AEB =∠CFA ,∠EBA =∠CAF ,AB =AC ,∴△AEB ≌△CFA .∴AE =CF ,BE =AF .∴AE +AF =BE +CF .∴EF =BE +CF .∵2,5==BE CF ,∴257EF =+=;故答案为:7.【例3】(1)观察理解:如图1,∠ACB =90°,AC =BC ,直线l 过点C ,点A ,B 在直线l 同侧,BD ⊥l ,AE ⊥l ,垂足分别为D ,E ,求证:△AEC ≌△CDB .(2)理解应用:如图2,过△ABC边AB、AC分别向外作正方形ABDE和正方形ACFG,AH是BC边上的高,延长HA交EG于点I.利用(1)中的结论证明:I是EG的中点.(3)类比探究:①将图1中△AEC绕着点C旋转180°得到图3,则线段ED、EA和BD的关系_______;∥,AB⊥BC,AD=2,BC=3,将腰DC绕D点逆②如图4,直角梯形ABCD中,AD BC时针旋转90°至DE,△AED的面积为.【答案】(1)见解析;(2)见解析;(3)①ED=EA-BD;②1【分析】(1)根据同角的余角相等可得∠A=∠BCD,再利用AAS证得△AEC≌△CDB,即可;(2)分别过点E、G向HI作垂线,垂足分别为M、N,由(1)可证得△EMA≌△AHB,△ANG ≌△CHA ,从而得到EM =GN ,可得到△EMI ≌△GNI ,从而得到EI =IG ,即可求证;(3)①由(1)得:△AEC ≌△CDB ,可得CE =BD ,AE =CD ,即可;②过点C 作CP ⊥AD 交AD 延长线于点P ,过点E 作EQ ⊥AD 交AD 延长线于点Q ,根据旋转的性质可得根据题意得:∠CDE =90°,CD =DE ,再由(1)可得△CDP ≌△DEQ ,从而得到DP =EQ ,然后根据两平行线间的距离,可得AP =BC ,进而得到PD =1,即可求解.【解析】(1)证明:∵BD ⊥l ,AE ⊥l ,∴∠AEC =∠BDC =90°,又∵∠ACB =90°∴∠A +∠ACE =∠ACE +∠BCD =90°,∴∠A =∠BCD ,在△AEC 和△CDB 中,AEC CDB A BCD AC BC ∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩∴△AEC ≌△CDB (AAS );(2)证明:分别过点E 、G 向HI 作垂线,垂足分别为M 、N,由(1)得:△EMA ≌△AHB ,△ANG ≌△CHA ,∴EM =AH ,GN =AH ,∴EM =GN ,在△EMI 和△GNI 中,90EIM GIN EMI GNI EM GN ∠=∠⎧⎪∠=∠=︒⎨⎪=⎩∴△EMI ≌△GNI (AAS );∴EI =IG ,即I 是EG 的中点;(3)解:①由(1)得:△AEC ≌△CDB ,∴CE =BD ,AE =CD ,∵ED =CD -CE ,∴ED =EA -BD ;故答案为:ED =EA -BD②如图,过点C 作CP ⊥AD 交AD 延长线于点P ,过点E 作EQ ⊥AD 交AD 延长线于点Q ,根据题意得:∠CDE =90°,CD =DE ,由(1)得:△CDP ≌△DEQ ,∴DP =EQ ,直角梯形ABCD 中,AD BC ∥,AB ⊥BC ,∴AB ⊥AD ,∴AB ∥CP ,∴BC ⊥CP ,∵BC =3,∴AP =BC =3,∵AD =2,∴DP =AP -AD =1,∴EQ =1,∴△ADE 的面积为1121122AD EN 创=.故答案为:1一、单选题1.如图,点P ,D 分别是∠ABC 边BA ,BC 上的点,且4BD =,60ABC ∠=︒.连结PD ,以PD 为边,在PD 的右侧作等边△DPE ,连结BE ,则△BDE 的面积为()A .B .2C .4D .【答案】A【分析】要求BDE ∆的面积,想到过点E 作EF BC ⊥,垂足为F ,因为题目已知60ABC ∠=︒,想到把ABC ∠放在直角三角形中,所以过点D 作DG BA ⊥,垂足为G ,利用勾股定理求出DG 的长,最后证明GPD FDE ∆≅∆即可解答.【解析】解:过点E 作EF BC ⊥,垂足为F ,过点D 作DG BA ⊥,垂足为G ,在Rt BGD 中,4BD =,60ABC ∠=︒,30BDG ∴∠=︒,122BG BD ∴==,GD ∴=PDE ∆是等边三角形,60PDE ∴∠=︒,PD DE =,180120PDB EDF PDE ∴∠+∠=︒-∠=︒,60ABC ∠=︒,180120PDB BPD ABC ∴∠+∠=︒-∠=︒,BPD EDF ∴∠=∠,90PGD DFE ∠=∠=︒,()GPD FDE AAS ∴∆≅∆,GD EF ∴==,BDE ∴∆的面积12BD EF =⋅,142=⨯⨯,=故选:A .2.课间,小聪拿着老师的等腰直角三角板玩,不小心掉到两墙之间(如图),∠ACB =90°,AC =BC ,从三角板的刻度可知AB =20cm ,小聪想知道砌墙砖块的厚度(每块砖的厚度相等),下面为砌墙砖块厚度的平方的是().A .20013cm 2B .15013cm 2C .10013cm 2D .5013cm 2【答案】A【分析】设每块砖的厚度为x cm ,则AD =3x cm ,BE =2x cm ,然后证明△DAC ≌△ECB 得到CD =BE =2x cm ,再利用勾股定理求解即可.【解析】解:设每块砖的厚度为x cm ,则AD =3x cm ,BE =2x cm ,由题意得:∠ACB =∠ADC =∠BEC =90°,∴∠ACD +∠DAC =∠ACD +∠BCE =90°,∴∠DAC =∠ECB ,又∵AC =CB ,∴△DAC ≌△ECB (AAS ),∴CD =BE =2x cm ,∵222AC BC AB +=,222AD DC AC +=,∴()()222232220x x +=,∴220013x =,故选A .3.一天课间,顽皮的小明同学拿着老师的等腰直角三角板玩,不小心将三角板掉到两根柱子之间,如图所示,这一幕恰巧被数学老师看见了,于是有了下面这道题:如果每块砖的厚度a =8cm ,则DE 的长为()A .40cmB .48cmC .56cmD .64cm【答案】C 【分析】由等腰直角三角形的性质可得∠ACB =90°,AC =CB ,因此可以考虑证明△ACD 和△CBE 全等,可以证明DE 的长为7块砖的厚度的和.【解析】解:由题意得∠ADC =∠CEB =∠ACB =90°,AC =CB ,∴∠ACD =90°﹣∠BCE =∠CBE ,在△ACD 和△CBE 中,ADC CEB ACD CBE AC CB ∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,∴△ACD ≌△CBE (AAS ),∴CD=BE=3a,AD=CE=4a,∴DE=CD+CE=3a+4a=7a,∵a=8cm,∴7a=56cm,∴DE=56cm,故选C.二、填空题4.如图,直线l1⊥l3,l2⊥l3,垂足分别为P、Q,一块含有45°的直角三角板的顶点A、B、C分别在直线l1、l2、线段PQ上,点O是斜边AB的中点,若PQ,则OQ的长等于_____.【答案】6【分析】由“AAS”可证△ACP≌△CBQ,可得AP=CQ,PC=BQ,由“AAS”可证△APO≌△BHO,可得AP=BH,OP=OH,由等腰直角三角形的性质和直角三角形的性质可求解.【解析】解:如图,连接PO,并延长交l2于点H,∵l1⊥l3,l2⊥l3,∴l1∥l3,∠APC=∠BQC=∠ACB=90°,∴∠PAC+∠ACP=90°=∠ACP+∠BCQ,∴∠PAC=∠BCQ,在△ACP和△CBQ中,∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩PAC BCQ APC BQC AC BC ,∴△ACP ≌△CBQ (AAS ),∴AP =CQ ,PC =BQ ,∴PC +CQ =AP +BQ =PQ,∵AP ∥BQ ,∴∠OAP =∠OBH ,∵点O 是斜边AB 的中点,∴AO =BO ,在△APO 和△BHO 中,∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩AOP BOH APO BHO AO BO ,∴△APO ≌△BHO (AAS ),∴AP =BH ,OP =OH ,∴BH +BQ =AP +BQ =PQ ,∴PQ =QH,∵∠PQH =90°,∴PHPQ =12,∵OP =OH ,∠PQH =90°,∴OQ =12PH =6.故答案为:65.如图,已知ABC 是等腰直角三角形,∠ACB =90°,AD ⊥DE 于点D ,BE ⊥DE 于点E ,且点C 在DE 上,若AD =5,BE =8,则DE 的长为_____.【答案】13【分析】先根据AD ⊥DE ,BE ⊥DE ,∠ADC =∠CEB =90°,则∠DAC +∠DCA =90°,△ABC 是等腰直角三角形,∠ACB =90°,可得AC =CB ,推出∠DAC =∠ECB ,即可证明△DAC ≌△ECB得到CE =AD =5,CD =BE =8,由此求解即可.【解析】解:∵AD ⊥DE ,BE ⊥DE ,∴∠ADC =∠CEB =90°,∴∠DAC +∠DCA =90°,∵△ABC 是等腰直角三角形,∠ACB =90°,∴∠DCA +∠BCE =90°,AC =CB∴∠DAC =∠ECB ,∴△DAC ≌△ECB (AAS ),∴CE =AD =5,CD =BE =8,∴DE =CD +CE =13,故答案为:13.三、解答题6.已知:如图,AB ⊥BD ,ED ⊥BD ,C 是BD 上的一点,AC ⊥CE ,AB =CD ,求证:BC =DE.【答案】见解析【分析】根据直角三角形全等的判定方法,ASA 即可判定三角形全等.【解析】证明:∵AB ⊥BD ,ED ⊥BD ,AC ⊥CE (已知)∴∠ACE =∠B =∠D =90°(垂直的意义)∵∠BCA +∠DCE +∠ACE =180°(平角的意义)∠ACE =90°(已证)∴∠BCA +∠DCE =90°(等式性质)∵∠BCA +∠A +∠B =180°(三角形内角和等于180°)∠B =90°(已证)∴∠BCA +∠A =90°(等式性质)∴∠DCE =∠A (同角的余角相等)在△ABC 和△CDE 中,A DCE AB CD B D ∠=∠⎧⎪=⎨⎪∠=∠⎩,∴△ABC ≌△CDE (ASA )∴BC =DE (全等三角形对应边相等)7.如图,∠B =∠C =∠FDE =80°,DF =DE ,BF =1.5cm ,CE =2cm ,求BC的长.【答案】3.5【分析】由平角定义及三角形内角和定理解得EDC BFD ∠=∠,继而证明()BFD CDE AAS ≅V V ,得到=1.5,=2BF CD BD CE ==,最后根据线段的和差解题.【解析】解:∠B =∠C =∠FDE =80°,100,100BDF EDC BDF BFD ∴∠+∠=︒∠+∠=︒EDC BFD∴∠=∠在BFD △与CDE △中,B C EDC BFD DE DF ∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩()BFD CDE AAS ∴≅=1.5,=2BF CD BD CE ∴==2 1.5 3.5BC BD DC ∴=+=+=.8.感知:(1)数学课上,老师给出了一个模型:如图1,90BAD ACB AED ∠=∠=∠=︒,由12180BAD ∠+∠+∠=︒,2180D AED ∠+∠+∠=︒,可得1D ∠=∠;又因为90ACB AED =∠=︒,可得ABC DAE △△∽,进而得到BC AC=______.我们把这个模型称为“一线三等角”模型.应用:(2)实战组受此模型的启发,将三等角变为非直角,如图2,在ABC 中,10AB AC ==,12BC =,点P 是BC 边上的一个动点(不与B 、C 重合),点D 是AC 边上的一个动点,且APD B ∠=∠.①求证:ABP PCD △△∽;②当点P 为BC 中点时,求CD 的长;拓展:(3)在(2)的条件下如图2,当APD △为等腰三角形时,请直接写出BP 的长.【答案】感知:(1)AEDE;应用:(2)①见解析;②3.6;拓展:(3)2或113【分析】(1)根据相似三角形的性质,即可求解;(2)①根据等腰三角形的性质得到∠B=∠C,根据三角形的外角性质得到∠BAP=∠CPD,即可求证;②根据相似三角形的性质计算,即可求解;(3)分PA=PD、AP=AD、DA=DP三种情况,根据等腰三角形的性质、相似三角形的性质,即可求解.【解析】感知:(1)∵△ABC∽△DAE,∴BC AC AE DE=,∴BC AE AC DE=,故答案为:AE DE;应用:(2)①∵∠APC=∠B+∠BAP,∠APC=∠APD+∠CPD,∠APD=∠B,∴∠BAP=∠CPD,∵AB=AC,∴∠B=∠C,∴△ABP∽△PCD;②BC=12,点P为BC中点,∴BP=PC=6,·∵△ABP∽△PCD,∴AB BPPC CD=,即1066CD=,解得:CD=3.6;拓展:(3)当PA=PD时,△ABP≌△PCD,∴PC=AB=10,∴BP=BC-PC=12-10=2;当AP=AD时,∠ADP=∠APD,∵∠APD =∠B =∠C ,∴∠ADP =∠C ,不合题意,∴AP ≠AD ;当DA =DP 时,∠DAP =∠APD =∠B ,∵∠C =∠C ,∴△BCA ∽△ACP ,∴BC AC AC CP =,即121010CP=,解得:253CP =,∴25111233BP BC CP =-=-=,综上所述,当APD △为等腰三角形时,BP 的长为2或113.9.问题背景:(1)如图①,已知ABC 中,90BAC ∠=︒,AB AC =,直线m 经过点A ,BD ⊥直线m ,CE ⊥直线m ,垂足分别为点D ,E ,易证:DE =______+______.(2)拓展延伸:如图②,将(1)中的条件改为:在ABC 中,AB AC =,D ,A ,E 三点都在直线m 上,并且有BDA AEC BAC ∠=∠=∠,请求出DE ,BD ,CE 三条线段的数量关系,并证明.(3)实际应用:如图③,在ACB △中,90ACB ∠=︒,AC BC =,点C 的坐标为()2,0-,点A 的坐标为()6,3-,请直接写出B 点的坐标.【答案】(1)BD ;CE ;证明见详解;(2)DE=BD+CE ;证明见详解;(3)点B 的坐标为()1,4B .【分析】(1)根据全等三角形的判定和性质得到AE BD =,AD CE =,结合图形解答即可;(2)根据三角形内角和定理、平角的定义证明ABD CAE ∠=∠,证明ABD CAE ≌,根据全等三角形的性质得到AE BD =,AD CE =,结合图形解答即可;(3)根据AEC CFB ≌,得到3CF AE ==,4BF CE OE OC ==-=,根据坐标与图形性质解答即可.【解析】(1)证明:∵BD m ⊥,CE m ⊥,∴90ADB CEA ∠=∠=︒,∵90BAC ∠=︒,∴90BAD CAE ∠+∠=︒,∵90BAD ABD ∠+∠=︒,∴ CAE ABD ∠=∠,在ADB 和CEA 中ABD CAE ADB CEA AB CA ∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,∴ADB CEA ≌,∴AE BD =,AD CE =,∴DE AE AD BD CE =+=+,即:DE BD CE =+,故答案为:BD ;CE ;(2)解:数量关系:DE BD CE =+,证明:在ABD 中,180ABD ADB BAD ∠=︒-∠-∠,∵180CAE BAC BAD ∠=︒-∠-∠,BDA AEC ∠=∠,∴ABD CAE ∠=∠,在ABD 和CAE 中,ABD CAE BDA AEC AB CA ∠∠⎧⎪∠∠⎨⎪⎩===∴ABD CAE ≌,∴AE BD =,AD CE =,∴DE AD AE BD CE =+=+;(3)解:如图,作AE x ⊥轴于E ,BF x ⊥轴于F,由(1)可知,AEC CFB ≌,∴3CF AE ==,4BF CE OE OC ==-=,∴1OF CF OC =-=,∴点B 的坐标为()1,4B .10.在直线m上依次取互不重合的三个点D,A,E,在直线m上方有AB=AC,且满足∠BDA =∠AEC=∠BAC=α.(1)如图1,当α=90°时,猜想线段DE,BD,CE之间的数量关系是;(2)如图2,当0<α<180时,问题(1)中结论是否仍然成立?如成立,请你给出证明;若不成立,请说明理由.【答案】(1)DE=BD+CE.(2)DE=BD+CE仍然成立,证明见解析【分析】(1)由∠BDA=∠BAC=∠AEC=90°得到∠BAD+∠EAC=∠BAD+∠DBA=90°,进而得到∠DBA=∠EAC,然后结合AB=AC得证△DBA≌△EAC,最后得到DE=BD+CE;(2)由∠BDA=∠BAC=∠AEC=α得到∠BAD+∠EAC=∠BAD+∠DBA=180°﹣α,进而得到∠DBA=∠EAC,然后结合AB=AC得证△DBA≌△EAC,最后得到DE=BD+CE.【解析】(1)解:DE=BD+CE,理由如下,∵∠BDA=∠BAC=∠AEC=90°,∴∠BAD+∠EAC=∠BAD+∠DBA=90°,∴∠DBA=∠EAC,∵AB=AC,∴△DBA≌△EAC(AAS),∴AD=CE,BD=AE,∴DE=AD+AE=BD+CE,故答案为:DE=BD+CE.(2)DE=BD+CE仍然成立,理由如下,∵∠BDA=∠BAC=∠AEC=α,∴∠BAD+∠EAC=∠BAD+∠DBA=180°﹣α,∴∠DBA=∠EAC,∵AB=AC,∴△DBA≌△EAC(AAS),∴BD=AE,AD=CE,∴DE =AD +AE =BD +CE ;11.如图,90,ABC FA AB ∠=⊥于点A ,点D 在直线AB 上,,AD BC AF BD ==.(1)如图1,若点D 在线段AB 上,判断DF 与DC 的数量关系和位置关系,并说明理由;(2)如图2,若点D 在线段AB 的延长线上,其他条件不变,试判断(1)中结论是否成立,并说明理由.【答案】(1)DF =DC ,DF ⊥DC ;理由见解析(2)成立,理由见解析【分析】(1)先证△ADF ≌△BCD ,得DF =DC ,ADF BCD ∠=∠,再证∠FDC =90°即可得垂直;(2)先证△ADF ≌△BCD ,得DF =DC ,ADF BCD ∠=∠,再证∠FDC =90°即可得垂直.【解析】(1)解:∵90,ABC FA AB ∠=⊥,∴90ABC DAF ∠∠==,在△ADF 与△BCD 中AF BD DAF ABC AD BC =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,∴△ADF ≌△BCD ,∴DF =DC ,ADF BCD ∠=∠,∵∠BDC +∠BCD =90°,∴∠BDC +∠ADF =90°,∴∠FDC =90°,即DF ⊥DC .(2)∵90,ABC FA AB ∠=⊥,∴90DBC DAF ∠∠==,在△ADF 与△BCD 中AF BD DAF DBC AD BC =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,∴△ADF ≌△BCD ,∴DF =DC ,ADF BCD ∠=∠,∵∠BDC +∠BCD =90°,∴∠BDC +∠ADF =90°,∴∠FDC =90°,即DF ⊥DC .12.在直线m 上依次取互不重合的三个点,,D A E ,在直线m 上方有AB AC =,且满足BDA AEC BAC α∠=∠=∠=.(1)如图1,当90α=︒时,猜想线段,,DE BD CE 之间的数量关系是____________;(2)如图2,当0180α<<︒时,问题(1)中结论是否仍然成立?如成立,请你给出证明;若不成立,请说明理由;(3)应用:如图3,在ABC 中,BAC ∠是钝角,AB AC =,,BAD CAE BDA AEC BAC ∠<∠∠=∠=∠,直线m 与CB 的延长线交于点F ,若3BC FB =,ABC 的面积是12,求FBD 与ACE 的面积之和.【答案】(1)DE =BD +CE(2)DE =BD +CE 仍然成立,理由见解析(3)△FBD 与△ACE 的面积之和为4【分析】(1)由∠BDA =∠BAC =∠AEC =90°得到∠BAD +∠EAC =∠BAD +∠DBA =90°,进而得到∠DBA =∠EAC ,然后结合AB =AC 得证△DBA ≌△EAC ,最后得到DE =BD +CE ;(2)由∠BDA =∠BAC =∠AEC =α得到∠BAD +∠EAC =∠BAD +∠DBA =180°﹣α,进而得到∠DBA =∠EAC ,然后结合AB =AC 得证△DBA ≌△EAC ,最后得到DE =BD +CE ;(3)由∠BAD >∠CAE ,∠BDA =∠AEC =∠BAC ,得出∠CAE =∠ABD ,由AAS 证得△ADB ≌△CAE ,得出S △ABD =S △CEA ,再由不同底等高的两个三角形的面积之比等于底的比,得出S △ABF 即可得出结果.【解析】(1)解:DE =BD +CE ,理由如下,∵∠BDA =∠BAC =∠AEC =90°,∴∠BAD +∠EAC =∠BAD +∠DBA =90°,∴∠DBA =∠EAC ,∵AB =AC ,∴△DBA ≌△EAC (AAS ),∴AD =CE ,BD =AE ,∴DE =AD +AE =BD +CE ,故答案为:DE =BD +CE .(2)DE =BD +CE 仍然成立,理由如下,∵∠BDA =∠BAC =∠AEC =α,∴∠BAD +∠EAC =∠BAD +∠DBA =180°﹣α,∴∠DBA =∠EAC ,∵AB =AC ,∴△DBA ≌△EAC (AAS ),∴BD =AE ,AD =CE ,∴DE =AD +AE =BD +CE ;(3)解:∵∠BAD <∠CAE ,∠BDA =∠AEC =∠BAC ,∴∠CAE =∠ABD ,在△ABD 和△CAE 中,ABD CAE BDA CEA AB AC ∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,∴△ABD ≌△CAE (AAS ),∴S △ABD =S △CAE ,设△ABC 的底边BC 上的高为h ,则△ABF 的底边BF 上的高为h ,∴S △ABC =12BC •h =12,S △ABF =12BF •h ,∵BC =3BF ,∴S △ABF =4,∵S △ABF =S △BDF +S △ABD =S △FBD +S △ACE =4,∴△FBD 与△ACE 的面积之和为4.13.通过对下面数学模型的研究学习,解决下列问题:(1)如图1,∠BAD =90°,AB =AD ,过点B 作BC ⊥AC 于点C ,过点D 作DE ⊥AC 于点E .由∠1+∠2=∠2+∠D =90°,得∠1=∠D .又∠ACB =∠AED =90°,可以推理得到△ABC ≌△DAE .进而得到AC =,BC =AE .我们把这个数学模型称为“K 字”模型或“一线三等角”模型;(2)如图2,∠BAD =∠CAE =90°,AB =AD ,AC =AE ,连接BC ,DE ,且BC ⊥AF 于点F ,DE 与直线AF 交于点G .求证:点G 是DE 的中点;(深入探究)(3)如图,已知四边形ABCD 和DEGF 为正方形,△AFD 的面积为S 1,△DCE 的面积为S 2,则有S 1S 2(填“>、=、<”)【答案】(1)DE ;(2)见解析;(3)=【分析】(1)根据全等三角形的性质可直接进行求解;(2)分别过点D 和点E 作DH ⊥FG 于点H ,EQ ⊥FG 于点Q ,进而可得∠BAF =∠ADH ,然后可证△ABF ≌△DAH ,则有AF =DH ,进而可得DH =EQ ,通过证明△DHG ≌△EQG 可求解问题;(3)过点D 作DO ⊥AF 交AF 于O ,过点E 作EN ⊥OD 交OD 延长线于N ,过点C 作CM ⊥OD 交OD 延长线于M ,由题意易得∠ADC =∠90°,AD =DC ,DF =DE ,然后可得∠ADO =∠DCM ,则有△AOD ≌△DMC ,△FOD ≌△DNE ,进而可得OD =NE ,通过证明△ENP ≌△CMP 及等积法可进行求解问题.【解析】解:(1)∵ABC DAE △≌△,∴AC DE =;(2)分别过点D 和点E 作DH ⊥FG 于点H ,EQ ⊥FG 于点Q ,如图所示:∴90DAH ADH ∠+∠=︒,∵90BAD ∠=︒,∴90BAF DAH ∠+∠=︒,∴BAF ADH ∠=∠,∵BC AF ⊥,∴90BFA AHD ∠=∠=︒,∵AB DA =,∴△ABF ≌△DAH ,∴AF =DH ,同理可知AF =EQ ,∴DH =EQ ,∵DH ⊥FG ,EQ ⊥FG ,∴90DHG EQG ∠=∠=︒,∵DGH EGQ∠=∠∴△DHG ≌△EQG ,∴DG =EG ,即点G 是DE 的中点;(3)12S S =,理由如下:如图所示,过点D 作DO ⊥AF 交AF 于O ,过点E 作EN ⊥OD 交OD 延长线于N ,过点C 作CM ⊥OD 交OD 延长线于M∵四边形ABCD 与四边形DEGF 都是正方形∴∠ADC =∠90°,AD =DC ,DF =DE∵DO ⊥AF ,CM ⊥OD ,∴∠AOD =∠CMD =90°,∠OAD +∠ODA =90°,∠CDM +∠DCM =90°,又∵∠ODA +∠CDM =90°,∴∠ADO =∠DCM ,∴△AOD ≌△DMC ,∴AOD DMC S S =△△,OD =MC ,同理可以证明△FOD ≌△DNE ,∴FOD DNE S S =△△,OD =NE ,∴MC =NE ,∵EN ⊥OD ,CM ⊥OD ,∠EPN =∠CMP ,∴△ENP ≌△CMP ,∴ENP CMP S S △△=,∵,ADF AOD FOD DCE DCM CMP DEN ENP SS S S S S S S =+=-++,∴DCE DCM DEN AOD FOD S S S S S =+=+,∴DCE ADF S S △△=即12S S =.14.(1)某学习小组在探究三角形全等时,发现了下面这种典型的基本图形.如图1,已知:在ABC 中,90BAC ∠=︒,AB AC =,直线l 经过点A ,BD ⊥直线l ,CE ⊥直线l ,垂足分别为点D ,E .求证:DE BD CE =+.(2)组员小明想,如果三个角不是直角,那结论是否会成立呢?如图2,将(1)中的条件改为:在ABC 中,AB AC =,D ,A ,E 三点都在直线l 上,并且有BDA AEC BAC α∠=∠=∠=,其中α为任意锐角或钝角.请问结论DE BD CE =+是否成立?若成立,请你给出证明;若不成立,请说明理由.(3)数学老师赞赏了他们的探索精神,并鼓励他们运用这个知识来解决问题:如图3,过ABC 的边AB ,AC 向外作正方形ABDE 和正方形ACFG ,AH 是BC 边上的高.延长HA 交EG 于点I .若7AEG S =△,则AEI S =△______.【答案】(1)见解析;(2)结论成立,理由见解析;(3)3.5【分析】(1)由条件可证明△ABD ≌△CAE ,可得DA =CE ,AE =BD ,可得DE =BD +CE ;(2)由条件可知∠BAD +∠CAE =180°-α,且∠DBA +∠BAD =180°-α,可得∠DBA =∠CAE ,结合条件可证明△ABD ≌△CAE ,同(1)可得出结论;(3)由条件可知EM =AH =GN ,可得EM =GN ,结合条件可证明△EMI ≌△GNI ,可得出结论I 是EG 的中点.【解析】解:(1)证明:如图1中,∵BD ⊥直线l ,CE ⊥直线l ,∴∠BDA =∠CEA =90°,∵∠BAC =90°,∴∠BAD +∠CAE =90°,∵∠BAD +∠ABD =90°,∴∠CAE =∠ABD ,在△ADB 和△CEA 中,ABD CAE BDA CEA AB AC ∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,∴△ADB ≌△CEA (AAS ),∴AE =BD ,AD =CE ,∴DE =AE +AD =BD +CE .(2)解:成立.理由:如图2中,∵∠BDA =∠BAC =α,∴∠DBA +∠BAD =∠BAD +∠CAE =180°-α,∴∠DBA =∠CAE ,在△ADB 和△CEA 中,BDA AEC DBA CAE AB AC ∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,∴△ADB ≌△CEA (AAS ),∴AE =BD ,AD =CE ,∴DE =AE +AD =BD +CE .(3)如图3,过E 作EM ⊥HI 于M ,GN ⊥HI 的延长线于N.∴∠EMI =∠GNI =90°由(1)和(2)的结论可知EM =AH =GN∴EM =GN在△EMI 和△GNI 中,GIN EIM EM GN GNI EMI ∠=∠⎧⎪=⎨⎪∠=∠⎩,∴△EMI ≌△GNI (AAS ),∴EI =GI ,∴I 是EG 的中点.∴S △AEI =12S △AEG =3.5.故答案为:3.5.15.(1)模型建立,如图1,等腰直角三角形ABC 中,∠ACB =90°,CB =CA ,直线ED 经过点C ,过A 作AD ⊥ED 于D ,过B 作BE ⊥ED 于E .求证:△BEC ≌△CDA ;(2)模型应用:①已知直线y =34x +3与y 轴交于A 点,与x 轴交于B 点,将线段AB 绕点B 逆时针旋转90度,得到线段BC ,过点A ,C 作直线,求直线AC 的解析式;②如图3,矩形ABCO ,O 为坐标原点,B 的坐标为(8,6),A ,C 分别在坐标轴上,P 是线段BC 上动点,已知点D 在第一象限,且是直线y =2x ﹣5上的一点,若△APD 是不以A 为直角顶点的等腰直角三角形,请直接写出所有符合条件的点D的坐标.【答案】(1)见解析;(2)137y x =-+;(3)(3,1)或(913),或1923(33,【分析】(1)由条件可求得EBC ACD ∠=∠,利用AAS 可证明BEC CDA ≌;(2)由直线解析式可求得A 、B 的坐标,利用模型结论可得CE BO =,BE AO =,从而可求得C 点坐标,利用待定系数法可求得直线AC 的解析式;(3)分两种情况考虑:如图2所示,当90ADP ∠=︒时,AD PD =,设D 点坐标为(,25)x x -,利用三角形全等得到1128x x -+=,易得D 点坐标;如图3所示,当90APD ∠=︒时,AP PD =,设点P 的坐标为(8,)m ,表示出D 点坐标为(14,8)m m -+,列出关于m 的方程,求出m 的值,即可确定出D 点坐标;如图4所示,当90ADP ∠=︒时,AD PD =时,同理求出D 的坐标.【解析】解:(1)由题意可得,90ACB ADC BEC ∠=∠=∠=︒,∴90EBC BCE BCE ACD ∠+∠=∠+∠=︒,∴EBC ACD ∠=∠,在BEC △和CDA 中EBC ACD E D BC AC ∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,∴()BEC CDA AAS ≌;(2)过点C 作CD x ⊥轴于点D ,如图2,在334y x =+中,令0y =可求得4x =-,令0x =可求得3y =,∴3OA =,4OB =同(1)可证得CDB BOA ≌,∴4CD BO ==,3BD AO ==,∴437OD =+=,∴()7,4C -且()0,3A ,设直线AC 解析式为3y kx =+,把C 点坐标代入可得734k -+=,解得17k =-,∴直线AC 解析式为137y x =-+;(3)如图2,当90ADP ∠=︒时,AD PD =,过点D 作DE OA ⊥于E ,过点D 作DF BC ⊥于F ,同理可得:AED DFP△≌△设D 点坐标为(,25)x x -,则6(25)112AE DF x x ==--=-,∵DE DF EF BC +==,即1128x x -+=,解得3x =,可得D 点坐标(3,1);如图3,当90APD ∠=︒时,AP PD =,过点P 作PE OA ⊥于E ,过点D 作DF PE ⊥于F ,设点P 的坐标为()8,m ,同理可得:APE PDF ≌△△,∴6PF AE m ==-,8DF PE ==,∴D 点坐标为()14,8m m -+,∴()82145m m +=--,得5m =,∴D 点坐标(913),;如图4,当90ADP ∠=︒时,AD PD =时,同理可得ADE DPF △△≌,设(,25)D n n -,则DE PF n ==,25OE n =-,AE DF =则256211DF AE n n ==--=-,∵8DE DF EF OC +===∴2118n n +-=,解得193n =,23253n -=∴D 点坐标1923()33,,综上可知满足条件的点D 的坐标分别为(3,1)或(913),或1923(33,.。
(完整版)全等四边形常见的几何模型
(完整版)全等四边形常见的几何模型
全等四边形是指具有相等边长和相等内角的四边形。
在几何学中,全等四边形是一种常见的几何模型,它具有一些常见的特征和性质。
本文档将介绍几种常见的全等四边形模型及其特点。
矩形
矩形是一种具有两对相等的对边和四个内角均为直角的全等四边形。
矩形的特点是具有相等的对边长度和相等的内角度数(均为90度)。
除此之外,矩形还具有对角线相等和相互垂直的性质。
矩形常用于建筑设计和数学计算中。
正方形
正方形是一种特殊的矩形,具有四条相等的边和四个内角均为直角。
正方形的特点是具有相等的边长和相等的内角度数(均为90度)。
正方形也具有对角线相等和相互垂直的性质。
正方形在几何学和日常生活中广泛应用,如图形设计、棋盘格等。
平行四边形
平行四边形是指具有两对平行边的全等四边形。
平行四边形的特点是具有两对相等的对边和相等的内角对(错位两角互补)。
平行四边形的对角线互相平分,且对角线之间互相垂直。
平行四边形在建筑设计和力学分析中有广泛的应用。
菱形
菱形是一种具有相等的对边和相等的内角度数(均为90度)的全等四边形。
菱形的特点是具有相等的对边长度和相等的内角度数,但与矩形不同的是,菱形的对角线相互垂直,而不是平行。
菱形广泛应用于珠宝设计和图案设计领域。
总结:全等四边形是一种具有相等边长和相等内角的四边形。
矩形、正方形、平行四边形和菱形都属于全等四边形的常见模型。
它们在几何学和各个领域中都有广泛的应用,具有特定的特点和性质。
八上全等模型汇编(学而思)
八上全等模型汇编(学而思)八上全等模型汇编(学而思)1. 全等模型的定义全等模型是几何学中一种重要的模型,它描述了两个图形在形状、大小和位置上完全相同的情况。
在几何学中,全等模型用于研究和证明图形的性质和关系。
2. 全等模型的性质全等模型具有以下重要性质:- 全等模型的对应部分相等:即两个全等的图形的对应边相等,对应角相等。
- 全等模型的位置相同:即两个全等的图形在空间中的位置完全相同。
- 全等模型的大小相同:即两个全等的图形的面积或体积相等。
3. 全等模型的证明方法证明两个图形全等的方法有多种,常用的有以下几种:- SSS 全等定理:如果两个三角形的三条边分别相等,则这两个三角形全等。
- SAS 全等定理:如果两个三角形的两条边和夹角分别相等,则这两个三角形全等。
- ASA 全等定理:如果两个三角形的两个角和夹边分别相等,则这两个三角形全等。
- RHS 全等定理:如果两个直角三角形的斜边和一个锐角(或钝角)的两条边分别相等,则这两个直角三角形全等。
- SAA 全等定理:如果两个三角形的两个角和一个对应边的对应角分别相等,则这两个三角形全等。
4. 全等模型的应用全等模型在几何学的证明中起着重要的作用,也有广泛的应用。
- 全等模型在建筑设计中的应用:建筑设计中常常需要对各种结构进行精确的计算和设计,全等模型能够帮助工程师们准确描述和计算建筑物的形状和大小。
- 全等模型在地图绘制中的应用:地图是人们日常生活中常用的工具,全等模型能够帮助绘制地图时保持地图上各种要素的准确大小和位置关系。
- 全等模型在计算机图形学中的应用:计算机图形学是一门研究如何通过计算机、处理和显示图像的学科,全等模型是计算机图形学中重要的数学基础之一。
5.全等模型是几何学中重要的模型,具有对应部分相等、位置相同和大小相同等性质。
通过不同的全等定理,可以证明两个图形是否全等。
全等模型在建筑设计、地图绘制和计算机图形学等领域都有着广泛的应用。
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常见的几何模型一、旋转主要分四大类:绕点、空翻、弦图、半角。
这四类旋转的分类似于平行四边形、矩形、菱形、正方形的分类。
1.绕点型(手拉手模型)(1)自旋转:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧,造中心对称遇中点旋全等遇等腰旋顶角,造旋转,造等腰直角旋遇,造等边三角形旋遇自旋转构造方法0000018090906060例题讲解:1. 如图所示,P是等边三角形ABC内的一个点,PA=2,PB=3 2,PC=4,求△ABC的边长。
CABP2. 如图,O是等边三角形ABC内一点,已知:∠AOB=115°,∠BOC=125°,则以线段OA、OB、OC为边构成三角形的各角度数是多少3.如图,P是正方形ABCD内一点,且满足PA:PD:PC=1:2:3,则∠APD= .4.如图(2-1):P是正方形ABCD内一点,点P到正方形的三个顶点A、B、C的距离分别为PA=1,PB=2,PC=3。
求此正方形ABCD面积。
AB CO(2)共旋转(典型的手拉手模型)模型变形:等边三角形共顶点共顶点等腰直角三角形共顶点等腰三角形共顶点等腰三角形例题讲解:1. 已知△ABC 为等边三角形,点D 为直线BC 上的一动点(点D 不与B,C 重合),以AD 为边作菱形ADEF(按A,D,E,F 逆时针排列),使∠DAF=60°,连接CF. (1) 如图1,当点D 在边BC 上时,求证:① BD=CF ‚ ②AC=CF+CD.(2)如图2,当点D 在边BC 的延长线上且其他条件不变时,结论AC=CF+CD 是否成立若不成立,请写出AC 、CF 、CD 之间存在的数量关系,并说明理由; (3)如图3,当点D 在边BC 的延长线上且其他条件不变时,补全图形,并直接写出AC 、CF 、CD 之间存在的数量关系。
2.(13北京中考)在△ABC 中,AB=AC ,∠BAC=α(︒<<︒600α),将线段BC 绕点B 逆时针旋转60°得 到线段BD 。
(1)如图1,直接写出∠ABD 的大小(用含α的式子表示);(2)如图2,∠BCE=150°,∠ABE=60°,判断△ABE 的形状并加以证明; (3)在(2)的条件下,连结DE ,若∠DEC=45°,求α的值。
2.半角模型 说明:旋转半角的特征是相邻等线段所成角含一个二分之一角,通过旋转将另外两个和为二分之一的角拼接在一起,成对称全等。
例题:1.在等腰直角△ABCD 的斜边上取两点M,N,使得45=︒∠MCN ,记AM=m,MN=x,BN=n , 求证以m ,x ,n 为边长的三角形为直角三角形。
m xnBCAMN2.如图,正方形ABCD 的边长为1,AB,AD 上各存在一点P 、 Q ,若△APQ 的周长为2, 求PCQ ∠的度数。
Q P3.E 、F 分别是正方形ABCD 的边BC 、CD 上的点,且45EAF =︒∠,AH EF ⊥,H 为 垂足,求证:AH AB =.4. 已知,正方形ABCD 中,∠MAN=45°,∠MAN 绕点A 顺时针旋转,它的两边分别交CB 、DC (或它们的延长线)于点M 、N ,AH ⊥MN 于点H .CH FED BA(1)如图①,当∠MAN点A旋转到BM=DN时,请你直接写出AH与AB的数量关系:AH=AB;(2)如图②,当∠MAN绕点A旋转到BM≠DN时,(1)中发现的AH与AB的数量关系还成立吗如果不成立请写出理由,如果成立请证明;(3)如图③,已知∠MAN=45°,AH⊥MN于点H,且MH=2,NH=3,求AH的长.(可利用(2)得到的结论)5.已知:正方形ABCD中,∠MAN=45°,∠MAN绕点A顺时针旋转,它的两边分别交CB,DC(或它们的延长线)于点M,N.当∠MAN绕点A旋转到BM=DN时(如图1),易证BM+DN=MN.(1)当∠MAN绕点A 旋转到BM≠DN时(如图2),线段BM,DN和MN之间有怎样的数量关系写出猜想,并加以证明.(2)当∠MAN绕点A旋转到如图3的位置时,线段BM,DN和MN之间又有怎样的数量关系请直接写出你的猜想.6.(14房山2模). 边长为2的正方形ABCD的两顶点A、C分别在正方形EFGH的两边DE、DG上(如图1),现将正方形ABCD绕D点顺时针旋转,当A点第一次落在DF上时停止旋转,旋转过程中,AB边交DF于点M,BC边交DG于点N.(1)求边DA在旋转过程中所扫过的面积;(2)旋转过程中,当MN和AC平行时(如图2),求正方形ABCD旋转的度数;的周长为p,在旋转正方形ABCD的过程中,p值是否有变化请(3)如图3,设MBN证明你的结论.7. (2011石景山一模)已知:如图,正方形ABCD 中,AC ,BD 为对角线,将∠BAC 绕顶点A 逆时针旋转α°(0<α<45),旋转后角的两边分别交BD 于点P 、点Q ,交BC ,CD 于点E 、点F ,连接EF ,EQ . (1)在∠BAC 的旋转过程中,∠AEQ 的大小是否改变若不变写出它的度数;若改变,写出它的变化范围(直接在答题卡上写出结果,不必证明); (2)探究△APQ 与△AEF 的面积的数量关系,写出结论并加以证明.8.已知在ABC △中,90=∠ACB ,26==CB CA ,AB CD ⊥于D ,点E 在直线CD 上,CD DE 21=,点F 在线段AB 上,M 是DB 的中点,直线AE 与直线CF 交于N 点. (1)如图1,若点E 在线段CD 上,请分别写出线段AE 和CM 之间的位置关系和数量关系:___________,___________;(2)在(1)的条件下,当点F 在线段AD 上,且2AF FD =时,求证:45=∠CNE ; (3)当点E 在线段CD 的延长线上时,在线段AB 上是否存在点F ,使得45=∠CNE .若存在,请直接写出AF 的长度;若不存在,请说明理由.M'AB CDEF MNDCBA9.(2014平谷一模24)(1)如图1,点E 、F 分别是正方形ABCD 的边BC 、CD 上的点,∠EAF =45°,连接EF ,则EF 、BE 、FD 之间的数量关系是:EF =BE +FD .连结BD ,交AE 、AF 于点M 、N ,且MN 、BM 、DN 满足222DN BM MN +=,请证明这个等量关系;(2)在△ABC 中, AB =AC ,点D 、E 分别为BC 边上的两点.①如图2,当∠BAC =60°,∠DAE =30°时,BD 、DE 、EC 应满足的等量关系是②如图3,当∠BAC =α,(0°<α<90°),∠DAE =α21时,BD 、DE 、EC 应满足的等量关系是___________.【参考:1cos sin 22=+αα】 注意:2222AM BM DM =+A B CD EF 图1B CDE 图2AB DE 图3AMN(1) 在正方形ABCD 中,AB =AD ,∠BAD =90°,∠ABM =∠ADN=45°.把△ABM 绕点A 逆时针旋转90°得到M AD '∆. 连结M N '.则,,AM AM BM M D =='',︒=∠='∠45ABM M AD ,BAM M DA ∠='∠.∵∠EAF =45°,∴∠BAM +∠DAN =45°,∠DAM′+∠DAF =45°, ︒=∠=∠45'MAN AN M . ∴N AM '∆≌AMN ∆. ∴N M '=MN .在N DM '∆中,︒=∠+∠=∠90''ADM ADN DN M , 222''DM DN N M +=∴222BM DN MN +=(2)① 222EC EC BD BD DE +⋅+=;② 222cos 2EC EC BD BD DE +⋅⋅+=αNM FED CBA3.空翻模型例题: 1.如图,点M 为正三角形ABD 的边AB 所在直线上的任意一点(点B 除外),作60DMN ∠=︒,射线MN 与DBA ∠外角的平分线交于点N ,DM 与MN 有怎样的数量关系N E B M A DGNEB M A D【解析】 猜测DM MN =.过点M 作MG BD ∥交AD 于点G ,AG AM =,∴GD MB =又∵120ADM DMA +∠=∠,120DMA NMB +=∠∠ ∴ADM NMB =∠∠,而120DGM MBN ==∠∠, ∴DGM MBN ∆∆≌,∴DM MN =.2.如图,点M 为正方形ABCD 的边AB 上任意一点,MN DM ⊥且与ABC ∠外角的平分线 交于点N ,MD 与MN 有怎样的数量关系N CDE B M A NCDEB M A【解析】 猜测DM MN =.在AD 上截取AG AM =,∴DG MB =,∴45AGM =∠∴135DGM MBN ==︒∠∠,∴ADM NMB =∠∠, ∴DGM MBN ∆∆≌,∴DM MN =.3.【探究发现】如图1,ABC ∆是等边三角形,60AEF ︒∠=,EF 交等边三角形外角平分线CF 所在的直线于点F .当点E 是BC 的中点时,有AE =EF 成立;【数学思考】某数学兴趣小组在探究AE 、EF 的关系时,运用“从特殊到一般”的数学思想,通过验证得出如下结论:当点E 是直线BC 上(B ,C 除外)任意一点时(其它条件不变),结论AE =EF 仍然成立.假如你是该兴趣小组中的一员,请你从“点E 是线段BC 上的任意一点”;“点E是线段BC 延长线上的任意一点”;“ 点E是线段BC 反向延长线上的任意一点”三种情况中,任选一种情况,在备用图1中画出图形,并进行证明.【拓展应用】当点E 在线段BC 的延长线上时,若CE = BC ,在备用图2中画出图形,并运用上述结论求出:ABC AEF S S ∆∆的值.4.弦图模型外弦图 内弦图 总统图 例题:1.两个全等的30°,60°三角板ADE,BAC,如右下图所示摆放,E 、A 、C 在一条直线上,连接BD,取BD 的 中点M ,连接ME ,MC . (1)求证:△EDM ≌△CAM ;(2)求证:△EMC 为等腰直角三角形.2.如图△ABC 中,已知∠A=90°,AB=AC,BBFAB(1)D为AC中点,AE⊥BD于E,延长AE交BC于F,求证:∠ADB=∠CDF(2)若D,M为AC上的三等分点,如图2,连BD,过A作AE⊥BD于点E,交BC于点F,连MF,判断∠ADB与∠CMF的大小关系并证明.3.(14朝阳二模)已知∠ABC=90°,D是直线AB上的点,AD=BC.(1)如图1,过点A作AF⊥AB,并截取AF=BD,连接DC、DF、CF,判断△CDF的形状并证明;(2)如图2,E是直线BC上的一点,直线AE、CD相交于点P,且∠APD=45°,求证BD=CE.二、对称全等模型下图依次是450、300、、150及有一个角是300直角三角形的对称(翻折),翻折成正方形或者等腰直角三角形、等边三角形、对称全等。