7.5 角度计算中的经典模型【八大题型】(北师大版)(教师版).docx
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1、专题7.5 角度计算中的经典模型【八大题型】【北师大版】【题型1 双垂直模型】1【题型2 A字模型】7【题型3 8字模型】10【题型4 飞镖模型】16【题型5 风筝模型】23【题型6 两内角角平分线模型】29【题型7 两外角角平分线模型】35【题型8 内外角角平分线模型】39【知识点1 双垂直模型】【条件】B=D=ACE=90.【结论】BAC=DCE,ACB=CED.【证明】B=D=ACE=90;BAC+ACB=90;又ECD+ACB=90;BAC=DCE同理,ACB+DCE=90,且CED+DCE=90;ACB=CED,得证.【题型1 双垂直模型】【例1】(2022春建邺区期末)如图,在Rt
2、ABC中,ACB90,D是AB上一点,且ACDB(1)求证:CDAB证明:在RtABC中,ACB90(已知)A+B90(直角三角形两锐角互余)又ACDB(已知)A+ACD90(等量代换)ADC90 (三角形内角和定理)CDAB(2)如图,若BAC的平分线分别交BC,CD于点E,F,求证:AECCFE;(3)如图,若E为BC上一点,AE交CD于点F,BC3CE,AB4AD,SABC36求SCEFSADF的值;四边形BDFE的面积是21【分析】(1)根据直角三角形的性质、三角形内角和定理解答即可;(2)根据角平分线的定义得到CAEBAE,根据三角形的外角性质计算,证明结论;(3)根据三角形的面积公
3、式分别求出SACD、SACE,结合图形计算即可;连接BF,设SADFx,根据三角形的面积公式列出方程,求出x,把x代入计算得到答案【解答】(1)证明:在RtABC中,ACB90(已知)A+B90(直角三角形两锐角互余)又ACDB(已知)A+ACD90(等量代换)ADC90 (三角形内角和定理),CDAB故答案为:直角三角形两锐角互余;三角形内角和定理;(2)证明:AE平分BAC,CAEBAE,AECBAE+B,CFEACD+CAE,AECCFE;(3)解:BC3CE,AB4AD,SABC36,SACD=14SABC9,SACE=13SABC12,SCEFSADFSACESACD1293;连接B
4、F,设SADFx,则SCFE3+x,AB4AD,SBDF3x,BC3CE,SBEF2(x+3)2x+6,x+3+2x+6+3x=3436,解得,x3,四边形BDFE的面积3x+2x+621,故答案为:21【变式1-1】(2022春润州区期末)已知ABC中,ABC90,BD是AC边上的高,AE平分BAC,分别交BC、BD于点E、F求证:BFEBEF【分析】根据角平分线的定义可得BAECAE,再根据等角的余角相等求出BEFAFD,然后根据对顶角相等可得BFEAFD,等量代换即可得解【解答】证明:AE平分BAC,BAECAE,BDAC,ABC90,BAE+BEFCAE+AFD90,BEFAFD,BF
5、EAFD(对顶角相等),BEFBFE【变式1-2】(2022绥棱县校级期中)(1)如图,ABC是锐角三角形,高BD、CE相交于点H,找出BHC和A之间存在何种等量关系;(2)如图,若ABC是钝角三角形,A90,高BD、CE所在的直线相交于点H,把图补充完整,并指出此时(1)中的等量关系是否仍然成立?【分析】(1)根据对顶角的性质,可得BHC与EHD的关系,根据四边形的内角和定理,可得答案;(2)根据对顶角的性质,可得BHC与EHD的关系,根据四边形的内角和定理,可得答案【解答】解:(1)由BHC与EHD是对顶角,得BHCEHD由高BD、CE相交于点H,得ADHAEH90由四边形内角和定理,得A
6、+AEH+EHD+HDA360,A+EHD360AEHHDA3609090180,BHC+A180;(2)如图,由BHC与EHD是对顶角,得BHCEHD由高BD、CE相交于点H,得ADHAEH90由四边形内角和定理,得H+AEH+EHD+HDA360,H+DAE360AEHHDA3609090180,BHC+BAC180【变式1-3】(2022春香洲区期末)如图1,线段ABBC于点B,CDBC于点C,点E在线段BC上,且AEDE(1)求证:EABCED;(2)如图2,AF、DF分别平分BAE和CDE,EH平分DEC交CD于点H,EH的反向延长线交AF于点G求证EGAF;求F的度数【提示:三角形
7、内角和等于180度】【分析】(1)利用同角的余角相等即可证明;(2)想办法证明EAG+AEG90即可解决问题;利用DFADFM+AFM=12CDE+12EAB=12(CDE+EAB)即可解决问题;【解答】解:(1)ABBC,EAB+AEB90,AEED,CED+AEB90,EABCED(2)AF平分BAE,EAG=12EAB,EH平分CED,HED=12CED,EABCED,HEDEAG,HED+AEG90,EAG+AEG90,EGA90,EGAF作FMCDABBC,CDBC,ABCD,FMAB,DFMCDF=12CDE,AFMFAB=12EAB,CDE+CED90,CDE+EAB90,DFA
8、DFM+AFM=12CDE+12EAB=12(CDE+EAB)45【知识点2 A字模型】【条件】ADE与ABC.【结论】AED+ADE=B+C.【证明】根据三角形内角和可得,AED+ADE=180-A,B+C=180-A,AED+ADE=B+C,得证.【题型2 A字模型】【例2】(2022江阴市校级月考)如图是某建筑工地上的人字架这个人字架夹角1120,那么32的度数为60【分析】根据平角的定义求出4,再利用三角形的外角的性质即可解决问题;【解答】解:如图1+4180,1120,460,32+4,32460,故答案为60【变式2-1】(2022春道里区期末)如图,ABC中A115,若图中沿虚线
9、剪去A,则1+2等于()A180B230C290D295【分析】根据题意由三角形内角和可得出B+C65,再根据四边形的内角和可求出1+2【解答】解:A115,B+C65,1+2+B+C360,1+236065295故选:D【变式2-2】(2022武功县期末)如图,点D、E分别在ABC的边AB、AC上,连接DC、DE,在CD上取一点F,连接EF,若1+2180,3B,求证:DEBC【分析】先利用平行线的判定定理判定ABEF,利用平行线的性质定理得到3ADE,利用等量代换得到BADE,最后利用同位角相等,两直线平行判定即可【解答】证明:1+DFE180,1+2180,2DFEABEF3ADE3B,
10、BADEDEBC故答案为:240【变式2-3】(2022春新野县期末)旧知新意:我们容易证明,三角形的一个外角等于与它不相邻的两个内角的和那么,三角形的一个内角与它不相邻的两个外角的和之间存在怎样的数量关系呢?尝试探究:(1)如图1,DBC与ECB分别为ABC的两个外角,试探究A与DBC+ECB之间存在怎样的数量关系?为什么?初步应用:(2)如图2,在ABC纸片中剪去CDE,得到四边形ABDE,1130,则2C50;(3)小明联想到了曾经解决的一个问题:如图3,在ABC中,BP、CP分别平分外角DBC、ECB,P与A有何数量关系?请利用上面的结论直接写出答案P90-12A拓展提升:(4)如图4
11、,在四边形ABCD中,BP、CP分别平分外角EBC、FCB,P与A、D有何数量关系?为什么?(若需要利用上面的结论说明,可直接使用,不需说明理由)【分析】(1)根据三角形的一个外角等于与它不相邻的两个内角的和表示出DBC+ECB,再利用三角形内角和定理整理即可得解;(2)根据(1)的结论整理计算即可得解;(3)表示出DBC+ECB,再根据角平分线的定义求出PBC+PCB,然后利用三角形内角和定理列式整理即可得解;(4)延长BA、CD相交于点Q,先用Q表示出P,再用(1)的结论整理即可得解【解答】解:(1)DBC+ECB180ABC+180ACB360(ABC+ACB)360(180A)180+
12、A;(2)1+2180+C,130+2180+C,2C50;(3)DBC+ECB180+A,BP、CP分别平分外角DBC、ECB,PBC+PCB=12(DBC+ECB)=12(180+A),在PBC中,P180-12(180+A)90-12A;即P90-12A;故答案为:50,P90-12A;(4)延长BA、CD于Q,则P90-12Q,Q1802P,BAD+CDA180+Q,180+1802P,3602P【知识点3 8字模型】【条件】AD、BC相交于点O.【结论】A+B=C+D.(上面两角之和等于下面两角之和)【证明】在ABO中,由内角和定理:A+B+BOA=180,在CDO中,C+D+COD
13、=180,A+B+BOA=180=C+D+COD,由对顶角相等:BOA=CODA+B=C+D,得证.【题型3 8字模型】【例3】(2022春叙州区期末)如图,BP平分ABC交CD于点F,DP平分ADC交AB于点E,若A45,P40,则C的度数为()A30B35C40D45【分析】根据三角形内角和定理,得A+ADGC+GBC,A+ADEP+PBE根据角平分线的定义,得到GBC2PBE,ADG2ADE,进而推断出A+C2P,从而解决此题【解答】解:A+ADG+AGD180,ABC+C+BGC180,A+ADG+AGDABC+C+BGC又AGDBGC,A+ADGC+GBCACGBCADG同理可得,A
14、+ADEP+PBEAPPBEADEBP平分ABC交CD于点F,DP平分ADC交AB于点E,GBC2PBE,ADG2ADEAC2(AP)A+C2P又A45,P40,C35故选:B【变式3-1】(2022春靖江市校级月考)已知,如图,线段AD、CB相交于点O,连结AB、CD,DAB和BCD的平分线AP和CP相交于点P试问P与D、B之间存在着怎样的数量关系,请说明理由【分析】根据“8字形”可得OAB+BOCD+D,1+P2+D,由角平分线的定义可得OAB21,OCD22,整理可得结论【解答】解:2PB+D,理由如下:如图,在AOB和COD中,AOBCOD,OAB+BOCD+D,在AEP和CED中,A
15、EPCED,1+P2+D,AP、CP分别是DAB和BCD的角平分线,OAB21,OCD22,2PB2DD,整理得,2PB+D【变式3-2】(2022春新野县期末)在学习并掌握了平行线的性质和判定内容后,数学老师安排了自主探究内容一利用平行线有关知识探究并证明:三角形的内角和等于180小颖通过探究发现:可以将三角形的三个内角之和转化为一个平角来解决,也就是可以过三角形的一个顶点作其对边的平行线来证明请将下面(1)中的证明补充完整(1)已知:如图1,三角形ABC,求证:BAC+B+C180,证明:过点A作EFBC(2)如图2,线段AB、CD相交于点O,连接AD、CB,我们把形如图2这样的图形称之为
16、“8字形”请利用小颖探究的结论直接写出A、B、C、D之间的数量关系:A+DC+B;(3)在图2的条件下,DAB和BCD的平分线AP和CP相交于点P,并且与CD、AB分别相交于M、N,得到图3,请判断P与D、B之间存在的数量关系,并说明理由【分析】(1)通过作平行线把三角形的内角转移到同一个顶点,然后利用平角的定义解决问题;(2)利用(1)的结论即可求解;(3)利用(2)的结论即可求解【解答】(1)证明:过A作EFBC,EABB,FACC,又EAB+BAC+FAC180,B+C+BAC180;(2)解:根据(1)得A+D+AODC+B+COB180,又AODBOC,A+DC+B;故答案为:A+D
17、C+B;(3)解:2PD+B根据(2)D+DAPP+DCP,PAB+PB+PCB,DAB和BCD的平分线AP和CP相交于点P,DAPPAB,DCPPCB,得:DPPB,2PD+B【变式3-3】(2022春石家庄期中)如图1至图2,在ABC中,BAC,点D在边AC所在直线上,作DE垂直于直线BC,垂足为点E;BM为ABC的角平分线,ADE的平分线交直线BC于点G特例感悟:(1)如图1,延长AB交DG于点F,若BMDG,F30解决问题:ABC60;求证:ACAB;深入探究;(2)如图2,当90,DG与BM反向延长线交于点H,用含的代数式表示BHD45-12;拓展延伸:(3)当点D在直线AC上移动时
18、,若射线DG与射线BM相交,设交点为N,直接写出BND与的关系式【分析】(1)根据平行线的性质和角平分线的定义可得答案;根据平行线的性质得DGCCBM30,再根据垂直的定义和角平分线的定义可得结论;(2)由八字模型可得,BHG和DEG中,BHDEDG+90HBG,再整理可得答案;(3)分情况讨论,分别画出对应图形,再整理即可【解答】解:(1)BMDG,ABMF30,BM为ABC的角平分线,ABC2ABM60,故答案为:60;证明:由得,CBMABM30,BMDG,DGCCBM30,DEBC,EDG60,DG平分ADE,ADF60,A180306090,ACAB;(2)由八字模型可得,BHG和D
19、EG中,BHDEDG+90HBG=12ADE+90(180-12ABC)=12(ADE+ABC)9045-12故答案为:45-12;(3)如图,由八字模型可得,ABM和NMD中,BNDABN+AMDN=12ABC+-12(90ACB)=12(ABC+ACB)+4545+12;如图,由四边形的内角和得,BND36090-12ABC-12ADE270-12(270)135+12;如图,由八字模型可得,BND+ABMADG+DAB,BND=12ADE+(180)-12ABC=12(90ACB)+(180)-12ABC135-12;综上,BND45+12或13512【知识点4 飞镖模型】【条件】四边形
20、ABDC如上左图所示.【结论】D=A+B+C.(凹四边形凹外角等于三个内角和)【证明】如上右图,连接AD并延长到E,则:BDC=BDE+CDE=(B+1)+(2+C)=B+BAC+C.本质为两个三角形外角和定理证明.【题型4 飞镖模型】【例4】(2022春三明期末)探究与思考:(1)如图,BPC是ABP的一个外角,则有结论:BPCA+B成立若点P沿着线段PB向点B运动(不与点B重合),连接PC形成图形,我们称之为“飞镖”图形,那么请你猜想“飞镖”图形中BPC与A、B、C之间存在的数量关系?并证明你的猜想;(2)利用(1)的结论,请你求出五角星(如图)中A+B+C+D+E的值,说明你的理由;(3
21、)若五角星中的点B向右运动,形成如图形状,(2)中的结论还成立吗?请从图中任选一个图形说明理由【分析】(1)连接AP并延长至F,将“飞镖”图形转化为两个三角形,再根据三角形的外角的性质进行解答;(2)两次运用三角形外角的性质得到C+E1,B+D2,相加即可得到A+B+C+D+E180;(3)根据三角形外角的性质可知,在ACG中,AGEA+C,在BDF中,DFEDBF+D,所以,A+C+DBF+D+E180【解答】解:(1)如图,BPCA+B+C,连接AP并延长至F,则有B+BAPBPF,C+CAPCPF,所以B+C+CAP+BAPBPF+CPFBPC,即B+C+ABPC,(2)如图,C+E1,
22、B+D2,则A+B+C+D+EA+1+2180(3)如图,在ACG中,AGEA+C,在BDF中,DFEDBF+D,所以,A+C+DBF+D+EAGE+DFE+E180【变式4-1】(2022春井研县期末)RtABC中,C90,点D、E分别是ABC边AC、BC上的点,点P是一动点令PDA1,PEB2,DPE(1)若点P在线段AB上,如图(1)所示,且60,则1+2150;(2)若点P在线段AB上运动,如图(2)所示,则、1、2之间的关系为 90+;(3)若点P运动到边AB的延长线上,如图(3)所示,则、1、2之间有何关系?猜想并说明理由;(4)若点P运动到ABC形外,如图(4)所示,则、1、2之
23、间有何关系?猜想并说明理由【分析】(1)由平角的定义得出,CDP1801,CEP1802,最后用四边形CDPE的内角和是360即可求得1+2(2)同(1)的方法(3)利用三角形的外角的性质即可得出结论(4)利用外角的性质和对顶角相等即可得出结论【解答】解:(1)由平角的定义知,1+CDP180,2+CEP180,在四边形CDPE中,CDP+PEC+C360,即(1801)+(1802)+C360,1801+1802+90360,1+290+当60时,1+2150故答案为:150(2)由(1)知,1+290+故答案为:90+(3)190+2+理由如下:由三角形的外角的性质知,DMC2+,1C+D
24、MC,1C+(2+),即190+2+(4)290+1理由如下:由三角形的外角的性质知,2CFE+C,1PFD+,CFEPFD,2C1,2C+1,即290+1【变式4-2】(2022春深圳校级期中)平面内的两条直线有相交和平行两种位置关系(1)已知AB平行于CD,如a图,当点P在AB、CD外部时,BPD+DB即BPDBD,为什么?请说明理由如b图,将点P移动到AB、CD内部,以上结论是否仍然成立?若不成立,则BPD、B、D之间有何数量关系?请说明结论;(2)在图b中,将直线AB绕点B逆时针方向旋转一定角度交直线CD于点Q,如图c,则BPD、B、D、BQD之间有何数量关系?(不需证明)(3)根据(
25、2)的结论求图d中A+B+C+D+E+F的度数【分析】(1)利用平行线的性质和三角形的外角即可;利用平行线的特点作出平行线,再利用平行线的性质即可;(2)利用三角形的外角等于与它不相邻的两内角的和即可;(3)利用三角形的外角的性质把角转化到四边形CDHM中,用四边形的内角和即可【解答】解:(1)ABCD,BCOP,COPBPD+D,BBPD+D,即:BPDBD,不成立,结论:BPDB+D,理由:如图b,过点P作PGAB,BBPG,PGAB,CDAB,PGCD,DPGD,BPDBPG+DPGB+D;(2)结论:DPQB+BQD+D,理由:如图c,连接QP并延长,BPG是BPQ的外角,BPGB+B
26、QP,同理:DPGD+DQP,BPDBPG+DPGB+BQP+DQP+DB+BQD+D;(3)如图d,DHM是BFH的外角,DHMB+F,同理:CMHA+E,A+B+C+D+E+FDHM+CMH+C+D360【变式4-3】(2022吉州区期末)探究与发现:如图1所示的图形,像我们常见的学习用品圆规我们不妨把这样图形叫做“规形图”,(1)观察“规形图”,试探究BDC与A、B、C之间的关系,并说明理由;(2)请你直接利用以上结论,解决以下三个问题:如图2,把一块三角尺XYZ放置在ABC上,使三角尺的两条直角边XY、XZ恰好经过点B、C,A40,则ABX+ACX50;如图3,DC平分ADB,EC平分
27、AEB,若DAE40,DBE130,求DCE的度数;如图4,ABD,ACD的10等分线相交于点G1、G2、G9,若BDC133,BG1C70,求A的度数【分析】(1)首先连接AD并延长至点F,然后根据外角的性质,即可判断出BDCA+B+C(2)由(1)可得ABX+ACX+ABXC,然后根据A40,BXC90,求出ABX+ACX的值是多少即可由(1)可得DBEDAE+ADB+AEB,再根据DAE40,DBE130,求出ADB+AEB的值是多少;然后根据DCE=12(ADB+AEB)+DAE,求出DCE的度数是多少即可根据BG1C=110(ABD+ACD)+A,BG1C70,设A为x,可得ABD+
28、ACD133x,解方程,求出x的值,即可判断出A的度数是多少【解答】解:(1)如图(1),连接AD并延长至点F,根据外角的性质,可得BDFBAD+B,CDFC+CAD,又BDCBDF+CDF,BACBAD+CAD,BDCA+B+C;(2)由(1),可得ABX+ACX+ABXC,A40,BXC90,ABX+ACX904050,故答案为:50由(1),可得DBEDAE+ADB+AEB,ADB+AEBDBEDAE1304090,12(ADB+AEB)90245,DCE=12(ADB+AEB)+DAE45+4085;BG1C=110(ABD+ACD)+A,BG1C70,设A为x,ABD+ACD133x
29、110(133x)+x70,13.3-110x+x70,解得x63,即A的度数为63【知识点5 风筝模型】 【条件】四边形ABPC,分别延长AB、AC于点D、E,如上左图所示.【结论】PBD+PCE=A+P.【证明】如上右图,连接AP,则:PBD=PAB+APB,PCE=PAC+APC,PBD+PCE=PAB+APB+PAC+APC=BAC+BPC,得证.【题型5 风筝模型】【例5】(2022春南通期末)如图所示,把一个三角形纸片ABC的三个顶角向内折叠之后(3个顶点不重合),图中1+2+3+4+5+6360【分析】由折叠可知1+2+3+4+5+6等于六边形的内角和减去(BFG+BGF)以及(
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