专题02 全等模型-半角模型(解析版).docx
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- 专题02 全等模型-半角模型解析版 专题 02 全等 模型 半角 解析
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1、专题02 全等模型-半角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,本专题就半角模型进行梳理及对应试题分析,方便掌握。模型1.半角模型【模型解读】过等腰三角形顶点 两条射线,使两条射线的夹角为等腰三角形顶角的一半这样的模型称为半角模型。【常见模型及证法】常见的图形为正方形,正三角形,等腰直角三角形等,解题思路一般是将半角两边的三角形通过旋转到一边合并成新的三角形,从而进行等量代换,然后证明与半角形成的三角形全等,再通过全等的性质得到线段之间的数量关系。半角模型(题中出现角度之间的半角关系)利用旋转证全等得到相关结论.1(2022湖北十堰中考真题)【阅读材料】如
2、图,四边形中,点,分别在,上,若,则【解决问题】如图,在某公园的同一水平面上,四条道路围成四边形已知,道路,上分别有景点,且,若在,之间修一条直路,则路线的长比路线的长少_(结果取整数,参考数据:) 【答案】370【分析】延长交于点,根据已知条件求得,进而根据含30度角的直角三角形的性质,求得,从而求得的长,根据材料可得,即可求解【详解】解:如图,延长交于点,连接,是等边三角形,,在中,中,中,是等腰直角三角形由阅读材料可得,路线的长比路线的长少答案:370【点睛】本题考查了含30度角的直角三角形的性质,勾股定理,理解题意是解题的关键2(2022河北邢台九年级期末)学完旋转这一章,老师给同学们
3、出了这样一道题:“如图1,在正方形ABCD中,EAF45,求证:EFBEDF”小明同学的思路:四边形ABCD是正方形,ABAD,BADC90把ABE绕点A逆时针旋转到的位置,然后证明,从而可得,从而使问题得证(1)【探究】请你参考小明的解题思路解决下面问题:如图2,在四边形ABCD中,ABAD,BD90,直接写出EF,BE,DF之间的数量关系(2)【应用】如图3,在四边形ABCD中,ABAD,BD180,求证:EFBEDF(3)【知识迁移】如图4,四边形ABPC是的内接四边形,BC是直径,ABAC,请直接写出PBPC与AP的关系【答案】(1)BEDFEF(2)证明见解(3)【分析】(1)将AB
4、E绕A点逆时针旋转,旋转角等于BAD得,证明AEF,等量代换即得结论;(2)将ABE绕点A逆时针旋转,旋转角等于BAD,先证明EAF=,再证明AEF,等量代换即得结论;(3)将ABP绕点A逆时针旋转90得到,先利用圆内接四边形的性质证明P,C,在同一直线上,再证明为等腰直角三角形,等量代换即得结论(1)解:结论:BEDFEF,理由如下:证明:将ABE绕点A逆时针旋转,旋转角等于BAD,使得AB与AD重合,点E转到点的位置,如图所示,可知,由ADC+=180知,C、D、共线,BAF+DAF=EAF,+DAF=EAF=,AEF,EF=BE+DF(2)证明:将ABE绕点A逆时针旋转,旋转角等于BAD
5、,使得AB与AD重合,点E转到点的位置,如图所示,由旋转可知,BADC180,点C,D,在同一条直线上,AFAF,即BEDFEF(3)结论:,理由如下:证明:将ABP绕点A逆时针旋转90得到,使得AB与AC重合,如图所示,由圆内接四边形性质得:AC+ACP=180,即P,C,在同一直线上,BC为直径,BAC=90=BAP+PAC=CA+PAC=,为等腰直角三角形,即【点睛】本题考查了旋转与全等三角形的综合应用、直径所对的圆周角是直角、圆内接四边形的性质、等腰直角三角形的判定及性质等知识点解题关键是利用旋转构造全等三角形3(2022福建龙岩九年级期中)(1)【发现证明】如图1,在正方形中,点,分
6、别是,边上的动点,且,求证:小明发现,当把绕点顺时针旋转90至,使与重合时能够证明,请你给出证明过程(2)【类比引申】如图2,在正方形中,如果点,分别是,延长线上的动点,且,则(1)中的结论还成立吗?若不成立,请写出,之间的数量关系_(不要求证明)如图3,如果点,分别是,延长线上的动点,且,则,之间的数量关系是_(不要求证明).(3)【联想拓展】如图1,若正方形的边长为6,求的长【答案】(1)见解析;(2)不成立,结论:;,见解析;(3)【分析】(1)证明,可得出,则结论得证;(2)将绕点顺时针旋转至根据可证明,可得,则结论得证;将绕点逆时针旋转至,证明,可得出,则结论得证;(3)求出,设,则
7、,在中,得出关于的方程,解出则可得解【详解】(1)证明:把绕点顺时针旋转至,如图1,三点共线,;(2)不成立,结论:;证明:如图2,将绕点顺时针旋转至,;如图3,将绕点逆时针旋转至,即故答案为:(3)解:由(1)可知,正方形的边长为6,设,则,在中,解得:,【点睛】本题属于四边形综合题,主要考查了正方形的性质、旋转的性质、全等三角形的判定与性质以及勾股定理的综合应用,解题的关键是作辅助线构造全等三角形,根据全等三角形的对应边相等进行推导4(2022山东省青岛第二十六中学九年级期中)【模型引入】当几何图形中,两个共顶点的角所在角度是公共大角一半的关系,我们称之为“半角模型”【模型探究】(1)如图
8、1,在正方形ABCD中,E、F分别是AB、BC边上的点,且EDF45,探究图中线段EF,AE,FC之间的数量关系【模型应用】(2)如图2,如果四边形ABCD中,ABAD,BADBCD90,EAF45,且BC7,DC13,CF5,求BE的长【拓展提高】(3)如图3,在四边形ABCD中,ABAD,ABC与ADC互补,点E、F分别在射线CB、DC上,且EAFBAD当BC4,DC7,CF1时,CEF的周长等于 (4)如图4,正方形ABCD中,AMN的顶点M、N分别在BC、CD边上,AHMN,且AHAB,连接BD分别交AM、AN于点E、F,若MH2,NH3,DF2,求EF的长(5)如图5,已知菱形ABC
9、D中,B=60,点E、F分别是边BC,CD上的动点(不与端点重合),且EAF=60连接BD分别与边AE、AF交于M、N,当DAF15时,求证:MN2+DN2=BM2【答案】(1)EF=FC+AE,理由见解析;(2)BE=5;(3)13;(4)EF=;(5)见解析【分析】(1)求证DEFDMF,即可推出EF与FM的数量关系;(2)在DC上取一点G,使得DG=BE,证明ABEADG(SAS),推出AE=AG,BAE=DAG,证明AFEAFG(SAS),推出EF=FG,设BE=x,则CG=13-x,EF=FG=18-x,在RtECF中,根据EF2=EC2+CF2,构建方程求出x即可解决问题;(3)证
10、明ADMABE(SAS)和EAFMAF,即可求解;(4)先求出BM,DN,进而求出正方形的边长,再判断出EAF=45,借助探究的结论即可得出结论(5)将ADF绕A顺时针旋转120,AD与AB重合,F转到G,在AG上取AH=AN,连接BH、MH,利用ABHADN和AMHAMN,证明MN=MH,DN=BH,再证明BMH为直角三角形即可【详解】(1)EF=FC+AE,理由如下:证明:将DAE绕点D逆时针旋转90,得到DCM,DAEDCM,DE=DM,AE=CM,ADE=CDM,B、C、M三点共线,EDF=45,ADE+FDC=CDM+FDC=MDF=45,在DEF和DMF中,DEFDMF(SAS),
11、EF=FMEF=FM=FC+CM=FC+AE;(2)解:如图,在DC上取一点G,使得DG=BE,BAD=BCD=90,ABC+D=180,ABE+ABC=180,ABE=D,AB=AD,BE=DG,ABEADG(SAS),AE=AG,BAE=DAG,EAF=45,EAB+BAF=DAG+BAF=45,BAD=90,FAG=FAE=45,AE=AG,AF=AF,AFEAFG(SAS),EF=FG,设BE=x,则EC=EB+BC=x+7,EF=FG=18-x,在RtECF中,EF2=EC2+CF2,52+(7+x)2=(18-x)2,x=5,BE=5;(3)解:在DF上截取DM=BE,D+ABC=
12、ABE+ABC=180,D=ABE,AD=AB,ADMABE(SAS),AM=AE,DAM=BAE;EAF=BAE+BAF=BAD,MAF=BAD,EAF=MAF;AF是EAF与MAF的公共边,EAFMAF,EF=MF;MF=DF-DM=DF-BE,EF=DF-BECEF的周长=CE+EF+FC=BC+BE+DC+CF-BE+CF=BC+CD+2CF=13,故答案为:13;(4)解:四边形ABCD是正方形,AB=AD,ABC=ADC=90,AHMN,AHM=ABC=90,在RtAMB和RtAMH中,RtAMBRtAMH,MAB=MAH,BM=MH=2,同理可证RtANDRtANH,NAD=NA
13、H,DN=NH=3,2MAH+2NAH=90,MAH+NAH=45,MAN=45设正方形的边长为a,CM=a-2,CN=a-3,根据勾股定理得,(a-2)2+(a-3)2=25,a=-1(舍)或a=6,BC=6,BD=6,逆时针旋转ABE至ADG,ABEADG,AE=AG,ABE=ADG=45,GDF=ADG+ADB=90,连接GF,根据勾股定理得,GF2=DG2+DF2=BE2+DF2,ABEADG,AE=AG,BAE=DAG,GAF=DAG+DAF=BAE+DAF=90-EAF=45=EAF,AF=AF,GAFEAF,GF=EF,EF2=BE2+AD2;设EF=x,BD=6,DF=2BE=
14、6-2-x=4-x,(4-x)2+(2)2=x2,解得x=,EF=;(3)将ADF绕A顺时针旋转120,此时AD与AB重合,F转到G,在AG上取AH=AN,连接BH、MH,如图:ADF绕A顺时针旋转得ABG,BAG=DAF,又AH=AN,AB=AD,ABHADN(SAS),DN=BH,ABH=ADN,B=60,且EAF=60BAD=120,DAF+BAE=EAF=60,BAG+BAE=EAF,即MAH=MAN,而AH=AN,AM=AM,AMHAMN(SAS),MN=MH,AMN=AMH,菱形ABCD,B=60,ABD=ADB=30,HBD=ABH+ABD=60,DAF=15,EAF=60,AD
15、M中,DAM=AMD=75,AMN=AMH=75,HMB=180-AMN-AMH=30,BHM=90,BH2+MH2=BM2,DN2+MN2=BM2【点睛】本题是四边形综合题,主要考查了旋转的性质、正方形的性质、等腰直角三角形的性质、全等三角形的判定和性质、勾股定理等知识,解题关键是学会用旋转法添加辅助线,构造全等三角形解决问题,学会利用探究的结论解决新的问题,属于中考压轴题课后专项训练:1(2022重庆市育才中学二模)回答问题(1)【初步探索】如图1:在四边形ABCD中,AB=AD,B=ADC=90,E、F分别是BC、CD上的点,且EF=BE+FD,探究图中BAE、FAD、EAF之间的数量关
16、系小王同学探究此问题的方法是:延长FD到点G,使DG=BE连接AG,先证明ABEADG,再证明AEFAGF,可得出结论,他的结论应是_;(2)【灵活运用】如图2,若在四边形ABCD中,AB=AD,B+D=180E、F分别是BC、CD上的点,且EF=BE+FD,上述结论是否仍然成立,并说明理由;(3)【拓展延伸】知在四边形ABCD中,ABC+ADC=180,AB=AD,若点E在CB的延长线上,点F在CD的延长线上,如图3所示,仍然满足EF=BE+FD,请直接写出EAF与DAB的数量关系【答案】(1)BAE+FAD=EAF;(2)仍成立,理由见解析;(3)EAF=180-DAB【分析】(1)延长F
17、D到点G,使DG=BE,连接AG,可判定ABEADG,进而得出BAE=DAG,AE=AG,再判定AEFAGF,可得出EAF=GAF=DAG+DAF=BAE+DAF,据此得出结论;(2)延长FD到点G,使DG=BE,连接AG,先判定ABEADG,进而得出BAE=DAG,AE=AG,再判定AEFAGF,可得出EAF=GAF=DAG+DAF=BAE+DAF;(3)在DC延长线上取一点G,使得DG=BE,连接AG,先判定ADGABE,再判定AEFAGF,得出FAE=FAG,最后根据FAE+FAG+GAE=360,推导得到2FAE+DAB=360,即可得出结论【详解】解:(1)BAE+FAD=EAF理由
18、:如图1,延长FD到点G,使DG=BE,连接AG,B=ADF=90,ADG=ADF=90,B=ADG=90,又AB=AD,ABEADG(SAS),BAE=DAG,AE=AG,EF=BE+FD=DG+FD=GF,AF=AF,AEFAGF(SSS),EAF=GAF=DAG+DAF=BAE+DAF;故答案为:BAE+FAD=EAF;(2)仍成立,理由:如图2,延长FD到点G,使DG=BE,连接AG,B+ADF=180,ADG+ADF=180,B=ADG,又AB=AD,ABEADG(SAS),BAE=DAG,AE=AG,EF=BE+FD=DG+FD=GF,AF=AF,AEFAGF(SSS),EAF=G
19、AF=DAG+DAF=BAE+DAF;(3)EAF=180-DAB证明:如图3,在DC延长线上取一点G,使得DG=BE,连接AG,ABC+ADC=180,ABC+ABE=180,ADC=ABE,又AB=AD,ADGABE(SAS),AG=AE,DAG=BAE,EF=BE+FD=DG+FD=GF,AF=AF,AEFAGF(SSS),FAE=FAG,FAE+FAG+GAE=360,2FAE+(GAB+BAE)=360,2FAE+(GAB+DAG)=360,即2FAE+DAB=360,EAF=180-DAB【点睛】本题属于三角形综合题,主要考查了全等三角形的判定以及全等三角形的性质的综合应用,解决问
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