专题04 全等三角形中的对角互补模型(解析版).docx
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- 专题04 全等三角形中的对角互补模型解析版 专题 04 全等 三角形 中的 对角 互补 模型 解析
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1、专题04 全等三角形中的对角互补模型 【模型展示】特点如图,在四边形ABCD中,1+2180,BABC,连接BD,延长DA至E,使得AE=DC,则有以下结论成立:BAEBCD【证明】证明:1+2180,BAD+C180,BAE=BCD在BAE和BCD中AE=CDBAE=BCDAB=BC BAEBCD(SAS)结论BAEBCD【模型证明】解决方案【结论一】(对角互补含90角)如图,在四边形ABCD中,1=90,290,BABC,连接BD,延长DA至E,使得AE=DC,则有以下结论成立:BAEBCD;BED为等腰Rt【证明】证明:证明:1+2180,BAD+C180,BAE=BCD在BAE和BCD
2、中 AE=CDBAE=BCDAB=BC BAEBCD(SAS)证明:BAEBCDEBA=DBC,BE=BD DBC+ABD90 EBA+ABDEBD90 EBD为等腰Rt【结论二】(对角互补含60角)如图,在四边形ABCD中,1=60,2120,BABC,连接BD,延长DA至E,使得AE=DC,则有以下结论成立:BAEBCD;BED为等边【证明】证明:证明:1+2180,BAD+C180,BAE=BCD在BAE和BCD中 AE=CDBAE=BCDAB=BC BAEBCD(SAS)证明:BAEBCDEBA=DBC,BE=BD DBC+ABD60 EBA+ABDEBD60EBD为等边【题型演练】一
3、、单选题1RtABC中,AB=AC,点D为BC中点MDN=90,MDN绕点D旋转,DM、DN分别与边AB、AC交于E、F两点下列结论(BE+CF)=BC,ADEF,ADEF,AD与EF可能互相平分,其中正确结论的个数是【】A1个B2个C3个D4个【答案】C【详解】解:RtABC中,AB=AC,点D为BC中点MDN=90,AD =DC,EAD=C=45,EDA=MDNADN =90ADN=FDCEDAFDC(ASA)AE=CFBE+CF= BE+ AE=AB在RtABC中,根据勾股定理,得AB=BC(BE+CF)=BC结论正确设AB=AC=a,AE=b,则AF=BE= ab结论正确如图,过点E作
4、EIAD于点I,过点F作FGAD于点G,过点F作FHBC于点H,ADEF相交于点O四边形GDHF是矩形,AEI和AGF是等腰直角三角形,EOEI(EFAD时取等于)=FH=GD,OFGH(EFAD时取等于)=AGEF=EOOFGDAG=AD结论错误EDAFDC,结论错误又当EF是RtABC中位线时,根据三角形中位线定理知AD与EF互相平分结论正确综上所述,结论正确故选C二、填空题2如图,在RtABC和RtBCD中,BACBDC90,BC8,ABAC,CBD30,BD4,M,N分别在BD,CD上,MAN45,则DMN的周长为_【答案】4+4【分析】将ACN绕点A逆时针旋转,得到ABE,由旋转得出
5、NAE90,ANAE,ABEACD,EABCAN,求出EAMMAN,根据SAS推出AEMANM,根据全等得出MNME,求出MNCN+BM,解直角三角形求出DC,即可求出DMN的周长BD+DC,代入求出即可【详解】将ACN绕点A逆时针旋转,得到ABE,如图:由旋转得:NAE90,ANAE,ABEACD,EABCAN,BACD90,ABD+ACD3609090180,ABD+ABE180,E,B,M三点共线,MAN45,BAC90,EAMEAB+BAMCAN+BAMBACMAN904545,EAMMAN,在AEM和ANM中,AEMANM(SAS),MNME,MNCN+BM,在RtBCD中,BDC9
6、0,CBD30,BD4,CDBDtanCBD4,DMN的周长为DM+DN+MNDM+DN+BM+CNBD+DC4+4,故答案为4+4【点睛】此题主要考查利用三角形全等的性质和解直角三角形,进行等量转换,关键是做辅助线.3如图,在四边形中,于,则的长为_【答案】【分析】过点B作 交DC的延长线交于点F,证明 推出,可得,由此即可解决问题;【详解】解:过点B作交DC的延长线交于点F,如右图所示, , , ,即,故答案为【点睛】本题考查全等三角形的判定和性质,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,属于中考常考题型三、解答题4(1)如图(1)点P是正方形ABCD的边CD上一点(点P与
7、点C,D不重合),点E在BC的延长线上,且CE=CP,连接BP,DE求证:BCPDCE;(2)直线EP交AD于F,连接BF,FC点G是FC与BP的交点若CD=2PC时,求证:BPCF;若CD=nPC(n是大于1的实数)时,记BPF的面积为S1,DPE的面积为S2求证:S1=(n+1)S2【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析;证明见解析【分析】(1)由SAS即可证明BCPDCE(2)在(1)的基础上,再证明BCPCDF,进而得到FCD+BPC=90,从而证明BPCF;设CP=CE=1,则BC=CD=n,DP=CDCP=n1,分别求出S1与S2的值,得,所以S1=(n+1)S2结论成立【详解
8、】证明:(1)在BCP与DCE中,BCPDCE(SAS)(2)CP=CE,PCE=90,CPE=45,FPD=CPE=45,PFD=45,FD=DPCD=2PC,DP=CP,FD=CP在BCP与CDF中,BCPCDF(SAS),FCD=CBPCBP+BPC=90,FCD+BPC=90,PGC=90,即BPCF设CP=CE=1,则BC=CD=n,DP=CDCP=n1易知FDP为等腰直角三角形,FD=DP=n1S1=(n+1)S2【点睛】本题是几何综合题,考查了正方形的性质、全等三角形的判定与性质、等腰直角三角形、图形的面积等知识点,试题的综合性强,难度较大5已知,ABC是边长为4cm的等边三角形
9、,点P,Q分别从顶点A,B同时出发,沿线段AB,BC运动,且它们的速度均为1cm/s当点P到达点B时,P、Q两点停止运动设点P的运动时间为t(s)(1)如图1,连接AQ、CP,相交于点M,则点P,Q在运动的过程中,CMQ会变化吗?若变化,则说明理由;若不变,请求出它的度数(2)如图2,当t为何值时,PBQ是直角三角形?(3)如图3,若点P、Q在运动到终点后继续在射线AB、BC上运动,直线AQ、CP交点为M,请直接写出CMQ度数【答案】(1)不变,60;(2)或;(3)120【分析】(1)通过证ABQCAP得到BAQ=ACP,所以由三角形外角定理得到CMQ=ACP+CAM=BAQ+CAM=BAC
10、=60;(2)需要分类讨论:分PQB=90和BPQ=90两种情况;(3)通过证ABQCAP得到BAQ=ACP,所以由三角形外角定理得到CMQ=BAQ+APC=ACP+APC=180-BAC=120【详解】(1)不变在ABQ与CAP中,ABQCAP(SAS), BAQ=ACP,CMQ=ACP+CAM=BAQ+CAM=BAC=60;(2)设时间为t,则AP=BQ=t,PB=4-t,当PQB=90时,B=60,PB=2BQ, 4-t=2t,;当BPQ=90时,B=60,BQ=2BP, t=2(4-t),t=; 当第秒或第秒时,PBQ为直角三角形;(3)在ABQ与CAP中,ABQCAP(SAS), B
11、AQ=ACP,CMQ=BAQ+APC=ACP+APC=180-BAC=120【点睛】本题考查了等边三角形的性质,全等三角形的判定与性质,掌握全等三角形的判定与性质是解题的关键6如图1,在等腰直角三角形ABC中,ABAC,BAC90,点E,F分别为AB,AC的中点,H为线段EF上一动点(不与点E,F重合),过点A作AGAH且AGAH,连接GC,HB(1)证明:AHBAGC;(2)如图2,连接GF,HG,HG交AF于点Q证明:在点H的运动过程中,总有HFG90;当AQG为等腰三角形时,求AHE的度数【答案】(1)见解析;(2)见解析;当AQG为等腰三角形时,AHE的度数为67.5或90【分析】(1
12、)根据SAS可证明AHBAGC;(2)证明AEHAFG(SAS),可得AFG=AEH=45,从而根据两角的和可得结论;分两种情况:i)如图3,AQ=QG时,ii)如图4,当AG=QG时,分别根据等腰三角形的性质可得结论【详解】(1)证明:如图1,由旋转得:AH=AG,HAG=90,BAC=90,BAH=CAG,AB=AC,ABHACG(SAS);(2)证明:如图2,在等腰直角三角形ABC中,BAC=90,ABC=ACB=45,点E,F分别为AB,AC的中点,EF是ABC的中位线,EFBC,AE=AB,AF=AC,AE=AF,AEF=ABC=45,AFE=ACB=45,EAH=FAG,AH=AG
13、,AEHAFG(SAS),AFG=AEH=45,HFG=45+45=90;分两种情况:i)如图3,AQ=QG时,AQ=QG,QAG=AGQ,AGAH且AG=AH,AHG=AGH=45,AHG=AGH=HAQ=QAG=45,EAH=FAH=45,AE=AF,AH=AH,AEHAFH(SAS),AHE=AHF,AHE+AHF=180,AHE=AHF=90;ii)如图4,当AG=QG时,GAQ=AQG,AEH=AGQ=45,GAQ=AQG=67.5,EAQ=HAG=90,EAH=GAQ=67.5,AHE=AQG=67.5;H为线段EF上一动点(不与点E,F重合),不存在AG=AQ的情况综上,当AQG
14、为等腰三角形时,AHE的度数为67.5或90【点睛】本题是三角形的综合题,考查了旋转的性质,等腰直角三角形的性质和判定,等腰三角形的性质和判定,也考查了全等三角形的判定与性质,第二问要注意分类讨论,不要丢解7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
15、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FD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
16、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: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=
17、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=GAF=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,ADGA
18、BE(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角相等进行推导变形解题时注意:同角的补角相等8在内有一点,过点分别作,垂足分别为,且,点,分别在边和上(1)如图1,若,请说明;(2)如图2,若,猜想,具有的数量
19、关系,并说明你的结论成立的理由【答案】(1)见解析;(2),见解析【分析】(1)根据题目中的条件和,可以证明,从而可以得到;(2)作辅助线,过点作,交于点,从而可以得到,然后即可得到,再根据题目中的条件可以得到,即可得到,然后即可得到,具有的数量关系【详解】解:(1),在和中,;(2),理由:过点作,交于点,在和中,在和中,【点睛】本题考查全等三角形的判定、解答本题的关键是明确题意,利用数形结合的思想解答9如图1,在四边形ABCD中,AB=AD,B+ADC=180,点E,F分别在四边形ABCD的边BC,CD上,EAF=BAD,连接EF,试猜想EF,BE,DF之间的数量关系(1)思路梳理将ABE
20、绕点A逆时针旋转至ADG,使AB与AD重合,由B+ADC=180,得FDG=180,即点F,D,G三点共线,易证AFGAFE,故EF,BE,DF之间的数量关系为_;(2)类比引申如图2,在图1的条件下,若点E,F由原来的位置分别变到四边形ABCD的边CB,DC延长线上,EAF=BAD,连接EF,试猜想EF,BE,DF之间的数量关系,并给出证明(3)联想拓展如图3,在ABC中,BAC=90,AB=AC,点D,E均在边BC上,且DAE=45,若BD=1,EC=2,直接写出DE的长为_.【答案】(1)EFBEDF;(2)EFDFBE;证明见解析;(3).【分析】(1)将ABE绕点A逆时针旋转至ADG
21、,使AB与AD重合,首先证明F,D,G三点共线,求出EAFGAF,然后证明AFGAFE,根据全等三角形的性质解答;(2)将ABE绕点A逆时针旋转,使AB与AD重合,得到ADE,首先证明E,D,F三点共线,求出EAFEAF,然后证明AFEAFE,根据全等三角形的性质解答;(3)将ABD绕点A逆时针旋转至ACD,使AB与AC重合,连接ED,同(1)可证AEDAED,求出ECD90,再根据勾股定理计算即可【详解】解:(1)将ABE绕点A逆时针旋转至ADG,使AB与AD重合,BADC180,FDG180,即点F,D,G三点共线,BAEDAG,EAFBAD,EAFGAF,在AFG和AFE中,AFGAFE
22、,EFFGDGDFBEDF;(2)EFDFBE;证明:将ABE绕点A逆时针旋转,使AB与AD重合,得到ADE,则ABEADE,DAEBAE,AEAE,DEBE,ADEABE,ABCADC180,ABCABE180,ADEADC,即E,D,F三点共线,EAFBAD,EAFBAD(BAFDAE)BAD(BAFBAE)BADEAFBAD,EAFEAF,在AEF和AEF中,AFEAFE(SAS),FEFE,又FEDFDE,EFDFBE;(3)将ABD绕点A逆时针旋转至ACD,使AB与AC重合,连接ED,同(1)可证AEDAED,DEDEACBBACD45,ECD90,在RtECD中,ED,即DE,故答
23、案为:【点睛】本题考查的是旋转变换的性质、全等三角形的判定和性质以及勾股定理等知识,灵活运用利用旋转变换作图、掌握全等三角形的判定定理和性质定理是解题的关键10五边形ABCDE中,求证:AD平分CDE【答案】见解析【分析】延长DE至F,使得,连接AC,易证ABCAEF,得到,然后证明ADCADF即可解决问题【详解】延长DE至F,使得,连接AC.,ABCAEF,ADCADF,即AD平分CDE【点睛】本题主要考查全等三角形的判定与性质,根据题意作出辅助线构造全等三角形是解题关键.11探究问题:(1)方法感悟:如图,在正方形ABCD中,点E,F分别为DC,BC边上的点,且满足BAF45,连接EF,求
24、证DEBFEF感悟解题方法,并完成下列填空:将ADE绕点A顺时针旋转90得到ABG,此时AB与AD重合,由旋转可得:ABAD,BGDE,12,ABGD90,ABGABF9090180,因此,点G,B,F在同一条直线上EAF4523BADEAF90454512,1345即GAF_又AGAE,AFAEGAF_EF,故DEBFEF(2)方法迁移:如图,将RtABC沿斜边翻折得到ADC,点E,F分别为DC,BC边上的点,且EAFDAB试猜想DE,BF,EF之间有何数量关系,并证明你的猜想【答案】(1)EAF、EAF、GF;(2)DEBFEF.【分析】(1)利用角之间的等量代换得出GAF=FAE,再利用
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