专题11 三角形中的重要模型-特殊三角形中的分类讨论模型(教师卷).docx
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1、专题11 三角形中的重要模型-特殊三角形中的分类讨论模型 模型1、等腰三角形中的分类讨论模型【知识储备】凡是涉及等腰三角形边、角、周长、面积等问题,优先考虑分类讨论,再利用等腰三角形的性质与三角形三边关系解题即可。1)无图需分类讨论已知边长度无法确定是底边还是腰时要分类讨论;已知角度数无法确定是顶角还是底角时要分类讨论;遇高线需分高在内和外两类讨论;中线把等腰周长分成两部分需分类讨论。2)“两定一动”等腰三角形存在性问题:即:如图:已知,两点是定点,找一点构成等腰方法:两圆一线具体图解:当时,以点为圆心,长为半径作,点在上(,除外) 当时,以点为圆心,长为半径作,点在上(,除外)当时,作的中垂
2、线,点在该中垂线上(除外)例1(2023春四川成都八年级校考期中)已知等腰三角形的两边长分别是,若,满足,那么它的周长是()A11B13C11或13D11或15【答案】C【分析】由已知等式,结合非负数的性质求、的值,再根据、分别作为等腰三角形的腰,分类求解【详解】解:,解得:,当作腰时,三边为3,3,5,符合三边关系定理,周长为:,当作腰时,三边为3,5,5,符合三边关系定理,周长为:,故选:C【点睛】本题考查了等腰三角形的性质,三角形的三边关系,非负数的性质,关键是根据非负数的性质求、的值,再根据或作为腰,分类求解例2(2023春黑龙江佳木斯八年级校考期中)一个等腰三角形的周长为18cm,且
3、一边长是4cm,则它的腰长为()A4cmB7cmC4cm或7cmD全不对【答案】B【分析】根据等腰三角形的定义,两腰相等,结合三角形的三边关系,进行求解即可【详解】解:当cm为腰长时,则底边长为cm,不符合题意;cm为底边长,等腰三角形的腰长为:;故选B【点睛】本题考查等腰三角形的定义,三角形的三边关系解题的关键是掌握等腰三角形的两腰相等,注意讨论时要根据三角形的三边关系,判断能否构成三角形例3(2023春四川达州八年级校考阶段练习)等腰三角形的一个角是,则它顶角的度数是()AB或C或D【答案】B【分析】根据三角形的内角和为,进行分类讨论即可【详解】解:当底角为时,顶角,当顶角为时,顶角度数,
4、综上:顶角度数为或;故选:B【点睛】本题考查了三角形的内角和为,等腰三角形两底角相等,解题的关键是书熟练掌握相关内容例3(2023四川广安八年级校考期中)等腰三角形的一个外角为,则它的底角为()ABC或D以上都不是【答案】D【分析】等腰三角形的一个外角等于,则等腰三角形的一个内角为,但已知没有明确此角是顶角还是底角,所以应分两种情况进行分类讨论【详解】等腰三角形的一个外角等于,等腰三角形的一个内角为,当为顶角时,其他两角都为、,当为底角时,其他两角为、,所以等腰三角形的底角可以是,也可以是故选:D【点睛】本题考查了等腰三角形的性质和三角形的内角和定理;在解决与等腰三角形有关的问题,由于等腰所具
5、有的特殊性质,很多题目在已知不明确的情况下,要进行分类讨论,才能正确解题,因此,解决和等腰三角形有关的边角问题时,要仔细认真,避免出错例4(2023四川绵阳八年级校考阶段练习)等腰三角形一腰上的高与另一腰的夹角为,则等腰三角形的顶角度数为 【答案】或【分析】要注意分类讨论,等腰三角形可能是锐角三角形也可能是钝角三角形,然后根据三角形的内角和以及三角形的外角的性质即可求解【详解】解:若三角形为锐角三角形时,如图,为高,即, 此时,若三角形为钝角三角形时,如图,为高,即,此时,综上,等腰三角形的顶角的度数为或故答案为:或【点睛】本题主要考查了等腰三角形的性质,三角形外角的性质,三角形内角和定理,解
6、题的关键是根据题意画出图形,并注意分类讨论例5(2023山东滨州八年级校考期末)我们称网格线的交点为格点如图,在6行列的长方形网格中有两个格点A、B,连接,在网格中再找一个格点C,使得是等腰直角三角形,则满足条件的格点C的个数是()A3B4C5D6【答案】C【分析】根据题意,结合图形,分两种情况讨论:为等腰直角底边;为等腰直角其中的一条腰【详解】如图:分情况讨论:为等腰直角底边时,符合条件的格点C点有2个;为等腰直角其中的一条腰时,符合条件的格点C点有3个故共有5个点,故选:C【点睛】本题考查了等腰三角形的性质和判定;解答本题关键是根据题意,画出符合实际条件的图形,数形结合的思想是数学解题中很
7、重要的解题思想例6(2023北京八年级期中)RtABC中,BAC=90,AB=AC=2,以AC为一边在ABC外部作等腰直角三角形ACD,则线段BD的长为_【答案】或或【分析】根据题意分类讨论,分别作出图形,再结合已知条件勾股定理求解即可【详解】解:如图,当时,是等腰直角三角形,,,;如图,当时,过点作,交的延长线于点,是等腰直角三角形, ,又,是等腰直角三角形,在中,在中,在中,;如图,当时,是等腰直角三角形, ,在中,在中,综上所述,的长为:或或故答案为:或或【点睛】本题考查了勾股定理,等腰三角形的性质,分类讨论是解题的关键例7(2023福建南平八年级校考期中)已知ABC中,如果过顶点B的一
8、条直线把这个三角形分割成两个三角形,其中一个为等腰三角形,另一个为直角三角形,则称这条直线为ABC的关于点B的二分割线如图1,RtABC中,显然直线BD是ABC的关于点B的二分割线在图2的ABC中,ABC110,若直线BD是ABC的关于点B的二分割线,则CDB的度数是 【答案】40或90或140【分析】分三种情况讨论,由等腰三角形的性质和直角三角形的性质可求解【详解】解:如图,当DBC=90,AD=BD时,直线BD是ABC的关于点B的二分割线,ABC=110,DBC=90,ABD=20,AD=BD,A=ABD=20,CDB=A+ABD=40; 如图,当BDC=90,AD=BD时,直线BD是AB
9、C的关于点B的二分割线,或当BDC=90,CD=BD时,直线BD是ABC的关于点B的二分割线,;如图,当ABD=90,CD=BD时,直线BD是ABC的关于点B的二分割线,ABC=110,ABD=90,DBC=20,CD=BD,C=DBC=20,BDC=140综上所述:当BDC的度数是40或90或140时,直线BD是ABC的关于点B的二分割线【点睛】本题是三角形综合题,考查了等腰三角形的性质,直角三角形的性质,理解二分割线是本题关键例8(2023四川成都八年级校考期中)如图,A、B两点的坐标分别为,点P是x轴上一点,且为等腰三角形,则点P的坐标为 【答案】或或或【分析】根据等腰三角形的判定,分A
10、B=BP;AB=AP;AP=BP三种情况求解即可【详解】为等腰三角形,当时,如图,或;当时,如图 作于C点,则,当时,如图,作,综上所述:点P的坐标为或或或,故答案为:或或或【点睛】本题考查了等腰三角形的判定与性质、勾股定理、坐标与图形,熟练掌握等腰三角形的判定与性质,灵活运用分类讨论的思想解决问题是解答的关键例9(2023江苏苏州八年级校考期中)如图,中,若点从点出发,以每秒的速度沿折线运动,设运动时间为秒()(1)若点在上,且满足,求此时的值;(2)若点恰好在的角平分线上,求此时的值:(3)在运动过程中,当为何值时,为等腰三角形【答案】(1)(2)或(3)或或或3【分析】(1)设,则,利用
11、勾股定理求出,在中,依据,列方程求解即可得到的值(2)如图所示,当点P在上时,过作于,设,则,在中,依据,列方程求解即可得到的值当点与点重合时,点也在的角平分线上,此时,(3)分四种情况:当在上且时,当在上且时,当在上且时,当在上且时,分别依据等腰三角形的性质即可得到的值【详解】(1)解:如图,设,则,在中,由勾股定理得,解得,;(2)解:如图所示,当点P在上时,过作于,平分,在与中,设,则,在中,由勾股定理得,解得,当点与点重合时,点也在的角平分线上,此时,综上所述,点恰好在的角平分线上,的值为或(3)解:分四种情况:如图,当在上且时,是的中点,即,如图,当在上且时,如图,当在上且时,过作于
12、,在中,由勾股定理得,如图,当在上且时,则,综上所述,当的值为或或或3时,为等腰三角形【点睛】本题属于三角形综合题,考查了角平分线的性质,等腰三角形的性质以及勾股定理的综合运用画出图形,利用分类讨论的思想是解第(3)题的关键例10(2022春四川成都八年级校考期中)如图,在平面直角坐标系内,点O为坐标原点,经过的直线交x轴正半轴于点B,交y轴于点,直线交x轴负半轴于点D,若的面积为(1)求直线的表达式和点D的坐标;(2)横坐标为m的点P在线段上(不与点重合),过点P作x轴的平行线交于点E,设的长为,求y与m之间的函数关系式并直接写出相应的m取值范围;(3)在(2)的条件下,在x轴上是否存在点F
13、,使为等腰直角三角形?若存在求出点F的坐标;若不存在,请说明理由【答案】(1)(2)(3)存在,点F的坐标为或或【分析】(1)据直线交轴正半轴于点,交轴于点,设直线解析式为,把的坐标代入求得的值,从而求得的坐标,再根据三角形的面积建立方程求出的值,求出的值,从而求出点的坐标; (2)直接根据待定系数法求出的解析式,先根据的坐标求出直线的解析式,将点的横坐标代入直线的解析式,求出的纵坐标,将的纵坐标代入直线的解析式就可以求出的横坐标,根据线段的和差关系就可以求出结论;(3)要使为等腰直角三角形,分三种情况分别以点为直角顶点,据等腰直角三角形的性质求出(2)中的值,就可以求出点的坐标【详解】(1)
14、解:,设直线的解析式为,直线经过,直线的解析式为,的面积为,直线的解析式为(2)解:设直线的解析式为,解得直线的解析式为;点P在上,且横坐标为m,轴,E的纵坐标为,代入得,解得,的长;即,;(3)解:在x轴上存在点F,使为等腰直角三角形,当时,如图,有,解得,此时;当时,如图,有,的长等于点E的纵坐标,解得:,点E的横坐标为,;当时,如图,有,作,点R为垂足,同理,点R与点E的纵坐标相同,解得:,点F的横坐标为,综上,在x轴上存在点F使为等腰直角三角形,点F的坐标为或或【点睛】本题考查了等腰直角三角形的性质,三角形的面积公式的运用,待定系数法求一次函数的解析式模型2、直角三角形中的分类讨论模型
15、【知识储备】凡是涉及直角三角形问题,优先考虑直角顶点(或斜边)分类讨论,再利用直角三角形的性质或勾股定理解题即可。1)无图需分类讨论:已知边长度无法确定是直角边还是斜边时要分类讨论;已知无法确定是哪个角是直角时要分类讨论(常见与折叠、旋转中出现的直角三角形)。2)“两定一动”直角三角形存在性问题:(常见于与坐标系综合出题,后续会专题进行讲解)即:如图:已知,两点是定点,找一点构成方法:两线一圆具体图解:当时,过点作的垂线,点在该垂线上(除外) 当时,过点作的垂线,点在该垂线上(除外)。当时,以为直径作圆,点在该圆上(,除外)。例1(2023春河南安阳八年级校考期末)若三角形的两边长为4和5,要
16、使其成为直角三角形,则第三边的长为 【答案】3或/或3【分析】根据勾股定理逆定理:如果三角形两条边的平方和等于第三边的平方,那么这个三角形就是直角三角形,再分5为斜边或第三边为斜边两种情况考虑,即可求出第三边【详解】解:当较大的数5为斜边时,第三边,当第三边为斜边时,第三边,故答案为:3或【点睛】本题考查了勾股定理的逆定理,即如果三角形两条边的平方和等于第三边的平方,那么这个三角形就是直角三角形,熟练掌握勾股定理的逆定理及分情况考虑是解题关键例2(2023春河南郑州八年级校考期中)如图,是的角平分线,是的高,点F为边上一点,当为直角三角形时,则的度数为 【答案】或【分析】分情况讨论:当时,当时
17、,根据角平分线和三角形高线的定义分别求解即可【详解】解:如图所示,当时,是的角平分线,中,;如图,当时,同理可得,综上所述:的度数为或故答案为:或【点睛】本题考查角平分线和高线的定义,三角形外角的性质,三角形内角和定理,掌握分类讨论的思想是解题的关键例3(2022秋河南新乡八年级校考期末)如图,在44的正方形网格中有两个格点A,B,连接AB,在网格中再找一个格点C,使得ABC是等腰直角三角形,则满足条件的格点C的个数是()A1个B2个C3个D4个【答案】C【分析】根据题意,结合图形,分两种情况讨论:AB为等腰直角ABC底边;AB为等腰直角ABC其中的一条腰【详解】解:如图:分情况讨论:AB为等
18、腰直角ABC底边时,符合条件的C点有0个;AB为等腰直角ABC其中的一条腰时,符合条件的C点有3个,都是等腰直角三角形,故共有3个点,故选C【点睛】本题考查了等腰直角三角形的判定;解答本题关键是根据题意,画出符合实际条件的图形,数形结合的思想是数学解题中很重要的解题思想例4(2022江西九江八年级期末)已知在平面直角坐标系中A(2,0)、B(2,0)、C(0,2)点P在x轴上运动,当点P与点A、B、C三点中任意两点构成直角三角形时,点P的坐标为_【答案】(0,0),(,0),(2,0)【分析】因为点P、A、B在x轴上,所以P、A、B三点不能构成三角形再分RtPAC和TtPBC两种情况进行分析即
19、可【详解】解:点P、A、B在x轴上,P、A、B三点不能构成三角形设点P的坐标为(m,0)当PAC为直角三角形时,APC90,易知点P在原点处坐标为(0,0);ACP90时,如图,ACP90AC2PC2AP2,解得,m,点P的坐标为(,0);当PBC为直角三角形时,BPC90,易知点P在原点处坐标为(0,0);BCP90时,BCP90,COPB,POBO2,点P的坐标为(2,0)综上所述点P的坐标为(0,0),(,0),(2,0)【点睛】本题考查了勾股定理及其逆定理,涉及到了数形结合和分类讨论思想解题的关键是不重复不遗漏的进行分类例5(2022秋辽宁丹东八年级校考期中)在ABC中,BAC90,A
20、BAC4,以AC为一边,在ABC外作等腰直角ACD,则线段BD的长为 【答案】或或【分析】根据题意分类讨论,分别作出图形,再结合已知条件勾股定理求解即可【详解】如图,当时,是等腰直角三角形,,如图,当时,过点作,交的延长线于点,是等腰直角三角形, ,又是等腰直角三角形在中,在中,在中,如图,当时,是等腰直角三角形, ,在中,在中,综上所述,的长为:或或【点睛】本题考查了勾股定理,等腰三角形的性质,分类讨论是解题的关键例6.(2023春山东东营八年级校考阶段练习)如图,长方形中,点为射线上的一个动点,若与关于直线对称,若为直角三角形,则的长为 【答案】2或18【分析】分点在线段上,点在线段的延长
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