专题13.9 三角形中的边角关系、命题与证明章末八大题型总结(拔尖篇)(沪科版)(解析版).docx
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1、专题13.9 三角形中的边角关系、命题与证明章末八大题型总结(拔尖篇)【沪科版】【题型1 利用三角形的中线求面积】1【题型2 利用三角形的三边关系求线段的最值或取值范围】7【题型3 利用三角形的三边关系化简或证明】10【题型4 与角平分线有关的三角形角的计算问题】14【题型5 与平行线有关的三角形角的计算问题】23【题型6 与折叠有关的三角形角的计算问题】35【题型7 坐标系中的角度探究问题】45【题型8 有关三角形角度的多结论问题】54【题型1 利用三角形的中线求面积】【例1】(2023春贵州毕节八年级统考期末)如图,在ABC中,AG=BG,BD=DE=EC,CF=4AF,若四边形DEFG的
2、面积为28,则ABC的面积为()A60B56C70D48【答案】A【分析】连接CG、BF,过点F作FMAB于点M,设SAFG=a,根据同高的三角形的面积的比等于底边的比,分别得到SAFB=2a、SBCF=8a、SABC=10a、SCFE=83a、SACG=SBCG=5a、SBDG=53a,再根据四边形DEFG的面积,求出a=6,即可得出ABC的面积【详解】解:连接CG、BF,过点F作FMAB于点M,设SAFG=a,SAFG=12AGFM,SFGB=12BGFM,AG=BG,SAFG=SFGB=a,SAFB=2a,CF=4AF,同理可得:SBCF=4SAFB,SBCF=8a,SABC=SAFB+
3、SBCF=2a+8a=10a,BD=DE=EC,BC=3EC,同理可得:SCFE=13SBFC=83a,G是AB的中点,同理可得:SACG=SBCG=5a,BD=DE=EC,BC=3BD,同理可得:SBDG=13SBCG=53a,四边形DEFG的面积为28,S四边形DEFG=SABC-SAFG-SCFE-SBDG=10a-a-83a-53a=143a=28,a=6,SABC=10a=106=60,故选:A【点睛】本题主要考查了三角形的中线的性质,掌握三角形的中线的性质是解题关键【变式1-1】(2023秋黑龙江哈尔滨八年级校考期末)如图,在ABC中,BF=2FD,EF=FC,若BEF的面积为4,
4、则四边形AEFD的面积为 【答案】14【分析】根据等底等高的三角形面积相等即可解决问题【详解】解:如图,连接AF,EF=FC,BEF的面积为4,SBFC=4,BF=2FD,SDFC=12SBFC=2,EF=FC,SAEF=SAFC=SADF+2,BF=2FD,SABF=2SADF,SAEF+SBEF=2SADF,SADF+2+4=2SADF,解得SADF=6,SAEF=6+2=8,S四边形AEFD=SADF+SAEF=6+8=14故答案为:14【点睛】本题主要考查了根据三角形的中线求面积,解决本题的关键是掌握等底等高的三角形面积相等【变式1-2】(2023春江苏连云港八年级统考期末)如图,点C
5、为直线AB外一动点,AB=6,连接CA、CB,点D、E分别是AB、BC的中点,连接AE、CD交于点F,当四边形BEFD的面积为5时,线段AC长度的最小值为 【答案】5【分析】如图:连接BF,过点C作CHAB于点H,根据三角形中线的性质求得SABC=15,从而求得CH=5,利用垂线段最短求解即可【详解】解:如图:连接BF,过点C作CHAB于点H,点D、E分别是AB、BC的中点,SABE=SACE=12SABC=SADC=SBDC,SAFD=SBFD,SCEF=SBEF,SCEF+S四边形BDFE=SCEF+SACF,SAFD+SCEF=SBEF+SBFD=S四边形BDFE=5,S四边形BDFE=
6、SACF=5,SABC=SACF+S四边形BDFE+SAFD+SCEF=15,12CHAB=15,CH=5,又点到直线的距离垂线段最短,ACCH=5,AC的最小值为5故答案为:5【点睛】本题考查了三角形中线的性质、垂线段最短等知识点,正确作出辅助线、利用中线分析三角形的面积关系是解题的关键【变式1-3】(2023春江苏盐城八年级统考期末)【问题情境】苏科版数学课本八年级下册上有这样一道题:如图1,AD是ABC的中线,ABC与ABD的面积有怎样的数量关系?小旭同学在图1中作BC边上的高AE,根据中线的定义可知BD=CD又因为高AE相同,所以SABD=SACD,于是SABC=2SABD据此可得结论
7、:三角形的一条中线平分该三角形的面积【深入探究】(1)如图2,点D在ABC的边BC上,点P在AD上若AD是ABC的中线,求证:SAPB=SAPC;若BD=3DC,则SAPB:SAPC=_【拓展延伸】(2)如图3,分别延长四边形ABCD的各边,使得点A、B、C、D分别为DH、AE、BF、CG的中点,依次连结E、F、G、H得四边形EFGH求证:SHDG+SFBE=2S四边形ABCD;若S四边形ABCD=3,则S四边形EFGH=_【答案】(1)证明见解析;3:1;(2)证明见解析;15【分析】(1)根据中线的性质可得SADB=SADC,点D为BC的中点,推得PD是PBC的中线,SPDB=SPDC,即
8、可证明SAPB=SAPC;设ABC边BC上的高为h,根据三角形的面积公式可得SADB=12BDh,SADC=12DCh,即可推得SADB=3SADC,同理推得SPDB=3SPDC,即可求得SAPB=3SAPC,即可证明SAPB:SAPC=3:1;(2)连接AG,AC,CE,根据中线的判定和性质可得SGAH=SGAD=12SGHD,SCBA=SCBE=12SCAE,SECF=SECB=12SEFB,SADC=SADG=12SACG,推得SADC=SADG=12SGHD,SCBA=SCBE=12SEFB,即可求得S四边形ABCD=12SGHD+SEFB,即可证明SHDG+SFBE=2S四边形ABC
9、D,由可得SHDG+SFBE=2S四边形ABCD,同理可证得SHEA+SFGC=2S四边形ABCD,根据S四边形EFGH=SHDG+SFBE+SHEA+SFGC+S四边形ABCD,即可推得S四边形EFGH=5S四边形ABCD,即可求解【详解】(1)证明:AD是ABC的中线,SADB=SADC,点D为BC的中点,PD是PBC的中线,SPDB=SPDC,SADB-SPDB=SADC-SPDC,即SAPB=SAPC;SAPB:SAPC=3:1,解:设ABC边BC上的高为h,则SADB=12BDh,SADC=12DCh,BD=3DC,SADB=3SADC,同理SPDB=3SPDC,则SADB-SPDB
10、=3SADC-3SPDC,即SAPB=3SAPC,SAPB:SAPC=3:1(2)证明:连接AG,AC,CE,如图:点A、B、C、D分别为DH、AE、BF、CG的中点,AG,BC,CE,DA分别为GHD,CAE,EFB,ACG的中位线,SGAH=SGAD=12SGHD,SCBA=SCBE=12SCAE,SECF=SECB=12SEFB,SADC=SADG=12SACG,SADC=SADG=12SGHD,SCBA=SCBE=12SEFBS四边形ABCD=SADC+SCBA=12SGHD+12SEFB=12SGHD+SEFB,即SHDG+SFBE=2S四边形ABCD;15,解:由可得SHDG+SF
11、BE=2S四边形ABCD,同理可证得SHEA+SFGC=2S四边形ABCD,S四边形EFGH=SHDG+SFBE+SHEA+SFGC+S四边形ABCD,即S四边形EFGH=5S四边形ABCD,S四边形ABCD=3,S四边形EFGH=53=15【点睛】本题考查了中位线的判定和性质,三角形的面积公式,掌握三角形的一条中线把原三角形分成两个等底同高的三角形是题的关键 【题型2 利用三角形的三边关系求线段的最值或取值范围】【例2】(2023春河北保定八年级统考期末)如图,AOBa【答案】A【分析】根据OMP的形状,大小是唯一确定的,结合三角形的三边关系进行分析即可【详解】解:过点M作MNOA交OA于点
12、N,作点O关于MN的对称点D,如图:点M到射线OA的距离为a,MN=a,MN垂直平分OD,MD=MO=6,当ax6时,即点P在点D的右侧,故能唯一确定OMP;综上,若OMP的形状,大小是唯一确定的,则x的取值范围是x=a或x6故选:A【点睛】本题考查了三角形的三边关系,熟练掌握三角形的三边关系是解题的关键【变式2-1】(2023秋安徽合肥八年级统考期末)不等边ABC的两条高的长度分别为4和12,若第三条高也为整数,那么它的长度最大值是 【答案】5【分析】根据三角形三边关系及三角形面积相等即可求出要求高的整数值【详解】解:因为不等边ABC的两条高的长度分别为4和12,根据面积相等可设 ABC的两
13、边长为3x,x;因为 3x412x(2倍的面积),面积S6x,因为知道两条边的假设长度,根据两边之和大于第三边,两边之差小于第三边可得:2x第三边长度4x,因为要求高的最大长度,所以当第三边最短时,在第三边上的高就越长,S12第三边的长高,6x122x高,6x124x高,6高3,是不等边三角形,且高为整数,高的最大值为5,故答案为:5【点睛】本题考查了三角形三边关系及三角形的面积,难度较大,关键是掌握三角形任意两边之和大于第三边,三角形的任意两边差小于第三边【变式2-2】(2023秋安徽八年级期末)一个三角形的两边长分别为5和7,设第三边上的中线长为x,则x的取值范围是()Ax5Bx7C2x1
14、2D1x12AB+BC+AC.(2)AB+AC+BCOA+OB+OC.(3)若A,B,C为三个城镇,AB+AC+BC=10 km,要在ABC内建造供水站O向三个城镇按如图路线供水,则所需供水管长度应满足什么条件?【答案】(1)见解析;(2)见解析;(3)水管长度应在5km到10km之间.【分析】(1)在AOB、AOC、BOC中,分别有OA+OBAB,OA+OCAC, BO+OCBC,三个式子相加即可证得要求(2)AB+ACOB+OC,AB+BCOA+OC,AC+BCOA+OB,三个式子相加即可证得要求(3)由AB+AC+BC=10km,点O为ABC内一点,及(1)(2)可知12AB+BC+AC
15、OA+OB+OCAB+BC+AC,所以5kmOA+OB+OCAB,在AOC中,OA+OCAC,在BOC中,BO+OCBC.由+,得2OA+OB+OCAB+AC+BC.故OA+OB+OC12AB+BC+AC.(2)AB+ACOB+OC,同理,AB+BCOA+OC,AC+BCOA+OB.由+,得2AB+AC+BC2OA+OB+OC,即AB+AC+BCOA+OB+OC.(3)由AB+AC+BC=10km,点O为ABC内一点,及(1)(2)知12AB+BC+ACOA+OB+OCAB+BC+AC5kmOA+OB+OC2BD,理由见解析(2)AB+ACPB+PC,理由见解析(3)AB+ACBD+DE+CE
16、,理由见解析【分析】(1)利用三角形的两边之和大于第三边解题即可;(2)在ABD和PDC中,利用三角形的两边之和大于第三边解题即可;(3)延长BD交CE的延长线于G,交AC于点F,在ABF、GFC和DEG中,利用三角形的两边之和大于第三边解题即可【详解】(1)解:AB+BC+CA2BD,理由为:AB+ADBD,BC+CDBD,AB+AD+BC+CDBD+BD即:AB+BC+CA2BD(2)AB+ACPB+PC,理由为:在ABD中,AB+ADBP+PD,在PDC中,PD+DCPC,两式相加得:AB+AD+PD+DCBP+PD+PC即:AB+ACPB+PC(3)AB+ACBD+DE+CE,理由为:
17、如图,延长BD交CE的延长线于G,交AC于点F,在ABF中,AB+AFBD+DG+GF,在GFC中,GF+AC-AFGE+EC,DEG中,DG+GEDE,+得:AB+ACBD+DE+CE【点睛】本题考查三角形的三边关系,熟练掌握三角形的三遍之间的关系是解题的关键【变式3-3】(2023春六年级单元测试)如图,草原上有四口油井,位于四边形ABCD的四个顶点上,现在要建立一个维修站H,试问H建在何处,才能使它到四口油井的距离之和HA+HB+HC+HD最小,说明理由【答案】H建在AC、BD的交点处,理由见解析【分析】连接AC、BD相交于点H,任取一点H,连接HA、HB、HC、HD,根据三角形三边关系
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