专题15三角形之“8”字模型-【压轴必刷】2023年中考数学压轴大题之经典模型培优案(解析版).docx
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1、【压轴必刷】2023年中考数学压轴大题之经典模型培优案专题15三角形之“8”字模型解题策略模型1:角的8字模型如图所示,AC、BD相交于点O,连接AD、BC 结论:ADBC模型2 边的“8”字模型如图所示,AC、BD相交于点O,连接AD、BC结论AC+BDAD+BC 模型分析 OA+ODAD, OB+OCBC, 由+得: OA+OD+OB+OCBC+AD 即:AC+BDAD+BC.经典例题【例1】(2021西湖区校级三模)如图,D,E为GCF中GF边上两点,过D作ABCF交CE的延长线于点A,AECE(1)求证:ADECFE;(2)若GB4,BC6,BD2,求CF的长【分析】(1)先由ABCF
2、得到FADE,AECF,然后结合AECE得到ADECFE;(2)由ABCF得到GBDGCF,然后由相似三角形的性质得到CF的长【解答】(1)证明:ABCF,FADE,AECF,在ADE和CFE中,ADECFE(AAS)(2)解:ABCF,GBDGCF,GB4,BC6,GCGB+BC10,BD2,CF5【例2】(2021秋阜阳月考)如图,在ABC和ADE中,ABAC,ADAE,BACDAE,连接BD,CE,BD与CE交于点O,BD与AC交于点F(1)求证:BDCE(2)若BAC48,求COD的度数(3)若G为CE上一点,GEOD,AGOC,且AGBD,求证:BDAC【分析】(1)根据ABAC,A
3、DAE,BACEAD,从而得出BADCAE,即可得出BADCAE,进而可以解决问题;(2)结合(1)证明COFBAC48,进而可以解决问题;(3)连接AO,证明ADOAEG,可得AGAO,DAOEAG,然后证明COFOAG,根据AGBD,可得AOFOAG,再根据等腰三角形的性质即可解决问题【解答】(1)证明:BACDAE,BAC+CADDAE+CAD,即BADCAE,在BAD与CAE中,BADCAE(SAS),BDCE;(2)解:BADCAE,ABDACE,AFBCFO,COFBAC48,COD180COF18048132,答:COD的度数为132(3)证明:如图,连接AO,BADCAE,AD
4、BAEC,ADAE,GEOD,在ADO和AEG中,ADOAEG(SAS),AGAO,DAOEAG,AGOC,OAOC,OAGDAO+DAG,OAGEAG+DAGDAEBAC,由(2)知:COFBAC,COFOAG,AGBD,AOFOAG,COFAOF,OAOC,BDAC【例3】(2020秋青岛期末)阅读材料,回答下列问题:【材料提出】“八字型”是数学几何的常用模型,通常由一组对顶角所在的两个三角形构成【探索研究】探索一:如图1,在八字型中,探索A、B、C、D之间的数量关系为 A+BC+D;探索二:如图2,若B36,D14,求P的度数为 25;探索三:如图3,CP、AG分别平分BCE、FAD,A
5、G反向延长线交CP于点P,则P、B、D之间的数量关系为 P【模型应用】应用一:如图4,延长BM、CN,交于点A,在四边形MNCB中,设M,N,+180,四边形的内角MBC与外角NCD的角平分线BP,CP相交于点P,则A+180(用含有和的代数式表示),P(用含有和的代数式表示)应用二:如图5,在四边形MNCB中,设M,N,+180,四边形的内角MBC与外角NCD的角平分线所在的直线相交于点P,P(用含有和的代数式表示)【拓展延伸】拓展一:如图6,若设Cx,By,CAPCAB,CDPCDB,试问P与C、B之间的数量关系为 P(用x、y表示P)拓展二:如图7,AP平分BAD,CP平分BCD的邻补角
6、BCE,猜想P与B、D的关系,直接写出结论 2PBD180【分析】探索一:根据三角形的内角和定理,结合对顶角的性质可求解;探索二:根据角平分线的定义可得BAPDAP,BCPDCP,结合(1)的结论可得2PB+D,再代入计算可求解;探索三:运用探索一和探索二的结论即可求得答案;应用一:如图4,延长BM、CN,交于点A,利用三角形内角和定理可得A+180,再运用角平分线定义及三角形外角性质即可求得答案;应用二:如图5,延长MB、NC,交于点A,设T是CB的延长线上一点,R是BC延长线上一点,利用应用一的结论即可求得答案;拓展一:运用探索一的结论可得:P+PABB+PDB,P+CDPC+CAP,B+
7、CDBC+CAB,再结合已知条件即可求得答案;拓展二:运用探索一的结论及角平分线定义即可求得答案【解答】解:探索一:如图1,AOB+A+BCOD+C+D180,AOBCOD,A+BC+D,故答案为A+BC+D;探索二:如图2,AP、CP分别平分BAD、BCD,12,34,由(1)可得:1+B3+P,2+P4+D,BPPD,即2PB+D,B36,D14,P25,故答案为25;探索三:由D+21B+23,由2B+232P+21,+得:D+2B+21+23B+23+2P+21D+2B2P+BP故答案为:P应用一:如图4,由题意知延长BM、CN,交于点A,M,N,+180,AMN180,ANM180,
8、A180(AMN+ANM)180(180+180)+180;BP、CP分别平分ABC、ACB,PBCABC,PCDACD,PCDP+PBC,PPCDPBC(ACDABC)A,故答案为:+180,;应用二:如图5,延长MB、NC,交于点A,设T是CB的延长线上一点,R是BC延长线上一点,M,N,+180,A180,BP平分MBC,CP平分NCR,BP平分ABT,CP平分ACB,由应用一得:PA,故答案为:;拓展一:如图6,由探索一可得:P+PABB+PDB,P+CDPC+CAP,B+CDBC+CAB,Cx,By,CAPCAB,CDPCDB,CDBCABCBxy,PABCAB,PDBCDB,P+C
9、ABB+CDB,P+CDBC+CAB,2PC+B+(CDBCAB)x+y+(xy),P,故答案为:P;拓展二:如图7,AP平分BAD,CP平分BCD的邻补角BCE,PADBAD,PCD90+BCD,由探索一得:B+BADD+BCD,P+PADD+PCD,2,得:2P+BAD2D+180+BCD,得:2PBD+180,2PBD180,故答案为:2PBD180【例4】(2021春邗江区月考)如图1,已知线段AB、CD相交于点O,连接AC、BD,则我们把形如这样的图形称为“8字型”(1)求证:A+CB+D利用以上结论解决下列问题:(2)如图2所示,1130,则A+B+C+D+E+F的度数为260(3
10、)如图3,若CAB和BDC的平分线AP和DP相交于点P,且与CD,AB分别相交于点M,N若B100,C120,求P的度数若角平分线中角的关系改成“CAPCAB,CDPCDB”,试直接写出P与B,C之间存在的数量关系,并证明理由【分析】(1)根据三角形的内角和即可得到结论;(3)根据角平分线的定义得到CAPBAP,BDPCDP,再根据三角形内角和定理得到CAP+CCDP+P,BAP+PBDP+B,两等式相减得到CPPB,即P(C+B),然后把C120,B100代入计算即可;与的证明方法一样得到4PB+3C【解答】解:(1)证明:在图1中,有A+C180AOC,B+D180BOD,AOCBOD,A
11、+CB+D;(2)如图2所示,DMEA+E,3DME+D,A+E+D3,23+F,1130,3+F21130,A+E+D+F130,B+C1130,A+B+C+D+E+F260故答案为:260(3)以M为交点“8字型”中,有P+CDPC+CAP,以N为交点“8字型”中,有P+BAPB+BDP2P+BAP+CDPB+C+CAP+BDP,AP、DP分别平分CAB和BDC,BAPCAP,CDPBDP,2PB+C,B100,C120,P(B+C)(100+120)110;3PB+2C,其理由是:CAPCAB,CDPCDB,BAPCAB,BDPCDB,以M为交点“8字型”中,有P+CDPC+CAP,以N
12、为交点“8字型”中,有P+BAPB+BDPCPCDPCAP(CDBCAB),PBBDPBAP(CDBCAB)3(CP)PB,4PB+3C培优训练一选择题1(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+GBCA
13、CGBCADG同理可得,A+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:B2(2022包头)如图,在边长为1的小正方形组成的网格中,A,B,C,D四个点均在格点上,AC与BD相交于点E,连接AB,CD,则ABE与CDE的周长比为()A1:4B4:1C1:2D2:1【分析】利用网格图,勾股定理求得AB,CD的长,利用直角三角形的边角关系定理得出BAFHCD,进而得到BACDCA,则ABCD,再利用相似三角形的判定与性质解答即可【解答】解:如图所示,由网格图可知:BF2,
14、AF4,CH2,DH1,AB2,CDFACG,FACACG在RtABF中,tanBAF,在RtCDH中,tanHCD,tanBAFtanHCD,BAFHCD,BACBAF+CAF,ACDDCH+GCA,BACDCA,ABCD,ABECDE,ABE与CDE的周长比2:1故选:D3(2021秋市中区期末)如图,在ABC中,AB4,BC5,点D、E分别在BC、AC上,CD2BD,CE2AE,BE交AD于点F,则DEF面积的最大值是()A1B2CD【分析】先利用两边对应成比例及其夹角相等得到A字型相似,从而得到相关线段比及ABDE,再利用8字型相似及等底等高的相等面积,分析可得到DEF的面积与ABD的
15、面积的关系,从而利用ABD的面积最大得到DEF的面积最大值【解答】解:CD2BD,CE2AE,CC,CDECBA,CEDCAB,ABDE,SABESABD,当SABD最大时,SDEF最大,当ABBD时,故选:D4(2021春自流井区校级期中)如图,在菱形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,点E在BC上,且BE:EC1:2,AE交BD于点F,若AC4,菱形ABCD的面积为12,则AF的长为()A1.4B1.5C2.4D2.5【分析】利用菱形面积公式得到BD6,利用菱形两条对角线对互相垂直且平分,推出AFDEFB,最后根据对应边成比例再结合勾股定理即可求出答案【解答】解:S菱形ABCDACBD
16、4BDBD12,BD6,菱形两条对角线对互相垂直且平分,OAOC2,OBOD3,AOF90ADBC,DBCADB,BFEAFD,FADFEB,AFDEFB,又,BFBD,OF3,在RtAOF中,AF2.5故答案为:D5(2022宝山区模拟)如图,在平行四边形ABCD中,E是BC的中点,AE交BD于点F,那么SABF:S四边形CDFE的比值为 2:5【分析】首先利用平行四边形的性质证明ADFEBF,然后利用相似三角形的的性质得到AD:BEDF:BFAF:EF,接着利用E是BC的中点依次求出SBEF,SABF,SAFD,SABD,SBCD,S四边形CDFE,最后求出题目的结果【解答】解:四边形AB
17、CD为平行四边形,SABDSBCD,ADBC,ADFEBF,AD:BEDF:BFAF:EF,E是BC的中点,AD:BEDF:BFAF:EF2:1,设SBEFa(a0),则SABF2a,SAFD4a,SABD6a,又SABDSBCD,SBCD6a,S四边形CDFE6aa5a,SABF:S四边形CDFE2:5故答案为:2:56(2022沈阳模拟)如图,在ABC中,ABAC6,点D是ABC所在平面内一点,且A2BDC,BD交AC所在的直线于点E,当BEDE20时,CE2或10【分析】由题意知,点D在以A为圆心,以AB长为半径的圆上,设CA的延长线交A于点G,连接BG可得BGCBDC,可证得GEBDE
18、C,则,即BEDEGECE20,可得(12CE)CE20,解方程即可【解答】解:由题意知,点D在以A为圆心,以AB长为半径的圆上,设CA的延长线交A于点G,连接BGBGCBDC,BEGCED,GEBDEC,即BEDEGECE20,ABAC6,GC12,(12CE)CE20,解得CE2或10故答案为:2或107(2021秋泉州期末)如图,在矩形ABCD中,点E在CD上,且DE2CE,BEAC于F,连结DF,有下列四个结论:CEFACB;AF2CF;DFAF;tanACD其中正确的结论有 (填写序号即可)【分析】利用矩形的性质可得ABCD,ABC90,从而可得ECACAB,然后利用两角相等的两个三
19、角形相似证明即可解答;根据已知可得,利用8字型相似证明CEFABF即可解答;要判断DFAF,只要判断出DAFADF,进而只要判断出CDFCAB即可解答;先设CEa,DE2a,设ADb,然后证明ADCECB,利用相似三角形的性质找到a,b的关系,最后求出tanACD的值即可【解答】解:四边形ABCD是矩形,DCAB,ABC90,ECACAB,BEAC,EFC90,EFCABC90,CEFACB,故正确;四边形ABCD是矩形,DCAB,DE2CE,ECACAB,CFEAFB,CEFABF,AF3CF,故错误;四边形ABCD是矩形,ADCDAB90,CDF+ADF90,DAF+CAB90,FDCF,
20、CDFDCF,ECACAB,CDFCAB,ADFDAF,DFAF,故错误;DE2CE,设CEa,DE2a,CDDE+CE3a,设ADb,四边形ABCD是矩形,ADCDCB90,ADBCb,DCA+ACB90,BFC90,ACB+CBE90,CBEDCA,ADCECB,b23a2,ba,tanACD,故正确;所以,正确的结论有:,故答案为:8(2021延边州模拟)如图,正方形ABCD中,点E是BC的中点,EFAE交AD的延长线于点F,若AB4,则DF的长为 6【分析】设DC与EF相交于点G,先利用一线三等角相似模型证明ABEECG,求出CG,从而求出DG,然后利用8字模型相似三角形证明FDGEC
21、G,再利用相似三角形的性质进行计算即可解答【解答】解:设DC与EF相交于点G,四边形ABCD是正方形,BC90,ADBC,ABBCCD4,BAE+AEB90,EFAE,AEF90,AEB+FEC90,BAEFEC,ABEECG,点E是BC的中点,BEECBC2,CG1,DGCDCG413,ADBC,FFEC,FDCDCE,FDGECG,DF6,故答案为:69(2021秋福州期末)如图,ABCD,AD与BC相交于点E,若AE3,ED5,则的值为 【分析】利用平行线的性质判定ABEDCE,利用相似三角形的性质可得结论【解答】解:ABCD,ABEDCEAE3,ED5,故答案为:10(2019春崇川区
22、校级月考)如图所示,AB、CD相交于点O,若BE平分ABD交CD于F,CE平分ACD交AB于G,A45,BEC40,则D的度数为35【分析】先根据角平分线定义得到12,34,再利用三角形内角和定理和对顶角相等得到1+D4+E,1+2+D3+4+A,即21+D24+A,接着利用2得2E(D+A),由此即可解决问题【解答】解:如图,BE平分DBA交DC于F,CE平分DCA交AB于G,12,34,1+D4+E,1+2+D3+4+A,即21+D24+A,由2得D2EA,A45,BEC40,D35,故答案为3511(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
23、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“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
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