专题2半角模型-【压轴必刷】2023年中考数学压轴大题之经典模型培优案(全国通用)(解析版).docx
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- 压轴必刷 专题 半角 模型 压轴 2023 年中 数学 经典 培优案 全国 通用 解析
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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02半角模型 解题策略模型1:正方形中的半角模型 模型2:等腰直角三角形中的半角模型 经典例题【例1】(2020山西晋中八年级阶段练习)如图所示:已知ABC中,BAC=90,AB=AC,在BAC内部作MAN=45,AM、AN分别交BC于点M,N.操作(1)将ABM绕点A逆时针旋转90,使AB边与AC边重合,把旋转后点M的对应点记作点Q,得到ACQ,请在图中画出ACQ;(不写出画法)探究(2)在1作图的基础上,连接NQ, 求证: MN=NQ;拓展(3)写出线段BM,MN和NC之间满足的数量关系,并简要说明理由【答案】(1)见详解;(2)见
2、详解;(3)MN2=BM2+NC2,理由见详解.【分析】(1)根据旋转中心、旋转方向和旋转角度进行作图即可;(2)先根据SAS判定MANQAN,进而得出结论;(3)再由全等三角形和旋转的性质,得出MN=NQ,MB=CQ,最后根据RtNCQ中的勾股定理得出结论;【详解】解:(1)如图,ACQ即为所求;(2)证明:由旋转可得,ABMACQ,AM=AQ,BAM=CAQMAN=45,BAC=90BAM+NAC=45CAQ+NAC=45,即NAQ=45在MAN和QAN中AM=AQMAN=QANAN=AN,MANQAN(SAS),MN=NQ;(3)MN2=BM2+NC2;由(2)中可知,MN=NQ,MB=
3、CQ,又NCQ=NCA+ACQ=NCA+ABM=45+45=90在RtNCQ中,有NQ2=CQ2+NC2,即MN2=BM2+NC2;【点睛】本题主要考查了图形的旋转、全等三角形,以及勾股定理,解决问题的关键是掌握旋转变换思想方法在解决问题过程中的应用解题时注意:旋转不改变图形的形状和大小(即旋转前后的两个图形全等),任意一对对应点与旋转中心的连线所成的角彼此相等(都是旋转角),经过旋转,对应点到旋转中心的距离相等【例2】(2022全国九年级专题练习)折一折:将正方形纸片ABCD折叠,使边AB、AD都落在对角线AC上,展开得折痕AE、AF,连接EF,如图1(1)EAF ,写出图中两个等腰三角形:
4、 (不需要添加字母);(2)转一转:将图1中的EAF绕点A旋转,使它的两边分别交边BC、CD于点P、Q,连接PQ,如图2线段BP、PQ、DQ之间的数量关系为 ;(3)连接正方形对角线BD,若图2中的PAQ的边AP、AQ分别交对角线BD于点M、点N,如图3,则CQBM= ;(4)剪一剪:将图3中的正方形纸片沿对角线BD剪开,如图4求证:BM2DN2MN2【答案】(1)45;AEF,CEF,(2)PQBPDQ(3)2(4)见解析【分析】(1)利用翻折变换的性质可得EAF45,证明BAEDAF(ASA),推出BEDF,AEAF,可得结论(2)结论:PQBPDQ如图2中,延长CB到T,使得BTDQ证明
5、PATPAQ(SAS),可得结论(3)证明CAQBAM,可得CQBM=ACAB=2(4)如图4中,将ADN绕点A顺时针旋转90得到ABR,连接RM证明AMRAMN(SAS),RBM90,可得结论(1)解:如图1中,四边形ABCD是正方形,ABADBCCD,BAD90,ABC,ADC都是等腰三角形,BAECAE,DAFCAF,EAF=12(BACDAC)45,BAEDAF22.5,BD90,ABAD,BAEDAF(ASA),BEDF,AEAF,CBCD,CECF,AEF,CEF都是等腰三角形,故答案为:45,AEF,EFC(2)解:结论:PQBPDQ理由:如图2中,延长CB到T,使得BTDQAD
6、AB,ADQABT90,DQBT,ADQABT(SAS),ATAQ,DAQBAT,PAQ45,PATBAPBATBAPDAQ45,PATPAQ45,APAP,PATPAQ(SAS),PQPT,PTPBBTPBDQ,PQBPDQ故答案为:PQBPDQ(3)解:如图3中,四边形ABCD是正方形,ABMACQBAC45,AC=2AB,BACPAQ45,BAMCAQ,CAQBAM,CQBM=ACAB=2,故答案为:2(4)证明:如图4中,将ADN绕点A顺时针旋转90得到ABR,连接RMBAD90,MAN45,DANBAM45,DANBAR,BAMBAR45,MARMAN45,ARAN,AMAM,AMR
7、AMN(SAS),RMMN,DABRABD45,RBM90,RM2BR2BM2,DNBR,MNRM,BM2DN2MN2【点睛】本题属于四边形综合题,考查了正方形的性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理,相似三角形的判定和性质等知识,解题的关键是正确寻找全等三角形或相似三角形解决问题,属于中考压轴题【例3】(2022江苏八年级专题练习)问题情境在等边ABC的两边AB,AC上分别有两点M,N,点D为ABC外一点,且MDN60,BDC120,BDDC特例探究如图1,当DMDN时,(1)MDB 度;(2)MN与BM,NC之间的数量关系为 ;归纳证明(3)如图2,当DMDN时,在NC的延长线上取点E,使
8、CEBM,连接DE,猜想MN与BM,NC之间的数量关系,并加以证明拓展应用(4)AMN的周长与ABC的周长的比为 【答案】(1)30;(2)MNBM+NC;(3)MNBM+NC,证明见解析;(4)23【分析】(1)先证明MDN是等边三角形,则MNDMDN,再证明RtDBMRtDCN(HL),得BDMCDN30;(2)由(1)得DM2BM,可得结论MN2BMBM+NC;归纳证明:先证DBMDCE(HL),得DMDE,BDMCDE,再证MDNEDN(SAS),得MNNE,可得结论MNBM+CN;拓展应用:(3)首先根据题意利用SAS证明DBMDCE,然后证明MDNEDN,根据全等三角形对应相等通过
9、线段之间的转化即可得到MNBM+NC;(4)由(3)得到MNBM+NC,则AMN的周长2AB,ABC的周长3AB,即可得出结论【详解】特例探究:解:(1)DMDN,MDN60,MDN是等边三角形,MNDMDN,BDC120,BDDC,DBCDCB30,ABC是等边三角形,ABCACB60,DBMDCN90,BDCD,DMDN,RtDBMRtDCN(HL),MDBNDC30,故答案为:30;(2)由(1)得:DM2BM,DMMN,RtDBMRtDCN(HL),BMCN,DMMN2BMBM+NC,即MNBM+NC;归纳证明(3)解:猜想:MNBM+NC,证明如下:ABC是等边三角形,ABCACB6
10、0,BDCD,BDC120,DBCDCB30,MBDNCD90MBDECD90,又BDCD,BMCE,DBMDCE(SAS),DMDE,MDBEDC,MDN60,BDC120,MDB+NDC60,EDNNDC+EDCMDB+NDC60,EDNMDN,又DNDN,MDNEDN(SAS),MNENEC+NCBM+NC;拓展应用(4)解:由(1)(2)得:MNBM+NC,AMN的周长AM+MN+ANAM+BM+NC+ANAB+AC2AB,ABC是等边三角形,ABBCAC,ABC的周长3AB,AMN的周长与ABC的周长的比为2AB3AB23,故答案为:23【点睛】此题考查了等边三角形的性质的,全等三角
11、形的判定和性质等知识,解题的关键是熟练掌握等边三角形的性质,全等三角形的判定和性质【例4】(2020全国九年级专题练习)请阅读下列材料:已知:如图(1)在RtABC中,BAC90,ABAC,点D、E分别为线段BC上两动点,若DAE45探究线段BD、DE、EC三条线段之间的数量关系:(1)猜想BD、DE、EC三条线段之间存在的数量关系式,直接写出你的猜想;(2)当动点E在线段BC上,动点D运动在线段CB延长线上时,如图(2),其它条件不变,(1)中探究的结论是否发生改变?请说明你的猜想并给予证明;(3)已知:如图(3),等边三角形ABC中,点D、E在边AB上,且DCE30,请你找出一个条件,使线
12、段DE、AD、EB能构成一个等腰三角形,并求出此时等腰三角形顶角的度数【答案】(1)DE2BD2+EC2;(2)关系式DE2BD2+EC2仍然成立,详见解析;(3)当ADBE时,线段DE、AD、EB能构成一个等腰三角形,且顶角DFE为120【分析】(1)DE2BD2+EC2,将ADB沿直线AD对折,得AFD,连FE,得到AFDABD,然后可以得到AFAB,FDDB,FADBAD,AFDABD,再利用已知条件可以证明AFEACE,从而可以得到DFEAFD+AFE45+4590,根据勾股定理即可证明猜想的结论;(2)根据(1)的思路一样可以解决问题;(3)当ADBE时,线段DE、AD、EB能构成一
13、个等腰三角形如图,与(1)类似,以CE为一边,作ECFECB,在CF上截取CFCB,可得CFECBE,DCFDCA,然后可以得到ADDF,EFBE由此可以得到DFE1+2A+B120,这样就可以解决问题【详解】解:(1)DE2BD2+EC2;证明:如图,将ADB沿直线AD对折,得AFD,连FE,AFDABD,AFAB,FDDB,FADBAD,AFDABD,BAC90,DAE45BAD+CAE45, FAD+FAE45,CAE=FAE又AE=AE,AF=AB=ACAFEACE,DFEAFD+AFE45+4590,DE2FD2+EF2DE2BD2+EC2;(2)关系式DE2BD2+EC2仍然成立证
14、明:将ADB沿直线AD对折,得AFD,连FEAFDABD,AFAB,FDDB,FADBAD,AFDABD,又ABAC,AFAC,FAEFAD+DAEFAD+45,EACBACBAE90(DAEDAB)45+DAB,FAEEAC,又AEAE,AFEACE,FEEC,AFEACE45,AFDABD180ABC135DFEAFDAFE1354590,在RtDFE中,DF2+FE2DE2,即DE2BD2+EC2;(3)当ADBE时,线段DE、AD、EB能构成一个等腰三角形如图,与(2)类似,以CE为一边,作ECFECB,在CF上截取CFCB,可得CFECBE,DCFDCAADDF,EFBEDFE1+2
15、A+B120若使DFE为等腰三角形,只需DFEF,即ADBE,当ADBE时,线段DE、AD、EB能构成一个等腰三角形,且顶角DFE为120【点睛】此题比较复杂,考查了全等三角形的性质与判定、等腰三角形的性质、勾股定理的应用等知识点,此题关键是正确找出辅助线,通过辅助线构造全等三角形解决问题,要掌握辅助线的作图根据培优训练一、解答题1(2022陕西西安七年级期末)问题背景:如图1,在四边形ABCD中AB=AD,BAD=120,B=ADC=90,E、F分别是BC,CD上的点,且EAF60,探究图中线段BE,EF,FD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DGBE,连接AG,先
16、证明ABEADG,再证明AEFAGF,可得出结论,他的结论应是_实际应用:如图2,在新修的小区中,有块四边形绿化ABCD,四周修有步行小径,且ABAD,BD180,在小径BC,CD上各修一凉亭E,F,在凉亭E与F之间有一池塘,不能直接到达,经测量得EAF=12BAD,BE10米,DF15米,试求两凉亭之间的距离EF【答案】问题背景:EFBEFD;实际应用:两凉亭之间的距离EF为25米【分析】(1)根据ABEADG可得BE=DG,根据AEFAGF得EF=GF,进而求得结果;(2)延长CD至H,使DH=BE,可证得ADHABE,进而证得FAHFAE,进一步求得EF【详解】解:问题背景:ADC=90
17、,ADC+ADG=180,ADG=90,在ABE和ADG中,BE=DGB=ADGAB=AD,ABEADG(SAS),AE=AG,BAE=DAG,EAF=60,BAD=120,BAE+DAF=120-60=60,GAF=DAG+DAF=BAE+DAF=60=EAF,在AEF和AGF中,AE=AGEAF=GAFAF=AF,AEFAGF(SAS),EF=FG,FG=DG+DF=BE+DF,EF=BE+DF,故答案为:EF=BE+DF;实际应用:如图2,延长CD至H,使DH=BE,连接AH,B+ADC=180,ADH+ADC=180,ADH=B,在ADH和ABE中,AD=ABADH=BDH=BE,AD
18、HABE(SAS),AE=AH,BAE=DAH,EAF=12BAD,HAF=DAH+DAF=BAE+DAF=BAD-EAF=EAF,在AEF和AHF中,AE=AHEAF=HAFAF=AF,AEFAGF(SAS),EF=FH,FH=DH+DF=BE+DF,EF=BE+DF,BE=10米,DF=15米,EF=10+15=25(米)【点睛】本题主要考查的是四边形的综合题,考查了全等三角形的判定和性质等知识,作辅助线构造全等三角形并两次证全等是解题的关键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
19、路:四边形ABCD是正方形,ABAD,BADC90把ABE绕点A逆时针旋转到ADE的位置,然后证明AFEAFE,从而可得EF=EFEF=ED+DF=BE+DF,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,EAF=12BAD,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,EAF=12BAD,求证:EFBEDF(3)【知识迁移】如图4,四边形ABPC是O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)证明见解析(3)PB+PC
20、=2PA【分析】(1)将ABE绕A点逆时针旋转,旋转角等于BAD得ADE,证明AEFAEF,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=EAF,再证明AEFAEF,等量代换即得结论;(3)将ABP绕点A逆时针旋转90得到ACP,先利用圆内接四边形的性质证明P,C,P在同一直线上,再证明PAP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E的位置,如图所示,可知ABEADE,BE=DE由ADC+ADE=180知,C、D、E共线,EAF=12BAD,BA
21、F+DAF=EAF,DAE+DAF=EAF=EAF,AEFAEF,EF=EF=BE+DF(2)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E的位置,如图所示,由旋转可知ABEADE,BE=DE,B=ADE,BAE=DAE,AE=AEBADC180,ADC+ADE=180,点C,D,E在同一条直线上EAF=12BAD,BAE+DAF=12BAD,DAE+DAF=12BAD,FAE=12BAD,EAF=FAEAFAF,FAEFAE,FE=FE,即BEDFEF(3)结论:PB+PC=2PA,理由如下:证明:将ABP绕点A逆时针旋转90得到ACP,使得AB与AC重合
22、,如图所示,由圆内接四边形性质得:ACP+ACP=180,即P,C,P在同一直线上BP=CP,AP=AP,BC为直径,BAC=90=BAP+PAC=CAP+PAC=PAP,PAP为等腰直角三角形,PP=2PA,即PB+PC=2PA【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(2021重庆九年级专题练习)将锐角为45的直角三角板MPN的一个锐角顶点P与正方形ABCD的顶点A重合,正方形ABCD固定不动,然后将三角板绕着点A旋转,MPN的两边分别与正方形的边BC、DC或其所在直线相交于
23、点E、F,连接EF(1)在三角板旋转过程中,当MPN的两边分别与正方形的边CB、DC相交时,如图1所示,请直接写出线段BE、DF、EF满足的数量关系;(2)在三角板旋转过程中,当MPN的两边分别与正方形的边CB、DC的延长线相交时,如图2所示,请直接写出线段BE、DF、EF满足的数量关系;(3)若正方形的边长为4,在三角板旋转过程中,当MPN的一边恰好经过BC边的中点时,试求线段EF的长【答案】(1)EF=DF+BE;(2)EF=DF-BE;(3)线段EF的长为103或203【分析】(1)延长FD至G,使DG=BE,连接AG,先证ABEADG,再证GAFEAF即可;(2)在DC上截取DH=BE
24、,连接AH,先证ADHABE,再证HAFEAF即可;(3)分两种情形分别求解即可解决问题【详解】解:(1)结论:EF=BE+DF理由:延长FD至G,使DG=BE,连接AG,如图,ABCD是正方形,AB=AD,ABE=ADG=DAB=90,ABEADG(AAS),AE=AG,DAG=EAB,EAF=45,DAF+EAB=45,DAF+DAG=45,GAF=EAF=45,AF=AF,GAFEAF(AAS),EF=GF,GF=DF+DG=DF+BE,即:EF=DF+BE;(2)结论:EF=DF-BE理由:在DC上截取DH=BE,连接AH,如图,AD=AB,ADH=ABE=90,ADHABE(SAS)
25、,AH=AE,DAH=EAB,EAF=EAB+BAF=45,DAH+BAF=45,HAF=45=EAF,AF=AF,HAFEAF(SAS),HF=EF,DF=DH+HF,EF=DF-BE;(3)当MA经过BC的中点E时,同(1)作辅助线,如图:设FD=x,由(1)的结论得FG=EF=2+x,FC=4-x在RtEFC中,(x+2)2=(4-x)2+22,x=43,EF=x+2=103当NA经过BC的中点G时,同(2)作辅助线,设BE=x,由(2)的结论得EC=4+x,EF=FH,K为BC边的中点,CK=12BC=2,同理可证ABKFCK(SAS),CF=AB=4,EF=FH=CF+CD-DH=8
26、-x,在RtEFC中,由勾股定理得到:(4+x)2+42=(8-x)2,x=43,EF=8-43=203综上,线段EF的长为103或203【点睛】本题属于四边形综合题,考查了正方形的性质,旋转变换,全等三角形的判定和性质,勾股定理等知识,解题的关键是学会利用旋转法添加辅助线,构造全等三角形解决问题,学会利用参数构建方程解决问题4(2022全国八年级课时练习)综合与实践(1)如图1,在正方形ABCD中,点M、N分别在AD、CD上,若MBN45,则MN,AM,CN的数量关系为 (2)如图2,在四边形ABCD中,BCAD,ABBC,A+C180,点M、N分别在AD、CD上,若MBN12ABC,试探索
27、线段MN、AM、CN有怎样的数量关系?请写出猜想,并给予证明(3)如图3,在四边形ABCD中,ABBC,ABC+ADC180,点M、N分别在DA、CD的延长线上,若MBN12ABC,试探究线段MN、AM、CN的数量关系为 【答案】(1)MN=AM+CN;(2)MN=AM+CN,理由见解析;(3)MN=CN-AM,理由见解析【分析】(1)把ABM绕点B顺时针旋转使AB边与BC边重合,则AM=CM,BM=BM,A=BCM,ABM=MBC,可得到点M、C、N三点共线,再由MBN=45,可得MBN=MBN,从而证得NBMNBM,即可求解;(2)把ABM绕点B顺时针旋转使AB边与BC边重合,则AM=CM
28、,BM=BM,A=BCM,ABM=MBC,由A+C180,可得点M、C、N三点共线,再由MBN12ABC,可得到MBN=MBN,从而证得NBMNBM,即可求解;(3)在NC上截取C M=AM,连接B M,由ABC+ADC180,可得BAM=C,再由ABBC,可证得ABMCB M,从而得到AM=C M,BM=B M,ABM=CB M,进而得到MA M=ABC,再由MBN12ABC,可得MBNMBN,从而得到NBMNBM,即可求解【详解】解:(1)如图,把ABM绕点B顺时针旋转使AB边与BC边重合,则AM=CM,BM=BM,A=BCM,ABM=MBC,在正方形ABCD中,A=BCD=ABC=90,
29、AB=BC,BCM+BCD=180,点M、C、N三点共线,MBN=45,ABM+CBN=45,MBN=MBC+CBN=ABM+CBN=45,即MBN=MBN,BN=BN,NBMNBM,MN= MN,MN= MC+CN,MN= MC+CN=AM+CN;(2)MN=AM+CN;理由如下:如图,把ABM绕点B顺时针旋转使AB边与BC边重合,则AM=CM,BM=BM,A=BCM,ABM=MBC,A+C180,BCM+BCD=180,点M、C、N三点共线,MBN12ABC,ABM+CBN=12ABCMBN,CBN+MBC =MBN,即MBN=MBN,BN=BN,NBMNBM,MN= MN,MN= MC+
30、CN,MN= MC+CN=AM+CN;(3)MN=CN-AM,理由如下:如图,在NC上截取C M=AM,连接B M,在四边形ABCD中,ABC+ADC180,C+BAD=180,BAM+BAD=180,BAM=C,ABBC,ABMCB M,AM=C M,BM=B M,ABM=CB M,MA M=ABC,MBN12ABC,MBN12MA M=MBN,BN=BN,NBMNBM,MN= MN,MN=CN-C M,MN=CN-AM故答案是:MN=CN-AM【点睛】本题主要考查了正方形的性质,全等三角形的性质和判定,图形的旋转,根据题意做适当辅助线,得到全等三角形是解题的关键5(2022江苏八年级课时练
31、习)(1)如图,在四边形ABCD中,AB=AD,B=D=90,E,F分别是边BC,CD上的点,且EAF=12BAD请直接写出线段EF,BE,FD之间的数量关系:_;(2)如图,在四边形ABCD中,AB=AD,B+D=180,E,F分别是边BC,CD上的点,且EAF=12BAD,(1)中的结论是否仍然成立?请写出证明过程;(3)在四边形ABCD中,AB=AD,B+D=180,E,F分别是边BC,CD所在直线上的点,且EAF=12BAD请画出图形(除图外),并直接写出线段EF,BE,FD之间的数量关系【答案】(1)EF=BE+FD;(2)成立,理由见解析;(3)图形见解析,EF=BEFD【分析】(
32、1)延长EB到G,使BG=DF,连接AG证明AGE和AEF全等,则EF=GE,则EF=BE+DF,证明ABE和AEF中全等,那么AG=AF,1=2,1+3=2+3=EAF=12BAD从而得出EF=GE;(2)思路和作辅助线的方法同(1);(3)根据(1)的证法,我们可得出DF=BG,GE=EF,那么EF=GE=BE-BG=BE-DF【详解】(1)延长EB至G,使BG=DF,连接AG,ABG=ABC=D=90,AB=AD,ABGADF,AG=AF,1=2,1+3=2+3=EAF=12BAD,GAE=EAF,在GAE和FAE中,AG=AFGAE=EAFAE=AE,GAEFAESAS,EG=EF,E
33、G=BE+BG,EF=BE+FD故答案为:EF=BE+FD(2)(1)中的结论仍成立,证明:延长CB至M,使BM=DF,ABC+D=180,1+ABC=180,1=D,在ABM和ADF中,AB=AD1=DBM=DF,ABMADFSAS,AF=AM,2=3,EAF=12BAD,2+4=12BAD=EAF,3+4=EAF即MAE=EAF,在AME和AFE中,AM=AFMAE=EAFAB=AE,AMEAFESAS,EF=ME,即EF=BE+BM(3)EF=BEFD,证明:在BE上截取BG使BG=DF,连接AG,B+ADC=180,ADF+ADC=180,B=ADF,在ABG和ADF中,AB=ADAB
34、G=ADFBG=DF,ABGADFSAS,BAG=DAF,AG=AF,BAG+EAD=DAF+EAD =EAF=12BAD,GAE=EAF,在AEG和AEF中,AG=AFGAE=EAFAE=AE,AEGAEFSAS,EG=EF,EG=BEBG,EF=BEFD【点睛】此题主要考查了三角形全等的判定与性质,通过全等三角形来实现线段的转换是解题关键,没有明确的全等三角形时,要通过辅助线来构建与已知和所求条件相关联的全等三角形.6(2021辽宁沈阳市南昌中学(含:西校区、光荣中学)九年级阶段练习)如图,菱形ABCD与菱形EBGF的顶点B重合,顶点F在射线AC上运动,且BCD=BGF=120,对角线AC
35、、BD相交于点O(1)如图1当点F与点O重合时,直接写出AEFD的值为 ;(2)当顶点F运动到如图2的位置时,连接CG,CGBG,且CG=BC,试探究CG与DF的数量关系,说明理由,并直接写出直线CG与DF所夹锐角的度数;(3)如图3,取点P为AD的中点,若B、E、P三点共线,且当CF2时,请直接写出BP的长【答案】(1)33;(2)FD=3CG,30;(3)37【分析】(1)设菱形ABCD边长AB=2a,由菱形性质和已知得出ABD=30,BAO=60,BF=FD=32AB=3a,再由含30度角的直角三角形的性质求出BF=FD=32AB=3a,AE=EF=BE=12AB=a,进而求得AEFD的
36、值;(2)菱形ABCD的边长为2a,由BGC是等腰直角三角形CG=22BC=2a,再已知菱形的条件,求出BOF是等腰直角三角形,继而得出BF=DF=6a,从而求出FD=3CG,由B、D是关于AC的轴对称可知CDF=CBF=15,再由三角形外角的性质可得直线CG与DF所夹锐角的度数为30;(3)利用半角模型将BCF逆时针旋转60到BAM位置,从而得出BNFBNM(SAS),得到一个由CF、NF、AN三条线段长组成的三角形,而且有内角为120,从而确定三条线段关系,再利用中位线定理和三角形相似在菱形中得出NF、AN与菱形边长关系,求出菱形边长即可解答【详解】解:(1)设菱形ABCD边长AB=2a,
37、在菱形ABCD中,BCD=BGF=120,ACBD, ABC=60,BAD=120,ABD=30,BAO=60,BF=FD=32AB=3a,在四边形EBGF是菱形,BGF=120,BE=EF, EBH=EFH=30,AFE=60,AFE=EAO=60,AE=EF,AE=EF=BE=12AB=a,AEFD=a3a=33(2)FD=3CG,直线CG与DF所夹锐角的度数为30理由如下,如图,连接BF,延长GC交FD于N,设菱形ABCD的边长为2a,CGBG,且CG=BG,GBC=GCB=45,CG=22BC=2a GBE=60,四边形EBGF是菱形, BGF=120,GBF=BFG=12GBE=30
38、,CBF=GBCGBF=15,OBF=OBC+CBF=30+15=45,ACBD,BO=DO,BFO=OBF=45,BF=DF,由(2)可知:BO=3a,BF=DF=6a,DF=3CG,由B、D是关于AC的轴对称可知,CDF=CBF=15,又DCN=180BCGBCD=15,GNF=CDF+DCN=30,即直线CG与DF所夹锐角的度数为30;(3)BP=37,过程如下:依题意,作出图形,此时B、E、P三点共线,连接BF,并将线段BF绕点B逆时针旋转60到BM位置,连接MG、MA,CBA=FBM=60,BC=BA BCFBAM(SAS)AM=CF=2,MAB=FCB=60,EBF=12GBE=3
39、0,MBN=FBMFBN=30,MBG=FBG=30,BNFBNM(SAS),FN=MN 过M点作MHCH,BAO=60,MAH=60,HMA=30,AH=12AM=1,MH=3AH=3,取OD的中点Q,连接QP,AP=PD,PQ=12OA,PQ/OA,BNOBPQ,NOPQ=BOBQ=2OQ3OQ=23,NO=23PQ=13OA,设菱形ABCD的边长为2a,则AO=CO=12AB=a,AN=AOON=a13a=23a,MN=FN=CO+ONCF=a+13a2=43a2,NH=NA+AH=23a+1,在RtMGH中,NH2+MH2=MN2,(23a+1)2+(3)2=(43a2)2,解得a1=
40、0(舍去),a2=3,PQ=12a=32,BQ=32OD=323a=923,在RtBPQ中,BQ2+PQ2=BP2,BP=BQ2+PQ2=(32)2+(923)2=37【点睛】本题是几何旋转综合题,主要考查了菱形的性质、旋转全等、30直角三角形性质和勾股定理解三角形等,解题关键是利用特殊角进行计算得出其他角度数,利用旋转得到由CF、NF、AN三条线段长组成的三角形,而且有内角为120,从而通过已知计算7(2022江苏八年级课时练习)如图,CA=CB,CACB,ECF=45,CD=CF,ACD=BCF(1)求ACE+BCF的度数;(2)以E为圆心,以AE长为半径作弧;以F为圆心,以BF长为半径作
41、弧,两弧交于点G,试探索EFG的形状?是锐角三形,直角三角形还是钝角三角形?请说明理由【答案】(1)45;(2)见详解【分析】(1)由CACB,可得ACB90,再根据ECF45,即可得出答案;(2)如图,连接DE,先证明ECFECD(SAS),可得DEEF,再证明CADCBF(SAS),可得ADBF,CADB,即可得出DAE90,再利用SSS证明EFGEDA,即可得出答案【详解】解:(1)CACB,ACB90,ACEECFBCF90,ECF45,ACEBCF90ECF45;(2)EFG是直角三角形,理由如下:如图,连接DE,由(1)知,ACEBCF45,ACDBCF,ACEACD45,即DCE
42、45,ECF45,ECFECD,在ECF和ECD中,CF=CDECF=ECDCE=CE,ECFECD(SAS),DEEF,在CAD和CBF中,CD=CFACD=BCFCA=CB,CADCBF(SAS),ADBF,CADB,FGBF,FGAD,ACB90,CACB,ABC是等腰直角三角形,CABB45,DAECABB90,在EFG和EDA中,EG=EAFG=ADEF=ED,EFGEDA(SSS),EGFEAD90,EFG是直角三角形【点睛】本题是三角形综合题,考查了等腰直角三角形性质,直角三角形的判定和性质,全等三角形判定和性质等知识,解题关键是添加辅助线构造全等三角形,熟练运用全等三角形判定和
43、性质解决问题8(2021河南平顶山九年级期中)(1)阅读理解如图1,在正方形ABCD中,若E,F分别是CD,BC边上的点,EAF45,则我们常常会想到:把ADE绕点A顺时针旋转90,得到ABG易证AEF ,得出线段BF,DE,EF之间的关系为 ;(2)类比探究如图2,在等边ABC中,D,E为BC边上的点,DAE30,BD1,EC2求线段DE的长;(3)拓展应用如图3,在ABC中,ABAC6+2,BAC150,点D,E在BC边上,DAE75,若DE是等腰ADE的腰,请直接写出线段BD的长【答案】(1)AGF,EFDE+BF;(2)DE7;(3)BD2或23【分析】(1)证明AGFAEF(SAS)
44、,则GFEF,即GFBG+BFDE+BFEF,即可求解;(2)证明AFDAED(SAS),则FDDE,在RtFBH中,FBH60,则BH12BF1,FHBFsin602323,则FD=FH2+HD2=7=ED,即可求解;(3)当DEAD时,ADEADF(SAS),在ABC中,ABAC6+2,HAC30,由BC2(AB+AH)2+HC2得:BC2(x+32x)2+(12x)2,求出BC4+23;在ADE中,ADDEa,ADE30,同理可得:AE622a,由AB2+AE2BE2,求出a2,即可求解;当DEAE时,BD对应中的CE,即可求解【详解】解:(1)由图象的旋转知,AGAE,DAEGAB,B
45、AF+DAEBADEAF45,GAFGAB+BAFDAE+BAF90EAF45EAF,又AGAE,AFAF,AGFAEF(SAS),GFEF,即GFBG+BFDE+BFEF,即EFDE+BF,故答案为:AGF,EFDE+BF;(2)将AEC围绕点A旋转到AFB的位置,连接FD,由(1)知,AFBAEC(SAS),则AFAE,FBEC2,FADFAB+BADEAC+BADBACDAE6030DAE,ADAD,AFAE,AFDAED(SAS),FDDE,ABFC60,在BDF中,BD1,BF2,FBDABF+ABC60+60120,过点F作FHBD交DB的延长线于点H,则FBH60,在RtFBH中
46、,FBH60,则BH12BF1,FHBFsin602323,则FD=FH2+HD2=7=ED故DE7;(3)当DEAD时,则DAEDEA75,则ADE18027530,在等腰ABC中,BAC150,则ABCACB15,将AEC围绕点A旋转到AFB所在的位置(点F对应点E),连接DF,由(2)同理可得:ADEADF(SAS),DFDE,ADEABC+BAD15+BAD30,故BAD15ABD,ADBDED,设BDa,则ADBDEDa,则BE2a,过点C作CHBA交BA的延长线于点H,则HAC2ABC30,在ABC中,ABAC6+2,HAC30,设ACx,则CH12x,AH32x,由BC2(AB+
47、AH)2+HC2得:BC2(x+32x)2+(12x)2,将x6+2代入上式并解得:BC4+23;在ADE中,ADDEa,ADE30,同理可得:AE622a,ABE15,AEB75,故BAE90,在RtABE中,AB2+AE2BE2,即(6+2)2+(622a)2(2a)2,解得a2(舍去负值),故a2,则BD2,CEBC2a4+23423;当DEAE时,BD对应中的CE,故BD23;综上,BD2或23【点睛】本题主要考查了正方形的性质,等边三角形的性质,勾股定理,全等三角形的性质与判定,等腰三角形的性质,解直角三角形,解题的关键在于能够熟练掌握相关知识进行求解.9(2022全国八年级专题练习
48、)已知四边形ABCD中,ABAD,BCCD,ABBC,ABC120,MBN60,MBN绕B点旋转,它的两边分别交AD,DC(或它们的延长线)于E、F(1)当MBN绕B点旋转到AECF时(如图1),试猜想AE,CF,EF之间存在怎样的数量关系?请将三条线段分别填入后面横线中:(不需证明)(2)当MBN绕B点旋转到AECF(如图2)时,上述(1)中结论是否成立?请说明理由(3)当MBN绕B点旋转到AECF(如图3)时,上述(1)中结论是否成立?若不成立,线段AE,CF,EF又有怎样的数量关系?请直接写出你的猜想,不需证明【答案】(1)AE;CF;EF;(2)成立,见解析;(3)不成立,新的关系为A
49、EEFCF【分析】(1)根据题意易得ABECBF,然后根据全等三角形的性质可得ABE=CBF=30,进而根据30角的直角三角形及等边三角形的性质可求解;(2)如图2,延长FC到H,使CH=AE,连接BH,根据题意可得BCHBAE,则有BH=BE,CBH=ABE,进而可证HBFEBF,推出HF=EF,最后根据线段的等量关系可求解;(3)如图3,在AE上截取AQ=CF,连接BQ,根据题意易得BCFBAQ,推出BF=BQ,CBF=ABQ,进而可证FBEQBE,推出EF=QE即可【详解】解:(1)如图1,AE+CF=EF,理由如下:ABAD,BCCD,A=C=90,AB=BC,AE=CF,ABECBF
50、(SAS),ABE=CBF,BE=BF,ABC=120,MBN=60,ABE=CBF=30,AE=12BE,CF=12BF,MBN=60,BE=BF,BEF是等边三角形,AE+CF=12BE+12BF=BE=EF,故答案为:AE+CF=EF;(2)如图2,(1)中结论成立;理由如下:延长FC到H,使CH=AE,连接BH,ABAD,BCCD,A=BCH=90,BCHBAE(SAS),BH=BE,CBH=ABE,ABC=120,MBN=60,ABE+CBF=120-60=60,HBC+CBF=60,HBF=MBN=60,HBF=EBF,HBFEBF(SAS),HF=EF,HF=HC+CF=AE+C
51、F,EF=AE+CF;(3)如图3,(1)中的结论不成立,关系为AE=EF+CF,理由如下:在AE上截取AQ=CF,连接BQ,ABAD,BCCD,A=BCF=90,AB=BC,BCFBAQ(SAS),BF=BQ,CBF=ABQ,MBN=60=CBF+CBE,CBE+ABQ=60,ABC=120,QBE=120-60=60=MBN,FBE=QBE,FBEQBE(SAS),EF=QE,AE=QE+AQ=EF+CF,AE=EF+CF【点睛】本题主要考查全等三角形的性质与判定、含30角的直角三角形的性质及等边三角形的性质,熟练掌握全等三角形的性质与判定、含30角的直角三角形的性质及等边三角形的性质是解
52、题的关键10(2022江苏八年级课时练习)如图,在正方形ABCD中,点P在直线BC上,作射线AP,将射线AP绕点A逆时针旋转45,得到射线AQ,交直线CD于点Q,过点B作BEAP于点E,交AQ于点F,连接DF(1)依题意补全图形;(2)用等式表示线段BE,EF,DF之间的数量关系,并证明【答案】(1)补全图形见解析;(2)BE+DF=EF,证明见解析【分析】(1)根据题意补全图形即可(2)延长FE到H,使EH=EF,根据题意证明ABHADF,然后根据全等三角形的性质即可证明【详解】(1)补全图形(2)BE+DF=EF证明:延长FE到H,使EH=EFBEAP,AH=AF,HAP=FAP=45,四
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