专题4一线三等角模型-【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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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4一线三等角模型解题策略在直线AB上有一点P,以A,B,P为顶点的1,2,3相等,1,2的一条边在直线AB上,另一条边在AB同侧,3两边所在的直线分别交1,2非公共边所在的直线于点C,D1当点P在线段AB上,且3两边在AB同侧时(1)如图,若1为直角,则有ACPBPD (2)如图,若1为锐角,则有ACPBPD2当点P在AB或BA的延长线上,且3两边在AB同侧时如图,则有ACPBPD 3当点P在AB或BA的延长线上,且3两边在AB异侧时如图,则有ACPBPD经典例题【例1】(2022全国八年级课时练习)(1)某学习小组在探究三角形全等时,
2、发现了下面这种典型的基本图形如图1,已知:在ABC中,BAC=90,AB=AC,直线l经过点A,BD直线l,CE直线l,垂足分别为点D,E求证:DE=BD+CE(2)组员小明想,如果三个角不是直角,那结论是否会成立呢?如图2,将(1)中的条件改为:在ABC中,AB=AC,D,A,E三点都在直线l上,并且有BDA=AEC=BAC=,其中为任意锐角或钝角请问结论DE=BD+CE是否成立?若成立,请你给出证明;若不成立,请说明理由(3)数学老师赞赏了他们的探索精神,并鼓励他们运用这个知识来解决问题:如图3,过ABC的边AB,AC向外作正方形ABDE和正方形ACFG,AH是BC边上的高延长HA交EG于
3、点I若SAEG=7,则SAEI=_【答案】(1)见解析;(2)结论成立,理由见解析;(3)3.5【分析】(1)由条件可证明ABDCAE,可得DA=CE,AE=BD,可得DE=BD+CE;(2)由条件可知BAD+CAE=180-,且DBA+BAD=180-,可得DBA=CAE,结合条件可证明ABDCAE,同(1)可得出结论;(3)由条件可知EM=AH=GN,可得EM=GN,结合条件可证明EMIGNI,可得出结论I是EG的中点【详解】解:(1)证明:如图1中,BD直线l,CE直线l,BDA=CEA=90,BAC=90,BAD+CAE=90,BAD+ABD=90,CAE=ABD,在ADB和CEA中,
4、ABD=CAEBDA=CEAAB=AC,ADBCEA(AAS),AE=BD,AD=CE,DE=AE+AD=BD+CE(2)解:成立理由:如图2中,BDA=BAC=,DBA+BAD=BAD+CAE=180-,DBA=CAE,在ADB和CEA中,BDA=AECDBA=CAEAB=AC,ADBCEA(AAS),AE=BD,AD=CE,DE=AE+AD=BD+CE(3)如图3,过E作EMHI于M,GNHI的延长线于NEMI=GNI=90由(1)和(2)的结论可知EM=AH=GNEM=GN在EMI和GNI中,GIN=EIMEM=GNGNI=EMI,EMIGNI(AAS),EI=GI,I是EG的中点SAE
5、I=12SAEG=3.5故答案为:3.5【点睛】本题是四边形综合题,考查了全等三角形的判定和性质,正方形的性质,直角三角形的性质,熟练掌握全等三角形的判定与性质是解题的关键【例2】(2022全国八年级专题练习)在直线m上依次取互不重合的三个点D,A,E,在直线m上方有AB=AC,且满足BDA=AEC=BAC=(1)如图1,当=90时,猜想线段DE,BD,CE之间的数量关系是_;(2)如图2,当0180时,问题(1)中结论是否仍然成立?如成立,请你给出证明;若不成立,请说明理由;(3)应用:如图3,在ABC中,BAC是钝角,AB=AC,BADBC点D在边BC上,CD=2BD,点E、F在线段AD上
6、,BED=CFD=BAC若ABC的面积为15,则ACF与BDE的面积之和为_(直接填写结果,不需要写解答过程)【答案】(1)0.8cm;(2)见解析(3)5【分析】(1)利用AAS定理证明CEBADC,根据全等三角形的性质解答即可;(2)由条件可得BEAAFC,4ABE,根据AAS可证明ABECAF;(3)先证明ABECAF,得到ACF与BDE的面积之和为ABD的面积,再根据CD=2BD故可求解【详解】解:(1)BECE,ADCE,EADC90,EBCBCE90BCEACD90,EBCDCA在CEB和ADC中,E=ADCEBC=DCABC=ACCEBADC(AAS),BEDC,CEAD2.5c
7、mDCCEDE,DE1.7cm,DC2.51.70.8cm,BE0.8cm故答案为:0.8cm;(2)证明:12,BEAAFC1ABE3,34BAC,1BAC,BACABE3,4ABEAEBAFC,ABE4,ABAC,ABECAF(AAS)(3)BED=CFD=BACABE+BAE=FAC+BAE=FAC+ACFABE=CAF,BAE=ACF又AB=ACABECAF,SABE=SCAFACF与BDE的面积之和等于ABE与BDE的面积之和,即为ABD的面积,CD=2BD,ABD与ACD的高相同则SABD=13SABC=5故ACF与BDE的面积之和为5故答案为:5【点睛】本题考查的是全等三角形的判
8、定和性质、三角形内角和定理,掌握全等三角形的判定定理和性质定理是解题的关键7(2022全国八年级课时练习)通过对下面数学模型的研究学习,解决下列问题:(1)如图1,BAD90,ABAD,过点B作BCAC于点C,过点D作DEAC于点E由1+22+D90,得1D又ACBAED90,可以推理得到ABCDAE进而得到AC ,BCAE我们把这个数学模型称为“K字”模型或“一线三等角”模型;(2)如图2,BADCAE90,ABAD,ACAE,连接BC,DE,且BCAF于点F,DE与直线AF交于点G求证:点G是DE的中点;(深入探究)(3)如图,已知四边形ABCD和DEGF为正方形,AFD的面积为S1,DC
9、E的面积为S2,则有S1 S2(填“、”)【答案】(1)DE;(2)见解析;(3)=【分析】(1)根据全等三角形的性质可直接进行求解;(2)分别过点D和点E作DHFG于点H,EQFG于点Q,进而可得BAF=ADH,然后可证ABFDAH,则有AF=DH,进而可得DH=EQ,通过证明DHGEQG可求解问题;(3)过点D作DOAF交AF于O,过点E作ENOD交OD延长线于N,过点C作CMOD交OD延长线于M,由题意易得ADC=90,AD=DC,DF=DE,然后可得ADO=DCM,则有AODDMC,FODDNE,进而可得OD=NE,通过证明ENPCMP及等积法可进行求解问题【详解】解:(1)ABCDA
10、E,AC=DE;(2)分别过点D和点E作DHFG于点H,EQFG于点Q,如图所示:DAH+ADH=90,BAD=90,BAF+DAH=90,BAF=ADH,BCAF,BFA=AHD=90,AB=DA,ABFDAH,AF=DH,同理可知AF=EQ,DH=EQ,DHFG,EQFG,DHG=EQG=90,DGH=EGQDHGEQG,DG=EG,即点G是DE的中点;(3)S1=S2,理由如下:如图所示,过点D作DOAF交AF于O,过点E作ENOD交OD延长线于N,过点C作CMOD交OD延长线于M四边形ABCD与四边形DEGF都是正方形ADC=90,AD=DC,DF=DEDOAF,CMOD,AOD=CM
11、D=90,OAD+ODA=90,CDM+DCM=90,又ODA+CDM=90,ADO=DCM,AODDMC,SAOD=SDMC,OD=MC,同理可以证明FODDNE,SFOD=SDNE,OD=NE,MC =NE,ENOD,CMOD,EPN=CMP,ENPCMP,SENP=SCMP,SADF=SAOD+SFOD,SDCE=SDCMSCMP+SDEN+SENP,SDCE=SDCM+SDEN=SAOD+SFOD,SDCE=SADF即S1=S2【点睛】本题主要考查全等三角形的性质与判定、直角三角形的两个锐角互余及等积法,熟练掌握全等三角形的判定条件是解题的关键8(2021北京东北师范大学附属中学朝阳学
12、校八年级期中)如图,在ABC中,ACB90,ACBC,直线l经过顶点C,过A、B两点分别作l的垂线AE、BF,E、F为垂足(1)当直线l不与底边AB相交时,求证:EACBCF猜想EF、AE、BF的数量关系并证明(2)将直线l绕点C顺时针旋转,使l与底边AB交于点D(D不与AB点重合),请你探究直线l,EF、AE、BF之间的关系(直接写出)【答案】(1)证明见解析,EFAE+BF;证明见解析;(2)AEBF+EF或BFAE+EF【分析】(1)根据AECBFC90,利用同角的余角相等证明EACFCB即可;根据AAS证EACFCB,推出CEBF,AECF即可;(2)类比(1)证得对应的两个三角形全等
13、,求出线段之间的关系即可【详解】(1)证明:AEEF,BFEF,ACB90,AECBFCACB90,EAC+ECA90,ECA+FCB90,EACFCB,EFAE+BF;证明:在EAC和FCB中,AEC=CFBEAC=FCBAC=BC,EACFCB(AAS),CEBF,AECF,EFCE+CFAE+BF,即EFAE+BF;(2)当ADBD时,如图,ACB90,AEl直线,同理可证BCFCAE(同为ACD的余角),又ACBC,BFl直线即BFCAEC90,ACECBF(AAS),CFAE,CEBF,CFCE+EFBF+EF,AEBF+EF;当ADBD时,如图,ACB90,BFl直线,同理可证CB
14、FACE(同为BCD的余角),又ACBC,BEl直线,即AECBFC90ACECBF(AAS),CFAE,BFCE,CECF+EFAE+EF,BFAE+EF【点睛】本题考查了三角形综合题,主要涉及到了全等三角形的判定与性质,解题关键是证明ACECBF(AAS),利用全等三角形的性质得出线段之间的关系9(2021四川达州九年级期中)模型探究:(1)如图1,在等腰直角三角形ABC中,ACB=90,CB=CA,直线ED经过点C,过A作ADED于点D,过B作BEED于点E求证:BE=CD;模型应用:(2)已知直线l1:y=2x+4与坐标轴交于点A、B,将直线l1绕点A逆时针旋转90至直线l2,如图2,
15、求直线l2的函数表达式;(3)如图3,已知点A、B在直线y=12x+4上,且AB=42若直线与y轴的交点为M,M为AB中点试判断在x轴上是否存在一点C,使得ABC是以AB为斜边的等腰直角三角形【答案】(1)见解析;(2)y=12x1;(3)不存在这样的点C【分析】(1)证明ACDCBEAAS,即可得到结论;(2)设点B绕点A逆时针旋转90到点C,过点C作CDx轴于点D,根据(1)求出C的坐标,将A、C的坐标代入解析式即可求出答案;(3)先求出点M0,4,得到OM=4,假设存在这样的点C,利用反证法根据等腰直角三角形的性质得到MC=12AB=224,由此得到假设不成立进行论证【详解】(1)证明:
16、 ADED,BEED,D=E=90,ACB=90,ACD+BCE=18090=90,又EBC+BCE=90,ACD=EBC,在ACD与CBE中,D=EACD=EBCCA=CB,ACDCBEAAS,CD=BE;(2)设点B绕点A逆时针旋转90到点C,过点C作CDx轴于点D,由(1)可知:ACDBAO,CD=AO,AD=OB,l1:y=2x+4,当x=0时,y=4,点B0,4,当y=0时,2x+4=0,x=2,点A2,0,CD=AO=2,AD=OB=4,OD=OA+AD=6,C6,2,设l2的解析式为y=kx+b,把A、C两点坐标代入,得2k+b=06k+b=2,解得k=12b=1,l2的解析式:
17、y=12x1;(3)不存在理由:当x=0时,y=4,点M0,4,OM=4,假设存在这样的点C,ABC是以AB为斜边的等腰直角三角形,点C在AB的垂直平分线与x轴的交点处,ACB=90又MA=MB,MC=12AB=22C,ADE为等腰三角形时,只能是AD=DE或AE=DE,当AD=DE时,DAE=DEA=1218040=70,BAD=BACDAC=10070=30,当EA=ED时,ADE=DAE=40,AED=1804040=100,BAD=BACDAC=10040=60,综上所述,当BAD得度数为30或60时,ADE是等腰三角形【点睛】此题考查了等腰三角形的判定与性质,全等三角形的判定与性质,
18、三角形外角的性质等知识点,此题涉及到的知识点较多,综合性较强12(2022重庆江北八年级期末)如图,在平面直角坐标系中,已知A(a,0)、B(0,b)分别在坐标轴的正半轴上(1)如图1,若a、b满足(a4)2+b3=0,以B为直角顶点,AB为直角边在第一象限内作等腰直角ABC,则点C的坐标是(_);(2)如图2,若a=b,点D是OA的延长线上一点,以D为直角顶点,BD为直角边在第一象限作等腰直角BDE,连接AE,求证:ABD=AED;(3)如图3,设AB=c,ABO的平分线过点D2,2,直接写出ab+c的值【答案】(1)点C的坐标是3,7;(2)见解析;(3)ab+c=4【分析】(1)根据偶次
19、幂的非负性以及算术平方根的非负性得出a,b的值,过点C作CDy轴于点D,然后证明OABDBC,进而得出结论;(2)过点E作EMx轴于点M,根据题意证明OBDMDE(AAS),在ABN和DNE中,根据三角形内角和定理可得结论;(3)作DFy轴于H,DHx轴于H,DKBA交BA的延长线于K,先证明FBDKBD(AAS)可得BKBFb2,然后证明RtDAHRtDAK可得BKca2,进一步可得结果【详解】解:(1)(a4)2+b3=0,a=4,b=3,OA=4,OB=3,过点C作CDy轴于点D,ABC为等腰直角三角形,BA=BC,ABC=90,CBD+ABO=90,ABO+BAO=90,CBD=BAO
20、,在BAO和CBD中,CBD=BAOCDB=BOABC=AB,BAOCBD(AAS),OA=DB=4,CD=BO=3,OD=OB+BD=3+4=7,点C的坐标是3,7;(2)证明:过点E作EMx轴于点M,依题意有,BDE为等腰直角三角形,BD=DE,BDE=90,BDO+EDM=90,EDM+MED=90,ODB=MED,在RtOBD和RtMDE中,BD=DEODB=MEDBOD=DME,OBDMDE(AAS),OB=DM,OD=ME,又a=b,即OA=OB,AM=AD+DM=AD+OB=AD+OA=OD=ME,EAM=45,即BAAE,又BDDE,设BD与AE相交于点N,在ABN和DNE中,
21、BAN=EDN=90,ANB=DNE,ABD=AED;(3)作DFy轴于H,DHx轴于H,DKBA交BA的延长线于K,则DFDH2,BD平分ABO,DFy轴,DKBA,DFDK2,BFD=BKD=90,FBD=KBD,BD=BD,FBDKBD(AAS),DFDHDK,BKBFb2,在RtDAH和RtDAK中,DH=DKDA=DA,RtDAHRtDAK(HL)AKAHa2,BKca2,ca2b2,abc4【点睛】本题考查了坐标与图形,等腰三角形的性质,全等三角形的判定与性质,偶次方与算数平方根的非负性的性质,根据题意构建出全等三角形是解本题的关键13(2021湖北咸宁市第三初级中学八年级期中)如
22、图,在等腰RtABC中,ABC=90,点A、B分别在x轴、y轴上(1)如图,若点C的横坐标为5,求点B的坐标;(2)如图,若x轴恰好平分BAC,BC交x轴于点M,过点C作CDx轴于点D,求CDAM的值;(3)如图,若点A的坐标为4,0,点B在y轴的正半轴上运动时,分别以OB、AB为边在第一、第二象限中作等腰RtOBF,等腰RtABE,连接EF交y轴于点P,当点B在y轴上移动时,PB的长度是否发生改变?若不变求PB的值;若变化,求PB的取值范围【答案】(1)(0,5)(2)12(3)不变,等于2【分析】(1)作CDBO,易证ABOBCD,根据全等三角形对应边相等的性质即可解题;(2)设ABBCa
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