小专题一 构造全等三角形的方法技巧.docx

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小专题一构造全等三角形的方法技巧

小专题

(一) 构造全等三角形的方法技巧               

方法1 利用“角平分线”构造全等三角形

 

因角平分线本身已经具备全等的三个条件中的两个(角相等和公共边相等),故在处理角平分线问题时,常作以下辅助线构造全等三角形:

(1)在角的两边截取两条相等的线段;

(2)过角平分线上一点作角两边的垂线.

1.如图,AB∥CD,BE平分∠ABC,CE平分∠BCD,点E在AD上,求证:

BC=AB+CD.

证明:

在BC上截取BF=AB,连结EF.

∵∠ABC,∠BCD的平分线交AD于点E,

∴∠ABE=∠FBE,∠BCE=∠DCE.

在△ABE和△FBE中,

∴△ABE≌△FBE(SAS).

∴∠BAE=∠BFE.

∵AB∥CD,

∴∠BAE+∠CDE=180°.

∴∠BFE+∠CDE=180°.

∵∠BFE+∠CFE=180°,

∴∠CFE=∠CDE.

在△FCE和△DCE中,

∴△FCE≌△DCE(AAS).

∴CF=CD.

∴BC=BF+CF=AB+CD.

2.如图,已知∠AOB=90°,OM是∠AOB的平分线,三角尺的直角顶点P在射线OM上滑动,两直角边分别与OA,OB交于点C,D,求证:

PC=PD.

证明:

过点P作PE⊥OA于点E,

PF⊥OB于点F.

∴∠PEC=∠PFD=90°.

∵OM是∠AOB的平分线.

∴PE=PF.

∵∠AOB=90°,∠CPD=90°,

∴∠PCE+∠PDO=360°-90°-90°=180°.

∵∠PDO+∠PDF=180°,

∴∠PCE=∠PDF.

在△PCE和△PDF中,

∴△PCE≌△PDF(AAS).

∴PC=PD.

方法2 利用“截长补短法”构造全等三角形

 

截长补短法的具体做法:

在某一条线段上截取一条线段与特定线段相等,或将某条线段延长,使之与特定线段相等,再利用三角形全等的有关性质加以说明.这种方法适用于证明线段的和、差、倍、分等题目.

3.如图,在△ABC中,∠A=60°,BD,CE分别平分∠ABC和∠ACB,BD,CE交于点O,试判断BE,CD,BC的数量关系,并加以证明.

解:

BC=BE+CD.

证明:

在BC上截取BF=BE,连结OF.

∵BD平分∠ABC,

∴∠EBO=∠FBO.

又∵BO=BO,

∴△EBO≌△FBO(SAS).

∴∠EOB=∠FOB.

∵∠A=60°,BD,CE分别平分∠ABC和∠ACB,

∴∠BOC=180°-∠OBC-∠OCB=180°-

∠ABC-

∠ACB=180°-

(180°-∠A)=120°.

∴∠EOB=∠DOC=60°.

∴∠BOF=60°,∠FOC=∠DOC=60°.

∵CE平分∠DCB,∴∠DCO=∠FCO.

又∵CO=CO,∴△DCO≌△FCO(ASA).

∴CD=CF.∴BC=BF+CF=BE+CD.

4.(德州中考)问题背景:

如图1,在四边形ABCD中,AB=AD,∠BAD=120°,∠B=∠ADC=90°.点E,F分别是BC,CD上的点.且∠EAF=60°.探究图中线段BE,EF,FD之间的数量关系.

(1)小王同学探究此问题的方法是:

延长FD到点G,使DG=BE,连结AG.先证明△ABE≌△ADG,再证明△AEF≌△AGF,可得出结论,他的结论应是EF=BE+DF;

(2)如图2,若在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°.E,F分别是BC,CD上的点,且∠EAF=

∠BAD,上述结论是否仍然成立,并说明理由.

解:

EF=BE+DF仍然成立.

证明:

延长FD到G,使DG=BE,连结AG,

∵∠B+∠ADC=180°,∠ADC+∠ADG=180°,

∴∠B=∠ADG.

在△ABE和△ADG中,

∴△ABE≌△ADG(SAS).

∴AE=AG,∠BAE=∠DAG.

∵∠EAF=

∠BAD,

∴∠GAF=∠DAG+∠DAF=∠BAE+∠DAF=∠BAD-∠EAF=∠EAF.

∴∠EAF=∠GAF.

在△AEF和△AGF中,

∴△AEF≌△AGF(SAS).∴EF=FG.

∵FG=DG+DF=BE+DF,∴EF=BE+DF.

方法3 利用“倍长中线法”构造全等三角形

 

将中点处的线段延长一倍,然后利用SAS证三角形全等.

5.已知:

如图,AD,AE分别是△ABC和△ABD的中线,且BA=BD.求证:

AE=

AC.

证明:

延长AE至F,使EF=AE,连结DF.

∵AE是△ABD的中线,

∴BE=DE.

又∵∠AEB=∠FED,

∴△ABE≌△FDE(SAS).

∴∠B=∠BDF,AB=DF.

∵BA=BD,

∴∠BAD=∠BDA,BD=DF.

∵∠ADF=∠BDA+∠BDF,∠ADC=∠BAD+∠B,

∴∠ADF=∠ADC.

∵AD是△ABC的中线,

∴BD=CD.

∴DF=CD.

又∵AD=AD,

∴△ADF≌△ADC(SAS).

∴AC=AF=2AE,即AE=

AC.

6.如图,AB=AE,AB⊥AE,AD=AC,AD⊥AC,点M为BC的中点,求证:

DE=2AM.

证明:

延长AM至点N,使MN=AM,连结BN,

∵M为BC中点,

∴BM=CM.

又∵AM=MN,∠AMC=∠NMB,

∴△AMC≌△NMB(SAS).

∴AC=BN,∠C=∠NBM.

∴∠ABN=∠ABC+∠NBM=∠ABC+∠C=180°-∠BAC=∠EAD.

∵AD=AC,AC=BN,

∴AD=BN.

又∵AB=AE,∴△ABN≌△EAD(SAS).

∴DE=NA.

又∵AM=MN,∴DE=2AM.

方法4 巧用“三垂直”构造全等三角形

 

如图,若AB=AC,AB⊥AC,则可过斜边的两端点B,C向过A点的直线作垂线构造△ABD≌△CAE.在坐标系中,过顶点A的直线常为x轴或y轴.

7.如图,在△ABC中,AB=BC,AB⊥BC,B(0,2),C(2,-2),求点A的坐标.

解:

作CM⊥y轴于M,

∵B(0,2),C(2,-2),

∴CM=BO=2.

∵AB⊥BC,

∴∠ABC=90°.

∴∠ABO+∠CBO=90°.

又∵CM⊥BO,

∴∠CBO+∠BCM=90°.

∴∠ABO=∠BCM.

∴△ABO≌△BCM(ASA).

∴AO=BM=4.

∴A(-4,0).

小专题

(二) 等腰三角形中的分类讨论

类型1 针对腰长和底边长进行分类

1.已知等腰三角形一边长等于5,另一边长等于9,则它的周长是(D)

A.14B.23C.19D.19或23

2.若实数x,y满足|x-5|+

=0,则以x,y的值为边长的等腰三角形的周长为25.

3.已知等腰三角形ABC中,一腰AC上的中线BD将三角形的周长分成9cm和12cm两部分,则这个三角形的腰长和底边长分别为6cm和9cm或8cm和5cm.

类型2 针对顶角和底角进行分类

4.若等腰三角形中有一个角等于70°,则这个等腰三角形的顶角的度数是(C)

A.70°B.40°C.70°或40°D.70°或55°

5.已知一个等腰三角形两内角的度数之比为1∶4,则这个等腰三角形顶角的度数为120°或20°.

6.如果等腰三角形中的一个角是另一个角度数的一半,则该等腰三角形各内角的度数为45°,45°,90°或36°,72°,72°.

7.等腰三角形有一个角为52°,它的一条腰上的高与底边的夹角为多少度?

解:

①若已知的这个角为顶角,则底角的度数为(180°-52°)÷2=64°,故一腰上的高与底边的夹角为26°;

②若已知的这个角为底角,则一腰上的高与底边的夹角为38°.

故所求的一腰上的高与底边的夹角为26°或38°.

类型3 针对锐角、直角和钝角三角形进行分类

8.在△ABC中,AB=AC,AB的垂直平分线与AC所在直线相交所得的锐角为40°,则底角∠B等于(C)

A.20°B.60°或20°

C.65°或25°D.60°

9.已知在△ABC中,AB=AC,AB的垂直平分线交AB于点D,交直线AC于点E,∠AEB=70°,那么∠BAC等于(A)

A.55°或125°B.65°

C.55°D.125°

10.已知等腰三角形一腰上的高与另一腰的夹角为36°,求这个等腰三角形的底角的度数.

解:

分两种情况讨论:

①若∠A<90°,如图1所示.

∵BD⊥AC,

∴∠A+∠ABD=90°.

∵∠ABD=36°

∴∠A=90°-36°=54°.

∵AB=AC,

∴∠ABC=∠C=

(180°-54°)=63°.

②若∠A>90°,如图2所示.

同①可得∠DAB=90°-36°=54°,

∴∠BAC=180°-54°=126°.

∵AB=AC,

∴∠ABC=∠C=

(180°-126°)=27°.

综上所述:

等腰三角形底角的度数为63°或27°.

类型4 确定等腰三角形的数目

11.(武汉中考)平面直角坐标系中,已知A(2,2),B(4,0).若在坐标轴上取点C,使△ABC为等腰三角形,则满足条件的点C的个数是(A)

A.5B.6C.7D.8

12.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AB=2BC,在直线BC或AC上取一点P,使得△PAB为等腰三角形,则符合条件的点P共有(B)

A.7个B.6个C.5个D.4个

类型5 运动过程中等腰三角形中的分类讨论

13.(杭州下城区期中)在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=8cm,AC=6cm,在射线BC上一动点D,从点B出发,以2厘米每秒的速度匀速运动,若点D运动t秒时,以A,D,B为顶点的三角形恰为等腰三角形,则所用时间t为

或5或8秒.

解析:

①当AD=BD时,

在Rt△ACD中,根据勾股定理,得

AD2=AC2+CD2,即BD2=(8-BD)2+62,

解得BD=

cm.

则t=

(秒);

②当AB=BD时,

在Rt△ABC中,根据勾股定理,得

AB2=AC2+BC2=62+82=100(cm2),

∴AB=10cm.

则t=

=5(秒);

③当AD=AB时,BD=2BC=16cm,

则t=

=8(秒).

综上所述,t的值可以是:

,5,8.

14.(杭州期中改编)如图,已知△ABC中,∠B=90°,AB=8cm,BC=6cm,P,Q是△ABC边上的两个动点,其中点P从点A开始沿A→B方向运动,且速度为每秒1cm,点Q从点B开始沿B→C方向运动,且速度为每秒2cm,它们同时出发,设出发的时间为t秒.

(1)当t=2秒时,求PQ2的长;

(2)求出发时间为几秒时,△PQB是等腰三角形?

(3)若Q沿B→C→A方向运动,则当点Q在边CA上运动时,求能使△BCQ成为等腰三角形的运动时间.

解:

(1)BQ=2×2=4(cm),

BP=AB-AP=8-2×1=6(cm),

∵∠B=90°,

∴PQ2=BQ2+BP2=42+62=52(cm2).

(2)根据题意,得BQ=BP,

即2t=8-t,

解得t=

.

∴出发时间为

秒时,△PQB是等腰三角形.

(3)分三种情况:

①当CQ=BQ时,如图1所示,

则∠C=∠CBQ,

∵∠ABC=90°,

∴∠CBQ+∠ABQ=90°,∠A+∠C=90°.

∴∠A=∠ABQ.

∴BQ=AQ.

∴CQ=AQ=5cm.

∴BC+CQ=11cm.

∴t=11÷2=5.5(秒).

②当CQ=BC时,如图2所示,

则BC+CQ=12cm.

∴t=12÷2=6(秒).

③当BC=BQ时,如图3所示,

过B点作BE⊥AC于点E,

则BE=

=4.8(cm).

∴CE2=BC2-BE2=62-4.82=3.62(cm2).

∴CE=3.6cm.

∴CQ=2CE=7.2cm.

∴BC+CQ=13.2cm.

∴t=13.2÷2=6.6(秒).

由上可知,当t为5.5秒或6秒或6.6秒时,△BCQ为等腰三角形.

小专题(三) 利用勾股定理解决折叠与展开问题

类型1 利用勾股定理解决平面图形的折叠问题

1.如图所示,有一张直角三角形纸片,∠C=90°,AC=4cm,BC=3cm,将斜边AB翻折,使点B落在直角边AC的延长线上的点E处,折痕为AD,则CE的长为(A)

A.1cmB.1.5cmC.2cmD.3cm

2.如图,长方形ABCD的边AD沿折痕AE折叠,使点D落在BC上的F处,已知AB=6,△ABF的面积是24,则FC等于(B)

A.1B.2C.3D.4

3.如图,有一张直角三角形纸片,两直角边AC=5cm,BC=10cm,将△ABC折叠,使点B与点A重合,折痕为DE,则CD的长为(D)

A.

cmB.

cmC.

cmD.

cm

4.(铜仁中考)如图,在长方形ABCD中,BC=6,CD=3,将△BCD沿对角线BD翻折,点C落在点C′处,BC′交AD于点E,则线段DE的长为(B)

A.3B.

C.5D.

5.(上城区期末)在长方形纸片ABCD中,AB=3,AD=5,如图所示,折叠纸片,使点A落在BC边上的A′处,折痕为PQ,当点A′在BC边上移动时,折痕的端点P,Q也随之移动,若限定点P,Q分别在线段AB,AD边上移动,则点A′在BC边上可移动的最大距离为(B)

A.1B.2C.3D.4

解析:

如图1,当点D与点Q重合时,根据翻折对称性可得

A′D=AD=5.

在Rt△A′CD中,A′D2=A′C2+CD2,

即52=(5-A′B)2+32,解得A′B=1.

如图2,当点P与点B重合时,根据翻折对称性可得A′B=AB=3.

∵3-1=2,

∴点A′在BC边上可移动的最大距离为2.

故选B.

6.如图所示,在△ABC中,∠B=90°,AB=3,AC=5,将△ABC折叠,使点C与点A重合,折痕为DE,则△ABE的周长为7.

7.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=6cm,AC=8cm,按图中所示方法将△BCD沿BD折叠,使点C落在AB边的C′点,那么△ADC′的面积是6cm2.

8.如图,在长方形ABCD中,CD=6,BC=8,E为CD边上一点,将长方形沿直线BE折叠,使点C落在线段BD上C′处,求DE的长.

解:

∵在长方形ABCD中,∠C=90°,DC=6,BC=8,

∴BD2=62+82=102.

∴BD=10.

由折叠可得BC′=BC=8,EC′=EC,∠BC′E=∠C=90°,

∴C′D=2,∠DC′E=90°.

设DE=x,则C′E=CE=6-x.

在Rt△C′DE中,x2=(6-x)2+22,

解得x=

.

∴DE的长为

.

类型2 利用勾股定理解决立体图形的最短路径问题

9.如图是一个封闭的正方体纸盒,E是CD中点,F是CE中点,一只蚂蚁从一个顶点A爬到另一个顶点G,那么这只蚂蚁爬行的最短路线是(C)

A.A⇒B⇒C⇒G

B.A⇒C⇒G

C.A⇒E⇒G

D.A⇒F⇒G

10.如图,在一个长为2m,宽为1m的长方形草地上,放着一根长方体的木块,它的棱和场地宽AD平行且棱长大于AD,木块从正面看是边长为0.2m的正方形,一只蚂蚁从点A处到达点C处需要走的最短路程是2.60m.(精确到0.01m)

11.(凉山中考)如图,圆柱形玻璃杯,高为18cm,底面周长为24cm,在杯内离杯底4cm的点C处有一滴蜂蜜,此时一只蚂蚁正好在杯外壁,离杯上沿2cm与蜂蜜相对的点A处,则蚂蚁到达蜂蜜的最短距离为20cm.

12.一位同学要用彩带装饰一个长方体礼盒.长方体高6cm,底面是边长为4cm的正方形,从顶点A到顶点C′如何贴彩带用的彩带最短?

最短长度是多少?

解:

把长方体的面DCC′D′沿棱CD展开至面ABCD上,如图.

构成矩形ABC′D′,则A到C′的最短距离为AC′的长度,

连结AC′交DC于点O,易证△AOD≌△C′OC.

∴OD=OC,

即O为DC的中点.

由勾股定理得AC′2=AD′2+D′C′2=82+62=100,

∴AC′=10cm.

即从顶点A沿直线到DC中点O(或A′B′中点O′),再沿直线到顶点C′,贴的彩带最短,最短长度为10cm.

13.如图,一个长方体形状的木柜放在墙角处(与墙面和地面均没有缝隙),有一只蚂蚁从柜角A处沿着木柜表面爬到柜角C1处.

(1)请你画出蚂蚁能够最快到达目的地的可能路径;

(2)当AB=4,BC=4,CC1=5时,求蚂蚁爬过的最短路径的长.

解:

(1)如图,木柜的表面展开图是两个矩形ABC′1D1和ACC1A1.

蚂蚁能够最快到达目的地的可能路径有如图所示的AC′1和AC1两种.

(2)蚂蚁沿着木柜表面经线段A1B1到C′1,

爬过的路径的长l

=42+(4+5)2=97,

∴l1=

蚂蚁沿着木柜表面经线段BB1到C1,

爬过的路径的长l

=(4+4)2+52=89,

∴l2=

.

∵l1>l2,

∴最短路径的长是

.

小专题(四) 构造等腰三角形的常用方法

类型1 利用平行线构造等腰三角形

 

①利用“角平分线+平行线”构造等腰三角形.若∠1=∠2,AC∥OB,则△OAC为等腰三角形.

②作腰的平行线构造等腰三角形.若AB=AC,DE∥AC,则△BDE为等腰三角形.

③作底边的平行线构造等腰三角形.若AB=AC,DE∥BC,则△ADE为等腰三角形.

1.如图,在△ABC中,AB=AC,点D在AB上,点E在AC的延长线上,且BD=CE,DE交BC于点F,求证:

DF=EF.

证明:

过点D作DM∥AC交BC于点M,

∴∠DMB=∠ACB,∠FDM=∠E.

∵AB=AC,∴∠B=∠ACB.

∴∠B=∠DMB.∴BD=MD.

∵BD=CE,∴MD=CE.

在△DMF和△ECF中,

∴△DMF≌△ECF(AAS).

∴DF=EF.

2.已知△ABC为等边三角形,点D为AC上的一个动点,点E为BC延长线上一点,且BD=DE.

(1)如图1,若点D在边AC上,猜想线段AD与CE之间的关系,并说明理由;

(2)如图2,若点D在AC的延长线上,

(1)中的结论是否成立,请说明理由.

解:

(1)AD=CE.

理由:

过点D作DP∥BC,交AB于点P,

∵△ABC是等边三角形,

∴△APD也是等边三角形.

∴AP=PD=AD,∠APD=∠ABC=∠ACB=∠PDA=60°.

∵DB=DE,∴∠DBC=∠DEC.

∵DP∥BC,∴∠PDB=∠CBD.

∴∠PDB=∠DEC.

又∠BPD=∠A+∠ADP=120°,∠DCE=∠A+∠ABC=120°,

即∠BPD=∠DCE.

在△BPD和△DCE中,

∴△BPD≌△DCE(AAS).

∴PD=CE.∴AD=CE.

(2)AD=CE成立.

理由:

过点D作DP∥BC,交AB的延长线于点P,

∵△ABC是等边三角形,

∴△APD也是等边三角形.

∴AP=PD=AD,∠APD=∠ABC=∠ACB=∠PDC=60°.

∵DB=DE,∴∠DBC=∠DEC.

∵DP∥BC,∴∠PDB=∠CBD.

∴∠PDB=∠DEC.

在△BPD和△DCE中,

∴△BPD≌△DCE(AAS).∴PD=CE.

∴AD=CE.

类型2 运用倍角关系构造等腰三角形

 

已知在△ABC中,∠ACB=

∠ABC.

①如图1,作∠ABC的平分线BD,则可构造等腰△BDC;

②如图2,∠BCE=2∠ACB,交BA的延长线于E,则可构造等腰△BCE;

③如图3,延长CB至D,使BD=AB,则可构造两个等腰三角形,如△ABD,△ADC;

④如图4,作∠BCE=∠ACB,交AB的延长线于E,则可构造等腰△BCE.

3.如图,在△ABC中,AD平分∠BAC交BC于点D,且∠ABC=2∠C,求证:

AB+BD=AC.

解:

证法1:

在边AC上截取AP=AB,连结PD.

∵AD是△ABC的角平分线,

∴∠BAD=∠PAD.

在△ABD和△APD中,

∴△ABD≌△APD(SAS).

∴∠APD=∠B,PD=BD.

∵∠B=2∠C,∴∠PDC=∠C.

∴PD=PC.

∴AB+BD=AC.

证法2:

延长AB至E,使BE=BD,连结DE,证△AED全等于△ACD即可.

证法3:

延长CB至E,使BE=AB,连结AE,则∠E=∠C=∠EAB,易证∠EAD=∠EDA,∴AC=EA=ED=EB+BD=AB+BD.

类型3 截长补短构造等腰三角形

4.如图,在△ABC中,∠BAC=120°,AD⊥BC于D,且AB+BD=DC,求∠C的度数.(用截长法与补短法两种方法解答)

解:

方法1:

(截长法)在CD上取点E,使DE=BD,连结AE,则CE=AB=AE.

∴∠B=∠AED=∠C+∠CAE=2∠C.

∵∠BAC=120°,∴∠C=20°.

方法2:

(补短法)延长DB至点F,使BF=AB,

则AB+BD=DF=CD.

∴AF=AC,∠C=∠F=

∠ABC.

∵∠BAC=120°,∴∠C=20°.

5.如图,在△ABC中,∠BAC=108°,AB=AC,BD平分∠ABC,交AC于D,求证:

BC=CD+AB.(用两种方法)

解:

方法1:

(截长法)在BC上取点E,使BE=BA,连结DE,

∵BD平分∠ABC,

∴∠ABD=∠EBD.

在△ABD和△EBD中,

∴△ABD≌△EBD(SAS).

∴∠BAC=∠BED=108°,AB=EB.

∴∠DEC=72°.

∵AB=AC,

∴∠C=∠ABC=36°.

∴∠CDE=72°.

∴∠CDE=∠CED=72°.

∴CD=CE.

则BC=BE+EC=AB+CD.

方法2:

(补短法)延长BA至E′,使BE′=BC,连结DE′,

∵BD平分∠ABC,

∴∠CBD=∠E′BD.

在△E′BD和△CBD中,

∴△E′BD≌△CBD(SAS).

∴DE′=DC,∠E′=∠C=36°.

∵∠E′AD=72°,

∴∠E′DA=∠E′AD=72°.

∴E′A=E′D.

∴CD=DE′=AE′.

则BC=BE′=AB+AE′=AB+CD.

小专题(五) 一元一次不等式(组)的解法

1.解下列不等式(组):

(1)(金华金东区期末)5x+3<3(2+x);

解:

去括号,得5x+3<6+3x.

移项,得5x-3x<6-3.

合并同类项,得2x<3.

系数化为1,得x<

.

(2)(黄冈中考)

≥3(x-1)-4;

解:

去分母,得x+1≥6(x-1)-8.

去括号,得x+1≥6x-6-8.

移项,得x-6x≥-6-8-1.

合并同类项,得-5x≥-15.

两边都除以-5,得x≤3.

(3)

解:

由①,得x≥1.

由②,得x>1.

所以,不等式组的解集为x>1.

(4)(莆田中考)

解:

由①,得x≤1.

由②,得x<4.

所以,不等式组的解集为x≤1.

(5)(金华金东区期末)

解:

解不等式①,得x>

.

解不等式②,得x≤4.

故不等式组的解集为

<x≤4.

2.(苏州中

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