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专题02.三角形中的倒角模型之双角平分线模型
近年来各地考试中常出现一些几何倒角模型,该模型主要涉及高线、角平分线及角度的计算(内角和
定理、外角定理等)。熟悉这些模型可以快速得到角的关系,求出所需的角。本专题就三类双角平分线模
型进行梳理及对应试题分析,方便掌握。
.................................................................................................................................................2
模型1双角平分线模型(双内角).........................................................................................................2
模型2.双角平分线模型(一内角一外角)..............................................................................................8
模型3.双角平分线模型(双外角).......................................................................................................11
...............................................................................................................................................17模型1双角平分线模型(双内角)
双角平分线模型1:当这两个角为内角时,这夹角等于90°与第三个角的一半的和。
1)两内角平分线的夹角模型
图1 图2 图3
条件:如图1,在△ABC中,∠ABC和∠ACB的平分线BP,CP交于点P;结论: 。
证明:∵∠ABC和∠ACB的平分线BP,CP交于点P,∴ , 。
∴∠P=180°-(∠PBC+∠PCB)=180°- (∠ABC+∠ACB)=180°- (180°-∠A)=90°+ ∠A。
2)凸多边形双内角平分线的夹角模型1
条件:如图2,BP、CP平分∠ABC、∠DCB,两条角平分线相交于点P;结论:2∠P=∠A+∠D。
证明:∵BP、CP平分∠ABC、∠DCB,∴ , 。
∴∠P=180°-(∠PBC+∠PCB)=180°- (∠ABC+∠DCB)=180°- (360°-∠A-∠D)= (∠A+∠D)。即:
2∠P=∠A+∠D。
3)凸多边形双内角平分线的夹角模型2
条件:如图3,CP、DP平分∠BCD、∠CDE,两条角平分线相交于点P;结论:。
证明:∵CP、DP平分∠BCD、∠CDE,∴ , 。
∴∠P=180°- ( ∠ PCD+∠PDC ) =180°- ( ∠ BCD+∠CDE ) =180°- ( 540°-∠A-∠D-∠E )
=∠A+∠D+∠E-90°。即:2∠P=∠A+∠D+∠E-180°。
例1.(23-24八年级上·山东菏泽·期末)如图,在 中, 为 的角平分线, 为 的高,
与 相交于点F, , ,则 的度数为( )
A. B. C. D.
例2.(2023秋·山西太原·八年级校考期末)已知:如图, 是 内一点,连接 , .
(1)猜想: 与 、 、 存在怎样的等量关系?证明你的猜想.(2)若 , 、
分别是 、 的三等分线,直接利用(1)中结论,可得 的度数为 .
例3.(2023秋·辽宁鞍山·八年级统考期中)(1)已知:如图(1),在 中, 、 分别平分
和 ,直接写出 与 的数量关系;(2)已知:如图(2),在四边形 中, 、
分别平分 和 ,试探究 与 、 之间的数量关系.例4.(23-24八年级上·山东青岛·期末)【基础探究1】(1)如图1, 中, 平分 , 平
分 ,探求 与 之间的数量关系;
【基础探究2】(2)如图2, 中, 、 是 的三等分线, 、 是 的三等分线,
则 与 之间的数量关系是______;
【基础探究3】(3)如图3, 中, 、 、 是 的四等分线, 、 、 是
的四等分线,则 与 之间的数量关系是______;
【拓展与探究】(4)如图4, 中, 、 、……、 、 是 的 等分线, 、
、……、 、 是 的 等分线,请用一个等式表示 、 、 三者之间的
数量关系是______;
【探究与应用】(5) 中, 、 、……、 是 的2024等分线, 、 、……、
是 的2024等分线,若 与 的和是 的7倍,则 ______ .模型2.双角平分线模型(一内角一外角)
双角平分线模型2:当这两个角为一个内角和一个外角时,这夹角等于第三个角的一半。
图1 图2
1)一个内角一个外角平分线的夹角模型
条件:如图1,在△ABC中,BP平分∠ABC,CP平分∠ACB的外角,两条角平分线相交于点P;结论:
.证明:∵BP、CP平分∠ABC、∠ACD,∴ , 。
∴∠P=∠PCD-∠PBC= (∠ACD-∠ABC)= ∠A。
2)一个内角一个外角平分线的夹角模型(累计平分线)
条件:如图2, ,∠ABC、∠ACD的平分线相交于点 , 的平分线相交于点 ,
, 的平分线相交于点 ……以此类推;结论: 的度数是.
证明:∵BP、CP 平分∠ABC、∠ACD,∴ , 。
1 1
∴∠P
1
=∠P
1
CD-∠P
1
BC= (∠ACD-∠ABC)= ∠A= 。同理:∠P
2
= ∠P
1
= ,∠P
n
=
例1.(23-24八年级上·山东聊城·阶段练习)如图,在 中, 的角平分线和
的外角平分线交于点P;若 ,则 的度数为( )
A. B. C. D.
例2.(2023·江西景德镇·八年级统考期末)如图,在Rt△ABC中,∠A=90°,点D在BC的延长线上,BP
平分∠ABC,CP平分∠ACD.(1)当∠ABC=60°,∠P=______;当∠ABC=50°,∠P=______;当∠ABC
=40°,∠P=______;(2)当∠ABC为任意锐角时,∠P的度数是否会发生变化?若会变化,请说明理由;
若不会变化请求出这个确定的度数.例3.(2023春·四川成都·八年级校考期中) 中, .现进行第一次操作:如图1作射线 ,
使得 ,作射线 ,使得 .再进行第二次操作:如图2作射线 ,使
得 ,作射线 ,使得 .再进行第三次操作:如图3作射线 使得
,作射线 ,使得 .则 .
模型3.双角平分线模型(双外角)
双角平分线模型3:当这两个角为外角时,这夹角等于90°与第三个角的一半的差。C
D
B A E
图1 图2 图3
1)两外角平分线的夹角模型
条件:如图1,在△ABC中,BO,CO是△ABC的外角平分线;结论: .
证明:∵BO、CO平分∠CBE、∠BCF,∴ , 。
∴∠O=180°-(∠OBC+∠OCB)=180°- (∠EBC+∠BCF)=180°- (∠A+∠ACB+∠ABC+∠A)
=180°- (180°+∠A)=90°+ ∠A。
2)旁心模型 旁心:三角形的一条内角平分线与其他两个角的外角平分线交于一点
条件:如图2,BD平分∠ABC,CD平分∠ACB的外角,两条角平分线相交于点 D;结论:AD平分
∠CAD。
证明:如图3,过点D作DM⊥BA、DN⊥AC、DH⊥BC,
∵BD平分∠ABC,CD平分∠ACB的外角,
∴DH=DM,DH=DN,∴DM=DN,∴AD平分∠CAD。,
例1.(2023秋·成都市·八年级专题练习)如图,在 中, ,三角形两外角的角平分线交于点
E,则 .
例2.(23-24八年级上·甘肃天水·期末)(1)如图①, 是 的外角, 平分 , 平
分 ,且 、 交于点 .如果 , ,求 的度数;
(2)如图②,点 是 两外角平分线 、 的交点,探索 与 之间的数量关系,并说明理由.例3.(2022春·湖南长沙·八年级校考期末)(1)如图 ,在 中, 、 的平分线 , 相交
于点 , , ,求 的度数;
(2)如图 , 的外角 的平分线 与内角 平分线 交于点 ,若 ,
①求 的度数;②求 的度数.
例4.(2023秋·广东佛山·八年级校考期末)(1)如图1所示,在 中, 和 的平分线将
于点O,则有 ,请说明理由.
(2)如图2所示,在 中,内角的平分线 和外角 的平分线交于点O,请直接写出与 之间的关系,不必说明理由.
(3)如图3所示,AP,BP分别平分 , ,则有 ,请说明理由.
(4)如图4所示,AP,BP分别平分 , ,请直接写出 与 , 之间的关系,不必说
明理由.
1.(2023·江苏·八年级统考期末) 中,点 是 内一点,且点 到 三边的距离相等;,则
A. B. C. D.
2.(2022春·四川成都·八年级校考期中)如图,在 中, 、 分别是 , 的角平分
线,连接 并延长交 于点 ,若 ,则 的度数是( )
A. B. C. D.
3.(2023秋·云南大理·八年级校考期中)如图,在 中, 平分 , 平分 ,连接 ,
若 ,则 的度数是( ).
A. B. C. D.
4.(2023秋·四川绵阳·八年级统考期末)如图,在△ABC中,∠A=30°,E为BC延长线上一点,∠ABC
与∠ACE的平分线相交于点D,则∠D等于( )
A.10° B.15° C.20° D.30°5.(2023·河北张家口·八年级统考期末)如图,在△ABC中,BO,CO分别平分∠ABC和∠ACB,则∠BOC
与∠A的大小关系是( )
A.∠BOC=2∠A B.∠BOC=90°+∠A C.∠BOC=90°+ ∠A D.∠BOC=90°- ∠A
6.(2023·浙江台州·八年级校考期中)如图 ABC,BD平分∠ABC且与△ABC的外角∠ACE的角平分线交于
点D,若∠ABC=m°,∠ACB=n°,求∠D的度数△为()
A.90°+ m°- n° B.90°- m°+ n° C.90°- m°- n° D.不能确定
7.(2023秋·安徽阜阳·八年级统考期中)如图,在 中,点 是 内一点,且点 到 三边
的距离相等,若 ,则 .
8.(2023春·河北·八年级专题练习)如图,在△ABC中,∠ABC和∠ACB的角平分线交于点O,延长BO与
∠ACB的外角平分线交于点D,若∠BOC=130°,则∠D=9.(2023秋·北京大兴·八年级统考期末)如图,在 中, , 的平分线与外角
的平分线相交于点M,作 的延长线得到射线 ,作射线 ,有下面四个结论:
① ;② ;③射线 是 的角平分线;④ .
所有正确结论的序号是 .
10.(2023春·山东泰安·八年级校考阶段练习)如图,在 中, , 与 的平分线
交于点 ,得 ; 与 的平分线相交于点 ,得 ; ; 与 的平分线相
交于点 ,得 ,则 .
11.(2023秋·湖北八年级课时练习)如图,△ABC中,分别延长△ABC的边AB、AC到D、E,∠CBD与
∠BCE的平分线相交于点P,爱动脑筋的小明在写作业的时发现如下规律:
(1)若∠A=60°,则∠P= °;(2)若∠A=40°,则∠P= °;(3)若∠A=100°,则∠P=
°;
(4)请你用数学表达式归纳∠A与∠P的关系 .
12.(2023秋·广西八年级课时练习)如图,已知 的两条高 、 交于点 , 的平分线与
外角 的平分线交于点 ,若 ,则 .13.(2023春·河南郑州·八年级校考期末)如图,已知在 中, .
(1)分别作 , 的平分线,它们交于点 (尺规作图,不写作法,保留作图痕迹);
(2)当 时, 的度数为 .(3)当 时, 的度数为 .
14.(2023·成都市·八年级专题练习)在 中, ,线段 、 分别平分 、
交于点G.(1)如图1,求 的度数;(2)如图2,求证: ;(3)如图3,过点C作 交
延长线于点D,连接 ,点N在 延长线上,连接 交 于点 ,使 ,若
, ,求线段 的长.
15.(2023秋·山东·八年级专题练习)如图,在 中, , 是 , 平分线的交点.(1) ;(2)若 是两条外角平分线的交点,则 ;(3)在(2)的条件下,
若 是内角 和外角 的平分线的交点,试探索 与 的数量关系,并说明理由.
16.(2023春·江苏淮安·八年级统考期末)【定义】在一个三角形中,如果有一个角是另一个角的3倍,
我们称这两个角互为“和谐角”,这个三角形叫做“和谐三角形”.例如:在 中, ,
,则 与 互为“和谐角”, 为“和谐三角形”.
【理解】(1)若 为和谐三角形, ,则这个三角形中最小的内角为______°;
(2)若 为和谐三角形, ,则这个三角形中最小的内角为______°;
(3)已知 是和谐 中最小的内角,并且是其中的一个和谐角,试确定 的取值范围,并说明理由;
(4)【应用】如图, 中, , , 交 于点F,点D是 延长线上一点,
,若 是和谐 中的一个和谐角,设 ,则 ______.
17.(2022春·山东枣庄·八年级统考期中)如图,在 中, , ,点P为 、的角平分线上的交点.(1) 的度数是______.(2)请问点P是否在 的角平分线上?请说
明理由.
18.(2023·成都市·八年级专题练习)课本拓展
旧知新意:我们容易证明,三角形的一个外角等于与它不相邻的两个内角的和.那么,三角形的一个内角
与它不相邻的两个外角的和之间存在怎样的数量关系呢?
尝试探究(1)如图1,∠DBC与∠ECB分别为△ABC的两个外角,试探究∠A与∠DBC+∠ECB之间存在怎样
的数量关系?为什么?
初步应用:(2)如图2,在△ABC纸片中剪去△CED,得到四边形ABDE,∠1=130°,则∠2-∠C=______;
(3)小明联想到了曾经解决的一个问题:如图3,在△ABC中,BP、CP分别平分外角∠DBC、∠ECB,∠P
与∠A有何数量关系?请利用上面的结论直接写出答案______.
3拓展提升:(4)如图4,在四边形ABCD中,BP、CP分别平分外角∠EBC、∠FCB,∠P与∠A、∠D有何
数量关系?为什么?(若需要利用上面的结论说明,可直接使用,不需要说明理由)
19.(2023春·江苏·八年级期中)某校八年级数学兴趣小组对“三角形内角或外角平分线的夹角与第三个内角的数量关系”进行了探究.(1)如图1,在△ABC中,∠ABC与∠ACB的平分线交于点P,∠A=
64°,则∠BPC= ;(2)如图2,△ABC的内角∠ACB的平分线与△ABC的外角∠ABD的平分线交于
点E.其中∠A=α,求∠BEC.(用α表示∠BEC);(3)如图3,∠CBM、∠BCN为△ABC的外角,
∠CBM、∠BCN的平分线交于点Q,请你写出∠BQC与∠A的数量关系,并证明.
20.(2023春·江苏·八年级专题练习)如图,在 中,点D在 上,过点D作 ,交 于
点E, 平分 ,交 的平分线于点P, 与 相交于点G, 的平分线 与 相
交于点Q.(1)若 ,则 ____________ , ____________ ;
(2)若 ,当 的度数发生变化时, 的度数是否发生变化?并说明理由;
(3)若 ,则 ____________ , ____________ ;(用含x的代数式表示);
(4)若 中存在一个内角等于另一个内角的三倍,请直接写出所有符合条件的 的度数.