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专题03.三角形中的倒角模型-燕尾(飞镖)型、风筝(鹰爪)、翻角模型
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。本专题就燕尾(飞镖)型、
风筝(鹰爪)、翻角模型进行梳理及对应试题分析,方便掌握。
大家在掌握几何模型时,多数同学会注重模型结论,而忽视几何模型的证明思路及方法,导致本末倒
置。要知道数学题目的考察不是一成不变的,学数学更不能死记硬背,要在理解的基础之上再记忆,这样
才能做到对于所学知识的灵活运用,并且更多时候能够启发我们解决问题的关键就是基于已有知识、方法
的思路的适当延伸、拓展,所以学生在学习几何模型要能够做到的就是:①认识几何模型并能够从题目中
提炼识别几何模型;②记住结论,但更为关键的是记住证明思路及方法;③ 明白模型中常见的易错点,
因为多数题目考察的方面均源自于易错点。当然,以上三点均属于基础要求,因为题目的多变性,若想在
几何学习中突出,还需做到的是,在平时的学习过程中通过大题量的训练,深刻认识几何模型,认真理解
每一个题型,做到活学活用!
.................................................................................................................................................2
模型1.飞镖模型(燕尾)模型.................................................................................................................2
模型2.风筝(鹰爪)模型......................................................................................................................24
模型3.角内(外)翻模型......................................................................................................................36
...............................................................................................................................................48
模型1.飞镖模型(燕尾)模型飞镖(燕尾)模型看起来特别简单,在复杂几何图形倒角时往往有巧妙的作用。因为模型像飞镖
(回旋镖)或燕尾,所以我们称为飞镖(燕尾)模型。
图1 图2 图3
基本模型:条件:如图1,凹四边形ABCD; 结论:① ;② 。
证明:连接AC并延长至点P;在△ABC中,∠BCP=∠BAC+∠B;在△ACD中,∠DCP=∠CAD+∠D;
又∵∠BAD=∠BAC+∠DAC,∠BCD=∠BCP+∠DCP;∴∠BAD+∠B+∠D=∠BCD。
延长BC交AD于点P;在△ABQ中, ;在△CDQ中, 。
即: ,故 。
拓展模型1:条件:如图2,BO平分∠ABC,OD平分∠ADC; 结论:∠O= (∠A+∠C)。
证明:∵BO平分∠ABC,OD平分∠ADC;∴∠ABO= ∠ABC;∠ADO= ∠ADC;
根据飞镖模型:∠BOD=∠ABO+∠ADO+∠A= ∠ABC+ ∠ADC+∠A;∠BCD=∠ABC+∠ADC+∠A;
∴2∠BOD=∠ABC+∠ADC+2∠A=∠BCD+∠A;即∠O= (∠A+∠C)。
拓展模型2:条件:如图3,AO平分∠DAB,CO平分∠BCD; 结论:∠O= (∠D-∠B)。
证明:根据飞镖模型: = + + ,∴∠DCB-∠DAB=∠D+∠B,
∵AO平分∠DAB,CO平分∠BCD,∴∠DCO= ∠DCB,∠DAO= ∠DAB,
∴∠DCO-∠DAO= (∠DCB-∠DAB)= (∠D+∠B),
∵∠DEA=∠OEC,∴∠D+∠DAO=∠O+∠DCO,∴∠D-∠O=∠DCO-∠DAO,∴∠D-∠O= (∠D+∠B),即∠O= (∠D-∠B)
例1.(2023·山西晋城·七年级校联考期末)阅读下列材料,并完成相应的任务:有趣的“飞镖图”.如图
1的四边形 ,这种形似飞镖的四边形,我们形象地称它为“飞镖图”.它实际上就是凹四边形,同
学们通过探究发现:凹四边形中最大内角外面的角等于其余三个内角之和,即如图1,
.
“智慧小组”通过互学证明了
这个结论:
方法一:如图2,连接 ,则在 中, ,
即 ,
又:在 中, ,
∴ ,
即 .
“创新小组”想出了另外一种方法
方法二:如图3,连接 并延长至F,
∵ 和 分别是 和 的一个外角,
……
……
任务:(1)填空:“智慧小组”用的“方法一”主要依据的一个数学定理是______;
(2)根据“创新小组”用的“方法二”中辅助线的添加方式,写出该证明过程的剩余部分.例2.(2023·广东河源·八年级校考期末)(1)模型探究:如图1所示的“镖形”图中,请探究 与
、 、 的数量关系并给出证明;(2)模型应用:如图2, 平分 , 平分 ,
, ,请直接写出 的度数.
例3.(2023·浙江杭州·八年级专题练习)(2018十三中开学考)已知,在 中,∠A=60°,
(1)如图①,∠ABC和∠ACB的角平分线交于点O,则∠BOC= ;
(2)如图②,∠ABC和∠ACB的三等分线分别对应交于点O ,O ,则 ;
1 2
(3)如图③,∠ABC和∠ACB的n等分线分别对应交于点O ,O ,…, (内部有 个点),则
1 2
;
(4)如图③,∠ABC和∠ACB的n等分线分别对应交于点O ,O ,…, ,若 ,求n的值.
1 2变式1.(2023春·河南南阳·七年级校考阶段练习)互动学习课堂上,某小组同学对一个课题展开了探究.
小亮:已知,如图①,在ABC中,点D是ABC内一点,连接BD,CD,试探究BDC与A、1、2
之间的关系.
小红:以用三角形内角和定理去解决.小明:外角的相关结论也能解决.
(1)请你在横线上补全小红的探究过程:
∵BDCDBCBCD180(___________________)
∴BDC 180DBCBCD(等式性质)
∵A1________DBCBCD180,
∴A12180________BCD.
∴BDCA12.(________________)
(2)请你按照小明的思路完成探究过程.
(3)利用探究的结果填空.如图②,BDC125,BC25,则A_______.变式2.(2023·成都市·七年级专题练习)如图, 平分 , 平分 , 与 交于点 ,
若 , ,则 ( )
A.80° B.75° C.60° D.45°
变式3.(2023·浙江·八年级假期作业)如图所示,在 中, , 在 上,
, 是 上的任意一点,求证 .
模型2.风筝(鹰爪)模型
图1 图21)鹰爪模型:结论:∠A+∠O=∠1+∠2;
证明:∵∠1是三角形ABO的外角,∴∠1=∠BAO+∠BOA; 同理,∠2=∠CAO+∠COA;
∴∠1+∠2=∠BAO+∠BOA+∠CAO+∠COA=∠BAO+∠CAO+∠BOA+∠COA=∠BAC+∠BOC=∠A+∠O。
2)鹰爪模型(变形):结论:∠A+∠O=∠2-∠1。
证明:∵∠1是三角形ABO的外角,∴∠1=∠BAO+∠BOA; 同理,∠2=∠DAO+∠DOA;
∴∠2-∠1=∠DAO+∠DOA-(∠BAO+∠BOA)=(∠DAO-∠BAO)+(∠DOA-∠BOA)
=∠BAD+∠BOD=∠A+∠O。
例1.(2023·四川绵阳·八年级校考阶段练习)如图,四边形ABCD中, 、 、 分别为 、 、
的外角 判断下列大小关系何者正确?( )
A. B. C. D.
例2.(2023·山东青岛·八年级统考期末)三角形内角和定理告诉我们:三角形三个内角的和等于 如何
证明这个定理呢?我们知道,平角是 ,要证明这个定理就是把三角形的三个内角转移到一个平角中去,
请根据如下条件,证明定理.
(1)【定理证明】
已知: 如图①,求证: .
(2)【定理推论】如图②,在 中,有 ,点D是 延长线上一点,由平角的定
义可得 ,所以 _______,从而得到三角形内角和定理的推论:三角形的外角等于与它不相邻的两个内角的和.
【初步运用】如图③,点D、E分别是 的边 延长线上一点.
(3)若 , ,则 _______.(4)若 ,则 _______.
【拓展延伸】如图④,点D、E分别是四边形 的边 延长线上一点.
(5)若 , ,则 _________.
(6)分别作 和 的平分线 ,如图⑤,若 ,则 和 的关系为
__________.
(7)分别作 和 的平分线,交于点O,如图⑥,求出 , 和 的数量关系,说明理由.
例3.(2023·河南鹤壁·七年级统考期末) 中, ,点D,E分别是 边AC,BC上的点,
点P是一动点,令 , , .
初探:(1)如图1,若点P在线段AB上,且 ,则 _____________;
(2)如图2,若点P在线段AB上运动,则∠1,∠2, 之间的关系为_____________;
(3)如图3,若点P在线段AB的延长线上运动,则∠1,∠2, 之间的关系为_____________;
再探:(4)如图4,若点P运动到 的内部,写出此时∠1,∠2, 之间的关系,并说明理由.变式1.(2023·湖北武汉·八年级校考阶段练习)(1)如图,将 沿 折叠,使点 A落在 的
内部的点 M处,当 , 时,求 的度数;
(2)如图,将 沿 折叠,使点 A 落在 的外部的点 M 处.求图中 , ,
之间的数量关系;(3)如图 ,将 、 一起沿 折叠,使点 A、点B的对应点 M、N 分别
落在射线 的左右两侧, , , 、 的数量关系 . (直接写结果,不需要过
程)
模型3.角内(外)翻模型
图3 图4条件:如图 3,将三角形纸片 ABC 沿 EF 边折叠,当点 C 落在四边形 ABFE 内部时,结论:
2∠C=∠1+∠2;
证明:∵∠1是三角形CC’E的外角,∴∠1=∠ECC’+∠EC’C; 同理,∠2=∠FCC’+∠FC’C;
∴∠1+∠2=∠ECC’+∠EC’C+∠FCC’+∠FC’C=∠ECC’+∠FCC’+∠EC’C+∠FC’C=∠EC’F+∠FCE=2∠C。
条件:如图4,将三角形纸片ABC沿EF边折叠,当点C落在四边形ABFE外部时,结论:2∠C=∠2-∠1。
证明:∵∠1是三角形CC’E的外角,∴∠1=∠ECC’+∠EC’C; 同理,∠2=∠FCC’+∠FC’C;
∴∠2-∠1=∠FCC’+∠FC’C-(∠ECC’+∠EC’C)=(FCC’-∠ECC’)+(∠FC’C--∠EC’C)
=∠EC’F+∠FCE=2∠C。
例1.(2023春·广东·七年级专题练习)如图,将△ABC纸片沿DE折叠,使点A落在点A'处,且A'B平分
∠ABC,A'C平分∠ACB,若∠BA'C=120°,则∠1+∠2的度数为( )
A.90° B.100° C.110° D.120°
例2.(2023·山西临汾·七年级统考期末)如图,在△ABC中,将△ABC沿直线m翻折,点B落在点D的
位置,若∠1−∠2=60°,则∠B的度数是 .
例3.(2023春·江苏宿迁·七年级校考期中)(1)如图1,将 纸片沿 折叠,使点 落在四边形
内点 的位置.则 之间的数量关系为:_______;
(2)如图2,若将(1)中“点 落在四边形 内点 的位置”变为“点 落在四边形 外点的位置”,则此时 之间的数量关系为:_________;
(3)如图3,将四边形纸片 ( , 与 不平行)沿 折叠成图3的形状,若
, ,求 的度数;
(4)在图3中作出 的平分线 ,试判断射线 的位置关系,当点 在 边
上向点 移动时(不与点 重合), 的大小随之改变(其它条件不变),上述 ,
的位置关系改变吗?为什么?
变式1.(2023春·江苏镇江·七年级校考阶段练习)如图, 中, ,将 沿 翻折后,
点A落在 边上的点 处,如果 ,那么 的度数为 .
变式2.(2022秋·河北廊坊·八年级校考期中)如图,将三角形纸片 沿 折叠,当点A落在四边形
的外部时,测量得 , ,则 为( )
A. B. C. D.1.(2023·广东广州·八年级统考期中)如图,∠1,∠2,∠3,∠4满足的关系式是( )
A.∠1+∠2=∠3+∠4 B.∠1+∠2=∠4-∠3 C.∠1+∠4=∠2+∠3 D.∠1+∠4=∠2-∠3
2.(2023春·河南洛阳·七年级统考期末)如图,在五边形 中,若去掉一个 的角后得到一个六边
形 ,则 的度数为( )A. B. C. D.
3.(23-24八年级上·山东潍坊·期末)如图1, 中,点E和点F分别为 上的点,把
纸片沿 折叠,使得点A落在 的外部 处, ,则 的度数为( )
A. B. C. D.
4.(2024·江苏·模拟预测)如图,将四边形纸片 沿 折叠,使点 落在四边形 外点 的位
置,点 落在四边形 内点 的位置,若 , ,则 等于( )
A. B. C. D.
5.(2023·福建三明·八年级统考期末)如图△ABC中,将边BC沿虚线翻折,若∠1+∠2=110°,则∠A的
度数是 度.
6.(2023春·山东潍坊·七年级统考期末)在 中, , ,将 、 按照如图所示折叠,若 ,则 °
7.(2023·天津·八年级校考期中)如图, 中, ,将 沿 翻折后,点A落在 边上
的点 处.如果 ,那么 的度数为 .
8.(22-23八年级上·浙江台州·开学考试)如图,点 在 上,点 在 上, 平分 ,交 于
, 平分 ,交 于 , 、 相交于 , 、 相交于 ,若 ,
,则 的度数为 .
9.(2023·河北保定·统考模拟预测)如图,用铁丝折成一个四边形ABCD(点C在直线BD的上方),且
∠A=70°,∠BCD=120°,若使∠ABC、∠ADC平分线的夹角∠E的度数为100°,可保持∠A不变,将
∠BCD (填“增大”或“减小”) °.10.(2023秋·山东·八年级专题练习)已知,在 中,点E在边 上,点D是 上一个动点,将
沿E、D所在直线进行翻折得到 .(1)如图,若 ,则 ______;
(2)在图中细心的小明发现了 , , 之间的关系,请您替小明写出这个数量关系并证明.
11.(2023春·山东烟台·七年级统考期中)例题再现:(1)如图1,五角星的顶角分别是
,则 _________(直接写出答案);
知识链接:n边形的内角和等于 .变式拓展:(2)如图2,将该五角星剪掉一个顶角 .
①求 的度数;②若 ,求 的度数.12.(23-24七年级下·山东滨州·期末)如图所示的图形,像我们常见的符号−−箭号.我们不妨把这样图
形叫做“箭头四角形”.
(1)探究:观察“箭头四角形”,试探究图1中 与 , , 之间的关系,并说明理由;
(2)应用:请你直接利用以上结论,解决以下两个问题:
①如图2,把一块三角尺 放置在 上,使三角尺的两条直角边 , 恰好经过点 , ,若
,则 ___________ ;②如图3, , 的二等分线(即角平分线)
, 相交于点 ,若 , ,求 的度数.
13.(23-24七年级下·山东威海·期末)[实验探究](1)将一副三角板如图1摆放,使三角板 的两条
直角边分别经过点 ,点 ,且 ,则 ______;(2)在图1的基础上,三角板
保持不动,将三角板 旋转得到图2,使三角板 的两条直角边依然分别经过点 ,点 ,则
______.[猜想证明]如图3,试猜想 之间的关系,并证明.
[结论应用]请直接利用以上的结论,解决问题:如图4, 与 的角平分线交于点 ,若
, ,求 的度数.
14.(2023·湖北·七年级期末)三角形不等式是指一个三角形的两边长度之和大于第三边的长度.在下图
中,E位于线段CA上,D位于线段BE上.
(1)说明为什么 .(2)说明为什么 .
(3) 与 ,哪一个更大?证明你的答案;
(4) 与 ,哪一个更大?证明你的答案.
15.(2023·江苏盐城·七年级校联考期中)如图,四边形ABCD,BE、DF分别平分四边形的外角∠MBC和
∠NDC,若∠BAD=α,∠BCD=β.(1)如图1,若α+β=100°,求∠MBC+∠NDC的度数;
(2)如图1,若BE与DF相交于点G,∠BGD=40°,请直接写出α、β所满足的数量关系式;
(3)如图2,若α=β,判断BE、DF的位置关系,并说明理由.16.(2023春·江苏·七年级专题练习)如图,将 纸片沿 折叠,使点 落在四边形 内点
的位置,(1)探索 与 之间的数量关系,并说明理由.
(2)如果点 落在四边形 外点 的位置, 与 、 之间的数量关系有何变化,请说明理由.
17.(2023·云南保山·八年级校考期中)已知:点D是△ABC所在平面内一点,连接AD、CD.
(1)如图1,若∠A=28°,∠B=72°,∠C=11°,求∠ADC;(2)如图2,若存在一点P,使得PB平
分∠ABC,同时PD平分∠ADC,探究∠A,∠P,∠C的关系并证明;(3)如图3,在 (2)的条件下,
将点D移至∠ABC的外部,其它条件不变,探究∠A,∠P,∠C的关系并证明.18.(2023·广东·八年级校考阶段练习)(1)如图①∠1+∠2与∠B+∠C有什么关系?为什么?
(2)把图① ABC沿DE折叠,得到图②,填空:
∠1+∠2 △∠B+∠C(填“>”“<”“=”),当∠A=60°时,∠B+∠C+∠1+∠2=
(3)如图③,是由图①的 ABC沿DE折叠得到的,猜想∠BDA+∠CEA与∠A的关系,并证明你的猜想.
△
19.(2023春·江苏泰州·七年级校联考期中)已知,在 中, ,点 在 上,过点 的
一条直线与直线 、 分别交于点 、 .(1)如图1, ,则 ______°.
(2)如图2,猜想 、 、 之间的数量关系,并加以证明;
(3)如图3,直接写出 、 、 之间的数量关系______.