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专题04三角形全等模型之手拉手模型与角平分线模型(教师版)_初中数学_八年级数学上册(人教版)_压轴题攻略-V9_2025版

  • 2026-03-20 10:35:37 2026-03-20 09:49:09

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专题04三角形全等模型之手拉手模型与角平分线模型(教师版)_初中数学_八年级数学上册(人教版)_压轴题攻略-V9_2025版
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专题 04 三角形全等模型之手拉手模型与角平分线模型 目录 解题知识必备.....................................................................................................................................................1 压轴题型讲练.....................................................................................................................................................3 类型一、等腰三角形中的手拉手模型................................................................................................................3 类型二、角平分线垂两边(角平分线+外垂直)...............................................................................................9 类型三、角平分线垂中间(角平分线+内垂直).............................................................................................12 类型四、角平分线构造轴对称模型(角平分线+截线段相等)......................................................................14 压轴能力测评(8题).....................................................................................................................................18 解题知识必备 模型1.等腰三角形中的手拉手模型 【模型解读】 将两个三角形绕着公共顶点(即头)旋转某一角度后能完全重合,则这两个三角形构成手拉手全等,也叫 旋转型全等,常用“边角边”判定定理证明全等。 公共顶点A记为“头”,每个三角形另两个顶点逆时针顺序数的第一个顶点记为“左手”,第二个顶点记 为“右手”。 对应操作:左手拉左手(即连结BD),右手拉右手(即连结CE),得 。 【常见模型及证法】 等边三角形手拉手模型: 等腰直角三角形手拉手模型: 等腰三角形手拉手模型:模型2.角平分线垂两边(角平分线+外垂直) 【模型解读与图示】 条件:如图1, 为 的角平分线、 于点A时,过点C作 . 结论: 、 ≌ . 常见模型1(直角三角形型) 条件:如图2,在 中, , 为 的角平分线,过点D作 . 结论: 、 ≌ .(当 是等腰直角三角形时,还有 .) 常见模型2(邻等对补型) 条件:如图3,OC是∠COB的角平分线,AC=BC,过点C作CD⊥OA、CE⊥OB。 结论:① ;② ;③ . 图1 图2 图3 模型3.角平分线垂中间(角平分线+内垂直) 【模型解读与图示】 条件:如图1, 为 的角平分线, , 结论:△AOC≌△BOC, 是等腰三角形、 是三线合一等。 图1 图2 图3 条件:如图2, 为 的角平分线, ,延长BA,CE交于点F. 结论:△BEC≌△BEF, 是等腰三角形、BE是三线合一等。 模型4.角平分线构造轴对称模型(角平分线+截线段相等) 【模型解读与图示】条件:如图, 为 的角平分线,A为任意一点,在 上截取 ,连结 . 结论: ≌ ,CB=CA。 条件:如图, 分别为 和 的角平分线, ,在 上截取 ,连结 . 结论: ≌ , ≌ ,AB+CD=BC。 压轴题型讲练 类型一、等腰三角形中的手拉手模型 例题:(23-24七年级下·湖南长沙·阶段练习)如图,在 和 中, , ,若 ,连接 、 交于点 ; (1)求证: . (2)求 的度数. (3)如图(2), 是等腰直角三角形, , , ,点 是射线 上的一点, 连接 ,在直线 上方作以点 为直角顶点的等腰直角三角形 ,连接 ,若 ,求 的值. 【答案】(1)见解析 (2) (3) 或 【分析】本题考查了全等三角形的性质与判定,等边三角形的性质,三角形内角和定理的应用; (1)根据题意得出 ,即可证明 ; (2)根据题意可得 是等边三角形,根据(1)的结论可得 ,进而根据三角形的内角 和定理,即可求解;(3)分情况讨论,当 在线段 上时,当 在 的延长线上时,证明 ,得出 ,结合图形,即可求解. 【详解】(1)证明:∵ , ∴ 又∵ , , ∴ (2)解:∵ , , ∴ 是等边三角形, ∴ ∵ ∴ ∴ ; (3)解:如图所示,当 在线段 上时, ∵ 是以点 为直角顶点的等腰直角三角形 ∴ , 又∵ , , ∴ ∴ ∴ ∵ ∴ 如图所示,当 在 的延长线上时,同理可得,∴ ∴ ∵ ∴ 综上所述, 或 【变式训练1】如图, 和 都是等边三角形,直线 , 交于点F. (1)如图1,当A,C,D三点在同一直线上时, 的度数为______,线段 与 的数量关系为 ______. (2)如图2,当 绕点C顺时针旋转 时,(1)中的结论是否还成立?若不成立,请说 明理由:若成立,请就图2给予证明. (3)若 , ,当 绕点C顺时针旋转一周时,请直接写出 长的取值范围. 【答案】(1) , ; (2)成立,理由见解析 (3) 【分析】本题考查了等边三角形性质的运用,全等三角形的判定及性质的运用,以及旋转的性质,解答时 证明三角形全等是关键. (1)利用等边三角形的性质证明 ,结合三角形的外角就可以得出结论; (2)同(1)中方法证明 ,得出 , ,再根据三角形的内角和得出 ; (3)当B、C、D三点共线时得出 的最大和最小值,即可得出结论. 【详解】(1)解: 是等边三角形,, , 是等边三角形, , , , 即 , 在 和 中, , , , ,且 (2)(1)中结论仍成立, 是等边三角形, , , 是等边三角形, , , , 即 , 在 和 中, , , , ,且 , ; (3) 是等边三角形, ,当旋转 = 时,B、C、D三点共线,此时 , 当旋转 = 时,B、C、D三点共线,此时 ; ∴ . 【变式训练2】(1)问题发现:如图1, 和 均为等边三角形,当 应转至点 , , 在同一直线上,连接 ,易证 ,则① ;②线段 , 之间的数量关系 ; (2)拓展研究:如图2, 和 均为等腰三角形,且 ,点 , , 在同 一直线上,若 , ,求 的长度; (3)如图3, 为等边三角形 内一点,且 , , , , , 求 的长. 【答案】(1)① ;② ;(2) ;(3) 【分析】 本题主要考查了全等三角形的判定及性质和勾股定理的应用, (1)证明 .得到 .利用 为等边三角形,得到 ,再利用点A,D,E在同一直线上,可得 ,即可得 ; (2)证明 ,可得 , ,再证明 ,利用勾股定理求解即可; (3)把 绕点 逆时针旋转 得 ,连接 ,可得 ,证明 是等边三角形, 证明 ,再证明 、 、 在同一条直线上,求出 ,利用勾股定理求解即可. 【详解】解:(1)①∵ 和 均为等边三角形, ∴ , , . ∴ . 在 和 中, , ∴ . ∴ . ∵ 为等边三角形, ∴ . ∵点A,D,E在同一直线上,∴ . ∴ . ②由①得:△ , ∴ ; 故答案为:① ;② . (2)∵ 和 均为等腰直角三角形, ∴ , , . ∴ . 在 和 中, , ∴ , ∴ , , ∵ 为等腰直角三角形 ∴ . ∵点 , , 在同一直线上, ∴ . ∴ . ∴ . ∴ ; (3)把 绕点 逆时针旋转 得 ,连接 ,如图所示: , , 则 , ∴ , , , , ∴ 是等边三角形, ∴ , , ∴ , ∵ ,∴ , 又∵ , 即D、P、E在同一条直线上, ∴ , 在 中, = , 即 的长为 . 【点睛】本题涉及全等三角形的判定及性质,等边三角形的性质,勾股定理,旋转的性质等知识点,解题 的关键是利用旋转构造全等三角形,把分散的已知条件集中到同一个三角形中. 类型二、角平分线垂两边(角平分线+外垂直) 例题:如图,在 中, 为 边上一点, 于点 , 于点 , . (1)求证: 平分 ; (2)若 , , ,则 的长为 . 【答案】(1)详见解析 (2) 【分析】本题主要考查了全等三角形的性质与判定,角平分线的性质和判定,灵活运用所学知识是解题的 关键. (1)连接 ,证明 ,得 ,再利用角平分线的性质即可解决问题; (2)结合(1) ,根据 ,代入值计算即可解决问题. 【详解】(1)证明:如图,连接 , 于点 , 于点 , , 在 和 中,, , , 于点 , 于点 , 平分 ; (2)解: , , , , , , , , 故答案为:4. 【变式训练1】(23-24九年级下·辽宁沈阳·期中)【教材呈现】如图是华师版八年级上册数学教村96页的 部分内容. 已知:如图. 是 的平分线,P是 上任意一点, , ,垂足分别为点D和点 E. 求证: . 分析: 图中有两个直角三角形 和 ,只要证明这两个三角形全等便可证得 . 【问题解决】请根据教材分析,结合图①与出证明 的过程. 【类比探究】 (1)如图②, 是 的平分线,P是 上任意一点,点M,N分别在 和 上,连接 和 ,若 ,求证: ; (2)如图③, 的周长是12; 、 分别平分 和 , 于点D,若 的 面积 ,则 长为________.【答案】问题解决:见解析;(1)见解析;(2)3 【分析】本题主要考查了角平分线的性质、三角形全等的判定和性质, [问题解决]利用角角边定理证明 ,根据全等三角形的性质证明结论; [类比探究](1)过点P作 于E, 于F,根据角平分线的性质得到 ,证明 ,根据全等三角形的性质证明结论; (2)过O作 与E, 于F,利用角平分线的性质可得 , ,然后再利用 面积的计算方法可得答案. 【详解】[问题解决]证明:∵ , , ∴ , ∵ 是 的平分线, ∴ , 在 和 中, , ∴ ( ), ∴ ; [类比探究](1)证明:如图②,过点P作 于E, 于F, ∵ 是 的平分线, , , ∴ , , ∵ , , ∴ , 在 和 中,, ∴ , ∴ ; (2)过O作 与E, 于F, ∵ 、 分别平分 和 , ∴ , , ∴ , ∵ 的周长是 , ∴ , ∵ 的面积为18,且 , ∴ , 即 , 故答案为:3. 类型三、角平分线垂中间(角平分线+内垂直) 例题:(23-24八年级上·浙江台州·阶段练习)如图, 中, , , 平分 , ,垂足 在 的延长线上. (1)求证: ; (2)当 时,求 的面积 用含 的代数式表示 . 【答案】(1)见解析(2) 【分析】本题主要考查了全等三角形的判定与性质,三角形内角和定理等知识,作辅助线构造全等三角形 是解题的关键. (1)由 ,得 ,再根据 ,利用三角形内角和定理可证明结论; (2)延长 , 交于点 ,利用 证明 ,得 ,再根据 证明 ,得 ,则 ,从而解决问题. 【详解】(1)证明: , , , 又 , ; (2)解:如图,延长 , 交于点 , 在 与 中, , , , 平分 , , 在 与 中, , , , , .类型四、角平分线构造轴对称模型(角平分线+截线段相等) 例题:(23-24七年级下·湖南衡阳·期末)如图, 是AD中点, 平分 . (1)若 ,求证: 平分 . (2)若 ,求证: . 【答案】(1)证明见解析 (2)证明见解析 【分析】本题主要考查三角形全等的判定与性质,灵活做辅助线是解题的关键. (1)过点E作 ,垂足为H,根据角平分线性质可得 ,再由角平分线判定即可得出 结论; (2)在 上截取 ,连接 .先证明 可得 ,再证 可得 即可证明结论. 【详解】(1)证明:过点E作 ,垂足为H, ∵ 平分 , , ∴ , 又∵ 是 中点,即 , ∴ , ∵ , , ∴: 平分 . (2)解:如图:在 上截取 ,连接 .平分 , . 在 和 中, , , . 是 的中点, . 又 , , , , 在 和 中 . , , , ∴ 【变式训练1】(23-24七年级下·贵州毕节·期末)如图, 是 的平分线, ,点E在 上, 连接 、 ,过点D作 , ,垂足分别是F、G.(1)求证: ; (2)求证: . 【答案】(1)见解析 (2)见解析 【分析】本题考查角平分线的性质,全等三角形性质和判定,补角定义,熟练掌握相关性质是解题的关键. (1)首先利用角平分线的性质可得 ,然后再利用“ ”判定 即可; (2)根据全等三角形的性质可得 ,根据等角的补角相等可得 ,再证明 ,即可证明 . 【详解】(1)证明: 是 的平分线, , 在 和 中, , ; (2)证明: , , , , , , , . 【变式训练2】(23-24七年级下·广东佛山·期末)综合探究:如题图1是一种用刻度尺画角平分线的方法, 在 、 上分别取点 、 、 、 ,使得 , ,连接 、 ,交点为 ,则射线 为 的角平分线. 【验证】(1)试说明 平分 ,且 ; 【应用】(2)如题图2,若 、 、 、 分别为 、 上的点,且 , , 试用(1)中的原理说明 平分 ;【猜想】(3)如题图3, 是 角平分线上一点, 、 分别为 、 上的点,且 ,请 补全图形,并直接写出 与 的数量关系. 【答案】(1)见解析;(2)见解析;(3)补全图形见解析, 或 【分析】本题是三角形综合题目,考查了全等三角形的判定与性质、角平分线的性质等知识,本题综合性 强,熟练掌握全等三角形的判定与性质是解题的关键,属于中考常考题型. (1)先证明 ,得 ,再证 ,得 ,然后证 ,得 ,即可得出结论; (2)先证明 ,可得 ,由(1)可得 平分 ; (3)过点 分别作 于 , 于 ,分两种情况进行求解即可. 【详解】解:(1) , , , , , , , , , , , , , , , 即 , 射线 平分 ; (2) , , , , , 由(1)可得 平分 ; (3)补全图形如下,过点 分别作 于 , 于 , 是 的平分线, , ,当 时, 在 和 中, , , ; 当 时, 同理得 , ; , , 综上所述, 与 的数量关系为 或 ; 压轴能力测评(8题) 一、填空题 1.(22-23八年级上·广东广州·期中)如图, 于E, 于F, , ,则 的度数是 . 【答案】 【分析】根据在角的内部到角的两边距离相等的点在角的平分线上解答.结合垂直定义以及四边形内角和 360度,进行列式计算即可.本题考查了角平分线的性质,熟记在角的内部到角的两边距离相等的点在角 的平分线上是解题的关键. 【详解】解: , , ,点 在 的平分线上, ∴ . ∴ ∴ 故答案为: 2.(23-24七年级下·甘肃张掖·期末)如图,在 中, , 平分 ,交 于 , 若 ,点 到边 的距离为6,则 的长为 . 【答案】18 【分析】本题考查了角平分线的性质,即“角平分线上的点到这个角的两边的距离相等”,掌握角平分线 的性质是解本题的关键. 过 作 于 ,则 ,根据角平分线性质求出 ,求出 ,再计算 即可得 出结果. 【详解】解:如图,过 作 于 , 点 到 的距离为6, , , 平分 , , , , . 故答案为:18. 3.(23-24八年级上·吉林·阶段练习)如图 中 , ,点 是 、 角 平分线的交点,过 作 于 点,且 ,则 的面积为 .【答案】48 【分析】本题考查角平分线的性质定理,过点 作 ,易得: ,连接 , 分割法求出 的面积即可. 【详解】解:过点 作 ,连接 , ∵点 是 、 角平分线的交点,过 作 于 点, , ∴ , ∴ 的面积为: . 故答案为:48. 4.(2024·四川达州·模拟预测)如图,在 中, 于E, 于F, 为 的平分 线, 的面积是 , , , . 【答案】2 【分析】本题主要考查了角平分线的性质,熟练掌握角平分线的性质是解题的关键.根据 的面积是 ,列式得 ,即可得到答案. 【详解】解:在 中, 于E, 于F, 为 的平分线, , 的面积是 , ,即 ,, , 故答案为: . 二、解答题 5.(21-22八年级下·辽宁锦州·期末)在 与 中, , , . (1)如图1,若点D,B,C在同一直线上,连接 , ,则 与 的关系为________. (2)如果将图1中的 绕点B在平面内顺时针旋转到如图2的位置,那么请你判断 与 的关系,并 说明理由 (3)如图3,若 , ,连接 ,分别取 , , 的中点M,P,N,连接 , , ,将 绕点B在平面内顺时针旋转一周,请直接写出旋转过程中 的面积最大值和最小值. 【答案】(1) , ; (2) , ;理由见解析; (3)最小值为2,最大值为8. 【分析】(1)延长 交 于 ,证明 ,得出 , ,根据 ,得出 ,即可得出结论; (2)延长 交 于点 ,交 于点 ,通过证明 ,得出 , ,根据 , ,得出 ,即可得出结论; (3)连接 ,由(1)(2)同理可得, , ,根据三角形的中位线定理可得 , ,进而得出 , ,则 , 当点E在 上时, 取最小值,此时 也取最小值,则 最小;当点E在 延长线上时, 取最大值,此时 也取最大值,则 最大. 【详解】(1)解:延长 交 于 ,在 和 中, ∴ , ∴ , , ∵ , ∴ , ∴ , ∴ , 故答案为: , ; (2)解: , ; 理由:延长 交 于点 ,交 于点 , ∵ , ∴ , 又∵ , , ∴ , ∴ , , ∵ , , ∴ , ∴ , ; (3)解:连接 ,由(1)(2)同理可得, , ∵点M,P,N为 , , 的中点, ∴ , , ∴ ∵ , , ∴ , ∴ , ∵ 绕点B在平面内顺时针旋转, ∴点E在以点B为圆心, 为半径的圆上运动, 当点E在 上时, 取最小值,此时 也取最小值,则 最小, ∵ , , ∴ , ∴ , ∴ 的最小值 ; 当点E在 延长线上时, 取最大值,此时 也取最大值,则 最大, ∵ , , ∴ , ∴ ,∴ 的最小值 ; 综上: 最小值为2,最大值为8. 【点睛】本题主要考查了三角形全等的判定和性质,三角形的中位线定理,解题的关键是掌握全等三角形 的判定方法,全等三角形对应边相等,对应角相等;三角形的中位线平行于第三边且等于第三边的一半. 6.(23-24七年级下·贵州贵阳·期末)(1)【问题解决】 如图①, , 平分 , 点 F在 上, 的两边分别与 , 交于点 D, E. 当 , 时,则 与 的数量关系为 ; (2)【问题探究】 如图②,在(1)的条件下,过点 F作两条相互垂直的射线 , ,分别交 , 于点 M, N, 判断 与 的数量关系, 说明理由; (3)【迁移应用】 某学校有一块四边形的空地 ,如图③所示, , 是 的平分线, , ,直接写出该空地的面积. 【答案】(1) ;(2) ,理由见详解;(3) 【分析】(1)根据“角平分线上的点到角两边的距离相等”可得 ; (2)先根据四边形内角和等于 可得 ,由 可得 ,再 根据 证明 ,则可得 ; (3)过C点作 于E点, 的延长线于F点.由(2)得 ,则可得 , ,进而可得 .证明 ,则可得 ,由 、 可求得 的长,进而可得 、 的长,由此可得 的值,即可得 的值. 【详解】(1)解:∵ 平分 , 点 F在 上,且 , ,∴ . (2)解: ,理由如下: ∵ , , ∴ , ∵四边形 中, , ∴ , ∴ , 又 , , , 在 和 中, , , . (3)解:如图,过C点作 于E点, 的延长线于F点, 由(2)得 , , , , ∵ 是 的平分线, , 又 , , , , 又 , , , 解得 , ,, , 答:该空地的面积为 . 【点睛】本题主要考查了角平分线的性质、全等三角形的判定和性质,熟练掌握以上知识,正确的作出辅 助线是解题的关键. 7.(22-23九年级下·江西抚州·阶段练习)在 中, , ,点 是平面内不与点 , 重合的任意一点,连接 ,将线段 绕点 旋转 得到线段 ,连接 、 、 . (1)当 时, ①如图1,当点 在 的边 上时,线段 绕点 顺时针旋转 得到线段 ,则 与 的数量 关系是_______________; ②如图2,当点 在 内部时,线段 绕点 顺时针旋转 得到线段 ,①中 与 的数量关系 还成立吗?若成立,请证明结论,若不成立,说明理由; (2)当 时, ①如图3,线段 绕点 顺时针旋转 得到线段 .试判断 与 的数量关系,并说明理由; ②若点 , , 在一条直线上,且 ,线段 绕点 逆时针旋转 得到线段 ,求 的值. 【答案】(1)① ;②成立,证明见解析; (2)① ,理由见解析;② 或 【分析】(1)①根据旋转的性质和等边三角形的判定,易证 和 是等边三角形,得到 , , ,再利用“ ”证明 ,即可得到 与 的数量关系; ②由①可知, 和 是等边三角形,进而证明 ,得到 ,即可证明结论; (2)①根据旋转的性质和等腰直角三角形的判定,易证 和 是等腰直角三角形,得到 , , ,进而得到 , ,易证 ,从而得到 ,即可得到 与 的数量关系; ②设 ,则 ,根据等腰直角的性质,得到 , ,分两种情况讨论:点在 上和点 在 的延长线上,利用旋转的性质,等腰直角三角形的性质以及勾股定理分别求解,即 可求出, 的值. 【详解】(1)解:① , , 是等边三角形, , , 线段 绕点 旋转 得到线段 , , , 是等边三角形, , , , 在 和 中, , , , 故答案为: ; ②成立,理由如下: 由①可知, 和 是等边三角形, , , , , , 在 和 中, , , ; (2)解:① ,理由如下: , , 是等腰直角三角形, , , 线段 绕点 旋转 得到线段 , , ,是等腰直角三角形, , , , , , , , ; ② , 设 ,则 , , , 是等腰直角三角形, , , 如图,当点 在 上时,此时 , 由旋转的性质可知, 是等腰直角三角形, , , , , 由勾股定理得: , ; 如图,当点 在 的延长线上时,此时 , 同理可知, , , 由勾股定理得: ,, 综上可知, 的值为 或 . 【点睛】本题考查了旋转的性质,全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,等边三角形的判 定和性质,等腰直角三角形的判定和性质,勾股定理等知识,利用分类讨论的思想,熟练掌握手拉手—旋 转型全等是解题关键. 8.(23-24七年级下·陕西咸阳·阶段练习)数学活动:探究利用角的对称性构造全等三角形解决问题,利 用角平分线构造“全等模型”解决问题,事半功倍. 【问题提出】 (1)尺规作图:如图①,用直尺和圆规作已知角的平分线的示意图,说明 的依据是 ,这两个三角形全等的判定条件是______. 【问题探究】 (2)①巧翻折,造全等 如图②,在 中, 是 的角平分线,请说明 . 小明在 上截取 .连接DE,则 .请继续完成小明的解答; ②构距离,造全等 如图③,在四边形ABCD中, , , 和 的平分线 , 交 于点 . 过点 作 于点 .若 ,求点 到 的距离; 【问题解决】 (3)如图④,在 中, , , 是 的两条角平分线,且 , 交于点 .请判 断 与 之间的数量关系,并说明理由. 【答案】(1) ;(2)①见解析;②点 到 的距离是 ;(3) ,理由见解析 【分析】(1)直接利用 证明 即可得出 ; (2)①根据全等三角形的判定和性质,利用三角形的外角性质即可解答; ②如图:过点 作 ,垂足为点 ,利用角平分线的性质证得 ,即 为 的中点, 进而求得 的长即可; (3)在 上截取 ,连接 ;再证明 得到 , ;再证明 ,最后利用全等三角形的性质即可解答.【详解】解:(1)证明: 根据作图可得 , 又 , ∴ , ∴ , 即 ; 故答案为: ; (2)①在 上截取 .连接DE, ∵ 是 的角平分线, ∴ , 又∵ , ∴ . ∴ ; ②如图:过点 作 ,垂足为点 , 和 的平分线 , 交 于点 , ,即 , ,即点 到 的距离是 ; (3) ,理由如下: , , , 是 的两条角平分线,且 , 交于点 . , ;在 上截取 ,连接 ,则 , , , ∵ , , , , 又 , , 是 的角平分线, , , , , . 【点睛】本题主要考查了角平分线的作法、角平分线性质定理、三角形的外角性质以及全等三角形的判定 与性质,灵活运用相关知识成为解答本题的关键.