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专题 08 全等三角形模型之手拉手模型
全等三角形在中考数学几何模块中占据着重要地位,也是学生必须掌握的一块内容,本专题就全等三
角形中的重要模型(手拉手(旋转)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!
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模型1.全等模型--手拉手模型...........................................................................................................................1
..................................................................................................................................................35模型1.全等模型--手拉手模型
将两个三角形(或多边形)绕着公共顶点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。其中: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”。
等线段,共顶点,旋转前后的图形大小,形状不发生变化,只是位置不同而已。解题是通过三角形全等进
行解决。SAS型全等(核心在于导角,即等角加(减)公共角)。
1)双等边三角形型
条件: ABC和 DCE均为等边三角形,C为公共点;连接BE,AD交于点F。
结论:①△ACD≌△BCE;②BE=AD;③∠AFM=∠BCM=60°;④CF平分∠BFD。
△ △
证明: ∵ ABC和 DCE均为等边三角形,∴BC=AC,CE=CD,∠BCA=∠ECD=60°
∴∠BCA+∠△ACE=∠△ECD+∠ACE,即:∠BCE=∠ACD,∴△ACD≌△BCE(SAS),
∴BE=AD,∠CBE=∠CAD,又∵∠CMB=∠AMF,∴∠AFM=∠BCM=60°,
过点C作CP⊥AD,CQ⊥BE,则∠CQB=∠CPA=90°,又∵∠CBE=∠CAD,BC=AC,∴△BCQ≌△ACP(AAS)
∴CQ=CP,根据角平分线的判定可得:CF平分∠BFD。
2)双等腰直角三角形型
条件: ABC和 DCE均为等腰直角三角形,C为公共点;连接BE,AD交于点N。
结论:△①△ACD△≌△BCE;②BE=AD;③∠ANM=∠BCM=90°;④CN平分∠BND。
证明: ∵ ABC和 DCE均为等腰直角三角形,∴BC=AC,CE=CD,∠BCA=∠ECD=90°
∴∠BCA+∠△ACE=∠△ECD+∠ACE,即∠BCE=∠ACD,∴△ACD≌△BCE(SAS),
∴BE=AD,∠CBE=∠CAD,又∵∠CMB=∠AMN,∴∠ANM=∠BCM=90°,
过点C作CP⊥AD,CQ⊥BE,则∠CQB=∠CPA=90°,又∵∠CBE=∠CAD,BC=AC,∴△BCQ≌△ACP
(AAS)
∴CQ=CP,根据角平分线的判定可得:CN平分∠BND。
3)双等腰三角形型
条件:BC=AC,CE=CD,∠BCA=∠ECD,C为公共点;连接BE,AD交于点F。
结论:①△ACD≌△BCE;②BE=AD;③∠BCM=∠AFM;④CF平分∠BFD。
证明: ∵∠BCA=∠ECD,∴∠BCA+∠ACE=∠ECD+∠ACE,即∠BCE=∠ACD,
又∵BC=AC,CE=CD,∴△ACD≌△BCE(SAS),∴BE=AD,∠CBE=∠CAD,
又∵∠CMB=∠AMF,∴∠BCM=∠AFM,过点C作CP⊥AD,CQ⊥BE,则∠CQB=∠CPA=90°,又∵∠CBE=∠CAD,BC=AC,∴△BCQ≌△ACP(AAS)
∴CQ=CP,根据角平分线的判定可得:CF平分∠BFD。
4)双正方形形型
条件:四边形ABCD和四边形CEFG都是正方形,C为公共点;连接BG,ED交于点N。
结论:①△BCG≌△DCE;②BG=DE;③∠BCM=∠DNM=90°;④CN平分∠BNE。
证明: ∵四边形ABCD和四边形CEFG都是正方形,∴BC=AC,CE=CG,∠BCD=∠ECG=90°
∴∠BCD+∠DCG=∠ECG+∠DCG,即∠BCG=∠DCE,∴△BCG≌△DCE(SAS),
∴BG=DE,∠CBG=∠CDE,又∵∠CMB=∠DMN,∴∠BCM=∠DNM=90°,
过点C作CP⊥DE,CQ⊥BG,则∠CPD=∠CPB=90°,又∵∠CBG=∠CDE,BC=DC,∴△BCQ≌△DCP
(AAS)
∴CQ=CP,根据角平分线的判定可得:CN平分∠BND。
例1.(23-24七年级下·广东佛山·阶段练习)如图, 和 均是等边三角形,A、C、B三点共线,
AE与BD相交于点P,AE与BD分别与CD,CE交于点M,N.则下列结论:① ;②
;③ ;④ ;⑤ .其中正确的结论有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【分析】本题主要考查了三角形全等的判定和性质,等边三角形的判定和性质,平行线的判定,解题的关
键是熟练掌握三角形全等的判定方法,证明 , .根据 证明 即可判断①正确;根据平行线的性质证明 即可判断②正确;证明
,得出 ,即可判断④正确;根据 , ,得出 ,根据
,得出 ,即可判断③错误;根据 , ,求出 为等边三角形,
得出 ,即可判断⑤错误.
【详解】解:∵ 和 均是等边三角形,∴ , ,
,
∴ ,∴ ,∴ ,故①正确;
∵A、C、B三点共线, ,∴ ,故②正确;
∵ ,∴ , ,
∵ ,∴ ,
∵ ,∴ ,∴ , ,故④正确;
∵ , ,∴ ,∴ ,∵ ,∴ ,故③错误;
∵ , ,∴ 为等边三角形,∴ ,故⑤错误;
综上分析可知,正确的有3个.故选:C.
例2.(2024·绵阳市八年级课时练习)△ACB和△DCE是共顶点C的两个大小不一样的等边三角形.
(1)问题发现:如图1,若点A,D,E在同一直线上,连接AE,BE.①求证:△ACD≌△BCE;②求
∠AEB的度数.(2)类比探究:如图2,点B、D、E在同一直线上,连接AE,AD,BE,CM为△DCE中
DE边上的高,请求∠ADB的度数及线段DB,AD,DM之间的数量关系,并说明理由.
(3)拓展延伸:如图3,若设AD(或其延长线)与BE的所夹锐角为α,则你认为α为多少度,并证明.
【答案】(1)①见解析;②∠AEB=60°;(2)∠ADB=60°,2DM+BD=AD,理由见解析;(3)α=60°,证明见解
析
【分析】(1)①由△ACB和△DCE是等边三角形知AC=BC,CD=CE,∠ACD=60°-∠DCB=∠BCE,据此
即可得证;②由△ACD≌△BCE知∠ADC=∠BEC=120°,结合∠CED=60°可得∠AEB=60°;(2)证△ACD≌△BCE得∠CDA=∠CED=60°,由∠ADB+∠CDA=∠DCE+∠CED知∠ADB=60°,根据
CM⊥BE,且△CDE为等边三角形可得DE=2DM,DE+BD=BE=AD;(3)同理知△ACD≌△BCE,据此得
∠BEC=∠ADC,继而知∠CDF+∠CEF=180°,即∠ECD+∠DFE=180°,从而得出答案.
【详解】(1)①证明:∵△ACB和△DCE是等边三角形,∴AC=BC,CD=CE,∠ACB=∠DCE=60°,
∴∠ACD=60°-∠DCB=∠BCE,∴△ACD≌△BCE(SAS);
②∵△ACD≌△BCE,∴∠ADC=∠BEC=180°-∠CDE=120°,又∵∠CED=60°,∴∠AEB=60°;
(2)解:∠ADB=60°,2DM +BD=AD,理由如下;
∵AC=BC,CD=CE,∠ACD=60°+∠DCB=∠BCE,∴△ACD≌△BCE(SAS),∴∠CDA=∠CED=60°;
∵∠ADB+∠CDA=∠DCE+∠CED,∴∠ADB=60°;
又∵CM⊥BE,且△CDE为等边三角形,∴DE=2DM,∴2DM +BD=BE=AD;
(3)解:α=60°,理由如下:同理可证△ACD≌△BCE,∴∠BEC=∠ADC,∴∠CDF+∠CEF=180°,
∴∠ECD+∠DFE=180°,而α+∠DFE=180°,∴α=∠ECD=60°.
【点睛】本题是三角形的综合问题,解题的关键是掌握全等三角形的判定与性质、等边三角形的性质等知
识点.
例3.(23-24九年级下·辽宁盘锦·开学考试)如图,在 中, ,过点C作 于点
D,过点B作 于点M,连接 ,过点D作 ,交 于点N. 与 相交于点E,若
点E是 的中点,则下列结论:① ;② ;③ ;④ .其中正确的
有( )个.
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】A
【分析】本题考查的是全等三角形的性质和判定,等腰直角三角形的性质,相似三角形的判定和性质;证
明 是等腰直角三角形,从而证明 , ,根据全等三角形的性质即可证明
结论,证明 是等腰直角三角形,可得 , ,可得
,即可证明结论.
【详解】解:∵ ,∴ ,
∵ ,∴ ,∵ , ,∴ 是等腰直角三角形,∴ ,
∵ ,∴ ,∴ ,
∵ ,∴ ,
∵ ,∴ ,∴ ,
∵ ,∴ 是等腰直角三角形,∴ ,∴ ,故①②③正确,
过点 作 于点 ,则 ,
∵ , ,∴ ,∵点E是 的中点,∴ ,
∵ ,∴ ,∴ ,
∴ ,∴ ,故④正确,故选:A.
例4.(23-24七年级下·广东深圳·期末)如图,在 中, 为锐角,点D为直线 上一动点,
以 为直角边且在 的右侧作等腰直角三角形 , , .
(1)如果 , .
①当点D在线段 上时,如图1,线段 、 的位置关系为________,数量关系为________;
②当点D在线段 的延长线上时,如图2,①中的结论是否仍然成立,请说明理由.
(2)如图3,如果 , ,点D在线段 上运动.
探究:当 多少度时, ?请说明理由.
【答案】(1)① , ;②仍然成立,理由见解析(2)当 时, ,理由见解析
【分析】本题为三角形综合题,主要考查了全等三角形的判定与性质及等腰直角三角形的性质,解决问题
的关键是证明全等三角形,根据全等三角形的对应边相等,对应角相等进行求解.
(1)①根据 , , ,运用“ ”证明 ,根据全等三角形性质得出对应边相等,对应角相等,即可得到线段 、 之间的关系;②先根据“ ”证明
,再根据全等三角形性质得出对应边相等,对应角相等,即可得到(1)中的结论仍然成
立.
(2)过点A作 交 的延长线于点G,证明 ,根据对应角相等即可得出结论.
【详解】(1)解:① 与 位置关系是 ,数量关系是 .
理由: , , .
又 , , , 且 .
, ,即 .故答案为: , ;
②都成立 , ,
在 与 中, ,
, , ,即 .
(2)解:当 时, .
理由:过点A作 交 的延长线于点G,则 ,
∵ ,∴ ,∴ ∴ ,
在 与 中, ,∴ ,
∴ ,∴ ,即 .
例5.(2023春·广东·七年级专题练习)已知:△ABC与△BDE都是等腰三角形.BA=BC,BD=BE(AB
>BD)且有∠ABC=∠DBE.(1)如图1,如果A、B、D在一直线上,且∠ABC=60°,求证:△BMN是等边三角形;
(2)在第(1)问的情况下,直线AE和CD的夹角是 °;
(3)如图2,若A、B、D不在一直线上,但∠ABC=60°的条件不变则直线AE和CD的夹角是 °;
(4)如图3,若∠ACB=60°,直线AE和CD的夹角是 °.
【答案】(1)证明见解析;(2)60;(3)60;(4)60;
【分析】(1)根据题意,得∠ABC=∠DBE=60°,从而得 ;通过证明 ,得
;通过证明 ,得 ,根据等边三角形的性质分析,即可完成证明;
(2)结合题意,通过证明 为等边三角形,得 ;结合(1)的结论,根据三角形
外角性质,推导得 ,从而完成求解;
(3)同理,通过证明 为等边三角形,得 ;通过证明 ,得
;根据三角形外角性质,推导得 ,从而完成求解;
(4)根据题意,通过证明 为等边三角形,推导得 ,通过证明 ,得
,结合三角形外角的性质计算,即可得到答案.
【详解】(1)∵∠ABC=∠DBE=60° ∴ ,
, ∴ ∵BA=BC,BD=BE
和 中 ∴ ∴
和 中 ∴ ∴ ∴ 为等边三角形;
(2)∵∠ABC=∠DBE=60°, BA=BC∴ 为等边三角形;∴
根据题意,AE和CD相交于点O ∵
∴∵ ∴
∴ ,即直线AE和CD的夹角是 故答案为: ;
(3)∵∠ABC=∠DBE=60°, BA=BC∴ 为等边三角形;∴
∵ , ,∠ABC=∠DBE=60°∴
∵BA=BC,BD=BE 和 中 ∴ ∴
如图,延长 ,交CD于点O
∴
∵ ∴
∴ ,即直线AE和CD的夹角是 故答案为: ;
(4)∵BA=BC,∴ ∵∠ACB=60°∴ ∴ 为等边三角形
∵BD=BE,∠ABC=∠DBE∴
∵ , ∴
和 中 ∴ ∴
分别延长CD、AE,相较于点O,如下图:
∴
∵ ∴
∴ ,即直线AE和CD的夹角是 故答案为: .
【点睛】本题考查了等腰三角形、等边三角形、全等三角形、补角、三角形外角的知识;解题的关键是熟
练掌握等边三角形、全等三角形、三角形外角的性质,从而完成求解.
例6.(2023·吉林白山·八年级统考期末)知识背景:我们在第十一章《三角形》中学习了三角形的边与角
的性质,在第十二章《全等三角形》中学习了全等三角形的性质和判定,在十三章《轴对称》中学习了等腰三角形的性质和判定.在一些探究题中经常用以上知识转化角和边,进而解决问题
问题初探:如图(1), ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,点D是BC上一点,连接AD,以AD为一边作
ADE,使∠DAE=90°△,AD=AE,连接BE,猜想BE和CD有怎样的数量关系,并说明理由.
△类比再探:如图(2), ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,点M是AB上一点,点D是BC上一点,连接
MD,以MD为一边作△MDE,使∠DME=90°,MD=ME,连接BE,则∠EBD= .(直接写出答案,
不写过程,但要求作出△辅助线)
方法迁移:如图(3), ABC是等边三角形,点D是BC上一点,连接AD,以AD为一边作等边三角形
ADE,连接BE,则BD△、BE、BC之间有怎样的数量关系? (直接写出答案,不写过程).
拓展创新:如图(4), ABC是等边三角形,点M是AB上一点,点D是BC上一点,连接MD,以MD为
一边作等边三角形MDE△,连接BE.猜想∠EBD的度数,并说明理由.
【答案】问题初探:BE=CD,理由见解析;类比再探:∠EBD=90°,辅助线见解析;方法迁移:BC=
BD+BE;拓展创新:∠EBD=120°,理由见解析
【分析】问题初探:根据余角的性质可得∠BAE=∠CAD,然后可根据SAS证明△BAE≌△CAD,进而可
得结论;类比再探:过点M作MF∥AC交BC于点F,如图(5),可得△BMF是等腰直角三角形,仿问
题初探的思路利用SAS证明△BME≌△FMD,可得∠MBE=∠MFD=45°,进而可得结果;
方法迁移:根据等边三角形的性质和角的和差关系可得∠BAE=∠CAD,然后可根据SAS证明
BAE≌△CAD,进而可得结论;拓展创新:过点M作MG∥AC交BC于点G,如图(6),易证△BMG
△是等边三角形,仿方法迁移的思路利用SAS证明△BME≌△GMD,可得∠MBE=∠MGB=60°,进而可得结论.
【详解】解:问题初探:BE=CD.
理由:如图(1),∵∠DAE=∠BAC=90°,∴∠BAE=∠CAD,
∵AB=AC,AE=AD,∴△BAE≌△CAD(SAS),∴BE=CD;
类比再探:在图(2)中过点M作MF∥AC交BC于点F,如图(5),则∠BMF=∠A=90°,
∠BFM=∠C=45°,∴MB=MF,∵∠DME=∠BMF=90°,∴∠BME=∠DMF,
∵MB=MF,ME=MD,∴△BME≌△FMD(SAS),∴∠MBE=∠MFD=45°;
∴∠EBD=∠MBE+∠ABC=90°.故答案为:90°;
方法迁移:BC=BD+BE.
理由:如图(3),∵ ABC和 ADE是等边三角形,∴∠DAE=∠BAC=60°,∴∠BAE=∠CAD,
∵AB=AC,AE=AD,△∴△BAE△≌△CAD(SAS),∴BE=CD,∴BC=BD+CD=BD+BE;
拓展创新:∠EBD=120°.
理由:在图(4)中过点M作MG∥AC交BC于点G,如图(6),则∠BMG=∠A=60°,
∠BGM=∠C=60°,
∴△BMG是等边三角形,∴BM=GM,∵∠DME=∠BMG=60°,∴∠BME=∠DMG,
∵ME=MD,∴△BME≌△GMD(SAS),∴∠MBE=∠MGB=60°,∴∠EBD=∠MBE+∠MBG=120°.
【点睛】本题是几何变换综合题,考查了等边三角形的判定和性质、等腰直角三角形的判定和性质、全等
三角形的判定和性质等知识,添加辅助线构造全等三角形、灵活应用上述知识和类比的思想是解题的关键.例7.(2023·河南鹤壁市八年级月考)(1)作图发现:如图1,已知 ,小涵同学以 、 为边
向 外作等边 和等边 ,连接 , .这时他发现 与 的数量关系是 .
(2)拓展探究:如图2,已知 ,小涵同学以 、 为边向外作正方形 和正方形 ,
连接 , ,试判断 与 之间的数量关系,并说明理由.
【答案】(1)BE=CD;(2)BE=CD,理由见解析;
【分析】(1)利用等边三角形的性质得出 ,然后有
,再利用SAS即可证明 ,则有 ;
(2)利用正方形的性质得出 ,然后有 ,再
利用SAS即可证明 ,则有 ;
【详解】(1)如图1所示:
和 都是等边三角形, ,
,即 ,
在 和 中, , .(2) , 四边形 和 均为正方形,
, , ,
,
在 和 中, , ,
例8.(2023·江苏无锡·八年级校考阶段练习)如图1,图2,图3,在 中,分别以 为边,向
外作正三角形,正四边形,正五边形, 相交于点 .(正多边形的各边相等,各个内角也
相等)
①如图1,求证:△ABE≌△ADC;②探究:如图1,∠BOD= ;
③如图2,∠BOD= ;④如图3,∠BOD= .
【答案】①见解析;②60°;③90°;④108°
【分析】①根据等边三角形的性质可以得出△ABE≌△ADC.
②③④根据△ABE≌△ADC可得∠CDA=∠EBA,根据三角形内角和可得∠BOD=∠BAD,从而求解.
【详解】解:①证明:如图,
∵△ABD和△AEC是等边三角,∴AD=AB,AE=AC,∠DAB=∠EAC=∠ABD=∠ADB=60°,
∴∠DAB+∠BAC=∠EAC+∠BAC,即∠DAC=∠BAE.
在△ABE和△ADC中, ,∴△ABE≌△ADC(SAS);② , ,
∵∠AFD=∠OFB,∴∠BOD=∠BAD=60°;
③如图, 四边形 和四边形 是正方形,
, , , ,
,即 ,
在 和 中, , , ,
∵∠AHB=∠OHD,∴∠BOD=∠BAD=90°;
④如图, 五边形 和五边形 是正五边形,
, , ,
, , ,
在 和 中, , , ,
∵∠AMB=∠OMD,∴∠BOD=∠BAD=(5-2)×180°÷5=108°.【点睛】本题考查了等边三角形的性质的运用,正方形的性质的运用,正五边形的性质的运用及正 边形
的性质的运用,全等三角形的判定及性质的运用,解答时根据正多边形的性质证明三角形全等是关键.
1.(2023春·江苏·八年级专题练习)如图, 为等边三角形,以 为边向外作 ,使
,再以点C为旋转中心把 旋转到 ,则给出下列结论:①D,A,E三点共线;②
平分 ;③ ;④ .其中正确的有( ).
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】D【分析】①设∠1=x度,把∠2=(60-x)度,∠DBC=∠4=(x+60)度,∠3=60°加起来等于180度,即可
证明D、A、E三点共线;
②根据△BCD绕着点C按顺时针方向旋转60°得到△ACE,判断出△CDE为等边三角形,求出
∠BDC=∠E=60°,∠CDA=120°-60°=60°,可知DC平分∠BDA;
③由②可知,∠BAC=60°,∠E=60°,从而得到∠E=∠BAC.④由旋转可知AE=BD,又∠DAE=180°,
DE=AE+AD.而△CDE为等边三角形,DC=DE=DB+BA.
【详解】解:如图,
①设∠1=x度,则∠2=(60-x)度,∠DBC=(x+60)度,故∠4=(x+60)度,
∴∠2+∠3+∠4=60-x+60+x+60=180度,∴D、A、E三点共线;故①正确;
②∵△BCD绕着点C按顺时针方向旋转60°得到△ACE,
∴CD=CE,∠DCE=60°,∴△CDE为等边三角形,∴∠E=60°,∴∠BDC=∠E=60°,
∴∠CDA=120°-60°=60°,∴DC平分∠BDA;故②正确;
③∵∠BAC=60°,∠E=60°,∴∠E=∠BAC.故③正确;
④由旋转可知AE=BD,又∵∠DAE=180°,∴DE=AE+AD.
∵△CDE为等边三角形,∴DC=DB+DA.故④正确;故选:D.
【点睛】本题考查旋转的性质、等边三角形性质等相关知识,要注意旋转不变性,找到变化过程中不变量.
2.(23-24八年级上·四川泸州·阶段练习)如图,C为线段 上一动点(不与A,E重合),在 同侧
分别作等边 和等边 , 与 交于点O, 与 交于点P, 与 交于点Q,连接 ,
则有以下五个结论:① ;② ;③ ;④ ;⑤ .其中正确的
有( )
A.①③⑤ B.①③④⑤ C.①②③⑤ D.①②③④⑤【答案】C
【分析】此题主要考查了全等三角形的判定和性质的应用,等边三角形的判定和性质.①根据全等三角形
的判定方法,判断出 ,即可判断出 .②首先根据全等三角形的判定方法,判断出
,即可判断出 ;然后根据 ,可得 为等边三角形,所以
,据此判断出 即可.③根据全等三角形的判定方法,判断出
,即可判断出 .④首先根据 ,可得 ,
然后判断出 ,再根据 ,即可判断出 .⑤
,据此判断即可.
【详解】解:∵ 和 都是等边三角形,
∴ ,
∴ ,∴ ,
在 和 中,∵ ,
∴ ,∴ ,结论①正确.
∵ ,∴ ,
又∵ ,∴ ,∴ ,
在 和 中, ,
∴ ,∴ ,又∵ ,∴ 为等边三角形,
∴ ,∴ ,结论②正确.
∵ ,∴ ,结论③正确.
∵ ,∴ ,∴ ,
又∵ ,∴ ,结论④不正确.
∵ ,结论⑤正确.
综上,可得正确的结论有4个:①②③⑤.故选:C.
3.(23-24八年级下·辽宁鞍山·开学考试)如图,在 中, ,点 是射线 上两点,且
,若 , ,则下列结论中① 是等腰直角三角形;②
;③ ;④ .正确的有( )A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】D
【分析】结合 , ,可证明 ,即可判断结论①;证明
,结合全等三角形的性质可得 ,即可判断结论②;结合 ,易
得 ,进而可知 ,即可判断结论③;证明 ,由“直角三角形中30度角
所对的直角边等于斜边的一半”可得 , ,结合 ,易得
,即可判断结论④.
【详解】解:∵ ,∴ ,
∵ ,∴ ,
又∵ ,∴ 是等腰直角三角形,故结论①正确;
∵ , ,∴ ,
在 和 中, ,∴ ,∴ ,
∴ ,即 ,故结论②正确;
∵ ,∴ , ,
∴ ,∴ ,故结论③正确;
∵ , ,∴ ,
∴ ,∴ , ,∴ ,
∵ ,∴ ,故结论④正确.
综上所述,结论正确的有①②③④,共计4个.故选:D.
【点睛】本题考查了全等三角形的判定与性质、等腰直角三角形的判定与性质、含 角直角三角形的性
质、三角形外角的定义和性质等知识,熟练掌握直角三角形的性质、证明 是解题的关键.4.(23-24七年级下·重庆·期末)如图,在等边 中,点D为线段 上一点, ,连接 ,
点E为线段 下方一点,连接 ,且 , ,连接 交 于点M,点F为线段
延长线上一点, ,连接 .已知 ,则 的长为 .
【答案】4
【分析】此题重点考查等边三角形的性质、等角的补角相等、全等三角形的判定与性质等知识,证明
是解题的关键.
由等边三角形的性质得 ,则 ,可证明 ,得
,再证明 ,得 ,则 ,于是得到问题的
答案.
【详解】解:∵ 是等边三角形, ,
,
,
,
,
在 和 中,
,
,
,;
在 和 中,
,
,
,
,
故答案为:4.
5.(23-24八年级下·浙江嘉兴·开学考试)如图, 和 都是等边三角形,连结 ,
若 ,则 的度数为 .
【答案】 / 度
【分析】本题考查了等边三角形的性质,全等三角形的性质,三角形内角和定理的运用,根据等边三角形
的性质可证 ,可得 ,由 可得 ,根据三角形
内角和定理可得 ,在 中再根据三角形内角和定理即可求解.
【详解】解:∵ 都是等边三角形,
∴ ,
∵ ,∴ ,
∴ ,∴ ,
∵ ,∴ ,
∵ ,∴ ,
在 中, ,
∴ ,故答案为: .
6.(2024八年级上·绵阳市·专题练习)已知:如图, 、 都是等边三角形, 、 相交于
点 ,点 、 分别是线段 、 的中点.
(1)求证: ;(2)求 的度数;(3)求证: 是等边三角形.
【答案】(1)见解析;(2) ;(3)见解析
【分析】本题综合考查了全等三角形的判定和性质,三角形的内角和定理,等边三角形的性质和判定等知
识点的应用,解此题的关键是根据性质进行推理,此题综合性比较强,有一定的代表性.
(1)根据等边三角形性质得出 , , ,求出 ,证
即可;
(2)根据全等求出 ,进而求出 的值,根据三角形的内角和定理求出即可;
(3)求出 ,根据 证 ,推出 ,求出 即可.
【详解】(1)证明: 、 都是等边三角形,
, , ,
,
,
在 和 中
,
,
.(2)解: ,
,
等边三角形 ,
,
,
,
(3)证明: ,
, , ,
又 点 、 分别是线段 、 的中点,
, ,
,
在 和 中,
,
,
, ,
又 ,
,
,
,
是等边三角形.
7.(23-24八年级下·江苏淮安·期中)如图,四边形 是正方形, , 与 交
于点 .(1)求证: ;(2)若 ,求 的大小.【答案】(1)证明见详解(2)
【分析】本题考查了正方形的性质,全等三角形的判定和性质,等边对等角,熟练掌握以上知识是解题的
关键.(1)利用 来求证 .
(2)利用角的关系求出 和 , 求得结果.
【详解】(1)证明:∵四边形 是正方形,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∵ , ,
∴ ,
在 和 中,
,
∴ ,
∴ .
(2)解:∵ ,
∴ ,
又∵ ,
∴ ,
∵四边形 是正方形,
∴ ,
又∵ ,
∴ ,
∴ .8.(23-24八年级下·山东泰安·期末)如图,正方形 ,将边 绕点 顺时针旋转 ,
得到线段 ,连接 , ,过点 作 交线段 的延长线于点 ,连接 .
(1)当 时,求 的度数;(2)求证: ;(3)求证: .
【答案】(1) (2)见解析(3)见解析
【分析】本题考查了旋转的性质、正方形的性质、平行线的判定;根据特殊图形得出角的度数;根据图形
的特点,得出角之间的关系,三个角相加等于 ,得出结果;作辅助线求出 的度数,结合第二问
的结果得出证明.(1)根据旋转的性质可得 ,由正方形的性质可得 ,根据已知
,可得出 是等边三角形,求出 的度数,即可求解;
(2)根据旋转的性质得出 和 都是等腰三角形,由题可知旋转角是 ,进而得出 、
、 与 之间的关系,再根据平角的特点即可求解;
(3)过点 作 与 的延长线交于点 ,过点 作 与 交于点 ,可以得到一个平行四
边形,进一步可判定是矩形,根据角度关系得出 ,判定矩形是正方形,得出 ,
结合(2)可得出结论;
【详解】(1)解:在正方形 中, ,
由旋转可知, ,
,
,
是等边三角形,
,
,
;
(2)证明:在 中, ,
,在 中, , ,
,
,
;
(3)证明:过点 作 与 的延长线交于点 ,过点 作 与 交于点 ,
则四边形 是平行四边形,
,
平行四边形 是矩形,
, ,
,
在 和 中,
,
,
,
矩形 是正方形,
,
由(2)可知: ,
,
.
9.(23-24八年级上·河北·期中)如图,四边形 中, ,连接对角线 ,且 ,点
在边 上,连接 ,过点 作 ,垂足为 ,若 .(1)求证:① ;② ;(2)若 , ,求 的度数.
【答案】(1)①见解析;②见解析(2)
【分析】(1)①根据条件可证得 ,然后根据角的关系即可得证;②连接 ,根据条
件可证得 ,然后根据边长关系等量代换即可得解;
(2)由三角形全等的性质可得到 ,根据等边对等角性质得到 ,
由三角形内角和计算出 ,然后由 即可得解.
【详解】(1)证明:① , ,
,
在 和 中,
,
,
,
,
即 ;
②连接 ,
, ,
,
在 和 中,
,,
,
由①知 ,
,
;
(2)解: ,
,
由①知 ,
,
,
,
,
又 ,
,
,
.
【点睛】本题考查了三角形全等的判定与性质、等腰三角形性质、三角形内角和等知识,熟练掌握相关知
识并采用等量代换的方法是解题关键.
10.(23-24八年级上·安徽滁州·阶段练习)如图, 和 中, , ,
,连接 , , 与 交于点 , 与 交于点 .
(1)求证: ;(2)求证: ;(3)求证: 平分 .
【答案】(1)证明见解析(2)证明见解析(3)证明见解析
【分析】本题主要考查全等三角形的性质与判定,角平分线的判定,利用SAS证明 是解题
的关键.(1)欲证明 ,只要证明 ;
(2)由 ,推出 ,由 ,,又 , ,可得
(3)过B分别作 ,垂足分别为P,Q,根据 可得 , ,
可得 ,进而可证明结论.
【详解】(1) ,
,即 ,
在 和 中,
,
,
;
(2) ,
,
, ,
又 , ,
,
.
(3)过B分别作 ,垂足分别为P,Q,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴B点在 的平分线上,
即 平分 .11.(23-24八年级上·四川南充·期末) 都是等边三角形.
(1)如图 ,求证: ;(2)如图 ,点 在 内, 为 的中点,连 ,若
,且 .①求证: ;②判断 与 的数量关系并证明.
【答案】(1)证明见解析(2)①证明见解析;② ,证明见解析
【分析】本题属于三角形综合题,考查了全等三角形的判定和性质,等边三角形的性质,直角三角形
角的性质等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线.
(1)证明 ,可得结论;
(2)①如图 中,延长 到 ,使得 ,连接 .证明 ,推出 ,
, ,再证明,可得结论;
②根据 得到 ,设 ,根据 列出方程,求出
,可得结论.
【详解】(1)证明:如图 中,
∵ 都是等边三角形
∴ , , ,
∴ ,
在 和 中,
∴ ,
∴ ;
(2)①证明:如图中,延长 到 ,使得 ,连接 ,∵ ,
∴ ,
在 和 中,
∴ ,
∴ , ,
同法可证 ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∵ ,
∴ .
②结论: .
证明:∵ ,
∴ ,
设 ,则 ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,∴ ,
∵ , ,
∴ .
12.(23-24八年级上·云南昭通·阶段练习)如图,点 是线段AB上除点 、 外的任意一点,分别以 、
为边在线段AB的同旁作等边 和等边 ,连接 交 于 ,连接BD交CE于 ,连接
.
(1)求证: ;(2)求证: .(3)设 和DB的交点为 ,连 ,求证: 平分 .
【答案】(1)见解析(2)见解析(3)见解析
【分析】本题考查的是等边三角形的判定与性质及全等三角形的判定与性质,根据题意判断出
, 是解答此题的关键.
(1)先由 和 是等边三角形,可知 , , , ,故可
得出 , ,根据 定理可知 ,由全等三
角形的性质即可得出结论;
(2)由(1)中 ,可知 ,再根据 , 、 、 三点共
线可得出 ,由全等三角形的判定定理可知, ,故 ,再根据
可知 为等边三角形,故 故可得出结论.
(3)作 , ,由 可得它们的面积相等,即可得到 ,再由角平分线
的逆定理可得 平分 .
【详解】(1)证明: 和 是等边三角形,
, , , ,
,
, ,
在 与 中,,
;
(2)由(1)得, ,
,
,而 、 、 三点共线,
,
在 与 中,
,
,
,
为等边三角形,
,
,
.
(3)解:作 , ,
,
,
,
,, ,
,
平分 .
13.(23-24八年级下·辽宁盘锦·开学考试)已知, 和 均为等腰三角形,
,点A、D、E在同一直线上, 交 于点F,连接 .
(1)若 ,则 的度数为_____;
(2)如图2,若 , , 于点M,则 的长为_____;
(3)如图1,若 ,且 ,求证: .
【答案】(1) (2)3(3)见解析
【分析】本题考查等腰三角形的判定和性质,等边三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质:
(1)证明 , 为等边三角形,根据角的和差关系即可得出结果;
(2)同(1)可知 ,得到 ,进而求出 ,利用三线合一,即可
得出结果;(3)延长 ,相交于点H,先证明 ,进而得到 ,进而推出 ,
证明 ,得到 ,利用线段之间的和差关系和等量代换,即可得出结论.
【详解】(1)解:∵ ,
∴ ,
∵ ,
∴ , 为等边三角形,
∴ , ,
∴ ,
∴ ;
故答案为: ;
(2)解:同(1)法可得: ,
∴ ,
∴ ,∵ ,
∴ , ,
∴ ;
故答案为:3;
(3)证明:延长 ,相交于点H,如图,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∵ , ,
∴ , ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
同(1)法可得: ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,∴ .
14.(23-24八年级下·广西南宁·开学考试)【问题情境】如图 , 与 都是等边三角形,连接
,CD,点 , 分别是 ,CD的中点,连接 , , .
【猜想证明】请证明:(1)求证: ;(2)求证: 是等边三角形.
【类比探究】如图 , 与 都是等腰直角三角形,连接 ,CD,点 , 分别是 ,CD
的中点,连接 , 请探究:
(3)若点 恰好也是 的中点,且 ,求 的面积.
【答案】(1)见解析;(2)见解析;(3) 的面积为
【分析】本题考查了全等三角形的判定与性质.
(1)由等边三角形的的性质得 ,可推导出 ,进而
证明 ,得出 ;
(2)由 ,且 ,证明 ,而 , ,可证明
,得 ,可推导出 ,则 是等边三角形.
(3)由等腰直角三角形的性质得 ,可推导出 ,进
而证明 ,得 ,而 ,所以 ,可
证明 ,得 ,推导出 ,因为 ,点N
是 的中点,所以 ,则 ,所以.
【详解】解:(1) 与 都是等边三角形,
, , ,
,
在 和 中,
,
≌ ,
.
(2)证明: 点 , 分别是 ,CD的中点,
, ,
,
,
≌ ,
,
在 和 中,
,
≌ ,
, ,
,
是等边三角形.
(3) 与 都是等腰直角三角形,
, , ,
,
在 和 中,,
≌ ,
, ,
点 , 分别是 ,CD的中点,
, ,
,
在 和 中,
,
≌ ,
, ,
,
,且点 也是 的中点,
,
,
, ,
,
,
的面积为 .
15.(23-24七年级下·广东揭阳·期末)在学习全等三角形知识时、数学兴趣小组发现这样一个模型:它是
由两个共顶点且顶角相等的等腰三角形构成.在相对位置变化的同时,始终存在一对全等三角形.通过资
料查询,他们得知这种模型称为“手拉手模型”,兴趣小组进行了如下操作:(1)如图1、两个等腰三角形 和 中, , , ,连接 、
如果把小等腰三角形的腰长看作小手,大等腰三角形的腰长看作大手,两个等腰三角形有公共顶点,类似
大手拉着小手,这个就是“手拉手模型”,在这个模型中,和 全等的三角形是________,此时
和 的数量关系是________;
(2)如图2、两个等腰直角三角形 和 中, , , ,连接
,两线交于点P,请判断线段 和 的数量关系和位置关系,并说明理由;
(3)如图3,已知 ,以 为边分别向 外作等边 和等边 (等边三角形三条边
相等,三个角都等于 ),连接 ,两线交于点P,请直接写出线段 和 的数量关系及
的度数.
【答案】(1) , (2) 且 ,理由见解析(3) ,
【分析】此题考查了等边三角形的性质,全等三角形的判定与性质,以及三角形的外角性质,熟练掌握等
边三角形的判定与性质是解本题的关键.
(1)先判断出 ,进而判断出 ,即可得出结论;
(2)先判断出 ,得出 , ,进而判断出 ,即可
得出结论;
(3)由三角形 与三角形 都为等边三角形,利用等边三角形的性质得到两对边相等,两三角形的
内角都为 ,利用等式的性质得到 ,利用 可得出 得 ,
,求出 ,即可求出 的度数.
【详解】(1)解:∵ ,
∴ .
∴ ,
在 和 中,,
∴ ,
∴ ,
∴和 全等的三角形是 ,此时 和 的数量关系是 .
故答案为: , ;
(2) 且 ;
理由如下:∵ ,
∴ .
∴ ,
在 和 中,
,
∴ ,
∴ , ,
∵ ,
∴ ,
即 ,
∴ ,
∴ ,
综上所述: 且 .
(3) 和 都为等边三角形,
, , ,
,即 ,
在 和 中,
,;
, ,
∴
,
∴ .
16.(2024·黑龙江·八年级统考期中)如图,在等边三角形 中,E是边 上一定点,D是直线 上
一动点,以 为一边作等边三角形 ,连接 .
【问题解决】
如图①,若点D在边 上,求证: ;
【类比探究】
如图②,若点D在边 的延长线上,请探究线段 , 与 之间存在怎样的数量关系,并直接写出
这三条线段之间的数量关系.
【答案】【问题解决】见解析;【类比探究】
【问题解决】在 上截取 ,连接 ,易证 是等边三角形,得出 ,证明
,得出 ,即可得出结论;
【类比探究】过D作 ,交 的延长线于点G,由平行线的性质易证 ,得出
为等边三角形,则 ,证明 ,得出 ,即可得出
.
【详解】解:【问题解决】如图①,在 上截取 ,连接 ,如图所示:∵ 是等边三角形,
∴ ,
∴ 是等边三角形,
∴ ,
∵ 是等边三角形,
∴ , ,
∴ ,
∴ ,
∵在 和 中 ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
即 .
【类比探究】 ;理由见如下:
∵ 是等边三角形,
∴ ,
过D作 ,交 的延长线于点G,如图所示:
∵ ,∴ , ,
∴ ,
∴ 为等边三角形,
∴ , ,
∵ 为等边三角形,
∴ , ,
∴ ,
在 和 中
∴ ,
∴ ,
∴ ,
即 .
【点睛】本题主要考查了等边三角形的判定与性质、全等三角形的判定与性质、平行线的性质等知识,作
辅助线构建等边三角形是解题的关键.
17.(23-24七年级下·广东深圳·期末)等边三角形和等腰直角三角形是我们熟悉的特殊三角形.数学课上,
同学们探究得到了以下判定和性质:①三个角都相等的三角形是等边三角形;②有一个角等于 的等腰
三角形是等边三角形;③等腰直角三角形的两腰相等,两锐角都是 .请应用以上知识解决下列问题:
已知线段 ,点C是平面内一动点,且 ,连接 ,点D在 右侧,且 ,
连接 交 于点E.
【初步应用】(1)如图1,若 ,则 _______°;
【深化应用】(2)如图2,在(1)的基础上,作 的角平分线 交 于F,试探究线段 与
之间的数量关系,并说明理由;【拓展应用】(3)若 ,当 最长时,请直接写出 的长.
【答案】(1)15;(2) ,理由见解析;(3) 的长为4
【分析】(1)根据 ,结合 ,得到等边三角形 ,继而得到 ,
,结合 ,得到 ,继而得到 ,解答即可;
(2)过点B作 于点G,根据(1)证明 ,利用等腰三角形三线合一性质,直角三角
形的性质证明即可.
(3)过点B作 于点B,且 ,再证明 ,得到 ,
根据 ,得到当 三点共线时, 取得最大值,根据题意,得 ,证明
,继而得到 ,解答即可.
【详解】(1)∵ , ,
∴等边三角形 ,
∴ , ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
故答案为:15.
(2)线段 与 之间的数量关系为: .理由如下:
过点B作 于点G,根据(1)得 , ,
∴ ,
∵ , 的角平分线 交 于F,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∵ , ,
∴ ,
∴ .(3)过点B作 于点B,且 ,
∵ , ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
故当 三点共线时, 取得最大值,
根据题意,得 ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴当 最长时, .
【点睛】本题考查了等边三角形的判定和性质,等腰直角三角形的性质,三角形全等的判定和性质,直角
三角形的性质,等腰三角形的三线合一性质,三角形不等式求最值,熟练掌握等边三角形的性质,三角形
不等式是解题的关键.
18.(23-24八年级上·湖南株洲·期末)如图 为等腰三角形, , D为直线
上一动点,以 为腰向右侧作等腰三角形 且 ,连接直线 .(1)求证: ;
(2)若D恰好在 的中点上(如图),求证: ;
(3)
①若点D为线段 上任一点(B,C点除外)时,试探究 与 的位置关系.
②若点D为直线 线除点B,C外任意一点, 与 的位置关系是否仍然成立?若成立,请给予证明;
若不成立,请说明理由.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)① ;② ,证明见解析
【分析】本题主要考查了全等三角形的判定与性质、等边三角形的判定与性质、平行线的判定、三角形外
角的性质等知识,掌握全等三角形的判定与性质是解题的关键.
(1)先说明 ,再利用 即可证明结论;
(2)根据等腰三角形三线合一的性质可得 ,再根据全等三角形的性质可得 ,
即 ;然后运用等腰三角形三线合一的性质可得 是线段 的垂直平分线,最后根据垂直
平分线的性质即可证明结论;
(3)①先说明 是等边三角形可得 ,进而得到 ,根据同
旁内角互补、两直线平行即可证明结论;②如图:当点D在 的延长线上,先说明
可得 ,再说明 是等边三角形可得 ,由三角形外角的性质可
得 ,即 ;再结合 可得 ,最后根据内错角
相等、两直线平行即可证明结论;同理可证点D在 的延长线上的情况.
【详解】(1)证明:∵ ,
∴ ,即: ,
在 和 中, ,
∴ .(2)证明:∵ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,即 是线段 的垂直平分线,
∴ .
(3)解:①∵ ,
∴ ,即 ,
∵ ,
∴ ,
∵ ,
∴ 是等边三角形,
∴ ,
∴ ,
∴ ;
② ,证明如下:
证明:a.如图:点D在 的延长线上,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,即 ,
∵ , ,
∴ 是等边三角形,
∴ ,∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ;
b.如图:点D在 的延长线上,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∵ , ,
∴ 、 是等边三角形,
∴ , ,
∴ , ,即 ,
∴ ,
∵ ,
∴ ;
19.(2024·福建八年级期中)如图甲,在△ABC中,∠ACB为锐角,点D为射线BC上一动点,连接
AD,以AD为一边且在AD的右侧作正方形ADEF.解答下列问题
(1)如果AB=AC,∠BAC=90°,①当点D在线段BC上时(与点B不重合),如图乙,线段CF、BD之间的位置关系为 ,数量关系为 .②当点D在线段BC的延长线上时,如图丙,①中的结
论是否仍然成立,为什么?(2)如果AB≠AC,∠BAC≠90°点D在线段BC上运动.试探究:当△ABC满足一
个什么条件时,CF⊥BC(点C、F重合除外)?并说明理由.
【答案】(1)①垂直,相等;②成立,理由见解析(2)∠ACB=45°
【分析】(1)①证明△DAB≌△FAC,即可得到CF⊥BD,CF=BD.
②当点D在BC的延长线上时①的结论仍成立.由正方形ADEF的性质可推出△DAB≌△FAC,所以CF=
BD,∠ACF=∠ABD.结合∠BAC=90°,AB=AC,得到∠BCF=∠ACB+∠ACF=90度.即CF⊥BD.
(2)当∠ACB=45°时,过点A作AG⊥AC交CB或CB的延长线于点G,则∠GAC=90°,可推出∠ACB=
∠AGC,所以AC=AG,由(1)①可知CF⊥BD.
(1)①CF⊥BD,CF=BD
∵∠FAD=∠BAC=90°∴∠BAD=∠CAF 在△BAD与△CAF中,
∵ ∴△BAD≌△CAF(SAS)
∴CF=BD,∠ACF=∠ABD,
∵ ∴∠BCF=90°
∴CF⊥BD ;故答案为:垂直,相等;
②成立,理由如下:∵∠FAD=∠BAC=90°∴∠BAD=∠CAF
在△BAD与△CAF中,
∵ ,∴△BAD≌△CAF(SAS)
∴CF=BD,∠ACF=∠ACB=45°,∴∠BCF=90°,∴CF⊥BD;
(2)当∠ACB=45°时可得CF⊥BC,理由如下:
过点A作AC的垂线与CB所在直线交于G
∵∠ACB=45°∴AG=AC,∠AGC=∠ACG=45°
∵AG=AC,AD=AF,
∵∠GAD=∠GAC﹣∠DAC=90°﹣∠DAC,∠FAC=∠FAD﹣∠DAC=90°﹣∠DAC,
∴∠GAD=∠FAC,∴△GAD≌△CAF(SAS),
∴∠ACF=∠AGD=45°,∴∠GCF=∠GCA+∠ACF=90°,∴CF⊥BC.【点睛】本题考查三角形全等的判定和直角三角形的判定,判定两个三角形全等的一般方法有:SSS、
SAS、ASA、AAS、HL.判定两个三角形全等,先根据已知条件或求证的结论确定三角形,然后再根据三角
形全等的判定方法,看缺什么条件,再去证什么条件.