文档内容
专题11 三角形中的特殊模型-高分线模型、双(三)垂直模型
近年来各地考试中常出现一些几何导角模型,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。本专题高分线模型、双垂直
模型进行梳理及对应试题分析,方便掌握。
模型1:高分线模型
条件:AD是高,AE是角平分线 结论:∠DAE=
例1.(2023·辽宁本溪·七年级统考期中)如图,在△ABC中,AD是△ABC的高,AE是△ABC的角平分线,
∠B=40°,∠C=60°,则∠EAD的度数为( )
A.20° B.10° C.50° D.60°
【答案】B
【分析】首先根据三角形的内角和定理,求出∠BAC的度数是多少;然后根据AE为角平分线,求出
∠BAE的度数是多少;最后在Rt△DAC中,求出∠DAC的度数,即可求出∠EAD的度数是多少.
【详解】解:∵∠B=40°,∠C=60°,∴∠BAC=180°-60°-40°=80°,
∵AE为∠BAC角平分线,∴∠EAC=80°÷2=40°,
∵AD为△ABC的高,∴∠ADB=90°,∴∠DAC=90°-∠C=90°-60°=30°,
∴∠EAD=∠EAC-∠DAC=40°-30°=10°,即∠EAD的度数是10°,故选:B.【点睛】本题主要考查了三角形的内角和定理,三角形高、中线的定义,解答此题的关键是明确:三角形
的内角和是180°.
例2.(2023春·河南南阳·七年级统考期末)如图,在 ABC中,∠1=∠2,G为AD的中点,BG的延长
线交AC于点E,F为AB上的一点,CF与AD垂直,交△AD于点H,则下面判断正确的有( )
①AD是 ABE的角平分线;②BE是 ABD的边AD上的中线;
③CH是△ACD的边AD上的高;④A△H是 ACF的角平分线和高
A.1个 △ B.2个 △ C.3个 D.4个
【答案】B
【详解】解:①根据三角形的角平分线的概念,知AG是 ABE的角平分线,故此说法错误;
②根据三角形的中线的概念,知BG是 ABD的边AD上的△中线,故此说法错误;
③根据三角形的高的概念,知CH为 A△CD的边AD上的高,故此说法正确;
④根据三角形的角平分线和高的概念△,知AH是 ACF的角平分线和高线,故此说法正确.故选:B.
【点睛】本题考查了三角形的角平分线、三角形△的中线、三角形的高的概念,注意:三角形的角平分线、
中线、高都是线段,且都是顶点和三角形的某条边相交的交点之间的线段.透彻理解定义是解题的关键.
例3.(2022秋·北京朝阳·八年级统考期末)如图,在 中, 是高, 是中线,若 ,
,则 的长为( )
A.1 B. C.2 D.4
【答案】C
【分析】直接利用三角形面积公式求得 ,再根据中线的性质即可求解.【详解】解:∵ , ,即 ,∴
∵ 是中线,即点 是 的中点,∴ ,故选:C.
【点睛】本题考查三角形面积和中线的性质,解题的关键是熟练掌握三角形面积公式求得 .
例4.(2023春·河北沧州·七年级统考期末)如图,在 中, 、 分别是 的高和角平分线.
(1)若 , ,求 的度数;
(2)若 , ,且 ,请直接写出 与 , 关系.
【答案】(1) (2)
【分析】(1)根据三角形内角和定理求出 ,根据角平分线定义求出 ,求出 ,根
据三角形内角和定理求出 ,从而可得出答案;
(2)根据三角形内角和定理求出 ,根据角平分线定义求出 ,根据三角形高的定义可知
,根据三角形内角和定理求出 ,从而可得出答案.
【详解】(1)解: , , ,
是 的平分线, ,
是 的高, , , ,
;
(2)解: ,
理由是: , ,
是 的平分线, ,
是 的高, , ,
.
【点睛】本题考查了三角形的角平分线定义,三角形的高的含义,三角形的内角和定理的应用,能求出和 的度数是解此题的关键.
模型2:双垂直模型
结论:①∠A=∠C ;②∠B=∠AFD=∠CFE;③ 。
例1.(2023·陕西咸阳·统考一模)如图,在 中, 分别是 边上的高,并且 交于
点P,若 ,则 的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据题意和直角三角形的两个锐角互余可求得 的度数,再根据三角形的外角即可得.
【详解】解:∵ 是 边上的高,∴ ,∵ ,∴ ,
∵ 是 边上的高,∴ ,∴ ,故选:A.
【点睛】本题考查了余角,三角形的外角,解题的关键是掌握这些知识点.
例2.(2023·黑龙江哈尔滨·八年级校考月考)如图,在 中, , , 的边 上的
高 与边 上的高 的比值是( )A. B. C.1 D.2
【答案】D
【分析】根据面积相等列出比例求解即可.
【详解】解:∵ 的边 上的高为 ,边 上的高为 , , ,
∴ ,即: ,∴ ,故选:D.
【点睛】本题考查了三角形的高,根据面积相等列出等式是解题的关键.
例3.(2023春·河南周口·七年级统考期末)如图,在 中, , , 于点F,
于点 , 与 交于点 , .
(1)求 的度数.(2)若 ,求 的长.
【答案】(1) (2)
【分析】(1)数形结合,利用三角形内角和定理求解即可得到答案;
(2)利用等面积法,由 代值求解即可得到答案.
【详解】(1)解:∵ ,∴ ,
∵ ,∴ ,∵ ,∴ ,
∴ ;
(2)解:∵ , ,∴ ,∵ , , ,∴ .
【点睛】本题考查三角形综合,数形结合,利用等面积法求解是解决问题的关键.
模型3:子母型双垂直模型(射影定理模型)
结论:①∠B=∠CAD;②∠C=∠BAD;③ 。
例1.(2023·广东广州·七年级校考阶段练习)如图,在 中, , 于D,求证:
.
【答案】见解析
【分析】根据 可得 ,再根据 ,即可求证.
【详解】证:∵ , ∴
又∵ ,∴
又∵ ,∴ ∴
【点睛】此题考查了三角形内角和性质的应用,解题的关键是熟练掌握三角形内角和的性质.
例2.(2023·云南玉溪·八年级校考期中)如图所示,在△ACB中,∠ACB=90°,∠1=∠B.(1)求证:CD是△ABC的高;(2)如果AC=8,BC=6,AB=10,求CD的长.
【答案】(1)见解析;(2) .
【分析】(1)由等量代换得到∠B+∠BCD=90°,求出∠BDC=90°,可得CD是 ABC的高;
△
(2)根据 可求得CD的长.
【详解】(1)证明:∵∠ACB=∠1+∠BCD=90°,∠1=∠B,
∴∠B+∠BCD=90°,∴∠BDC=90°,即CD⊥AB,∴CD是 ABC的高;
△
(2)解:∵∠ACB=90°,CD是 ABC的高,∴ ,
△
∵AC=8,BC=6,AB=10,∴CD= .
【点睛】本题考查了三角形内角和定理,三角形的高线,三角形的面积计算,关键是利用了面积法求直角
三角形斜边上的高.
例3.(2022秋·北京通州·八年级统考期末)如图,在 中, , ,垂足为 .如
果 , ,则 的长为( )
A.2 B. C. D.
【答案】D
【分析】先根据勾股定理求出AB,再利用三角形面积求出BD即可.
【详解】解:∵ , , ,∴根据勾股定理 ,∵ ,∴S ABC= ,即 ,解得: .故选择D.
△
【点睛】本题考查直角三角形的性质,勾股定理,三角形面积等积式,掌握直角三角形的性质,勾股定理,
三角形面积等积式是解题关键.
例4.(2023春·江苏泰州·七年级统考期末)已知:如图,在 中, , 、 分别在边 、
上, 、 相交于点 .
(1)给出下列信息:① ;② 是 的角平分线;③ 是 的高.请你用其中的两
个事项作为条件,余下的事项作为结论,构造一个真命题,并给出证明;
条件:______,结论:______.(填序号)
证明:
(2)在(1)的条件下,若 ,求 的度数.(用含 的代数式表示)
【答案】(1)①②;③;见解答(2)
【分析】(1)条件:①②,结论:③,由角平分线的性质可得 ,由 和
,得出 ,利用三角形内角和可得结论;
(2)利用(1)的结论和三角形外角性质即可得答案.
【详解】(1)条件:①②,结论:③,
证明:∵ 是 的角平分线,∴ ,
∵ ,∴ ,
∵ ,
∴ ,∴ 是 的高.
条件:①③,结论:②,
证明:∵ 是 的高,∴ ,∴ ,
∵ , , ,
∴ , ∴ 是 的角平分线;条件:②③,结论:①,
证明:∵ 是 的角平分线,∴ ,
∵ 是 的高,∴ ,
∴ ,
∵ , ,
∴ ; 故答案为:①②;③;
证明:见解答;
(2)∵ ,∴ ,
∵ 是 的角平分线,∴ ,
∵ ,∴ .
【点睛】本题考查命题与定理,掌握角分线的定义,三角形内角和定理,外角性质,掌握三角形外角的性
质是解题关键.
课后专项训练
1.(2023春·云南文山·七年级校联考期末)如图,AE,AD分别是 的高和角平分线, ,
,则 的度数为( )
A.40° B.20° C.10° D.30°
【答案】B
【分析】由题意易得∠BAC=80°,∠AEB=90°,则有∠BAD=∠CAD=40°,然后根据三角形内角和可求解.
【详解】解:∵ , ,AE⊥BC,∴∠BAC=80°,∠AEB=90°,
∵AD平分∠BAC,∴∠BAD=∠CAD=40°,
在△AEB中,∠AEB+∠B+∠BAE=180°,∴∠BAE=60°,
∴∠EAD=∠BAE-∠BAD=60°-40°=20°;故选B.【点睛】本题主要考查三角形的高线及角平分线、三角形内角和,熟练掌握三角形的高线及角平分线、三
角形内角和是解题的关键.
2.(2023·绵阳市八年级月考)如图,在 中, 平分 交 于点 、 平分 交
于点 , 与 相交于点 , 是 边上的高,若 , ,则 的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题意证明 ,得出 ,三角形内角和定理得出 ,根据
直角三角形的两个锐角互余求得 ,根据角平分线的定义可得 ,根据
即可求解.
【详解】解: , 平分 ,
, ,
,
,
,
,
,
,
平分 ,
,
,
故选:C.
【点睛】本题考查了全等三角形的性质与判定,直角三角形的两个锐角互余,三角形的内角和定理,角平
分线的定义,数形结合是解题的关键.
3.(2023春·江苏宿迁·七年级统考期末)如图,在 中, , 、 分别是的高和角平分线,点E为 边上一点,当 为直角三角形时,则 .
【答案】50或25/25或50
【分析】根据三角形内角和定理得 ,由角平分线的定义得 ,当 为直角三角
形时,存在两种情况:分别根据三角形外角的性质即可得出结论.
【详解】解:∵ ,
∴
∵ 平分
∴
当 为直角三角形时,有以下两种情况:
①当 时,如图1,
∵ ,
∴ ;
②当 时,如图2,∴ ,
∵ ,
∴ ,
综上, 的度数为 或 .
故答案为:50或25.
【点睛】本题考查的是直角三角形的两锐角互余,三角形外角的性质,熟知“三角形的外角的性质”是解
答此题的关键.
4.(2023秋·重庆·八年级专题练习)如图,在 中, , 平分 ,若 ,
,则 .
【答案】 /40度
【分析】根据角平分线的定义,得到 ,求出 的度数,再利用垂直的定义和三角形内
角和定理,进行求解即可.
【详解】解:∵ 平分 ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ .
故答案为: .
【点睛】本题考查与角平分线有关的三角形的内角和问题.熟练掌握三角形的内角和定理,是解题的关键.
5.(2023·江苏八年级校考课时练习)已知:如图,AC⊥BC,垂足为C,∠BCD是∠B的余角
求证:∠ACD=∠B
证明:∵AC⊥BC(已知)∴∠ACB=90°( )
∴∠BCD是∠DCA的余角
∵∠BCD是∠B的余角(已知)
∴∠ACD=∠B( )
【答案】垂直的意义;同角的余角相等.
【分析】先根据垂直的意义可得 ,从而可得 是 的余角,再根据同角的余角相等
即可得证.
【详解】证明:∵ (已知),
∴ (垂直的意义),
∴ 是 的余角,
∵ 是 的余角(已知),
∴ (同角的余角相等),
故答案为:垂直的意义;同角的余角相等.
【点睛】本题考查了垂直的意义、同角的余角相等,掌握理解同角的余角相等是解题关键.
6.(2023春·河南新乡·七年级校考期末)如图, 是直角三角形, , 于点D,
是 的角平分线,过点D作 交 于点G,求证: .请补全下面的证明
过程.
证明:∵ (已知),
∴ (_____),
∴ (直角三角形两锐角互余),
∵ (已知),
∴ (直角三角形两锐角互余),
∵ 是 的角平分线,,
∴ (______),
∴ (______),
∵ (______),∴ (等量代换),
∵ (已知),
∴ (______),
∴ (______).
【答案】垂直定义, ,角平分线定义,等角的余角相等,对顶角相等, ,两直线平行,同位角相
等,等量代换.
【分析】根据直角三角形的两个锐角互余,垂直的定义,对顶角相等,角的平分线的意义,两直线平行,
同位角相等,等量代换,余角的性质,填写即可.
【详解】证明:∵ (已知),
∴ (垂直定义),
∴ (直角三角形两锐角互余),
∵ (已知),
∴ (直角三角形两锐角互余),
∵ 是 的角平分线,,
∴ (角平分线定义),
∴ (等角的余角相等),
∵ (对顶角相等),
∴ (等量代换),
∵ (已知),
∴ (两直线平行,同位角相等),
∴ (等量代换).
故答案为:垂直定义, ,角平分线定义,等角的余角相等,对顶角相等, ,两直线平行,同位角
相等,等量代换.
【点睛】本题考查了直角三角形的两个锐角互余,垂直的定义,对顶角相等,角的平分线的意义,两直线
平行,同位角相等,等量代换,余角的性质,熟练掌握相关知识是解题的关键.
7.(2023春·陕西咸阳·八年级统考期中)如图,在 中, , 于点D, 平分
交 于点E,交 于点F,求证: .【答案】见解析
【分析】 平分 可得 ,再结合 可得
,进而得到 ,再结合 可得
,最后根据等角对等边即可解答.
【详解】解:∵ 平分 ,
∴ ,
∵ 。
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ .
【点睛】本题主要考查了直角三角形的性质、角平分线的性质以、三角形外角的性质等知识点,掌握数形
结合思想是解答本题的关键.
8.(2023春·四川乐山·七年级统考期末)如图,在直角 中, , 是斜边 上的高,
,求:
(1) 的度数;(2) 的度数.
对于上述问题,在以下解答过程的空白处填上适当的内容(理由或数学式)
解:(1)∵ , (已知),
又∵ (______),
∴ (______).(2)∵ (______),
∴ (等式的性质).
∵ (已知),
∴ (垂直定义).
∴ ______ (等量代换).
【答案】三角形的一个外角等于与它不相邻的两个内角之和;等量代换; 三角形的一个外角等于与它不
相邻的两个内角之和;
【分析】根据三角形的外角定理、等量代换、等式的性质、垂直定义等进行填空即可.
【详解】(1)∵ , (已知),
又∵ (三角形的一个外角等于与它不相邻的两个内角之和),
∴ (等量代换).
(2)∵ (三角形的一个外角等于与它不相邻的两个内角之和),
∴ (等式的性质).
∵ (已知),
∴ (垂直定义).
∴ (等量代换).
【点睛】本题考查了三角形的外角定理、等量代换、等式的性质、垂直定义等知识点,解题的关键是熟练
相等的性质和定理.
9.(2022秋·辽宁抚顺·八年级统考期末)如图所示,在 中, , 平分
.
(1)求 的度数;(2)求 的度数;(3)直接写出 , , 三个角之间的数量关系.
【答案】(1) (2) (3)
【分析】(1)根据三角形内角和定理可得 的度数,再由 平分 ,即可求解;
(2)根据直角三角形两锐角互余可得 ,即可求解;
(3)根据 , , 三个角的度数,即可求解.
【详解】(1)解:在 中, .∴ .
∵ 平分 ,
∴ ;
(2)解:∵ ,
∴ .
∵ ,
∴ .
(3)解:∵ ,
∴ ,
∵ ,
∴ .
【点睛】本题主要考查了三角形内角和定理,直角三角形的性质,有关角平分线的计算,熟练掌握三角形
内角和定理,直角三角形两锐角互余是解题的关键.
10.(2023·上海闵行·七年级校考阶段练习)如图,已知 的两条高 相交于点 , ,
,求 的度数.
【答案】
【分析】根据三角形高线的定义及 可知 ,再利用直角三角形的性质得到
,最后利用三角形的内角和即可解答.
【详解】解:∵ 的两条高 相交于点 ,
∴ ,
∵ ,
∴ , ,
∴在 中, ,【点睛】本题考查了三角形的高线的定义,直角三角形的性质,三角形的内角和,掌握直角三角形的性质
是解题的关键.
11.(2022秋·山东威海·七年级校联考期中)如图, 是 的高,E是 上一点, 交 于F,
且有 , ,试说明 .
【答案】见解析
【分析】由 是 的高得到 ,再根据 可判断 ,则
,由于 ,可得到 ,所以 ,于是得到
.
【详解】证明:∵ 是 的高,
∴ ,
∵在 和 中,
,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ .
【点睛】本题考查了全等三角形的性质和判定的应用、三角形内角和定理等知识,熟练掌握全等三角形的
判定定理和全等三角形的对应边相等,对应角相等是解题的关键.
12.(2022春·江苏·七年级专题练习)如图所示,在 中,已知 于D, 于E,
, ,求 的大小.【答案】
【分析】利用垂线的定义,可得出 ,再求出 的度数,在 中,结合 ,可得
出 的度数,再根据平角定义即可得答案.
【详解】证明:∵ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ .
【点睛】本题考查了三角形内角和定理、垂线以及邻补角,牢记“三角形内角和是180°”是解题的关键.
13.如图所示,在 中, 是高, 、 是角平分线,它们相交于点 , , ,
求 、 的度数.
【答案】 ,
【分析】因为AD是高,所以∠ADC=90°,又因为∠C=70°,所以∠DAC度数可求;因为∠BAC=50°,
∠C=70°,AE是∠BAC的角平分线,所以∠BAO=25°,∠ABC=60°,BF是∠ABC的角平分线,则
∠ABO=30°,故∠BOA的度数可求.【详解】解:∵AD⊥BC∴∠ADC=90°∵∠C=70°∴∠DAC=180°−90°−70°=20°;
∵∠BAC=50°,∠C=70°,AE是∠BAC的角平分线,∴∠BAO=25°,∠ABC=60°
∵BF是∠ABC的角平分线∴∠ABO=30°
∴∠BOA=180°−∠BAO−∠ABO=180°−25°−30°=125°.
【点睛】本题考查了同学们利用角平分线的性质解决问题的能力,有利于培养同学们的发散思维能力.
14.(2022秋·广东东莞·八年级校考期中)如图,在 中, 为 的高, 为 的角平分
线, 交 于点G, 比 大 , ,求 的大小.
【答案】
【分析】根据 为 的高,得出 ,得出 ,根据
,得出 , ,根据 ,得出
,根据 为 的角平分线,得出 ,最后根据直
角三角形两锐角互余得出答案即可.
【详解】解:∵ 为 的高,
∴ ,
,
∵ 比 大 ,
∴ ,
∴ , ,
∵ ,
∴ ,
∵ 为 的角平分线,
∴ ,
∴ ,
∴ .
【点睛】本题主要考查了三角形的高,三角形的角平分线,直角三角形性质,三角形内角和定理,解题的
关键是根据题意求出 .15.(2023秋·山东·八年级专题练习)如图,已知在 中, , 于点 .
(1)尺规作图:作 的平分线交 于点 ,交 于点 ;(要求:保留作图痕迹,不写作法,不
下结论)
(2)在(1)的条件下,求证: .
__________
又 __________
__________
__________
平分
__________
.
【答案】(1)见解析;(2) ; ; ; ;
【分析】(1)根据题意,作 的平分线交 于点 ,交 于点 ;
(2)根据角平分线的定义,可得 ,根据等角的余角相等证明 ,即可得证.
【详解】(1)如图所示,
(2)又
平分
.
故答案为: ; ; ; ; .
【点睛】本题考查了作角平分线,等角的余角相等,对顶角相等,熟练掌握以上知识是解题的关键.
16.(2023春·黑龙江·七年级校考期中)如图, 中, , 平分 , ,
.
(1)求 的度数.(2)直接写出图中四对相等的锐角,
【答案】(1)15°(2) , , ,
【分析】(1)根据三角形内角和定理求得 ,根据角平分线的定义可得 ;
根据 , 即可求解;
(2)根据全等三角形的判定和性质,三角形内角和定理,角平分线的定义即可得到答案.
【详解】(1)∵ ,
∴ ,
∵ 平分 ,
∴ ;
∵ ,
∴ ,
而 ,
∴ ,∴ ;
(2)由(1)可知: ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∵ 平分 ,
∴ ,
∵ , ,
∴ ,
∴ ,
∴ , , , .
【点睛】本题考查了三角形内角和定理,角平分线的定义,全等三角形的判定和性质,掌握三角形内角和
定理是解题的关键.
17.(2023春·陕西榆林·七年级统考期末)如图, 是 的角平分线, 是 的 边上的中线.
(1)若 的周长为13, , ,求 的长度;
(2)若 , 的面积为10, ,求点 到 的距离.
【答案】(1)3(2)4
【分析】(1)首先根据中线的性质得到 ,然后根据 的周长为13,即可求出 的长;
(2)首先根据三角形的面积公式求出 的长度,然后根据角平分线的性质定理即可求解.
【详解】(1)∵ 是 的 边上的中线,
∴ ,
又∵ 的周长为13, , ,
∴ ;
(2)∵ , 的面积为10, ,
∴ ,
∵ 是 的角平分线,∴点 到 的距离 .
【点睛】本题考查三角形中线的定义和角平分线的性质定理,解题的关键是熟练掌握和灵活运用知识点.
18.(2023·江苏·七年级统考期末)已知:如图, 中,在 的延长线上取一点 ,作 于点
(1)如图①,若 于点 ,那么 是 的平分线吗?若是,请说明理由.请完
成下列证明并在下面的括号内填注依据
解:是,理由如下:
(已知)
(垂直定义)
( )
(两直线平行,同位角相等)
( )
(已知)
(等量代换)
平分 ( )
(2)如图②,若 中 的角平分线相交于点 .
①求证:
②随着 的变化, 的大小会发生变化吗﹖如果有变化,请直接写出 与 的数量关系;如
果没有变化,请直接写出 的度数.【答案】(1)同位角相等,两直线平行;3,两直线平行,内错角相等;角平分线的定义;(2)①见详
解;② .
【分析】(1)根据题意及平行线的性质可直接进行求解;
(2)①由题意易得∠C+∠GEC=90°,∠CEG+∠EFA=90°,则有∠C=∠EFA,然后问题可求证;②连接CH
并延长,由题意易得 ,然后由三角形外角的性质可得
,进而根据角的和差关系可进行求解.
【详解】(1)解:由题意得:
(已知)
(垂直定义)
(同位角相等,两直线平行)
(两直线平行,同位角相等)
∠3(两直线平行,内错角相等)
(已知)
(等量代换)
平分 (角平分线的定义)
故答案为同位角相等,两直线平行;3,两直线平行,内错角相等;角平分线的定义;
(2)①证明:∵ ,
∴ ,
∴∠C+∠GEC=90°,∠CEG+∠EFA=90°,
∴∠C=∠EFA,
∵ ,
∴ ;② ,理由如下:
连接CH并延长,如图所示:
∵ 的角平分线相交于点 ,
∴ ,
由三角形外角的性质可得 ,
∵∠FEA+∠EFA=∠BFG+∠FBG=90°,∠EFA=∠BFG,
∴∠FEA=∠FBG,
∵ ,
∴ .
【点睛】本题主要考查直角三角形的性质、三角形外角的性质、平行线的性质及角平分线的定义,熟练掌
握直角三角形的性质、三角形外角的性质、平行线的性质及角平分线的定义是解题的关键.