文档内容
专题 13.14 等腰三角形七种常见辅助线作法(方法梳理与题型分类
讲解)
第一部分【模型归纳与题型目录】
题型目录
【题型1】作等腰三角形底边上高线求值或证明.................................1
【题型2】遇到中点作中线求值或证明.........................................6
【题型3】过一腰上的某一已知点作另一腰的平行线.............................10
【题型4】过一腰上的某一已知点作底边的平行线...............................14
【题型5】倍长中线构造等腰三角形...........................................20
【题型6】截长补短构造等腰三角形...........................................24
【题型7】延长相交构造或证明等腰三角形.....................................28
第二部分【题型展示与方法点拨】
【题型1】作等腰三角形底边上高线求值或证明
【例1】(2024·浙江·模拟预测)如图, 是等腰三角形, .设 .
(1)如图1,点D在线段 上,若 ,求 的度数(用含 的代数式表示).
(2)如图2,已知 .若 ,过点B作 于点H,求证: .
【答案】(1) (2)见解析
【分析】本题主要考查了等腰三角形的判定和性质,角平分线的性质定理,
(1)根据等腰三角形的性质可得 ,设 , ,解出方程组,即可求解;(2)延长 ,交 于点F,过点A作 于点E.根据 ,可得
.再由等腰三角形的性质可得 ,从而得到
, ,进而得到 ,然后根据角平分线的性质定理,可得
,即可求证.
解:(1)∵ ,
∴ .
设 , ,则
解得: ,
即 ;
(2)如图,延长 ,交 于点F,过点A作 于点E.
∵ , .
∴ .
又∵ ,
∴
∵ ,
∴ ,
∴ .
又∵ , ,∴ ,
∴ .
【变式1】(24-25八年级上·全国·课后作业)如图,在 中, , 平分 交 于
点 , 是 上一点,且 .求证: .
【分析】本题主要考查了等腰三角形的性质,角平分线的定义,全等三角形的判定和性质,正确作出辅
助线,构建全等三角形是解题的关键.
作 于点 ,根据等腰三角形的性质得出 ,再证明 即可得出结论.
证明:如图,作 于点 .
,
.
,
.
平分 ,
.
在 和 中,
,
,,
.
【变式2】(22-23八年级上·江苏泰州·阶段练习)在 中, ,过点C作射线 ,使
(点 与点B在直线 的异侧)点D是射线 上一动点(不与点C重合),点E在线
段 上,且 .
(1)如图1,当点E与点C重合时, 与 的位置关系是 ,若 ,则 的长为 ;(用含a的式
子表示)
(2)如图 2,当点 E 与点 C 不重合时,连接 ,
①若 ,求 的度数;
②用等式表示 与 直间的数量关系,并证明.
【答案】(1)互相垂直; (2)① ;②
【分析】(1)根据三角形内角和定理可得 与 的位置关系是互相垂直,过点A作 于点
M,根据等腰三角形性质得到 ,利用 证明 ,根据全等三角形
性质即可得出 ;
(2)当点E与点C不重合时,①求解 ,可得 ,由 ,可得
,可得 ;②过点A作 于点M、 于点N,利用 证明
,根据全等三角形性质即可得到 ;
解:(1)当点E与点C重合时, ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,即 与 的位置关系是互相垂直,
若 ,过点A作 于点M,如图:
则 ,
∵ ,
∴ ,
在 与 中,
∴ ,
∴ ,
即 的长为 ,
(2)解:①∵ , ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ;
②当点E与点C不重合时,用等式表示 与 之间的数量关系是: ,证明如下:
过点A作 于点M、 于点N,如图:则 ,
∴ ,
∵ ,
即 ,
∴ ,
∵ , ,
∴ ,
在 与 中,
,
∴ ,
∴ ,
∴ ;
【点拨】本题是三角形综合题,考查了等腰三角形的性质、全等三角形的判定与性质、三角形内角和定
理、垂直定义等知识,熟练掌握等腰三角形的性质、全等三角形的判定与性质并作出合理的辅助线是解
题的关键.
【题型2】遇到中点作中线求值或证明
【例3】(23-24七年级下·四川成都·阶段练习)在 中, , 且 的顶
点E在边 上移动,在移动过程中,边 , 分别与 , 交于点M,N,
(1)当 且M与A重合时,求证:
(2)当E为 中点时,连接 ,求证:【分析】本题考查等腰三角形的性质、全等三角形的判定与性质、三角形外角的性质,
(1)根据等腰直角三角形的性质可得 ,利用三角形外角的性质与等量代换可得
,在根据全等三角形的判定即可证明;
(2)连接 ,在 上截取 ,根据等腰直角三角形的性质可得 ,
,证得 ,可得 , ,利用等量
代换可得 ,证得 ,可得 ,即可得证.
解:(1)证明:∵ , ,
∴ ,
∵ ,
又∵ ,
∴ ,
又∵ ,
∴ ;
(2)证明:连接 ,在 上截取 ,
∵ , ,E为 中点,
∴ , ,
∴ ,
在 和 中,
,
∴ ,
∴ , ,∵ ,
∴ ,即 ,
∵ ,
∴ ,
又∵ , ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ .
【变式1】(23-24八年级上·广东汕头·期中)如图, 中, , 是 的中点, 、 分
别是 、 上的点,且 ,求证: .
【分析】本题考查了等腰三角形的性质和全等三角形的判定和性质,属于基础题目,熟练掌握上述知识
是解题的关键.
连接 ,根据等腰三角形的性质可得 ,然后即可证明 ,进而可得结论.
证明:连接 ,
, 是 的中点,
∴ ,
在 和 中,,
,
.
【变式2】(24-25八年级上·全国·课后作业)如图,在 中, ,过 的中点D作
, ,垂足分别为点E,F.
(1)求证: ; (2)若 ,求 的度数.
【答案】(1)见解析;(2) 。
【分析】本题考查了全等三角形的判定和性质,等腰三角形的判定和性质.
(1)通过证明 ,即可求证 ;
(2)连接 ,易得 ,则AD平分 , ,根据 .
推出 ,即可解答.
(1)证明:∵ , ,
∴ .
∵D是 的中点,
∴ .
在 和 中,∴ .
∴ .
(2)解:连接 .
∵ ,
∴ ,
∵D是 的中点,
∴AD平分 , ,
∴ .
∴ .
∴ .
【题型3】过一腰上的某一已知点作另一腰的平行线
【例3】(23-24八年级上·福建泉州·阶段练习)如图, 是等边三角形, 是 的中点,点 在
上,点 在直线 上,
(1)当点 与 重合时,判断 的形状,并说明理由?
(2)当点 在 的延长线上时,求证: .
【答案】(1)等边三角形,证明见详解 (2)证明过程见详解【分析】本题考查等边三角形的性质,全等三角形的判定,熟练掌握全等三角形的判定方法是解题的关
键.
(1)根据 ,得 ,从而证明 ,即可证明 是等
边三角形;
(2)过点 作 交 于点 ,证明 ,即可求解;
解:(1)根据题意作图如下:
,
为等边三角形
,
,
为等边三角形.
(2)证明:过点 作 交 于点 ,
是等边三角形,
, ,
,
,
, ,
又 ,
为等边三角形
, ,,
,
即 ,
点 是 的中点,
,
,
在 和 中,
,
.
【变式1】(2024八年级上·全国·专题练习)如图,在等边 中,点D、E分别在 和 边上,
以 为边作等边 ,连接 .若 , .则 的长是 .
【答案】2
【分析】本题考查的是的是等边三角形的判定与性质,全等三角形的判定与性质,作出合适的辅助线是
解本题的关键.
过D点作 于M,证明 为等边三角形,再证明 ,结合全等三角形的
性质可得答案.
解:∵等边 ,
∴ , ,
过D点作 于M,
∴ , ,∴ 为等边三角形,
∴ , ,
∴ ,
∵ 为等边三角形,
∴ , ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∵ , .
∴ .
∴ .
故答案为:2.
【变式2】(22-23八年级下·广西南宁·开学考试)如图,等边三角形 中,D为 上一点,E为
延长线上一点, 交 于点F,且 .若 ,则 的长为 .
【答案】4
【分析】本题主要考查了等边三角形的性质与判定,全等三角形的性质与判定,三角形内角和定理,三
角形外角的性质,作 ,交 于M,得 为等边三角形,再证 得到
;根据 , ,可得 ,由此得出
,最后根据 即可求得 的长.解:如图,作 ,交 于M,
∴ , , ,
∵ 是等边三角形,
∴ ,
∴ ,
∴ 是等边三角形,
∴ ,
在 和 中,
,
∴ .
∴ , ,
∵ , ,
∴ ,
∴
∴ ,
∴ ,
又∵ ,
∴ ,
故答案为:4.
【题型4】过一腰上的某一已知点作底边的平行线
【例4】(23-24八年级上·湖南怀化·期末)如图,在等边 中,点M为 上任意一点,延长 至
点N,使 ,连接 交 于点P.
(1)求证: ;(2)作 于点H,设 ,请用含 的式子表示 的长度.
【答案】(1)证明见解析 (2)
【分析】本题考查了等边三角形的性质、平行线的性质、全等三角形的判定及性质,
(1)在等边 中过点 作 与 交于 ,先根据平行线的性质得出 ,
,再根据等边三角形的性质得出 ,然后利用 证明 ,
最后根据全等三角形的性质即可得证;
(2)根据等腰三角形的三线合一得出 是 的中点,再利用全等三角形的性质得出 ,然后利
用线段的和与差即可得出答案.
解:(1)证明:如图,在等边 中过点 作 与 交于 ,
∴ , ,
∵ 是等边三角形,
∴ ,
∴ 是等边三角形,
∴ ,
又∵ ,
∴ ,
在 与 中,,
,
;
(2)∵ 于点 ,且 是等边三角形,
∴ 是 的中点,
又∵由(1)知 ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ .
【变式1】(23-24七年级下·陕西榆林·阶段练习)阅读下面的题目及分析过程,并按要求进行证明.如
图,已知E是 的中点,点A在 上,且 .求证: .
(1)现给出如下两种添加辅助线的方法,请任意选出其中一种,对原题进行证明.
①如图1,延长 到点F,使 ,连接 ;
②如图2,过点B作 ,交 的延长线于点F,过点C作 ,垂足为G.
(2) 请你在图3中添加不同于(1)中的辅助线,并对原题进行证明.
【答案】(1)①见解析;②见解析;(2)见解析
【分析】此题考查了全等三角形的判定和性质,添加辅助线构造全等三角形是解题的关键.
(1)①证明 ,则 ,由 得到 ,则,即可证明结论;②证明 ,则 ,再证明 ,即
可得到结论;
(2)过点C作 ,交 的延长线于点M,则 ,证明 ,则
,由 , 得到 ,则 ,即可证明结论.
解:(1)证明:①如图1,延长 到点F,使 ,连接
∵E是 的中点,
∴
在 和 中,
,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ;
②如图2,过点B作 ,交 的延长线于点F,过点C作 ,垂足为G.
∵E是 的中点,
∴
∵ , ,
∴ ,
在 和 中,
,
∴ ,
∴ ,
在 和 中,,
∴ ,
∴ ,
(2)如图,过点C作 ,交 的延长线于点M,则 ,
∵E是 的中点,
∴
在 和 中,
,
∴ ,
∴ ,
∵ , ,
∴ ,
∴ ,
∴
【变式2】(21-22八年级上·湖北武汉·期中)如图,在等边三角形 中,点D在 上,延长 至
点E,使 于点F.
(1)如图①,若点D是 的中点,求证: ;
(2)如图②,若点D是 上任意一点, 是否仍然成立?请证明你的结论;
(3)如图③,若点D是 延长线上的任意一点,其他条件不变,(2)中的结论是否仍然成立?画图并写出你的结论,不必证明.
【答案】(1)见解析 (2)仍然成立,证明见解析 (3)(2)中的结论仍然成立,图见解析
【分析】此题考查了等边三角形的性质,三线合一,全等三角形的判定和性质,
(1)根据等边三角形得到 , ,三线合一推出 ,证得 ,
,而证得 ,利用三线合一证得 ;
(2)过点D作 ,交 于点M,得到 是等边三角形,由此证明 ,
得到 ,根据三线合一证得 ;
(3)过点E作 ,交 的延长线于点N,得到等边三角形,证明 ,得到
,根据三线合一证得 .
解:(1)证明:∵ 是等边三角形,
∴ ,
∵点D是 的中点,
∴ , ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴
∵ ,
∴ ;
(2) 仍然成立,
证明:过点D作 ,交 于点M,∴ , ,
∴ 是等边三角形,
∴ ,
∴ ,即 ,
∵ , ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ;
(3)(2)中的结论仍然成立,
证明:如图,过点E作 ,交 的延长线于点N,
∴ , ,
又∵ ,
∴ 是等边三角形,
∴ ,
∵ ,
∴ , ,
∴ ,∴ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ .
【题型5】倍长中线构造等腰三角形
【例5】(22-23八年级上·湖北武汉·期中)如图,在 中,D是 的中点,E是 上一点,
, 的延长线交 于点F,若 , ,则求 的度数为 .
【答案】 /32度
【分析】本题考查了全等三角形的判定和性质,等腰三角形的性质,正确的作出辅助线构造全等三角形
是解题的关键.延长 到G使 ,连接 ,通过 ,根据全等三角形的性质得到
, ,等量代换得到 ,由等腰三角形的性质得到 ,即可得到
,进而利用三角形内角和解答即可.
解:如图,延长 到G使 ,连接 ,
在 与 中,∴ ,
∴ , ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∵ , ,
∴ , ,
∴ ,
故答案为:
【变式1】(23-24七年级下·黑龙江哈尔滨·阶段练习)如图在四边形 中, 是 的中点,连接
, 平分 , , ,则线段 的长为 .
【答案】 /
【分析】本题考查了全等三角形的判定和性质,等腰三角形的判定和性质,作辅助线构造全等三角形是
解题关键.延长 、 交于点 ,证明 ,得到 , ,结合角平
分线的定义,得到 ,进而得到 ,求出 的长即可求解.
解:如图,延长 、 交于点 ,
是 的中点,
,
在 和 中,,
,
, ,
平分 ,
,
,
,
,
,
,
,
故答案为:
【变式2】(24-25八年级上·陕西西安·开学考试)小明同学在学习完全等三角形后,发现可以通过添加辅
助线构造全等三角形来解决问题.(1)如图(1), 是 的中线,且 ,延长 至点 ,使 ,连接 ,可证得
,其中判定两个三角形全等的依据为________.
(2)如图(2),在 中,点 在 上,且 ,过 作 ,且 .求证: 平分
.
【答案】(1) ;(2)见解析.
【分析】本题考查全等三角形的判定和性质,等腰三角形的判定和性质,掌握倍长中线法构造全等三角
形,是解题的关键.
(1)根据全等三角形的判定方法,进行作答即可;
(2)延长 至 ,使得 ,连接 ,先证明 ,得到 ,
,平行线的性质,得到 ,等量代换结合等边对等角,得到 ,再利用
等量代换,得到 ,即可.
解:(1)∵ 是 的中线,
∴ ,
∴ , ,
∴ ,
故答案为: ;
(2)证明:如图,延长 至 ,使得 ,连接 ,在 和 中,
,
∴ ,
∴ , ,
∵ ,
∴ ,
又∵ .
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ 平分
【题型6】截长补短构造等腰三角形
【例6】(23-24八年级上·广东深圳·期末)如图,在 中, , ,三角形内
有一点 ,连接 , , ,若 平分 , ,则 .
【答案】 / 度
【分析】如图所示,延长 到H使得 ,连接 ,先求出 ,
再由等边对等角和三角形内角和定理得到 ,则 ,可推出 ,证明
,得到 ,再求出 ,
,进而证明 是等边三角形,推出 ,则
.
解:如图所示,延长 到H使得 ,连接 ,∵ , ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∵ 平分 ,
∴ ,
又∵ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ , ,
∴ 是等边三角形,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
故答案为: .
【点拨】本题主要考查了等边三角形的性质与判定,全等三角形的性质与判定,等边对等角,三角形内
角和定理,三角形外角的性质等等,通过作出辅助线证明 是解题的关键.
【变式1】(23-24八年级上·江苏南京·期末)如图,在 中, , 平分 交 于
点D,点E在 的延长线上, ,若 ,则线段 的长为 .【答案】4
【分析】如图,在 上截取 ,使 ,连接 ,证明 ,则 ,
, ,由 ,可得
,则 ,计算求解即可.
解:如图,在 上截取 ,使 ,连接 ,
∵ ,
∴ ,
∵ 平分 ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ , ,
∴ ,
∵ ,∴ ,
∴ ,
故答案为:4.
【点拨】本题考查了等腰三角形的判定与性质,角平分线,全等三角形的判定与性质,三角形内角和定
理等知识.熟练掌握等腰三角形的判定与性质,角平分线,全等三角形的判定与性质,三角形内角和定
理是解题的关键.
【变式2】(2024·陕西西安·三模)如图, 是等边三角形,D为 外一点,且 ,
连接 ,若 ,则 的长为 .
【答案】
【分析】本题考查了全等三角形的的判定与性质、等边三角形的判定与性质,掌握其性质定理是解决此
题的关键.在 上截取 ,连接 ,根据等边三角形的判定与性质可得 ,再利
用全等三角形的判定与性质可得结论.
解:证明:在 上截取 ,连接 ,如图所示,
,
为等边三角形,
, ,
为等边三角形,
, ,
,
,,
,
.
故答案为: .
【题型7】延长相交构造或证明等腰三角形
【例7】(23-24八年级上·福建泉州·阶段练习)如图,在 中, , ,动点 在射线
上, 交 于 , 的平分线交 于 .则当 时, .
【答案】
【分析】本题考查了平行线的性质,角平分线的定义,等角对等边,全等三角形的判定和性质,延长
交 于点 ,由平行线的性质可得 ,由角平分线的定义可得 ,得到
,即得 ,进而得到 ,再证明 ,得到
,据此即可求解,正确作出辅助线是解题的关键.
解:延长 交 于点 ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∵ 平分 ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,∵ ,
∴ ,
在 和 中,
,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
故答案为: .
【变式1】(23-24八年级下·黑龙江哈尔滨·开学考试)如图, 为 外一点, ,BD平分
的一个外角,若 , , ,则AD的长为 .
【答案】4
【分析】本题主要考查等腰三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,角平分线的性质,掌握等
角对等边是解题的关键.
延长 交于点 ,根据角平分线的性质,垂直的性质可证 ,可得 ,
根据三角形内角和定理可得 , ,由此即可求解.解:如图所示,延长 交于点 ,
∵BD平分 , ,
∴ , ,BD是公共边,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
故答案为:4.
【变式2】(23-24九年级下·山东临沂·期中)如图, , ,点E为 的中点,若
, , ,则 的长为 .
【答案】3
【分析】本题主要考查了全等三角形的性质与判定,等边三角形的性质与判定,如图所示,延长 交
于F,证明 ,得到 , ,再证明 是等边三角形,得到,则 .
解:如图所示,延长 交 于F,
∵ ,
∴ ,
∵点E为 的中点,
∴ ,
∴ ,
∴ , ,
∴ ,
∴ ,
又∵ ,
∴ 是等边三角形,
∴ ,
∴ ,
故答案为:3.