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专题3 全等三角形中动态问题中的几何变换与动点问题(解析版)
类型一 全等三角形动态问题中的几何变换
(一)平移型
1.(2023春•临渭区期中)如图,在△ABC中,∠ABC=90°,将△ABC沿AB边所在的直线向下平移得到
△DEF,BC与DF交于H,下列结论中不一定正确的( )
A.AD=BD
B.AD=BE
C.∠DEF=90°
D.S四边形ADHC =S四边形BEFH
【思路引领】根据平移的性质逐一判断即可.
【解答】解:∵Rt△ABC沿直线边AB所在的直线向下平移得到△DEF,
∴AD=BE,△ABC≌△DEF,
∴∠DEF=∠ABC=90°,S△ABC =S△DEF ,
∴S四边形ADHC =S四边形BEFH ,
观察四个选项,AD≠BD不正确,
故选:A.
【总结提升】本题考查了平移的性质,三角形的面积,熟练掌握平移的性质是解题的关键.
2.如图(a)所示,A、E、F、C在一条直线上,AE=CF,过E、F分别作DE⊥AC、BF⊥AC,若AB=
CD.(1)求证:BD平分EF(即EG=FG).
(2)若将DE向右平移、将BF向左平移,得到图(b)所示图形,在其余条件不变的情况下,(1)中
的结论是否仍然成立?请说明理由.
【思路引领】(1)要证明BD平分EF(即EG=FG),可证明EG与FG所在的三角形全等(即证明
△EGD≌△FGB),由于DE⊥AC、BF⊥AC,∠BGF与∠DGE是对顶角的条件,所以解决问题的关键
是证明有一条边相等(DE=BF),可通过证明△EDC与△FBA全等来实现,说明△EDC≌△FBA,通
过AE=CF证明CE=AF是关键;
(2)平移后△EDC与△FBA仍然相似,可仿照(1)进行推理证明.
【解答】解:(1)∵AE=CF,EF=EF,
∴AE+EF=CF+EF,即AF=CE
∵DE⊥AC、BF⊥AC,
∴∠DEG=∠BFG=90°
在Rt△ABF和Rt△CED中,
{AF=CE)
AB=CD
∴△ABF≌△CED.
∴ED=BF,
∵在△DEG和△BFG中,
{∠EGD=∠BGF
)
∠DEG=∠BFG
DE=BF
∴△DEG≌△BFG,
∴EG=FG,即BD平分EF.
(2)BD仍然平分EF.
理由:∵AE=CF,EF=EF,
∴AE﹣EF=CF﹣EF,即AF=CE
∵DE⊥AC、BF⊥AC,
∴∠DEG=∠BFG=90°
在Rt△ABF和Rt△CED中,
{AF=CE)
AB=CD
∴△ABF≌△CED.∴ED=BF,
∵在△DEG和△BFG中,
{∠EGD=∠BGF
)
∠DEG=∠BFG
DE=BF
∴△DEG≌△BFG,
∴EG=FG,即BD平分EF
【总结提升】本题考查了三角形的判定和三角形的性质.解决本题亦可连接 EB、FD,证明四边形
BEDF是平行四边形,利用平行四边形的性质说明BD平分EF.
(二)翻折型
3.(2023 秋•来宾期末)如图,△ABE 和△ADC 分别沿着边 AB、AC 翻折 180°形成的,若∠BCA:
∠ABC:∠BAC=28:5:3,BE与DC交于点F,则∠EFC的度数为( )
A.20° B.30° C.40° D.45°【思路引领】根据∠BCA:∠ABC:∠BAC=28:5:3,三角形的内角和定理分别求得∠BCA,
∠ABC,∠BAC的度数,然后根据折叠的性质求出∠D、∠DAE、∠BEA的度数,在△AOD中,根据三
角形的内角和定理求出∠AOD的度数,继而可求得∠EOF的度数,最后根据三角形的外角定理求出
∠EFC的度数.
【解答】解:在△ABC中,
∵∠BCA:∠ABC:∠BAC=28:5:3,
∴设∠BCA为28x,∠ABC为5x,∠BAC为3x,
则28x+5x+3x=180°,
解得:x=5°,
则∠BCA=140°,∠ABC=25°,∠BAC=15°,
由折叠的性质可得:∠D=25°,∠DAE=3∠BAC=45°,∠BEA=140°,
在△AOD中,∠AOD=180°﹣∠DAE﹣∠D=110°,
∴∠EOF=∠AOD=110°,
∴∠EFC=∠BEA﹣∠EOF=140°﹣110°=30°.
故选:B.
【总结提升】本题考查图形的折叠变化及三角形的内角和定理.关键是要理解折叠是一种对称变换,它
属于轴对称,根据轴对称的性质,折叠前后图形的形状和大小不变,只是位置变化.
4.(2021秋•高坪区校级期中)如图,△ABE、△ADC是△ABC分别沿着AB、AC边翻折180°形成的.若
∠BAC:∠ABC:∠ACB=28:5:3,则∠EFC的度数为( )
A.75° B.80° C.95° D.100°
【思路引领】由题意设∠BAC=28x,∠ABC=5x,∠ACB=3x,利用三角形的内角和定理可求解x值,
即可求解∠BAC=140°,∠ABC=25°,∠ACB=15°,再由折叠的性质可求得∠FBCC,∠FCB的度数,
根据三角形外角的性质可求解.
【解答】解:∵∠BAC:∠ABC:∠ACB=28:5:3,
∴设∠BAC=28x,∠ABC=5x,∠ACB=3x,∴28x+5x+3x=180°,
解得x=5,
∴∠BAC=140°,∠ABC=25°,∠ACB=15°,
由折叠可知:∠EBA=∠ABC=25°,∠ACD=∠ACB=15°,
∴∠FBC=50°,∠FCB=30°,
∴∠EFC=∠FBC+∠FCB=50°+30°=80°,
故选:B.
【总结提升】本题主要考查三角形的内角和定理,三角形外角的性质,通过方程求解∠BAC,∠ABC,
∠ACB的度数是解题的关键.
5.(2019秋•孝义市期中)(1)如图1,将两个全等的三角板如图摆放,其中△ABC和△ADE的直角顶
点重合在点A处,∠ADE=∠ABC=60°,且点D在AC上,点B在AE上,∠C=∠E=30°,AB=AD,
AC=AE,BC=DE,BC和DE相交于点F.求证:CF=EF.
(2)如图2,将这两个三角板如图摆放,直角顶点A仍然重合,BC与DE相交于点F,AC与DE交于
点M,AE和BC交于点N.猜想CF和EF还相等吗?说明理由.
(3)如图3,在(2)的基础上,若∠DAM=30°.求证:线段DF和AC互相垂直平分.
【思路引领】(1)证明△CDF≌△EBF,根据全等三角形的性质证明结论;
(2)证明△BAN≌△DAM,得到AN=AM,得到CM=EN,证明△CMF≌△ENF,根据全等三角形的
性质证明结论;
(3)连接AF,分别证明△ACFA≌△AEF、△ADM≌△AFM、△CFM≌AFM,根据全等三角形的性质
证明结论.
【解答】(1)证明:∵AB=AD,AC=AE
∴AC﹣AD=AE﹣AB,即CD=EB,
在△CDF和△EBF中,{
∠C=∠E
)
∠CFD=∠EFB ,
CD=EB
∴△CDF≌△EBF(AAS)
∴CF=EF;
(2)解:相等.
理由如下:∵∠CAB=∠EAD=90°,
∴∠CAB﹣∠CAE=∠EAD﹣∠CAE,即∠BAN=∠DAM,
在△BAN和△DAM中,
{∠BAN=∠DAM
)
AB=AD ,
∠B=∠D
∴△BAN≌△DAM(ASA)
∴AN=AM,
∴AC﹣AM=AE﹣AD,即CM=EN,
在△CMF和△ENF中,
{
∠C=∠E
)
∠CFM=∠EFN ,
CM=EN
∴△CMF≌△ENF(AAS)
∴CF=EF;
(3)证明:连接AF,
当∠DAM=30°时,∠AMD=180°﹣∠D﹣∠DAM=180°﹣60°﹣30°=90°,
∴AC⊥DF,即∠AMD=∠AMF=∠CMF=90°,
∠CAN=∠DAE﹣∠DAM=90°﹣30=60°,
在△ACF和△AEF中,
{AC=AE
)
CF=EF ,
AF=AF
∴△ACFA≌△AEF(SSS),
∴∠CAF=∠EAF,
1
∴∠CAF=∠EAF= ∠CAN=30°,
2
在△ADM和△AFM中,{∠DAM=∠FAM
)
AM=AM
∠AMD=∠AMF
∴△ADM≌△AFM(ASA)
∴DM=FM,即AC平分DF,
在△CFM和AFM中,
{
∠C=∠FAM
)
FM=FM
∠CMF=∠AMF
∴△CFM≌AFM(ASA)
∴AM=CM,即DF平分AC,
综上所述,AC和DF互相垂直平分.
【总结提升】本题考查的是全等三角形的判定和性质,掌握全等三角形的判定定理和性质定理是解题的
关键.
(三)旋转型
6.(2019•广阳区一模)如图,已知△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,直角∠EPF的顶点P是BC中点,
两边PE,PF分别交AB,AC于点E,F,当∠EPF在△ABC内绕顶点P旋转时(点E不与A,B重合)
给出以下五个结论:①AE=CF;②∠APE=∠CPF;③连接EF,△EPF是等腰直角三角形;④EF=
AP;⑤S四边形AFPE =S△APC ,其中正确的有几个( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【思路引领】①②③连接 AP,证明△AEP≌△CFP(ASA)即可判断;EF 不是中位线,所以
EF≠AP;证明△AFP≌△BEP(SAS),S四边形AFPE =S△BPE +S△CPF ,即可判断⑤;【解答】解:①如图1:连接AP,
∵AB=AC,∠BAC=90°,P是BC中点,
∴AP=CP,∠BAP=∠C=45°,
∵∠EPF=90°,
∴∠EPA+∠APF=90°,∠APF+∠CPF=90°,
∴∠APE=∠CPF,
∴△AEP≌△CFP(ASA),
∴AE=CF;
∴①②正确;
③由△AEP≌△CFP(ASA),
∴EP=PF,
∴△EPF是等腰直角三角形,
∴③正确;
④∵EF不是中位线,
∴EF≠AP;
故①②③正确;
⑤∵AE=CP,AP=BP,∠B=∠FAP=45°,
∴△AFP≌△BEP(SAS),
∴S四边形AFPE =S△BPE +S△CPF ,
⑤∵AE=CF,P是BC中点;
∴过点P作△APE和△PFC的高,高是相等的,
∴S△APE =S△PFC ,
∴S四边形AFPE =S△APC ,
∴⑤正确;
故选:C.【总结提升】本题考查等腰三角形的性质,全等三角形的判定和性质;熟练掌握全等三角形的性质和判
定是解决问题的关键.
7.(2022秋•道县期末)在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,直线MN经过点C,且AD⊥MN于D,
BE⊥MN于E.
(1)当MN绕点C旋转到图1的位置时,其他条件不变,请你探究线段DE、AD、BE之间的数量关系?
写出结论,并写出证明过程.
(2)当MN绕点C旋转到图2的位置时,其他条件不变,你在(1)中得到的结论还成立吗?若不成立,
请写出你的结论,并加以证明;
(3)当MN绕点C旋转到图3的位置时,其他条件不变,你在(1)中得到的结论还成立吗?若不成立,
请直接写出结论,不要求写出证明过程)
【思路引领】(1)由条件可证明△ADC≌△CEB,利用全等三角形的性质和线段的和差可证得结论;
(2)同(1)可证得△ACD≌△CBE,利用全等三角形的性质可求得DE=AD﹣BE;
(3)同理可证△ACD≌△CBE,则可得出答案.
【解答】解:(1)结论:DE=AD+BE.
理由:∵AD⊥MN,BE⊥MN,
∴∠ADC=∠CEB=90°,
∴∠DAC+∠DCA=∠DCA+∠BCE=90°,
∴∠DAC=∠ECB,
在△ADC和△CEB中
{∠ADC=∠BEC
)
∠DAC=∠ECB ,
AC=BC
∴△ADC≌△CEB(AAS),
∴AD=CE,CD=BE,∵DE=CD+CE,
∴DE=AD+BE;
(2)不成立,结论:DE=AD﹣BE.
理由:同理可证得△ADC≌△CEB,
∴CD=BE,AD=CE,
∵DE=CE﹣CD,
∴DE=AD﹣BE;
(3)不成立,结论:DE=BE﹣AD.
理由:同理可证得△ADC≌△CEB,
∴CD=BE,AD=CE,
∵DE=CD﹣CE,
∴DE=BE﹣AD,
【总结提升】本题属于几何变换综合题,考查了等腰直角三角形的性质,全等三角形的判定和性质等知
识,由条件证得△ADC≌△CEB是解题的关键.
8.(2020秋•东辽县期末)将两个全等的直角三角形ABC和DBE按图①方式摆放,其中∠ACB=∠DEB
=90°,∠A=∠D=30°,点E落在AB上,DE所在直线交AC所在直线于点F.
(1)连接BF,求证:CF=EF.
(2)若将图①中的△DBE绕点B按顺时针方向旋转角 ,且0°< <60°,其他条件不变,如图②,
求证:AF+EF=DE. α α
(3)若将图①中的△DBE绕点B按顺时针方向旋转角 ,且60°< <180°,其他条件不变,如图③,
你认为(2)中的结论还成立吗?若成立,写出证明过程β;若不成立β,请直接写出AF、EF与DE之间的
数量关系.【思路引领】(1)如图,连接BF,由△ABC≌△DBE,可得BC=BE,根据直角三角形的“HL”判定
定理,易证△BCF≌△BEF,即可得出结论;
(2)同(1)得CF=EF,由△ABC≌△DBE,可得AC=DE,AC=AF+CF=AF+EF,即AF+EF=
DE;
(3)同(1)得CF=EF,由△ABC≌△DBE,可得AC=DE,AF=AC+FC=DE+EF.
【解答】(1)证明:如图1,连接BF,
∵△ABC≌△DBE,
∴BC=BE,
∵∠ACB=∠DEB=90°,
在Rt△BCF和Rt△BEF中,
{BC=BE)
,
BF=BF
∴Rt△BCF≌Rt△BEF(HL),
∴CF=EF;
(2)如图2,连接BF,
∵△ABC≌△DBE,
∴BC=BE,
∵∠ACB=∠DEB=90°,
在Rt△BCF和Rt△BEF中,
{BC=BE)
,
BF=BF
∴Rt△BCF≌Rt△BEF(HL),
∴EF=CF,
∴AF+EF=AF+CF=AC=DE;
(3)如图3,连接BF,
∵△ABC≌△DBE,
∴BC=BE,
∵∠ACB=∠DEB=90°,
∴△BCF和△BEF是直角三角形,
在Rt△BCF和Rt△BEF中,{BC=BE)
,
BF=BF
∴Rt△BCF≌Rt△BEF(HL),
∴CF=EF,
∵AC=DE,
∴AF=AC+FC=DE+EF.
【总结提升】本题主要考查了全等三角形的判定与性质,学生应熟练掌握证明三角形全等的几个判定定
理及其性质.解题时注意:全等三角形的对应边相等,对应角相等.
9.(2018秋•邗江区期末)活动一:已知如图 1,AB⊥AD,DE⊥AD,BC⊥CE,且AB=CD.求证:
△ABC≌△DCE.
活动二:动手操作,将两个斜边长相等的直角三角形纸片按图2放置,其中∠ACB=∠CED=90°,∠A
=45°,∠D=30°.把△DCE绕点C按顺时针方向旋转15°得到△MCN.如图3,连接MB,求证:
△ACB≌△CBM.
活动三:如图4,已知点C坐标为(0,2),B为x轴上一点,△ABC是以BC为腰的在第一象限的等
腰直角三角形,∠BCA=90°,当B点从原点出发沿x轴正半轴运动时,在图中画出A点运动路线.并
请说明理由.
【思路引领】活动一:利用同角的余角相等,证明∠B=∠ECD,根据ASA即可证明;
活动二:根据SAS即可证明;活动三:作AH⊥y轴于H.只要证明△ACH≌△CBO,可得AH=OC=2,推出点A到y的距离为定值,
推出点A在平行于y轴的射线上运动,射线与y轴之间的距离为2(如图中虚线).
【解答】活动一:证明:如图1,∵AB⊥AD,BC⊥CE,
∴∠ABC+∠BCA=90°,
∠ECD+∠BCA=90°,
∴∠ABC=∠DCE,
∵∠BAC=∠CDE=90°,AB=CD,
∴△ABC≌△DCE(ASA).
活动二:证明:如图3,∵∠CNM=90°,∠CMN=30°,
∴∠MCN=60°,
∵∠BCN=15°,
∴∠MCB=45°,
∵∠A=45°,
∴∠A=∠BCM,
∵AB=CM,AC=CB,
∴△ACB≌△CBM(SAS).
活动三:解:作AH⊥y轴于H.
∵C(0,2),
∴OC=2,∵∠AHC=∠COB=∠ACB=90°,
∴∠HAC+∠ACH=90°,∠ACH+∠BCO=90°,
∴∠HAC=∠BCO,
∵AC=CB,
∴△ACH≌△CBO(AAS),
∴AH=OC=2,
∴点A的横坐标为2,
∴点A在平行于y轴的射线上运动,射线与y轴之间的距离为2(如图中竖直虚线).
【总结提升】本题考查了三角形综合题,全等三角形的判定及性质、坐标与图形性质、等腰直角三角形
的性质等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造全等三角形解决问题,属于中考压轴题.
类型二 全等三角形中的动点问题
10.(2020秋•姜堰区期中)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=7cm,BC=5cm,CD为AB边上的
高,点E从点B出发,在直线BC上以2cm/s的速度移动,过点E作BC的垂线交直线CD于点F.
(1)求证:∠A=∠BCD;
(2)当CF=AB时,点E运动多长时间?并说明理由.
【思路引领】(1)根据余角的性质即可得到结论;
(2)如图,分点E在射线BC上移动和点E在射线CB上移动两种情况,证△CEF≌△ACB得CE=AC
=5,继而得出BE的长,从而得出答案.
【解答】解:(1)∵∠A+∠ACD=90°,∠BCD+∠ACD=90°,
∴∠A=∠BCD;
(2)如图,当点E在射线BC上移动时,
∵∠A=∠BCD,∠BCD=∠ECF,
∴∠A=∠ECF,
在△CFE与△ABC中,{∠CEF=∠ACB
)
∠ECF=∠A ,
CF=AB
∴△CEF≌△ACB(AAS),
∴CE=AC=7,
∴BE=BC+CE=12,
∴t=12÷2=6(s);
当点E在射线CB上移动时,
同理△CF′E′≌△CBA(AAS),
∴CE′=AC=7,
∴BE′=CE′﹣CB=2,
∴t=2÷2=1(s)
总之,当点E在射线CB上移动6s或1s时,CF=AB.
【总结提升】本题考查了全等三角形的判定和性质,余角的性质,熟练掌握全等三角形的判定和性质是
解题的关键.
11.(2022秋•昭阳区期中)如图,已知在△ABC中,AB=AC=10cm,BC=8cm,点D为AB的中点,如
果点P在线段BC上以3cm/s的速度由点B向点C运动,同时,点Q在线段CA上由点C向点A运动.
(1)若点Q与点P的运动速度相等,经过1秒后,△BPD与△CQP是否全等?请说明理由;
(2)若点Q与点P的运动速度不相等,当点Q的运动速度为多少时,能使△BPD与△CQP全等?
【思路引领】(1)经过1秒后,PB=3cm,PC=5cm,CQ=3cm,由已知可得BD=PC,BP=CQ,∠ABC=∠ACB,即据SAS可证得△BPD≌△CQP.
(2)可设点Q的运动速度为x(x≠3)cm/s,经过ts△BPD与△CQP全等,则可知PB=3tcm,PC=
(8﹣3t)cm,CQ=xtcm,据(1)同理可得当BD=PC,BP=CQ或BD=CQ,BP=PC时两三角形全
等,求x的解即可.
【解答】解:(1)结论:△BPD与△CQP全等.
理由:经过1秒后,PB=3cm,PC=5cm,CQ=3cm,
∵△ABC中,AB=AC,
∴∠ABC=∠ACB,
在△BPD和△CQP中,
{
BD=PC
)
∠ABC=∠ACB ,
BP=CQ
∴△BPD≌△CQP(SAS).
(2)设点Q的运动速度为x(x≠3)cm/s,经过ts△BPD与△CQP全等;则可知PB=3tcm,PC=(8
﹣3t)cm,CQ=xtcm,
∵AB=AC,
∴∠B=∠C,
根据全等三角形的判定定理SAS可知,有两种情况:①当BD=PC,BP=CQ时,②当BD=CQ,BP
=PC时,两三角形全等;
①当BD=PC且BP=CQ时,8﹣3t=5且3t=xt,解得x=3,∵x≠3,∴舍去此情况;
15
②BD=CQ,BP=PC时,5=xt且3t=8﹣3t,解得:x= ;
4
15
故若点Q的运动速度与点P的运动速度不相等,当点 Q的运动速度为 cm/s时,能够使△BPD与
4
△CQP全等.
【总结提升】本题主要考查了全等三角形全等的判定,涉及到等腰三角形的性质,熟练掌握全等三角形
的判定方法是解题的关键.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.
12.(2022秋•淅川县期中)如图,在△ABC中,∠ACB=90,AC=6,BC=8.点P从点A出发,沿折线
AC﹣﹣CB以每秒1个单位长度的速度向终点B运动,点Q从点B出发沿折线BC﹣CA以每秒3个单位
长度的速度向终点A运动,P、Q两点同时出发.分别过P、Q两点作PE⊥l于E,QF⊥l于F.设点P
的运动时间为t(秒):(1)当P、Q两点相遇时,求t的值;
(2)在整个运动过程中,求CP的长(用含t的代数式表示);
(3)当△PEC与△QFC全等时,直接写出所有满足条件的CQ的长.
【思路引领】(1)由题意得t+3t=6+8,即可求得P、Q两点相遇时,t的值;
{ 6−t(t≤6) )
(2)根据题意即可得出CP的长为 ;
t−6(6<t≤14)
(3)分两种情况讨论得出关于t的方程,解方程求得t的值,进而即可求得CQ的长.
【解答】解:(1)由题意得t+3t=6+8,
7
解得t= (秒),
2
7
当P、Q两点相遇时,t的值为 秒;
2
(2)由题意可知AP=t,
{ 6−t(t≤6) )
则CP的长为 ;
t−6(6<t≤14)
(3)当P在AC上,Q在BC上时,
∵∠ACB=90,
∴∠PCE+∠QCF=90°,
∵PE⊥l于E,QF⊥l于F.
∴∠EPC+∠PCE=90°,∠PEC=∠CFQ=90°,
∴∠EPC=∠QCF,
∴△PCE≌△CQF,
∴PC=CQ,
∴6﹣t=8﹣3t,解得t=1,
∴CQ=8﹣3t=5;
当P在AC上,Q在AC上时,即P、Q重合时,则CQ=PC,由题意得,6﹣t=3t﹣8,
解得t=3.5,
∴CQ=3t﹣8=2.5,
当P在BC上,Q在AC上时,即A、Q重合时,则CQ=AC=6,
综上,当△PEC与△QFC全等时,满足条件的CQ的长为5或2.5或6.
【总结提升】本题考查了三角形全等的判定和性质,根据题意得出关于t的方程是解题的关键.
13.如图:在∠EAF的平分线上取点B作BC⊥AF于点C,在直线AC上取一动点P,在直线AE上取点Q
使得BQ=BP
(1)如图1,当点P在点线段AC上时,求证:∠BQA+∠BPA=180°;
(2)如图2,当点P在CA延长线上时,探究AQ、AP、AC三条线段之间的数量关系,说明理由;
(3)在满足(1)的结论条件下,当点P运动到在射线AC上时,直接写出AQ、AP、PC三条线段之间
的数量关系为 AQ ﹣ AP = 2 PC 或 AP ﹣ AQ = 2 PC .
【思路引领】(1)作BD⊥AE于D,根据角平分线的性质得到BD=BC,证明Rt△DBQ≌Rt△CBP,
根据全等三角形的性质得到∠BQA=∠BPC,证明结论;
(2)作BM⊥AE垂足为M,分别证明△ABM≌△ABC、Rt△DBQ≌Rt△CBP,根据全等三角形的性质
解答;
(3)分点P在线段AC上、点P在线段AC的延长线上两种情况,根据全等三角形的性质解答即可.
【解答】(1)证明:如图1,作BD⊥AE于D,
∵AB是∠EAF的平分线,BC⊥AF,BD⊥AE,
∴BD=BC,
在Rt△DBQ和Rt△CBP中,
{BD=BC)
,
BQ=BP
∴Rt△DBQ≌Rt△CBP(HL),
∴∠BQA=∠BPC,
∵∠BPC+∠BPA=180°,∴∠BQA+∠BPA=180°;
(2)解:AQ﹣AP=2AC,
理由如下:如图2,作BM⊥AE垂足为M,
∵BC⊥AF,
∴∠BMA=∠BCA=90°,
在△ABM和△ABC中,
{∠BMA=∠BCA
)
∠BAM=∠BAC ,
AB=AB
∴△ABM≌△ABC(AAS),
∴∠ABM=∠ABC,AM=AC,BM=BC,
在Rt△MBQ和Rt△CBP中,
{BM=BC)
,
BQ=BP
∴Rt△DBQ≌Rt△CBP(HL),
∴QM=PC,
∴AQ﹣AP=(AM+QM)﹣(PC﹣AC)=2AC;
(3)当点P在线段AC上时,如图1,AQ﹣AP=2PC,
理由如下:∵Rt△DBQ≌Rt△CBP,
∴DQ=PC,
由(2)可知,AD=AC,
∴AQ﹣AP=AD+DQ﹣(AC﹣PC)=DQ+PC=2PC;
当点P在线段AC的延长线上时,如图3,AP﹣AQ=2PC,
理由如下:作BM⊥AE垂足为M,
∵Rt△MBQ≌Rt△CBP,
∴MQ=PC,
由(2)可知,AM=AC,
∴AP﹣AQ=AC+PC﹣(AM﹣MQ)=MQ+PC=2PC,
故答案为:AQ﹣AP=2PC或AP﹣AQ=2PC.【总结提升】本题考查的是全等三角形的判定和性质、角平分线的性质,掌握全等三角形的判定定理和
性质定理是解题的关键.
14.(2022春•张家港市期末)如图,∠MAN是一个钝角,AB平分∠MAN,点C在射线AN上,且AB=
BC,BD⊥AC,垂足为D.
(1)求证:∠BAM=∠BCA;
(2)动点P,Q同时从A点出发,其中点Q以每秒3个单位长度的速度沿射线AN方向匀速运动;动点
P以每秒1个单位长度的速度匀速运动.已知AC=5,设动点P,Q的运动时间为t秒.
5
①如图②,当点P在射线AM上运动时,若点Q在线段AC上,且S△ABP =
2
S△BQC ,求此时t的值;
②如图③,当点P在直线AM上运动时,点Q在射线AN上运动的过程中,是否存在某个时刻,使得
△APB与△BQC全等?若存在,请求出t的值;若不存在,请说出理由.【思路引领】(1)先根据角平分线得出∠BAM=∠BAN,再根据等边对等角得出∠BAN=∠BCA,即
可得出结论;
5
(2)①过点B作BH⊥AM于H,先判断出BH=BD,再用S△ABP =
2
S△BQC ,建立方程求解,即可求出
答案;
②分点P在射线AM和射线AM的反向延长线上,由△APB与△BQC全等结合条件判断出AP=CQ,进
而建立方程求解,即可求出答案.
【解答】(1)证明:∵AB平分∠MAN,
∴∠BAM=∠BAN,
∵AB=BC,
∴∠BAN=∠BCA,
∴∠BAM=∠BCA;
(2)解:①如图②,过点B作BH⊥AM于H,
∵AB平分∠MAN,BD⊥AN,
∴BH=BD,
5
∵S△ABP =
2
S△BQC ,
1 5 1
∴ AP•BH= • CQ•BD,
2 2 2
5
∴AP= CQ,
2
由运动知,AP=t,AQ=3t,
∵AC=5,
∴CQ=AC﹣AQ=5﹣3t,
5
∴t= (5﹣3t),
225
∴t= ;
17
②Ⅰ、当点P在射线AM上时,如图③,
由(1)知,∠BAM=∠BCA,
∵△APB与△BQC全等,且AB=CB,
∴△APB≌△CQB,
∴AP=CQ,
由①知,AP=t,CQ=5﹣3t,
∴t=5﹣3t,
5
∴t= ;
4
Ⅱ、当P在射线AM的反向延长线上时,如图④,
由(1)知,∠BAM=∠BCA,
∵∠BAP=180°﹣∠BAM,∠BCQ=180°﹣∠BCA,
∴∠BAP=∠BCQ,
∵△APB与△BQC全等,且AB=CB,
∴△APB≌△CQB,
∴AP=CQ,
同①的方法得,AP=t,CQ=3t﹣5,
∴t=3t﹣5,
5
∴t= ,
2
5 5
即满足条件的t的值为 或 .
4 2【总结提升】此题是三角形综合题,主要考查了角平分线的定义和角平分线定理,全等三角形的性质和
判定,用方程的思想解决问题是解本题的关键.
15.(2022秋•上杭县期中)如图1,直线AM⊥AN,AB平分∠MAN,过点B作BC⊥BA交AN于点C;动
点E、D同时从A点出发,其中动点E以2cm/s的速度沿射线AN方向运动,动点D以1cm/s的速度沿射
线AM方向运动;已知AC=6cm,设动点D,E的运动时间为t.
(1)试求∠ACB的度数;
(2)当点D在射线AM上运动时满足S△ADB :S△BEC =2:3,试求点D,E的运动时间t的值;
(3)当动点D在射线AM上运动,点E在射线AN上运动过程中,是否存在某个时间t,使得△ADB与
△BEC全等?若存在,请求出时间t的值;若不存在,请说出理由.
【思路引领】(1)根据角平分线的定义、直角三角形的锐角互余即可解决问题.
(2)作BH⊥AC于H,BG⊥AM于G.由BA平分∠MAN,推出BG=BH,由S△ADB :S△BEC =2:3,
1 1
AD=t,AE=2t,可得( •t•BG):( •|6﹣2t|•BH)=2:3,解方程即可解决问题.
2 2
(3)存在.由BA=BC,∠BAD=∠BCE=45°,可知当AD=EC时,△ADB≌△CEB,列出方程即可解决问题.
【解答】解:(1)如图1中,
∵AM⊥AN,
∴∠MAN=90°,
∵AB平分∠MAN,
∴∠BAC=45°,
∵CB⊥AB,
∴∠ABC=90°,
∴∠ACB=45°.
(2)如图2中,
作BH⊥AC于H,BG⊥AM于G.
∵BA平分∠MAN,
∴BG=BH,
∵S△ADB :S△BEC =2:3,AD=t,AE=2t,
1 1
∴( •t•BG):( •|6﹣2t|•BH)=2:3,
2 212
∴t= 或t=12秒.
7
12
∴当t=
7
s或12秒时,满足S△ADB :S△BEC =2:3.
(3)存在.∵BA=BC,∠BAD=∠BCE=45°,
∴当AD=EC时,△ADB≌△CEB,
∴t=6﹣2t,
∴t=2s,
∴满足条件的t的值为2s.
【总结提升】此题是三角形综合题,主要考查了等腰直角三角形的性质、全等三角形的判定和性质、三
角形的面积等知识,解题的关键是学会构建方程解决问题,属于中考常考题型.