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第 09 讲 三角形的证明单元提升卷
(范围:全章,时间:120分钟,满分:120分)
一、选择题:本大题共10小题,每小题3分,共30分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目
要求的.
1.如果等腰三角形的三边长分别是x,2,6,那么x的值是( )
A.2 B.6 C.2或6 D.4或8
【答案】B
【分析】本题考查了等腰三角形的性质及三角形的三边关系,分两种情况求解后利用三角形的三边关系验
证;解题的关键是分类讨论.
【详解】解:当 时, ,不能构成三角形,不合题意;
当x=6时, ,能构成等腰三角形;
故选:B.
2.如图, 平分 是 上一点, 于点H,若 ,则点P到射线 的距离是
( )
A.5 B.2.5 C.10 D.7.5
【答案】A
【分析】本题考查了角平分线的性质,点到直线的距离.角平分上线上的点到这个角两边的距离相等,掌
握角平分线的性质是解题的关键.过点P作 于点G,根据角平分线的性质即可解答.
【详解】解:如图,过点P作 于点G,
平分 ,点P在 上, 于点H,
,
,
,
故选:A.
3.如图,在 中, , ,直线 是线段 的垂直平分线,交 于点 ,交 于点 ,则 的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查中垂线的性质,等边对等角:三角形的内角和定理,求出 的度数,中垂线的性质
结合等边对等角,求出 的度数,再根据角的和差关系进行求解即可.
【详解】解:∵ , ,
∴ ,
∵直线 是线段 的垂直平分线,交 于点 ,
∴ ,
∴ ,
∴ ;
故选A.
4. 中, , , 的对边分别为 , , ,下列判断正确的是( )
A.如果 ,则 是直角三角形
B.如果 ,则 是直角三角形
C.如果 ,则 是直角三角形
D.如果 ,则 是直角
【答案】C
【分析】本题考查了三角形内角和定理、勾股定理逆定理、直角三角形的判定,据三角形内角和定理可得
是否是直角三角形;根据勾股定理逆定理可判断出 是否是直角三角形,熟练掌握三角形内角和
定理、勾股定理逆定理、直角三角形的判定是解题的关键.
【详解】解: 、∵ , ,
∴ ,
∴ 是等边三角形,原选项不符合题意;
、由 ,
设 , , ,
∵ ,
∴ ,解得: ,
∴ , , ,
∴ 是锐角三角形,原选项不符合题意;
、由 ,设 , , ,
∴ ,
∴ 是直角三角形,原选项符合题意;
、∵ ,
∴ ,即 ,
∴ 是直角,原选项不符合题意;
故选: .
5.秋天,枫叶红了,我们不禁想起杜牧的诗“远上寒山石径斜,白云深处有人家.停车坐爱枫林晚,霜
叶红于二月花.”这也让我们想起了岳麓山上的“爱晚亭”.如图,“爱晚亭”的顶端可看作等腰
是边 上的一点.下列条件不能说明 是 的角平分线的是( )
A. B. 与 的面积相等
C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了全等三角形的判定与性质,角平分线的定义、性质,根据角平分线的定义判断选项
A;过点D作 于点E,作 于点F,由 与 的面积相等, 得出
,再根据角平分线定理的逆定理即可判断选项B;根据等腰三角形三线合一的性质即可判断选项
C;根据D选项的条件无法判断 是 的角平分线.
【详解】解:A、∵ ,
∴ 是 的角平分线,
故此选项不符合题意;
B、如图,过点D作 于点E,作 于点F,
∵ 与 的面积相等,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴点D在 的角平分线上,
即 是 的角平分线,故此选项不符合题意;
C、∵ , ,
∴ ,
∴ 是 的角平分线,
故此选项不符合题意;
D、当 时,不能确定 是 的角平分线,
故此选项符合题意;
故选:D.
6.如图,在 中,以点C为圆心,适当长为半径画弧,交 于点D,交 于点E,分别以点D、E
为圆心,大于 长为半径画弧,两弧相交于点F,射线 交 于点G.若 , ,则
的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查作图—基本作图,由作图过程可知, 为 的平分线,可得 .
由题意可得 ,得 ,根据外角的性质可得答案.
【详解】解:由作图过程可知, 为 的平分线,
∴ .
∵ , ,
∴ ,
∴ .
∴
故选:D.
7.如图,在 中, , 是边 上的中线,点E,F分别为 和 上的动点,连接 ,
.若 , ,则 的最小值为( )A.4 B. C.5 D.6
【答案】B
【分析】此题主要考了等腰三角形的性质,勾股定理的理解和掌握,能求出 是解此题的关键.
题目具有一定的代表性,是一道比较好的题目.过C作 于M,根据三线合一定理求出 的长和
,根据勾股定理求出 ,根据三角形面积公式求出 ,根据两点之间线段最短,且垂线段最
短,得出 ,即可得出答案.
【详解】解:过C作 于M,
, , 是 的中线,
, ,
在 中,由勾股定理得: ,
,
,
∵两点之间线段最短,且垂线段最短,
∴当 、F在 上时, 的最小,
∴ 的最小值为 ,
故选:B.
8.如图,将 沿 折叠,使点A落在点 处,且 平分 , 平分 ,若
,则 的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】C【分析】连接 ,根据三角形内角和求出 ,再根据 , ,得
出 ,从而得出答案.
【详解】解:如图,连接 ,
∵ ,
∴ ,
∵ 平分 , 平分 ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∵ , ,
由折叠知: ,
∴ , ,
∴ ,
故选:C.
【点睛】本题考查了折叠的性质、三角形的内角和定理、角平分线的定义、等腰三角形的性质,三角形的
外角的性质等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,灵活运用所学知识.
9.如图, 是边长为3的等边三角形,点Q是 边上一点, 于点D,点E为边 延长线
上一点,且满足 ,连接 交 于点F,则 的长为( )
A. B. C.1 D.
【答案】A
【分析】本题考查了等边三角形的性质、全等三角形的性质与判定,熟练掌握以上知识点,添加适当的辅
助线构造全等三角形是解题的关键.作 交 的延长线于点 ,利用全等三角形 判定证出,得到 , ,再证出 ,得到 ,再利用线段和差即
可求出 的长.
【详解】解:作 交 的延长线于点 ,
是边长为3的等边三角形,
, ,
,
,
, ,
,
又 ,
,
, ,
又 , ,
,
,
.
故选:A.
10.如图,在 中, , ,直角 的顶点P是 的中点,两边 , 分别
交 , 于点E,F,过点F作 于点H.现给出以下四个结论:
① ;② 是等腰直角三角形;③ ;④当 时, ,上
述结论中始终正确的个数是( )A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】A
【分析】本题考查等腰直角三角形的性质,全等三角形的判定与性质,熟练掌握全等三角形的判定与性质
是解题的关键,根据等腰直角三角形的性质得出 , ,
,求出 ,证 ,推出 , ,推出
,求出 ,即可得出答案.
【详解】解:∵ , ,P是 中点,
∴ , , ,
∴ ,
∴ ,
在 和 中,
,
∴ ,
∴ , ,
∴ 是等腰直角三角形,
故①②正确,符合题意;
∵ ,
∴ ,
∴ ,
故③正确,符合题意;
∵ , ,
∴ ,
∵ , ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
在线段 上截取 ,连接 ,∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
故④正确,符合题意;
故选:A.
二、填空题:本大题共6小题,每小题3分,共18分.
11.如图,在 中, , ,点 为 的中点,则 .
【答案】
【分析】本题考查等腰三角形的性质、三角形的内角和定理,先根据等腰三角形的性质得到
, ,再利用三角形的内角和定理求解即可.
【详解】解:∵ , ,
∴ ,
∵ ,D为 的中点,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
故答案为: .
12.如图, 平分 , , , 于点 , ,则 的长为 .【答案】2
【分析】本题考查了角平分线的性质,直角三角形 角所对的直角边等于斜边的一半的性质,平行线的
性质,过 作 于点 ,则 ,由角平分线的性质得 , ,又
得 ,最后由 角所对的直角边等于斜边的一半即可求解,熟记性质并作辅助
线构造出直角三角形是解题的关键.
【详解】解:如图,过 作 于点 ,则 ,
∴ 平分 , ,
∴ , ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
故答案为:2.
13.如图,在 中,已知 是 的角平分线,点D是 内一点,且 ,
, ,那么 °.
【答案】58
【分析】本题考查三角形外角性质,等角的余角相等,解题的关键是掌握掌外角的性质.
【详解】解:延长 交 于点 ,
是 的角平分线,
,,
,
故答案为: .
14.如图,在 中, , , ,则 的长为 .
【答案】 /
【分析】本题考查了等腰直角三角形的判定与性质,勾股定理,直角三角形的性质,过 作 于点
,则 , ,故 , ,然后由勾股定理和线段和差即可求
解,掌握知识点的应用是解题的关键.
【详解】解:如图,过 作 于点 ,
∴ ,
∵ , ,
∴ , ,
∴ , ,
∴由勾股定理得: ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
由勾股定理得: ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
故答案为: .15.如图,在等边△ 中,点 , 分别在边 , 上, ,过点 作 ,交 的
延长线于点 ,若 ,则CE的长是 .
【答案】
【分析】本题考查的知识点是等边三角形的性质,平行线的性质、三角形外角的定义、等腰三角形的判定,
解题关键是熟练掌握等边三角形的性质及等腰三角形的判定.
先根据等边三角形的性质,平行线的性质得到 ,再结合三角形外角的定义得到
,即可得到 .
【详解】解: , 是等边三角形,
,
,
,
又 是 的外角,
,
.
故答案为: .
16.如图, 中, , , ,若点 从点A出发,以每秒 的速度沿折
线 运动,设运动时间为 秒( ).当点 运动到边 时,t为 秒时, 为等腰三
角形.
【答案】5秒或4.75秒或5.3
【分析】本题考查了勾股定理,等腰三角形的性质与判定,直角三角形的性质等知识,熟知相关知识并注
意等腰三角形的定义分类讨论是解题关键.先根据勾股定理求出 .再分 , ,
三种情况分类讨论,结合等腰三角形的性质即可求解.
【详解】解:在 中,∵ ,∴ .
①如图1,当 时, 为等腰三角形,
,
秒;
②如图2,当 时, 为等腰三角形,
∵ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
,
∴ ,
秒;
③如图3,当 时,作 于 ,则 ,
∴ ,
在 中,由勾股定理得, ,
,
,
∴ 秒.
综上所述, 为5秒或4.75秒或5.3秒时, 为等腰三角形.
故答案为:5或4.75或5.3.
三、解答题(一):本大题共4小题,每小题6分,共24分.
17.如图, 中, , 是边 上一点,过点 作 ,垂足为 ,交 的延长线于
点 .
(1)求证: ;
(2)若 , , ,求 的长.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)根据等边对等角得出 ,结合垂直和直角三角形的两锐角互余得出 ,
,根据等角的余角相等,得出 ,结合对顶角相等和等角对等边即可证明;
(2)结合题意和直角三角形的两锐角互余得出 ,根据直角三角形中30°角所对的边是斜边的一半
得出 ,即可求解.
【详解】(1)证明:∵ ,∴ ,
∵ ,
即 ,
∴ , ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ .
(2)解:∵ , ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∵ , ,
∴ ,
∵ ,
∴ .
【点睛】本题考查了等边对等角,直角三角形的两锐角互余,直角三角形中30°角所对的边是斜边的一半,
等角的余角相等,等角对的等边,对顶角相等等;熟练掌握等腰三角形的判定和性质以及直角三角形的性
质是解题的关键.
18.如图:已知等边 中, 是 的中点, 是 延长线上的一点,且 , ,垂
足为 .
(1)求 的度数.
(2)求证:点 是 的中点.
【答案】(1)30°
(2)见解析
【分析】本题考查了等边三角形的性质,三角形的外角的性质,等腰三角形的判定与性质,熟练掌握相关
性质是解答的关键;
(1)由等边△ 的性质可得 ,然后根据等边对等角可得 ,最后根据
外角的性质可求 的度数;(2)连接BD,由等边三角形的三线合一的性质可得: ,结合( )的结论可得
,然后根据等角对等边,可得 ,最后根据等腰三角形的三线合一的性质可得: 是
的中点.
【详解】(1)解: 三角形 是等边 ,
,
又 ,
,
又 ,
;
(2)证明:连接 ,
等边 中, 是 的中点,
由(1)知
又
是 的中点.
19.如图,在 中, , , 是 边上的中线,且 , 的垂直平分
线 交 于F,交 于M.
(1)求 的度数;
(2)求证: 是等边三角形.
【答案】(1)
(2)见解析
【分析】本题考查了等腰三角形的性质,等边三角形的判定,线段垂直平分线的性质等知识,解题的关键是∶
(1)先根据等腰三角形性质及三角形内角和定理求出 ,再根据 即可得出 的
度数;
(2)根据线段垂直平分线性质得 ,则 ,进而得 ,再根据等腰三角
形性质得 ,则 ,由此可得出结论.
【详解】(1)解:在 中, , ,
∴ ,
在 中, ,
∴ ;
(2)证明:∵ 的垂直平分线 交 于F,交 于M,
∴ , ,
∴ ,
∴ ,
在 中, , , 是 边上的中线,
∴ ,
∴ ,
∴ 是等边三角形.
20.如图,点D是 外一点,连接 , ,过点C作 ,垂足为E. , ,
, 的面积为14.
(1)求证: 是 的平分线.
(2)若 ,求线段 的长.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)延长 ,过点C作 于点F,根据 的面积为14, ,求出
,得出 ,根据角平分线的判定,得出结论即可;
(2)在 上取点G,使 ,根据勾股定理求出 ,证明
,得出 .【详解】(1)证明:延长 ,过点C作 于点F,如图所示:
∵ 的面积为14, ,
∴ ,
∴ ,
∵ , ,
∴ 是 的平分线.
(2)解:在 上取点G,使 ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∵ 是 的平分线,
∴ ,
∵ , ,
∴ ,
∴ .
【点睛】本题主要考查了角平分线的判定,三角形全等的判定和性质,勾股定理,三角形面积的计算,解
题的关键是作出辅助线,熟练掌握相关的判定和性质.
四、解答题(二):本大题共3小题,每小题8分,共24分.
21.如图, 是 的角平分线, , 分别是 和 的高.(1)求证: 垂直平分 ;
(2)若 , , 的面积是 ,求 .
【答案】(1)证明见解析;
(2) .
【分析】( )由角平分线的性质得 ,再由 ,得 ,从而证明结
论;
( )根据三角形的面积 ,代入计算即可;
本题主要考查了角平分线的性质,全等三角形的判定与性质,线段垂直平分线的判定等知识,熟练掌握角
平分线的性质是解题的关键.
【详解】(1)证明:∵ 是 的角平分线, , 分别是 和 的高,
∴ ,
在 与 中,
,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ 垂直平分 ;
(2)解:∵ ,
∴由 ,
则 ,
∵ , ,
∴ ,
∴ ,
22.如图,早上 一渔船以50海里/时的速度从海港A出发沿正东方向航行,在A处测得灯塔P在北偏
东 方向上,航行2个小时到达B处,此时测得灯塔P在北偏东 方向上,同时测得灯塔P正东方向的
避风港Q在B的北偏东 方向上.(1)填空: __________ , __________海里;
(2)求海港A与灯塔P之间的距离;(结果保留根号)
(3)天气预报显示当天 台风将登陆渔船所在海域,为安全起见,渔船立即沿 方向加速驶向避风港
Q.出于安全考虑,渔船至少需要比台风到达所在海域的时刻提前1个小时抵达避风港Q,求渔船加速后
的最小速度.(结果保留整数,参考数据: , , )
【答案】(1)30,100
(2)海港A与灯塔P之间的距离为 海里
(3)渔船加速后的最小速度为63海里/时
【分析】(1)根据在 处测得灯塔 在北偏东 求解 ,根据速度,时间求出 即可;
(2)过点 、 分别作 的垂线,交 的延长线于点 、 ,先证明 ,算出 的值后,通
过三角函数可求 的值;
(3)根据速度 路程 时间即可求.
【详解】(1)解: 在 处测得灯塔 在北偏东 方向上,
,
∵渔船以50海里/时的速度从海港A出发沿正东方向航行,
∴ (海里);
(2)解:如图 ,过点 、 分别作 的垂线,交 的延长线于点 、 ,
海里,
在 中 ,
海里, (海里),
在 中 ,(海里).
答:海港 与灯塔 之间的距离是 海里;
(3)解: ,
,
,
是等腰直角三角形,
海里,
海里,
渔船从B到Q需要的最长时间为 小时,
∴加速后的最小速度为:
(海里/时),
答:渔船加速后的最小速度 海里/时.
【点睛】本题考查特殊角的三角函数、方位角、等腰三角形的性质以及三角形外角的定义与性质等,掌握
直角三角形的边角关系是正确解答的前提,构造直角三角形是解决问题的关键.
23.已知点 , 分别为射线 和 上的一动点(点 , 都不与点 重合).过点 作一条直线与
线段 交于点 ,对于线段 给出如下定义:若线段 可以将 拆分成两个等腰三角形,则称线
段 为 的“腰剖线段”.
(1)如图1,当 ,线段 时,画出 的“腰剖线段” ,并写出此时
______ .
(2)如图2,当线段 时,若存在 的“腰剖线段” ,且 ,则 的面积为______.
(3)设 .若存在 的“腰剖线段” .直接写出 的大小(数字或含
的式子表示).【答案】(1)图见解析,50
(2)
(3) 或 或 或 或 .
【分析】本题考查等腰三角形的判定与性质、三角形的内角和定理及外角性质、勾股定理,理解题中定义,
分类讨论是解答的关键是解答的关键.
(1)根据题意,当点 为线段 中点时, 为 的“腰剖线段”,画出对应图形,利用等腰三角
形的性质和三角形的外角性质求得 ;
(2)根据题意可得 , ,利用勾股定理求得 ,利用三角形的面积公式求解即
可;
(3)根据题意,分类讨论,画出对应图形,结合等腰三角形的性质、三角形的内角和定理及外角性质分
别求解即可.
【详解】(1)解:∵ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴当 时, ,
则 ,
∴ ,
∴ ,
则 和 是等腰三角形,且点D为线段 的中点,
如图, 为 的“腰剖线段”,
此时, ,故答案为:50;
(2)解:如图,
∵ ,存在 的“腰剖线段” ,点 在线段 上,
∴ , ,
在 中,由 得 ,
∴ 的面积为 ;
(3)解:根据题意,分以下情况:
①当 , 时, 为 的“腰剖线段”,如图,
此时, , ,
∴ ,则 ,
∴ ;
②当 , 时, 为 的“腰剖线段”,如图,
此时, , ,
∴ ;
③当 , 时, 为 的“腰剖线段”,如图,此时, , ,
∴ ;
④当 , 时, 为 的“腰剖线段”,
此时, , ,
∵ ,
∴ ,
∴ ;
⑤∵ ,
∴当 时, , ,此时,不存在 为 的“腰剖线段”;
⑥当 , 时, 为 的“腰剖线段”,如图,
此时, , ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
⑦∵ ,∴当 时, , ,此时,不存在 为 的“腰剖线段”,
综上,满足条件的 度数为 或 或 或 或 .
五、解答题(三):本大题共2小题,每小题12分,共24分.
24.如图,已知 为边长为 的等边三角形,AD为 边上的高, , 分别为边 , 上的动
点,将 沿直线 折叠,使点 的对应点 刚好落在AD上,连接 .
(1)如图 ,当点 与 重合时,求线段 的长.
(2)如图 ,当 时,判断 的形状,并说明理由.
(3)如图 ,当 、 、 三点共线时,求 的度数.
(4)当 在何处时,点 是 的中点,请直接写出结果.
【答案】(1) ;
(2)直角三角形,理由见解析;
(3) ;
(4)当点 与点 重合或与点 重合时,点 为 的中点.
【分析】 根据等边三角形的三线合一定理可知AD为 边上的高,则点 是 边上的中点,根据折
叠的性质可知 ;
根据平行线的性质和折叠的性质可知,当 时, 和 是等边三角形,从而可得
,根据勾股定理可得 ,所以可以求出 ,从而可知 ,所以可
得 是直角三角形;
连接 ,设 ,因为 、 、 三点共线所以 ,根据等边三角形的性质可知
,根据折叠的性质可知 ,解方程可以求出 的度数;
当点 为 的中点时, ,所以可得当点 与点 重合或与点 重合时,点 为 的
中点.
【详解】(1)解:如图 所示,是等边三角形,AD为 边上的高,
,
根据折叠的性质可知: ;
(2)解: 是直角三角形,
理由如下:
如图 所示,
是等边三角形,AD为 边上的高,
, ,
,
,
,
根据折叠的性质可知 ,
和 是等边三角形,
,
,
,
, ,
根据折叠的性质可得: ,
,
,
,, ,
,
是直角三角形;
(3)解:如图 所示,连接 ,设 ,
根据折叠的性质 ,
是等边三角形,AD为 边上的高,
,
则有
、 、 三点共线时,
,
,
,
,
解得: ,
,
当 、 、 三点共线时, ;
(4)解:如下图所示,
当点 为 的中点时, ,
当点 在点 的位置时,点 是 的中点,
如下图所示,当点 与点 重合,点 与点 重合时,点 为 的中点,
综上所述,当点 与点 重合或与点 重合时,点 为 的中点.
【点睛】本题主要考查了等边三角形的性质、折叠的性质、三角形内角和定理、三角形外角的性质、直角
三角形的性质、勾股定理.解决本题的关键是根据折叠的性质找到边和角之间的相等关系.
25.问题探索:
(1)如图1,在 中, , , 为 中点,点 分别在边 上且
,则 与 的数量关系是______;
问题解决:
(2)如图2,某大学校园内有一块四边形的花圃 ,满足 , , ,
,花圃内铺设了一条小路 , 平分 ,为方便学生赏花,现计划修建一条径直的通
道 与小路 相连,且 ,入口点E恰好在 的延长线上,解答下列问题:
①求证: ,
②求入口到点A的距离 的长.
【答案】(1)证明见详解,(2) 证明见详解,
【分析】(1)连接 ,根据等腰①三角形的性质得② 和 ,则 和
,进一步求得 ,即可证明 ,则有 ;
(2)①过点D作 于点F,作 交 的延长线于点H,则 ,由角平
分的性质得 ,进一步求得 ,即可证明 ,则 ;
②在BD上截取 ,使得 ,连接 、 和 ,则 为等边三角形,有 和
,且 为等边三角形,有 ,进一步得 ,即可证明 ,
有 ,求得 和 ,结合题意可得 ,利用 即可.
【详解】解:(1)连接 ,如下图:∵ , ,
∴
∵D是 的中点
∴ ,
∴ , ,
∴
∵ ,
∴ ,
∴
∴
∴ ;
(2)①过点D作 于点F,作 交 的延长线于点H,如图,
则 ,
∵ 平分 , ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
则 ,∴ ,
∴ ;
②在BD上截取 ,使得 ,连接 、 和 ,如图,
∵ ,
∴ 为等边三角形,
∴ , ,
∵ , ,
∴ 为等边三角形,
∴ ,
∵ , ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∵ , ,
∴ ,
∴ ,
则 .
【点睛】本题主要考查等腰三角形的性质、全等三角形的判定和性质、角平分线的性质、等边三角形的判
定和性质和含30度角的直角三角形的性质,解题的关键是熟悉等腰三角形的性质和全等三角形的性质.