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文檔簡介
重難點(diǎn)突破08全等三角形8種模型(一線三等角、手拉手模型、倍長中線、截長補(bǔ)短、婆羅摩笈多、半角模型、平行線中點(diǎn)模型與雨傘模型)目錄TOC\o"1-3"\n\h\z\u題型01一線三等角模型(含一線三垂直模型)題型02手拉手模型題型03倍長中線模型題型04平行線中點(diǎn)模型與雨傘模型題型05截長補(bǔ)短模型題型06婆羅摩笈多模型題型07半角模型題型01一線三等角模型(含一線三垂直模型)【一線三垂直模型介紹】只要出現(xiàn)等腰直角三角形,可以過直角點(diǎn)作一條直線,然后過45°頂點(diǎn)作直線的垂線,構(gòu)造三垂直,所得兩個(gè)直角三角形全等.根據(jù)全等三角形倒邊,得到線段之間的數(shù)量關(guān)系.已知(一線三垂直)圖示結(jié)論(性質(zhì))如圖AB⊥BC,AB=BC,CE⊥DE,AD⊥DE?ABD≌?BCE,DE=AD+EC如圖AB⊥BC,AB=BC,CE⊥DE,AD⊥DE?ABD≌?BCE,DE=AD-EC已知∠AOC=∠ADB=∠CED=90°,AB=DC?ADB≌?DEC延長DE交AC于點(diǎn)F,已知∠DBE=∠ABC=∠EFC=90°,AC=DE?ABC≌?DBE【一線三等角模型介紹】三個(gè)等角的頂點(diǎn)在同一條直線,這個(gè)角可以是直角,也可以是銳角或鈍角.一線三等角類型:(同側(cè))已知∠A=∠CPD=∠B=∠α,CP=PD(異側(cè))已知∠EAC=∠ABD=∠DPC=∠α,CP=PD1.(2023·陜西西安·校聯(lián)考模擬預(yù)測)小西在物理課上學(xué)習(xí)了發(fā)聲物體的振動(dòng)實(shí)驗(yàn)后,對其作了進(jìn)一步的探究:在一個(gè)支架的橫桿點(diǎn)O處用一根細(xì)繩懸掛一個(gè)小球A,小球A可以自由擺動(dòng),如圖,OA表示小球靜止時(shí)的位置.當(dāng)小明用發(fā)聲物體靠近小球時(shí),小球從OA擺到OB位置,此時(shí)過點(diǎn)B作BD⊥OA于點(diǎn)D,當(dāng)小球擺到OC位置時(shí),OB與OC恰好垂直(圖中的A、B、O、C在同一平面上),過點(diǎn)C作CE⊥OA于點(diǎn)E,測得BD=8cm,OA=17cm.求
【答案】9【分析】首先根據(jù)題意證明出△COE≌△OBDAAS【詳解】∵OB⊥OC,∴∠BOD+∠COE=90°,又∵CE⊥OA,BD⊥OA,∴∠CEO=∠ODB=90°,∴∠BOD+∠B=90°,∴∠COE=∠B,在△COE和△OBD中,∠CEO=∠BDO∠COE=∠B∴△COE≌△OBDAAS∴OE=BD=8cm∴AE=OA?OE=17?8=9cm【點(diǎn)睛】此題考查全等三角形的性質(zhì)和判定,解題思路是找準(zhǔn)條件判定全等,解題的關(guān)鍵是證明△COE≌△OBDAAS2.(2023·全國·九年級(jí)專題練習(xí))感知:數(shù)學(xué)課上,老師給出了一個(gè)模型:如圖1,點(diǎn)A在直線DE上,且∠BDA=∠BAC=∠AEC=90°,像這種一條直線上的三個(gè)頂點(diǎn)含有三個(gè)相等的角的模型我們把它稱為“一線三等角“模型.應(yīng)用:(1)如圖2,Rt△ABC中,∠ACB=90°,CB=CA,直線ED經(jīng)過點(diǎn)C,過A作AD⊥ED于點(diǎn)D,過B作BE⊥ED于點(diǎn)E(2)如圖3,在△ABC中,D是BC上一點(diǎn),∠CAD=90°∠DBA=∠DAB,AB=23,求點(diǎn)C(3)如圖4,在?ABCD中,E為邊BC上的一點(diǎn),F(xiàn)為邊AB上的一點(diǎn).若∠DEF=∠B,AB=10,【答案】(1)見解析(2)3(3)EF【分析】(1)由直角三角形的性質(zhì)得出∠ACD=∠EBC,可證明△BEC≌△CDA;(2)過點(diǎn)D作DF⊥AB于點(diǎn)F,過點(diǎn)C作CE⊥AB于,交BA的延長線于點(diǎn)E,證明△CAE≌△ADF,由全等三角形的性質(zhì)可得出CE=AF=3(3)過點(diǎn)D作DM=DC交BC的延長線于點(diǎn)M,證明△BFE∽△MED,由相似三角形的性質(zhì)可得出答案.【詳解】(1)證明:∵∠ACB=90°,∴∠BCE+∠ACD=180°,∵AD⊥ED,∴∠BEC=∠CDA=90°,∴∠ACD=∠EBC,在△BEC和△CDA中,∠CDA=∠BEC=90∴△BEC≌△CDA;(2)解:過點(diǎn)D作DF⊥AB于點(diǎn)F,過點(diǎn)C作CE⊥AB于,交BA的延長線于點(diǎn)E,∵∠DBA=∠DAB,∴AD=BD,∴AF=BF=1∵∠CAD=90°,∴∠DAF+∠CAE=90°,∵∠DAF+∠ADF=90°,∴∠CAE=∠ADF,在△CAE和△ADF中,∠CEA=∠AFD=90°∠CAE=∠ADF∴△CAE≌△ADF,∴CE=AF=3即點(diǎn)C到AB的距離為3;(3)過點(diǎn)D作DM=DC交BC的延長線于點(diǎn)M,∴∠DCM=∠M,∵四邊形ABCD是平行四邊形,∴DM=CD=AB=10,AB∥CD∴∠B=∠DCM=∠M,∵∠FEC=∠DEF+∠DEC=∠B+∠BFE,∠B=∠DEF,∴∠DEC=∠BFE,∴△BFE∽△MED,∴EFDE【點(diǎn)睛】本題是四邊形綜合題,考查了平行四邊形的性質(zhì),全等三角形的判定與性質(zhì),相似三角形的判定與性質(zhì),熟練掌握全等三角形的判定與性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.3.(2022·北京·??家荒#τ谄矫嬷苯亲鴺?biāo)系xOy中的圖形M和點(diǎn)P,給出如下定義:將圖形M繞點(diǎn)P順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°得到圖形N,圖形N稱為圖形M關(guān)于點(diǎn)P的“垂直圖形”.例如,圖1中點(diǎn)D為點(diǎn)C關(guān)于點(diǎn)P的“垂直圖形”.(1)點(diǎn)A關(guān)于原點(diǎn)O的“垂直圖形”為點(diǎn)B.①若點(diǎn)A的坐標(biāo)為0,3,則點(diǎn)B的坐標(biāo)為___________;②若點(diǎn)B的坐標(biāo)為3,1,則點(diǎn)A的坐標(biāo)為___________;(2)E(?3,3),F(xiàn)(?2,3),G(a,0),線段EF關(guān)于點(diǎn)G的“垂直圖形”記為E'F',點(diǎn)E的對應(yīng)點(diǎn)為E',點(diǎn)F的對應(yīng)點(diǎn)為F'.①求點(diǎn)E'的坐標(biāo)(用含a的式子表示);②若⊙O的半徑為2,E'F'上任意一點(diǎn)都在⊙O內(nèi)部或圓上,直接寫出滿足條件的【答案】(1)①3,0,②?1,3(2)①(3+a,3+a),②22【分析】(1)①②根據(jù)“垂直圖形”的定義可得答案;(2)①過點(diǎn)E作EP⊥x軸于點(diǎn)P,過點(diǎn)E'作E'H⊥x軸于點(diǎn)H,利用AAS證明△PEG≌△HGE'得E'H=PG=a+3,GH=EP=3,從而得出答案;②由點(diǎn)E'的坐標(biāo)可知,滿足條件的點(diǎn)E'在第一象限的⊙O【詳解】(1)解:①∵點(diǎn)A的坐標(biāo)為0,3∴點(diǎn)B的坐標(biāo)為3,0,故答案為:3,0;②當(dāng)B3,1時(shí),如圖,A故答案為:?1,3;(2)解:①過點(diǎn)E作EP⊥x軸于點(diǎn)P,過點(diǎn)E'作E'H⊥x軸于點(diǎn)H,∵∠EGE'=90°,EG=E'G,∴∠EGP+∠E'GH=90°,∠EGP+∠E=90°,∴∠E=∠E'GH,∵∠EPG=∠GHE',∴△PEG∴E'H=PG=a+3,GH=EP=3,∴OH=3+a,∴E'(②如圖,觀察圖象知,滿足條件的點(diǎn)E'在第一象限的⊙O上,∵E'3+a,3+a,OE'=2∴a+32+∴a=2∴E'2∴EE'=2∴EE'的長度的最大值為22.【點(diǎn)睛】本題是幾何變換綜合題,主要考查了全等三角形的判定與性質(zhì),“垂直圖形”的定義,坐標(biāo)與圖形,求出點(diǎn)E'的坐標(biāo)是解題的關(guān)鍵.4.(2021·浙江嘉興·??家荒#╅喿x材料:我們知道:一條直線經(jīng)過等腰直角三角形的直角頂點(diǎn),過另外兩個(gè)頂點(diǎn)分別向該直線作垂線,即可得三垂直模型”如圖①:在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,分別過A、B向經(jīng)過點(diǎn)C直線作垂線,垂足分別為D、E,我們很容易發(fā)現(xiàn)結(jié)論:△ADC≌△CEB.(1)探究問題:如果AC≠BC,其他條件不變,如圖②,可得到結(jié)論;△ADC∽△CEB.請你說明理由.(2)學(xué)以致用:如圖③,在平面直角坐標(biāo)系中,直線y=12x與直線CD交于點(diǎn)M(2,1),且兩直線夾角為α,且tanα=32,請你求出直線(3)拓展應(yīng)用:如圖④,在矩形ABCD中,AB=4,BC=5,點(diǎn)E為BC邊上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),連接AE,將線段AE繞點(diǎn)E順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°,點(diǎn)A落在點(diǎn)P處,當(dāng)點(diǎn)P在矩形ABCD外部時(shí),連接PC,PD.若△DPC為直角三角形時(shí),請你探究并直接寫出BE的長.【答案】(1)見解析(2)y=?(3)4或3+【分析】(1)由同角的余角相等可得∠BCE=∠DAC,且∠ADC=∠BEC=90°,可得結(jié)論;(2)過點(diǎn)O作ON⊥OM交直線CD于點(diǎn)N,分別過M、N作ME⊥x軸NF⊥x軸,由(1)的結(jié)論可得:△NFO∽△OEM,可得NFOE=OF(3)分兩種情況討論,由全等三角形的性質(zhì)和相似三角形的性質(zhì)可求解.【詳解】(1)解:理由如下,∵∠ACB=90°,∴∠ACD+∠BCE=90°,又∵∠ADC=90°,∴∠ACD+∠DAC=90°,∴∠BCE=∠DAC,且∠ADC=∠BEC=90°,∴△ADC∽△CEB;(2)解:如圖,過點(diǎn)O作ON⊥OM交直線CD于點(diǎn)N,分別過M、N作ME⊥x軸,NF⊥x軸,由(1)可得:△NFO∽△OEM,∴NFOE∵點(diǎn)M(2,1),∴OE=2,ME=1,∵tanα=ONOM=3∴NF2∴NF=3,OF=32∴點(diǎn)N(?3∵設(shè)直線CD表達(dá)式:y=kx+b,∴1=2k+b∴k=?∴直線CD的解析式為:y=-47x+15(3)解:當(dāng)∠CDP=90°時(shí),如圖,過點(diǎn)P作PH⊥BC,交BC延長線于點(diǎn)H,∵∠ADC+∠CDP=180°,∴點(diǎn)A,點(diǎn)D,點(diǎn)P三點(diǎn)共線,∵∠BAP=∠B=∠H=90°,∴四邊形ABHP是矩形,∴AB=PH=4,∵將線段AE繞點(diǎn)E順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°,∴AE=EP,∠AEP=90°,∴∠AEB+∠PEH=90°,且∠BAE+∠AEB=90°,∴∠BAE=∠PEH,且∠B=∠H=90°,AE=EP,∴△ABE≌△EHP(AAS),∴BE=PH=4,當(dāng)∠CPD=90°時(shí),如圖,過點(diǎn)P作PH⊥BC,交BC延長線于點(diǎn)H,延長HP交AD的延長線于N,則四邊形CDNH是矩形,∴CD=NH=4,DN=CH,設(shè)BE=x,則EC=5-x,∵將線段AE繞點(diǎn)E順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°,∴AE=EP,∠AEP=90°,∴∠AEB+∠PEH=90°,且∠BAE+∠AEB=90°,∴∠BAE=∠PEH,且∠B=∠EHP=90°,AE=EP,∴△ABE≌△EHP(AAS),∴PH=BE=x,AB=EH=4,∴PN=4-x,CH=4-(5-x)=x-1=DN,∵∠DPC=90°,∴∠DPN+∠CPH=90°,且∠CPH+∠PCH=90°,∴∠PCH=∠DPN,且∠N=∠CHP=90°,∴△CPH∽△PDN,∴DNPH∴x?1x∴x=3±∵點(diǎn)P在矩形ABCD外部,∴x=3+7∴BE=3+7綜上所述:當(dāng)BE的長為4或3+72時(shí),△【點(diǎn)睛】本題是考查了待定系數(shù)法求解析式,相似三角形的判定和性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì),矩形的判定和性質(zhì)等知識(shí),添加恰當(dāng)輔助線構(gòu)造相似三角形是本題的關(guān)鍵.5.(2022下·安徽淮北·九年級(jí)校聯(lián)考階段練習(xí))數(shù)學(xué)模型學(xué)習(xí)與應(yīng)用.【學(xué)習(xí)】如圖1,∠BAD=90°,AB=AD,BC⊥AC于點(diǎn)C,DE⊥AC于點(diǎn)E.由∠1+∠2=∠2+∠D=90°,得∠1=∠D;又∠ACB=∠AED=90°,可以通過推理得到△ABC≌△DAE.我們把這個(gè)數(shù)學(xué)模型稱為“一線三等角”模型;(1)【應(yīng)用】如圖2,點(diǎn)B,P,D都在直線l上,并且∠ABP=∠APC=∠PDC=α.若BP=x,AB=2,BD=5,用含x的式子表示CD的長;(2)【拓展】在△ABC中,點(diǎn)D,E分別是邊BC,AC上的點(diǎn),連接AD,DE,∠B=∠ADE=∠C,AB=5,BC=6.若△CDE為直角三角形,求CD的長;(3)如圖3,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,點(diǎn)A的坐標(biāo)為2,4,點(diǎn)B為平面內(nèi)任一點(diǎn).△AOB是以O(shè)A為斜邊的等腰直角三角形,試直接寫出點(diǎn)B的坐標(biāo).【答案】(1)CD=?(2)3(3)3,1或?1,3【詳解】(1)解:∵∠ABP=∠APC=∠PDC=α,∴∠A+∠APB=∠APB+∠CPD,∴∠A=∠CPD,又∵∠ABP=∠PDC,∴△ABP∽△PDC,∴ABPD即xCD∴CD=?1(2)解:如圖4,當(dāng)∠CED=90°時(shí),∵∠ADE=∠C,∠CAD=∠DAE,∴△ACD∽△ADE,∴∠ADC=∠AED=90°,∵∠B=∠C,∠ADC=90°∴點(diǎn)D為BC的中點(diǎn),∴CD=1如圖5,當(dāng)∠EDC=90°時(shí),∵∠B=∠C,∴∠BAD=∠EDC=90°,過點(diǎn)A作AF⊥BC,交BC于點(diǎn)F,∴BF=12BC=3BD=25∴CD=3.(3)解:分兩種情況:①如圖6所示,過A作AC⊥y軸于D,過B作BE⊥x軸于E,DA與EB相交于C,則∠C=90°,∴四邊形OECD是矩形∵點(diǎn)A的坐標(biāo)為(2,4),∴AD=2,OD=CE=4,∵∠OBA=90°,∴∠OBE+∠ABC=90°,∵∠ABC+∠BAC=90°,∴∠BAC=∠OBE,在△ABC與△BOE中,∠C=∠BEO=90°∠BAC=∠OBE∴△ABC≌△BOE(AAS),∴AC=BE,BC=OE,設(shè)OE=x,則BC=OE=CD=x,∴AC=BE=x-2,∴CE=BE+BC=x-2+x=OD=4,∴x=3,x-2=1,∴點(diǎn)B的坐標(biāo)是(3,1);②如圖7,同理可得,點(diǎn)B的坐標(biāo)(-1,3),綜上所述,點(diǎn)B的坐標(biāo)為(3,1)或(-1,3).【點(diǎn)睛】本題是三角形綜合題目,考查了全等三角形的判定和性質(zhì),等腰三角形的性質(zhì),等腰直角三角形的性質(zhì)等知識(shí);正確的作出輔助線,證明三角形全等是解題的關(guān)鍵.6.(2021上·山東青島·九年級(jí)統(tǒng)考期中)【模型引入】我們在全等學(xué)習(xí)中所總結(jié)的“一線三等角、K型全等”這一基本圖形,可以使得我們在觀察新問題的時(shí)候很迅速地聯(lián)想,從而借助已有經(jīng)驗(yàn),迅速解決問題.【模型探究】如圖,正方形ABCD中,E是對角線BD上一點(diǎn),連接AE,過點(diǎn)E作EF⊥AE,交直線CB于點(diǎn)F.(1)如圖1,若點(diǎn)F在線段BC上,寫出EA與EF的數(shù)量關(guān)系并加以證明;(2)如圖2,若點(diǎn)F在線段CB的延長線上,請直接寫出線段BC,BE和BF的數(shù)量關(guān)系.【模型應(yīng)用】(3)如圖3,正方形ABCD中,AB=4,E為CD上一動(dòng)點(diǎn),連接AE交BD于F,過F作FH⊥AE于F,過H作HG⊥BD于G.則下列結(jié)論:①AF=FH;②∠HAE=45°;③BD=2FG;④△CEH的周長為8.正確的結(jié)論有個(gè).(4)如圖4,點(diǎn)E是正方形ABCD對角線BD上一點(diǎn),連接AE,過點(diǎn)E作EF⊥AE,交線段BC于點(diǎn)F,交線段AC于點(diǎn)M,連接AF交線段BD于點(diǎn)H.給出下列四個(gè)結(jié)論,①AE=EF;②2DE=CF;③S△AEM=S△MCF;④BE=DE+2BF;正確的結(jié)論有個(gè).【模型變式】(5)如圖5,在平面直角坐標(biāo)系中,四邊形OBCD是正方形,且D(0,2),點(diǎn)E是線段OB延長線上一點(diǎn),M是線段OB上一動(dòng)點(diǎn)(不包括點(diǎn)O、B),作MN⊥DM,垂足為M,交∠CBE的平分線與點(diǎn)N,求證:MD=MN(6)如圖6,在上一問的條件下,連接DN交BC于點(diǎn)F,連接FM,則∠FMN和∠NMB之間有怎樣的數(shù)量關(guān)系?請給出證明.【拓展延伸】(7)已知∠MON=90°,點(diǎn)A是射線ON上的一個(gè)定點(diǎn),點(diǎn)B是射線OM上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),且滿足OB>OA.點(diǎn)C在線段OA的延長線上,且AC=OB.如圖7,在線段BO上截取BE,使BE=OA,連接CE.若∠OBA+∠OCE=β,當(dāng)點(diǎn)B在射線OM上運(yùn)動(dòng)時(shí),β的大小是否會(huì)發(fā)生變化?如果不變,請求出這個(gè)定值;如果變化,請說明理由.(8)如圖8,正方形ABCD中,AD=6,點(diǎn)E是對角線AC上一點(diǎn),連接DE,過點(diǎn)E作EF⊥ED,交AB于點(diǎn)F,連接DF,交AC于點(diǎn)G,將△EFG沿EF翻折,得到△EFM,連接DM,交EF于點(diǎn)N,若點(diǎn)F是AB邊的中點(diǎn),則△EDM的面積是.【答案】(1)AE=EF,證明見解析;(2)BE=22(BC?BF);(3)4;(4)3;(5)見解析;(6)∠NMF=∠NMB,證明見解析;(7)β的大小不變,【分析】(1)過點(diǎn)E作YZ⊥AD,交AD于Y,交BC于Z,證明△ZBE是等腰直角三角形,進(jìn)而證明△AEY≌△EFZ,即可證明AE=EF;(2)過E分別向AB,BC作垂線,垂足分別為T,U,證明四邊形TBUE是正方形,證明△TEA≌△UEF,過A作AV⊥BD于V,過F作FW⊥BD的延長線于點(diǎn)W,設(shè)正方形的邊長為a,在Rt△ABD中,求得BD,進(jìn)而求得AV=12BD=22a,證明△AEV≌△EFW(3)①由(1)直接判斷①;根據(jù)△AFH是等腰直角三角形,即可判斷②;過A作AR⊥BD于R,證明△ARF≌△FGH可得AR=FG,進(jìn)而判斷;③過點(diǎn)A作AQ⊥HE于點(diǎn)Q,延長CB至Q,使BP=DE,證明△APH≌△AEH,進(jìn)而可得△CEH的周長為2BC,即可判斷④;(4)①由(1)直接判斷①;過E作PQ//DC,交AD,BC分別為點(diǎn)P,Q,證明△DPE,△EQB是等腰直角三角形,證明Rt△EFQ≌Rt△AEP,進(jìn)而可得DE=2DP=22CF,即可判斷②;過F作KF//PQ交BD于點(diǎn)K,KN⊥PQ于N,可得KB=2BF,由②可知PD=QF(5)在OD上取OH=OM,連接HM,證明△HDM≌△BMN即可;(6)延長BO至點(diǎn)A,使得AO=CF,連接AD,過點(diǎn)M作MP⊥DN于點(diǎn)F,證明△AOD≌△FCD,可得∠CDF=∠ODA,進(jìn)而證明△ADM≌△FDM,由∠NMF+∠FMP=∠NMP=45°,根據(jù)角度的等量換算可得∠NMF=∠MDO,∠NMB=∠MDO,進(jìn)而可得∠NMF=∠NMB;(7)過點(diǎn)C作CF//OB,且CF=OA,連接AF交CE于點(diǎn)G,連接BF,證明△BOA≌△ACF,可得BA=AF,∠1=∠2,進(jìn)而可得∠5=45°,進(jìn)而證明四邊形BECF是平行四邊形,根據(jù)平行線的性質(zhì),三角形的外角的性質(zhì)可得∠7+∠1=45°,即β(8)過E作PQ⊥DC,交DC于P,交AB于Q,連接BE,證明PE=PC,設(shè)PC=x,則PE=x,PD=6?x,EQ=6?x,證明△DEF是等腰直角三角形,證明△DEC≌△BEC,在Rt△DEP中,勾股定理求得DE=3102,進(jìn)而可得EF,過點(diǎn)F作FH⊥AC于點(diǎn)H,證明△DGC∽△FGA,進(jìn)而求得AG=22,進(jìn)而求得GE,在Rt△HGF中,勾股定理求得FG,進(jìn)而求得S△EFG,根據(jù)翻折的性質(zhì)求得S△EFM,根據(jù)【詳解】(1)若點(diǎn)F在線段BC上,AE=EF,理由如下,過點(diǎn)E作YZ⊥AD,交AD于Y,交BC于Z,∵四邊形ABCD是正方形,∴AD=AB=BC,∠DAB=∠ABC=∠C=∠ADC=90°又∵YZ⊥AD∴四邊形ABZY是矩形,∴AY=BZ∵AD=AB,∠BAD=90°∴∠ADB=∠ABD=∠DBC=45°∴△ZBE是等腰直角三角形∴BZ=EZ∵BZ=AY∴ZE=AY∵AE⊥EF∴∠AEY+∠FEZ=90°∵∠AYE=90°∴∠EAY+∠AEY=90°∴∠FEZ=∠EAY∵AD∴YZ⊥BC∴∠AYE=∠EZF=90°在△AEY與△EFZ中,∠FEZ=∠EAY∴△AEY≌△EFZ∴AE=EF(2)若點(diǎn)F在線段CB的延長線上,BE=2過E分別向AB,BC作垂線,垂足分別為T,U,∵四邊形ABCD是正方形,∴AB=AD,∠BAD=90°∴四邊形TBUE是矩形,∴∠ADB=∠ABD=∠DBC=45°∵ET⊥AB,EU⊥BC∴TB=TE,EU=BU,∴四邊形TBUE是正方形∴TE=EU,TE∴∠TEF=∠EFU∵AE⊥EF∴∠TEF+∠AET=90°∵ET⊥AB∴∠EAT+∠AET=90°∴∠TEF=∠EAT∴∠EFU=∠EAT在△TEA與△UEF中∠ATE=∠FUE=90°∴△TEA≌△UEF∴AE=EF過A作AV⊥BD于V,過F作FW⊥BD的延長線于點(diǎn)W,如圖,∵四邊形ABCD是正方形,∴AB=AD,∠BAD=90°∴∠ADB=∠ABD=45°設(shè)正方形的邊長為a,∵AV⊥BD∴AV=BV=VD在Rt△ABD中,BD=A∴AV=∵AE⊥EF,AV⊥EV∴∠AEV+∠EFW=90°,∠AEV+∠EAV=90°∴∠EFW=∠EAV∵FW⊥WD,AV⊥BD∴∠FWE=∠AVE=90°在△AEV和△EFW中∠EFW=∠EAV∴△AEV≌△EFW∴EV=FW∵∠FBW=∠DBC=45°,F(xiàn)W⊥WB∴∠FBW=90°?∠BFW=45°∴∠WFB=∠WBF∴FW=WB∴BF=即BW=∴BW=EV∴BE+BW=BE+EV=BV=AV=∴∵BC=a∴即BE=(3)如圖由(1)可得AF=FH,故①正確,∵AF⊥FH,AF=FH∴△AFH是等腰直角三角形,∴∠HAE=45°故②正確,過A作AR⊥BD于R,∵AD=AB,∠BAD=90°∴AR=BR=DR=∵AR⊥BD,HG⊥BD∴∠ARF=∠FGH=90°∵∠AFR+∠FAR=90°,∠AFR+∠GFH=90°∴∠FAR=∠HFG又∵AF=FH∴△ARF≌△FGH∴AR=FG∴FG=故③正確,如圖,過點(diǎn)A作AQ⊥HE于點(diǎn)Q,延長CB至Q,使BP=DE,∵∠ADE=∠ABP=90°,AB=AD,DE=BP∴△ABP≌△ADE∴∠DAE=∠BAP∵∠EAH=45°,∠DAB=90°∴∠DAE+∠HAB=45°∴∠BAP+∠HAB=45°即∠HAP=∠EAH∵AP=AE,AH=AH∴△APH≌△AEH∴HE=HP∵PH=PB+BH=DE+BH=EH∴△CEH的周長為CE+EH+HC=CE+DE+BH+HC=CD+BC=2BC∵正方形的邊長為4∴△CEH的周長為2BC=8.故④正確,綜上所述,故正確的結(jié)論有①②③④,共計(jì)4個(gè)故答案為:4(4)如圖4,由(1)可得AE=EF,故①正確;如圖,過E作PQ//DC,交AD,BC∵四邊形ABCD是正方形∴∠ADC=∠DCB=90°∵PQ∴∠DPQ=∠PQC=90°∴四邊形PDCQ是矩形同理,四邊形ABQP是矩形,∴DP=CQ,AP=BQ∵∠PDE=∠EBQ=45°∴△DPE,△EQB是等腰直角三角形∴PE=DP,EQ=QB∵四邊形ABQP是矩形∴BQ=AP∴EQ=AP在Rt△EFQ與Rt△AEP中,AE=EF∴Rt△EFQ≌Rt△AEP∴PE=QF∴DP=QF=∵∠PDE=45°,∠DPE=90°∴DE=∴CF=故②正確如圖,過F作KF//PQ交BD于點(diǎn)K,KN⊥PQ則四邊形KNQF是矩形,∴NK=QF∵∠KBF=45°,∠KFB=90°∴KB=由②可知PD=QF∴NK=DP,∠DPE=∠KNE=90°,∠KEN=∠DEP,∴△DPE≌△KNE,∴DE=EK,∴BE=BK+EK=DE+2故④正確;由于M點(diǎn)的位置不確定,無法判斷S△AEM和S綜上所述正確的結(jié)論由①②④,共計(jì)3個(gè);故答案為:3,(5)如圖5,在OD上取OH=OM,連接HM,∵OD=OB,OH=OM∴HD=MB,∠OHM=OMH∴∠DHM=180°?45°=135°∵BN平分∠CBE∴∠NBE=45°∴∠MBN=135°∴∠DHM=∠MBN∵DM⊥MN,∠AOB=90°∴∠DMO+∠NMB=90°∵∠DMO+∠HDM=90°∴∠HDM=∠NMB△HDM與△BMN中∠HDM=∠BMN∴△HDM≌△BMN∴DM=MN(6)如圖6,在上一問的條件下,連接DN交BC于點(diǎn)F,連接FM,∠NMF=∠NMB,理由如下,延長BO至點(diǎn)A,使得AO=CF,連接AD,過點(diǎn)M作MP⊥DN于點(diǎn)F,∵DC=DO,∠DOA=∠DCF=90°,CF=AO∴△AOD≌△FCD∴∠CDF=∠ODA,AD=DF∵DM=MN,DM⊥MN∴∠MDN=45°∵∠CDO=90°∴∠CDF+∠MDO=90°?∠FDM=45°∴∠ODA+ODM=45°=∠ADM∴∠ADM=∠FDM在△ADM與△FDM中,AD=AF∴△ADM≌△FDM∴∠DFM=∠DAM∵M(jìn)P⊥DF∴∠PMF+∠PFM=90°∵∠DAO+∠ADO=90°∴∠PMF=∠ODA∵∠MDO+∠ODA=45°∴∠PMF+∠MDO=45°∵DM=MN,MP⊥DN∴PM=PN∴∠PMN=45°∴∠NMF+∠FMP=∠NMP=45°∴∠NMF=∠MDO∵∠NMB=∠MDO∴∠NMF=∠NMB(7)β的大小不變,β=45°,理由如下,過點(diǎn)C作CF//OB,且CF=OA,連接AF交CE于點(diǎn)G,連接∵CF//∴∠BOA+∠ACF=180°∵∠BOA=90°∴∠ACF=90°∴∠BOA=∠ACF又OB=AC,OA=CF∴△BOA≌△ACF∴BA=AF,∠1=∠2∴∠4=∠5∵∠1+∠3=90°∴∠2+∠3=90°∴∠BAF=180°?(∠2+∠3)=90°∴∠5=45°∵∠1+∠7=∠2+∠7=∠6∵BE∴四邊形BECF是平行四邊形∴BF∴∠5=∠6=45°∴∠7+∠1=45°即β=(8)如圖,過E作PQ⊥DC,交DC于P,交AB于Q,連接BE,∵DC⊥AB∴PQ⊥AB∵四邊形ABCD是正方形,∴∠ACD=45°,△PEC是等腰直角三角形,∴PE=PC設(shè)PC=x,則PE=x,PD=6?x,EQ=6?x∴PD=EQ∵∠DPE=∠EQF=90°,∠PED=∠EFQ∴△DPE≌△EQF∴DE=EF∵DE⊥EF∴△DEF是等腰直角三角形∵DC=BC,∠DCE=∠BCE=45°,CE=CE∴△DEC≌△BEC∴DE=BE∴EF=BE∵EQ⊥FB∴FQ=BQ=∵AB=AD=6,F是AB的中點(diǎn)∴BF=3∴FQ=BQ=PE=∴CE=在Rt△DEP中,DE=∴EF=DE=過點(diǎn)F作FH⊥AC于點(diǎn)H,如圖,∵AD=CD=6∴AC=6∵DC∴△DGC∽△FGA∴CG∴CG=2AG∴AG=2∴GE=AC?AG?CE=62∵∠FAC=45°,HF⊥AC∴∠FAC=∠AFH=45°∵AF=3∴AH=HF=∴HG=在Rt△HGF中,F(xiàn)G=∴∵將△EFG沿EF翻折,得到△EFM,∴S△EFM∴∠DFM=90°∵DF=∴∵S△EDM=∴S故答案為:15【點(diǎn)睛】本題考查了四邊形綜合題,全等三角形的性質(zhì)與判定,勾股定理,相似三角形的性質(zhì)與判定,等腰三角形的性質(zhì),正方形的性質(zhì),添加輔助線,構(gòu)造全等是解題的關(guān)鍵.7.(2022上·吉林長春·七年級(jí)長春市第四十五中學(xué)??计谥校┩ㄟ^對數(shù)學(xué)模型“K字”模型或“一線三等角”模型的研究學(xué)習(xí),解決下列問題:[模型呈現(xiàn)]如圖1,∠BAD=90°,AB=AD,過點(diǎn)B作BC⊥AC于點(diǎn)C,過點(diǎn)D作DE⊥AC于點(diǎn)E.求證:BC=AE.[模型應(yīng)用]如圖2,AE⊥AB且AE=AB,BC⊥CD且BC=CD,請按照圖中所標(biāo)注的數(shù)據(jù),計(jì)算圖中實(shí)線所圍成的圖形的面積為________________.[深入探究]如圖3,∠BAD=∠CAE=90°,AB=AD,AC=AE,連接BC,DE,且BC⊥AF于點(diǎn)F,DE與直線AF交于點(diǎn)G.若BC=21,AF=12,則△ADG的面積為_____________.【答案】[模型呈現(xiàn)]見解析;[模型應(yīng)用]50;[深入探究]63【分析】[模型呈現(xiàn)]證明△ABC≌△DAE,根據(jù)全等三角形的對應(yīng)邊相等得到BC=AE;[模型應(yīng)用]根據(jù)全等三角形的性質(zhì)得到AP=BG=3,AG=EP=6,CG=DH=4,CG=BG=3,根據(jù)梯形的面積公式計(jì)算,得到答案;[深入探究]過點(diǎn)D作DP⊥AG于P,過點(diǎn)E作EQ⊥AG交AG的延長線于Q,根據(jù)全等三角形的性質(zhì)得到DP=AF=12,EQ=AF=12,AP=BF,AQ=CF,證明△DPG≌△EQG,得到PG=GQ.,進(jìn)而求出AG,根據(jù)三角形的面積公式計(jì)算即可.【詳解】[模型呈現(xiàn)]證明:∵∠BAD=90°,∴∠BAC+∠DAE=90°,∵BC⊥AC,DE⊥AC,∴∠ACB=∠DEA=90°,∴∠BAC+∠ABC=90°,∴∠ABC=∠DAE,在△ABC和△DAE中,∠ABC=∠DAE∠ACB=∠DAE∴△ABC≌△DAE(AAS∴BC=AE;[模型應(yīng)用]解:由[模型呈現(xiàn)]可知,△AEP≌△BAG,△CBG≌△DCH,∴AP=BG=3,AG=EP=6,CG=DH=4,CG=BG=3,則S實(shí)線圍成的圖形故答案為:50;[深入探究]過點(diǎn)D作DP⊥AG于P,過點(diǎn)E作EQ⊥AG交AG的延長線于Q,由[模型呈現(xiàn)]可知,△AFB≌△DPA,△AFC≌△EQA,∴DP=AF=12,EQ=AF=12,AP=BF,AQ=CF,在△DPG和△EQG中,∠DPG=∠EQG∠DGP=∠EGQ∴△DPG≌△EQG(AAS∴PG=GQ,∵BC=21,∴AQ+AP=21,∴AP+AP+PG+PG=21,∴AG=AP+PG=10.5,∴S△ADQ故答案為:63.【點(diǎn)睛】本題考查的是全等三角形的判定和性質(zhì)、三角形的面積計(jì)算,熟記三角形確定的判定定理是解題的關(guān)鍵.8.(2020上·河南安陽·八年級(jí)統(tǒng)考期末)(1)如圖①.已知:在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,直線m經(jīng)過點(diǎn)A,BD⊥直線m,CE⊥直線m,垂足分別為點(diǎn)D、E.則線段DE、BD與CE之間的數(shù)量關(guān)系是______;
(2)如圖②,將(1)中的條件改為:在△ABC中,AB=AC,D,A,E三點(diǎn)都在直線m上,并且有∠BDA=∠AEC=∠BAC=α,其中α為任意銳角或鈍角.請問:(1)中的結(jié)論是還否成立?如成立,請你給出證明;若不成立,請說明理由.(3)拓展與應(yīng)用:如圖③,D,E是D,A,E三點(diǎn)所在直線m上的兩動(dòng)點(diǎn)(D,A,E三點(diǎn)互不重合),點(diǎn)F為∠BAC平分線上的一點(diǎn),且△ABF和△ACF均為等邊三角形,連接BD、CE.若∠BDA=∠AEC=∠BAC,試判斷△DEF的形狀,并說明理由.【答案】(1)DE=BD+CE;(2)成立,證明見解析;(3)等邊三角形,理由見解析【分析】(1)根據(jù)垂直的定義得到∠BDA=∠CEA=90°,根據(jù)等角的余角相等得到∠CAE=∠ABD,根據(jù)“AAS”證明△ADB≌△CEA,根據(jù)全等三角形的性質(zhì)得到AE=BD,AD=CE,結(jié)合圖形得到DE=BD+CE;(2)根據(jù)∠BDA=∠AEC=∠BAC,得到∠ABD=∠CAE,由AAS定理證明△ADB≌△CEA,根據(jù)全等三角形的性質(zhì)得到BD=AE,DA=CE,得出結(jié)論;(3)根據(jù)△ADB≌△CEA,得到BD=AE,∠DBA=∠CAE,證明△DBF≌△EAF(SAS),得到DF=EF,∠BFD=∠AFE,求出【詳解】解:(1)DE=BD+CE.理由:如圖1,∵BD⊥直線m,CE⊥直線m,∴∠BDA=∠CEA=90°,∵∠BAC=90°,∴∠BAD+∠CAE=90°,∵∠BAD+∠ABD=90°,∴∠CAE=∠ABD,在△ADB和△CEA中,∠ABD=∠CAE∠ADB=∠CEA=90°∴△ADB≌△CEA(AAS∴AE=BD,AD=CE,∴DE=AE+AD=BD+CE;(2)(1)中結(jié)論成立,理由如下:如圖2,∵∠BDA=∠BAC=α,∴∠DBA+∠BAD=∠BAD+∠CAE=180°?α,∴∠DBA=∠CAE,在△ADB和△CEA中,∠DBA=∠CAE∠BDA=∠AEC∴△ADB≌△CEA(AAS∴AE=BD,AD=CE,∴DE=AE+AD=BD+CE;(3)結(jié)論:△DEF是等邊三角形.理由:如圖3,由(2)可知,△ADB≌△CEA,∴BD=AE,∠DBA=∠CAE,∵△ABF和△ACF均為等邊三角形,∴∠ABF=∠CAF=60°,BF=AF,∴∠DBA+∠ABF=∠CAE+∠CAF,即∠DBF=∠EAF,在△DBF和△EAF中,F(xiàn)B=FA∠DBF=∠EAF∴△DBF≌△EAF(SAS∴DF=EF,∠BFD=∠AFE,∴∠DFE=∠DFA+∠AFE=∠DFA+∠BFD=60°,∴△DEF為等邊三角形.【點(diǎn)睛】本題考查的是全等三角形的判定與性質(zhì)以及等邊三角形的判定與性質(zhì),掌握全等三角形的判定定理和性質(zhì)定理是解題的關(guān)鍵.9.(2023上·湖南長沙·八年級(jí)統(tǒng)考階段練習(xí))如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)Ba,b(1)若a、b滿足等式a+32+b?2(2)如圖1,在(1)的條件下,動(dòng)點(diǎn)C以每秒2個(gè)單位長度的速度從O點(diǎn)出發(fā),沿x軸的負(fù)半軸方向運(yùn)動(dòng),同時(shí)動(dòng)點(diǎn)A以每秒1個(gè)單位長度的速度從O點(diǎn)出發(fā),沿y軸的正半軸方向運(yùn)動(dòng),設(shè)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t秒,當(dāng)t為何值時(shí),△ABC是AB為斜邊的等腰直角三角形;(3)如圖2,C、A分別是x軸負(fù)半軸和y軸上正半軸上一點(diǎn),且△ABC是以AB為斜邊的等腰直角三角形,若E是線段OC上一點(diǎn),連接BE交AC于點(diǎn)D,連接AE,當(dāng)AE=CE,∠OAE=45°,①求證:BE平分∠ABC;②設(shè)BD的長為a,△ADB的面積為S.請用含a的式子表示【答案】(1)B(2)當(dāng)t=1時(shí),△ABC是以AB為斜邊的等腰直角三角形(3)①見解析;②S【分析】(1)根據(jù)絕對值和偶次方的性質(zhì)得出a+3=0,b?2=0,進(jìn)而求出a、b的值,即可解答;(2)過B作BH⊥x軸于點(diǎn)H,設(shè)OA=t,OC=2t,證明△AOC≌△CHB(AAS)(3)①過點(diǎn)E作EM⊥AB于M,EN⊥BC交BC延長線于N,過點(diǎn)B作BF⊥x軸于F,先證△AEM≌△CEN(AAS)②延長AE、BC相交于點(diǎn)P,證明∠BEA=90°,AE=12AP,再證△BCD≌△ACP【詳解】(1)解:∵(a+3)2+|b?2|=0∴a+3=0,b?2=0,∴a=?3,b=2,∴B?3,2(2)解:過B作BH⊥x軸于點(diǎn)H,
∵B?3,2∴BH=2,由題意得OA=t,OC=2t,∵△ACB是以AB斜邊的等腰直角三角形∴AC=BC,∠ACB=90°,∴∠BCH+∠ACB=90°,∵BH⊥x軸,∴∠OHB=90°,∴∠BCH+∠HBC=90°,∴∠ACB=∠HBC,∴∠AOC=∠CHB=90°,在△AOC與△CHB中,∠ACO=∠HCB∠AOC=∠HCB∴△AOC≌△CHB(∴OC=BH,∴t=1,∴當(dāng)t=1時(shí),△ABC是以AB為斜邊的等腰直角三角形;(3)①解:過點(diǎn)E作EM⊥AB于M,EN⊥BC交BC延長線于N,過點(diǎn)B作BF⊥x軸于F,∴∠EMA=∠ENC=90°,由(2)可知,∠BCF=∠CAO,∵∠ECN=∠BCF,∴∠ECN=∠CAO,∵△ABC是以AB為斜邊的等腰直角三角形,∴∠BAC=45°,∵∠OAE=45°,∴∠BAC+∠CAE=∠EAO+∠CAE,即∠BAE=∠CAO,∵∠ECN=∠CAO,∴∠ECN=∠BAE,在△AEM和△CEN中,∠MAE=∠ECN∠AME=∠CNE∴△AEM≌△CEN∴EM=EN,∴BE平分∠ABC;②解:如圖,延長AE、BC相交于點(diǎn)P,∵∠ACB=90°,∴∠ACP=90°∴∠CAE+∠APC=90°,∠PCE+∠ACE=90°,∵AE=CE∴∠CAE=∠ACE∴∠APC=∠PCE∴CE=PE∴PE=AE,AE=∵BE平分∠ABC∴BE⊥AP∴∠BEA=90°,∴∠CAE+∠ADE=90°,∠CBD+∠BDC=90°∵∠BDC=∠ADE∴∠CAE=∠CBD在△BCD和△ACP中,∠CBD=∠CAEBC=AC∴△BCD≌△ACP(ASA∴BD=AP=a,∴AE=1∴SΔ【點(diǎn)睛】本題考點(diǎn)涉及絕對值的性質(zhì),平面直角坐標(biāo)系,等腰三角形的性質(zhì)和判定,三線合一,角平分線定理,全等三角形的判定與性質(zhì),所涉知識(shí)點(diǎn)較多,難度較大,屬于壓軸題,掌握“一線三垂直”模型,作出輔助線是解題的關(guān)鍵.10.(2022上·江蘇南京·八年級(jí)??茧A段練習(xí))已知,在△ABC中,AB=AC,D,A,E三點(diǎn)都在直線
(1)如圖①,若AB⊥AC,則BD與AE的數(shù)量關(guān)系為___________,CE與AD的數(shù)量關(guān)系為___________;(2)如圖②,判斷并說明線段BD,CE與DE的數(shù)量關(guān)系;(3)如圖③,若只保持∠BDA=∠AEC,BD=EF=7cm,點(diǎn)A在線段DE上以2cm/s的速度由點(diǎn)D向點(diǎn)E運(yùn)動(dòng),同時(shí),點(diǎn)C在線段EF上以xcm/s的速度由點(diǎn)E向點(diǎn)F運(yùn)動(dòng),它們運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t(s).是否存在x,使得△ABD與【答案】(1)BD=AE(2)DE=BD+CE(3)t=1,x=2【分析】(1)利用平角的定義和三角形內(nèi)角和定理得∠CAE=∠ABD,再利用AAS證明△ABD≌△CAE,(2)由(1)同理可得△ABD≌△CAE,得(3)分△DAB≌△ECA或【詳解】(1)解:∵∠BDA=∠AEC=∠BAC,∴∠BAD+∠CAE=∠BAD+∠ABD,∴∠CAE=∠ABD,∵∠BDA=∠AEC,∴△ABD≌∴BD=AE,故答案為:BD=AE,(2)DE=BD+CE,由(1)同理可得△ABD≌∴BD=AE,∴DE=BD+CE;(3)存在,當(dāng)△DAB≌∴AD=CE=2cm,BD=AE=7cm,∴t=1,此時(shí)x=2;當(dāng)△DAB≌∴AD=AE=4.5cm,DB=EC=7cm,∴t=AD2=綜上:t=1,x=2或【點(diǎn)睛】本題是三角形綜合題,主要考查了全等三角形的判定與性質(zhì),熟練掌握一線三等角基本模型是解題的關(guān)鍵,同時(shí)滲透了分類討論的數(shù)學(xué)思想.題型02手拉手模型【模型介紹】兩個(gè)頂角相等的等腰三角形共用頂角頂點(diǎn),分別連接對應(yīng)的兩底角頂點(diǎn),從而可以得到一個(gè)經(jīng)典的全等模型.因?yàn)轫旤c(diǎn)相連的四條邊,形象可以看作兩雙手,通常稱為“手拉手模型”.文字說明:1)點(diǎn)A為共用頂角頂點(diǎn),看作頭2)線段AB、AC為等腰?ABC的兩腰,看作兩條手臂線段AM、AN為等腰?AMN的兩腰,看作兩條手臂3)點(diǎn)B與點(diǎn)M看作左手,線段BM看作左手拉左手點(diǎn)C與點(diǎn)N看作右手,線段CN看作右手拉右手解題步驟:①找共用頂點(diǎn),確定“四只手”;②連接對應(yīng)端點(diǎn);③SAS證明全等.已知圖示結(jié)論(性質(zhì))如圖,直線AB的同一側(cè)作?ABC和?AMN都為等邊三角形(A、B、N三點(diǎn)共線),連接BM、CN,兩者相交于點(diǎn)E1)?ABM≌?ACN2)BM=CN3)∠MEN=∠2=60°(拉手線的夾角等于頂角)4)?ANF≌?AMD5)?AFC≌?ADB6)連接DF,DF∥BN7)連接AE,AE平分∠BEN8)存在3組四點(diǎn)共圓9)EN=EM+EA,EB=EC+EA,EA=ED+EF如圖,?ABC和?AMN都為等邊三角形(A、B、N三點(diǎn)不共線),連接BM、CN,兩者相交于點(diǎn)O1)?ABM≌?ACN2)BM=CN3)∠MON=60°(拉手線的夾角等于頂角)4)連接AO,AO平分∠BON5)存在2組四點(diǎn)共圓6)ON=OM+OA,OB=OC+OA如圖,四邊形ABCD和四邊形AEFG為正方形,連接EB和GD,兩者交于點(diǎn)O1)?AGD≌?AEB2)GD=EB3)GD⊥EB4)AO平分∠EOD11.(2023·安徽黃山·??家荒#┮阎鰽BC和△ADE均為等腰直角三角形,△ADE繞點(diǎn)A逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一周.
(1)如圖1,連接BD,CE,則BD與CE的數(shù)量關(guān)系為_______;直線BD與CE所夾角的度數(shù)為_______.(2)當(dāng)△ADE旋轉(zhuǎn)至如圖2所示的位置時(shí),取BC,DE的中點(diǎn)M,N,連接MN,BD.試問:MNBD的值是否隨△ADE(3)M,N分別為BC,DE的中點(diǎn),連接MN.若AB=310,AD=6,當(dāng)△ADE旋轉(zhuǎn)至B,D,E三點(diǎn)在同一條直線上時(shí),請直接寫出MN【答案】(1)BD=CE,直線BD與CE所夾角的度數(shù)為:90°;(2)不變,MNBD(3)MN=3或9.【分析】(1)根據(jù)△ABC和△ADE均為等腰直角三角形,得AB=AC,AD=AE,∠BAC=DAE=90°,根據(jù)全等三角形的判定和性質(zhì),得△ABD?△ACE,延長BD交CE于點(diǎn)F,根據(jù)三角形的外角和,即可求出直線BD與CE所夾角的度數(shù);(2)連接AN,AM;根據(jù)等腰三角形的性質(zhì),三線合一,得AN⊥ED,AM⊥BC,根據(jù)sin∠ABC=AMAB=2(3)根據(jù)當(dāng)△ADE旋轉(zhuǎn)至B,D,E三點(diǎn)在同一條直線上時(shí),分類討論:①當(dāng)D在B,E之間;②①當(dāng)E在B,D之間,根據(jù)等腰三角形的性質(zhì),勾股定理,依次求出AN,BN,BD,再根據(jù)MMBD是定值,即可求出MN【詳解】(1)∵△ABC和△ADE均為等腰直角三角形,∴AB=AC,AD=AE,∠BAC=DAE=90°,∴∠BAD+∠DAC=∠DAC+∠EAC,∴∠BAD=∠EAC,∴△ABD?△ACE,∴BD=CE,∠ABD=∠ACE,延長BD交CE于點(diǎn)F,交AC于點(diǎn)H,∵∠AHF=∠BHC,∴∠ABD+∠BAC=∠ACE+∠BFC,∴∠BAC=∠BFC=90°,∴直線BD與CE所夾角的度數(shù)為:90°.
(2)不變,理由如下:連接AN,AM∵△ABC和△ADE均為等腰直角三角形,點(diǎn)M,N是BC,DE的中點(diǎn),∴AM⊥BC,∠BAM=∠CAM=45°,AN⊥DE,∠EAN=∠DAN=45°;∵sin∠ABM=sin∴AMAB∵∠BAD=∠BAC+∠DAC=90°+∠DAC,∠MAN=∠MAC+∠DAC+∠DAN=45°+∠DAC+45°=90°+∠DAC,∴∠BAD=∠MAN,∴△BAD~△MAN,∴MNBD
(3)如圖:連接AM,AN,①當(dāng)D在B,E之間,∵△ABC和△ADE均為等腰直角三角形,點(diǎn)M,N是BC,DE的中點(diǎn)∴AN⊥ED,ND=AN,∴A∵AB=310,AD=6∴DN=AN=32∵BN∴BN=62∴BD=BN?DN=62∵M(jìn)NBD∴MN=3;
②當(dāng)E在B,D之間,同理得:DN=AN=32,BN=62,∴MNBD∴MN=9,∴MN=3或9.
【點(diǎn)睛】本題考查等腰三角形,相似三角形,全等三角形的綜合,解題的關(guān)鍵是掌握等腰三角形的性質(zhì):三線合一,相似三角形的判定和性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì),銳角三角形函數(shù)的運(yùn)用.12.(2023下·江西撫州·九年級(jí)??茧A段練習(xí))在△ABC中,AB=AC,∠BAC=α,點(diǎn)P是平面內(nèi)不與點(diǎn)A,C重合的任意一點(diǎn),連接PC,將線段PC繞點(diǎn)P旋轉(zhuǎn)α得到線段PD,連接AP、CD、BD.
(1)當(dāng)α=60°時(shí),①如圖1,當(dāng)點(diǎn)P在△ABC的邊BC上時(shí),線段PC繞點(diǎn)P順時(shí)針旋轉(zhuǎn)α得到線段PD,則AP與BD的數(shù)量關(guān)系是_______________;②如圖2,當(dāng)點(diǎn)P在△ABC內(nèi)部時(shí),線段PC繞點(diǎn)P順時(shí)針旋轉(zhuǎn)α得到線段PD,①中AP與BD的數(shù)量關(guān)系還成立嗎?若成立,請證明結(jié)論,若不成立,說明理由;(2)當(dāng)α=90°時(shí),①如圖3,線段PC繞點(diǎn)P順時(shí)針旋轉(zhuǎn)α得到線段PD.試判斷AP與BD的數(shù)量關(guān)系,并說明理由;②若點(diǎn)A,C,P在一條直線上,且AC=3PC,線段PC繞點(diǎn)P逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)α得到線段DP,求BDAP【答案】(1)①AP=BD;②成立,證明見解析;(2)①BD=2AP,理由見解析;②5【分析】(1)①根據(jù)旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)和等邊三角形的判定,易證△ABC和△CPD是等邊三角形,得到AC=BC,CP=CD,∠ACB=∠PCD=60°,再利用“SAS”證明△APC≌△BDC,即可得到AP與BD的數(shù)量關(guān)系;②由①可知,△ABC和△CPD是等邊三角形,進(jìn)而證明△APC≌△BDCSAS,得到AP=BD(2)①根據(jù)旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)和等腰直角三角形的判定,易證△ABC和△CPD是等腰直角三角形,得到BC=2AC,CD=2PC,∠ACB=∠PCD,進(jìn)而得到BCAC=CDPC=2,②設(shè)PC=a,則AC=3a,根據(jù)等腰直角的性質(zhì),得到BC2=18a2,∠ACB=45°,分兩種情況討論:點(diǎn)P在AC上和點(diǎn)P【詳解】(1)解:①∵AB=AC,∠BAC=α=60°,∴△ABC是等邊三角形,∴AC=BC,∠ACB=60°,∵線段PC繞點(diǎn)P旋轉(zhuǎn)α得到線段PD,∴PC=PD,∠CPD=α=60°,∴△CPD是等邊三角形,∴CP=CD,∠PCD=60°,∴∠ACB=∠PCD,在△APC和△BDC中,AC=BC∠ACP=∠BCD∴△APC≌△BDCSAS∴AP=BD,故答案為:AP=BD;②成立,理由如下:由①可知,△ABC和△CPD是等邊三角形,∴AC=BC,CP=CD,∠ACB=∠PCD=60°,∴∠ACB?∠PCB=∠PCD?∠PCB,∴∠ACP=∠BCD,在△APC和△BDC中,AC=BC∠ACP=∠BCD∴△APC≌△BDCSAS∴AP=BD;(2)解:①BD=2∵AB=AC,∠BAC=α=90°,∴△ABC是等腰直角三角形,∴BC=AB2∵線段PC繞點(diǎn)P旋轉(zhuǎn)α得到線段PD,∴PC=PD,∠CPD=α=90°,∴△CPD是等腰直角三角形,∴CD=PC∴BCAC=∴∠ACB+∠ACD=∠PCD+∠ACD,∴∠BCD=∠ACP,∴△BCD∽△ACP,∴BD∴BD=2②∵AC=3PC,∴設(shè)PC=a,則AC=3a,∵AB=AC,∠BAC=α=90°,∴△ABC是等腰直角三角形,∴BC2=A如圖,當(dāng)點(diǎn)P在AC上時(shí),此時(shí)AP=AC?PC=3a?a=2a,
由旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)可知,△CPD是等腰直角三角形,∴PC=PD=a,∠PCD=45°,∴CD2=P由勾股定理得:BD=B∴BD如圖,當(dāng)點(diǎn)P在AC的延長線上時(shí),此時(shí)AP=AC+PC=3a+a=4a,
同理可知,CD2=2由勾股定理得:BD=B∴BD綜上可知,BDAP的值為5或5【點(diǎn)睛】本題考查了旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì),等邊三角形的判定和性質(zhì),等腰直角三角形的判定和性質(zhì),勾股定理等知識(shí),利用分類討論的思想,熟練掌握手拉手—旋轉(zhuǎn)型全等是解題關(guān)鍵.13.(2023·河南洛陽·統(tǒng)考模擬預(yù)測)綜合與實(shí)踐綜合與實(shí)踐課上,數(shù)學(xué)研究小組以“手拉手圖形”為主題開展數(shù)學(xué)活動(dòng)兩個(gè)頂角相等的等腰三角形,如果具有公共的頂角的頂點(diǎn),并把它們的底角頂點(diǎn)連接起來,則形成一組全等的三角形,把具有這個(gè)規(guī)律的圖形稱為“手拉手”圖形.
(1)操作判斷
已知點(diǎn)C為△ABC和△CDE的公共頂點(diǎn),將△CDE繞點(diǎn)C順時(shí)針旋轉(zhuǎn)α0°<a<360°,連接BD,AE,如圖1,若△ABC和△CDE①線段BD與線段AE的數(shù)量關(guān)系是________;②直線BD與直線AE相交所夾銳角的度數(shù)是________;(2)遷移探究
如圖2,若∠ABC=∠EDC=90°,∠BAC=∠DEC=30°,其他條件不變,則(1)中的結(jié)論是否都成立?請說明理由;(3)拓展應(yīng)用:如圖3,若∠BAC=∠DEC=90°,AB=AC,CE=DE,BC=2CD=42,當(dāng)點(diǎn)B,D,E三點(diǎn)共線時(shí),請直接寫出BD【答案】(1)①BD=AE;②60°(2)①不成立,理由見解析;②成立,理由見解析(3)27?2【分析】(1)設(shè)直線BD交直線AE于點(diǎn)F.由等邊三角形的性質(zhì)可得出AC=BC,DC=EC,∠ACB=∠ECD=60°.進(jìn)而可求出∠BCD=∠ACE,即可證∴△BCD?△ACE,從而得出結(jié)論BD=AE.再根據(jù)∠DBC+∠ACB=∠EAC+∠F,即得出答案;(2)由題意得出BCAC=CDCE=12,∠BCD=∠ECA(3)分類討論:當(dāng)點(diǎn)D落在線段BE上時(shí)和當(dāng)點(diǎn)E落在線段BD上時(shí),分別畫出圖形,根據(jù)等腰直角三角形的性質(zhì)結(jié)合勾股定理即可解答.【詳解】(1)解:①如圖1,設(shè)直線BD交直線AE于點(diǎn)F.
∵△ABC和△CDE都是等邊三角形,∴AC=BC,DC=EC,∠ACB=∠ECD=60°.∴∠BCD=∠ACE.在△BCD和△ACE中,AB=AC∠BCD=∠ACE∴△BCD?△ACESAS∴BD=AE;②∵△BCD?△ACE,∴∠DBC=∠EAC,∴∠DBC+∠ACB=∠EAC+∠F,∴∠F=∠ACB=60°;故答案為:BD=AE;60°;(2)不成立,理由如下:如圖2,
延長BD交AE的延長線于點(diǎn)F.∵∠ABC=∠EDC=90°,∠ACB=∠ECD=60°,∴BCAC=CD∴△BCD∽△ACE,∴BDAE∴AE=2BD;②成立,理由如下:∵△BCD∽△ACE,∴∠DBC=∠EAC,∴∠DBC+∠ACB=∠EAC+∠F.∴∠F=∠ACB=60°;(3)①如圖3,當(dāng)點(diǎn)D落在線段BE上時(shí).
∵∠BAC=∠DEC=90°,∠ACB=∠ECD=45°,BC=2CD=42∴BC=2AC=42∴AC=4,CE=2.∵∠E=90°∴BE=B∴BD=BE?DE=27②如圖4,當(dāng)點(diǎn)E落在線段BD上時(shí),
同理可得,BD=BE+DE=27綜上所述,BD的長為27?2或【點(diǎn)睛】本題考查旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),三角形全等的判定和性質(zhì),三角形相似的判定和性質(zhì),等腰直角三角形的性質(zhì),勾股定理等知識(shí).正確作出輔助線構(gòu)造全等或相似三角形是解題關(guān)鍵.14.(2023·河南鄭州·鄭州市第八中學(xué)校考二模)由兩個(gè)頂角相等且有公共頂角頂點(diǎn)的特殊多邊形組成的圖形,如果把它們的底角頂點(diǎn)連接起來,則在相對位置變化的過程中,始終存在一對全等三角形,我們把這種模型稱為“手拉手模型”.
(1)【問題發(fā)現(xiàn)】如圖1所示,兩個(gè)等腰直角三角形△ABC和△ADE中,AB=AC,AE=AD,∠BAC=∠DAE=90°,連接BD、CE,兩線交于點(diǎn)P,BD和CE的數(shù)量關(guān)系是;BD和CE的位置關(guān)系是;(2)【類比探究】如圖2所示,點(diǎn)P是線段AB上的動(dòng)點(diǎn),分別以AP、BP為邊在AB的同側(cè)作正方形APCD與正方形PBEF,連接DE分別交線段BC、PC于點(diǎn)M、N.①求∠DMC的度數(shù);②連接AC交DE于點(diǎn)H,直接寫出DHBC(3)【拓展延伸】如圖3所示,已知點(diǎn)C為線段AE上一點(diǎn),AE=6,△ABC和△CDE為AE同側(cè)的兩個(gè)等邊三角形,連接BE交CD于N,連接AD交BC于M,連接MN,直接寫出線段MN的最大值.【答案】(1)BD=CE,BD⊥CE(2)①45°;②2(3)3【分析】(1)證明△ABD≌△ACE(SAS),即可得到BD=CE(2)①連接AF、PE、PD,證明△APF≌△CPB(SAS),再證明△DPE∽△APF,即可得出結(jié)果;②證明△DCH∽△ACF(3)證明△CMN為等邊三角形,就有MN=CN,由條件可以得出CD∥AB,即有△CEN∽△AEB,可得CNAB=CEAE,設(shè)CE為x,則有AC=AB=6?x,用相似三角形的性質(zhì)把CN用含【詳解】(1)∵∠BAC=∠DAE=90°,∴∠BAD=∠CAE,∠ADE+∠AED=90°,又∵AB=AC,AE=AD,∴△ABD≌△ACE(∴BD=CE,∠AEC=∠ADB,∵∠CPD=∠CED+∠EDP=∠AEC+∠AED+∠EDP,∴∠CPD=∠ADB+∠AED+∠EDP=∠ADE+∠AED=90°,∴BD⊥CE,故答案為:BD=CE,BD⊥CE;(2)①連接AF、PE、PD,AC
∵四邊形APCD和四邊形PBEF是正方形,∴AP=CP,PB=PF,∠APC=∠CPB=90°,∠DPC=∠FPE=45°,DP=2AP,∴∠DPE=90°,△APF≌△CPB(∴∠BCP=∠PAF,BC=AF,∵DPAP=2∴△DPE∽△APF,∴∠PCB=∠PDE,∵∠DNC=∠CPD+∠PDE=∠DMC+∠PCB,∴∠DMC=∠DPC=45°;②∵∠PDC=∠PAC=45°,∠PDE=∠PCB=∠PAF,∴∠CAF=∠CDH,又∵∠ACF=∠DCH=45°,∴△DCH∽△ACF,∴DHAF∵BC=AF,∴DHBC(3)∵△ABC和△CDE為等邊三角形,∴BC=AC,DC=EC,∠ACB=∠DCE=60°.∴∠ACB+∠BCD=∠DCE+∠BCD,即∠ACD=∠BCE.∴△ACD≌△BCE(∴∠EAD=∠CBE,∵∠ACB+∠BCD+∠DCE=180°,∠ACB=∠DCE=60°,∴∠BCD=60°,∴∠ACB=∠BCD,∴△BCN≌△ACM(∴CM=CN,又∵∠BCD=60°,∴△CMN是等邊三角形.∴CN=MN,∵∠ACB=∠DCE=60°,∴CD∥AB,∴△CEN∽△AEB,∴CNAB設(shè)CE為x,則有AC=AB=6?x,∴CN6?x∴CN=x?1∴CN=x?1∴當(dāng)x=3時(shí),NC有最大值是32即點(diǎn)C在AE的中點(diǎn)時(shí),線段MN最大,最大值是32【點(diǎn)睛】本題考查了等腰直角三角形的性質(zhì),正方形的性質(zhì),等邊三角形的性質(zhì),相似三角形的判定與性質(zhì),全等三角形的判定與性質(zhì),勾股定理以及二次函數(shù)的最值的運(yùn)用.在解答的過程中書寫全等三角形時(shí)對應(yīng)頂點(diǎn)的字母要寫在對應(yīng)的位置上,靈活運(yùn)用頂點(diǎn)式求最值.15.(2022·青?!そy(tǒng)考中考真題)兩個(gè)頂角相等的等腰三角形,如果具有公共的頂角的頂點(diǎn),并把它們的底角頂點(diǎn)連接起來,則形成一組全等的三角形,把具有這個(gè)規(guī)律的圖形稱為“手拉手”圖形.(1)問題發(fā)現(xiàn):如圖1,若△ABC和△ADE是頂角相等的等腰三角形,BC,DE分別是底邊.求證:BD=CE;
圖1(2)解決問題:如圖2,若△ACB和△DCE均為等腰直角三角形,∠ACB=∠DCE=90°,點(diǎn)A,D,E在同一條直線上,CM為△DCE中DE邊上的高,連接BE,請判斷∠AEB的度數(shù)及線段CM,AE,BE之間的數(shù)量關(guān)系并說明理由.
圖2【答案】(1)見解析(2)∠DCE=90°;AE=AD+DE=BE+2CM【分析】(1)先判斷出∠BAD=∠CAE,進(jìn)而利用SAS判斷出△BAD≌△CAE,即可得出結(jié)論;(2)同(1)的方法判斷出△BAD≌△CAE,得出AD=BE,∠ADC=∠BEC,最后用角的差,即可得出結(jié)論.【詳解】(1)證明:∵△ABC和△ADE是頂角相等的等腰三角形,∴AB=AC,AD=AE,∠BAC=∠DAE,∴∠BAC?∠CAD=∠DAE?∠CAD,∴∠BAD=∠CAE.在△BAD和△CAE中,AB=AC∠BAD=∠CAE∴△BAD≌△CAESAS∴BD=CE.(2)解:∠AEB=90°,AE=BE+2CM,理由如下:由(1)的方法得,△ACD≌△BCE,∴AD=BE,∠ADC=∠BEC,∵△CDE是等腰直角三角形,∴∠CDE=∠CED=45°,∴∠ADC=180°?∠CDE=135°,∴∠BEC=∠ADC=135°,∴∠AEB=∠BEC?∠CED=135°?45°=90°.∵CD=CE,CM⊥DE,∴DM=ME.∵∠DCE=90°,∴DM=ME=CM,∴DE=2CM.∴AE=AD+DE=BE+2CM.【點(diǎn)睛】此題是三角形綜合題,主要考查了全等三角形的判定和性質(zhì),等腰三角形,等邊三角形,等腰直角三角形的性質(zhì),判斷出△ACD≌△BCE是解本題的關(guān)鍵.16.(2019·山東濟(jì)寧·統(tǒng)考三模)背景材料:在學(xué)習(xí)全等三角形知識(shí)時(shí),數(shù)學(xué)興趣小組發(fā)現(xiàn)這樣一個(gè)模型,它是由兩個(gè)共頂點(diǎn)且頂角相等的等腰三角形構(gòu)成.在相對位置變化的同時(shí),始終存在一對全等三角形.通過資料查詢,他們知道這種模型稱為手拉手模型.例如:如圖1,兩個(gè)等腰直角三角形△ABC和△ADE,∠BAC=∠EAD=90°,AB=AC,AE=AD,如果把小等腰三角形的腰長看作是小手,大等腰三角形的腰長看作大手,兩個(gè)等腰三角形有公共頂點(diǎn),類似大手拉著小手,這個(gè)就是手拉手模型,在這個(gè)模型中易得到△ABD≌△ACE.學(xué)習(xí)小組繼續(xù)探究:(1)如圖2,已知△ABC,以AB,AC為邊分別向△ABC外作等邊△ABD和等邊△ACE,請作出一個(gè)手拉手圖形(尺規(guī)作圖,不寫作法,保留作圖痕跡),并連接BE,CD,證明BE=CD;(2)小剛同學(xué)發(fā)現(xiàn),不等腰的三角形也可得到手拉手模型,例如,在△ABC中AB>AC,DE∥BC,將三角形ADE旋轉(zhuǎn)一定的角度(如圖3),連接CE和BD,證明△ABD∽△ACE.學(xué)以致用:(3)如圖4,四邊形ABCD中,∠CAB=90°,∠ADC=∠ACB=α,tanα=34【答案】(1)作圖見解析,證明見解析;(2)見解析;(3)BD=15【分析】(1)由等邊三角形的性質(zhì)可得AD=AB,AC=AE,∠DAB=∠EAC=60°,可得∠DAC=∠BAE,即可證△DAC≌△BAE,可得BD=CE;(2)通過證明△ADE∽△ABC,可得ABAC(3)過點(diǎn)A作AE垂直于AD,作∠AED=α,連接CE,則∠EDC=90°,通過證明△AEC∽△ADB,可得CEBD【詳解】(1)作圖∵△ABD和△ACE都是等邊三角形∴AD=AB,AC=AE,∠DAB=∠EAC=60°,∴∠DAC=∠BAE,且AD=AB,AC=AE∴△DAC≌△BAE(SAS)∴BE=CD(2)如圖,在第一個(gè)圖中,∵DE∥BC∴△ADE∽△ABC∴AB∵將三角形ADE旋轉(zhuǎn)一定的角度∴∠BAC=∠DAE∴∠BAD=∠CAE,且AB∴△ABD∽△ACE;(3)如圖,過點(diǎn)A作AE垂直于AD,作∠AED=α,連接CE,則∠EDC=90°,∵∠AED=∠ACB=α,∠CAB=∠DAE=90°∴△AED∽△ACB∴AE∵∠CAB=∠DAE=90°∴∠CAE=∠DAB,且AEAD∴△AEC∽△ADB∴CEBD∵△AED∽△ACB∴∠ADE=∠ABC∵∠ACB+∠ABC=90°,∠ADC=∠ACB∴∠ADC+∠ADE=90°∴∠EDC=90°∵tanα=34∴AE=16∴DE=AD∴EC=AD∵CE∴BD=15【點(diǎn)睛】本題是相似綜合題,考查了相似三角形的判定和性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì),勾股定理,銳角三角函數(shù),添加恰當(dāng)輔助線構(gòu)造相似三角形是本題的關(guān)鍵.17.(2023·黑龍江大慶·統(tǒng)考中考真題)如圖,在△ABC中,將AB繞點(diǎn)A順時(shí)針旋轉(zhuǎn)α至AB',將AC繞點(diǎn)A逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)β至AC'(0°<α<180°,0°<β<180°),得到△AB'C',使∠BAC+∠B'AC'=180°①△ABC與△AB②BC=2AD;③若AB=AC,連接BB'和CC④若AB=AC,AB=4,BC=6,則B'【答案】①②③【分析】延長B'A,并截取AE=AB,連接C'E,證明△ABC≌△AEC',得出BC=C'E,S△ABC=S△AEC',根據(jù)AB=AB',AB=AE得出∠AB'B=∠ABB',∠A∠AB'B+∠ABB'+∠AB'C【詳解】解:延長B'A,并截取AE=AB,連接∵∠BAC+∠B∴α+β=360°?180°=180°,∵α+∠BAE=180°,∴∠BAE=β,∴∠BAC+∠CAE=∠CAE+∠EAC∴∠BAC=∠EAC根據(jù)旋轉(zhuǎn)可知,AC=AC',∵AB=AE,∴△ABC≌△AEC∴BC=C'E∵AB=AB',∴AE=AB∴S△A∴S△ABC即△ABC與△AB∵AE=AB',∴AD是△B∴AD=1∵BC=C∴BC=2AD,故②正確;當(dāng)AB=AC時(shí),AB=AB∴∠AB'B=∠ABB',∠A∵∠AB∴∠ABB即∠B∵BC=6,∴根據(jù)②可知,AD=1∵當(dāng)AB=AC時(shí),AB=AB'=A∴AD⊥B∴∠ADB∴B'∴B'綜上分析可知,正確的是①②③.【點(diǎn)睛】本題主要考查了三角形全等的判定和性質(zhì),等腰三角形的性質(zhì),中位線性質(zhì),勾股定理,四邊形內(nèi)角和,補(bǔ)角的性質(zhì),解題的關(guān)鍵是作出輔助線,構(gòu)造全等三角形,證明△ABC≌△AEC18.(2022·江蘇淮安·統(tǒng)考二模)在學(xué)習(xí)全等三角形知識(shí)時(shí),數(shù)學(xué)興趣小組發(fā)現(xiàn)這樣一個(gè)模型:模型是由兩個(gè)頂角相等且有公共頂角頂點(diǎn)的等腰三角形組成的圖形,如果把它們的底角頂點(diǎn)連接起來,則在相對位置變化的過程中,始終存在一對全等三角形,我們把這種模型稱為“手拉手模型”.這個(gè)數(shù)學(xué)興趣小組進(jìn)行了如下操作:(1)如圖1、兩個(gè)等腰直角三角形△ABC和△ADE中,AB=AC,AE=AD,∠BAC=∠DAE=90°,連接BD,CE,兩線交于點(diǎn)P,和△ABD全等的三角形是______,BD和CE的數(shù)量關(guān)系是________.(2)如圖2,點(diǎn)P是線段AB上的動(dòng)點(diǎn),分別以AP,BP為邊在AB的同側(cè)作正方形APCD與正方形PBEF,連接DE分別交線段BC,PC于點(diǎn)M,N.①求∠DMC的度數(shù);②連接AC交DE于點(diǎn)H,直接寫出DHBC(3)如圖3,已知點(diǎn)C為線段AE上一點(diǎn),AE=8cm,△ABC和△CDE為AE同側(cè)的兩個(gè)等邊三角形,連接BE交CD于N,連接AD交BC于M,連接MN,線段MN的最大值是______.【答案】(1)△ACE,相等(2)①∠DMC=45°;②DH(3)2【分析】(1)證明△ABD≌△ACE(SAS),即可得到BD=CE;(2)①平移線段BC至DG處,連接EG,由SAS證明△AGD≌△BEG,得出DG=EG,∠ADG=∠EGB,證明∠EGD=90°,得出∠GDE=∠GDE=45°,即可得出結(jié)果;②連接AC,由勾股定理求出AC=AD2+CD2=2AD,利用三角形內(nèi)角和定理證明∠CBA=∠CHM,推出∠DHA=∠CBA(3)證明△CMN為等邊三角形,就有MN=CN,由條件可以得出CN∥AB,設(shè)CE=x,就可以用相似三角形的性質(zhì)把CN用含x的式子表示出來,從而求出MN最大值.【詳解】(1)解:∵AB=AC,AE=AD,∠BAC=∠DAE=90°,∴∠DAB=∠EAC,∴△ABD≌△ACE(SAS),∴BD=CE,故答案為:△ACE,相等;(2)①平移線段BC至DG處,連接EG,如圖,則∠DMC=∠GDE,四邊形DGBC是平行四邊形,∴DG=CB,∵四邊形ADCP與四邊形PBEF都是正方形,∴DC=AD=AP,BP=BE,∠DAG=∠GBE=90°,∴DC=AD=AP=GB,∴AG+GP=GP+PB,∴AG=PB=BE,∴△AGD≌△BEG(SAS),∴DG=EG,∠ADG=∠EGB,∴∠EGB+∠AGD=∠ADG+∠AGD=90°,∴∠EGD=90°,∴△DGE是等腰直角三角形,∴∠GDE=∠GED=45°,∴∠DMC=∠GDE=45°;②連接AC,交DE于H,∵AC為正方形ADCP的對角線,∴∠DAC=∠PAC=∠DMC=45°,AD=CD,∠ADC=90°,∴AC=AD在△CHM中,∠HCM+∠CHM+∠CMH=180°,在△CBA中,∠ACB+∠CBA+∠CAB=180°,又∵∠HCM=∠ACB,∠CMH=∠CAB=45°,∴∠CBA=∠CHM,根據(jù)對頂角的性質(zhì)可得∠CHM=∠DHA,∴∠DHA=∠CBA,又∵∠DAH=∠CAB=45°,∴△DAH∽△CAB,∴DHBC(3)∵AC=BC,CD=CE,∠ACB=∠DCE=60°,∴∠ACD=∠BCE,∴△ACD≌△BCE(SAS),∴∠CAM=∠CBN,又∵AC=BC,∠ACM=∠BCN=60°,∴△ACM≌△BCN(ASA),∴CM=CN,∴△CMN是等邊三角形,∴CN=MN.∵∠BAC=∠DCE=60°,∴CD∥AB,∴△CEN∽△AEB,∴CNAB設(shè)CE=x,則有AC=AB=8-x.∴CN8?x∴NC=x-18x2∴MN=CN=-18(x-4)2∴當(dāng)x=4時(shí),MN有最大值是2.故答案為:2.【點(diǎn)睛】本題考查了等腰直角三角形的性質(zhì),正方形的性質(zhì),等邊三角形的性質(zhì),相似三角形的判定與性質(zhì),全等三角形的判定與性質(zhì),勾股定理以及二次函數(shù)的最值的運(yùn)用.在解答的過程中書寫全等三角形時(shí)對應(yīng)頂點(diǎn)的字母要寫在對應(yīng)的位置上,靈活運(yùn)用頂點(diǎn)式求最值.19.(2020·吉林長春·統(tǒng)考一模)[問題提出](1)如圖①,△ABC、△ADE均為等邊三角形,點(diǎn)D、E分別在邊AB、AC上.將△ADE繞點(diǎn)A沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn),連結(jié)BD、CE.在圖②中證明△ADB≌△AEC.[學(xué)以致用](2)在1的條件下,當(dāng)點(diǎn)D、E、C在同一條直線上時(shí),∠EDB的大小為度.[拓展延伸](3)在1的條件下,連結(jié)CD.若BC=6,AD=4,直接寫出△DBC的面積S的取值范圍.【答案】(1)見解析;(2)60或120;(3)9【分析】(1)運(yùn)用SAS證明△ADB≌△AEC即可;(2)分“當(dāng)點(diǎn)E在線段CD上”和“當(dāng)點(diǎn)E在線段CD的延長線上”兩種情況求出∠EDB的大小即可;(3)分別求出△DBC的面積最大值和最小值即可得到結(jié)論【詳解】(1)∵△ABC,△ADE均為等邊三角形,∴AD=AE,AB=AC,∴∠DAE?∠BAE=∠BAC?∠BAE,即∠BAD=∠CAE在△ADB和△AEC中AD=AE∴△ABD?△ACE(SAS);(2)當(dāng)D,E,C在同一條直線上時(shí),分兩種情況:①當(dāng)點(diǎn)E在線段CD上時(shí),如圖,∵△ADE是等邊三角形,∴∠ADE=∠AED=60°,∴∠AEC=180°?∠AED=120°,由(1)可知,△ADB?△AEC,∴∠ADB=∠AEC=120°,∴∠EDB=∠ADB?∠ADE=120°?60°=60°②當(dāng)點(diǎn)E在線段CD的延長線上時(shí),如圖,∵△ADE是等邊三角形,∴∠ADE=∠AED=60°∴∠ADC=180°?∠ADE=120°,由(1)可知,△ADB?△AEC∴∠ADB=∠AEC=60°,∴∠EDB=∠ADB+∠ADE=60°+60°=120°綜上所述,∠EDB的大小為60°或120°(3)過點(diǎn)A作AF⊥BC于點(diǎn)F,當(dāng)點(diǎn)D在線段AF上時(shí),點(diǎn)D到BC的距離最短,此時(shí),點(diǎn)D到BC的距離為線段DF的長,如圖:∵△ABC是等邊三角形,AF⊥BC,BC=6∴AB=BC=6,BF=∴AF=∴DF=3此時(shí)S△DBC當(dāng)D在線段FA的延長線上時(shí),點(diǎn)D到BC的距離最大,此時(shí)點(diǎn)D到BC的距離為線段DF的長,如圖,∵△ABC是等邊三角形,AF⊥BC,BC=6∴AB=BC=6,BF=1∴AF=∵AD=4∴DF=AF+AD=3此時(shí),S△DBC綜上所述,△DBC的面積S取值是9【點(diǎn)睛】此題是幾何變換綜合題,主要考查了旋轉(zhuǎn)和全等三角形的性質(zhì)和判定,旋轉(zhuǎn)過程中面積變化分析,解本題的關(guān)鍵是三角形全等的判定.20.(2022·山東煙臺(tái)·統(tǒng)考中考真題)
(1)【問題呈現(xiàn)】如圖1,△ABC和△ADE都是等邊三角形,連接BD,CE.求證:BD=CE.(2)【類比探究】如圖2,△ABC和△ADE都是等腰直角三角形,∠ABC=∠ADE=90°.連接BD,CE.請直接寫出BDCE(3)【拓展提升】如圖3,△ABC和△ADE都是直角三角形,∠ABC=∠ADE=90°,且ABBC=ADDE=34.連接BD①求BDC
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