2025年中考數(shù)學(xué)專題13 半角專題（原卷版）

模型介紹模型介紹角含半角模型，顧名思義即一個角包含著它的一半大小的角。它主要包含：等腰直角三角形角含半角模型；正方形中角含半角模型兩種類型。解決類似問題的常見辦法主要有兩種：旋轉(zhuǎn)目標(biāo)三角形法和翻折目標(biāo)三角形法.角含半角模型，顧名思義即一個角包含著它的一半大小的角。它主要包含：等腰直角三角形角含半角模型；正方形中角含半角模型兩種類型。解決類似問題的常見辦法主要有兩種：旋轉(zhuǎn)目標(biāo)三角形法和翻折目標(biāo)三角形法.類型一：等腰直角三角形角含半角模型（1）如圖，在△ABC中，AB=AC，∠BAC=90°，點(diǎn)D，E在BC上，且∠DAE=45°，則：BD2+CE2=DE2.圖示（1）作法1：將△ABD旋轉(zhuǎn)90°作法2：分別翻折△ABD,△ACE（2）如圖，在△ABC中，AB=AC，∠BAC=90°，點(diǎn)D在BC上，點(diǎn)E在BC延長線上，且∠DAE=45°，則：BD2+CE2=DE2.圖示（2）（3）如圖，將等腰直角三角形變成任意等腰三角形時，亦可以進(jìn)行兩種方法的操作處理..任意等腰三角形類型二：正方形中角含半角模型（1）如圖，在正方形ABCD中，點(diǎn)E，F(xiàn)分別在邊BC，CD上，∠EAF=45°，連接EF，過點(diǎn)A作AG⊥于EF于點(diǎn)G，則：EF=BE+DF，AG=AD.圖示（1）作法：將△ABE繞點(diǎn)A逆時針旋轉(zhuǎn)90°（2）如圖，在正方形ABCD中，點(diǎn)E，F(xiàn)分別在邊CB，DC的延長線上，∠EAF=45°，連接EF，則：EF=DF-BE.圖示（2）作法：將△ABE繞點(diǎn)A逆時針旋轉(zhuǎn)90°（3）如圖，將正方形變成一組鄰邊相等，對角互補(bǔ)的四邊形，在四方形ABCD中，AB=AD，∠BAD+∠C=180°，點(diǎn)E，F(xiàn)分別在邊BC，CD上，∠EAF=∠BAD，連接EF，則：EF=BE+DF.圖示（3）作法：將△ABE繞點(diǎn)A逆時針旋轉(zhuǎn)∠BAD的大小【專題說明】半角模型應(yīng)用比較廣泛：理解半角模型的定義，掌握正方形背景中半角模型的模型的應(yīng)用，掌握等腰直角三角形背景中半角模型的應(yīng)用尤為重要?！局R總結(jié)】過等腰三角形頂點(diǎn)作兩條射線，使兩條射線的夾角為等腰三角形頂角的一半這樣的模型稱為半角模型。常見的圖形為正方形，正三角形，等腰直角三角形等，解題思路一般是將半角兩邊的三角形通過旋轉(zhuǎn)到一邊合并成新的三角形，從而進(jìn)行等量代換，然后證明與半角形成的三角形全等，再通過全等的性質(zhì)得到線段之間的數(shù)量關(guān)系。一、半角模型特征1、共端點(diǎn)的等線段；2、共頂點(diǎn)的倍半角；二、半角模型輔助線的作法1、旋轉(zhuǎn)的方法：以公共端點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心，相等的兩條線段的夾角為旋轉(zhuǎn)角；2、旋轉(zhuǎn)的條件：具有公共端點(diǎn)的等線段；3、旋轉(zhuǎn)的目的：將分散的條件集中，隱蔽的關(guān)系顯現(xiàn)。例題精講例題精講【例1】．如圖，正方形ABCD的邊長為4，點(diǎn)E，F(xiàn)分別在AB，AD上，若CE＝5，且∠ECF＝45°，則CF的長為．變式訓(xùn)練【變式1-1】．如圖四邊形ABCD中，AD∥BC，∠BCD＝90°，AB＝BC+AD，∠DAC＝45°，E為CD上一點(diǎn)，且∠BAE＝45°．若CD＝4，則△ABE的面積為（）A． B． C． D．【變式1-2】．如圖，△ABC是邊長為5的等邊三角形，△BDC是等腰三角形，且∠BDC＝120°，以點(diǎn)D為頂點(diǎn)作一個60°的角，使其兩邊分別交AB、AC于點(diǎn)M、N，則△AMN的周長為．【變式1-3】．如圖，在正方形ABCD中，點(diǎn)O是對角線BD的中點(diǎn)，點(diǎn)P在線段OD上，連接AP并延長交CD于點(diǎn)E，過點(diǎn)P作PF⊥AP交BC于點(diǎn)F，連接AF、EF，AF交BD于G，現(xiàn)有以下結(jié)論：①AP＝PF；②BG2+DP2＝GP2；③PB﹣PD＝BF；④S四邊形PEFG＝S△APG．以上結(jié)論正確的有（填入正確的序號即可）．【例2】．如圖，△AEF中∠EAF＝45°，AG⊥EF于G，且GF＝2，GE＝3，求S△AEF．變式訓(xùn)練【變式2-1】．如圖，等邊△ABC中，D、E為BC邊上的點(diǎn)，BD＝2CE，∠DAE＝30°，DE＝3，CE的長為．【變式2-2】．如圖，在梯形ABCD中，AD∥BC（BC＞AD），∠D＝90°，BC＝CD＝12，∠ABE＝45°，若AE＝10．求CE的長度．【變式2-3】．如圖①，在△ABC中，∠BAC＝90°，AB＝AC，點(diǎn)D和點(diǎn)E均在邊BC上，且∠DAE＝45°．（1）如圖②，把△ABD繞點(diǎn)A順時針旋轉(zhuǎn)90°至△ACG，可使AB與AC重合，連接EG，求證：△DAE≌△GAE；（2）試猜想BD、DE、EC應(yīng)滿足的數(shù)量關(guān)系，并寫出推理過程．實(shí)戰(zhàn)演練實(shí)戰(zhàn)演練1．如圖，已知等邊三角形△ABC邊長為a，等腰三角形△BDC中∠BDC＝120°，∠MDN＝60°，角的兩邊分別交AB，AC于點(diǎn)M，N，連接MN，則△AMN的周長為（）A．a(chǎn) B．2a C．3a D．4a2．如圖，菱形ABCD的邊AB＝20，面積為320，∠BAD＜90°，⊙O與邊AB，AD都相切，AO＝10，則⊙O的半徑長等于（）A．5 B．6 C．2 D．33．如圖，在矩形ABCD中，AB＝2，BC＝6，點(diǎn)E、F分別在BC、CD上，若AE＝，∠EAF＝45°，則AF的長為．4．PA、PB切⊙O于A、B兩點(diǎn)，CD切⊙O于點(diǎn)E，交PA、PB于C、D，若⊙O的半徑為r，△PCD的周長等于3r，則tan∠APB的值是．5．如圖，在正方形ABCD中，點(diǎn)M，N在CB，CD上運(yùn)動，且∠MAN＝45°，在MN上截取一點(diǎn)G，滿足BM＝GM，連接AG，取AM，AN的中點(diǎn)F，E，連接GF，GE，令A(yù)M，AN交BD于H，I兩點(diǎn)，若AB＝4，當(dāng)GF+GE的取值最小時，則HI的長度為．6．如圖，正方形被兩條與邊平行的線段EF，GH分割成四個小矩形，P是EF與GH的交點(diǎn)，若矩形PFCH的面積恰是矩形AGPE面積的2倍，試確定∠HAF的大小并證明你的結(jié)論．7．如圖，正方形ABCD的邊長為1，點(diǎn)M、N分別在BC、CD上，且△CMN的周長為2，求△MAN的面積的最小值．8．如圖，E是正方形ABCD中CD邊上一點(diǎn)，以點(diǎn)A為中心把△ADE順時針旋轉(zhuǎn)90°．（1）在圖中畫出旋轉(zhuǎn)后的圖形；（2）若旋轉(zhuǎn)后E點(diǎn)的對應(yīng)點(diǎn)記為M，點(diǎn)F在BC上，且∠EAF＝45°，連接EF．①求證：△AMF≌△AEF；②若正方形的邊長為6，，求EF．9．如圖，邊長為1的正方形ABCD中，點(diǎn)E、F分別在邊CD、AD上，連接BE、BF、EF，且有AF+CE＝EF．（1）求（AF+1）（CE+1）的值；（2）探究∠EBF的度數(shù)是否為定值，并說明理由．10．在正方形ABCD中，連接BD．（1）如圖1，AE⊥BD于E，直接寫出∠BAE的度數(shù)；（2）如圖2，在（1）的條件下，將△AEB以A旋轉(zhuǎn)中心，沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)30°后得到△AB1E1，AB1與BD交于M，AE1的延長線與BD交于N．求證：BM2+ND2＝MN2．（提示，將△AND繞點(diǎn)A順時針旋轉(zhuǎn)90°，得到△AFB，并連接FM．）（3）如圖3，E、F是邊BC、CD上的點(diǎn)，△CEF周長是正方形ABCD周長的一半，AE、AF分別與BD交于M、N，寫出線段BM、DN、MN之間的數(shù)量關(guān)系，并證明．11．如圖，四邊形ABCO為正方形，若點(diǎn)A坐標(biāo)為（0，5）．（1）如圖1，直接寫出點(diǎn)B的坐標(biāo)；（2）如圖1，點(diǎn)D為線段OA上一點(diǎn)，連接BD，若點(diǎn)A到BD的距離為1，求點(diǎn)C到BD的距離；（3）如圖2，若D為x軸上一點(diǎn)，且OD＝2，M為y軸正半軸上一點(diǎn)，且∠DBM＝45°，直接寫出點(diǎn)M的坐標(biāo)．12．（1）【探索發(fā)現(xiàn)】如圖1，正方形ABCD中，點(diǎn)M、N分別是邊BC、CD上的點(diǎn)，∠MAN＝45°，若將△DAN繞點(diǎn)A順時針旋轉(zhuǎn)90°到△BAG位置，可得△MAN≌△MAG，若△MCN的周長為6，則正方形ABCD的邊長為．（2）【類比延伸】如圖（2），四邊形ABCD中，AB＝AD，∠BAD＝120°，∠B+∠D＝180°，點(diǎn)M、N分別在邊BC、CD上的點(diǎn)，∠MAN＝60°，請判斷線段BM，DN，MN之間的數(shù)量關(guān)系，并說明理由．（3）【拓展應(yīng)用】如圖3，四邊形ABCD中，AB＝AD＝10，∠ADC＝120°，點(diǎn)M，N分別在邊BC，CD上，連接AM，MN，△ABM是等邊三角形，AM⊥AD，DN＝5（﹣1），請直接寫出MN的長．13．請閱讀下列材料：問題：正方形ABCD中，M，N分別是直線CB、DC上的動點(diǎn)，∠MAN＝45°，當(dāng)∠MAN交邊CB、DC于點(diǎn)M、N（如圖①）時，線段BM、DN和MN之間有怎樣的數(shù)量關(guān)系？小聰同學(xué)的思路是：延長CB至E使BE＝DN，并連接AE，構(gòu)造全等三角形經(jīng)過推理使問題得到解決．請你參考小聰同學(xué)的思路，探究并解決下列問題：（1）直接寫出上面問題中，線段BM，DN和MN之間的數(shù)量關(guān)系；（2）當(dāng)∠MAN分別交邊CB，DC的延長線于點(diǎn)M/N時（如圖②），線段BM，DN和MN之間的又有怎樣的數(shù)量關(guān)系？請寫出你的猜想，并加以證明；（3）在圖①中，若正方形的邊長為16cm，DN＝4cm，請利用（1）中的結(jié)論，試求MN的長．14．問題背景：如圖1，在四邊形ABCD中，AB＝AD，∠BAD＝120°，∠B＝∠ADC＝90°，E，F(xiàn)分別是BC，CD上的點(diǎn)，且∠EAF＝60°，探究圖中線段BE，EF，F(xiàn)D之間的數(shù)量關(guān)系．小王同學(xué)探究此問題的方法是：延長FD到點(diǎn)G，使DG＝BE，連接AG，先證明△ABE≌△ADG，再證明△AEF≌△AGF，可得出結(jié)論，他的結(jié)論應(yīng)是．實(shí)際應(yīng)用：如圖2，在新修的小區(qū)中，有塊四邊形綠化ABCD，四周修有步行小徑，且AB＝AD，∠B+∠D＝180°，在小徑BC，CD上各修一涼亭E，F(xiàn)，在涼亭E與F之間有一池塘，不能直接到達(dá)經(jīng)測量得到∠EA