专题1.58 《三角形的初步知识》全章复习与巩固(知识讲解)-2022-2023学年八年级数学上册基础知识专项讲练(浙教版)
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这是一份专题1.58 《三角形的初步知识》全章复习与巩固(知识讲解)-2022-2023学年八年级数学上册基础知识专项讲练(浙教版),共33页。试卷主要包含了全等三角形的周长相等,全等三角形的对应边上的对应中线等内容,欢迎下载使用。
专题1.58 《三角形的初步知识》全章复习与巩固
(知识讲解)
知识点一:定义与命题
定义:规定某一名称或术语的意义的句子。
命题:一般地,对某一件事情作出正确或不正确的判断的句子叫做命题。
命题一般由条件和结论组成,可以改为“如果……”,“那么……”的形式。
正确的命题叫真命题,不正确的命题叫假命题。
基本事实:人们在长期反复实践中证明是正确的,不需要再加证明的命题。
定理:用逻辑的方法判断为正确并作为推理的根据的真命题。
注意:基本事实和定理一定是真命题。
知识点二:证明
在一个特定的公理系统中,根据一定的规则或标准,由公理和定理推导出某些命题的过程。
知识点三:三角形定义及分类
定义:由三条不在同一直线上的线段首尾顺次相接组成的图形叫做三角形
三角形按边分类:
按边分类:三角形
知识点四:三角形的性质
三角形任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边。
三角形三内角和等于180°。
三角形的一个外角等于与它不相邻的的两个内角之和。
知识点五:三角形三条重要线段
顶角的角平分线:三条,交于一点
三角形的中线:三条,交于一点
三角形的高线:三条,交于一点。
知识点六:全等三角形及性质
定义:能够完全重合的两个图形叫做全等形.
相关概念:能够完全重合的两个三角形叫做全等三角形.重合的顶点叫做对应顶点,重合的边叫做对应边,重合的角叫做对应角.
性质:
1、全等三角形的对应边相等,全等三角形的对应角相等。
2、全等三角形的周长相等、面积相等。
3、全等三角形的对应边上的对应中线、角平分线、高线分别相等。
知识点七:全等三角形证明方法
边边边:三边对应相等的两个三角形全等.(SSS)
边角边:两边和它们的夹角对应相等的两个三角形全等.(SAS)
角边角:两角和它们的夹边对应相等的两个三角形全等.(ASA)
角角边:两个角和其中一个角的对边对应相等的两个三角形全等.(AAS)
斜边、直角边:斜边和一条直角边对应相等的两个直角三角形全等.(HL)
知识点八:全等三角形证明思路
知识点九:角平分线
角平分线的性质:在角平分线上的点到角的两边的距离相等.
∵ OP平分∠AOB,PM⊥OA于M,PN⊥OB于N,
∴ PM=PN
角平分线的判定:角的内部到角的两边的距离相等的点在角的平分线上。
∵ PM⊥OA于M,PN⊥OB于N,PM=PN
∴ OP平分∠AOB
三角形的角平分线的性质:三角形三个内角的平分线交于一点,并且这一点到三边的距离相等.
【典型例题】
类型一、定义、命题与证明
1.下列命题中,真命题是( )
A.相等的角是对顶角 B.不相交的两条直线是平行线
C.等角的余角相等 D.两条直线被第三条直线所截,同位角相等
【答案】C
【分析】利用对顶角、平行线、余角的定义或性质逐项分析即可求解.
解:A选项,对顶角相等,但相等的角不一定是对顶角,故此选项是假命题;
B选项,同一平面内,不相交的两条直线是平行线,故此选项是假命题;
C选项,等角的余角相等,故此选项是真命题;
D选项,两条平行线被第三条直线所截,同位角相等,故此选项是假命题;
故选C.
【点拨】本题考查判断命题的真假,熟练掌握对顶角、平行线、余角的定义或性质是解题的关键.
举一反三:
【变式1】把命题“等角的余角相等”改写成“如果……那么……”的形式,正确的是( )
A.如果两个角互余,那么这两个角相等 B.如果两个角相等.那么这两个角互为余角
C.如果两个角相等,那么这两个角的余角也相等 D.如果两个角互余,那么这两个角的余角相等
【答案】C
【分析】根据任何一个命题都可以写成“如果…,那么…”的形式,如果后面是题设,那么后面是结论,从而得出答案.
解:命题“等角的余角相等”的题设是“两个角相等”,结论是“这两个角的余角相等”.
故命题“等角的余角相等”写成“如果…,那么…”的形式是:如果两个角相等,那么这两个角的余角相等.
故选择:C.
【点拨】此题考查了命题与定理,解答此题的关键是找出原命题的题设和结论,此题比较简单.
【变式2】如图,MP⊥NP,MQ为△MNP的角平分线,MT=MP,连接TQ,则下列结论中不正确的是
A.TQ=PQ B.∠MQT=∠MQP C.∠QTN=90°D.∠NQT=∠MQT
【答案】D
【分析】由SAS易证△MPQ≌△MTQ,则两三角形的对应边、对应角相等,据此作答.
解:∵MQ为∠PMN的平分线,
∴∠PMQ=∠TMQ,
又∵MT=MP,MQ=MQ,
∴△MPQ≌△MTQ(SAS),
∴TQ=PQ,∠MQT=∠MQP,∠QTN=∠P=90°,
故ABC选项正确.
故选D.
【点拨】此题主要考查角平分线的定义和全等三角形的判定和性质,属于基础题目.
类型二、三角形的分类
2.在△ABC中,若∠A=30°, ∠B=60°,则这个三角形为__________三角形;若∠A∶∠B∶∠C=1∶3∶5,这个三角形为____________三角形.(按角的分类填写)
【答案】 直角 钝角
【分析】
分别求出三角形ABC三个内角的度数即可得到答案.
解:∵在△ABC中,∠A=60°,∠B=30°,
∴∠C=180°-∠A-∠B=90°,
∴△ABC是直角三角形;
∵在三角形ABC中,∠A:∠B:∠C=1:3:5,
∴可设∠A=x,∠B=3x,∠C=5x,
∵∠A+∠B+∠C=180°,
∴x+3x+5x=180°,
∴x=20°,
∴∠A=20°,∠B=60°,∠C=100°,
∴这个三角形是钝角三角形,
故答案为:直角;钝角.
【点拨】本题主要考查了三角形内角和定理,三角形的分类,熟知三角形内角和定理是解题的关键.
举一反三:
【变式1】已知,点P是射线ON上一动点,点B是射线OA上一动点,点B,P均不与点O重合,当_____时,为直角三角形;如果使得为钝角三角形,则的取值范围是_____.
【答案】 90°或60° 或
【分析】要使为直角三角形,可分∠B=90°和∠BPO=90°两种情况分别求出∠B的度数即可;要使为钝角三角形,可分∠B为钝角和∠BPO为钝角,结合三角形的内角和求出∠B的范围即可.
解:要使为直角三角形,应分两种情况:
(1)当∠B=90°时,如图1,为直角三角形;
(2)当∠BPO=90°时,如图2,为直角三角形,此时∠B=180°-90°-30°=60°;
要使为钝角三角形,应分两种情况:
(1)当∠B为钝角时,,且∠B BD+CD.
【分析】根据三角形三边的关系证明即可.
证明:∵AD+AB>BD
∴AD+AB+CD>BD+CD
又∵AD+CD=AC
∴AC+AB>BD+CD
∵AC=AB
∴2AC>BD+CD
【点拨】本题主要考查了三角形三边的关系,熟知三角形中两边之和大于第三边,两边之差小于第三边是解题的关键.
类型四、三角形三条重要线段
4.如图,AD、BE分别是的高和角平分线,,求的度数.
【答案】62°
【分析】根据AD、BE分别是的高和角平分线,可得∠ADB=∠ADC=90°,,再利用三角形内角和定理即可求解.
解:∵AD、BE分别是的高和角平分线,
∴∠ADB=∠ADC=90°,,
又∵,
∴∠ABC=180°-∠ADB-∠BAD=64°,∠CAD=180°-∠C-∠ADC=60°,
∴,
∴,
∴的度数为62°.
【点拨】本题考查了角平分线的性质及三角形内角和定理,熟练掌握角平分线的性质及三角形内角和定理是解题的关键.
举一反三:
【变式1】如图,BD为△ABC的中线,CE为△BCD的中线.
(1)∠BCE=16°,∠CBD=42°,求∠CED的度数;
(2)若△ABC的面积为48,CD=5,则△ECD中CD边上的高为__________.
【答案】(1) (2)
【分析】
(1)根据,计算求解即可;
(2)设△ECD中CD边上的高为,由BD为△ABC的中线,CE为△BCD的中线,可知,根据,求的值即可.
(1)解:由题意知,,
∴的度数为.
(2)解:设△ECD中CD边上的高为,
∵BD为△ABC的中线,CE为△BCD的中线,
∴,
∵,
∴,
故答案为:.
【点拨】本题考查了三角形的外角,中线的性质等知识.解题的关键在于对知识的熟练掌握与灵活运用.
【变式2】如图1,BD是△ABC的角平分线,作∠BDE = ∠ABD交AB于点E.
(1)求证:ED∥BC;
(2)若AC⊥BD,点M为线段AC延长线上一点(不与点c重合),连接BM,若AB⊥BM,在图2中补全图形并证明:∠DBC = ∠BMA.
【答案】(1)见解析(2)见解析,
【分析】
(1)利用角平分线的定义,进行等量代换,得出内错角相等,从而两直线平行;
(2)由角平分线定义得∠ABD=∠DBC,再由AC⊥BD,得出∠DBM+∠BMA=90°,又AB⊥BM,得出∠ABD+∠DBM=∠ABM=90°,即可由余角性质得出结论.
(1)证明:∵BD平分∠ABC,
∴∠ABD=∠DBC,
又∵∠BDE=∠ABD,
∴∠BDE=∠DBC,
∴EDBC;
(2)解:补全图形如图所示,
证明:∵BD平分∠ABC,
∴∠ABD=∠DBC,
∵AC⊥BD,
∴∠BDC=90°,
∴∠DBM+∠BMA=90°,
∵AB⊥BM,
∴∠ABM=90°,即∠ABD+∠DBM=∠ABM=90°,
∴∠ABD=∠BMA,
∴∠DBC=∠BMA.
【点拨】本题考查角平分线定义,平行线的判定,三角形内角和定理,垂直定义,属基础题目,难度不大.
类型五、三角形内角和与外角和
5.如图,的角平分线、相交于点.
(1)若,,求的度数;
(2)求证:.
【答案】(1) (2)见解析
【分析】
(1)先利用三角形内角和定理得到 ,再结合角平分线的定义可求解的度数,进而可求解的度数;
(2)利用角平分线的定义可求解,再结合角平分线的定义可得进而可证明结论.
(1)解:,,
,
的角平分线 相交于点 ,
,,
,
(2)证明: 的角平分线 相交于点 ,,
即
【点拨】本题考查了角平分线的定义,三角形内角和定理:三角形内角和是180°本题的关键是利用三角形内角和把与联系起来.
举一反三:
【变式1】如图,在△ABC中,D是BC边上的一点,∠B=50°,∠BAD=30°,将△ABD沿AD折叠得到△AED,AE与BC交于点F.
(1)求∠AFC的度数;
(2)求∠EDF的度数.
【答案】(1)(2)
【分析】
(1)根据折叠求出,根据三角形外角性质求出即可;
(2)根据三角形内角和定理求出,求出,根据三角形外角性质求出,即可求出答案.
(1)解:∵沿AD折叠得到,
∴.
∵,,
∴ ;
(2)解:∵,,
∴,
.
∵沿AD折叠得到,
∴,
∴.
【点拨】本题考查了三角形内角和定理,三角形外角性质和折叠的性质等知识点,能根据定理求出各个角的度数是解此题的关键.
【变式2】中,三个内角的平分线交于点O,过点O作,交边BC于点D.
(1)如图1,求的度数;
(2)如图2,作外角的平分线交CO的延长线于点F.
①求证: BF∥OD;
②若,求的度数;
③若,将绕点O顺时针旋转一定角度后得,所在直线与FC平行,请直接写出所有符合条件的旋转角度的值.
【答案】(1)90°(2)①见解析;②100°;③15°或195°
【分析】
(1)根据三个内角的平分线交于点O,可得,再由,可得,然后根据三角形外角的性质,即可求解;
(2)①根据BF平分∠ABE,可得,再由∠BOD=90°,可得∠FBE=∠ODB,即可求证;②根据BF平分∠ABE,可得,从而得到,即可求解;③由②得:∠BAC=100°,可得∠ACB=30°,从而得到∠OCD=15°,再由BF∥OD,可得∠COD=50°,从而得到∠BDO=∠COD+∠OCD=65°,∠DOF=130°,然后分两种情况讨论,即可求解.
(1)解:∵三个内角的平分线交于点O,
∴ ,
∵,
∴,
∵,
∴∠BOD=90°;
(2)解:①证明:∵BF平分∠ABE,
∴,
∵∠BOD=90°,
∴∠ODB=90°-∠OBD,
∴∠FBE=∠ODB,
∴BF∥OD;
②∵BF平分∠ABE,
∴,
∴,
∵,
∴∠BAC=100°;
③∵,
∴由②得:∠BAC=100°,
∴∠ACB=30°,
∵OC平分∠ACB,
∴∠OCD=15°,
∵BF∥OD,
∴∠COD=50°,
∴∠BDO=∠COD+∠OCD=65°,∠DOF=130°,
∵将绕点O顺时针旋转一定角度后得,
∴,
如图,
∵B′D′∥FC,
∴,
∴,
即此时旋转角度;
如图,
∵B′D′∥FC,
∴,
∴;
综上所述,所有符合条件的旋转角度的值为15°或195°.
【点拨】本题考查了平行线的性质和判定,角平分线的定义,三角形的内角和,三角形的外角的性质,旋转变换等知识,熟练掌握三角形的外角的性质是解题的关键.
类型六、全等三角形的性质
6.如图所示,A,C,E三点在同一直线上,且△ABC≌△DAE.
(1)求证:BC=DE+CE;
(2)当△ABC满足什么条件时,?
【答案】(1)见解析(2)当∠ACB为直角时,
【分析】
(1)根据全等三角形的性质得出AE=BC,AC=DE,据此即可证得;
(2)根据平行线的性质得出∠BCE=∠E,根据全等三角形的性质得出∠ACB=∠E,求出∠ACB=∠BCE,再求出答案即可.
(1)证明:∵△ABC≌△DAE,
∴AE=BC,AC=DE,
又∵AE=AC+CE,
∴BC=DE+CE;
(2)解:∵,
∴∠BCE=∠E,
又∵△ABC≌△DAE,
∴∠ACB=∠E,
∴∠ACB=∠BCE,
又∵∠ACB+∠BCE=180°,
∴∠ACB=90°,
即当△ABC满足∠ACB为直角时,.
【点拨】本题考查了全等三角形的性质和平行线的性质,能灵活运用定理进行推理是解此题的关键,注意:全等三角形的对应边相等,对应角相等.
举一反三:
【变式1】如图,中,,,于,平分,交于点.在外有一点,,.
(1)求证:;
(2)在上取一点,使,连接.求证:.
【答案】(1)见解析 (2)见解析
【分析】
(1)由等腰直角三角形的性质得到,再由等角的余角相等解得,据此证明;
(2)过点作于,由三线合一的性质得到,证明为等腰直角三角形,得到,继而证明,最后根据等边对等角证明,据此解答.
(1)证明:∵,
∴
又∵
∴
∴
又∵
∴
即:
∴
在与中,
∵
∴;
(2)过点作于
∵平分,
∴
又∵
∴为等腰直角三角形
∴
又∵
∴
∴垂直平分
∴
∴
∴
∴
【点拨】本题考查等腰直角三角形的判定与性质、三线合一的性质、全等三角形的判定与性质等知识,是重要考点,掌握相关知识是解题关键.
【变式2】如图,在中,,,,点从点出发,沿线段以3cm/s的速度连续做往返运动,同时点从点出发沿线段以2cm/s的速度向终点运动,当点到达点时,、两点同时停止运动,与交于点,设点的运动时间为(秒).
(1) 分别写出当和时线段的长度(用含的代数式表示).
(2) 当时,求的值.
(3) 若,求所有满足条件的值.
【答案】(1)时,,时,(2)(3)
【分析】
(1)根据点F从点B出发的速度和图形解答即可;
(2)根据题意列出方程,解方程即可;
(3)分两种情况讨论,根据全等三角形的性质列式计算即可.
(1)解:当时,,,
当时,,.
(2)解:由题意知:,
当时,,,(舍去).
当时,,,.
(3)解:当时,,
当时,,
当时,,,.
当时,,,(舍去).
∴当时,.
【点拨】本题考查的是列代数式和全等三角形的性质的应用,根据题意求出代数式、掌握全等三角形的对应边相等是解题的关键.
类型七、全等三角形的证明
7.已知:AB=AC,BD⊥AC,CE⊥AB,BD、CE相交于点F,
(1) 如图1,求证:BE=CD.
(2) 如图2,连接AF,在不添加任何辅助线的情况下,请直接写出图2中所有的全等三角形.
【答案】(1)证明见解析
(2)△ABD≌△ACE,△BEF≌△DCF,△AEF≌△ADF,△ABF≌△ACF
【分析】
(1)证明△ABD≌△ACE(AAS),即可作答;
(2)结合(1)的结论,先证明△BEF≌△DCF(ASA),即可得到△AEF≌△ADF(SAS),△ABF≌△ACF(SSS),即可求解.
(1)证明:∵BD⊥AC,CE⊥AB,
∴∠ADB=∠AEC=90°=∠BEF=∠CDF=90°,
在△ABD与△ACE中,,
∴△ABD≌△ACE(AAS),
∴AE=AD,
∵AC=AB,
∴AC﹣AD=AB﹣AE,
即BE=DC;
(2)由(1)可知△ABD≌△ACE,BE=DC,
∴∠B=∠C,AE=AD,
又∵∠BEF=∠CDF=90°,BE=DC,
∴△BEF≌△DCF(ASA),
∴BF=CF,EF=DF,
又∵AE=AD,∠AEF=∠ADF=90°,AB=AC,
∴△AEF≌△ADF(SAS),△ABF≌△ACF(SSS).
则总的全等三角形有:△ABD≌△ACE,△BEF≌△DCF,△AEF≌△ADF,△ABF≌△ACF.
【点拨】本题考查了全等三角形的知识,掌握AAS、ASA、SSS、SAS等证明全等三角形的方法是解答本题的关键.
举一反三:
【变式1】如图,已知.
(1)与全等吗?请说明理由:
(2)请说明.
【答案】(1)△ABM≌△AND,理由见解析(2)见解析
【分析】
(1)由SSS可证明:△ABM≌△ADN;
(2)由全等三角形的性质得出∠B=∠D,∠BAM=∠DAN,证明△BAC≌△DAE(ASA),由全等三角形的性质得出AC=AE.
(1)解:△ABM≌△ADN.
理由如下:
在△ABM和△ADN中,
,
∴△ABM≌△ADN(SSS);
(2)证明:∵△ABM≌△ADN,
∴∠B=∠D,∠BAM=∠DAN,
∴∠BAM+∠EAC=∠DAN+∠EAC,
即∠BAC=∠DAE,
在△BAC和△DAE中,
,
∴△BAC≌△DAE(ASA),
∴AC=AE.
【点拨】本题考查了全等三角形的判定和性质,掌握全等三角形的判定方法是本题的关键.
【变式2】如图,在①,②,③这三个条件中选择其中一个,补充在下面的问题中,并完成问题的解答.
问题:如图,在中,D是BC边上一点,DE,DF分别是和高,EF交AD于O,若______,
(1)求证:;
(2)若,,求的面积.
【答案】(1)证明过程见解析 (2)16
【分析】
(1)若①,利用证明;若②,利用证明;若③,利用证明;
(2)根据,可得,根据即可求解.
(1)证明:若①
∵DE,DF分别是 和 高
∴
在和中
∵
∴
若②
∵DE,DF分别是 和 高
∴
在和中
∵
∴
若③
∵DE,DF分别是 和 高
∴
在和中
∵
∴
(2)解:∵
∴
∵
∴
【点拨】本题考查了全等三角形的判定和性质,三角形面积等知识点,掌握全等三角形的判定方法和性质是解答本题的关键.
类型八、角平分线和垂直平分线的性质与判定
8.在Rt△ABC中,,AE是斜边BC上的高,角平分线BD交AE于点G,交AC于点D,于点F.
(1) 求证:;
(2) 试判断AD与AG有怎样的数量关系?请说明理由.
【答案】(1)证明过程见详解(2)相等,理由见详解
【分析】
(1)根据BD平分∠ABC,得到∠ABD=∠DBF,再根据DF⊥BC,得到∠DFB=∠BAD=90°,即可得到,即可证得AB=BF;
(2)先证明,即可得到∠BGE=∠BDF,再根据∠BGE=∠AGD,∠ADB=∠BDF,得到∠AGD=∠ADB,即有AG=AD.
解:(1)∵BD平分∠ABC,
∴∠ABD=∠DBF,
∵DF⊥BC,
∴∠DFB=∠BAD=90°,
又∵BD=BD,
∴,
∴∠ADB=∠BDF,AB=BF;
(2)AD=AG,理由如下:
∵AE是斜边BC上的高,
∴AE⊥BC,
又∵DF⊥BC,
∴,
∴∠BGE=∠BDF,
又∵∠BGE=∠AGD,∠ADB=∠BDF,
∴∠AGD=∠ADB,
∴AG=AD.
【点拨】本题主要考查了角平分线性质、全等三角形的判定和性质、平行的判定和性质、等角对等边等知识,得到是解答本题的关键.
举一反三:
【变式1】如图,在中,的平分线与的外角的平分线相交于点.
(1)求证:点到三边、、所在直线的距离相等;
(2)连接,若,求的度数.
【答案】(1)证明见解析;(2)∠DAC=50°.
【分析】
证明:过点作分别垂直于边、、所在的直线; 根据角平分线的性质得到, 从而得到,点到三边、、所在直线的距离相等;
根据外角的性质得到,从而得到,求出,由(1)可得根据角平分线的性质,得到.
证明:过点作分别垂直于边、、所在的直线,
平分,
平分
,
即点到三边、、所在直线的距离相等,
解:是的外角,
是的外角
,
,
由(1)可得
平分,
.
【点拨】本题考查了角平分线的定义及性质,以及外角的性质,解题的关键是掌握角平分线上的点到角两边的距离相等.
【变式2】如图.在△ABC中,∠C=90 °,∠A=30°.
(1)用直尺和圆规作AB的垂直平分线,分别交AB、AC于D、E,交BC的延长线于F,连接EB.(不写作法,保留作图痕迹)
(2)求证:EB平分∠ABC.
(3)求证:AE=EF.
【分析】
(1)先作线段AB的垂直平分线DE,再延长BC即可;
(2)先利用直角三角形的性质求∠ABC= 60,再垂直平分线的性质得到∠ABE=∠A=30,再求出∠EBC=∠ABC-∠ABE=30,即可得到∠EBC=∠ABE,得到答案;
(3)证明:先利用直角三角形的性质求∠DEB=90-∠ABE =60再利用三角形外角的性质求∠EFB=∠DEB-∠EBC=60-30=30,进而得∠EFB=∠EBC,证得BE=EF,又因为AE= BE,利用等量代换即可求得答案.
解:(1)如图,即为所求;
(2)证明:∵DE是AB的垂直平分线
∴DE⊥AB
∴AE=BE
∵∠A=30,∠ACB=90
∴∠ABE=∠A=30,∠ABC=90-∠A=60
∴∠EBC=∠ABC-∠ABE=60-30=30
∴∠EBC=∠ABE
∴EB平分∠ABC.
(3)证明:∵DE是AB的垂直平分线
∴DE⊥AB
∴∠DEB=90-∠ABE =60
∴∠EFB=∠DEB-∠EBC=60-30=30
∴∠EFB=∠EBC
∴BE=EF
又∵AE= BE
∴AE=EF
【点拨】本题考查了尺规作图和垂直平分线性质得应用,解决此题的关键利用尺规作图,画出图形.
类型九、全等三角形性质与证明综合
9.如图①,点C在线段AB上(点C不与A,B重合),分别以AC,BC为边在AB同侧作等边△ACD和等边△BCE,连接AE,BD交于点P.
(1)观察猜想:
1.AE与BD的数量关系为______;
2.∠APD的度数为______;
(2)数学思考:
如图②,当点C在线段AB外时,(1)中的结论①,②是否仍然成立?若成立,请给予证明;若不成立,请你写出正确结论再给予证明.
【答案】(1)①AE=BD;②60°(2)上述结论成立.∠APD=60°,证明见解析
【分析】
(1)根据已知条件只要证明△DCB≌△ACE,即可证明出AE于BD的数量关系,以及∠APD的角度;
(2)根据△ACD,△BCE均为等边三角形,可知=AC,BC=EC,∠DCA=∠BCE=60°,进而可知∠DCA+∠ACB=∠ACB+∠BCE,即∠DCB=∠ACE,从而可证△DCB≌△ACE(SAS),则DB=AE, ∠CDB=∠CAE,根据∠DCA=∠DPA=60°可证∠APD=60°.
(1)解:∵△ACD和△CBE都是等边三角形,
∴AC=DC,CE=CB,∠ACD=∠ECB=60°,
∵∠ACE=∠ACD+∠DCE,∠DCB=∠DCE+∠ECB,
∴∠DCB=∠ACE,
∴△DCB≌△ACE,
∴AE=BD,∠BDC=∠CAE,
又∵∠DOP=∠COA,
∴∠APD=∠ACD=60°,
故答案是:AE=BD,60°;
(2)上述结论成立,
∵△ACD,△BCE均为等边三角形,
∴DC=AC,BC=EC,∠DCA=∠BCE=60°,
∴∠DCA+∠ACB=∠ACB+∠BCE,即∠DCB=∠ACE,
在△DCB和△ACE中,,
∴△DCB≌△ACE(SAS),
∴DB=AE,
∠CDB=∠CAE,
如图,设BD与AC交于点O,易知∠DOC=∠AOP(对顶角相等),
∴∠CDB+∠DCA=∠CAE+∠DPA,
∴∠DCA=∠DPA=60°,即∠APD=60°.
【点拨】本题考查全等三角形的性质与判定,等边三角形的性质,能够熟练掌握全等三角形的性质与判定是解决本题的关键.
举一反三:
【变式1】已知:如图,在平面直角坐标系xOy中,A(﹣2,0),B(0,4),点C在第四象限,AC⊥AB,AC=AB.
(1)求点C的坐标及∠COA的度数;
(2)若直线BC与x轴的交点为M,点P在经过点C与x轴平行的直线上,求出S△POM+S△BOM的值.
【答案】(1)C(2,﹣2),∠COA=135°;(2)S△POM+S△BOM=4.
【分析】
(1)作CD⊥x轴于点D,根据条件证明△AOB≌△CDA就可以得出AO=CD,连接OC根据OD=OC就可以求出∠COD=45°,从而得出结论;
(2)根据等底等高的两三角形的面积相等就可以得出S△POM+S△BOM=S△COM+S△BOM=S△BOC.从而得出结论.
解:(1)作CD⊥x轴于点D,
∴∠CDA=90°.
∵∠AOB=90°,
∴∠AOB=∠CDA.
∴∠DAC+∠DCA=90°.
∵AC⊥AB,
∴∠BAC=∠BAD+∠CAD=90°,
∴∠BAD=∠ACD.
在△AOB和△CDA中
,
∴△AOB≌△CDA(AAS),
∴AO=CD,OB=DA.
∵A(﹣2,0),B(0,4),
∴OA=2,OB=4,
∴CD=2,DA=4,
∴OD=2,
∴OD=CD.
∵点C在第四象限,
∴C(2,﹣2).
∵∠CDO=90°,
∴∠COD=45°.
∴∠COA=180°﹣45°=135°.
(2)∵PC∥x轴,
∴点P、C到x轴的距离相等,
∴S△POM=S△COM.
∴S△POM+S△BOM=S△COM+S△BOM=S△BOC.
∴S△POM+S△BOM=S△BOC==4.
【点拨】本题考查了坐标与图形的性质的运用,全等三角形的判定与性质的运用,三角形的面积公式的运用,解答时证明三角形全等是关键.
【变式2】如图,在等边三角形中,是边上的动点,以为一边向上作等边三角形,连接.
(1)求证:≌;
(2)求证:;
(3)当点运动到的中点时,与有什么位置关系?并说明理由.
【答案】(1)见解析;(2)见解析;(3),见解析.
【分析】
(1)根据和是等边三角形,得到边角关系,即,,,根据等式性质得到,最后利用证明全等即可;
(2)根据≌,可知对应角,又因为,等量代换可知,进而得到;
(3),由是等边三角形,点为的中点,根据三线合一可知,再根据≌,进而得到,最后可求得的度数.
解:(1)和是等边三角形;
,,,
,
即,
在与中
,
≌;
(2)≌,
;
,
,
;
(3),理由如下:
是等边三角形,点为的中点,
,,,
,
,
≌,
,
,
.
【点拨】本题考查了等边三角形的性质和全等三角形的判定和性质,等式的性质以及平行线的判定等知识点,准确的运用这些性质是解题的关键.
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