人教版12.2 三角形全等的判定精品课堂检测
展开12.2 三角形全等的判定
典型例题
题型一 三角形全等判定方法的选择
例1 (2019·贵州安顺中考)如图12-2-1所示,点B,F,C,E在一条直线上,AB∥ED,AC∥ FD,那么添加下列一个条件后,仍无法判定△ABC≌△DEF的是( )
图12-2-1
A.∠A=∠D B.AC=DF C.AB=ED D.BF=EC
解析:对于选项A,添加∠A=∠D不能判定△ABC≌△DEF,故本
选项正确;对于选项B,添加AC=DF可用AAS进行判定,故本选项错误;对于选项C,添加AB=DE可用AAS进行判定,故本选项错误;对于选项D,添加BF=EC可得出BC=EF,然后可用ASA进行判定,故本选项错误.故选A.
答案:A
例2 如图12-2-2所示,已知AB=AD,CB=CD,那么∠B=∠D吗?为什么?
图12-2-2
分析:要判定∠B=∠D,可设法使它们分别在两个三角形中,再证它们所在的两个三角形全等.本题中已有两组边分别对应相等,因此只要连接AC即可构成全等三角形.
解:∠B=∠D.理由:连接AC,在△ABC和△ADC中,
∴ △ABC≌△ADC(SSS).
∴ ∠B=∠D(全等三角形的对应角相等).
点拨:证明两个角相等或两条线段相等,往往利用全等三角形的性质解决,有时会根据问题的需要添加适当的辅助线构造全等三角形.
例3 (2020·南京中考)如图12-2-3,点D在AB上,点E在AC上,AB=AC,∠B=∠C.求证:BD=CE.
证明:∵ ∠A=∠A,AC=AB,∠C=∠B,
∴ △ACD≌△ABE,
图12-2-3
∴ AD=AE,
∴ AB-AD=AC-AE,即BD=CE.
例4 如图12-2-4所示,已知E,F是线段AB上的两点,且AE=BF,AD=BC,∠A=∠B.求证:DF=CE.
分析:先证明AF=BE,再用“SAS”证明两个三角形全等.
图12-2-4
证明:∵ AE=BF(已知),
∴ AE+EF=BF+FE,
即AF=BE.
在△DAF和△CBE中,
∴ △DAF≌△CBE(SAS).
∴ DF=CE(全等三角形的对应边相等).
点拨:本题中AE=BF这一条件不能直接用于证明△DAF与△CBE全等,可运用等式性质将AE=BF转换成AF=BE.运用等式性质可以由已知两条线段(或两个角)相等,得出另两条线段(或两个角)相等.
例5 (2019·广州中考)如图12-2-5所示,D是AB上一点,DF交AC于点E,DE=FE,FC∥AB.
求证:△ADE≌△CFE.
图12-2-5
证明:∵FC∥AB,∴ ∠A=∠FCE,∠ADE=∠F.
在△ADE和△CFE中,
∴ △ADE≌△CFE(AAS).
例6 (2020·湖北黄石中考)如图12-2-6,AB=AE,AB∥DE,∠DAB=70°,∠E=40°.
(1)求∠DAE的度数.
图12-2-6
(2)若∠B=30°,求证:AD=BC.
(1)解:∵ AB∥DE,∠E=40°,
∴ ∠EAB=∠E=40°.
∵ ∠DAB=70°,∴ ∠DAE=∠DAB-∠EAB=30°.
(2)证明:在△ADE与△BCA中,
∴ △ADE≌△BCA(ASA),
∴ AD=BC.
例7 (2020·四川南充中考)如图12-2-7,点C在线段BD上,且AB⊥BD,DE⊥BD,AC⊥CE,BC=DE.求证:AB=CD.
证明:∵ AB⊥BD,DE⊥BD,AC⊥CE,
图12-2-7
∴ ∠ABC=∠CDE=∠ACE=90°,
∴ ∠ACB+∠ECD=90°,
∠ECD+∠CED=90°,
∴ ∠ACB=∠CED.
在△ABC和△CDE中,
∴ △ABC≌△CDE,
∴ AB=CD.
例8 (2019·湖北宜昌中考)如图12-2-8所示,在△ABC中,D是BC边上一点,AB=DB,BE平分∠ABC,交AC边于点E,连接DE.
图12-2-8
(1)求证:△ABE≌△DBE.
(2)若∠A=100°,∠C=50°,求∠AEB的度数.
(1)证明:∵ BE平分∠ABC,∴ ∠ABE=∠DBE.
在△ABE和△DBE中,
∴ △ABE≌△DBE(SAS).
(2)解:∵ ∠A=100°,∠C=50°,∴ ∠ABC=30°.
∵ BE平分∠ABC,∴ ∠ABE=∠DBE=∠ABC=15°,
∴ ∠AEB=180°-∠A-∠ABE=180°-100°-15°=65°.
题型二 全等形的计数问题
例9 如图12-2-9所示,△BDC′是将长方形纸片ABCD沿BD折叠得到的,图中(包括实线、虚线在内)的全等三角形共有( )
A.2对 B.3对 C.4对 D.5对
解析:由折叠知△CDB≌△C′DB.
图12-2-9
由长方形的性质知AB=DC,AD=BC.
在△ABD和△CDB中,
∴ △ABD≌△CDB(SSS),
∴ △ABD≌△C′DB≌△CDB.
在△ABE和△C′DE中,
∴ △ABE≌△C′DE(AAS).
∴ 共有4对全等的三角形.
答案:C
点拨:在数全等三角形的对数时,先通过观察看哪几个三角形可能全等,然后再去尝试证明.为做到不重不漏,可先按从小到大的顺序依次观察图形,然后观察组合图形,但在证明两个三角形全等时,应先证明已知条件足够多的.
例10 (2019·广西河池中考)如图12-2-10所示,在正方形ABCD中,点E,F分别在BC,CD上,BE=CF,则图中与∠AEB相等的角的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
图12-2-10
解析:∵ 四边形ABCD是正方形,
∴ AD∥BC,AB∥CD,AB=BC,∠ABE=∠BCF=90°.
在△ABE和△BCF中,
∴ △ABE≌△BCF(SAS),∴ ∠BFC=∠AEB.
∵ AD∥BC,AB∥CD,
∴ ∠DAE=∠AEB,∠BFC=∠ABF,∴ ∠ABF=∠AEB.
故图中与∠AEB相等的角的个数是3.
答案:C
题型三 三角形全等的判定与性质的综合应用
例11 如图12-2-11所示,AB=CD,BC=DA,E,F是AC上的两点,且AE=CF.求证:BF=DE.
图12-2-11
分析:观察图形,BF,DE分别在△BCF和△DAE或△ABF和△CDE中,可通过证明三角形全等来解决问题.由已知条件不能直接证明这两个三角形全等,但可由已知条件先证明△ABC≌△CDA,
由此得∠1=∠2及∠3=∠4,从而可证△BCF≌△DAE或△ABF≌△CDE.
证法1:在△ABC和△CDA中,
∴ △ABC≌△CDA(SSS).
∴ ∠1=∠2(全等三角形的对应角相等).
在△BCF和△DAE中,
∴ △BCF≌△DAE(SAS).
∴ BF=DE(全等三角形的对应边相等).
证法2:同“证法1”,得△ABC≌△CDA(SSS),
∴ ∠3=∠4(全等三角形的对应角相等).
∵ AE=CF,∴ AE+EF=CF+EF,即AF=CE.
在△ABF和△CDE中,
∴ △ABF≌△CDE(SAS).
∴ BF=DE(全等三角形的对应边相等).
点拨:寻找解决问题的思路时,可以从求证的结论出发,结合已知条件,逐步寻求解决问题所需要的条件.同时要注意对图形本身隐含条件的挖掘,如对顶角、公共角、公共边等.
题型四 有关角和线段的求值问题
例12 (2020·江西中考)如图12-2-12,AC平分∠DCB,CB=CD,DA的延长线交BC于点E,若∠EAC=49°,则∠BAE的度数为 .
解析:∵ CA平分∠DCB,∴ ∠ACD=∠ACB.
图12-2-12
在△ACD和△ACB中,∴ △ACD≌△ACB(SAS),
∴ ∠DAC=∠BAC.
∵ ∠DAC+∠EAC=180°,∠EAC=49°,
∴ ∠DAC=180°-∠EAC=180°-49°=131°,
∴ ∠BAC=∠DAC=131°,
∴ ∠BAE=∠BAC-∠EAC=131°-49°=82°.
答案:82°
例13 (2019·江苏苏州中考)如图12-2-13所示,在△ABC中,点E在BC边上,AE=AB.将线段AC绕点A旋转到AF的位置,使得∠CAF=∠BAE.连接EF,EF与AC交于点G.
图12-2-13
(1)求证:EF=BC.
(2)若∠ABC=65°,∠ACB=28°,求∠FGC的度数.
(1)证明:∵ 线段AC绕点A旋转到AF的位置,∴ AC=AF.
∵ ∠CAF=∠BAE,
∴ ∠CAF+∠CAE=∠BAE+∠CAE,即∠EAF=∠BAC.
在△ABC和△AEF中,
∴ △ABC≌△AEF(SAS).∴ EF=BC.
(2)解:∵ AE=AB,∴ ∠AEB=∠ABC=65°.
∵ △ABC≌△AEF,∴ ∠AEF=∠ABC=65°,
∴ ∠FEC=180°-∠AEB-∠AEF=180°-65°-65°=50°.
∵ ∠FGC是△EGC的外角,∠ACB=28°,
∴ ∠FGC=∠FEC+∠ACB=50°+28°=78°.
图12-2-14
例14 如图12-2-14所示,等腰直角三角形ABC的直角顶点C在直线PQ上,过点A作AD⊥PQ,过点B作BE⊥PQ,垂足分别为D,E,且AD=14 cm,BE=13 cm.求DE的长.
分析:先根据“AAS”判定△ADC≌△CEB,再根据全等三角形的性质得
到AD=CE,DC=EB,从而把AD与BE的长转化为CE与DC的长,再求和即
可得到线段DE的长.
解:∵ △ABC为等腰直角三角形,C为直角顶点,
∴ AC=BC,∠ACB=90°,
∴ ∠2+∠3=180°-90°=90°.
又∵ AD⊥PQ,∴ ∠1+∠2=90°,
∴ ∠1=∠3(同角的余角相等).
∵ AD⊥PQ,BE⊥PQ,
∴ ∠ADC=∠CEB=90°.
在△ADC和△CEB中,
∴ △ADC≌△CEB(AAS),∴ AD=CE,DC=EB.
∵ AD=14 cm,BE=13 cm,
∴ CE=14 cm,DC=13 cm,∴ DE=CE+DC=27 cm.
点拨:在解答线段求值的问题时,应利用三角形的全等、线段的中点等进行线段值的转化,并结合线段的和差倍分求得线段的最终长度.
题型五 证明线段的位置关系
例15 如图12-2-15所示,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CA=CB,点D是AC上一点,点E在BC的延长线上,且AE=BD,BD的延长线与AE交于点F.试通过观察、测量、猜想等方法来探索BF与AE有何特殊的位置关系,并说明你猜想的正确性.
图12-2-15
解:BF⊥AE.
∵ ∠ACB=90°,∴ ∠ACE=∠BCD=90°.
又∵ BD=AE,BC=AC,
∴ Rt△BDC≌Rt△AEC(HL),
∴ ∠CBD=∠CAE.
又∵ ∠CAE+∠E=90°,∴ ∠EBF+∠E=90°.
∴ ∠BFE=90°,即BF⊥AE.
点拨:两线段的垂直关系是中考的常考考点,在本题中,可向学生渗透“8字导角”模型.
如图12-2-16①所示,
若∠B=∠E,则∠A=∠D.
① ② 图12-2-16
如图12-2-16②所示,
若∠B=90°,∠C=∠A,则∠D=90°.
方法归纳
用三角形全等探求线段的特殊位置关系的方法:线段的特殊位置关系常见的有平行和垂直.一般先运用三角形全等证明出相等的两角,然后利用三角形内角和、等角的余角相等、邻补角的定义等将其转化为具有特殊位置关系的两个角的关系,从而判断两条线段所在的直线的位置关系,最后确定两条线段的位置关系.
例16 (2019·湖北孝感中考)如图12-2-17所示,已知∠C=∠D=90°,BC与AD交于点E,AC=BD,求证:AE=BE.
图12-2-17
证明:∵ ∠C=∠D=90°,
∴ △ACB和△BDA是直角三角形.
在Rt△ACB和Rt△BDA中,
∴ Rt△ACB≌Rt△BDA(HL),
∴ ∠ABC=∠BAD,
∴ AE=BE.
题型六 文字题
例17 求证:三角形的一边的两端点到这边的中线或中线延长线的距离相等.
分析:这是一道文字题,需要先根据题意画出图形,再结合题意,写出已知、求证,最后证明.
已知:如图12-2-18所示,AD为△ABC的中线,且CF⊥ AD于点F,BE⊥AD,交AD的延长线于点E.
求证:BE=CF.
证法1:∵ AD为△ABC的中线,∴ BD=CD.
∵ BE⊥AD,CF⊥AD,
图12-2-18
∴ ∠BED=∠CFD=90°.
在△BED与△CFD中,
∴ △BED≌△CFD(AAS).
∴ BE=CF.
证法2:∵ AD为△ABC的中线,
∴ BD=DC,
∴ S△ABD=S△ACD(等底同高的两个三角形面积相等).
∵ S△ABD=AD·BE,S△ACD=AD·CF,
∴ AD·BE=AD·CF,∴ BE=CF.
点拨:在几何中,有很多问题可以通过面积相等,利用转换法使问题简化,从而达到事半功倍的效果.
例18 求证:三角形一边的中线小于其他两边和的一半.
分析:通过“创造”全等三角形,转化为三角形的一边小于其他两边的和.
已知:如图12-2-19所示,在△ABC中,D是BC边上的中点.
求证:AD<.
图12-2-19
证明:如图12-2-19所示延长AD至点E,使得DE=AD,连接BE.
∵ D是BC的中点,∴ BD=CD.
在△BED和△CAD中,
∴ △BED≌△CAD(SAS).
∴ BE=CA(全等三角形的对应边相等).
在△ABE中,AE
∴ 2AD
例19 如图12-2-20①所示,点A,B,C,D在一条直线上,AB=CD,DE∥AF,且DE=AF.
(1)求证:△AFC≌△DEB.
(2)如果将△EBD沿着AD边的方向平行移动,点B在点C右侧时,如图12-2-20②所示;点B与点C重合时,如图12-2-20③所示,其余条件不变,那么结论是否仍成立?并说明理由.
① ② ③
图12-2-20
分析:在图形变化过程中,只是两个三角形的位置发生了变化,两个三角形的大小、形状均不变.
(1)证明:∵ DE∥AF,∴ ∠FAC=∠EDB.
∵ AB=CD,∴ AB+BC=CD+BC,即AC=BD.
在△AFC和△DEB中,
∴ △AFC≌△DEB(SAS).
(2)解:图12-2-20②仍然成立.图12-2-20③仍然成立.理由:△AFC与△DEB形状、大小未变.
点拨:在图形的变化过程中,把握住图形的形状和大小是否发生变化,原有的规律是否存在是解答此类题目的关键.
题型八 方案设计题
例20 为了测量一池塘的两端A,B之间的距离,同学们想出了如下的两种方案:
① ②
图12-2-21
方案①:如图12-2-21①所示,先在平地上取一个可直接到达A,B的点C,再连接AC,BC,并分别延长AC至点D,BC至点E,使DC=AC,EC=BC,最后量出DE的距离就是AB的长.
方案②:如图12-2-21②所示,过点B作AB的垂线BF,在BF上取C,D两点,使BC=CD,接着过点D作BD的垂线DE,交AC的延长线于点E,则测出DE的长即是AB的距离.
问:(1)方案①是否可行? ,理由是 .
(2)方案②是否可行? ,理由是 .
(3)小明说在方案②中,并不一定需要BF⊥AB,DE⊥BF,只需要 就可以了,请把小明所说的条件补上.
解析:(1)在方案①中,AC=CD,∠ACB=∠DCE,BC=CE,由“SAS”知△ACB≌△DCE,∴ AB=DE. (2)在方案②中,∠ABC=∠EDC=90°,BC=CD,∠ACB=∠ECD,由“ASA”知△ABC≌△EDC,∴ AB=DE.(3)由于BC=CD,∠ACB=∠ECD,还差一对对应角相等就能判定△ABC≌△EDC,故只需把BF⊥AB和BF⊥DE改为AB∥DE就可以了.
答案:(1)可行 由“SAS”知△ABC≌△DEC,∴ AB=DE
(2)可行 由“ASA”知△ABC≌△EDC,∴ AB=ED
(3)AB∥ DE
题型九 探究三角形全等的条件问题
例21 (2020·北京中考)如图12-2-22所示,在△ABC中,AB=AC,点D在BC上(不与点B,C重合).只需添加一个条件即可证明△ABD≌△ACD,这个条件可以是 (写出一个即可).
图12-2-22
解析:D为BC中点时,可用SSS证明△ABD≌△ACD;AD⊥BC时,可用HL证明△ABD≌△ACD;AD平分∠BAC时,可用SAS证明△ABD≌△ACD.
答案:D为BC的中点(或AD⊥BC或AD平分∠BAC,答案不唯一)
点拨:此题主要考查了全等三角形的判定,关键是掌握判定两个三角形全等的一般方法:SSS,SAS,ASA,AAS,HL.注意AAA,SSA不能判定两个三角形全等.判定两个三角形全等时,必须有边的参与,若两边及一角对应相等时,角必须是两边的夹角.
题型十 “截长、补短法”证明线段的和差关系
例22 如图12-2-23所示,已知AC∥BD,AE,BE分别平分∠CAB和∠DBA,点E在CD上,求证:AB=AC+BD.
图12-2-23
分析:证明AB=AC+BD是我们学习了证明线段相等后遇到的新题型,通常是采用“截长、补短法”,即一种是在“和线段”AB上截取AF=AC,再证BF=BD,这种方法叫“截长法”;另一种是延长AC到F,使AF=
AB,再证CF=BD,这种方法叫“补短法”.
证法1:(截长法)如图12-2-24所示,在AB上截取AF=AC,连接EF.
在△ACE和△AFE中,
图12-2-24
∴ △ACE≌△AFE(SAS).
∴ ∠C=∠5(全等三角形的对应角相等).
∵ AC∥BD,∴ ∠C+∠D=180°.
∵ ∠5+∠6=180°,∴ ∠D=∠6.
在△BEF和△BED中,
∴ △BEF≌△BED(AAS).
∴ BF=BD.
∴ AF+BF=AC+BD,即AB=AC+BD.
证法2:(补短法)如图12-2-25所示,延长AC到F,使AF=AB,连接EF.
图12-2-25
在△AEF和△AEB中,
∴ △AEF≌△AEB(SAS).
∴ EF=EB,∠F=∠3.
∵ ∠3=∠4,∴ ∠F=∠4.
∵ AC∥BD,∴ ∠5=∠D.
在△CEF和△DEB中,
∴ △CEF≌△DEB(AAS).
∴ CF=DB(全等三角形的对应边相等).
∵ AB=AC+CF,∴ AB=AC+BD.
点拨:“截长法”是在长线段上截取一段,使截取的线段等于另一条线段,然后证明剩下的线段与第三条线段相等.“补短法”是延长短线段,使延长后的线段等于长线段,再证明延长的部分等于另一条线段.本题无论用哪种方法,目的都是把证明线段和差问题转化为证明线段相等问题.
例23 如图12-2-26所示,在△ABC中,AB>AC,∠1=∠2,P为AD上任意一点.
求证:AB-AC>PB-PC.
分析:欲证AB-AC>PB-PC,不难想到利用三角形的三边关系来证明.由于结论中是差,故用两边之差小于第三边来证明,从而想到构造第三边,使之等于AB-AC,可以在AB上截取AN=AC,然后证明△NAP≌△CAP,证得PC=PN,便可得到结论;或者延长AC到点M,使AM=AB,然后证明△ABP≌△AMP,证得PB=PM,也可得到结论.
证法1:(截长法)如图12-2-26所示,在AB上截取AN=AC,连接PN.
在△APN和△APC中,
图12-2-26
∴ △APN≌△APC(SAS).∴ PN=PC.
在△BPN中,PB-PN
证法2:(补短法)如图12-2-26所示,延长AC至M,使AM=AB,连接PM.
在△ABP和△AMP中,
∴ △ABP≌△AMP(SAS).∴ PB=PM.
在△PCM中,CM>PM-PC,
∵ CM=AM-AC=AB-AC,
∴ AB-AC>PB-PC.
题型十一 动态探究性问题
例24 如图12-2-27所示,在△ABC中,∠BAC=∠B=60°,AB=AC,点D,E分别是边BC,AB所在直线上的动点,且BD=AE,直线AD与CE交于点F.
图12-2-27
(1)当点D,E在边BC,AB上运动时,∠DFC的度数是否发生变化?若不变,求出其度数;若变化,写出其变化规律.
(2)当点D,E运动到CB,BA的延长线上时,(1)中的结论是否改变?请说明理由.
解:(1)不变.
在△ABD和△CAE中,
∴ △ABD≌△CAE(SAS).
∴ ∠BAD=∠ACE.
∴ ∠DFC=∠DAC+∠ACE=∠DAC+∠BAD=∠BAC=60°.
(2)不改变.理由如下:
如图12-2-28所示,∵ ∠ABD=180°-∠ABC=120°,
∠CAE=180°-∠BAC=120°,
∴ ∠ABD=∠CAE.
图12-2-28
在△ABD和△CAE中,
∴ △ABD≌△CAE(SAS),∴ ∠D=∠E.
∵ ∠EAF=∠BAD,∴ ∠DFC=∠EAF+∠E=∠BAD+∠D=∠ABC=60°.
拓展资料
用全等三角形研究“筝形”
观察如图12-2-29所示的这些图片,你能从图片中看出有哪些基本图形吗?
图12-2-29
1.“筝形”的定义:两组邻边分别相等的四边形叫做筝形.
用符号语言表示(如图12-2-30所示):
在四边形ABCD 中,AB =AD,BC =DC,则四边形ABCD 是筝形 .
2.探究“筝形”的性质:
图12-2-30
在筝形ABCD 中,
边:AB =AD,BC =DC.
角:∠ABC =∠ADC.
对角线:AC⊥BD,且AC所在的直线平分BD.
筝形的面积为两对角线乘积的一半.
追问1 你能应用所学的知识证明这些猜想吗?
证明:如图12-2-31所示,连接AC,连接BD交AC的延长线于点O.
由“筝形”的定义可知,AB=AD,BC=DC.
∵ AC=AC,
图12-2-31
∴△ABC≌△ADC(SSS),
∴ ∠ABC=∠ADC,∠BAC=∠DAC.
又∵ AB=AD,AO=AO,
∴△ABO≌△ADO(SAS),
∴ BO=DO,∠AOB=∠AOD=90°,∴ AC⊥BD.
∵ △ABC≌△ADC,
∴ “筝形”ABCD 的面积S=2·S△ABC=2×AC· BO=AC·BD.
追问2 你能从边、角、对角线等方面用文字语言归纳出“筝形”所具有的性质吗?
归纳得出“筝形”的性质如下:
(1)筝形两组邻边分别相等;
(2)筝形至少一组对角相等;
(3)筝形的一条对角线平分一组对角,并且垂直平分另一条对角线;
(4)筝形的面积为两对角线乘积的一半.
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