
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数学七年级下暑假培优专题训练(三)
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这是一份数学七年级下暑假培优专题训练(三),共40页。试卷主要包含了平行线中的拐点问题等内容,欢迎下载使用。
数学七年级下暑假培优专题训练
专题三、平行线中的拐点问题
【专题导航】
目录
【考点一 过一个拐点作平行线求角度】.........................................1
【考点二 过多个拐点作平行线求角度】.........................................4
【考点三 与拐点有关的证明题】...............................................7
【考点四 与拐点有关的探究题】...............................................8
【聚焦考点1】
解题技巧提炼
当两条平行线不是被第三条直线所截,而是被一条折线所截时,平行线的性质则不能直接应用,遇到一个拐点时,只需过折线的“拐点”作一条平行线,利用平行公理的推论得出三条直线互相平行,从而多次利用平行线的性质解决问题.
【典例剖析1】
【考点一 过一个拐点作平行线求角度】
1. 猪蹄型
2. 铅笔型
M
3.鸡翅型
M
4.骨折型
【典例1-1】如图,直线,将一个直角三角尺按如图所示的位置摆放,若,则的度数为
A. B. C. D.
【典例1-2】如图,直线a∥b,点M、N分别在直线a、b上,P为两平行线间一点,那么∠1+∠2+∠3等于( )
A.360° B.300° C.270° D.180°
【典例1-3】探照灯、锅形天线、汽车灯以及其它很多灯具都与抛物线形状有关,如图所示是一探照灯灯碗的纵剖面,从位于O点的灯泡发出的两束光线OB、OC经灯碗反射以后平行射出.如果图中∠ABO=32°,∠DCO=78°,则∠BOC的度数为( )
A.46° B.92° C.110° D.100°
【典例1-4】为增强学生体质,某学校将“抖空竹”引入阳光体育一小时活动.图1是一位同学抖空竹时的一个瞬间,数学老师把它抽象成图2的数学问题:已知AB∥CD,∠EAB=80°,∠ECD=110°.求∠AEC的度数.小明在解决过程中,过E点作EF∥CD,则可以得到EF∥AB,其理由是 ,根据这个思路可得∠AEC= .
针对训练1
【变式1-1】(1)已知:如图(a),直线.求证:;
(2)如图(b),如果点在与之外,其他条件不变,那么会有什么结果?你还能就本题作出什么新的猜想?
【变式1-2】如图:
(1)若,猜想图①中,、与之间的数量关系并加以证明;
(2)若,如图②,直接写出、与之间的数量关系: .
(3)学以致用:一个小区大门栏杆的平面示意图如图所示,垂直地面于,平行于地面,若,则 .
【变式1-3】如图,AB∥DE,∠1=25°,∠2=110°,求∠BCD的度数.
【变式1-4】如图,AB∥CD,则∠1+∠3—∠2的度数等于 __________.
【聚焦考点2】
解题技巧提炼
题型一中的题平行线间有个一折点,只需过折点处作一条辅助平行线即可,若有个多个折点,则需要过每一个折点作辅助平行线,再利用平行线的判定和性质解决问题即可.
【典例剖析2】
【考点二 过多个拐点作平行线求角度】
【典例2-1】 如图,,,平分,平分,则
A. B. C. D .
【典例2-2】如图所示,已知AB∥CD,BF平分∠ABE,DF平分∠CDE,∠BED=115°,那么∠BFD的度数是( )
A.62° B.64° C.57.5° D.60°
【典例2-3】如图,已知,,则、与的关系是 .
针对训练2
【变式2-1】(2022春•新洲区期末)如图,AB∥EF,则∠A,∠C,∠D,∠E满足的数量关系是( )
A.∠A+∠C+∠D+∠E=360° B.∠A+∠D=∠C+∠E
C.∠A﹣∠C+∠D+∠E=180° D.∠E﹣∠C+∠D﹣∠A=90°
【变式2-2】如图,,平分,平分,,求.
【变式2-3】已知:点A、C、B不在同一条直线上,AD∥BE
(1)如图①,当∠A=58°,∠B=118°时,求∠C的度数;
(2)如图②,AQ、BQ分别为∠DAC、∠EBC的平分线所在直线,试探究∠C与∠AQB的数量关系;
(3)如图③,在(2)的前提下,且有AC∥QB,QP⊥PB,直接写出∠DAC:∠ACB:∠CBE的值.
【聚焦考点3】
解题技巧提炼
对于两条平行线间“折线”与“拐点”的证明题,一般都是在拐点处作平行线,使问题转化,从而构造一些相等的角或互补的角,使已知和未知一目了然,达到解题的目的,具体步骤是:
①作辅助线(过拐点处作平行线);
②找特殊角(找相等的角或互补的角);
③解决问题(找到数量关系).
【典例剖析3】
【考点三 与拐点有关的证明题】
【典例3-1】 如图,点E在线段AC上,AB∥CD,∠1=∠B,∠2=∠D.求证:BE⊥DE.
【典例3-2】已知,点为平面内一点,于.
(1)如图1,点在两条平行线外,则与之间的数量关系为______;
(2)点在两条平行线之间,过点作于点.
①如图2,说明成立的理由;
②如图3,平分交于点平分交于点.若,求的度数.
针对训练3
【变式3-1】已知:直线EF分别与直线AB,CD相交于点G,H,并且∠AGE+∠DHE=180°.
(1)如图1,求证:AB∥CD;
(2)如图2,点M在直线AB,CD之间,连接GM,HM,求证:∠M=∠AGM+∠CHM;
(3)如图3,在(2)的条件下,射线GH是∠BGM的平分线,在MH的延长线上取点N,连接GN,若∠N=∠AGM,∠M=∠N+∠FGN,求∠MHG的度数
【变式3-2】如图1,AB∥CD,EOF是直线AB、CD间的一条折线.
(1)试证明:∠O=∠BEO+∠DFO.
(2)如果将折一次改为折二次,如图2,则∠BEO、∠O、∠P、∠PFC之间会满足怎样的数量关系,证明你的结论.
【聚焦考点4】
解题技巧提炼
综合运用平行线的性质和判定解决与拐点有关的探究题,作辅助线是解题的关键,有时要用到分类讨论的数学思想方法,是学生的难点突破.
【典例剖析4】
【考点四 与拐点有关的探究题】
【典例4-1】已知AB∥CD,点E是AB,CD之间的一点.
(1)如图1,试探索∠AEC,∠BAE,∠DCE之间的数量关系;
以下是小明同学的探索过程,请你结合图形仔细阅读,并完成填空(理由或数学式):
解:过点E作PE∥AB(过直线外一点有且只有一条直线与这条直线平行).
∵AB∥CD(已知),
∴PE∥CD( ),
∴∠BAE=∠1,∠DCE=∠2( ),
∴∠BAE+∠DCE= + (等式的性质).
即∠AEC,∠BAE,∠DCE之间的数量关系是 .
(2)如图2,点F是AB,CD之间的一点,AF平分∠BAE,CF平分∠DCE.
①若∠AEC=74°,求∠AFC的大小;
②若CG⊥AF,垂足为点G,CE平分∠DCG,∠AEC+∠AFC=126°,求∠BAE的大小.
【典例4-2】小明同学遇到这样一个问题:
如图①,已知:AB∥CD,E为AB、CD之间一点,连接BE,ED,得到∠BED.
求证:∠BED=∠B+∠D.
小亮帮助小明给出了该问的证明.
证明:
过点E作EF∥AB,则有∠BEF=∠B.
∵AB∥CD,
∴EF∥CD,
∴∠FED=∠D,
∴∠BED=∠BEF+∠FED=∠B+∠D.
请你参考小亮的思考问题的方法,解决问题:
直线l1∥l2,直线EF和直线l1、l2分别交于C、D两点,点A、B分别在直线l1、l2上,
猜想:如图②,若点P在线段CD上,∠PAC=15°,∠PBD=40°,求∠APB的度数.
拓展:如图③,若点P在直线EF上,连接PA、PB(BD<AC),直接写出∠PAC、∠APB、∠PBD之间的数量关系.
针对训练4
【变式4-1】直线,A是上一点,B是上一点,直线和直线,交于点C和D,在直线CD上有一点P.
(1)如果P点在C、D之间运动时,问、、有怎样的数量关系?请说明理由.
(2)若点P在C、D两点的外侧运动时(P点与点C、D不重合),试探索、、之间的关系又是如何?(请直接写出答案,不需要证明)
【变式4-2】(1)如图1,直线AB∥CD.点P在直线AB,CD之间,试说明:∠BAP+∠APC+∠PCD=360°.
小明说明的过程是这样的:“过点P作PE∥AB,…”
请按照小明的思路写出完整的解答说明过程.
(2)①直线AB∥CD,点P,Q在直线AB,CD之间,且点P,Q在直线AC的同侧,如图2,试探究∠BAP,∠APQ,∠PQC,∠QCD之间的数量关系,并说明理由;
②直线AB∥CD,点P,Q在直线AB,CD之间,且点P,Q在直线AC的两侧.如图3,试探究∠BAP,∠APQ,∠PQC,∠QCD之间的数量关系,并说明理由.
请在①②任选一个问题进行解答.
(3)如图4,若a∥b,直接写出图中x的度数(不用说理).
数学七年级下暑假培优专题训练
专题三、平行线中的拐点问题(解析版)
【考点一 过一个拐点作平行线求角度】
【典例1-1】如图,直线,将一个直角三角尺按如图所示的位置摆放,若,则的度数为
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先利用平行线的性质得出,进而利用三角板的特征求出,最后利用平行线的性质即可.
【解答】解:如图,
过点作,
,
,
,
,,
,
,
故选:.
【点评】此题主要考查了平行线的性质,作出BA∥a,根据平行线的性质得出相等(或互补)的角是解决问题的关键.
【典例1-2】如图,直线a∥b,点M、N分别在直线a、b上,P为两平行线间一点,那么∠1+∠2+∠3等于( )
A.360° B.300° C.270° D.180°
【答案】A
【分析】先过点P作PA∥a,构造三条平行线,然后利用两直线平行,同旁内角互补,即可得出结论.
【解答】解:如图,过点P作PA∥a,则a∥b∥PA,
∴∠3+∠NPA=180°,∠1+∠MPA=180°,
∴∠1+∠2+∠3=180°+180°=360°.
故选:A.
【点评】此题主要考查了平行线的性质,作出PA∥a,根据平行线的性质得出相等(或互补)的角是解决问题的关键.
【典例1-3】探照灯、锅形天线、汽车灯以及其它很多灯具都与抛物线形状有关,如图所示是一探照灯灯碗的纵剖面,从位于O点的灯泡发出的两束光线OB、OC经灯碗反射以后平行射出.如果图中∠ABO=32°,∠DCO=78°,则∠BOC的度数为( )
A.46° B.92° C.110° D.100°
【答案】C
【解答】解:过O点作OH∥AB,
∵AB∥CD,
∴OH∥CD.
∴∠BPH=∠ABO=32°,∠HOC=∠DCO=78°.
∴∠BOC=32°+78°=110°.
故选:C.
【点评】此题主要考查了平行线的性质,作出OH∥AB,根据平行线的性质得出相等(或互补)的角是解决问题的关键.
【典例1-4】为增强学生体质,某学校将“抖空竹”引入阳光体育一小时活动.图1是一位同学抖空竹时的一个瞬间,数学老师把它抽象成图2的数学问题:已知AB∥CD,∠EAB=80°,∠ECD=110°.求∠AEC的度数.小明在解决过程中,过E点作EF∥CD,则可以得到EF∥AB,其理由是 ,根据这个思路可得∠AEC= .
【答案】平行于同一直线的两直线平行;30°
【分析】根据平行公理推论得到EF∥AB,再根据平行线的x性质求解即可.
【解答】解:过E点作EF∥CD,
∵AB∥CD,
∴EF∥AB(平行于同一直线的两直线平行),
∴∠EAB+∠AEF=180°,
∵EF∥CD,
∴∠CEF+∠ECD=180°,
∵∠EAB=80°,∠ECD=110°,
∴∠AEF=100°,∠CEF=70°,
∴∠AEC=∠AEF﹣∠CEF=30°.
故答案为:平行于同一直线的两直线平行;30°.
【点评】此题考查了平行线的判定与性质,熟记平行线的判定定理与性质定理是解题的关键.
针对训练1
【变式1-1】(1)已知:如图(a),直线.求证:;
(2)如图(b),如果点在与之外,其他条件不变,那么会有什么结果?你还能就本题作出什么新的猜想?
【答案】见解析
【分析】(1)首先过点作,由直线,可得,然后由两直线平行,内错角相等,即可证得;
(2)首先由两直线平行,内错角相等,可得,然后根据三角形外角的性质即可证得.
【解答】(1)证明:过点作,
,
,
,,
;
(2)结论:,
证明:如图:
,
,
在中,,
,
.
【点评】此题考查了平行线的判定与性质,熟记平行线的判定定理与性质定理是解题的关键.
【变式1-2】如图:
(1)若,猜想图①中,、与之间的数量关系并加以证明;
(2)若,如图②,直接写出、与之间的数量关系: .
(3)学以致用:一个小区大门栏杆的平面示意图如图所示,垂直地面于,平行于地面,若,则 .
【答案】(1) (2) (3) 120
【分析】(1)过点作;通过平行线的性质倒角即可;
(2)过点作;根据两直线平行同旁内角互补列出等式求解;
(3)由(2)中的结论计算即可.
【解答】解:(1);理由如下:
如图,过点作;
,
,
,
,
,
;
(2);理由如下:
如图,过点作;
,
,
,,
,
故答案为:;
(3)解:由(2)可知:,
,
,
,
故答案为:120.
【点评】此题考查了平行线的判定与性质,熟记平行线的判定定理与性质定理是解题的关键.
【变式1-3】如图,AB∥DE,∠1=25°,∠2=110°,求∠BCD的度数.
【分析】过点C作CF∥AB,由平行公理的推论得出CF∥DE,再由平行线的性质求得∠4的度数为70°,再根据CF∥AB得∠3=∠1=25°,最后由角的和差求出∠BCD的度数即可.
【解答】解:如图:过点C作CF∥AB,
∵CF∥AB
∴∠3=∠1=25°
∵AB∥DE,
∴DF∥CE,
∵∠4+∠2=180°,又∵∠2=110°,
∴∠4=180°﹣∠2=180°﹣110°=70°,
∴∠BCD=∠3+∠4=25°+70°=95°.
【点评】本题考查的是平行线的性质,用到的知识点为:两直线平行,同旁内角互补
【变式1-4】如图,AB∥CD,则∠1+∠3—∠2的度数等于 __________.
【答案】180°
【详解】∵AB∥CD
∴∠1=∠EFD
∵∠2+∠EFC=∠3
∠EFD=180°-∠EFC
∴∠1+∠3—∠2=180°,故答案为:180°
【点评】本题考查的是平行线的性质,用到的知识点为:两直线平行,同旁内角互补
【考点二 过多个拐点作平行线求角度】
【典例2-1】 如图,,,平分,平分,则
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】首先过点作,过点作,由,即可得,然后根据两直线平行,同旁内角互补,由,即可求得,又由平分,平分,根据角平分线的性质,即可求得的度数,又由两只线平行,内错角相等,即可求得的度数.
【解答】解:过点作,过点作,
,
,
,,
,
,
,
平分,平分,
,,
,
,,
.
故选:.
【点评】此题考查了平行线的判定与性质,熟记平行线的判定定理与性质定理是解题的关键.
【典例2-2】如图所示,已知AB∥CD,BF平分∠ABE,DF平分∠CDE,∠BED=115°,那么∠BFD的度数是( )
A.62° B.64° C.57.5° D.60°
【答案】C
【解答】解:如图,过E作EG∥AB,过F作FH∥AB,
∵AB∥CD,
∴EG∥CD,FH∥CD,
∴∠ABE=∠GEB,∠CDE=∠GED,
∴∠BED=∠ABE+∠CDE=115°,
又∵BF平分∠ABE,DF平分∠CDE,
∴∠ABF=∠ABE,∠CDF=∠CDE,
∴∠ABF+∠CDF=(∠ABE+∠CDE)=57.5°,
∵AB∥FH∥CD,
∴∠ABF=∠BFH,∠CDF=∠DFH,
∴∠BFD=∠BFH+∠DFH=∠ABF+∠CDF=57.5°,
故选:C.
【点评】此题考查了平行线的判定与性质,熟记平行线的判定定理与性质定理是解题的关键.
【典例2-3】如图,已知,,则、与的关系是 .
【答案】
【分析】首先过点作,过点作,由,即可得,然后由两直线平行,内错角相等,即可求得答案.
【解答】解:过点作,过点作,
,
,
,,,
①,②,
由①②得:.
故答案为:.
【点评】此题考查了平行线的判定与性质,熟记平行线的判定定理与性质定理是解题的关键.
针对训练2
【变式2-1】(2022春•新洲区期末)如图,AB∥EF,则∠A,∠C,∠D,∠E满足的数量关系是( )
A.∠A+∠C+∠D+∠E=360° B.∠A+∠D=∠C+∠E
C.∠A﹣∠C+∠D+∠E=180° D.∠E﹣∠C+∠D﹣∠A=90°
【答案】C
【分析】过点C作CG∥AB,过点D作DH∥EF,根据两直线平行,内错角相等可得∠A=∠ACG,∠CDH=∠DCG,两直线平行,同旁内角互补可得∠EDH=180°﹣∠E,然后表示出∠C整理即可得解.
【解答】解:如图,过点C作CG∥AB,过点D作DH∥EF,
则∠A=∠ACG,∠EDH=180°﹣∠E,
∵AB∥EF,
∴CG∥DH,
∴∠CDH=∠DCG,
∴∠C=∠ACG+∠CDH=∠A+∠D﹣(180°﹣∠E),
∴∠A﹣∠C+∠D+∠E=180°.
故选:C.
【点评】本题考查了平行线的性质,此类题目难点在于过拐点作平行线.
【变式2-2】如图,,平分,平分,,求.
【答案】
【分析】连接,过作,由,得到,利用两直线平行内错角相等, 得到两对角相等, 进而求出的度数, 由平分,平分,利用角平分线定义得到的度数, 在三角形中, 利用内角和定理得到的度数, 进而求出的度数, 求出度数即可 .
【解答】解: 连接,过作,由,得到,
,,
,,
平分,平分,
,
,
则.
【点评】本题考查了平行线的性质,此类题目难点在于过拐点作平行线.
【变式2-3】已知:点A、C、B不在同一条直线上,AD∥BE
(1)如图①,当∠A=58°,∠B=118°时,求∠C的度数;
(2)如图②,AQ、BQ分别为∠DAC、∠EBC的平分线所在直线,试探究∠C与∠AQB的数量关系;
(3)如图③,在(2)的前提下,且有AC∥QB,QP⊥PB,直接写出∠DAC:∠ACB:∠CBE的值.
【答案】(1)120° (2) 2∠AQB+∠C=180°
(3)∠DAC:∠ACB:∠CBE=60°:120°:120°=1:2:2
【解答】解:(1)在图①中,过点C作CF∥AD,则CF∥BE.
∵CF∥AD∥BE,
∴∠ACF=∠A,∠BCF=180°﹣∠B,
∴∠ACB=∠ACF+∠BCF=180°﹣(∠B﹣∠A)=120°.
(2)在图②中,过点Q作QM∥AD,则QM∥BE.
∵QM∥AD,QM∥BE,
∴∠AQM=∠NAD,∠BQM=∠EBQ.
∵AQ平分∠CAD,BQ平分∠CBE,
∴∠NAD=∠CAD,∠EBQ=∠CBE,
∴∠AQB=∠BQM﹣∠AQM=(∠CBE﹣∠CAD).
∵∠C=180°﹣(∠CBE﹣∠CAD)=180°﹣2∠AQB,
∴2∠AQB+∠C=180°.
(3)∵AC∥QB,
∴∠AQB=∠CAP=∠CAD,∠ACP=∠PBQ=∠CBE,
∴∠ACB=180°﹣∠ACP=180°﹣∠CBE.
∵2∠AQB+∠ACB=180°,
∴∠CAD=∠CBE.
又∵QP⊥PB,
∴∠CAP+∠ACP=90°,即∠CAD+∠CBE=180°,
∴∠CAD=60°,∠CBE=120°,
∴∠ACB=180°﹣(∠CBE﹣∠CAD)=120°,
∴∠DAC:∠ACB:∠CBE=60°:120°:120°=1:2:2.
【点评】本题考查了平行线的性质,此类题目难点在于过拐点作平行线
【考点三 与拐点有关的证明题】
【典例3-1】 如图,点E在线段AC上,AB∥CD,∠1=∠B,∠2=∠D.求证:BE⊥DE.
【答案】见解析
【分析】过点E在∠BED的内部作EM∥AB,先根据平行线的性质得出∠1=∠BEM,∠DEM=∠2然后根据∠AEC=180°得出∠1+∠BEM+∠DEM+∠2=180°,从而得到∠BEM+∠DEM=90°,即可证明BE⊥DE.
【解答】证明:过点E在∠BED的内部作EM∥AB,则∠B=∠BEM,
∵∠1=∠B,∴∠1=∠BEM,
又∵AB∥CD,EM∥CD,
∴∠D=∠DEM,
∵∠2=∠D,∠DEM=∠2,
∴∠1+∠BEM+∠DEM+∠2=180°,
∴∠BEM+∠DEM=90°,
即∠BED=90,
∴BE⊥DE.
【点评】本题考查平行线的性质等知识,解题的关键是熟练掌握基本知识,属于中考常考题型.
【典例3-2】已知,点为平面内一点,于.
(1)如图1,点在两条平行线外,则与之间的数量关系为______;
(2)点在两条平行线之间,过点作于点.
①如图2,说明成立的理由;
②如图3,平分交于点平分交于点.若,求的度数.
【答案】(1)∠A+∠C=90°;(2)①见解析;②105°
【分析】(1)根据平行线的性质以及直角三角形的性质进行证明即可;
(2)①过点B作BG∥DM,根据平行线找角的联系即可求解;②先过点B作BG∥DM,根据角平分线的定义,得出∠ABF=∠GBF,再设∠DBE=α,∠ABF=β,根据∠CBF+∠BFC+∠BCF=180°,可得2α+β+3α+3α+β=180°,根据AB⊥BC,可得β+β+2α=90°,最后解方程组即可得到∠ABE=15°,进而得出∠EBC=∠ABE+∠ABC=15°+90°=105°.
【详解】解:(1)如图1,AM与BC的交点记作点O,
∵AM∥CN,
∴∠C=∠AOB,
∵AB⊥BC,
∴∠A+∠AOB=90°,
∴∠A+∠C=90°;
(2)①如图2,过点B作BG∥DM,
∵BD⊥AM,
∴DB⊥BG,
∴∠DBG=90°,
∴∠ABD+∠ABG=90°,
∵AB⊥BC,
∴∠CBG+∠ABG=90°,
∴∠ABD=∠CBG,
∵AM∥CN,BG∥DM,
∴∠C=∠CBG,
∠ABD=∠C;
②如图3,过点B作BG∥DM,
∵BF平分∠DBC,BE平分∠ABD,
∴∠DBF=∠CBF,∠DBE=∠ABE,
由(2)知∠ABD=∠CBG,
∴∠ABF=∠GBF,
设∠DBE=α,∠ABF=β,
则∠ABE=α,∠ABD=2α=∠CBG,
∠GBF=∠AFB=β,
∠BFC=3∠DBE=3α,
∴∠AFC=3α+β,
∵∠AFC+∠NCF=180°,∠FCB+∠NCF=180°,
∴∠FCB=∠AFC=3α+β,
△BCF中,由∠CBF+∠BFC+∠BCF=180°得:
2α+β+3α+3α+β=180°,
∵AB⊥BC,
∴β+β+2α=90°,
∴α=15°,
∴∠ABE=15°,
∴∠EBC=∠ABE+∠ABC=15°+90°=105°.
【点睛】本题主要考查了平行线的性质的运用,解决问题的关键是作平行线构造内错角,运用等角的余角(补角)相等进行推导.余角和补角计算的应用,常常与等式的性质、等量代换相关联.解题时注意方程思想的运用.
针对训练3
【变式3-1】已知:直线EF分别与直线AB,CD相交于点G,H,并且∠AGE+∠DHE=180°.
(1)如图1,求证:AB∥CD;
(2)如图2,点M在直线AB,CD之间,连接GM,HM,求证:∠M=∠AGM+∠CHM;
(3)如图3,在(2)的条件下,射线GH是∠BGM的平分线,在MH的延长线上取点N,连接GN,若∠N=∠AGM,∠M=∠N+∠FGN,求∠MHG的度数.
【答案】(1)略 (2)略 (3)60°
【解答】(1)证明:如图1,∵∠AGE+∠DHE=180°,∠AGE=∠BGF.
∴∠BGF+∠DHE=180°,
∴AB∥CD;
(2)证明:如图2,过点M作MR∥AB,
又∵AB∥CD,
∴AB∥CD∥MR.
∴∠GMR=∠AGM,∠HMR=∠CHM.
∴∠GMH=∠GMR+∠RMH=∠AGM+∠CHM.
(3)解:如图3,令∠AGM=2α,∠CHM=β,则∠N=2α,∠M=2α+β,
∵射线GH是∠BGM的平分线,
∴,
∴∠AGH=∠AGM+∠FGM=2α+90°﹣α=90°+α,
∵,
∴,
∴∠FGN=2β,
过点H作HT∥GN,
则∠MHT=∠N=2α,∠GHT=∠FGN=2β,
∴∠GHM=∠MHT+∠GHT=2α+2β,
∠CHG=∠CHM+∠MHT+∠GHT=β+2α+2β=2α+3β,
∵AB∥CD,
∴∠AGH+∠CHG=180°,
∴90°+α+2α+3β=180°,
∴α+β=30°,
∴∠GHM=2(α+β)=60°.
【点睛】本题主要考查了平行线的性质的运用,解决问题的关键是作平行线构造内错角.利用平行线的性质解决问题是解题关键
【变式3-2】如图1,AB∥CD,EOF是直线AB、CD间的一条折线.
(1)试证明:∠O=∠BEO+∠DFO.
(2)如果将折一次改为折二次,如图2,则∠BEO、∠O、∠P、∠PFC之间会满足怎样的数量关系,证明你的结论.
【答案】见解析
【分析】(1)作OM∥AB,根据平行线的性质得∠1=∠BEO,由于AB∥CD,根据平行线的传递性得OM∥CD,根据平行线的性质得∠2=∠DFO,所以∠1+∠2=∠BEO+∠DFO;
(2)作OM∥AB,PN∥CD,由AB∥CD得到OM∥PN∥AB∥CD,根据平行线的性质得∠1=∠BEO,∠2=∠3,∠4=∠PFC,所以∠1+∠2+∠PFC=∠BEO+∠3+∠4,即∠O+∠PFC=∠BEO+∠P.
【解答】(1)证明:作OM∥AB,如图1,
∴∠1=∠BEO,
∵AB∥CD,
∴OM∥CD,
∴∠2=∠DFO,
∴∠1+∠2=∠BEO+∠DFO,
即:∠O=∠BEO+∠DFO.
(2)解:∠O+∠PFC=∠BEO+∠P.理由如下:
作OM∥AB,PN∥CD,如图2,
∵AB∥CD,
∴OM∥PN∥AB∥CD,
∴∠1=∠BEO,∠2=∠3,∠4=∠PFC,
∴∠1+∠2+∠PFC=∠BEO+∠3+∠4,
∴∠O+∠PFC=∠BEO+∠P.
【点评】本题考查了平行线的性质:两直线平行,同位角相等;两直线平行,同旁内角互补;两直线平行,内错角相等.
【考点四 与拐点有关的探究题】
【典例4-1】已知AB∥CD,点E是AB,CD之间的一点.
(1)如图1,试探索∠AEC,∠BAE,∠DCE之间的数量关系;
以下是小明同学的探索过程,请你结合图形仔细阅读,并完成填空(理由或数学式):
解:过点E作PE∥AB(过直线外一点有且只有一条直线与这条直线平行).
∵AB∥CD(已知),
∴PE∥CD( ),
∴∠BAE=∠1,∠DCE=∠2( ),
∴∠BAE+∠DCE= + (等式的性质).
即∠AEC,∠BAE,∠DCE之间的数量关系是 .
(2)如图2,点F是AB,CD之间的一点,AF平分∠BAE,CF平分∠DCE.
①若∠AEC=74°,求∠AFC的大小;
②若CG⊥AF,垂足为点G,CE平分∠DCG,∠AEC+∠AFC=126°,求∠BAE的大小.
【答案】(1) 平行于同一条直线的两条直线平行,两直线平行,内错角相等,∠1,∠2,
∠AEC=∠BAE+∠DCE, (2)52°
【解答】解:(1)平行于同一条直线的两条直线平行,
两直线平行,内错角相等,
∠1,∠2,
∠AEC=∠BAE+∠DCE,
故答案为:平行于同一条直线的两条直线平行,
两直线平行,内错角相等,
∠1,∠2,
∠AEC=∠BAE+∠DCE,
(2)①由(1)得:
∠AEC=∠BAE+∠DCE,
∠AFC=∠BAF+∠DCF,
∵AF平分∠BAE,CF平分∠DCE,
∴∠BAF=∠BAE,∠DCF=∠DCE,
∴∠AFC=∠BAF+∠DCF
=∠BAE+∠DCE
=∠AEC
=×74°
=37°;
②由①得:∠AEC=2∠AFC,
∵∠AEC+∠AFC=126°,
∴∠AFC=42°,∠AEC=82°,
∵CG⊥AF,
∴∠CGF=90°,
∴∠GCF=48°,
∵CE平分∠DCG,
∴∠GCE=∠ECD,
∵CF平分∠DCE,
∴∠DCE=2∠DCF=2∠ECF,
∴∠GCF=3∠DCF,
∴∠DCF=16°,
∴∠DCE=32°,
∴∠BAE=∠AEC﹣∠DCE=52°.
【典例4-2】小明同学遇到这样一个问题:
如图①,已知:AB∥CD,E为AB、CD之间一点,连接BE,ED,得到∠BED.
求证:∠BED=∠B+∠D.
小亮帮助小明给出了该问的证明.
证明:
过点E作EF∥AB,则有∠BEF=∠B.
∵AB∥CD,
∴EF∥CD,
∴∠FED=∠D,
∴∠BED=∠BEF+∠FED=∠B+∠D.
请你参考小亮的思考问题的方法,解决问题:
直线l1∥l2,直线EF和直线l1、l2分别交于C、D两点,点A、B分别在直线l1、l2上,
猜想:如图②,若点P在线段CD上,∠PAC=15°,∠PBD=40°,求∠APB的度数.
拓展:如图③,若点P在直线EF上,连接PA、PB(BD<AC),直接写出∠PAC、∠APB、∠PBD之间的数量关系.
【分析】猜想:过点P作PH∥AC,然后得到BD∥PH,从而得到∠PAC=∠APH,∠PBD=∠BPH,然后得到∠APB的度数;
拓展:分情况讨论,当点P在线段CD上时,当点P在射线DF上时,当点P在射线CE上时,然后过点P作PH∥AC,再利用平行线的性质进行探究角之间的数量关系.
【解答】解:猜想:如图1,过点P作PH∥AC,则∠PAC=∠APH,
∵l1∥l2,
∴BD∥PH,
∴∠PBD=∠BPH,
∴∠APB=∠APH+∠BPH=∠PAC+∠PBD,
∵∠PAC=15°,∠PBD=40°,
∴∠APB=15°+40°=55°.
拓展:①如图1,当点P在线段CD上时,
由猜想可知,∠APB=∠PAC+∠PBD;
②如图2,当点P在射线DP上时,
过点P作PH∥AC,则∠PAC=∠APH,
∵l1∥l2,
∴BD∥PH,
∴∠PBD=∠BPH,
∴∠APB=∠APH﹣∠BPH=∠PAC﹣∠PBD;
③如图3,当点P在射线CE上时,
过点P作PH∥AC,则∠PAC=∠APH,
∵l1∥l2,
∴BD∥PH,
∴∠PBD=∠BPH,
∴∠APB=∠BPH﹣∠APH=∠PBD﹣∠PAC;
综上所述,∠PAC、∠APB、∠PBD之间的数量关系为∠APB=∠PAC+∠PBD或∠APB=∠PAC﹣∠PBD或∠APB=∠PBD﹣∠PAC.
【点评】本题考查了平行线的性质,解题的关键是熟练作出辅助线构造平行线,然后通过平行线的性质得到内错角相等.
【变式4-1】直线,A是上一点,B是上一点,直线和直线,交于点C和D,在直线CD上有一点P.
(1)如果P点在C、D之间运动时,问、、有怎样的数量关系?请说明理由.
(2)若点P在C、D两点的外侧运动时(P点与点C、D不重合),试探索、、之间的关系又是如何?(请直接写出答案,不需要证明)
【答案】(1).理由见解析;(2)或.
【分析】(1)过点P作,即可得到,然后根据平行线的性质进行求解即可;
(2)分当P在AC的上方时和当P在BD的下方时,两种情况,利用平行线的性质求解即可.
【详解】(1).
过点P作,如图1所示.
因为,,
所以,
所以,,
因为,
所以
(2)
如图当P在AC的上方时,
过点P作,如图2所示.
因为,,
所以,
所以,,
因为,
所以;
如图当P在BD的下方时,
过点P作,如图2所示.
因为,,
所以,
所以,,
因为,
所以;
∴综上所述:或.
【点睛】本题主要考查了平行线的性质以及角的计算,解题的关键在于能够熟练掌握相关知识进行求解
【变式4-2】(1)如图1,直线AB∥CD.点P在直线AB,CD之间,试说明:∠BAP+∠APC+∠PCD=360°.
小明说明的过程是这样的:“过点P作PE∥AB,…”
请按照小明的思路写出完整的解答说明过程.
(2)①直线AB∥CD,点P,Q在直线AB,CD之间,且点P,Q在直线AC的同侧,如图2,试探究∠BAP,∠APQ,∠PQC,∠QCD之间的数量关系,并说明理由;
②直线AB∥CD,点P,Q在直线AB,CD之间,且点P,Q在直线AC的两侧.如图3,试探究∠BAP,∠APQ,∠PQC,∠QCD之间的数量关系,并说明理由.
请在①②任选一个问题进行解答.
(3)如图4,若a∥b,直接写出图中x的度数(不用说理).
【分析】(1)过点P作PE∥AB,根据平行线的性质,两直线平行,同旁内角互补,可得∠BAP+∠APE=180°,∠DCP+CPE=180°,根据等式的性质可得∠BAP+∠APE+∠DCP+CPE=360°,即可得出答案;
(2)①过点P作PE∥AB,过点Q作QF∥CD,如图5,根据平行线的性质,两直线平行,同旁内角互补,∠BAP+∠APE=180°,∠EPQ+∠PQF=180°,∠FQC+∠QCD=180°,根据等式的性质可得∠BAP+∠APE+∠EPQ+∠PQF+∠FQC+∠QCD=180°+180°+180°,即可得出答案;
(3)如图4,根据平行线模型﹣锯齿模型定理,朝向左边的角的和=朝向右边的角的和,根据邻补角的定义,120°角的邻补角为60°,所以可列x+48°=60°+30°+30°,求出x即可得出答案.
【解答】解:(1)过点P作PE∥AB,
∵AB∥PE,
∴∠BAP+∠APE=180°,
∵CD∥PE,
∴∠DCP+CPE=180°,
∴∠BAP+∠APE+∠DCP+CPE=360°,
∴∠BAP+∠APC+∠PCD=360°;
(2)①过点P作PE∥AB,过点Q作QF∥CD,如图5,
∵PE∥AB,
∴∠BAP+∠APE=180°,
∵AB∥CD,
∴PE∥QF,
∴∠EPQ+∠PQF=180°,
∵QF∥CD,
∴∠FQC+∠QCD=180°,
∵∠BAP+∠APE+∠EPQ+∠PQF+∠FQC+∠QCD=180°+180°+180°,
∴∠BAP+∠APQ+∠PQC+∠QCD=540°;
(3)x=72°.
【点评】本题主要考查了平行线的性质,熟练掌握平行线的性质进行求解是解决本题的关键.
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