中考数学二轮复习几何模型归纳讲练专题13 全等模型-倍长中线与截长补短模型(2份打包,原卷版+教师版)
展开模型1.倍长中线模型
【模型解读】中线是三角形中的重要线段之一,在利用中线解决几何问题时,常常采用“倍长中线法”添加辅助线.所谓倍长中线法,就是将三角形的中线延长一倍,以便构造出全等三角形,从而运用全等三角形的有关知识来解决问题的方法.(注:一般都是原题已经有中线时用,不太会有自己画中线的时候)。
【常见模型及证法】
1、基本型:如图1,在三角形ABC中,AD为BC边上的中线.
证明思路:延长AD至点E,使得AD=DE. 若连结BE,则 SKIPIF 1 < 0 ;若连结EC,则 SKIPIF 1 < 0 ;
2、中点型:如图2, SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的中点.
证明思路:若延长 SKIPIF 1 < 0 至点 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 ,连结 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ;
若延长 SKIPIF 1 < 0 至点 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 ,连结 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 .
3、中点+平行线型:如图3, SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 为线段 SKIPIF 1 < 0 的中点.
证明思路:延长 SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 (或交 SKIPIF 1 < 0 延长线于点 SKIPIF 1 < 0 ),则 SKIPIF 1 < 0 .
例1.(2023·江苏徐州·模拟预测)(1)阅读理解:
如图①,在 SKIPIF 1 < 0 中,若 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,求 SKIPIF 1 < 0 边上的中线 SKIPIF 1 < 0 的取值范围.
可以用如下方法:将 SKIPIF 1 < 0 绕着点 SKIPIF 1 < 0 逆时针旋转 SKIPIF 1 < 0 得到 SKIPIF 1 < 0 ,在 SKIPIF 1 < 0 中,利用三角形三边的关系即可判断中线 SKIPIF 1 < 0 的取值范围是______;
(2)问题解决:如图②,在 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 边上的中点, SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,求证: SKIPIF 1 < 0 ;
(3)问题拓展:如图③,在四边形 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,以 SKIPIF 1 < 0 为顶点作一个 SKIPIF 1 < 0 的角,角的两边分别交 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 两点,连接 SKIPIF 1 < 0 ,探索线段 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 之间的数量关系,并说明理由.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2)见详解;(3) SKIPIF 1 < 0 ,理由见详解
【分析】(1)根据旋转的性质可证明 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,在 SKIPIF 1 < 0 中根据三角形三边关系即可得出答案;(2)延长FD至M,使DF=DM,连接BM,EM,可得出 SKIPIF 1 < 0 ,根据垂直平分线的性质可得出 SKIPIF 1 < 0 ,利用三角形三边关系即可得出结论;
(3)延长AB至N,使BN=DF,连接CN,可得 SKIPIF 1 < 0 ,证明 SKIPIF 1 < 0 ,得出 SKIPIF 1 < 0 ,利用角的和差关系可推出 SKIPIF 1 < 0 ,再证明 SKIPIF 1 < 0 ,得出 SKIPIF 1 < 0 ,即可得出结论.
【详解】解:(1)∵ SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 ∴ SKIPIF 1 < 0
在 SKIPIF 1 < 0 中根据三角形三边关系可得出: SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 故答案为: SKIPIF 1 < 0 ;
(2)延长FD至M,使DF=DM,连接BM,EM,
同(1)可得出 SKIPIF 1 < 0 ,∵ SKIPIF 1 < 0 ∴ SKIPIF 1 < 0
在 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 ∴ SKIPIF 1 < 0 ;
(3) SKIPIF 1 < 0 ,理由如下:延长AB至N,使BN=DF,连接CN,
∵ SKIPIF 1 < 0 ∴ SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 ∴ SKIPIF 1 < 0
∵ SKIPIF 1 < 0 ∴ SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 (SAS)∴ SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 ∴ SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】本题考查的知识点有旋转的性质、全等三角形的判定及性质、线段垂直平分线的性质、三角形三边关系、角的和差等,解答此题的关键是作出辅助线,构造出与图①中结构相关的图形.此题结构精巧,考查范围广,综合性强.
例2.(2023·贵州毕节·二模)课外兴趣小组活动时,老师提出了如下问题:
(1)如图1,△ABC中,若AB=5,AC=3,求BC边上的中线AD的取值范围.小明在组内经过合作交流,得到了如下的解决方法:延长AD到点E,使DE=AD,请根据小明的方法思考帮小明完成解答过程.
(2)如图2,AD是△ABC的中线,BE交AC干E,交AD于F,且AE=EF.请判昕AC与BF的数量关系,并说明理由.
【答案】(1)见解析(2)AC=BF,理由见解析
【解析】(1)解:如图,延长AD到点E,使DE=AD,连接BE,
在△ADC和△EDB中∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴△ADC≌△EDB(SAS).∴BE=AC=3.
∵AB-BE
(2)AC=BF,理由如下:延长AD至点G,使GD=AD,连接BG,
在△ADC和△GDB中, SKIPIF 1 < 0 ,∴△ADC≌△GDB(SAS).∴BG=AC,∠G=∠DAC..
∵AE=EF∴∠AFE=∠FAE. ∴∠DAC=∠AFE=∠BFG∴∠G=∠BFG∴BG=BF∴AC=BF.
【点睛】本题考查全等三角形判定与性质,三角形三边的关系,作辅助线:延长AD到点E,使DE=AD,构造全等三角形是解题的关键.
例3.(2022·山东·安丘市一模)阅读材料:如图1,在 SKIPIF 1 < 0 中,D,E分别是边AB,AC的中点,小亮在证明“三角形的中位线平行于第三边,且等于第三边的一半”时,通过延长DE到点F,使 SKIPIF 1 < 0 ,连接CF,证明 SKIPIF 1 < 0 ,再证四边形DBCF是平行四边形即得证.
类比迁移:(1)如图2,AD是 SKIPIF 1 < 0 的中线,E是AC上的一点,BE交AD于点F,且 SKIPIF 1 < 0 ,求证: SKIPIF 1 < 0 .
小亮发现可以类比材料中的思路进行证明.
证明:如图2,延长AD至点M,使 SKIPIF 1 < 0 ,连接MC,……
请根据小亮的思路完成证明过程.
方法运用:(2)如图3,在等边 SKIPIF 1 < 0 中,D是射线BC上一动点(点D在点C的右侧),连接AD.把线段CD绕点D逆时针旋转120°得到线段DE,F是线段BE的中点,连接DF、CF.请你判断线段DF与AD的数量关系,并给出证明.
【答案】(1)证明见解析;(2) SKIPIF 1 < 0 ,证明见解析
【分析】(1) 延长AD至M,使 SKIPIF 1 < 0 ,连接MC,证明 SKIPIF 1 < 0 ,结合等角对等边证明即可.
(2) 延长DF至点M,使 SKIPIF 1 < 0 ,连接BM、AM,证明 SKIPIF 1 < 0 ,△ABM是等边三角形,代换后得证.
【详解】(1)证明:延长AD至M,使 SKIPIF 1 < 0 ,连接MC.
在 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 .
(2)线段DF与AD的数量关系为: SKIPIF 1 < 0 .
证明如下:延长DF至点M,使 SKIPIF 1 < 0 ,连接BM、AM,如图2所示:
∵点F为BE的中点,∴ SKIPIF 1 < 0
在 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 中,∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ∵线段CD绕点D逆时针旋转120°得到线段DE
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0
∵ SKIPIF 1 < 0 是等边三角形∵ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0
∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0
在 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 中,∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 是等边三角形,∴ SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】本题考查了等边三角形的判定和性质,三角形全等的判定和性质,熟练掌握等边三角形的判定和性质,三角形全等的判定和性质是解题的关键.
例4.(2022·河南商丘·一模)阅读材料
如图1,在△ABC中,D,E分别是边AB,AC的中点,小明在证明“三角形的中位线平行于第三边,且等于第三边的一半”时,通过延长DE到点F,使EF=DE,连接CF,证明△ADE≌△CFE,再证四边形DBCF是平行四边形即得证.
(1)类比迁移:如图2,AD是△ABC的中线,BE交AC于点E,交AD于点F,且AE=EF,求证:AC=BF.
小明发现可以类比材料中的思路进行证明.
证明:如图2,延长AD至点M,使MD=FD,连接MC,……请根据小明的思路完成证明过程.
(2)方法运用:如图3,在等边△ABC中,D是射线BC上一动点(点D在点C的右侧),连接AD.把线段CD绕点D逆时针旋转120°得到线段DE.F是线段BE的中点,连接DF,CF.请你判断线段DF与AD的数量关系,并给出证明;
【答案】(1)见解析(2)线段DF与AD的数量关系为:AD=2DF,证明见解析;
【分析】(1)类比材料,运用倍长中线辅助线作法,证得结论.
(2)运用倍长中线辅助线作法,结合三角形全等证明及等边三角形性质,得出结论.
(1)证明:如图,延长AD至M,使MD=FD,连接MC,
在△BDF和△CDM中,∵ SKIPIF 1 < 0 ,
∴△BDF≌△CDM(SAS),∴MC=BF,∠M=∠BFM,∵AE=EF,∴∠EAF=∠EFA,
∵∠EFA=∠BFM,∴∠M=∠MAC,∴AC=MC,∴AC=BF;
(2)解:线段DF与AD的数量关系为:AD=2DF,
证明如下:延长DF至点M,使DF=FM,连接BM、AM,如图所示:
∵点F为BE的中点,∴BF=EF,
在△BFM和△EFD中,∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴△BFM≌△EFD(SAS),
∴BM=DE,∠MBF=∠DEF,∴BM∥DE,
∵线段CD绕点D逆时针旋转120°得到线段DE,∴CD=DE=BM,∠BDE=120°,
∴∠MBD=180°﹣120°=60°,∵△ABC是等边三角形,
∴AB=AC,∠ABC=∠ACB=60°,∴∠ABM=∠ABC+∠MBD=60°+60°=120°,
∵∠ACD=180°﹣∠ACB=180°﹣60°=120°,∴∠ABM=∠ACD,
在△ABM和△ACD中,∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴△ABM≌△ACD(SAS),
∴AM=AD,∠BAM=∠CAD,∴∠MAD=∠MAC+∠CAD=∠MAC+∠BAM=∠BAC=60°,
∴△AMD是等边三角形,∴AD=DM=2DF;
【点睛】本题考查了倍长中线的辅助线作法,全等三角形的证明,在倍长中线构造全等三角形的基础上,综合运用相关知识是解题的关键.
模型2.截长补短模型
【模型解读】
截长补短的方法适用于求证线段的和差倍分关系。该类题目中常出现等腰三角形、角平分线等关键词句,可以采用截长补短法构造全等三角形来完成证明过程,截长补短法(往往需证2次全等)。
截长:指在长线段中截取一段等于已知线段;补短:指将短线段延长,延长部分等于已知线段。
【常见模型及证法】
(1)截长:在较长线段上截取一段等于某一短线段,再证剩下的那一段等于另一短线段。
例:如图,求证BE+DC=AD
方法: = 1 \* GB3 ①在AD上取一点F,使得AF=BE,证DF=DC; = 2 \* GB3 ②在AD上取一点F,使DF=DC,证AF=BE
(2)补短:将短线段延长,证与长线段相等
例:如图,求证BE+DC=AD
方法: = 1 \* GB3 ①延长DC至点M处,使CM=BE,证DM=AD; = 2 \* GB3 ②延长DC至点M处,使DM=AD,证CM=BE
例1.(2023·重庆·九年级专题练习)如图,已知AD∥BC,∠PAB的平分线与∠CBA的平分线相交于E,CE的连线交AP于D.求证:AD+BC=AB.
【答案】证明见解析
【分析】如图,在 SKIPIF 1 < 0 上截取 SKIPIF 1 < 0 证明 SKIPIF 1 < 0 再证明 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 从而可得结论.
【详解】证明:如图,在 SKIPIF 1 < 0 上截取 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 平分 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 平分 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
【点睛】本题考查的是全等三角形的判定与性质,掌握“利用截长补短的方法证明两条线段的和等于另一条线段”是解题的关键.
例2.(2023·广东肇庆·校考一模)课堂上,老师提出了这样一个问题:
如图1,在 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 平分 SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 于点D,且 SKIPIF 1 < 0 ,求证: SKIPIF 1 < 0 ,小明的方法是:如图2,在 SKIPIF 1 < 0 上截取 SKIPIF 1 < 0 ,使 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,构造全等三角形来证明.
(1)小天提出,如果把小明的方法叫做“截长法”,那么还可以用“补短法”通过延长线段 SKIPIF 1 < 0 构造全等三角形进行证明.辅助线的画法是:延长 SKIPIF 1 < 0 至F,使 SKIPIF 1 < 0 =______,连接 SKIPIF 1 < 0 请补全小天提出的辅助线的画法,并在图1中画出相应的辅助线;
(2)小芸通过探究,将老师所给的问题做了进一步的拓展,给同学们提出了如下的问题:
如图3,点D在 SKIPIF 1 < 0 的内部, SKIPIF 1 < 0 分别平分 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 .求证: SKIPIF 1 < 0 .请你解答小芸提出的这个问题(书写证明过程);
(3)小东将老师所给问题中的一个条件和结论进行交换,得到的命题如下:
如果在 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 ,点D在边 SKIPIF 1 < 0 上, SKIPIF 1 < 0 ,那么 SKIPIF 1 < 0 平分 SKIPIF 1 < 0 小东判断这个命题也是真命题,老师说小东的判断是正确的.请你利用图4对这个命题进行证明.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ,证明见解析(2)见解析(3)见解析
【分析】(1)延长 SKIPIF 1 < 0 至F,使 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,根据三角形的外角性质得到 SKIPIF 1 < 0 ,则可利用 SKIPIF 1 < 0 证明 SKIPIF 1 < 0 ,根据全等三角形的性质可证明结论;(2)在 SKIPIF 1 < 0 上截取 SKIPIF 1 < 0 ,使 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,则可利用 SKIPIF 1 < 0 证明 SKIPIF 1 < 0 ,根据全等三角形的性质即可证明结论;(3)延长 SKIPIF 1 < 0 至G,使 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,则可利用 SKIPIF 1 < 0 证明 SKIPIF 1 < 0 ,根据全等三角形的性质、角平分线的定义即可证明结论.
【详解】(1)证明:(1)如图1,延长 SKIPIF 1 < 0 至F,使 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∵ SKIPIF 1 < 0 平分 SKIPIF 1 < 0 ∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 .故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
(2)证明:如图3,在 SKIPIF 1 < 0 上截取 SKIPIF 1 < 0 ,使 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0
∵ SKIPIF 1 < 0 分别平分 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 .
(3)证明:如图4:延长 SKIPIF 1 < 0 至G,使 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 , ∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ∴ SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 平分 SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】本题主要考查的是三角形全等的判定和性质、角平分线的定义等知识点,灵活运用全等三角形的判定定理和性质定理是解答本题的关键.
例3.(2023·广西·九年级专题练习)在四边形ABDE中,C是BD边的中点.
(1)如图(1),若AC平分∠BAE,∠ACE=90°,则线段AE、AB、DE的长度满足的数量关系为 ;(直接写出答案);(2)如图(2),AC平分∠BAE,EC平分∠AED,若∠ACE=120°,则线段AB、BD、DE、AE的长度满足怎样的数量关系?写出结论并证明.
【答案】(1)AE=AB+DE;(2)猜想:AE=AB+DE+ SKIPIF 1 < 0 BD,证明见解析.
【分析】(1)在AE上取一点F,使AF=AB,由三角形全等的判定可证得△ACB≌△ACF,根据全等三角形的性质可得BC=FC,∠ACB=∠ACF,根据三角形全等的判定证得△CEF≌△CED,得到EF=ED,再由线段的和差可以得出结论;(2)在AE上取点F,使AF=AB,连接CF,在AE上取点G,使EG=ED,连接CG,根据全等三角形的判定证得△ACB≌△ACF和△ECD≌△ECG,由全等三角形的性质证得CF=CG,进而证得△CFG是等边三角形,就有FG=CG= SKIPIF 1 < 0 BD,从而可证得结论.
【详解】(1)AE=AB+DE;理由:在AE上取一点F,使AF=AB.
∵AC平分∠BAE,∴∠BAC=∠FAC.
在△ACB和△ACF中, SKIPIF 1 < 0 ,∴△ACB≌△ACF(SAS),∴BC=FC,∠ACB=∠ACF.
∵C是BD边的中点,∴BC=CD,∴CF=CD.
∵∠ACE=90°,∴∠ACB+∠DCE=90°,∠ACF+∠ECF=90°,∴∠ECF=∠ECD.
在△CEF和△CED中, SKIPIF 1 < 0 ,∴△CEF≌△CED(SAS),∴EF=ED.
∵AE=AF+EF,∴AE=AB+DE.故答案为:AE=AB+DE;
(2)猜想:AE=AB+DE+ SKIPIF 1 < 0 BD.
证明:在AE上取点F,使AF=AB,连结CF,在AE上取点G,使EG=ED,连结CG.
∵C是BD边的中点,∴CB=CD= SKIPIF 1 < 0 BD.∵AC平分∠BAE,∴∠BAC=∠FAC.
在△ACB和△ACF中, SKIPIF 1 < 0 ,∴△ACB≌△ACF(SAS),
∴CF=CB,∴∠BCA=∠FCA,同理可证:CD=CG,∴∠DCE=∠GCE.
∵CB=CD,∴CG=CF.∵∠ACE=120°,∴∠BCA+∠DCE=180°﹣120°=60°,
∴∠FCA+∠GCE=60°,∴∠FCG=60°,∴△FGC是等边三角形,∴FG=FC= SKIPIF 1 < 0 BD.
∵AE=AF+EG+FG,∴AE=AB+DE+ SKIPIF 1 < 0 BD.
【点睛】本题考查了角平分线的性质的运用,全等三角形的判定及性质的运用,等边三角形的性质的运用,能熟练应用三角形全等的判定和性质是解决问题的关键.
例4.(2023·广东·九年级期末)(1)阅读理解:问题:如图1,在四边形 SKIPIF 1 < 0 中,对角线 SKIPIF 1 < 0 平分 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .求证: SKIPIF 1 < 0 .
思考:“角平分线+对角互补”可以通过“截长、补短”等构造全等去解决问题.
方法1:在 SKIPIF 1 < 0 上截取 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,得到全等三角形,进而解决问题;
方法2:延长 SKIPIF 1 < 0 到点 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,得到全等三角形,进而解决问题.
结合图1,在方法1和方法2中任选一种,添加辅助线并完成证明.
(2)问题解决:如图2,在(1)的条件下,连接 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时,探究线段 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 之间的数量关系,并说明理由;(3)问题拓展:如图3,在四边形 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,过点D作 SKIPIF 1 < 0 ,垂足为点E,请直接写出线段 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 之间的数量关系.
【答案】(1)证明见解析;(2) SKIPIF 1 < 0 ;理由见解析;(3) SKIPIF 1 < 0 .
【分析】(1)方法1:在 SKIPIF 1 < 0 上截取 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,得到全等三角形,进而解决问题;方法2:延长 SKIPIF 1 < 0 到点 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,得到全等三角形,进而解决问题;
(2)延长 SKIPIF 1 < 0 到点 SKIPIF 1 < 0 ,使 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,证明 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0
(3)连接 SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 ,证明 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,进而根据 SKIPIF 1 < 0 即可得出结论.
【详解】解:(1)方法1:在 SKIPIF 1 < 0 上截 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,如图.
SKIPIF 1 < 0 平分 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .在 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 . SKIPIF 1 < 0 . SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
方法2:延长 SKIPIF 1 < 0 到点 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,如图.
SKIPIF 1 < 0 平分 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
在 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 . SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 . SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(2) SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 之间的数量关系为: SKIPIF 1 < 0 .(或者: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ).
延长 SKIPIF 1 < 0 到点 SKIPIF 1 < 0 ,使 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,如图2所示.
由(1)可知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 . SKIPIF 1 < 0 为等边三角形. SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 . SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为等边三角形. SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
在 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 . SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(3) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 之间的数量关系为: SKIPIF 1 < 0 .(或者: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 )
解:连接 SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 ,如图3所示.
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 . SKIPIF 1 < 0 .
在 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
在 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 . SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】本题考查了三角形全等的性质与判定,正确的添加辅助线是解题的关键.
课后专项训练:
1.(2023秋·福建福州·九年级校考阶段练习)如图,在△ABC中,AB=4,AC=2,点D为BC的中点,则AD的长可能是( )
A.1B.2C.3D.4
【答案】B
【分析】延长AD到E,使DE=AD,连接BE.证△ADC≌△EDB(SAS),可得BE=AC=2,再利用三角形的三边关系求出AE的范围即可解决问题.
【详解】解:延长AD到E,使DE=AD,连接BE,
在△ADC和△EDB中, SKIPIF 1 < 0 ,∴△ADC≌△EDB(SAS),∴BE=AC=2,
在△ABE中,AB﹣BE<AE<AB+BE,即2<2AD<6,解得1<AD<3,故选:B.
【点睛】本题考查三角形的全等判定和性质,三角形三边关系定理,熟练证明三角形的全等是解题的关键.
2.(2022·浙江湖州·二模)如图,在四边形 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 的中点,则 SKIPIF 1 < 0 的长为( ).
A.2B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D.3
【答案】C
【分析】延长BE交CD延长线于P,可证△AEB≌△CEP,求出DP,根据勾股定理求出BP的长,从而求出BM的长.
【详解】解:延长BE交CD延长线于P,∵AB∥CD,∴∠EAB=∠ECP,在△AEB和△CEP中,
SKIPIF 1 < 0 ∴△AEB≌△CEP(ASA)∴BE=PE,CP=AB=5
又∵CD=3,∴PD=2,∵ SKIPIF 1 < 0 ∴ SKIPIF 1 < 0 ∴BE= SKIPIF 1 < 0 BP= SKIPIF 1 < 0 .故选:C.
【点睛】考查了全等三角形的判定和性质和勾股定理,解题的关键是得恰当作辅助线构造全等,依据勾股定理求出BP.
3.(2022·广东湛江·校考二模)已知:如图, SKIPIF 1 < 0 中,E在 SKIPIF 1 < 0 上,D在 SKIPIF 1 < 0 上,过E作 SKIPIF 1 < 0 于F, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的长为 ___________.
【答案】 SKIPIF 1 < 0 / SKIPIF 1 < 0
【分析】在 SKIPIF 1 < 0 上取一点T,使得 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,在 SKIPIF 1 < 0 上取一点K,使得 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 .想办法证明 SKIPIF 1 < 0 ,推出 SKIPIF 1 < 0 ,推出 SKIPIF 1 < 0 即可解决问题.
【详解】解:在 SKIPIF 1 < 0 上取一点T,使得 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,在 SKIPIF 1 < 0 上取一点K,使得 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 .
∵ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 , ∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】本题考查全等三角形的判定和性质,等腰三角形的判定和性质等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造全等三角形解决问题,属于中考填空题中的压轴题.
4.(2023秋·江西九江·八年级校考期末)如图,在△ABC中,点D是BC的中点,若AB=5,AC=13,AD=6,则BC的长为 .
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【分析】延长AD到E,使DE=AD,连接BE.先运用SAS证明△ADC≌△EDB,得出BE=13.再由勾股定理的逆定理证明出∠BAE=90°,然后在△ABD中运用勾股定理求出BD的长,从而得出BC=2BD.
【详解】解:延长AD到E,使DE=AD,连接BE.
在△ADC与△EDB中, SKIPIF 1 < 0 , ∴△ADC≌△EDB(SAS),∴AC=BE=13.
在△ABE中,AB=5,AE=12,BE=13,∴AB2+AE2=BE2,∴∠BAE=90°.
在△ABD中,∠BAD=90°,AB=5,AD=6,∴BD= SKIPIF 1 < 0 ,∴BC= SKIPIF 1 < 0 .故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】本题考查了全等三角形的判定与性质,勾股定理及其逆定理,综合性较强,难度中等.题中延长中线的一倍是常用的辅助线的作法.
5.(2023秋·湖北武汉·八年级校考阶段练习)(1)阅读理解:如图1,在 SKIPIF 1 < 0 中,若 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .求 SKIPIF 1 < 0 边上的中线 SKIPIF 1 < 0 的取值范围,小聪同学是这样思考的:延长 SKIPIF 1 < 0 至 SKIPIF 1 < 0 ,使 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 .利用全等将边 SKIPIF 1 < 0 转化到 SKIPIF 1 < 0 ,在 SKIPIF 1 < 0 中利用三角形三边关系即可求出中线 SKIPIF 1 < 0 的取值范围,在这个过程中小聪同学证三角形全等用到的判定方法是___________,中线 SKIPIF 1 < 0 的取值范围是___________;
(2)问题解决:如图2,在 SKIPIF 1 < 0 中,点 SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 的中点, SKIPIF 1 < 0 . SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 .求证: SKIPIF 1 < 0 ;
(3)问题拓展:如图3,在 SKIPIF 1 < 0 中,点 SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 的中点,分别以 SKIPIF 1 < 0 为直角边向 SKIPIF 1 < 0 外作 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,请你探索 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的数量与位置关系.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;(2)见解析;(3) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
【分析】(1)通过证明 SKIPIF 1 < 0 ,得到 SKIPIF 1 < 0 ,在 SKIPIF 1 < 0 中,根据三角形三边关系可得: SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,从而可得到中线 SKIPIF 1 < 0 的取值范围;
(2)延长 SKIPIF 1 < 0 至点 SKIPIF 1 < 0 ,使 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,通过证明 SKIPIF 1 < 0 ,得到 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,得到 SKIPIF 1 < 0 ,在 SKIPIF 1 < 0 中,由三角形的三边关系得: SKIPIF 1 < 0 ;
(3)延长 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,延长 SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 ,证明 SKIPIF 1 < 0 得到 SKIPIF 1 < 0 ,证明 SKIPIF 1 < 0 得到 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,在通过三角形内角和进行角度的转化即可得到 SKIPIF 1 < 0 .
【详解】(1)解:如图1,延长 SKIPIF 1 < 0 至 SKIPIF 1 < 0 ,使 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 边上的中线, SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 中,根据三角形三边关系可得: SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,故答案为: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;
(2)证明:如图2中,延长 SKIPIF 1 < 0 至点 SKIPIF 1 < 0 ,使 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 点 SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 的中点, SKIPIF 1 < 0 ,在 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∵ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 中,由三角形的三边关系得: SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ;
(3)解:结论: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
如图3,延长 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,延长 SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 点 SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 的中点, SKIPIF 1 < 0 ,在 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】本题考查了全等三角形的判定与性质,三角形的三边关系,三角形的内角和定理,熟练掌握全等三家形的判定与性质,三角形的三边关系以及三角形内角和定理,作出恰当的辅助线是解题的关键.
6.(2023·黑龙江大庆·统考三模)如图,四边形 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 °, SKIPIF 1 < 0 为边 SKIPIF 1 < 0 上一点,连接 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的中点,延长 SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 的延长线于点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求证 SKIPIF 1 < 0 ;(2)若 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,求证:四边形 SKIPIF 1 < 0 为矩形.
【答案】(1)见解析(2)见解析
【分析】(1)证明 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,然后根据直角三角形斜边上的中线性质即可得到 SKIPIF 1 < 0 ;(2)由 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 都是等腰直角三角形得到 SKIPIF 1 < 0 ,则可得到 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,进而可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,于是可判断四边形 SKIPIF 1 < 0 为平行四边形,加上 SKIPIF 1 < 0 ,则可判断四边形 SKIPIF 1 < 0 为矩形.
【详解】(1)证明:∵ SKIPIF 1 < 0 ∴ SKIPIF 1 < 0 ∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的中点,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 斜边上的中线∴ SKIPIF 1 < 0
(2)由(1)知 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 为等腰直角三角形.
又由(1)知 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 都是等腰直角三角形.∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,∴四边形 SKIPIF 1 < 0 为平行四边形,
∵ SKIPIF 1 < 0 ∴平行四边形 SKIPIF 1 < 0 为矩形,
【点睛】本题考查了全等三角形的判断和性质、直角三角形斜边中线定理、矩形的判断,掌握矩形的证明步骤-先证明是平行四边形,再证明有直角是解题关键.
7.(2023·广东云浮·八年级统考期中)(1)阅读理解:如图①,在 SKIPIF 1 < 0 中,若 SKIPIF 1 < 0 ,求 SKIPIF 1 < 0 边上的中线 SKIPIF 1 < 0 的取值范围.可以用如下方法:将 SKIPIF 1 < 0 绕着点D逆时针旋转 SKIPIF 1 < 0 得到 SKIPIF 1 < 0 ,在 SKIPIF 1 < 0 中,利用三角形三边的关系即可判断中线 SKIPIF 1 < 0 的取值范围是_______;
(2)问题解决:如图②,在 SKIPIF 1 < 0 中,D是 SKIPIF 1 < 0 边上的中点, SKIPIF 1 < 0 于点D, SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 于点E,DF交 SKIPIF 1 < 0 于点F,连接 SKIPIF 1 < 0 ,求证: SKIPIF 1 < 0 ;
(3)问题拓展:如图③,在四边形 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,以C为顶点作一个 SKIPIF 1 < 0 的角,角的两边分别交 SKIPIF 1 < 0 于E、F两点,连接EF,探索线段 SKIPIF 1 < 0 之间的数量关系,并说明理由.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2)见解析;(3) SKIPIF 1 < 0 ,理由见解析
【分析】(1)如图①:将 SKIPIF 1 < 0 绕着点D逆时针旋转 SKIPIF 1 < 0 得到 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 ,得出 SKIPIF 1 < 0 ,然后根据三角形的三边关系求出 SKIPIF 1 < 0 的取值范围,进而求得 SKIPIF 1 < 0 的取值范围;
(2)如图②: SKIPIF 1 < 0 绕着点D旋转 SKIPIF 1 < 0 得到 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 ,得出 SKIPIF 1 < 0 ,由线段垂直平分线的性质得出 SKIPIF 1 < 0 ,在 SKIPIF 1 < 0 中,由三角形的三边关系得出 SKIPIF 1 < 0 即可得出结论;
(3)将 SKIPIF 1 < 0 绕着点C按逆时针方向旋转 SKIPIF 1 < 0 得到 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 ,得出 SKIPIF 1 < 0 ,证出 SKIPIF 1 < 0 ,再由 SKIPIF 1 < 0 证明 SKIPIF 1 < 0 ,得出 SKIPIF 1 < 0 ,进而证明结论.
【详解】解:(1)如图①:将 SKIPIF 1 < 0 绕着点D逆时针旋转 SKIPIF 1 < 0 得到 SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 ),∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0
∵ SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 边上的中线,∴ SKIPIF 1 < 0 ,在 SKIPIF 1 < 0 中,由三角形的三边关系得: SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ;故答案为 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)证明:如图②: SKIPIF 1 < 0 绕着点D旋转 SKIPIF 1 < 0 得到 SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 ),∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ∵ SKIPIF 1 < 0 ∴ SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 中,由三角形的三边关系得: SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ;
(3) SKIPIF 1 < 0 ,理由如下:如图③,将 SKIPIF 1 < 0 绕着点C按逆时针方向旋转 SKIPIF 1 < 0 ∴△DCF≌△BCH,
∴ SKIPIF 1 < 0 ∴ SKIPIF 1 < 0
∵ SKIPIF 1 < 0 ∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴点A、B、H三点共线
∵ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ∴ SKIPIF 1 < 0 ∴ SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 )∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ∴ SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】本题属于三角形综合题,主要考查对全等三角形的性质和判定、三角形的三边关系定理、旋转的性质等知识点,通过旋转得到构造全等三角形是解答本题的关键.
8.(2023·江苏·九年级假期作业)(1)如图1,AD是△ABC的中线,延长AD至点E,使ED=AD,连接CE.
①证明△ABD≌△ECD;②若AB=5,AC=3,设AD=x,可得x的取值范围是_______;
(2)如图2,在△ABC中,D是BC边上的中点,DE⊥DF,DE交AB于点E,DF交AC于点F,连接EF,求证:BE+CF>EF.
【答案】(1)①见解析;②1<x<4;(2)见解析
【分析】(1)由AD是△ABC的中线推出CD=BD,再用SAS证明即可;
(2)由△ABD≌△ECD推出AB=EC=5,由ED=AD推出AE=2x,由△ACE三边关系 SKIPIF 1 < 0 将已求代入解不等式即可;
(3)延长FD到G,使得DG=DF,连接BG、EG.用SAS证明△CDF≌△BDG,△EDF≌△EDG,从而得到CF=BG,EF=EG,最后利用在△BEG的三边关系BE+BG>EG得证.
【详解】(1)①∵AD是△ABC的中线,∴CD=BD,
在△ABD与△ECD中, SKIPIF 1 < 0 ,∴△ABD≌△ECD(SAS)
②1<x<4, 理由如下:∵△ABD≌△ECD,AB=5,∴AB=EC=5,∵ED=AD,AD=x,∴AE=2x.
由△ACE三边关系得: SKIPIF 1 < 0 ,
又∵AC=3,∴ SKIPIF 1 < 0 ,解得:1<x<4.故答案是:1<x<4.
(2)延长FD到G,使得DG=DF,连接BG、EG.
∵D是BC边上的中点,∴CD=DB.
在△CDF与△BDG中, SKIPIF 1 < 0 ,∴△CDF≌△BDG(SAS).∴CF=BG,
∵DE⊥DF,∴ SKIPIF 1 < 0 .
在△EDF与△EDG中, SKIPIF 1 < 0 ,∴△EDF≌△EDG.∴EF=EG.
在△BEG中,BE+BG>EG,即BE+CF>EF.
【点睛】本题考查了三角形的三边关系和全等三角形的性质与判定,根据题意画辅助线是解题的关键.
9.(2022秋·北京昌平·九年级校联考期中)如图,O为四边形ABCD内一点,E为AB的中点,OA=OD,OB=OC,∠AOB+∠COD= SKIPIF 1 < 0 .(1)若∠BOE=∠BAO,AB= SKIPIF 1 < 0 ,求OB的长;
(2)用等式表示线段OE和CD之间的关系,并证明.
【答案】(1)2;(2) SKIPIF 1 < 0 ,理由见解析
【分析】(1)由已知条件∠BOE=∠BAO,且公共角 SKIPIF 1 < 0 ,证明△OBE∽△ABO,进而列出比例式,代入数值即可求得 SKIPIF 1 < 0 ;(2)延长OE到点F,使得 SKIPIF 1 < 0 ,连接AF,FB,证明△AOF≌△DOC,进而可得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0
【详解】(1)解:∵∠BOE=∠BAO, SKIPIF 1 < 0 ,∴△OBE∽△ABO,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵AB= SKIPIF 1 < 0 ,E为AB的中点,∴ SKIPIF 1 < 0 ∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 (舍负).
(2)线段OE和CD的数量关系是: SKIPIF 1 < 0 ,理由如下,
证明:如图,延长OE到点F,使得 SKIPIF 1 < 0 ,连接AF,FB.
∵ SKIPIF 1 < 0 ∴四边形AFBO是平行四边形,∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵∠AOB+∠COD= SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∵OB=OC,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
在△AOF和△DOC中, SKIPIF 1 < 0 ,∴△AOF≌△ODC,∴ SKIPIF 1 < 0 ∴ SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】本题考查了相似三角形的性质与判定,全等三角形的性质与判定,平行四边形的性质与判定,第(2)小问中,根据题意正确的添加辅助线是解题的关键.
10.(2022秋·安徽·九年级校联考阶段练习)安安利用两张正三角形纸片,进行了如下探究:
【探究证明】(1)如图1, SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 均为等边三角形,连接 SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 延长线于点 SKIPIF 1 < 0 ,求证: SKIPIF 1 < 0 ;
【拓展延伸】(2)如图2,在正三角形纸片 SKIPIF 1 < 0 的 SKIPIF 1 < 0 边上取一点 SKIPIF 1 < 0 ,作 SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 外角平分线于点 SKIPIF 1 < 0 ,探究 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的数量关系,并证明;
【思维提升】(3)如图3, SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 均为正三角形,当 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 三点共线时,连接 SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 ,直接写出下列两式分别是否为定值,并任选其中一个进行证明:① SKIPIF 1 < 0 ;② SKIPIF 1 < 0 .
【答案】(1)见解析;(2) SKIPIF 1 < 0 ,证明见解析;(3)是定值,① SKIPIF 1 < 0 ;② SKIPIF 1 < 0 .
【分析】(1)证明 SKIPIF 1 < 0 ,推出 SKIPIF 1 < 0 ,再根据角度的和差可得结论;
(2)如图2,在 SKIPIF 1 < 0 上取一点 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 ,证明 SKIPIF 1 < 0 是等边三角形,然后证明 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,利用线段的和差即可解决问题;(3)如图3,在 SKIPIF 1 < 0 上取一点 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 ,证明 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,证明 SKIPIF 1 < 0 是等边三角形,所以 SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,垂足分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,根据 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 的面积 SKIPIF 1 < 0 的面积,根据 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,根据 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,进而可以解决问题.
【详解】(1)证明:如图1,设 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 交于点 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 都是等边三角形, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,在 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 中,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;
(2)解: SKIPIF 1 < 0 ,理由如下:如图2,在 SKIPIF 1 < 0 上取一点 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 是等边三角形, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 是等边三角形, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 外角平分线, SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;
(3)解:① SKIPIF 1 < 0 ,② SKIPIF 1 < 0 都是定值,证明如下:
如图3,在 SKIPIF 1 < 0 上取一点 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 均为正三角形, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 三点共线,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,由(1)知: SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 是等边三角形, SKIPIF 1 < 0 ,
过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,垂足分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的面积 SKIPIF 1 < 0 的面积, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ① SKIPIF 1 < 0 ;
② SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 .
综上所述:① SKIPIF 1 < 0 ,② SKIPIF 1 < 0 都是定值.
【点睛】本题属于三角形综合题,考查了等边三角形的性质,全等三角形的判定和性质,解题的关键是正确的作出图形寻找全等三角形.
11.(2023秋·河南驻马店·八年级统考期末)(1)阅读理解:
问题:如图1,在四边形 SKIPIF 1 < 0 中,对角线 SKIPIF 1 < 0 平分 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .求证: SKIPIF 1 < 0 .
思考:“角平分线+对角互补”可以通过“截长、补短”等构造全等去解决问题.
方法1:在 SKIPIF 1 < 0 上截取 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,得到全等三角形,进而解决问题;
方法2:延长 SKIPIF 1 < 0 到点 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,得到全等三角形,进而解决问题.
结合图1,在方法1和方法2中任选一种,添加辅助线并完成证明.
(2)问题解决:如图2,在(1)的条件下,连接 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时,探究线段 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 之间的数量关系,并说明理由;
(3)问题拓展:如图3,在四边形 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 ,垂足为点 SKIPIF 1 < 0 ,请写出线段 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 之间的数量关系并说明理由.
【答案】(1)见解析;(2) SKIPIF 1 < 0 ,见解析;(3) SKIPIF 1 < 0 ,见解析
【分析】(1)方法1:在 SKIPIF 1 < 0 上截取 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,证明 SKIPIF 1 < 0 ,得出 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,进而得出 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,等量代换即可得证;方法 SKIPIF 1 < 0 :延长 SKIPIF 1 < 0 到 SKIPIF 1 < 0 ,使 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,证明 SKIPIF 1 < 0 ,得出 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,进而得出 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,等量代换即可得证(2) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 之间的数量关系为 SKIPIF 1 < 0 .方法1:在 SKIPIF 1 < 0 上截取 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 知 SKIPIF 1 < 0 ,得出 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为等边三角形,证明 SKIPIF 1 < 0 ,得出 SKIPIF 1 < 0 ,进而即可得证;方法 SKIPIF 1 < 0 :延长 SKIPIF 1 < 0 到 SKIPIF 1 < 0 ,使 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 知 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 是等边三角形,证明 SKIPIF 1 < 0 ,得出 SKIPIF 1 < 0 ,进而即可得证;
(3)线段 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 之间的数量关系为 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,证明 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ,得出 SKIPIF 1 < 0 ,进而即可得证.
【详解】解:(1)方法1:在 SKIPIF 1 < 0 上截取 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 平分 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,在 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;
方法 SKIPIF 1 < 0 :延长 SKIPIF 1 < 0 到 SKIPIF 1 < 0 ,使 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 平分 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,在 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;
(2) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 之间的数量关系为 SKIPIF 1 < 0 .
方法1:理由如下:如图 SKIPIF 1 < 0 ,在 SKIPIF 1 < 0 上截取 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 为等边三角形, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为等边三角形, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
方法 SKIPIF 1 < 0 :理由:延长 SKIPIF 1 < 0 到 SKIPIF 1 < 0 ,使 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 知 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 是等边三角形, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为等边三角形, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;
(3)线段 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 之间的数量关系为 SKIPIF 1 < 0 .
连接 SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
【点睛】本题考查了全等三角形的性质与判定,掌握全等三角形的性质与判定是解题的关键.
12.(2023·浙江衢州·校考一模)如图1,在 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 平分 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(1)求 SKIPIF 1 < 0 的度数;
(2)如图2,连接 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 于E,连接 SKIPIF 1 < 0 ,求证: SKIPIF 1 < 0 ;
(3)如图3,在(2)的条件下,点G为 SKIPIF 1 < 0 的中点,连接 SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 于点F,若 SKIPIF 1 < 0 ,求线段 SKIPIF 1 < 0 的长.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 (2)见解析(3) SKIPIF 1 < 0
【分析】(1)设 SKIPIF 1 < 0 .则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 平分 SKIPIF 1 < 0 ,得到 SKIPIF 1 < 0 ,由三角形内角和定理 SKIPIF 1 < 0 ,求得 SKIPIF 1 < 0 ,进一步即可得到答案;
(2)先证明 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,又由 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,即可得到结论;
(3)由O是 SKIPIF 1 < 0 的中点及 SKIPIF 1 < 0 得到 SKIPIF 1 < 0 ,再证明 SKIPIF 1 < 0 ,得到 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,又由 SKIPIF 1 < 0 ,即可得到答案.
【详解】(1)解:如图1中,设 SKIPIF 1 < 0 .
∵ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 平分 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 .
(2)证明:∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 .
(3)解:如图3中,连接 SKIPIF 1 < 0 ,取O是 SKIPIF 1 < 0 的中点,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 (舍去),由(1)、(2)及根据G是 SKIPIF 1 < 0 的中点可知:
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】此题考查了全等三角形的判定和性质、相似三角形的判定和性质、三角形内角和定理、 SKIPIF 1 < 0 角直角三角形的性质,熟练掌握三角形的全等和相似是解题的关键.
13.(2023春·广东·九年级专题练习)课堂上,老师提出了这样一个问题:
如图1,在 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 平分 SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 于点D,且 SKIPIF 1 < 0 ,求证: SKIPIF 1 < 0 ,小明的方法是:如图2,在 SKIPIF 1 < 0 上截取 SKIPIF 1 < 0 ,使 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,构造全等三角形来证明.
(1)小天提出,如果把小明的方法叫做“截长法”,那么还可以用“补短法”通过延长线段 SKIPIF 1 < 0 构造全等三角形进行证明.辅助线的画法是:延长 SKIPIF 1 < 0 至F,使 SKIPIF 1 < 0 =______,连接 SKIPIF 1 < 0 请补全小天提出的辅助线的画法,并在图1中画出相应的辅助线;
(2)小芸通过探究,将老师所给的问题做了进一步的拓展,给同学们提出了如下的问题:
如图3,点D在 SKIPIF 1 < 0 的内部, SKIPIF 1 < 0 分别平分 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 .求证: SKIPIF 1 < 0 .请你解答小芸提出的这个问题(书写证明过程);
(3)小东将老师所给问题中的一个条件和结论进行交换,得到的命题如下:
如果在 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 ,点D在边 SKIPIF 1 < 0 上, SKIPIF 1 < 0 ,那么 SKIPIF 1 < 0 平分 SKIPIF 1 < 0 小东判断这个命题也是真命题,老师说小东的判断是正确的.请你利用图4对这个命题进行证明.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ,证明见解析(2)见解析(3)见解析
【分析】(1)延长 SKIPIF 1 < 0 至F,使 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,根据三角形的外角性质得到 SKIPIF 1 < 0 ,则可利用 SKIPIF 1 < 0 证明 SKIPIF 1 < 0 ,根据全等三角形的性质可证明结论;
(2)在 SKIPIF 1 < 0 上截取 SKIPIF 1 < 0 ,使 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,则可利用 SKIPIF 1 < 0 证明 SKIPIF 1 < 0 ,根据全等三角形的性质即可证明结论;(3)延长 SKIPIF 1 < 0 至G,使 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,则可利用 SKIPIF 1 < 0 证明 SKIPIF 1 < 0 ,根据全等三角形的性质、角平分线的定义即可证明结论.
【详解】(1)证明:(1)如图1,延长 SKIPIF 1 < 0 至F,使 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,∵ SKIPIF 1 < 0 平分 SKIPIF 1 < 0 ∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 .故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
(2)证明:如图3,在 SKIPIF 1 < 0 上截取 SKIPIF 1 < 0 ,使 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0
∵ SKIPIF 1 < 0 分别平分 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 .
(3)证明:如图4:延长 SKIPIF 1 < 0 至G,使 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 , ∴ SKIPIF 1 < 0 ∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ∴ SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 平分 SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】本题主要考查的是三角形全等的判定和性质、角平分线的定义等知识点,灵活运用全等三角形的判定定理和性质定理是解答本题的关键.
14.(2023春·广东深圳·九年级校考期中)如图,△ABC为等边三角形,直线l过点C,在l上位于C点右侧的点D满足∠BDC=60°。(1)如图1,在l上位于C点左侧取一点E,使∠AEC=60°,求证:△AEC≌△CDB;
(2)如图2,点F、G在直线l上,连AF,在l上方作∠AFH=120°,且AF=HF,∠HGF=120°,求证:HG+BD=CF;(3)在(2)的条件下,当A、B位于直线l两侧,其余条件不变时(如图3),线段HG、CF、BD的数量关系为 .
【答案】(1)见解析;(2)见解析;(3)CF=EF-BD.
【分析】(1)先证明∠ACE=∠CBD,即可利用AAS证明△AEC≌△CDB;
(2)在直线l上位于C点左侧取一点E,使得∠AEC=60°,连接AE,由(1)可知△AEC≌△CDB,CE=BD,然后证明△FAE≌△HFG得到GH=EF,则CF=EF+CE=GH+BD即HG+BD=CF;
(3)在直线l上位于C点右侧取一点E使得∠AED=60°,连接AE,在直线l上位于D点左侧取一点M使得BM=BD,设AB与直线l交于N,先证明△BDM是等边三角形,得到∠DBM=∠DMB=60°,然后证明∠ACE=∠ABD=∠CBM,即可利用AAS证明△AEC≌△CMB得到CE=BM=BD;最后证明△AEF≌△FGH得到HG=EF,则EF=CE+CF=CF+BD即CF=EF-BD.
【详解】解:(1)∵△ABC是等边三角形,
∴AC=BC,∠ACB=60°,∴∠ACE+∠BCD=180°-∠ACB=120°,
∵∠BDC=60°,∴∠BCD+∠CBD=180°-∠BDC=120°,∴∠ACE=∠CBD,
在△AEC和△CDB中, SKIPIF 1 < 0 ,∴△AEC≌△CDB(AAS)
(2)如图所示,在直线l上位于C点左侧取一点E,使得∠AEC=60°,连接AE,
由(1)可知△AEC≌△CDB,∴CE=BD,
∵∠ACE=60°,∴∠AEF=120°,∴∠AEF=∠AFH=120°,
∴∠AFE+∠FAE=180°-∠AEF=60°,∠AFE+∠HFG=180°-∠AFH=60°,∴∠FAE=∠HFG,
在△FAE和△HFG中, SKIPIF 1 < 0 ,∴△FAE≌△HFG(AAS),
∴GH=EF,∴CF=EF+CE=GH+BD即HG+BD=CF;
(3)如图所示,在直线l上位于C点右侧取一点E使得∠AED=60°,连接AE,在直线l上位于D点左侧取一点M使得BM=BD,设AB与直线l交于N
∵∠BDC=60°,BM=BD,∴△BDM是等边三角形,∴∠DBM=∠DMB=60°,
∵三角形ABC是等边三角形,∴∠ABC=∠BAC=60°,AC=BC
∴∠ABM+∠CBM=∠ABM+∠ABD,∴∠ABD=∠CBM,
∵∠BAC=∠BDC=60°,∠ANE=∠DNB,∴∠ACE=∠ABD=∠CBM,
∵∠CMB=180°-∠DMB=120°,∠AEC=180°-∠AED=120°,∴∠CMB=∠AEC,
在△AEC和△CMB中, SKIPIF 1 < 0 ,∴△AEC≌△CMB(AAS),∴CE=BM=BD;
∵∠AFH=120°,∴∠AFC+∠GFH=60°,∵∠GFH+∠FHG=180°-∠HGF=60°,∴∠AFC=∠FHG,
在△AEF和△FGH中, SKIPIF 1 < 0 ,∴△AEF≌△FGH(AAS),∴HG=EF,
∴EF=CE+CF=CF+BD即CF=EF-BD.故答案为:CF=EF-BD.
【点睛】本题主要考查了全等三角形的性质与判定,等边三角形的性质与判定,三角形内角和定理,解题的关键在于能够熟练掌握全等三角形的性质与判定条件.
15.(2022·河南·模拟预测)(1)如图①,在四边形ABCD中,AB=AD,∠BAD=120°,∠B=∠ADC=90°,E、F分别是BC、CD上的点,且∠EAF=60°,探究图中线段BE、EF、FD之间的数量关系.某同学做了如下探究,延长FD到点G,使DG=BE,连接AG,先证明△ABE≌△ADG,再证明△AEF≌△AGF,可得出结论,他的结论应该是______.(2)如图②,若在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°.E、F分别是BC、CD上的点,且∠EAF= SKIPIF 1 < 0 ∠BAD,上述结论是否依然成立?若成立,请说明理由;若不成立,写出正确的结论,并说明理由.(3)如图③,在某次军事演习中,舰艇甲在指挥中心(O处)北偏西30°的A处,舰艇乙在指挥中心南偏东70°的B处,并且两舰艇到指挥中心的距离相等,接到行动指令后,舰艇甲向正东方向以60海里/时的速度前进,舰艇乙沿北偏东50°的方向以80海里/时的速度前进1.5小时后,指挥中心观测到甲、乙两舰艇分别到达E、F处,且两舰艇之间的夹角为70°,试求此时两舰艇之间的距离.
【答案】(1)EF=BE+DF;(2)结论EF=BE+DF仍然成立;理由见解析;(3)此时两舰艇之间的距离是210海里
【分析】(1)根据题意证明△ABE≌△ADG,△AEF≌△AGF,可得EF=FG,根据FG=DG+DF=BE+DF,可得EF=BE+DF;(2)延长FD到点G.使DG=BE.连结AG,同(1)的方法证明即可;(3)连接EF,延长AE、BF相交于点C,应用(2)的结论可得EF=AE+BF进而气得 SKIPIF 1 < 0 的长,即两舰艇之间的距离
【详解】(1)EF=BE+DF,证明如下:
在△ABE和△ADG中, SKIPIF 1 < 0 ,∴△ABE≌△ADG(SAS),
∴AE=AG,∠BAE=∠DAG,
∵∠EAF= SKIPIF 1 < 0 ∠BAD,∴∠GAF=∠DAG+∠DAF=∠BAE+∠DAF=∠BAD-∠EAF=∠EAF,∴∠EAF=∠GAF,
在△AEF和△AGF中, SKIPIF 1 < 0 ,∴△AEF≌△AGF(SAS),∴EF=FG,
∵FG=DG+DF=BE+DF,∴EF=BE+DF;故答案为 EF=BE+DF.
(2)结论EF=BE+DF仍然成立;理由:延长FD到点G.使DG=BE.连结AG,如图②,
∵∠B+∠ADF=180°,∠ADG+∠ADF=180°,∴∠B=∠ADG,
在△ABE和△ADG中, SKIPIF 1 < 0 ,∴△ABE≌△ADG(SAS),∴AE=AG,∠BAE=∠DAG,
∵∠EAF= SKIPIF 1 < 0 ∠BAD,∴∠GAF=∠DAG+∠DAF=∠BAE+∠DAF=∠BAD-∠EAF=∠EAF,∴∠EAF=∠GAF,
在△AEF和△AGF中, SKIPIF 1 < 0 ,∴△AEF≌△AGF(SAS),∴EF=FG,
∵FG=DG+DF=BE+DF,∴EF=BE+DF;
(3)如图③,连接EF,延长AE、BF相交于点C,
∵∠AOB=30°+90°+(90°-70°)=140°,∠EOF=70°,∴∠EOF= SKIPIF 1 < 0 ∠AOB,
又∵OA=OB,∠OAC+∠OBC=(90°-30°)+(70°+50°)=180°,
∴符合探索延伸中的条件,∴结论EF=AE+BF成立,即EF=1.5×(60+80)=210海里.
答:此时两舰艇之间的距离是210海里.
【点睛】本题考查全等三角形的性质与判定,方位角的计算,掌握全等三角形的性质与判定是解题的关键.
16.(2022·河南·九年级期中)课外兴趣小组活动时,老师提出了如下问题:如图 1,在△ABC 中,若 AB=5,AC=3,求 BC 边上的中线 AD 的取值范围. 小明在组内经过合作交流,得到了如下的解决方法:延长 AD 到 E,使得 DE=AD,再连接 BE(或将△ACD 绕点 D 逆时针旋转 180°得到△EBD),把 AB、AC、2AD 集中在△ABE 中, 利用三角形的三边关系可得 2<AE<8,则 1<AD<4.
【感悟】解题时,条件中若出现中点、中线字样,可以考虑构造以中点为对称中心的中 心对称图形,把分散的已知条件和所求证的结论集中到同一个三角形中.
【解决问题】受到(1)的启发,请你证明下列命题:如图 2,在△ABC 中,D 是 BC 边上的中点, DE⊥DF,DE 交 AB 于点 E,DF 交 AC 于点 F,连接 EF.(1)求证:BE+CF>EF,
(2)若∠A=90°,探索线段 BE、CF、EF 之间的等量关系,并加以证明.、
【答案】(1)见解析;(2) SKIPIF 1 < 0 ,见解析
【分析】(1)延长FD到G,使得DG=DF,连接BG、EG.(或把△CFD绕点D逆时针旋转180°得到△BGD),利用三角形的三边关系即可解决问题;
(2)若∠A=90°,则∠EBC+∠FCB=90°,在Rt△EBG中,根据BE2+BG2=EG2,即可解决问题;
【详解】解:(1)延长FD到G,使得DG=DF,连接BG、EG.(或把△CFD绕点D逆时针旋转180°得到△BGD),
∴CF=BG,DF=DG,∵DE⊥DF,∴EF=EG.在△BEG中,BE+BG>EG,即BE+CF>EF.
(2)若∠A=90°,则∠EBC+∠FCB=90°,由(1)知∠FCD=∠DBG,EF=EG,
∴∠EBC+∠DBG=90°,即∠EBG=90°,∴在Rt△EBG中,BE2+BG2=EG2,∴BE2+CF2=EF2;
【点睛】本题考查了旋转的性质、全等三角形的判定和性质、三角形的三边关系、勾股定理、三角形的面积等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造全等三角形解决问题,属于中考压轴题.
17.(2022·山东东营·中考真题)已知点O是线段AB的中点,点P是直线l上的任意一点,分别过点A和点B作直线l的垂线,垂足分别为点C和点D.我们定义垂足与中点之间的距离为“足中距”.
(1)[猜想验证]如图1,当点P与点O重合时,请你猜想、验证后直接写出“足中距”OC和OD的数量关系是________.(2)[探究证明]如图2,当点P是线段AB上的任意一点时,“足中距”OC和OD的数量关系是否依然成立,若成立,请给出证明;若不成立,请说明理由.
(3)[拓展延伸]如图3,当点P是线段BA延长线上的任意一点时,“足中距”OC和OD的数量关系是否依然成立,若成立,请给出证明;若不成立,请说明理由;
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2)仍然成立,证明见解析;(3)①仍然成立,证明见解析;② SKIPIF 1 < 0
【分析】(1)根据三角形全等可得;
(2)方法一:过点O作直线 SKIPIF 1 < 0 ,交BD于点F,延长AC交EF于点E,证明 SKIPIF 1 < 0 即可,
方法二:延长CO交BD于点E,证明 SKIPIF 1 < 0 即可;
(3)方法一:过点O作直线 SKIPIF 1 < 0 ,交BD于点F,延长CA交EF于点E,证明 SKIPIF 1 < 0 ,
方法二:延长CO交DB的延长线于点E,证明 SKIPIF 1 < 0 ;
【详解】(1) SKIPIF 1 < 0 O是线段AB的中点 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
在 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 中 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
(2)数量关系依然成立.
证明(方法一):过点O作直线 SKIPIF 1 < 0 ,交BD于点F,延长AC交EF于点E.
∵ SKIPIF 1 < 0 ∴ SKIPIF 1 < 0
∴四边形CEFD为矩形∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
由(1)知, SKIPIF 1 < 0 ∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 .
证明(方法二):延长CO交BD于点E,
∵ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵点O为AB的中点∴ SKIPIF 1 < 0 ,
又∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 .
(3)数量关系依然成立.证明(方法一):
过点O作直线 SKIPIF 1 < 0 ,交BD于点F,延长CA交EF于点E.
∵ SKIPIF 1 < 0 ∴ SKIPIF 1 < 0 ∴四边形CEFD为矩形.∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
由(1)知, SKIPIF 1 < 0 ∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 .10分
证明(方法二):延长CO交DB的延长线于点E,
∵ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴点O为AB的中点,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
又∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】此题主要考查了三角形全等的性质与判定,直角三角形的性质,根据题意找到全等的三角形,证明线段相等,是解题的关键.
18.(2022·北京·中考真题)在 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 ,D为 SKIPIF 1 < 0 内一点,连接 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,延长 SKIPIF 1 < 0 到点 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 (1)如图1,延长 SKIPIF 1 < 0 到点 SKIPIF 1 < 0 ,使得 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 ,求证: SKIPIF 1 < 0 ;
(2)连接 SKIPIF 1 < 0 ,交 SKIPIF 1 < 0 的延长线于点 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,依题意补全图2,若 SKIPIF 1 < 0 ,用等式表示线段 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的数量关系,并证明.
【答案】(1)见解析 (2) SKIPIF 1 < 0 ;证明见解析
【分析】(1)先利用已知条件证明 SKIPIF 1 < 0 ,得出 SKIPIF 1 < 0 ,推出 SKIPIF 1 < 0 ,再由 SKIPIF 1 < 0 即可证明 SKIPIF 1 < 0 ;(2)延长BC到点M,使CM=CB,连接EM,AM,先证 SKIPIF 1 < 0 ,推出 SKIPIF 1 < 0 ,通过等量代换得到 SKIPIF 1 < 0 ,利用平行线的性质得出 SKIPIF 1 < 0 ,利用直角三角形斜边中线等于斜边一半即可得到 SKIPIF 1 < 0 .
(1)证明:在 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 中,
SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 .
(2)解:补全后的图形如图所示, SKIPIF 1 < 0 ,证明如下:
延长BC到点M,使CM=CB,连接EM,AM,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,CM=CB,∴ SKIPIF 1 < 0 垂直平分BM,∴ SKIPIF 1 < 0 ,在 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 中,
SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】本题考查全等三角形的判定与性质,垂直平分线的性质,平行线的判定与性质,勾股定理的逆用,直角三角形斜边中线的性质等,第二问有一定难度,正确作辅助线,证明 SKIPIF 1 < 0 是解题的关键.
19.(2022·内蒙古·中考真题)下面图片是八年级教科书中的一道题:如图,四边形 SKIPIF 1 < 0 是正方形,点 SKIPIF 1 < 0 是边 SKIPIF 1 < 0 的中点, SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 交正方形外角的平分线 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 .求证 SKIPIF 1 < 0 .(提示:取 SKIPIF 1 < 0 的中点 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 .)。(1)请你思考题中“提示”,这样添加辅助线的意图是得到条件: ;
(2)如图1,若点 SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 边上任意一点(不与 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 重合),其他条件不变.求证: SKIPIF 1 < 0 ;
(3)在(2)的条件下,连接 SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 ,垂足为 SKIPIF 1 < 0 .设 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 为何值时,四边形 SKIPIF 1 < 0 是平行四边形,并给予证明.
【答案】(1)AG=CE(2)过程见解析(3) SKIPIF 1 < 0 ,证明过程见解析
【分析】对于(1),根据点E是BC的中点,可得答案;
对于(2),取AG=EC,连接EG,说明△BGE是等腰直角三角形,再证明△GAE≌△CEF,可得答案;
对于(3),设BC=x,则BE=kx,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,再利用等腰直角三角形的性质表示EP的长,利用平行四边形的判定得只要EP=FC,即可解决问题.
(1)解:∵E是BC的中点,∴BE=CE.∵点G是AB的中点,∴BG=AG,∴AG=CE.故答案为:AG=CE;
(2)取AG=EC,连接EG.
∵四边形ABCD是正方形,∴AB=BC,∠B=90°.
∵AG=CE,∴BG=BE,∴△BGE是等腰直角三角形,∴∠BGE=∠BEG=45°,∴∠AGE=135°.
∵四边形ABCD是正方形,∴∠BCD=90°.
∵CF是正方形ABCD外角的平分线,∴∠DCF=45°,∴∠ECF=90°+45°=135°.
∵AE⊥EF,∴∠AEB+∠FEC=90°.
∵∠BAE+∠AEB=90°,∴∠BAE=∠CEF,∴△GAE≌△CEF,∴AE=EF;
(3)当 SKIPIF 1 < 0 时,四边形PECF是平行四边形.
如图.由(2)得,△GAE≌△CEF,∴CF=EG.
设BC=x,则BE=kx,∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
∵EP⊥AC,∴△PEC是等腰直角三角形,∴∠PEC=45°,
∴∠PEC+∠ECF=180°, SKIPIF 1 < 0 .∴ SKIPIF 1 < 0 ,
当PE=CF时,四边形PECF是平行四边形,∴ SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】这是一道关于四边形的综合问题,主要考查了正方形的性质,全等三角形的性质和判定,平行四边形的判定等知识.
20.(2022·江苏·九年级期中)【问题情境】课外兴趣小组活动时,老师提出了如下问题:
如图①,△ABC中,若AB=8,AC=6,求BC边上的中线AD的取值范围.
小明在组内经过合作交流,得到了如下的解决方法:延长AD至点E,使DE=AD,连接BE.请根据小明的方法思考:
(1)由已知和作图能得到△ADC≌△EDB,依据是 .
A.SAS;B. SSS;C. AAS;D. HL
(2)由“三角形的三边关系”可求得AD的取值范围是 .
解后反思:题目中出现“中点”、“中线”等条件,可考虑延长中线构造全等三角形,把分散的已知条件和所求证的结论集中到同一个三角形之中.
(3)【初步运用】如图②,AD是△ABC的中线,BE交AC于E,交AD于F,且AC=BF.求证AE=FE.
(4)【灵活运用】如图③,在△ABC中,∠A=90°,D为BC中点,DE⊥DF,DE交AB于点E,DF交AC于点F,连接EF.试猜想线段BE、CF、EF三者之间的数量关系,并证明你的结论.
【答案】(1)A(2)1<AD<7(3)见解析(4)BE2+CF2=EF2,证明见解析
【分析】[问题情境](1)根据全等三角形的判定定理解答;(2)根据三角形的三边关系计算;
[初步运用]延长AD到M,使AD=DM,连接BM,证明△ADC≌△MDB,根据全等三角形的性质解答;
[灵活运用]延长ED到点G,使DG=ED,连接GF,GC,证明△DBE≌△DCG,得到BE=CG,根据勾股定理解答.
(1)解:在△ADC和△EDB中, SKIPIF 1 < 0 ,∴△ADC≌△EDB(SAS),故选:A;
(2)解:由(1)得:△ADC≌△EDB,∴AC=BE=6,
在△ABE中,AB−BE
∵AD是△ABC中线,∴CD=BD,在△ADC和△MDB中,
SKIPIF 1 < 0 ,∴△ADC≌△MDB(SAS),∴BM=AC,∠CAD=∠M,
∵AC=BF,∴BM=BF,∴∠M=∠BFM,
∵∠AFE=∠BFM,∴∠BFM=∠CAD=∠M,∴AE=FE;
(4)解:线段BE、CF、EF之间的等量关系为:BE2+CF2=EF2;
理由如下:延长ED到点G,使DG=ED,连接GF,GC,如图③所示:
∵ED⊥DF,DG=ED,∴EF=GF,∵D是BC的中点,∴BD=CD,
在△BDE和△CDG中,
SKIPIF 1 < 0 ,∴△DBE≌△DCG(SAS),∴BE=CG,∠B=∠GCD,
∵∠A=90°,∴∠B+∠ACB=90°,∴∠GCD+∠ACB=90°,即∠GCF=90°,
∴Rt△CFG中,由勾股定理得:CF2+GC2=GF2,∴BE2+CF2=EF2.
【点睛】本题是三角形综合题目,考查的是全等三角形的判定和性质、三角形三边关系以及勾股定理的应用等知识;熟练掌握三角形的三边关系和勾股定理,证明三角形全等是解题的关键.
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