沪科版(2024)八年级上册14.1 全等三角形达标测试
展开TOC \ "1-3" \t "正文,1" \h
TOC \ "1-1" \h \u
\l "_Tc729" 【题型1 全等三角形的判定条件】 PAGEREF _Tc729 \h 1
\l "_Tc22052" 【题型2 证明两个三角形全等】 PAGEREF _Tc22052 \h 2
\l "_Tc10371" 【题型3 全等三角形的判定与性质(证两次全等)】 PAGEREF _Tc10371 \h 3
\l "_Tc22294" 【题型4 全等三角形的判定与性质(证垂直)】 PAGEREF _Tc22294 \h 4
\l "_Tc31482" 【题型5 全等三角形的判定与性质(多结论)】 PAGEREF _Tc31482 \h 5
\l "_Tc24162" 【题型6 全等三角形的判定与性质(探究角度之间的关系)】 PAGEREF _Tc24162 \h 6
\l "_Tc27937" 【题型7 全等三角形的判定与性质(探究线段之间的关系)】 PAGEREF _Tc27937 \h 8
\l "_Tc18043" 【题型8 全等三角形的应用】 PAGEREF _Tc18043 \h 9
【知识点 全等图形的判定】
【题型1 全等三角形的判定条件】
【例1】(2022春•顺德区期末)如图,∠A=∠D=90°,给出下列条件:①AB=DC,②OB=OC,③∠ABC=∠DCB,④∠ABO=∠DCO,从中添加一个条件后,能证明△ABC≌△DCB的是( )
A.①②③B.②③④C.①②④D.①③④
【变式1-1】(2021秋•庐阳区期末)如图,点B、E在线段CD上,若∠A=∠DEF,则添加下列条件,不一定能使△ABC≌△EFD的是( )
A.∠C=∠D,AC=DEB.BC=DF,AC=DE
C.∠ABC=∠DFE,AC=DED.AC=DE,AB=EF
【变式1-2】(2021秋•源汇区校级期末)如图,已知∠1=∠2,AC=AD,增加下列条件之一:①AB=AE;②BC=ED;③∠C=∠D;④∠B=∠E.其中能使△ABC≌△AED的条件有( )
A.1个B.2个C.3个D.4个
【变式1-3】(2022秋•佳木斯期末)在△ABC和△DEF中,其中∠C=∠F,则下列条件:①AC=DF,∠A=∠D;②AC=DF,BC=EF;③∠A=∠D,∠B=∠E;④AB=DE,∠B=∠E;⑤AC=DF,AB=DE.其中能够判定这两个三角形全等的是( )
A.①②④B.①②⑤C.②③④D.③④⑤
【题型2 证明两个三角形全等】
【例2】(2022春•鼓楼区校级期末)如图,点A,E,F,B在同一直线上,CE⊥AB,DF⊥AB,垂足分别为E,F,AE=BF,∠A=∠B.求证:△ADF≌△BCE.
【变式2-1】(2021秋•肥西县期末)已知,如图,AB=AE,AB∥DE,∠ECB=65°,∠D=115°,求证:△ABC≌△EAD.
【变式2-2】(2021秋•信州区校级期中)如图,在△ABC中,点D是BC边的中点,分别过点B、C作BE⊥AD于点E,CF⊥AD交AD的延长线于点F,求证:△BDE≌△CDF.
【变式2-3】(2022•河源模拟)如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,点M为对角线AC上一点,连接BM,若AC=BC,∠AMB=∠BCD,求证:△ADC≌△CMB.
【题型3 全等三角形的判定与性质(证两次全等)】
【例3】(2022春•徐汇区校级期末)如图,已知AE∥DF,OE=OF,∠B=∠C,求证:AB=CD.
【变式3-1】(2021春•横山区期中)如图,AB=BC,∠BAD=∠BCD=90°,点D是EF上一点,AE⊥EF于E,CF⊥EF于F,AE=CF,连接BD,求证:Rt△ADE≌Rt△CDF.
【变式3-2】(2021秋•石阡县期末)如图,AB=AC,E、D分别是AB、AC的中点,AF⊥BD,垂足为点F,AG⊥CE,垂足为点G,试判断AF与AG的数量关系,并说明理由.
【变式3-3】(2021秋•沂源县期末)如图,AD=AC,AB=AE,∠DAB=∠CAE.
(1)△ADE与△ACB全等吗?说明理由;
(2)判断线段DF与CF的数量关系,并说明理由.
【题型4 全等三角形的判定与性质(证垂直)】
【例4】(2022秋•孟津县期末)如图,BM,CN分别是钝角△ABC的高,点Q是射线CN上的点,点P在线段BM上,且BP=AC,CQ=AB,请问AP与AQ有什么样的关系?请说明理由.
【变式4-1】(2022春•金牛区校级期中)如图:在△ABC中,BE、CF分别是AC、AB两边上的高,在BE上截取BD=AC,在CF的延长线上截取CG=AB,连结AD、AG.
(1)求证:∠ABE=∠ACG;
(2)试判:AG与AD的关系?并说明理由.
【变式4-2】(2021春•亭湖区校级期末)如图,△ABC中,CD⊥AB,垂足为D.BE⊥AC,垂足为G,AB=CF,BE=AC.
(1)求证:AE=AF;
(2)AE与AF有何位置关系.请说明理由.
【变式4-3】(2021春•泰兴市期末)如图,在锐角△ABC中,AD⊥BC于点D,点E在AD上,DE=DC,BD=AD,点F为BC的中点,连接EF并延长至点M,使FM=EF,连接CM.
(1)求证:BE=AC;
(2)试判断线段AC与线段MC的关系,并证明你的结论.
【题型5 全等三角形的判定与性质(多结论)】
【例5】(2022春•九龙坡区校级期末)如图,Rt△ABC中,∠BAC=90°,AD⊥BC于点D,过点A作AF∥BC且AF=AD,点E是AC上一点且AE=AB,连接EF,DE.连接FD交BE于点G.下列结论中正确的有( )个.
①∠FAE=∠DAB;②BD=EF;③FD平分∠AFE;④S四边形ABDE=S四边形ADEF;⑤BG=GE.
A.2B.3C.4D.5
【变式5-1】(2021秋•垦利区期末)如图,在△ABC中,BD、CE分别是∠ABC和∠ACB的平分线,AM⊥CE于P,交BC于M,AN⊥BD于Q,交BC于N,∠BAC=110°,AB=6,AC=5,MN=2,结论:①AP=MP;②BC=9;③∠MAN=30°;④AM=AN.其中正确的有( )
A.4个B.3个C.2个D.1个
【变式5-2】(2021春•锦州期末)如图,在△AOB和△COD中,OA=OB,OC=OD(OA<OC),∠AOB=∠COD=α,直线AC,BD交于点M,连接OM.下列结论:①AC=BD,②∠OAM=∠OBM,③∠AMB=α,④OM平分∠BOC,其中正确结论的个数是( )
A.4B.3C.2D.1
【变式5-3】(2021春•江北区校级期末)如图,已知AB=AC,点D、E分别在AC、AB上且AE=AD,连接EC,BD,EC交BD于点M,连接AM,过点A分别作AF⊥CE,AG⊥BD,垂足分别为F、G,下列结论:①△EBM≌△DCM;②∠EMB=∠FAG;③MA平分∠EMD;④若点E是AB的中点,则BM+AC>EM+BD;⑤如果S△BEM=S△ADM,则E是AB的中点;其中正确结论的个数为( )
A.2个B.3个C.4个D.5个
【题型6 全等三角形的判定与性质(探究角度之间的关系)】
【例6】(2022春•杏花岭区校级期中)已知AB=AC,AD=AE,∠BAC=∠DAE.
(1)如图1,当点D在BC上时,求证:BD=CE;
(2)如图2,当点D、E、C在同一直线上,且∠BAC=α,∠BAE=β时,求∠DBC的度数(用含α和β的式子表示).
【变式6-1】(2022•南京模拟)在△ABC中,AB=AC,点D是射线CB上的一动点(不与点B、C重合),以AD为一边在AD的右侧作△ADE,使AD=AE,∠DAE=∠BAC,连接CE.
(1)如图1,当点D在线段CB上,且∠BAC=90°时,那么∠DCE= 度;
(2)设∠BAC=α,∠DCE=β.
①如图2,当点D在线段CB上,∠BAC≠90°时,请你探究α与β之间的数量关系,并证明你的结论;
②如图3,当点D在线段CB的延长线上,∠BAC≠90°时,请将图3补充完整,并直接写出此时α与β之间的数量关系(不需证明).
【变式6-2】(2022秋•江夏区期末)已知△ABC,分别以AB、AC为边作△ABD和△ACE,且AD=AB,AC=AE,∠DAB=∠CAE,连接DC与BE,G、F分别是DC与BE的中点.
(1)如图1,若∠DAB=60°,则∠AFG= ;
(2)如图2,若∠DAB=90°,则∠AFG= ;
(3)如图3,若∠DAB=α,试探究∠AFG与α的数量关系,并给予证明.
【变式6-3】(2021秋•肥西县期末)在△ABC中,AB=AC,D是直线BC上一点,连接AD,以AD为一条边在AD的右侧作△ADE,使AE=AD,∠DAE=∠BAC,连接CE.
(1)如图,当点D在BC延长线上移动时,若∠BAC=26°,则∠DCE= .
(2)设∠BAC=α,∠DCE=β.
①当点D在BC延长线上移动时,α与β之间有什么数量关系?请说明理由;
②当点D在直线BC上(不与B,C两点重合)移动时,α与β之间有什么数量关系?请直接写出你的结论.
【题型7 全等三角形的判定与性质(探究线段之间的关系)】
【例7】(2022春•沙坪坝区校级期中)如图,在△ABC中,∠ABC、∠ACB的平分线交于点D,延长BD交AC于E,G、F分别在BD、BC上,连接DF、GF,其中∠A=2∠BDF,GD=DE.
(1)当∠A=80°时,求∠EDC的度数;
(2)求证:CF=FG+CE.
【变式7-1】(2022•黄州区校级模拟)如图,∠BAD=∠CAE=90°,AB=AD,AE=AC,AF⊥CB,垂足为F.
(1)求证:△ABC≌△ADE;
(2)求∠FAE的度数;
(3)求证:CD=2BF+DE.
【变式7-2】(2021秋•两江新区期末)在Rt△ABC中,∠ABC=90°,点D是CB延长线上一点,点E是线段AB上一点,连接DE.AC=DE,BC=BE.
(1)求证:AB=BD;
(2)BF平分∠ABC交AC于点F,点G是线段FB延长线上一点,连接DG,点H是线段DG上一点,连接AH交BD于点K,连接KG.当KB平分∠AKG时,求证:AK=DG+KG.
【变式7-3】(2022春•济南期中)把两个全等的直角三角板的斜边重合,组成一个四边形ACBD以D为顶点作∠MDN,交边AC、BC于M、N.
(1)若∠ACD=30°,∠MDN=60°,当∠MDN绕点D旋转时,AM、MN、BN三条线段之间有何种数量关系?证明你的结论;
(2)当∠ACD+∠MDN=90°时,AM、MN、BN三条线段之间有何数量关系?证明你的结论;
(3)如图③,在(2)的条件下,若将M、N改在CA、BC的延长线上,完成图3,其余条件不变,则AM、MN、BN之间有何数量关系(直接写出结论,不必证明)
【题型8 全等三角形的应用】
【例8】(2022春•二七区期末)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:
方案①如图1,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2,过点B作AB的垂线BF,在BF上取C,D两点,使BC=CD,接着过D作BD的垂线DE,在垂线上选一点E,使A、C、E三点在一条直线上,则测出DE的长即是AB的距离.
问:(1)方案①是否可行?请说明理由;
(2)方案②是否可行?请说明理由;
(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.
【变式8-1】(2021春•普宁市期末)学校为开展数学实践活动,成立了以小明为首的户外测量小组,测量小组带有测量工具:绳子、拉尺、小红旗、测角器(可测量两个点分别到测量者连线之间的夹角大小).小明小组的任务是测量某池塘不能直接到达的两个端点A、B之间的距离.
(1)小明小组提出了测量方案:在池塘南面的空地上(如图),取一个可直接到达A、B的点C,用绳子连接AC和BC,并利用绳子分别延长AC至D、BC至E,使用拉尺丈量CD=CA、CE=CB,确定D、E两个点后,最后用拉尺直接量出线段DE的长,则端点A、B之间的距离就是DE的长.你认为小明小组测量方案正确吗?请说明理由.
(2)你还有不同于小明小组的其他测量方法吗?请写出其中一个完整的测量方案(在备用图1中画出简图,但不必说明理由).
(3)假设池塘南面(即点D、E附近区域)没有足够空地(或空地有障碍物或不可直达等不可测量情况),而点B的右侧区域有足够空地并可用于测量,请你设计一个可行的测量方案(在备用图2中画出图形),并说明理由.
【变式8-2】(2022春•金乡县期中)如图,小明和小华住在同一个小区不同单元楼,他们想要测量小明家所在单元楼AB的高度,首先他们在两栋单元楼之间选定一点E,然后小华在自己家阳台C处测得E处的俯角为∠1,小明站在E处测得眼睛F到AB楼端点A的仰角为∠2,发现∠1与∠2互余,已知EF=1米,BE=CD=20米,BD=58米,试求单元楼AB的高.
【变式8-3】(2022春•郑州期末)阅读并完成相应的任务.
如图,小明站在堤岸凉亭A点处,正对他的B点(AB与堤岸垂直)停有一艘游艇,他想知道凉亭与这艘游艇之间的距离,于是制定了如下方案.
(1)任务一:根据题意将测量方案示意图补充完整.
(2)任务二:①凉亭与游艇之间的距离是 米.
②请你说明小明方案正确的理由.
判定方法
解释
图形
边边边
(SSS)
三条边对应相等的两个三角形全等
边角边
(SAS)
两边和它们的夹角对应相等的两个三角形全等
角边角
(ASA)
两角和它们的夹边对应相等的两个三角形全等
角角边
(AAS)
两个角和其中一个角的对边对应相等的两个三角形全等
斜边、直角边
(HL)
斜边和一条直角边对应相等的两个直角三角形全等
课题
测凉亭与游艇之间的距离
测量工具
皮尺等
测量方案示意图(不完整)
测量步骤
①小明沿堤岸走到电线杆C旁(直线AC与堤岸平行);
②再往前走相同的距离,到达D点;
③他到达D点后向左转90度直行,当自己,电线杆与游艇在一条直线上时停下来,此时小明位于点E处.
测量数据
AC=20米,CD=20米,DE=8米
专题14.2 全等三角形的判定【八大题型】
【沪科版】
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TOC \ "1-1" \h \u
【题型1 全等三角形的判定条件】 PAGEREF _Tc729 \h 1
【题型2 证明两个三角形全等】3
【题型3 全等三角形的判定与性质(证两次全等)】6
【题型4 全等三角形的判定与性质(证垂直)】9
【题型5 全等三角形的判定与性质(多结论)】13
【题型6 全等三角形的判定与性质(探究角度之间的关系)】20
【题型7 全等三角形的判定与性质(探究线段之间的关系)】26
【题型8 全等三角形的应用】34
【知识点 全等图形的判定】
【题型1 全等三角形的判定条件】
【例1】(2022春•顺德区期末)如图,∠A=∠D=90°,给出下列条件:①AB=DC,②OB=OC,③∠ABC=∠DCB,④∠ABO=∠DCO,从中添加一个条件后,能证明△ABC≌△DCB的是( )
A.①②③B.②③④C.①②④D.①③④
【分析】由题意可得∠A=∠D=90°,BC=BC,即有一组对应角相等,一组对应边相等,结合全等三角形的判定条件进行分析即可.
【解答】解:∵∠A=∠D=90°,BC=BC,
∴①当AB=DC时,由HL可得△ABC≌△DCB,故①符合题意;
②当OB=OC时,可得∠BCO=∠CBO,利用AAS可得△ABC≌△DCB,故②符合题意;
③当∠ABC=∠DCB时,利用AAS可得△ABC≌△DCB,故③符合题意;
④当∠ABO=∠DCO时,不能得△ABC≌△DCB,故④不符合题意;
故符合题意的有①②③.
故选:A.
【变式1-1】(2021秋•庐阳区期末)如图,点B、E在线段CD上,若∠A=∠DEF,则添加下列条件,不一定能使△ABC≌△EFD的是( )
A.∠C=∠D,AC=DEB.BC=DF,AC=DE
C.∠ABC=∠DFE,AC=DED.AC=DE,AB=EF
【分析】利用三角形全等的判定方法进行分析即可.
【解答】解:A、添加∠C=∠D,AC=DE可利用ASA判定△ABC≌△EFD,故此选项不合题意;
B、添加BC=FD,AC=ED不能判定△ABC≌△EFD,故此选项符合题意;
C、添加∠ABC=∠DFE,AC=DE可利用AAS判定△ABC≌△EFD,故此选项不合题意;
D、添加AC=DE,AB=EF可利用SAS判定△ABC≌△EFD,故此选项不合题意;
故选:B.
【变式1-2】(2021秋•源汇区校级期末)如图,已知∠1=∠2,AC=AD,增加下列条件之一:①AB=AE;②BC=ED;③∠C=∠D;④∠B=∠E.其中能使△ABC≌△AED的条件有( )
A.1个B.2个C.3个D.4个
【分析】先由∠1=∠2得到∠CAB=∠DAE,然后分别利用“SAS”、“ASA”和“AAS”对各添加的条件进行判断.
【解答】解:∵∠1=∠2,
∴∠CAB=∠DAE,
∵AC=AD,
∴当AB=AE时,可根据“SAS”判断△ABC≌△AED;
当BC=ED时,不能判断△ABC≌△AED;
当∠C=∠D时,可根据“ASA”判断△ABC≌△AED;
当∠B=∠E时,可根据“AAS”判断△ABC≌△AED.
故选:C.
【变式1-3】(2022秋•佳木斯期末)在△ABC和△DEF中,其中∠C=∠F,则下列条件:①AC=DF,∠A=∠D;②AC=DF,BC=EF;③∠A=∠D,∠B=∠E;④AB=DE,∠B=∠E;⑤AC=DF,AB=DE.其中能够判定这两个三角形全等的是( )
A.①②④B.①②⑤C.②③④D.③④⑤
【分析】根据全等三角形的判定方法:SAS,ASA,AAS,SSS,如果是两个直角三角形,除了前面四种方法以外,还可以用HL来判定.
【解答】解:①AC=DF,∠A=∠D,再加上已知∠C=∠F,符合ASA,故符合题意;
②AC=DF,BC=EF,再加上已知∠C=∠F,符合SAS,故符合题意;
③∠A=∠D,∠B=∠E,再加上已知∠C=∠F,不能判定两个三角形全等,故不符合题意;
④AB=DE,∠B=∠E,再加上已知∠C=∠F,符合AAS,故符合题意;
⑤AC=DF,AB=DE,再加上已知∠C=∠F,不能判定两个三角形全等,故不符合题意;
故选:A.
【题型2 证明两个三角形全等】
【例2】(2022春•鼓楼区校级期末)如图,点A,E,F,B在同一直线上,CE⊥AB,DF⊥AB,垂足分别为E,F,AE=BF,∠A=∠B.求证:△ADF≌△BCE.
【分析】根据ASA证明△ADF≌△BCE即可.
【解答】证明:∵AE=BF,
∴AF=BE,
∵CE⊥AB,DF⊥AB,
∴∠AFD=∠BEC=90°,
在△ADF和△BCE中,
∠A=∠BAF=BE∠AFD=∠BEC,
∴△ADF≌△BCE(ASA).
【变式2-1】(2021秋•肥西县期末)已知,如图,AB=AE,AB∥DE,∠ECB=65°,∠D=115°,求证:△ABC≌△EAD.
【分析】由∠ECB=65°得∠ACB=115°,再由AB∥DE,证得∠CAB=∠E,再结合已知条件AB=AE,可利用AAS证得△ABC≌△EAD.
【解答】证明:∵∠ECB=65°,
∴∠ACB=180°﹣∠ECB=115°.
又∵∠D=115°,
∴∠ACB=∠D.
∵AB∥DE,
∴∠CAB=∠E.
在△ABC和△EAD中,
∠ACB=∠D∠CAB=∠EAB=AE,
∴△ABC≌△EAD(AAS).
【变式2-2】(2021秋•信州区校级期中)如图,在△ABC中,点D是BC边的中点,分别过点B、C作BE⊥AD于点E,CF⊥AD交AD的延长线于点F,求证:△BDE≌△CDF.
【分析】由“AAS”可证△BDE≌△CDF.
【解答】证明:∵BE⊥AD,CF⊥AD,
∴∠BED=∠CFD=90°,
∵点D是BC的中点,
∴BD=CD,
在△BDE和△CDF中,
∠BED=∠CFD∠BDE=∠CDFBD=CD,
∴△BDE≌△CDF(AAS).
【变式2-3】(2022•河源模拟)如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,点M为对角线AC上一点,连接BM,若AC=BC,∠AMB=∠BCD,求证:△ADC≌△CMB.
【分析】根据平行线的性质求出∠DAC=∠MCB,求出∠CBM=∠ACD,根据全等三角形的判定定理求出即可.
【解答】证明:∵AD∥BC,
∴∠DAC=∠MCB,
∵∠AMB=∠BCD,∠CBM+∠ACB=∠AMB,∠ACB+∠ACD=∠BCD,
∴∠CBM=∠ACD,
在△ADC和△CMB中,
∠ACD=∠CBMAC=BC∠DAC=∠MCB,
∴△ADC≌△CMB(ASA).
【题型3 全等三角形的判定与性质(证两次全等)】
【例3】(2022春•徐汇区校级期末)如图,已知AE∥DF,OE=OF,∠B=∠C,求证:AB=CD.
【分析】首先根据全等三角形的判定定理ASA推知△AOE≌△DOF,则OB=OC;然后再根据全等三角形的判定定理ASA证得△AOB≌△DOC,则AB=CD.
【解答】证明:如图,∵AE∥DF,
∴∠AEO=∠DFO.
在△AOE与△DOF中,
∠AEO=∠DFOOE=OF∠AOE=∠DOF.
∴△AOE≌△DOF(ASA).
∴OD=OA.
在△AOB与△DOC中,
∠AOB=∠DOCOD=OA∠B=∠C.
∴△AOB≌△DOC(ASA).
∴AB=CD.
【变式3-1】(2021春•横山区期中)如图,AB=BC,∠BAD=∠BCD=90°,点D是EF上一点,AE⊥EF于E,CF⊥EF于F,AE=CF,连接BD,求证:Rt△ADE≌Rt△CDF.
【分析】由直角三角形全等的“HL“判定定理证得Rt△ABD≌Rt△CBD,根据全等三角形的性质得到AD=CD,再由直角三角形全等的“HL“判定定理即可证得Rt△ADE≌Rt△CDF.
【解答】证明:∵∠BAD=∠BCD=90°,
在Rt△ABD和Rt△CBD中,
BD=BDAB=BC,
∴Rt△ABD≌Rt△CBD(HL),
∴AD=CD,
∵AE⊥EF于E,CF⊥EF于F,
∴∠E=∠F=90°,
在Rt△ADE和Rt△CDF中,
AD=CDAE=CF,
∴Rt△ADE≌Rt△CDF(HL).
【变式3-2】(2021秋•石阡县期末)如图,AB=AC,E、D分别是AB、AC的中点,AF⊥BD,垂足为点F,AG⊥CE,垂足为点G,试判断AF与AG的数量关系,并说明理由.
【分析】结论:AF=AG.先证明△ABD≌△ACE(SAS),推出∠ABD=∠ACE,再证明△ABF≌△ACG(AAS)即可解决问题.
【解答】解:结论:AF=AG.
理由:∵AB=AC,E、D分别是AB、AC的中点,
∴AD=12AC=12AB=AE,
在△ABD和△ACE中,
AB=AC∠BAD=∠CAEAD=AE,
∴△ABD≌△ACE(SAS),
∴∠ABD=∠ACE,
∵AF⊥BD,AG⊥CE,
∴∠AFB=∠AGC=90°.
在△ABF和△ACG中,
∠ABF=∠ACG∠AFB=∠ACGAB=AC,
∴△ABF≌△ACG(AAS),
∴AF=AG.
【变式3-3】(2021秋•沂源县期末)如图,AD=AC,AB=AE,∠DAB=∠CAE.
(1)△ADE与△ACB全等吗?说明理由;
(2)判断线段DF与CF的数量关系,并说明理由.
【分析】(1)由∠DAB=∠CAE得出∠DAE=∠CAB,再根据SAS判断△ADE与△ACB全等即可;
(2)由△ADB与△ACE全等得出DB=EC,∠FDB=∠FCE,判断△DBF与△ECF全等,最后利用全等三角形的性质可得.
【解答】解:(1)全等,理由如下:
∵∠DAB=∠CAE,
∴∠DAE=∠CAB,
在△ADE与△ACB中
AD=AC∠DAE=∠CABAB=AE
∴△ADE≌△ACB(SAS)
(2)DF=CF,理由如下:
在△ADB与△ACE中
AD=AC∠DAB=∠CAEAB=AE,
∴△ADB≌△ACE(SAS),
∴∠DBA=∠CEA,
∵△ADE≌△ACB,
∴∠ABC=∠AED,
∴∠DBF=∠CEF,
在△DBF与△CEF中
∠DFB=∠CFE∠DBF=∠CEFDB=EC,
∴△DBF≌△CEF(AAS),
∴DF=CF.
【题型4 全等三角形的判定与性质(证垂直)】
【例4】(2022秋•孟津县期末)如图,BM,CN分别是钝角△ABC的高,点Q是射线CN上的点,点P在线段BM上,且BP=AC,CQ=AB,请问AP与AQ有什么样的关系?请说明理由.
【分析】根据同角的余角相等得出∠ABP=∠ACQ,即可利用SAS证明△ACQ≌△PBA,再根据全等三角形的性质即可得解.
【解答】解:AP=AQ且AP⊥AQ.
理由如下:
∵BM⊥AC,CN⊥AB,
∴∠ABP+∠BAM=90°,∠ACQ+∠CAN=90°.
∴∠ABP=∠ACQ.
在△ACQ和△PBA中,
AC=PB,∠ACQ=∠PBA,QC=AB,
∴△ACQ≌△PBA(SAS).
∴AP=AQ,∠Q=∠PAB.
∵∠Q+∠NAQ=90°.
∴∠PAB+∠NAQ=90°.
∴∠QAP=90°.
∴AP⊥AQ.
即AP=AQ,AP⊥AQ.
【变式4-1】(2022春•金牛区校级期中)如图:在△ABC中,BE、CF分别是AC、AB两边上的高,在BE上截取BD=AC,在CF的延长线上截取CG=AB,连结AD、AG.
(1)求证:∠ABE=∠ACG;
(2)试判:AG与AD的关系?并说明理由.
【分析】(1)易证∠HFB=∠HEC=90°,又∠BHF=∠CHE,由三角形内角和定理即可得出结论;
(2)先证△ABD≌△GCA(SAS),得出AD=GA,∠ADB=∠GAC,再由∠ADB=∠AED+∠DAE,∠GAC=∠GAD+∠DAE,则∠AED=∠GAD=90°,即可得出结果.
【解答】(1)证明:∵BE⊥AC,CF⊥AB,
∴∠HFB=∠HEC=90°,
∴∠ABE=90°﹣∠BHF,∠ACG=90°﹣∠CHE,
∵∠BHF=∠CHE,
∴∠ABE=∠ACG;
(2)解:AG与AD的关系为:AG=AD,AG⊥AD,理由如下:
∵BE⊥AC,
∴∠AED=90°,
由(1)得:∠ABD=∠ACG,
在△ABD和△GCA中,
AB=CG∠ABD=∠ACGBD=AC,
∴△ABD≌△GCA(SAS),
∴AD=GA,∠ADB=∠GAC,
又∵∠ADB=∠AED+∠DAE,∠GAC=∠GAD+∠DAE,
∴∠AED=∠GAD=90°,
∴AD⊥GA.
【变式4-2】(2021春•亭湖区校级期末)如图,△ABC中,CD⊥AB,垂足为D.BE⊥AC,垂足为G,AB=CF,BE=AC.
(1)求证:AE=AF;
(2)AE与AF有何位置关系.请说明理由.
【分析】(1)利用SAS证明△AEB≌△FAC可证明结论;
(2)由全等三角形的性质可得∠E=∠CAF,由余角的定义可求得∠EAF的度数即可得解.
【解答】(1)证明:∵CD⊥AB,BE⊥AC,
∴∠ADC=∠AGB=90°,
∴∠CAD+∠ACD=∠CAD+∠EBA=90°,
∴∠ACD=∠EBA,
在△AEB和△FAC中,
AB=CF∠EBA=∠ACFBE=AC,
∴△AEB≌△FAC(SAS),
∴AE=AF;
(2)解:AE⊥AF,理由如下:
由(1)知△AEB≌△FAC,
∴∠E=∠CAF,
∵BE⊥AC,垂足为G,
∴∠AGE=90°,
∵∠E+∠EAG=90°,
∴∠CAF+∠EAG=90°,
即∠EAF=90°,
∴AE⊥AF.
【变式4-3】(2021春•泰兴市期末)如图,在锐角△ABC中,AD⊥BC于点D,点E在AD上,DE=DC,BD=AD,点F为BC的中点,连接EF并延长至点M,使FM=EF,连接CM.
(1)求证:BE=AC;
(2)试判断线段AC与线段MC的关系,并证明你的结论.
【分析】(1)根据SAS证明△BDE≌△ADC,再根据全等三角形的性质即可得解;
(2)根据SAS证明△BFE≌△CFM,得到∠CBE=∠BCM,BE=MC,由(1)得∠CBE=∠CAD,BE=AC,即得AC=MC,再利用直角三角形的两锐角互余得出AC⊥MC.
【解答】(1)证明;∵AD⊥BC,
∴∠BDE=∠ADC=90°,
在△BDE与△ADC中,
DE=DC∠BDE=∠ADCBD=AD,
∴△BDE≌△ADC(SAS),
∴BE=AC;
(2)解:AC⊥MC且AC=MC,理由如下:
∵F为BC中点,
∴BF=CF,
在△BFE与△CFM中,
BF=CF∠BFE=∠CFMEF=FM,
∴△BFE≌△CFM(SAS),
∴∠CBE=∠BCM,BE=MC,
由(1)得:∠CBE=∠CAD,BE=AC,
∴∠CAD=∠BCM,AC=MC,
∵∠CAD+∠ACD=90°,
∴∠BCM+∠ACD=90°,
即∠ACM=90°,
∴AC⊥MC,
∴AC⊥MC且AC=MC.
【题型5 全等三角形的判定与性质(多结论)】
【例5】(2022春•九龙坡区校级期末)如图,Rt△ABC中,∠BAC=90°,AD⊥BC于点D,过点A作AF∥BC且AF=AD,点E是AC上一点且AE=AB,连接EF,DE.连接FD交BE于点G.下列结论中正确的有( )个.
①∠FAE=∠DAB;②BD=EF;③FD平分∠AFE;④S四边形ABDE=S四边形ADEF;⑤BG=GE.
A.2B.3C.4D.5
【分析】由“SAS”可证△ABD≌△AEF,利用全等三角形的性质依次判断可求解.
【解答】解:∵AD⊥BC,AF∥BC,
∴AF⊥AD,
∴∠FAD=90°=∠BAC,
∴∠FAE=∠BAD,故①正确;
在△ABD和△AEF中,
AB=AE∠BAD=∠EAFAD=AF,
∴△ABD≌△AEF(SAS),
∴BD=EF,∠ADB=∠AFE=90°,故②正确;
∵AF=AD,∠DAF=90°,
∴∠AFD=45°=∠EFD,
∴FD平分∠AFE,故③正确;
∵△ABD≌△AEF,
∴S△ABD=S△AEF,
∴S四边形ABDE=S四边形ADEF,故④正确;
如图,过点E作EN⊥EF,交DF于N,
∴∠FEN=90°,
∴∠EFN=∠ENF=45°,
∴EF=EN=BD,∠END=∠BDF=135°,
在△BGD和△EGN中,
∠BDG=∠ENG∠BGD=∠EGNBD=NE,
∴△BDG≌△ENG(AAS),
∴BG=GE,故⑤正确,
故选:D.
【变式5-1】(2021秋•垦利区期末)如图,在△ABC中,BD、CE分别是∠ABC和∠ACB的平分线,AM⊥CE于P,交BC于M,AN⊥BD于Q,交BC于N,∠BAC=110°,AB=6,AC=5,MN=2,结论:①AP=MP;②BC=9;③∠MAN=30°;④AM=AN.其中正确的有( )
A.4个B.3个C.2个D.1个
【分析】证明△ACP≌△MCP,根据全等三角形的性质得到AP=MP,判断①;根据全等三角形的性质得到CM=AC=5,BN=AB=6,结合图形计算,判断②;根据三角形内角和定理判断③;根据等腰三角形的性质判断④.
【解答】解:∵CE是∠ACB的平分线,
∴∠ACP=∠NCP,
在△ACP和△MCP中,
∠ACP=∠MCPCP=CP∠CPA=∠CPM=90°,
∴△ACP≌△MCP(ASA),
∴AP=MP,①结论正确;
∵△ACP≌△MCP,
∴CM=AC=5,
同理可得:BN=AB=6,
∴BC=BN+CM﹣MN=5+6﹣2=9,②结论正确;
∵∠BAC=110°,
∴∠MAC+∠BAN﹣∠MAN=110°,
由①知:∠CMA=∠CAM,∠BNA=∠BAN,
在△AMN中,∠CMA+∠BNA=180°﹣∠MAN=∠BAN+∠MAC,
∴180°﹣∠MAN﹣∠MAN=110°,
∴∠MAN=35°,③结论错误;
④当∠AMN=∠ANM时,AM=AN,
∵AB=6≠AC=5
∴∠ABC≠∠ACB,
∴∠AMN≠∠ANM,则AM与AN不相等,④结论错误;
故选:C.
【变式5-2】(2021春•锦州期末)如图,在△AOB和△COD中,OA=OB,OC=OD(OA<OC),∠AOB=∠COD=α,直线AC,BD交于点M,连接OM.下列结论:①AC=BD,②∠OAM=∠OBM,③∠AMB=α,④OM平分∠BOC,其中正确结论的个数是( )
A.4B.3C.2D.1
【分析】由SAS证明△AOC≌△BOD得出∠OAM=∠OBM,AC=BD,①②正确;
由全等三角形的性质得出∠OAC=∠OBD,由三角形的外角性质得:∠AMB+∠OBD=∠OAC+∠AOB,得出∠AMB=∠AOB=α,③正确;
作OG⊥AM于G,OH⊥DM于H,则∠OGA=∠OHB=90°,即可判定△OAG≌△OBH,得出OG=OH,由角平分线的判定方法得∠AMO=∠DMO,假设OM平分∠BOC,则可求出∠AOM=∠DOM,由全等三角形的判定定理可得△AMO≌△DMO,得AO=OD,而OC=OD,所以OA=OC,而OA<OC,故④错误;即可得出结论.
【解答】解:∵∠AOB=∠COD=α,
∴∠AOB+∠BOC=∠COD+∠BOC,
即∠AOC=∠BOD,
在△AOC和△BOD中,
OA=OB∠AOC=∠BODOC=OD,
∴△AOC≌△BOD(SAS),
∴∠OAC=∠OBD,AC=BD,
即∠OAM=∠OBM,
故①②正确;
由三角形的外角性质得:
∠AMB+∠OBD=∠OAC+∠AOB,
∵∠OAC=∠OBD,
∴∠AMB=∠AOB=α,
故③正确;
作OG⊥AM于G,OH⊥DM于H,如图所示,
则∠OGA=∠OHB=90°,
在△OAG和△OBH中,
∠OGA=∠OHB∠OAC=∠OBDOA=OB,
∴△OAG≌△OBH(AAS),
∴OG=OH,
∵△AOC≌△BOD,
∴OG=OH,
∴MO平分∠AMD,
∴∠AMO=∠DMO,
假设OM平分∠BOC,则∠BOM=∠COM,
∵∠AOB=∠COD,
∴∠AOB+∠BOM=∠COD+∠COM,
即∠AOM=∠DOM,
在△AMO与△DMO中,
∠AOM=∠DOMOM=OM∠AMO=∠DMO,
∴△AMO≌△DMO(ASA),
∴OA=OD,
∵OC=OD,
∴OA=OC,
而OA<OC,故④错误;
正确的个数有3个;
故选:B.
【变式5-3】(2021春•江北区校级期末)如图,已知AB=AC,点D、E分别在AC、AB上且AE=AD,连接EC,BD,EC交BD于点M,连接AM,过点A分别作AF⊥CE,AG⊥BD,垂足分别为F、G,下列结论:①△EBM≌△DCM;②∠EMB=∠FAG;③MA平分∠EMD;④若点E是AB的中点,则BM+AC>EM+BD;⑤如果S△BEM=S△ADM,则E是AB的中点;其中正确结论的个数为( )
A.2个B.3个C.4个D.5个
【分析】①先证明△ABD≌△ACE得出∠B=∠C,即可证明△EBM≌△DCM,即可判断①;
②根据垂直的定义和四边形的内角和可得结论,即可判断②;
③证明△AEM≌△ADM,得∠AME=∠AMD,即可判断③;
④如图,延长CE至N,使EN=EM,连接AN,BN,证明△AEN≌△BEM(SAS),得AN=BM,根据三角形三边关系可判断④;
⑤根据面积相等可知:S△ADM=S△CDM,由同高可知底边AD=CD,从而判断⑤.
【解答】解:①在△ABD和△ACE中,
AB=AC∠BAD=∠CAEAD=AE,
∴△ABD≌△ACE(SAS),
∴∠B=∠C,
∵AB=AC,AE=AD,
∴AB﹣AE=AC﹣AD,
即BE=CD,
在△EBM和△DCM中,
∠EMB=∠DMC∠B=∠CEB=CD,
∴△EBM≌△DCM(AAS),
故①正确;
②∵AF⊥CE,AG⊥BD,
∴∠AFM=∠AGM=90°,
∴∠FAG+∠FMG=180°,
∵∠FMG+∠EMB=180°,
∴∠EMB=∠FAG,
故②正确;
③由①知:△EBM≌△DCM,
∴EM=DM,
在△AEM和△ADM中,
AE=ADAM=AMEM=DM,
∴△AEM≌△ADM(SSS),
∴∠AME=∠AMD,
∴MA平分∠EMD;
故③正确;
④如图,延长CE至N,使EN=EM,连接AN,BN,
∵E是AB的中点,
∴AE=BE,
在△AEN和△BEM中,
AE=BE∠AEN=∠BEMEN=EM,
∴△AEN≌△BEM(SAS),
∴AN=BM,
由①知:△ABD≌△ACE,
∴BD=CE,
△ACN中,AC+AN>CN,
∴BM+AC>BD+EM,
故④正确;
⑤∵S△BEM=S△ADM,S△EBM=S△DCM,
∴S△ADM=S△CDM,
∴AD=CD=12AC,
∵AD=AE,AB=AC,
∴AE=12AB,
∴E是AB的中点;
故⑤正确;
本题正确的有5个;
故选:D.
【题型6 全等三角形的判定与性质(探究角度之间的关系)】
【例6】(2022春•杏花岭区校级期中)已知AB=AC,AD=AE,∠BAC=∠DAE.
(1)如图1,当点D在BC上时,求证:BD=CE;
(2)如图2,当点D、E、C在同一直线上,且∠BAC=α,∠BAE=β时,求∠DBC的度数(用含α和β的式子表示).
【分析】(1)证出△ABD≌△ACE即可;
(2)由(1)的结论以及四边形的内角和定理可得答案.
【解答】(1)证明:∵∠BAC=∠DAE,
∴∠BAC﹣∠CAD=∠DAE﹣∠CAD,
即∠BAD=∠CAE,
在△ABD和△ACE中,
AB=AC∠BAD=∠CAEAD=AE,
∴△ABD≌△ACE(SAS),
∴BD=CE;
(2)解:∵AB=AC,AD=AE,∠BAC=∠DAE=α,
∴∠ABC=∠ACB=180°−α2=90°−12α=∠ADE=∠AED,
由(1)得△ABD≌△ACE,
∴∠ADB=∠AEC=180°﹣∠AED=90°+12α,
∴∠DBC=360°﹣∠BCA﹣∠CAD﹣∠ADB
=360°﹣(90°−12α)﹣(2α﹣β)﹣(90°+12α)
=180°﹣2α+β.
【变式6-1】(2022•南京模拟)在△ABC中,AB=AC,点D是射线CB上的一动点(不与点B、C重合),以AD为一边在AD的右侧作△ADE,使AD=AE,∠DAE=∠BAC,连接CE.
(1)如图1,当点D在线段CB上,且∠BAC=90°时,那么∠DCE= 90 度;
(2)设∠BAC=α,∠DCE=β.
①如图2,当点D在线段CB上,∠BAC≠90°时,请你探究α与β之间的数量关系,并证明你的结论;
②如图3,当点D在线段CB的延长线上,∠BAC≠90°时,请将图3补充完整,并直接写出此时α与β之间的数量关系(不需证明).
【分析】(1)易证∠BAD=∠CAE,即可证明△BAD≌△CAE,可得∠ACE=∠B,即可解题;
(2)易证∠BAD=∠CAE,即可证明△BAD≌△CAE,可得∠ACE=∠B,根据∠B+∠ACB=180°﹣α即可解题;
(3)易证∠BAD=∠CAE,即可证明△BAD≌△CAE,可得∠ACE=∠B,根据∠ADE+∠AED+α=180°,∠CDE+∠CED+β=180°即可解题;
【解答】解:(1)∵∠BAD+∠DAC=90°,∠DAC+∠CAE=90°,
∴∠BAD=∠CAE,
在△BAD和△CAE中,
AB=AC∠BAD=∠CAEAD=AE,
∴△BAD≌△CAE(SAS),
∴∠ACE=∠B,
∵∠B+∠ACB=90°,
∴∠DCE=∠ACE+∠ACB=90°;
故答案为 90.
(2)∵∠BAD+∠DAC=α,∠DAC+∠CAE=α,
∴∠BAD=∠CAE,
在△BAD和△CAE中,
AB=AC∠BAD=∠CAEAD=AE,
∴△BAD≌△CAE(SAS),
∴∠ACE=∠B,
∵∠B+∠ACB=180°﹣α,
∴∠DCE=∠ACE+∠ACB=180°﹣α=β,
∴α+β=180°;
(3)作出图形,
∵∠BAD+∠BAE=α,∠BAE+∠CAE=α,
∴∠BAD=∠CAE,
在△BAD和△CAE中,
AB=AC∠BAD=∠CAEAD=AE,
∴△BAD≌△CAE(SAS),
∴∠AEC=∠ADB,
∵∠ADE+∠AED+α=180°,∠CDE+∠CED+β=180°,
∠CED=∠AEC+∠AED,
∴α=β.
【变式6-2】(2022秋•江夏区期末)已知△ABC,分别以AB、AC为边作△ABD和△ACE,且AD=AB,AC=AE,∠DAB=∠CAE,连接DC与BE,G、F分别是DC与BE的中点.
(1)如图1,若∠DAB=60°,则∠AFG= ;
(2)如图2,若∠DAB=90°,则∠AFG= ;
(3)如图3,若∠DAB=α,试探究∠AFG与α的数量关系,并给予证明.
【分析】(1)连接AG.易证△ADC≌△ABE,可得DC=BE,∠ADC=∠ABE,AD=AB,根据G、F分别是DC与BE的中点,可得DG=BF,即可证明△ADG≌△ABF,可得AG=AF,∠DAG=∠BAF,即可求得∠DAB=∠GAF,即可解题.
(2)根据(1)中结论即可求得∠AFG的值,即可解题;
(3)根据(1)中结论即可求得∠AFG的值,即可解题.
【解答】解:(1)连接AG.
∵∠DAB=∠CAE,
∴∠DAB+∠BAC=∠CAE+∠BAC,
∴∠DAC=∠BAE.
在△ADC和△ABE中,AD=AB∠DAC=∠BAEAC=AE,
∴△ADC≌△ABE(SAS),
∴DC=BE,∠ADC=∠ABE.AD=AB.
∵G、F分别是DC与BE的中点,
∴DG=12DC,BF=12BE,
∴DG=BF.
在△ADG和△ABF中,AD=AB∠ADC=∠ABEDG=BF,
∴△ADG≌△ABF(SAS),
∴AG=AF,∠DAG=∠BAF,
∴∠AGF=∠AFG,∠DAG﹣∠BAG=∠BAF﹣∠BAG,
∴∠DAB=∠GAF.
∵∠DAB=60°,
∴∠GAF=60°.
∵∠GAF+∠AFG+∠AGF=180°,
∴∠AFG=60°;
(2)∵∠DAB=90°,∠DAB=∠GAF,(已证)
∴∠GAF=90°,
∵AG=AF,
∴∠AFG=12(180°﹣90°)=45°;
(3)∵∠DAB=α,∠DAB=∠GAF,(已证)
∴∠GAF=α,
∵AG=AF,
∴∠AFG=12(180°﹣α);
故答案为 60°,45°,12(180°﹣α).
【变式6-3】(2021秋•肥西县期末)在△ABC中,AB=AC,D是直线BC上一点,连接AD,以AD为一条边在AD的右侧作△ADE,使AE=AD,∠DAE=∠BAC,连接CE.
(1)如图,当点D在BC延长线上移动时,若∠BAC=26°,则∠DCE= .
(2)设∠BAC=α,∠DCE=β.
①当点D在BC延长线上移动时,α与β之间有什么数量关系?请说明理由;
②当点D在直线BC上(不与B,C两点重合)移动时,α与β之间有什么数量关系?请直接写出你的结论.
【分析】(1)证△BAD≌△CAE,推出∠B=∠ACE,根据三角形外角性质求出即可;
(2)①证△BAD≌△CAE,推出∠B=∠ACE,根据三角形外角性质求出即可;
②分三种情况:(Ⅰ)当D在线段BC上时,证明△ABD≌△ACE(SAS),则∠ADB=∠AEC,∠ABC=∠ACE,推出∠DAE+∠DCE=180°,即α+β=180°;
(Ⅱ)当点D在线段BC反向延长线上时,α=β,同理可证明△ABD≌△ACE(SAS),则∠ABD=∠ACE,推出∠BAC=∠DCE,即α=β;
(Ⅲ)当点D在线段BC的延长线上时,由①得α=β.
【解答】解:(1)如图1所示:∵∠DAE=∠BAC,
∴∠DAE+∠CAD=∠BAC+∠CAD,
∴∠BAD=∠CAE,
在△BAD和△CAE中,
AB=AC∠BAD=∠CAEAD=AE,
∴△BAD≌△CAE(SAS),
∴∠ACE=∠B=12(180°﹣26°)=77°,BD=CE,
∴BC+DC=CE,
∵∠ACD=∠B+∠BAC=∠ACE+∠DCE,
∴∠BAC=∠DCE,
∵∠BAC=26°,
∴∠DCE=26°,
故答案为:26°;
(2)①当点D在线段BC的延长线上移动时,α与β之间的数量关系是α=β,理由如下:
∵∠DAE=∠BAC,
∴∠DAE+∠CAD=∠BAC+∠CAD,
∴∠BAD=∠CAE,
在△BAD和△CAE中,
AB=AC∠BAD=∠CAEAD=AE,
∴△BAD≌△CAE(SAS),
∴∠B=∠ACE,
∵∠ACD=∠B+∠BAC=∠ACE+∠DCE,
∴∠BAC=∠DCE,
∵∠BAC=α,∠DCE=β,
∴α=β;
②分三种情况:
(Ⅰ)当D在线段BC上时,α+β=180°,如图2所示,理由如下:
同理可证明:△ABD≌△ACE(SAS),
∴∠ADB=∠AEC,∠ABC=∠ACE,
∵∠ADC+∠ADB=180°,
∴∠ADC+∠AEC=180°,
∴∠DAE+∠DCE=180°,
∵∠BAC=∠DAE=α,∠DCE=β,
∴α+β=180°;
(Ⅱ)当点D在线段BC反向延长线上时,α=β,如图3所示,理由如下:
同理可证明:△ABD≌△ACE(SAS),
∴∠ABD=∠ACE,
∵∠ACE=∠ACD+∠DCE,∠ABD=∠ACD+∠BAC,
∴∠ACD+∠DCE=∠ACD+∠BAC,
∴∠BAC=∠DCE,
∵∠BAC=α,∠DCE=β,
∴α=β;
(Ⅲ)当点D在线段BC的延长线上时,如图1所示,α=β;
综上所述,当点D在BC上移动时,α=β或α+β=180°.
【题型7 全等三角形的判定与性质(探究线段之间的关系)】
【例7】(2022春•沙坪坝区校级期中)如图,在△ABC中,∠ABC、∠ACB的平分线交于点D,延长BD交AC于E,G、F分别在BD、BC上,连接DF、GF,其中∠A=2∠BDF,GD=DE.
(1)当∠A=80°时,求∠EDC的度数;
(2)求证:CF=FG+CE.
【分析】(1)在BC上取点M,使CM=CE,证明△CDE≌△CDM(SAS),可得DE=DM,∠DEC=∠DMC,∠EDC=∠MDC,证明∠BDM=180°−12∠ABC﹣∠DMB=180°−12∠ABC﹣∠AEB=∠A=80°,进而可以解决问题.
(2)结合(1)然后证明△DGF≌△DMF(SAS),可得GF=MF,进而可以解决问题.
【解答】(1)解:如图,在BC上取点M,使CM=CE,
∵CD平分∠ACB,
∴∠ACD=∠BCD,
在△CDE和△CDM中,
CE=CM∠ECD=∠MCDCD=CD,
∴△CDE≌△CDM(SAS),
∴DE=DM,∠DEC=∠DMC,∠EDC=∠MDC,
∵GD=DE,
∴GD=MD,
∵∠DEC+∠AEB=180°,∠DMC+∠DMF=180°,
∴∠AEB=∠DMF,
∵BE平分∠ABC,
∴∠ABE=∠CBE=12∠ABC,
∴∠BDM=180°−12∠ABC﹣∠DMB=180°−12∠ABC﹣∠AEB=∠A=80°,
∴∠EDM=100°,
∴∠EDC=50°;
(2)证明:∵∠A=2∠BDF,
∴∠BDM=2∠BDF,
∴∠FDM=∠BDF,
在△DGF和△DMF中,
DG=DM∠GDF=∠MDFDF=DF,
∴△DGF≌△DMF(SAS),
∴GF=MF,
∴CF=CM+FM=CE+GF.
∴CF=FG+CE.
【变式7-1】(2022•黄州区校级模拟)如图,∠BAD=∠CAE=90°,AB=AD,AE=AC,AF⊥CB,垂足为F.
(1)求证:△ABC≌△ADE;
(2)求∠FAE的度数;
(3)求证:CD=2BF+DE.
【分析】(1)根据题意和题目中的条件可以找出△ABC≌△ADE的条件;
(2)根据(1)中的结论和等腰直角三角形的定义可以得到∠FAE的度数;
(3)根据题意和三角形全等的知识,作出合适的辅助线即可证明结论成立.
【解答】证明:(1)∵∠BAD=∠CAE=90°,
∴∠BAC+∠CAD=90°,∠CAD+∠DAE=90°,
∴∠BAC=∠DAE,
在△BAC和△DAE中,
AB=AD∠BAC=∠DAEAC=AE,
∴△BAC≌△DAE(SAS);
(2)∵∠CAE=90°,AC=AE,
∴∠E=45°,
由(1)知△BAC≌△DAE,
∴∠BCA=∠E=45°,
∵AF⊥BC,
∴∠CFA=90°,
∴∠CAF=45°,
∴∠FAE=∠FAC+∠CAE=45°+90°=135°;
(3)延长BF到G,使得FG=FB,
∵AF⊥BG,
∴∠AFG=∠AFB=90°,
在△AFB和△AFG中,
BF=GF∠AFB=∠AFGAF=AF,
∴△AFB≌△AFG(SAS),
∴AB=AG,∠ABF=∠G,
∵△BAC≌△DAE,
∴AB=AD,∠CBA=∠EDA,CB=ED,
∴AG=AD,∠ABF=∠CDA,
∴∠G=∠CDA,
∵∠GCA=∠DCA=45°,
在△CGA和△CDA中,
∠GCA=∠DCA∠CGA=∠CDAAG=AD,
∴△CGA≌△CDA(AAS),
∴CG=CD,
∵CG=CB+BF+FG=CB+2BF=DE+2BF,
∴CD=2BF+DE.
【变式7-2】(2021秋•两江新区期末)在Rt△ABC中,∠ABC=90°,点D是CB延长线上一点,点E是线段AB上一点,连接DE.AC=DE,BC=BE.
(1)求证:AB=BD;
(2)BF平分∠ABC交AC于点F,点G是线段FB延长线上一点,连接DG,点H是线段DG上一点,连接AH交BD于点K,连接KG.当KB平分∠AKG时,求证:AK=DG+KG.
【分析】(1)证明Rt△ACB≌Rt△DEB即可解决问题;
(2)作BM平分∠ABD交AK于点M,证明△BMK≌△BGK,△ABM≌△DBG,即可解决问题.
【解答】证明:(1)在Rt△ACB和Rt△DEB中,
AC=DEBC=BE,
∴Rt△ACB≌Rt△DEB(HL),
∴AB=BD,
(2)如图:作BM平分∠ABD交AK于点M,
∵BM平分∠ABD,KB平分∠AKG,
∴∠ABM=∠MBD=45°,∠AKB=∠BKG,
∵∠ABF=∠DBG=45°
∴∠MBD=∠GBD,
在△BMK和△BGK中,
∠MBD=∠GBDBK=BK∠AKB=∠BKG,
∴△BMK≌△BGK(ASA),
∴BM=BG,MK=KG,
在△ABM和△DBG中,
AB=BD∠ABM=∠DBGBM=BG,
∴△ABM≌△DBG(SAS),
∴AM=DG,
∵AK=AM+MK,
∴AK=DG+KG.
【变式7-3】(2022春•济南期中)把两个全等的直角三角板的斜边重合,组成一个四边形ACBD以D为顶点作∠MDN,交边AC、BC于M、N.
(1)若∠ACD=30°,∠MDN=60°,当∠MDN绕点D旋转时,AM、MN、BN三条线段之间有何种数量关系?证明你的结论;
(2)当∠ACD+∠MDN=90°时,AM、MN、BN三条线段之间有何数量关系?证明你的结论;
(3)如图③,在(2)的条件下,若将M、N改在CA、BC的延长线上,完成图3,其余条件不变,则AM、MN、BN之间有何数量关系(直接写出结论,不必证明)
【分析】(1)延长CB到E,使BE=AM,证△DAM≌△DBE,推出∠BDE=∠MDA,DM=DE,证△MDN≌△EDN,推出MN=NE即可;
(2)延长CB到E,使BE=AM,证△DAM≌△DBE,推出∠BDE=∠MDA,DM=DE,证△MDN≌△EDN,推出MN=NE即可;
(3)在CB截取BE=AM,连接DE,证△DAM≌△DBE,推出∠BDE=∠MDA,DM=DE,证△MDN≌△EDN,推出MN=NE即可.
【解答】
(1)AM+BN=MN,
证明:延长CB到E,使BE=AM,
∵∠A=∠CBD=90°,
∴∠A=∠EBD=90°,
在△DAM和△DBE中
AM=BE∠A=∠DBEAD=BD,
∴△DAM≌△DBE,
∴∠BDE=∠MDA,DM=DE,
∵∠MDN=∠ADC=60°,
∴∠ADM=∠NDC,
∴∠BDE=∠NDC,
∴∠MDN=∠NDE,
在△MDN和△EDN中
DM=DE∠MDN=∠NDEDN=DN,
∴△MDN≌△EDN,
∴MN=NE,
∵NE=BE+BN=AM+BN,
∴AM+BN=MN.
(2)AM+BN=MN,
证明:延长CB到E,使BE=AM,连接DE,
∵∠A=∠CBD=90°,
∴∠A=∠DBE=90°,
∵∠CDA+∠ACD=90°,∠MDN+∠ACD=90°,
∴∠MDN=∠CDA,
∵∠MDN=∠BDC,
∴∠MDA=∠CDN,∠CDM=∠NDB,
在△DAM和△DBE中
AM=BE∠A=∠DBEAD=BD,
∴△DAM≌△DBE,
∴∠BDE=∠MDA=∠CDN,DM=DE,
∵∠MDN+∠ACD=90°,∠ACD+∠ADC=90°,
∴∠NDM=∠ADC=∠CDB,
∴∠ADM=∠CDN=∠BDE,
∵∠CDM=∠NDB
∴∠MDN=∠NDE,
在△MDN和△EDN中
DM=DE∠MDN=∠NDEDN=DN,
∴△MDN≌△EDN,
∴MN=NE,
∵NE=BE+BN=AM+BN,
∴AM+BN=MN.
(3)BN﹣AM=MN,
证明:在CB截取BE=AM,连接DE,
∵∠CDA+∠ACD=90°,∠MDN+∠ACD=90°,
∴∠MDN=∠CDA,
∵∠ADN=∠ADN,
∴∠MDA=∠CDN,
∵∠B=∠CAD=90°,
∴∠B=∠DAM=90°,
在△DAM和△DBE中
AM=BE∠DAM=∠DBEAD=BD,
∴△DAM≌△DBE,
∴∠BDE=∠ADM=∠CDN,DM=DE,
∵∠ADC=∠BDC=∠MDN,
∴∠MDN=∠EDN,
在△MDN和△EDN中
DM=DE∠MDN=∠NDEDN=DN,
∴△MDN≌△EDN,
∴MN=NE,
∵NE=BN﹣BE=BN﹣AM,
∴BN﹣AM=MN.
【题型8 全等三角形的应用】
【例8】(2022春•二七区期末)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:
方案①如图1,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2,过点B作AB的垂线BF,在BF上取C,D两点,使BC=CD,接着过D作BD的垂线DE,在垂线上选一点E,使A、C、E三点在一条直线上,则测出DE的长即是AB的距离.
问:(1)方案①是否可行?请说明理由;
(2)方案②是否可行?请说明理由;
(3)小明说在方案②中,并不一定需要BF⊥AB,DE⊥BF,只需要 AB∥DE 就可以了,请把小明所说的条件补上.
【分析】(1)根据SAS证明△DCE≌△ACB,根据全等三角形的性质即可得证;
(2)根据ASA证明△ABC≌△EDC,进一步即可得证;
(3)只需要AB∥DE,此时∠ABC=∠EDC,证明△ABC≌△EDC(ASA)即可得证.
【解答】解:(1)方案①可行,理由如下:
在△DCE和△ACB中,
DC=AC∠DCE=∠ACBEC=BC,
∴△DCE≌△ACB(SAS),
∴DE=AB,
∴方案①可行;
(2)方案②可行,理由如下:
∵AB⊥BF,DE⊥BF,
∴∠ABC=∠EDC=90°,
在△ABC和△EDC中,
∠ABC=∠EDCBC=CD∠ACB=∠ECD,
∴△ABC≌△EDC(ASA),
∴DE=AB,
故方案②可行;
(3)只需要AB∥DE,此时∠ABC=∠EDC,
证明步骤同(2),
故答案为:AB∥DE.
【变式8-1】(2021春•普宁市期末)学校为开展数学实践活动,成立了以小明为首的户外测量小组,测量小组带有测量工具:绳子、拉尺、小红旗、测角器(可测量两个点分别到测量者连线之间的夹角大小).小明小组的任务是测量某池塘不能直接到达的两个端点A、B之间的距离.
(1)小明小组提出了测量方案:在池塘南面的空地上(如图),取一个可直接到达A、B的点C,用绳子连接AC和BC,并利用绳子分别延长AC至D、BC至E,使用拉尺丈量CD=CA、CE=CB,确定D、E两个点后,最后用拉尺直接量出线段DE的长,则端点A、B之间的距离就是DE的长.你认为小明小组测量方案正确吗?请说明理由.
(2)你还有不同于小明小组的其他测量方法吗?请写出其中一个完整的测量方案(在备用图1中画出简图,但不必说明理由).
(3)假设池塘南面(即点D、E附近区域)没有足够空地(或空地有障碍物或不可直达等不可测量情况),而点B的右侧区域有足够空地并可用于测量,请你设计一个可行的测量方案(在备用图2中画出图形),并说明理由.
【分析】(1)根据SAS证明△ABC≌△DEC即可;
(2)先过点B作AB的垂线BF,再在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的长即为A,B的距离;
(3)过点B作BD⊥AB,再由点D观测,在AB的延长线上取一点C,使∠BDC=∠BDA.这时只要测出BC的长即为A,B的距离.理由根据ASA证明△ABD≌△CBD即可.
【解答】解:(1)小明小组测量方案正确,理由如下:
连接AB,如图所示:
在△ABC和△DEC中,
CD=CA∠ACB=∠DCECE=CB,
∴△ABC≌△DEC(SAS),
∴DE=AB.
(2)有其他方案,测量方案如下:
先过点B作AB的垂线BF,再在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的长即为A,B的距离,如图所示:
(3)测量方案:过点B作BD⊥AB,再由点D观测,在AB的延长线上取一点C,使∠BDC=∠BDA.这时只要测出BC的长即为A,B的距离,如图所示:
理由如下:
∵BD⊥AB,
∴∠ABD=∠CBD=90°,
在△ABD和△CBD中,
∠ABD=∠CBDBD=BD∠BDC=∠BDA,
∴△ABD≌△CBD(ASA),
∴BC=AB.
【变式8-2】(2022春•金乡县期中)如图,小明和小华住在同一个小区不同单元楼,他们想要测量小明家所在单元楼AB的高度,首先他们在两栋单元楼之间选定一点E,然后小华在自己家阳台C处测得E处的俯角为∠1,小明站在E处测得眼睛F到AB楼端点A的仰角为∠2,发现∠1与∠2互余,已知EF=1米,BE=CD=20米,BD=58米,试求单元楼AB的高.
【分析】过F作FG⊥AB于G,则四边形BEFG是矩形,求得FG=BE=20米,BG=EF=1米,根据全等三角形的性质即可得到结论.
【解答】解:过F作FG⊥AB于G,
则四边形BEFG是矩形,
∴FG=BE=20米,BG=EF=1米,
∵∠1+∠2=90°,∠1+∠3=90°,
∴∠2=∠3,
在△AFG与△ECD中,
∠AGF=∠EDC=90°FG=CD∠2=∠3,
∴△AFG≌△ECD(ASA),
∴AG=DE=BD﹣BE=38(米),
∴AB=AG+BG=38+1=39(米),
答:单元楼AB的高为39米.
【变式8-3】(2022春•郑州期末)阅读并完成相应的任务.
如图,小明站在堤岸凉亭A点处,正对他的B点(AB与堤岸垂直)停有一艘游艇,他想知道凉亭与这艘游艇之间的距离,于是制定了如下方案.
(1)任务一:根据题意将测量方案示意图补充完整.
(2)任务二:①凉亭与游艇之间的距离是 米.
②请你说明小明方案正确的理由.
【分析】(1)任务一:根据题意可知,小华的方案中蕴含着一对全等三角形,即△ABC≌△DEC,将图形补充完整即可;
(2)任务二:①由补充完整的图形可知,△ABC≌△DEC,且AB与DE是对应边,可知AB=DE=8米,得出答案为8;
②由题意可知AC=CD=20米,∠A=∠D=90°,∠ACB与∠DCE是对顶角,由“ASA”可判定△ABC≌△DEC,则AB=DE=8米,说明小明的方案是正确的.
【解答】解:(1)任务一:将测量方案示意图补充完整如图所示.
(2)任务二:①由△ABC≌△DEC得AB=DE=8(米),
故答案为:8.
②理由:如图,
由题意可知,AC=20米,CD=20米,DE=8米,∠A=90°,∠D=90°,
∴AC=DC,∠A=∠D,
在△ABC和△DEC中,
∠A=∠DAC=DC∠ACB=∠DCE,
∴△ABC≌△DEC(ASA),
∴AB=DE=8米,
∴小明的方案是正确的.
判定方法
解释
图形
边边边
(SSS)
三条边对应相等的两个三角形全等
边角边
(SAS)
两边和它们的夹角对应相等的两个三角形全等
角边角
(ASA)
两角和它们的夹边对应相等的两个三角形全等
角角边
(AAS)
两个角和其中一个角的对边对应相等的两个三角形全等
斜边、直角边
(HL)
斜边和一条直角边对应相等的两个直角三角形全等
课题
测凉亭与游艇之间的距离
测量工具
皮尺等
测量方案示意图(不完整)
测量步骤
①小明沿堤岸走到电线杆C旁(直线AC与堤岸平行);
②再往前走相同的距离,到达D点;
③他到达D点后向左转90度直行,当自己,电线杆与游艇在一条直线上时停下来,此时小明位于点E处.
测量数据
AC=20米,CD=20米,DE=8米
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