高中模型导学案

这是一份高中模型导学案，共31页。学案主要包含了模型解读，常见模型及证法，解决问题，变式探究等内容，欢迎下载使用。
模型1.一线三等角（K型图）模型（同侧型）
【模型解读】
在某条直线上有三个角相等，利用平角为180°与三角形内角和为180°，证得两个三角形全等。
【常见模型及证法】
同侧型一线三等角（常见）：
锐角一线三等角 直角一线三等角（“K型图”） 钝角一线三等角

条件： CE=DE
证明思路：+任一边相等 △BED≌△ACE
例1．（2022·河南濮阳市·八年级期末）已知：D，A，E三点都在直线m上，在直线m的同一侧作△ABC，使，连接BD，CE．（1）如图①，若，，，求证:△ABD≌△ACE；
（2）如图②，若，请判断BD，CE，DE三条线段之间的数量关系，并说明理由．
【答案】（1）见详解；（2）DE＝BD＋CE．理由见详解
【分析】（1）根据BD⊥直线m，CE⊥直线m得∠BDA＝∠CEA＝90°，而∠BAC＝90°，根据等角的余角相等，得∠CAE＝∠ABD，然后根据“AAS”可判断△ABD≌△CAE；
（2）由∠BDA＝∠AEC＝∠BAC，就可以求出∠BAD＝∠ACE，进而由ASA就可以得出△ABD≌△CAE，就可以得出BD＝AE，DA＝CE，即可得出结论．
【详解】（1）证明：如图①，∵D，A，E三点都在直线m上，∠BAC＝90°，∴∠BAD＋∠CAE＝90°，
∵BD⊥m，CE⊥m，∴∠ADB＝∠CEA＝90°，∴∠BAD＋∠ABD＝90°，∴∠ABD＝∠CAE，
在△ABD和△CAE中，，∴△ABD≌△CAE（AAS）；
（2）DE＝BD＋CE．理由如下：如图②，∵∠BDA＝∠AEC＝∠BAC，
∴由三角形内角和及平角性质，得：∠BAD＋∠ABD＝∠BAD＋∠CAE＝∠CAE＋∠ACE，
∴∠ABD＝∠CAE，∠BAD＝∠ACE，
在△ABD和△CAE中，，∴△ABD≌△CAE（ASA），
∴BD＝AE，AD＝CE，∴DE＝AD＋AE＝BD＋CE．
【点睛】本题考查了全等三角形的判定与性质以及三角形内角和定理的综合应用，解题的关键是熟练掌握全等三角形的判定方法，灵活运用所学知识解决问题．
例2．（2022·绵阳市·八年级课时练习）（1）如图1，在△ABC中，∠BAC＝90°，AB＝AC，直线m经过点A，BD⊥直线m，CE⊥直线m，垂足分别为点D、E．求证：△ABD≌△CAE；
（2）如图2，将（1）中的条件改为：在△ABC中，AB＝AC，D、A、E三点都在直线m上，并且有∠BDA＝∠AEC＝∠BAC＝α，其中α为任意锐角或钝角．请问结论△ABD≌△CAE是否成立？如成立，请给出证明；若不成立，请说明理由．（3）拓展应用：如图3，D，E是D，A，E三点所在直线m上的两动点（D，A，E三点互不重合），点F为∠BAC平分线上的一点，且△ABF和△ACF均为等边三角形，连接BD，CE，若∠BDA＝∠AEC＝∠BAC，求证：△DEF是等边三角形．
【答案】（1）见详解；（2）成立，理由见详解；（3）见详解
【分析】（1）根据直线，直线得，而，根据等角的余角相等得，然后根据“”可判断；
（2）利用，则，得出，然后问题可求证；（3）由题意易得，由（1）（2）易证，则有，然后可得，进而可证，最后问题可得证．
【详解】（1）证明：直线，直线，，
，，，，
在和中，，；
解：（2）成立，理由如下：，
，，
在和中，，；
（3）证明：∵△ABF和△ACF均为等边三角形，∴，
∴∠BDA＝∠AEC＝∠BAC=120°，∴，
∴，∴，∴，
∵，∴，
∴（SAS），∴，
∴，∴△DFE是等边三角形．
【点睛】本题主要考查全等三角形的判定与性质及等边三角形的性质与判定，熟练掌握全等三角形的判定与性质及等边三角形的性质与判定是解题的关键．
例3．（2022秋·河北张家口·八年级校考期中）如图1，在长方形中，，，点在线段上以的速度由向终点运动，同时，点在线段上由点向终点运动，它们运动的时间为.
【解决问题】若点的运动速度与点的运动速度相等，当时，回答下面的问题：
(1)；(2)此时与是否全等，请说明理由；(3)求证：；
【变式探究】若点的运动速度为，是否存在实数，使得与全等？若存在，请直接写出相应的的值；若不存在，请说明理由.
【答案】解决问题（1）1；（2）全等；（3）见解析；变式探究：1或.
【分析】解决问题（1）当t=1时，AP的长=速度×时间；（2）算出三角形的边，根据全等三角形的判定方法判定；（3）利用同角的余角相等证明∠DPQ=90°；变式探究：若与全等，则有两种情况：①≌②≌，分别假设两种情况成立，利用对应边相等求出t值.
【详解】解：解决问题
（1）∵t=1，点P的运动速度为，∴AP=1×1=1cm；
（2）全等，理由是：当t=1时，可知AP=1，BQ=1，又∵AB=4，BC=3，∴PB=3，
在△ADP与△BPQ中，，∴△ADP≌△BPQ（SAS）
（3）∵△ADP≌△BPQ，∴∠APD=∠PQB，
∵∠PQB+∠QPB=90°，∴∠APD+∠QPB=90°，∴∠DPQ=90°，即DP⊥PQ.
变式探究①若≌，则AP=BQ，即1×t=x×t，x=1；

②若≌，AP=BP，即点P为AB中点，此时AP=2，t=2÷1=2s，AD=BQ=3，∴x=3÷2=cm/s.
综上：当与全等时，x的取值为1或.
【点睛】本题考查了全等三角形的判定和性质，注意在运动中对三角形全等进行分类讨论，从而得出不同情况下的点Q速度.
例4．（2023·湖南岳阳·统考一模）如图，在ABC中，AB=AC=2，∠B=40°，点D在线段BC上运动（点D不与点B、C重合），连接AD，作∠ADE=40°，DE交线段AC于点E．（1）当∠BDA=115°时，∠EDC=______°，∠AED=______°；（2）线段DC的长度为何值时，△ABD≌△DCE，请说明理由；（3）在点D的运动过程中，△ADE的形状可以是等腰三角形吗？若可以，求∠BDA的度数；若不可以，请说明理由．
【答案】（1）25°，65°；（2）2，理由见详解；（3）可以，110°或80°.
【分析】（1）利用邻补角的性质和三角形内角和定理解题；（2）当DC=2时，利用∠DEC+∠EDC=140°，∠ADB+∠EDC=140°，求出∠ADB=∠DEC，再利用AB=DC=2，即可得出△ABD≌△DCE．
（3）当∠BDA的度数为110°或80°时，△ADE的形状是等腰三角形．
【详解】解：（1）∵∠B=40°，∠ADB=115°，∴∠BAD=180°-∠B-∠ADB=180°-115°-40°=25°，
∵AB=AC，∴∠C=∠B=40°，∵∠EDC=180°-∠ADB-∠ADE=25°，
∴∠DEC=180°-∠EDC-∠C=115°，∴∠AED=180°-∠DEC=180°-115°=65°；
（2）当DC=2时，△ABD≌△DCE，
理由：∵∠C=40°，∴∠DEC+∠EDC=140°，
又∵∠ADE=40°，∴∠ADB+∠EDC=140°，∴∠ADB=∠DEC，
又∵AB=DC=2，在△ABD和△DCE中， ∴△ABD≌△DCE（AAS）；
（3）当∠BDA的度数为110°或80°时，△ADE的形状是等腰三角形，
∵∠BDA=110°时，∴∠ADC=70°，∵∠C=40°，∴∠DAC=70°，∴△ADE的形状是等腰三角形；
∵当∠BDA的度数为80°时，∴∠ADC=100°，
∵∠C=40°，∴∠DAC=40°，∴△ADE的形状是等腰三角形．
【点睛】本题主要考查学生对等腰三角形的判定与性质，全等三角形的判定与性质，三角形外角的性质等知识点的理解和掌握，此题涉及到的知识点较多，综合性较强，但难度不大，属于基础题．
模型2.一线三等角（K型图）模型（异侧型）
【模型解读】在某条直线上有三个角相等，利用平角为180°与三角形内角和为180°，证得两个三角形全等。
【常见模型及证法】
异侧型一线三等角：
锐角一线三等角 直角一线三等角 钝角一线三等角

条件：+ 任意一边相等
证明思路：+任一边相等
例1．（2023春·广西·七年级专题练习）问题1：在数学课本中我们研究过这样一道题目：如图1，∠ACB＝90°，AC＝BC，BE⊥MN，AD⊥MN，垂足分别为E、D．图中哪条线段与AD相等？并说明理由．
问题2：试问在这种情况下线段DE、AD、BE具有怎样的等量关系？请写出来，不需要说明理由．
问题3：当直线CE绕点C旋转到图2中直线MN的位置时，试问DE、AD、BE具有怎样的等量关系？请写出这个等量关系，并说明理由．
【答案】问题1，AD＝EC，证明见解析；问题2：DE+BE＝AD；问题3：DE＝AD+BE，证明见解析．
【分析】（1）由已知推出∠ADC=∠BEC=90°，因为∠ACD+∠BCE=90°，∠DAC+ACD=90°，推出∠DAC=∠BCE，根据AAS即可得到△ADC≌△CEB，即可得出AD=EC；（2）由（1）得到AD=CE，CD=BE，即可求出答案；
（3）与（1）证法类似可证出∠ACD=∠EBC，能推出△ADC≌△CEB，得到AD=CE，CD=BE，即可得到DE、AD、BE之间的等量关系．
【详解】解：（1）AD＝EC；证明：∵AD⊥MN，BE⊥MN，∴∠ADC＝∠BEC＝90°，
∵∠ACB＝90°，∴∠ACD+∠BCE＝90°，∠DAC+∠ACD＝90°，∴∠DAC＝∠BCE，
∵∠ADC＝∠BEC，AC＝BC，∴△ADC≌△CEB，∴AD＝EC；
（2）DE+BE＝AD；由（1）已证△ADC≌△CEB，
∴AD＝EC，CD=EB，CE=AD∴CE=CD+DE=BE+DE=AD即DE+BE＝AD；
（3）DE＝AD+BE．证明：∵BE⊥BC，AD⊥CE，∴∠ADC＝90°，∠BEC＝90°，∴∠EBC+∠ECB＝90°，
∵∠ACB＝90°，∴∠ECB+∠ACD＝90°，∴∠ACD＝∠CBE，
∵∠ADC＝∠BEC，AC＝BC，∴△ADC≌△CEB，∴AD＝CE，CD＝BE，∵CD+CE＝DC，∴DE＝AD+BE．
【点睛】此题主要考查了邻补角的意义，全等三角形的性质和判定等知识点，能根据已知证出符合全等的条件是解此题的关键，题型较好，综合性比较强．
例2．（2022秋·河北承德·八年级统考期末）如图1一直角三角板，，，过点C的直线l不经过三角形内部，过点A、B作，，垂足分别为D，E．
(1)请你在图1中写出一对全等三角形：___________ (2)请证明你所写结论．
(3)尝试探究：若，；①图1中四边形的面积为：________（用含a，b的代数式表示，）
②图2中过点C的直线l经过三角形内部，其它不变，则四边形的面积为：___________（用含a，b的代数式表示，） 。
【答案】(1) (2)见解析
(3)①，②或
【分析】（1）由图可知；（2）利用可证；（3）①利用梯形面积公式可解；②同（2）可证，四边形的面积为和面积之和；
【详解】（1）解：和是一对全等三角形，故答案为：；
（2）证明：，，，，，
在和中，，；
（3）解：①由（2）知，，，四边形的面积为：；
②同（2）可证，，，，
四边形的面积为：，
故答案为：，；
【点睛】本题考查全等三角形的判定与性质，解题的关键是掌握全等三角形中的垂线模型．
例3．（2023·江苏·八年级假期作业）在中，，直线经过点C，且于D，于E．
(1)当直线绕点C旋转到图1的位置时，求证：①；②．
(2)当直线绕点C旋转到图2的位置时，求证：；(3)当直线绕点C旋转到图3的位置时，试问具有怎样的等量关系？请写出这个等量关系，并加以证明．
【答案】(1)①见解析；②见解析(2)见解析(3)，证明见解析
【分析】（1）①由垂直关系可得，则由即可证明；②由的性质及线段和的关系即可证得结论；（2）由垂直可得，则由可证明，由全等三角形的性质及线段差的关系即可证得结论；（3）由垂直可得，则由可证得，由全等三角形的性质及线段的和差关系即可得到三线段间的关系．
【详解】（1）如图

①∵，∴，∴．
又∵，，∴．
②∵，∴，，∴．
（2）∵，∴，∴．
又∵，∴，
∴，∴．
（3）当旋转到图3的位置时，所满足的等量关系是（或等）．
∵，∴，∴，
又∵，∴，
∴，∴．
【点睛】本题考查了全等三角形的判定与性质，互余的性质等知识，证明两个三角形全等是问题的关键．
课后专项训练
1．（2023·浙江·八年级假期作业）如图，在△ABC中，AB＝AC＝9，点E在边AC上，AE的中垂线交BC于点D，若∠ADE＝∠B，CD＝3BD，则CE等于（ ）
A．3B．2C．D．
【答案】A
【分析】根据等腰三角形的性质得到∠B＝∠C，推出∠BAD＝∠CDE，根据线段垂直平分线的性质得到AD＝ED，根据全等三角形的性质得到CD＝AB＝9，BD＝CE，即可得到结论．
【详解】解：∵AB＝AC＝9，∴∠B＝∠C，
∵∠ADE＝∠B，∠BAD＝180°﹣∠B﹣∠ADB，∠CDE＝180°﹣∠ADE﹣∠ADB，
∴∠BAD＝∠CDE，∵AE的中垂线交BC于点D，∴AD＝ED，
在△ABD与△DCE中，，
∴△ABD≌△DCE（AAS），∴CD＝AB＝9，BD＝CE，
∵CD＝3BD，∴CE＝BD＝3故选：A．
【点睛】本题考查了等腰三角形的性质，线段垂直平分线的性质，全等三角形的性质，属于基础题．
2．（2023·江苏·八年级假期作业）如图，在中，，分别过点B，C作过点A的直线的垂线BD，CE，垂足为D，E．若，求DE的长．

【答案】7cm
【分析】利用一线三垂直模型证明得到即可得到答案．
【详解】解：∵在中，，∴，
∵，∴，∴，∴，
又∵，∴，
∴，∴．
【点睛】本题主要考查了全等三角形的性质与判定，熟知一线三垂直模型是解题的关键．
3．（2022秋·绵阳市八年级课时练习）阅读下面材料：小明遇到这样一个问题：如图1，△ABC中，∠A＝90°，∠B＝30°，点D，E分别在AB，BC上，且∠CDE＝90°．当BE＝2AD时，图1中是否存在与CD相等的线段？若存在，请找出并加以证明，若不存在，说明理由．小明通过探究发现，过点E作AB的垂线EF，垂足为F，能得到一对全等三角形（如图2），从而将解决问题．
请回答：（1）小明发现的与CD相等的线段是 ．（2）证明小明发现的结论．
【答案】（1）DE；（2）见解析.
【分析】（1）、（2）：如图2，作EF⊥AB，垂足为F．由题意可证得△ACD≌△DFE，由此可得 CD=DE，故小明分析的与CD相等的线段是线段DE.
【详解】（1）DE；故答案为DE；
（2）证明：作EF⊥AB，垂足为F．
则∠BFE＝∠DFE＝90°═∠A═∠CDE．
∵∠ADC+∠CDE＝∠ADE＝∠DFE+∠FED，∴∠ADC＝∠FED．
∵∠BFE＝90°，∠B＝30°，∴BE＝2FE．∵BE＝2AD，∴FE＝AD．
在△FED和△ADC中， ∴△FED≌△ADC（ASA）．∴DE＝CD
【点睛】本题考查了30°的直角三角形的性质以及全等三角形的判定及性质，解题的关键是掌握灵活运用30°的直角三角形的性质以及全等三角形的判定及性质.
4.（2022·黑龙江牡丹江·九年级期末）平面内有一等腰直角三角板（∠ACB＝90°）和一直线MN．过点C作CE⊥MN于点E，过点B作BF⊥MN于点F．当点E与点A重合时（如图1），易证：AF+BF＝2CE．
(1)当三角板绕点A顺时针旋转至图2的位置时，上述结论是否仍然成立？若成立，请给予证明；若不成立，线段AF、BF、CE之间又有怎样的数量关系，请直接写出你的猜想，不需证明．
(2)当三角板绕点A顺时针旋转至图3的位置时，上述结论是否仍然成立？若成立，请给予证明；若不成立，线段AF、BF、CE之间又有怎样的数量关系，请直接写出你的猜想，不需证明．
【答案】(1)AF+BF=2CE仍成立 (2)AF-BF=2CE
【分析】（1）过B作BH⊥CE于点H，可证△ACE≌△CBH，通过线段的等量代换可得结论；
（2）过点B作BG⊥CE，交CE的延长线于点G，△ACE≌△CBG，通过线段的等量代换可得答案．
（1）解：图2，AF+BF=2CE仍成立，
证明：如图，过B作BH⊥CE于点H，

∵∠BCH+∠ACE=90°，又∵在直角△ACE中，∠ACE+∠CAE=90°，∴∠CAE=∠BCH，
又∵AC=BC，∠AEC=∠BHC=90°∴△ACE≌△CBH．∴CH=AE，BF=HE，CE=BH，
∴AF+BF=AE+EF+BF=CH+EF+HE=CE+EF=2EC．
（2）解：不成立，线段AF、BF、CE之间的数量关系为：AF-BF=2CE
证明：如图，过点B作BG⊥CE，交CE的延长线于点G，
∵∠BCG+∠ACE=90°，又∵在直角△ACE中，∠ACE+∠CAE=90°，∴∠CAE=∠BCG，
又∵AC=BC，∠AEC=∠BGC=90°∴△ACE≌△CBG．∴CG=AE，BF=GE，CE=BG，
∴AF-BF=AE+EF-BF=CG+EF-GE=CE+EF=2EC．
【点睛】本题考查全等三角形的判定，根据题意正确作出辅助线构造全等三角形是解题的关键．
5．（2023春·上海·七年级专题练习）通过对数学模型“K字”模型或“一线三等角”模型的研究学习，解决下列问题：
[模型呈现]如图1，，，过点B作于点C，过点D作于点E．求证：．
[模型应用]如图2，且，且，请按照图中所标注的数据，计算图中实线所围成的图形的面积为________________．
[深入探究]如图3，，，，连接，，且于点F，与直线交于点G．若，，则的面积为_____________．
【答案】[模型呈现]见解析；[模型应用]50；[深入探究]63
【分析】[模型呈现]证明，根据全等三角形的对应边相等得到；
[模型应用]根据全等三角形的性质得到，，，根据梯形的面积公式计算，得到答案；
[深入探究]过点D作于P，过点E作交的延长线于Q，根据全等三角形的性质得到，证明，得到，进而求出，根据三角形的面积公式计算即可．
【详解】[模型呈现]证明：∵，∴，
∵，∴，
∴，∴，
在和中，，∴，∴；
[模型应用]解：由[模型呈现]可知，，
∴，
则，
故答案为：50；
[深入探究]过点D作于P，过点E作交AG的延长线于Q，
由[模型呈现]可知，，
∴，
在和中，，∴，∴，
∵，∴，∴，
∴，∴，故答案为：63．
【点睛】本题考查的是全等三角形的判定和性质、三角形的面积计算，熟记三角形确定的判定定理是解题的关键．
6．（2022秋·广东广州·八年级校考阶段练习）已知：CD是经过∠BCA的顶点C的一条直线，CA＝CB，E、F是直线CD上两点，∠BEC＝∠CFA＝∠α．
（1）若直线CD经过∠BCA的内部，∠BCD＞∠ACD．①如图1，∠BCA＝90°，∠α＝90°，写出BE，EF，AF间的等量关系： ．②如图2，∠α与∠BCA具有怎样的数量关系，能使①中的结论仍然成立？写出∠α与∠BCA的数量关系 ．（2）如图3．若直线CD经过∠BCA的外部，∠α＝∠BCA，①中的结论是否成立？若成立，进行证明；若不成立，写出新结论并进行证明．
【答案】（1）①EF= BE-AF；②∠α+ ∠BCA = 180°，理由见解析；（2）不成立，EF=BE+AF，证明见解析
【分析】（1）①求出∠BEC=∠AFC = 90°, ∠CBE=∠ACF，根据AAS证△BCE≌△CAF，推出BE=CF，CE = AF即可得出结论；②求出∠BEC =∠AFC,∠CBE=∠ACF，根据AAS证△BCE≌△CAF，推出BE= CF，CE = AF即可得出结论;（2）求出∠BEC =∠AFC，∠CBE= ∠ACF，根据AAS证△BCE≌△CAF，推出BE= CF，CE=AF即可得出结论．
【详解】（1）①EF、BE、AF的数量关系：EF= BE-AF，
证明：当α =90°时，∠BEC = ∠CFA =90°，
∵∠BCA = 90°,∴∠BCE＋∠ACF= 90°,
∵∠BCE＋∠CBE =90°，∴∠ACF = ∠CBE，
∵AC = BC,∴△BCE≌△CAF,∴BE =CF,CE = AF,
∵CF =CE＋EF,∴EF= CF -CE=BE-AF；
②∠α与∠BCA关系：∠α+ ∠BCA = 180°
当∠α+ ∠BCA = 180°时，①中结论仍然成立;
理由是：如题图2，∵∠BEC = ∠CFA = ∠α, ,∠α+∠ACB =180°,
又∵∴∠CBE= ∠ACF,
在△BCE和△CAF中∴△BCE≌△CAF (AAS),
∴BE =CF,CE = AF，∴EF= CF-CE= BE -AF; 故答案为: ∠α+ ∠BCA = 180° ；
（2）EF、BE、AF的数量关系:EF=BE+AF，理由如下
∵∠BEC =∠CFA =∠α, ∠α= ∠BCA,
又∵∠EBC +∠BCE＋∠BEC = 180° , ∠BCE＋∠ACF+∠ACB =180° ,
∴∠EBC ＋∠BCE =∠BCE＋∠ACF∴∠EBC = ∠ACF，
在△BEC和△CFA中
∴△ABE≌△CFA(AAS)∴AF = CE，BE = CF
∵EF= CE+CF,∴EF= BE＋AF．
【点睛】本题考查了全等三角形的性质和判定，证明△BCE≌△CAF是解题的关键．
7．（2023·上海浦东新·八年级校考期中）在中，，，点在直线上（，除外），的垂线与的垂线交于点，研究和的数量关系.（1）在探究，的关系时，运用“从特殊到一般”的数学思想，发现当点是的中点时，只需要取边的中点（如图），通过推理证明就可以得到的数量关系，请你按照这种思路直接写出和的数量关系：_______________。（2）当点是线段上（，除外）任意一点（其它条件不变），上面得到的结论是否仍然成立呢？证明你的结论；（3）点在线段的延长线上，上面得到的结论是否仍然成立呢？在下图中画出图形，并证明你的结论.

【答案】（1）AE=EF；（2）成立，证明见详解；（3）成立，画图、证明见详解.
【分析】（1）证△AGE≌△EBF即可；
（2）在AC上截取点G使AG=EB，再证△AGE≌△EBF即可；
（3）在AC延长线上截取点G使AG=EB，再证△AGE≌△EBF即可.
【详解】证明：（1）∵AB=AC，∠C=90°，G、E分别是AC、BC的中点
∴AG=BE，CG=CE，∠CAB=∠CBA=45°，∠CGE=45°
∵AB⊥BF∴∠EBF=∠CAB＋∠ABF=135° ∠AGE=180°－∠CGE=135°∴∠EBF =∠AGE
∵AE⊥EF∴∠AEC＋∠FEB=90° ∵∠CAE＋∠AEC=90°∴∠FEB=∠CAE
在△AGE和△EBF中∴△AGE≌△EBF ∴AE=EF
（2）成立；在AC上截取点G使AG=EB，
∵AB=AC，∠C=90°AG=BE∴CG=CE，∠CAB=∠CBA=45°，∠CGE=45°
∵AB⊥BF∴∠EBF=∠CAB＋∠ABF=135° ∠AGE=180°－∠CGE=135° ∴∠EBF =∠AGE
∵AE⊥EF∴∠AEC＋∠FEB=90° ∵∠CAE＋∠AEC=90°∴∠FEB=∠CAE
在△AGE和△EBF中∴△AGE≌△EBF∴AE=EF
（3）成立，如下图：在AC延长线上截取点G使AG=EB
∵AB=AC，∠C=90°AG=BE∴CG=CE，∠CAB=∠CBA=45°，∠CGE=45°
∵AB⊥BF∴∠EBF=90°－∠CBA=45°∴∠CGE =∠EBF
∵AE⊥EF∴∠AEC＋∠FEB=90° ∵∠CAE＋∠AEC=90°∴∠FEB=∠CAE
在△AGE和△EBF中∴△AGE≌△EBF∴AE=EF
【点睛】此题考查的是全等三角形的判定，读懂材料构造全等三角形是解决此题的关键.
8．（2022·黑龙江牡丹江·九年级期末）平面内有一等腰直角三角板（∠ACB＝90°）和一直线MN．过点C作CE⊥MN于点E，过点B作BF⊥MN于点F．当点E与点A重合时（如图1），易证：AF+BF＝2CE．
(1)当三角板绕点A顺时针旋转至图2的位置时，上述结论是否仍然成立？若成立，请给予证明；若不成立，线段AF、BF、CE之间又有怎样的数量关系，请直接写出你的猜想，不需证明．
(2)当三角板绕点A顺时针旋转至图3的位置时，上述结论是否仍然成立？若成立，请给予证明；若不成立，线段AF、BF、CE之间又有怎样的数量关系，请直接写出你的猜想，不需证明．
【答案】(1)AF+BF=2CE仍成立 (2)AF-BF=2CE
【分析】（1）过B作BH⊥CE于点H，可证△ACE≌△CBH，通过线段的等量代换可得结论；
（2）过点B作BG⊥CE，交CE的延长线于点G，△ACE≌△CBG，通过线段的等量代换可得答案．
（1）解：图2，AF+BF=2CE仍成立，
证明：如图，过B作BH⊥CE于点H，

∵∠BCH+∠ACE=90°，又∵在直角△ACE中，∠ACE+∠CAE=90°，∴∠CAE=∠BCH，
又∵AC=BC，∠AEC=∠BHC=90°∴△ACE≌△CBH．∴CH=AE，BF=HE，CE=BH，
∴AF+BF=AE+EF+BF=CH+EF+HE=CE+EF=2EC．
（2）解：不成立，线段AF、BF、CE之间的数量关系为：AF-BF=2CE
证明：如图，过点B作BG⊥CE，交CE的延长线于点G，
∵∠BCG+∠ACE=90°，又∵在直角△ACE中，∠ACE+∠CAE=90°，∴∠CAE=∠BCG，
又∵AC=BC，∠AEC=∠BGC=90°∴△ACE≌△CBG．∴CG=AE，BF=GE，CE=BG，
∴AF-BF=AE+EF-BF=CG+EF-GE=CE+EF=2EC．
【点睛】本题考查全等三角形的判定，根据题意正确作出辅助线构造全等三角形是解题的关键．
9．（2022·河南商丘市·九年级期末）如图（1），已知中，，；是过的一条直线，且，在的异侧，于，于．（1）求证：；（2）若直线绕点旋转到图（2）位置时（），其余条件不变，问与，的数量关系如何？请给予证明．（3）若直线绕点旋转到图（3）位置时（），其余条件不变，问与，的数量关系如何？请直接写出结果，不需证明；（4）根据以上的讨论，请用简洁的语言表达直线在不同位置时与，的位置关系．
【答案】（1）见解析；（2），见解析；（3）；（4）当，在的同测时，；当，在的异侧时，若，则，若，则
【分析】（1）在直角三角形中，由题中条件可得∠ABD=EAC，又有AB=AC，则有一个角及斜边相等，则可判定△BAD≌△AEC，由三角形全等可得三角形对应边相等，进而通过线段之间的转化，可得出结论；
（2）由题中条件同样可得出△BAD≌△AEC，得出对应线段相等，进而可得线段之间的关系；
（3）同（2）的方法即可得出结论．（4）利用（1）（2）（3）即可得出结论．
【详解】解：（1）∵BD⊥AE，CE⊥AE∴∠ADB=∠CEA=90°∴∠ABD+∠BAD=90°
又∵∠BAC=90°∴∠EAC+∠BAD=90°∴∠ABD=∠CAE
在△ABD与△ACE中
∴△ABD≌△ACE∴BD=AE，AD=EC，∴BD=DE+CE
（2）∵BD⊥AE，CE⊥AE∴∠ADB=∠CEA=90°∴∠ABD+∠BAD=90°
又∵∠BAC=90°∴∠EAC+∠BAD=90°∴∠ABD=∠CAE
在△ABD与△ACE中∴△ABD≌△ACE∴BD=AE，AD=EC∴BD=DE-CE，
（3）∵∠BAC=90°，∴∠BAD+∠EAC=90°，
又∵BD⊥AE，CE⊥AE，∴∠BDA=∠AEC=90°，∠BAD+∠ABD=90°，∴∠ABD=∠EAC，
在△ABD与△CAE中，∴△ABD≌△CAE，∴BD=AE，AD=CE，
∵DE=AD+AE=BD+CE，∴BD=DE-CE．
（4）归纳：由（1）（2）（3）可知：当B，C在AE的同侧时，若BD> CE,则BD= DE +CE,若BD> CE,则BD= DE +CE,若BD< CE,则BD= CE- DE.
【点睛】此题是几何变换综合题，主要考查了三角形全等的判定方法，余角的性质，线段的和差，熟练掌握全等三角形的判定和性质是解题的关键．
10．（2023春·上海·七年级专题练习）已知为等腰三角形，，直线过点（不经过点），过点作于点，过点作于点．
(1)如图1，当点位于直线的同侧时，判断与的大小关系，并说明理由；
(2)如图2，若点位于直线的两侧，
①（1）的结论是否还能成立，请说明理由；
②设与交于点，当时，判断与是否相等，并说明理由．
【答案】(1)；理由见解析 (2)①成立，理由见解析；②，理由见解析
【分析】（1）根据“”证明即可得出结论；（2）①仍然根据“”证明即可得出结论；②根据全等三角形的性质以及题意证明，进而得出，则结论可得．
【详解】（1）解：，理由如下：∵为等腰三角形，∴，
∵，，∴，
∵，∴，∴，
在和中，，∴，∴；
（2）（2）①成立，同理可得，∴；
②，理由如下：∵，，∴，
∵，，∴，
∴，即，
∵，∴，∵，∴，∴．
【点睛】本题考查了全等三角形的判定与性质，等腰三角形的判定与性质，熟练掌握“一线三等角”模型证明全等是解本题的关键．
11．（2023春·上海·七年级专题练习）（1）观察理解：
如图1，∠ACB＝90°，AC＝BC，直线l过点C，点A，B在直线l同侧，BD⊥l，AE⊥l，垂足分别为D，E，求证：△AEC≌△CDB．
（2）理解应用：如图2，过△ABC边AB、AC分别向外作正方形ABDE和正方形ACFG，AH是BC边上的高，延长HA交EG于点I．利用（1）中的结论证明：I是EG的中点．
（3）类比探究：①将图1中△AEC绕着点C旋转180°得到图3，则线段ED、EA和BD的关系_______；
②如图4，直角梯形ABCD中，，AB⊥BC，AD＝2，BC＝3，将腰DC绕D点逆时针旋转90°至DE，△AED的面积为 ．
【答案】（1）见解析；（2）见解析；（3）①ED=EA－BD；②1
【分析】（1）根据同角的余角相等可得∠A＝∠BCD，再利用AAS证得△AEC≌△CDB，即可；
（2）分别过点E、G向HI作垂线，垂足分别为M、N，由（1）可证得△EMA≌△AHB，△ANG≌△CHA，从而得到EM=GN，可得到△EMI≌△GNI，从而得到EI=IG，即可求证；
（3）①由（1）得：△AEC≌△CDB，可得CE=BD，AE=CD，即可；②过点C作CP⊥AD交AD延长线于点P，过点E作EQ⊥AD交AD延长线于点Q，根据旋转的性质可得根据题意得：∠CDE=90°，CD=DE，再由（1）可得△CDP≌△DEQ，从而得到DP=EQ，然后根据两平行线间的距离，可得AP=BC，进而得到PD=1，即可求解．
【详解】（1）证明：∵BD⊥l，AE⊥l，∴∠AEC＝∠BDC＝90°，
又∵∠ACB＝90°∴∠A+∠ACE＝∠ACE+∠BCD＝90°，∴∠A＝∠BCD，
在△AEC和△CDB中，∴△AEC≌△CDB（AAS）；
（2）证明：分别过点E、G向HI作垂线，垂足分别为M、N，
由（1）得：△EMA≌△AHB，△ANG≌△CHA，∴EM＝AH，GN=AH，∴EM=GN，
在△EMI和△GNI中，∴△EMI≌△GNI（AAS）；∴EI=IG，即I是EG的中点；
（3）解：①由（1）得：△AEC≌△CDB，∴CE=BD，AE=CD，
∵ED=CD-CE，∴ED=EA－BD ；故答案为：ED=EA－BD
②如图，过点C作CP⊥AD交AD延长线于点P，过点E作EQ⊥AD交AD延长线于点Q，
根据题意得：∠CDE=90°，CD=DE，由（1）得：△CDP≌△DEQ，∴DP=EQ，
直角梯形ABCD中，，AB⊥BC，∴AB⊥AD，∴AB∥CP，∴BC⊥CP，
∵BC=3，∴AP=BC=3，∵AD=2，∴DP=AP-AD=1，∴EQ=1，
∴△ADE的面积为．故答案为：1
【点睛】本题主要考查了全等三角形的判定和性质，图形的旋转，平行间的距离，熟练掌握全等三角形的判定和性质，图形的旋转的性质，平行间的距离，并利用类比思想解答是解题的关键．
12．（2022·安徽·九年级期末）如图，Rt△ACB中，∠ACB＝90°，AC＝BC，E点为射线CB上一动点，连结AE，作AF⊥AE且AF＝AE．（1）如图1，过F点作FD⊥AC交AC于D点，求证：FD＝BC；
（2）如图2，连结BF交AC于G点，若AG＝3，CG＝1，求证：E点为BC中点．
（3）当E点在射线CB上，连结BF与直线AC交子G点，若BC＝4，BE＝3，则 ．（直接写出结果）
【答案】（1）证明见解析；（2）证明见解析；（3）或
【分析】（1）证明△AFD≌△EAC，根据全等三角形的性质得到DF=AC，等量代换证明结论；
（2）作FD⊥AC于D，证明△FDG≌△BCG，得到DG=CG，求出CE，CB的长，得到答案；
（3）过F作FD⊥AG的延长线交于点D，根据全等三角形的性质得到CG=GD，AD=CE=7，代入计算即可．
【详解】（1）证明：∵FD⊥AC，∴∠FDA=90°，∴∠DFA+∠DAF=90°，
同理，∠CAE+∠DAF=90°，∴∠DFA=∠CAE，
在△AFD和△EAC中，，∴△AFD≌△EAC（AAS），∴DF=AC，
∵AC=BC，∴FD=BC；
（2）作FD⊥AC于D，由（1）得，FD=AC=BC，AD=CE，
在△FDG和△BCG中，∴△FDG≌△BCG（AAS），
∴DG=CG=1，∴AD=2，∴CE=2，
∵BC=AC=AG+CG=4，∴E点为BC中点；
（3）当点E在CB的延长线上时，过F作FD⊥AG的延长线交于点D，BC=AC=4，CE=CB+BE=7，
由（1）（2）知：△ADF≌△ECA，△GDF≌△GCB，
∴CG=GD，AD=CE=7，∴CG=DG=1.5，∴AG=CG+AC=5.5，
∴，同理，当点E在线段BC上时，AG= AC -CG+=2.5，
∴，故答案为：或．
【点睛】本题考查的是全等三角形的判定和性质，掌握全等三角形的判定定理和性质定理是解题的关键．
13．（2022秋·八年级课时练习）在综合实践课上，李老师以“含30°的三角板和等腰三角形纸片”为模具与同学们开展数学活动．已知，在等腰纸片中，，，将一块含30°角的足够大的直角三角尺（，）按如图所示放置，顶点在线段上滑动（点不与，重合），三角尺的直角边始终经过点，并与的夹角，斜边交于点．
（1）当时，______°；
（2）当等于何值时，？请说明理由；
（3）在点的滑动过程中，存在是等腰三角形吗？若存在，请求出夹角的大小；若不存在，请说明理由．
【答案】（1）50；（2）=5时，，理由见详解；（3）当α＝45°或90°或0°时，△PCD是等腰三角形
【分析】（1）先求出∠B=30°，再根据三角形内角和定理即可求解；
（2）根据CA＝CB，且∠ACB度数，求出∠A与∠B度数，再由外角性质得到α＝∠APD，根据AP＝BC，利用ASA即可得证；
（3）点P在滑动时，△PCD的形状可以是等腰三角形，分三种情况考虑：当PC＝PD；PD＝CD；PC＝CD，分别求出夹角α的大小即可．
【详解】解：（1）∵，，
∴∠B=（180°-120°）÷2=30°，
∵，
∴180°-100°-30°=50°，
故答案是：50；
（2）当AP＝5时，，
理由为：∵∠ACB＝120°，CA＝CB，
∴∠A＝∠B＝30°，
又∵∠APC是△BPC的一个外角，
∴∠APC＝∠B＋＝30°＋，
∵∠APC＝∠DPC＋∠APD＝30°＋∠APD，
∴＝∠APD，
又∵AP＝BC＝5，
∴；
（3）△PCD的形状可以是等腰三角形，
则∠PCD＝120°−α，∠CPD＝30°，
PC＝PD时，△PCD是等腰三角形，
∴∠PCD＝∠PDC＝（180°−30°）÷2＝75°，即120°−α＝75°，
∴α＝45°；
②当PD＝CD时，△PCD是等腰三角形，
∴∠PCD＝∠CPD＝30°，即120°−α＝30°，
∴α＝90°；
③当PC＝CD时，△PCD是等腰三角形，
∴∠CDP＝∠CPD＝30°，
∴∠PCD＝180°−2×30°＝120°，
即120°−α＝120°，
∴α＝0°，
此时点P与点B重合，点D和A重合，
综合所述：当α＝45°或90°或0°时，△PCD是等腰三角形．
【点睛】本题属于三角形综合题，考查了全等三角形的判定与性质，等腰三角形的判定，外角性质，直角三角形的性质，熟练掌握全等三角形的判定与性质是解本题的关键．
14．（2023·重庆江津·八年级统考期末）（1）问题：如图①，在四边形中，，是上一点，，．求证：；
（2）问题：如图②，在三角形中，，是上一点，，且．求的值．
【答案】（1）见解析；（2）1
【分析】（1）先证明，从而得，进而即可得到结论；
（2）过点做于点，易证，是等腰直角三角形，进而即可求解．
【详解】（1）∵，，
∴，
在与中
∵，
∴，
∴，
∴；
（2）过点做于点，
在中，，
∴，
∵ ，，
∴，
在与中
，
∴，
∴，，
∵在中，，
∴，
∴，
∴，
∴．
【点睛】本题主要考查全等三角形的判定和性质，等腰直角三角形的判定和性质，熟练掌握“一线三等角”模型，添加合适的辅助线，构造全等三角形，是解题的关键．
15．（2023春·绵阳市·八年级专题练习）如图，线段AB=6，射线BG⊥AB，P为射线BG上一点，以AP为边做正方形APCD，且点C、D与点B在AP两侧，在线段DP上取一点E，使得∠EAP=∠BAP，直线CE与线段AB相交于点F（点F与点A、B不重合），
（1）求证：△AEP≌△CEP；
（2）判断CF与AB的位置关系，并说明理由；
（3）△AEF的周长是否为定值，若是，请求出这个定值，若不是，请说明理由．
【答案】（1）证明见解析；（2）CF⊥AB，理由见解析；（3）是，为16．
【分析】（1）根据正方形的性质得到DP平分∠APC，PC=PA，求得∠APD=∠CPD=45°，根据全等三角形的判定定理得到△AEP≌△CEP（SAS）；
（2）根据全等三角形的性质得到∠EAP=∠ECP，求得∠BAP=∠FCP，根据垂直的定义得到CF⊥AB；
（3）过点C作CN⊥PB．根据平行线的性质得到∠CPN=∠PCF=∠EAP=∠PAB，根据全等三角形的性质得到CN=PB=BF，PN=AB，推出AE=CE，于是得到△AEF的周长．
【详解】解：（1）证明：∵四边形APCD正方形，
∴DP平分∠APC，PC=PA，∠APC=90°，
∴∠APE=∠CPE=45°，
在△AEP与△CEP中，
，
∴△AEP≌△CEP（SAS）；
（2）CF⊥AB，理由如下：
∵△AEP≌△CEP，
∴∠EAP=∠ECP，
∵∠EAP=∠BAP，
∴∠BAP=∠FCP，
∵∠APC=90°，
∴∠FCP+∠CMP=90°，
∵∠AMF=∠CMP，
∴∠AMF+∠PAB=90°，
∴∠AFM=90°，
∴CF⊥AB；
（3）过点C作CN⊥PB．
∵CF⊥AB，BG⊥AB，
∴∠PNC=∠B=90°，FC∥BN，
∴∠CPN=∠PCF=∠EAP=∠PAB，
又AP=CP，
∴△PCN≌△APB（AAS），
∴CN=PB=BF，PN=AB，
∵△AEP≌△CEP，
∴AE=CE，
∴△AEF的周长=AE+EF+AF
=CE+EF+AF
=BN+AF
=PN+PB+AF
=AB+CN+AF
=AB+BF+AF
=2AB
=16．
故△AEF的周长是否为定值，为16．
【点睛】本题考查了正方形的性质、全等三角形的判定和性质，其中（3）中证明△PCN≌△APB（AAS）是本题的关键．