2021年中考数学专题复习 专题17 全等三角形判定与性质定理(教师版含解析)
展开专题17 全等三角形判定与性质定理
1.基本概念
(1)全等形:能够完全重合的两个图形叫做全等形.
(2)全等三角形:能够完全重合的两个三角形叫做全等三角形. (注意对应的顶点写在对应的位置上)
(3)对应顶点:全等三角形中互相重合的顶点叫做对应顶点.
(4)对应边:全等三角形中互相重合的边叫做对应边.
(5)对应角:全等三角形中互相重合的角叫做对应角.
2.全等三角形的表示
全等用符号“≌”表示,读作“全等于”。如△ABC≌△DEF,读作“三角形ABC全等于三角形DEF”。
注:记两个全等三角形时,通常把表示对应顶点的字母写在对应的位置上。
3.全等三角形的性质:全等三角形的对应角相等、对应边相等。
4.三角形全等的判定定理
(1)边角边定理:有两边和它们的夹角对应相等的两个三角形全等(可简写成“边角边”或“SAS”)
(2)角边角定理:有两角和它们的夹边对应相等的两个三角形全等(可简写成“角边角”或“ASA”)
(3)边边边定理:有三边对应相等的两个三角形全等(可简写成“边边边”或“SSS”)。
(4)角角边定理:两角和其中一个角的对边对应相等的两个三角形全等(简写成AAS).
5.直角三角形全等的判定:
HL定理:有斜边和一条直角边对应相等的两个直角三角形全等(可简写成“斜边、直角边”或“HL”)
【例题1】(2020•甘孜州)如图,等腰△ABC中,点D,E分别在腰AB,AC上,添加下列条件,不能判定△ABE≌△ACD的是( )
A.AD=AE B.BE=CD C.∠ADC=∠AEB D.∠DCB=∠EBC
【答案】B
【解析】利用等腰三角形的性质得∠ABC=∠ACB,AB=AC,然后根据全等三角形的判定方法对各选项进行判断.
∵△ABC为等腰三角形,
∴∠ABC=∠ACB,AB=AC,
∴当AD=AE时,则根据“SAS”可判断△ABE≌△ACD;
当∠AEB=∠ADC,则根据“AAS”可判断△ABE≌△ACD;
当∠DCB=∠EBC,则∠ABE=∠ACD,根据“ASA”可判断△ABE≌△ACD.
【对点练习】如图,已知∠ABC=∠DCB,添加以下条件,不能判定△ABC≌△DCB的是( )
A.∠A=∠D B.∠ACB=∠DBC C.AC=DB D.AB=DC
【答案】C.
【解析】全等三角形的判定方法有SAS,ASA,AAS,SSS,根据定理逐个判断即可.
A.∠A=∠D,∠ABC=∠DCB,BC=BC,符合AAS,即能推出△ABC≌△DCB,故本选项错误;
B.∠ABC=∠DCB,BC=CB,∠ACB=∠DBC,符合ASA,即能推出△ABC≌△DCB,故本选项错误;
C.∠ABC=∠DCB,AC=BD,BC=BC,不符合全等三角形的判定定理,即不能推出△ABC≌△DCB,本选项正确;
D.AB=DC,∠ABC=∠DCB,BC=BC,符合SAS,即能推出△ABC≌△DCB,故本选项错误。
【例题2】(2020•北京)如图,在△ABC中,AB=AC,点D在BC上(不与点B,C重合).只需添加一个条件即可证明△ABD≌△ACD,这个条件可以是 (写出一个即可).
【答案】BD=CD.
【解析】由题意可得∠ABC=∠ACD,AB=AC,即添加一组边对应相等,可证△ABD与△ACD全等.
∵AB=AC,
∴∠ABD=∠ACD,
添加BD=CD,
∴在△ABD与△ACD中
AB=AC∠ABD=∠ACDBD=CD,
∴△ABD≌△ACD(SAS),
【对点练习】(2019齐齐哈尔)如图,已知在△ABC和△DEF中,∠B=∠E,BF=CE,点B、F、C、E在同一条直线上,若使△ABC≌△DEF,则还需添加的一个条件是 (只填一个即可).
【答案】AB=DE.
【解析】添加AB=DE;
∵BF=CE,
∴BC=EF,
在△ABC和△DEF中,,
∴△ABC≌△DEF(SAS)
【例题3】(2020•菏泽)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,点E在AC的延长线上,ED⊥AB于点D,若BC=ED,求证:CE=DB.
【答案】见解析。
【解析】由“AAS”可证△ABC≌△AED,可得AE=AB,AC=AD,由线段的和差关系可得结论.
证明:∵ED⊥AB,
∴∠ADE=∠ACB=90°,∠A=∠A,BC=DE,
∴△ABC≌△AED(AAS),
∴AE=AB,AC=AD,
∴CE=BD.
【对点练习】如图,点A、D、C、F在同一条直线上,AD=CF,AB=DE,BC=EF.
(1)求证:△ABC≌DEF;
(2)若∠A=55°,∠B=88°,求∠F的度数.
【答案】见解析。
【解析】求出AC=DF,根据SSS推出△ABC≌△DEF.由(1)中全等三角形的性质得到:∠A=∠EDF,进而得出结论即可.
证明:(1)∵AC=AD+DC,DF=DC+CF,且AD=CF
∴AC=DF
在△ABC和△DEF中,
∴△ABC≌△DEF(SSS)
(2)由(1)可知,∠F=∠ACB
∵∠A=55°,∠B=88°
∴∠ACB=180°﹣(∠A+∠B)=180°﹣(55°+88°)=37°
∴∠F=∠ACB=37°
一、选择题
1.(2020•鄂州)如图,在△AOB和△COD中,OA=OB,OC=OD,OA<OC,∠AOB=∠COD=36°.连接AC,BD交于点M,连接OM.下列结论:
①∠AMB=36°,②AC=BD,③OM平分∠AOD,④MO平分∠AMD.其中正确的结论个数有( )个.
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】B
【分析】由SAS证明△AOC≌△BOD得出∠OCA=∠ODB,AC=BD,②正确;
由全等三角形的性质得出∠OCA=∠ODB,由三角形的外角性质得:∠CMD+∠OCA=∠COD+∠ODB,得出∠CMD=∠COD=36°,∠AMB=∠CMD=36°,①正确;
作OG⊥AM于G,OH⊥DM于H,如图所示:则∠OGA=∠OHB=90°,由AAS证明△OGA≌△OHB(AAS),得出OG=OH,由角平分线的判定方法得出OM平分∠AMD,④正确;
假设OM平分∠AOD,则∠DOM=∠AOM,由全等三角形的判定定理可得△AMO≌△OMD,得AO=OD,而OC=OD,所以OA=OC,而OA<OC,故③错误;即可得出结论.
【解析】∵∠AOB=∠COD=36°,
∴∠AOB+∠BOC=∠COD+∠BOC,
即∠AOC=∠BOD,
在△AOC和△BOD中,
OA=OB∠AOC=∠BODOC=OD
∴△AOC≌△BOD(SAS),
∴∠OCA=∠ODB,AC=BD,故②正确;
∵∠OCA=∠ODB,
由三角形的外角性质得:
∠CMD+∠OCA=∠COD+∠ODB,
得出∠CMD=∠COD=36°,∠AMB=∠CMD=36°,故①正确;
作OG⊥AM于G,OH⊥DM于H,如图所示,
则∠OGA=∠OHB=90°,
在△OGA和△OHB中,
∵∠OGA=∠OHB=90°∠OAG=∠OBHOA=OB,
∴△OGA≌△OHB(AAS),
∴OG=OH,
∴OM平分∠AMD,故④正确;
假设OM平分∠AOD,则∠DOM=∠AOM,
在△AMO与△DMO中,
∠AOM=∠DOMOM=OM∠AMD=∠DMO,
∴△AMO≌△OMD(ASA),
∴AO=OD,
∵OC=OD,
∴OA=OC,
而OA<OC,故③错误;
正确的个数有3个.
2.如图,若△ABC≌△DEF,∠A=45°,∠F=35°,则∠E等于( )
A.35° B.45° C.60° D.100°
【答案】D.
【解析】∵△ABC≌△DEF,∠A=45°,∠F=35°
∴∠D=∠A=45°
∴∠E=180°﹣∠D﹣∠F=100°.
3.(2020安顺模拟)如图,点D,E分别在线段AB,AC上,CD与BE相交于O点,已知AB=AC,现添加以下的哪个条件仍不能判定△ABE≌△ACD( )
A.∠B=∠C B.AD=AE C.BD=CE D.BE=CD
【答案】D.
【解析】欲使△ABE≌△ACD,已知AB=AC,可根据全等三角形判定定理AAS、SAS、ASA添加条件,逐一证明即可.
∵AB=AC,∠A为公共角,
A.如添加∠B=∠C,利用ASA即可证明△ABE≌△ACD;
B.如添AD=AE,利用SAS即可证明△ABE≌△ACD;
C.如添BD=CE,等量关系可得AD=AE,利用SAS即可证明△ABE≌△ACD;
D.如添BE=CD,因为SSA,不能证明△ABE≌△ACD,所以此选项不能作为添加的条件.
4.如图,AB⊥CD,且AB=CD.E、F是AD上两点,CE⊥AD,BF⊥AD.若CE=a,BF=b,EF=c,则AD的长为( )
A.a+c B.b+c C.a﹣b+c D.a+b﹣c
【答案】D.
【解析】只要证明△ABF≌△CDE,可得AF=CE=a,BF=DE=b,推出AD=AF+DF=a+(b﹣c)=a+b﹣c;
∵AB⊥CD,CE⊥AD,BF⊥AD,
∴∠AFB=∠CED=90°,∠A+∠D=90°,∠C+∠D=90°,
∴∠A=∠C,∵AB=CD,
∴△ABF≌△CDE,
∴AF=CE=a,BF=DE=b,
∵EF=c,
∴AD=AF+DF=a+(b﹣c)=a+b﹣c
5.如图,∠ACB=90°,AC=BC.AD⊥CE,BE⊥CE,垂足分别是点D、E,AD=3,BE=1,则DE的长是( )
A. B.2 C.2 D.
【答案】B.
【解析】根据条件可以得出∠E=∠ADC=90°,进而得出△CEB≌△ADC,就可以得出BE=DC,就可以求出DE的值.
∵BE⊥CE,AD⊥CE,
∴∠E=∠ADC=90°,
∴∠EBC+∠BCE=90°.
∵∠BCE+∠ACD=90°,
∴∠EBC=∠DCA.
在△CEB和△ADC中,
,
∴△CEB≌△ADC(AAS),
∴BE=DC=1,CE=AD=3.
∴DE=EC﹣CD=3﹣1=2
6.如图,△ABC≌△AEF,AB=AE,∠B=∠E,则对于结论①AC=AF,②∠FAB=∠EAB,③EF=BC,④∠EAB=∠FAC,其中正确结论的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C.
【解析】∵△ABC≌△AEF,
∴AC=AF,故①正确;
∠EAF=∠BAC,
∴∠FAC=∠EAB≠∠FAB,故②错误;
EF=BC,故③正确;
∠EAB=∠FAC,故④正确;
综上所述,结论正确的是①③④共3个.
二、填空题
7.(2020•齐齐哈尔)如图,已知在△ABD和△ABC中,∠DAB=∠CAB,点A、B、E在同一条直线上,若使△ABD≌△ABC,则还需添加的一个条件是 .(只填一个即可)
【答案】AD=AC(∠D=∠C或∠ABD=∠ABC等).
【解析】利用全等三角形的判定方法添加条件.
∵∠DAB=∠CAB,AB=AB,
∴当添加AD=AC时,可根据“SAS”判断△ABD≌△ABC;
当添加∠D=∠C时,可根据“AAS”判断△ABD≌△ABC;
当添加∠ABD=∠ABC时,可根据“ASA”判断△ABD≌△ABC.
8.(2020•辽阳)如图,在△ABC中,M,N分别是AB和AC的中点,连接MN,点E是CN的中点,连接ME并延长,交BC的延长线于点D.若BC=4,则CD的长为 .
【答案】2
【解析】依据三角形中位线定理,即可得到MN=12BC=2,MN∥BC,依据△MNE≌△DCE(AAS),即可得到CD=MN=2.
∵M,N分别是AB和AC的中点,
∴MN是△ABC的中位线,
∴MN=12BC=2,MN∥BC,
∴∠NME=∠D,∠MNE=∠DCE,
∵点E是CN的中点,
∴NE=CE,
∴△MNE≌△DCE(AAS),
∴CD=MN=2.
9.(2020•黑龙江)如图,Rt△ABC和Rt△EDF中,∠B=∠D,在不添加任何辅助线的情况下,请你添加一个条件 ,使Rt△ABC和Rt△EDF全等.
【答案】AB=ED.
【解析】本题是一道开放型的题目,答案不唯一,可以是AB=ED或BC=DF或AC=EF或AE=CF等,只要符合全等三角形的判定定理即可.
添加的条件是:AB=ED,
理由是:∵在△ABC和△EDF中
∠B=∠DAB=ED∠A=∠DEF,
∴△ABC≌△EDF(ASA)
10.(2019四川成都)如图,在△ABC中,AB=AC,点D,E都在边BC上,∠BAD=∠CAE,若BD=9,则CE的长为______.
【答案】9
【解析】此题考察的是全等三角形的性质和判定,因为△ABC是等腰三角形,所以有AB=AC,∠BAD=∠CAE,∠ABD=∠ACE,所以△ABD△ACE(ASA),所以BD=二次,EC=9.
11.(2019•湖南邵阳)如图,已知AD=AE,请你添加一个条件,使得△ADC≌△AEB,你添加的条件是 .(不添加任何字母和辅助线)
【答案】AB=AC或∠ADC=∠AEB或∠ABE=∠ACD。
【解析】根据图形可知证明△ADC≌△AEB已经具备了一个公共角和一对相等边,因此可以利用ASA.SAS、AAS证明两三角形全等.
∵∠A=∠A,AD=AE,
∴可以添加AB=AC,此时满足SAS;
添加条件∠ADC=∠AEB,此时满足ASA;
添加条件∠ABE=∠ACD,此时满足AAS,
故答案为AB=AC或∠ADC=∠AEB或∠ABE=∠ACD。
12.(2019•山东临沂)如图,在△ABC中,∠ACB=120°,BC=4,D为AB的中点,DC⊥BC,则△ABC的面积是 .
【答案】8.
【解析】根据垂直的定义得到∠BCD=90°,得到长CD到H使DH=CD,由线段中点的定义得到AD=BD,根据全等三角形的性质得到AH=BC=4,∠H=∠BCD=90°,求得CD=2,于是得到结论.
∵DC⊥BC,
∴∠BCD=90°,
∵∠ACB=120°,∴∠ACD=30°,
延长CD到H使DH=CD,
∵D为AB的中点,
∴AD=BD,
在△ADH与△BCD中,,
∴△ADH≌△BCD(SAS),
∴AH=BC=4,∠H=∠BCD=90°,
∵∠ACH=30°,
∴CH=AH=4,
∴CD=2,
∴△ABC的面积=2S△BCD=2××4×2=8,
故答案为:8.
三、解答题
13.(2020•南充)如图,点C在线段BD上,且AB⊥BD,DE⊥BD,AC⊥CE,BC=DE.求证:AB=CD.
【答案】见解析。
【解析】证明△ABC≌△CDE(ASA),可得出结论.
证明:∵AB⊥BD,ED⊥BD,AC⊥CE,
∴∠ACE=∠ABC=∠CDE=90°,
∴∠ACB+∠ECD=90°,∠ECD+∠CED=90°,
∴∠ACB=∠CED.
在△ABC和△CDE中,
∠ACB=∠CEDBC=DE∠ABC=∠CDE,
∴△ABC≌△CDE(ASA),
∴AB=CD.
14.(2020•硚口区模拟)如图,点D在AB上,点E在AC上,AB=AC,∠B=∠C,求证:BD=CE.
【答案】见解析。
【解析】要证BD=CE只要证明AD=AE即可,而证明△ABE≌△ACD,则可得AD=AE.
证明:在△ABE与△ACD中
∠A=∠AAB=AC∠B=∠C,
∴△ABE≌△ACD.
∴AD=AE.
∴BD=CE.
15.(2020•铜仁市)如图,∠B=∠E,BF=EC,AC∥DF.求证:△ABC≌△DEF.
【答案】见解析。
【解析】首先利用平行线的性质得出∠ACB=∠DFE,进而利用全等三角形的判定定理ASA,进而得出答案.
证明:∵AC∥DF,
∴∠ACB=∠DFE,
∵BF=CE,
∴BC=EF,
在△ABC和△DEF中,∠B=∠EBC=EF∠ACB=∠DFE,
∴△ABC≌△DEF(ASA).
16.(2020•无锡)如图,已知AB∥CD,AB=CD,BE=CF.
求证:(1)△ABF≌△DCE;
(2)AF∥DE.
【答案】见解析。
【分析】(1)先由平行线的性质得∠B=∠C,从而利用SAS判定△ABF≌△DCE;
(2)根据全等三角形的性质得∠AFB=∠DEC,由等角的补角相等可得∠AFE=∠DEF,再由平行线的判定可得结论.
【解答】证明:(1)∵AB∥CD,
∴∠B=∠C,
∵BE=CF,
∴BE﹣EF=CF﹣EF,
即BF=CE,
在△ABF和△DCE中,
∵AB=CD∠B=∠CBF=CE,
∴△ABF≌△DCE(SAS);
(2)∵△ABF≌△DCE,
∴∠AFB=∠DEC,
∴∠AFE=∠DEF,
∴AF∥DE.
17.(2020•温州)如图,在△ABC和△DCE中,AC=DE,∠B=∠DCE=90°,点A,C,D依次在同一直线上,且AB∥DE.
(1)求证:△ABC≌△DCE.
(2)连结AE,当BC=5,AC=12时,求AE的长.
【答案】见解析。
【分析】(1)由“AAS”可证△ABC≌△DCE;
(2)由全等三角形的性质可得CE=BC=5,由勾股定理可求解.
【解答】证明:(1)∵AB∥DE,
∴∠BAC=∠D,
又∵∠B=∠DCE=90°,AC=DE,
∴△ABC≌△DCE(AAS);
(2)∵△ABC≌△DCE,
∴CE=BC=5,
∵∠ACE=90°,
∴AE=AC2+CE2=25+144=13.
18.(2020•常德)已知D是Rt△ABC斜边AB的中点,∠ACB=90°,∠ABC=30°,过点D作Rt△DEF使∠DEF=90°,∠DFE=30°,连接CE并延长CE到P,使EP=CE,连接BE,FP,BP,设BC与DE交于M,PB与EF交于N.
(1)如图1,当D,B,F共线时,求证:
①EB=EP;
②∠EFP=30°;
(2)如图2,当D,B,F不共线时,连接BF,求证:∠BFD+∠EFP=30°.
【答案】见解析。
【分析】(1)①证明△CBP是直角三角形,根据直角三角形斜边中线可得结论;
②根据同位角相等可得BC∥EF,由平行线的性质得BP⊥EF,可得EF是线段BP的垂直平分线,根据等腰三角形三线合一的性质可得∠PFE=∠BFE=30°;
(2)如图2,延长DE到Q,使EQ=DE,连接CD,PQ,FQ,证明△QEP≌△DEC(SAS),则PQ=DC=DB,由QE=DE,∠DEF=90°,知EF是DQ的垂直平分线,证明△FQP≌△FDB(SAS),再由EF是DQ的垂直平分线,可得结论.
【解答】证明(1)①∵∠ACB=90°,∠ABC=30°,
∴∠A=90°﹣30°=60°,
同理∠EDF=60°,
∴∠A=∠EDF=60°,
∴AC∥DE,
∴∠DMB=∠ACB=90°,
∵D是Rt△ABC斜边AB的中点,AC∥DM,
∴BMBC=BDAB=12,
即M是BC的中点,
∵EP=CE,即E是PC的中点,
∴ED∥BP,
∴∠CBP=∠DMB=90°,
∴△CBP是直角三角形,
∴BE=12PC=EP;
②∵∠ABC=∠DFE=30°,
∴BC∥EF,
由①知:∠CBP=90°,
∴BP⊥EF,
∵EB=EP,
∴EF是线段BP的垂直平分线,
∴PF=BF,
∴∠PFE=∠BFE=30°;
(2)如图2,延长DE到Q,使EQ=DE,连接CD,PQ,FQ,
∵EC=EP,∠DEC=∠QEP,
∴△QEP≌△DEC(SAS),
则PQ=DC=DB,
∵QE=DE,∠DEF=90°
∴EF是DQ的垂直平分线,
∴QF=DF,
∵CD=AD,
∴∠CDA=∠A=60°,
∴∠CDB=120°,
∴∠FDB=120°﹣∠FDC=120°﹣(60°+∠EDC)=60°﹣∠EDC=60°﹣∠EQP=∠FQP,
∴△FQP≌△FDB(SAS),
∴∠QFP=∠BFD,
∵EF是DQ的垂直平分线,
∴∠QFE=∠EFD=30°,
∴∠QFP+∠EFP=30°,
∴∠BFD+∠EFP=30°.
19.(2020•黔东南州)如图1,△ABC和△DCE都是等边三角形.
探究发现
(1)△BCD与△ACE是否全等?若全等,加以证明;若不全等,请说明理由.
拓展运用
(2)若B、C、E三点不在一条直线上,∠ADC=30°,AD=3,CD=2,求BD的长.
(3)若B、C、E三点在一条直线上(如图2),且△ABC和△DCE的边长分别为1和2,求△ACD的面积及AD的长.
【答案】见解析。
【分析】(1)依据等式的性质可证明∠BCD=∠ACE,然后依据SAS可证明△ACE≌△BCD;
(2)由(1)知:BD=AE,利用勾股定理计算AE的长,可得BD的长;
(3)如图2,过A作AF⊥CD于F,先根据平角的定义得∠ACD=60°,利用特殊角的三角函数可得AF的长,由三角形面积公式可得△ACD的面积,最后根据勾股定理可得AD的长.
【解析】(1)全等,理由是:
∵△ABC和△DCE都是等边三角形,
∴AC=BC,DC=EC,∠ACB=∠DCE=60°,
∴∠ACB+∠ACD=∠DCE+∠ACD,
即∠BCD=∠ACE,
在△BCD和△ACE中,
CD=CE∠BCD=∠ACEBC=AC,
∴△ACE≌△BCD( SAS);
(2)如图3,由(1)得:△BCD≌△ACE,
∴BD=AE,
∵△DCE都是等边三角形,
∴∠CDE=60°,CD=DE=2,
∵∠ADC=30°,
∴∠ADE=∠ADC+∠CDE=30°+60°=90°,
在Rt△ADE中,AD=3,DE=2,
∴AE=AD2+DE2=9+4=13,
∴BD=13;
(3)如图2,过A作AF⊥CD于F,
∵B、C、E三点在一条直线上,
∴∠BCA+∠ACD+∠DCE=180°,
∵△ABC和△DCE都是等边三角形,
∴∠BCA=∠DCE=60°,
∴∠ACD=60°,
在Rt△ACF中,sin∠ACF=AFAC,
∴AF=AC×sin∠ACF=1×32=32,
∴S△ACD=12×CD×AF=12×2×32=32,
∴CF=AC×cos∠ACF=1×12=12,
FD=CD﹣CF=2-12=32,
在Rt△AFD中,AD2=AF2+FD2=(32)2+(32)2=3,
∴AD=3.
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