![人教版2024-2025学年八年级数学上册举一反三专题13.4等腰三角形【十大题型】(学生版+解析)01](http://www.enxinlong.com/img-preview/2/3/16152433/0-1726014109010/0.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
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人教版(2024)八年级上册13.3.1 等腰三角形达标测试
展开TOC \ "1-3" \h \u
\l "_Tc16359" 【题型1 利用等边对等角求解】 PAGEREF _Tc16359 \h 1
\l "_Tc19123" 【题型2 利用等边对等角进行证明】 PAGEREF _Tc19123 \h 2
\l "_Tc32277" 【题型3 利用三线合一求解】 PAGEREF _Tc32277 \h 4
\l "_Tc22865" 【题型4 利用三线合一证明】 PAGEREF _Tc22865 \h 5
\l "_Tc21860" 【题型5 格点中画等腰三角形】 PAGEREF _Tc21860 \h 7
\l "_Tc11780" 【题型6 找出图中的等腰三角形】 PAGEREF _Tc11780 \h 8
\l "_Tc6922" 【题型7 利用等角对等边证明等腰三角形】 PAGEREF _Tc6922 \h 9
\l "_Tc5879" 【题型8 利用等角对等边求边长或证明边相等】 PAGEREF _Tc5879 \h 10
\l "_Tc8998" 【题型9 尺规作等腰三角形】 PAGEREF _Tc8998 \h 11
\l "_Tc25571" 【题型10 确定与已知两点构成等腰三角形的点】 PAGEREF _Tc25571 \h 12
知识点:等腰三角形
(1)定义:有两边相等的三角形,叫做等腰三角形.
(2)等腰三角形性质
①等腰三角形的两个底角相等,即“等边对等角”;②等腰三角形顶角的平分线、底边上的中线与底边上的高线互相重合(简称“三线合一”).特别地,等腰直角三角形的每个底角都等于45°.
(3)等腰三角形的判定
如果一个三角形有两个角相等,那么这两个角所对的边也相等(即“等角对等边”).
【题型1 利用等边对等角求解】
【例1】(23-24八年级·浙江嘉兴·期末)如图,四边形ABCD中,AB=AD,将△ABC沿着AC折叠,点B恰好落在CD边上的点B'处.若∠ACB=α,则∠DAB可表示为( )
A.3αB.180°−αC.2αD.180°−2a
【变式1-1】(23-24八年级·福建三明·期末)某平板电脑支架如图所示,其中AB=CD,EA=ED,为了使用的舒适性,可调整∠AEC的大小.若∠AEC增大16°,则∠BDE的变化情况是( )
A.增大16°B.减小16°C.增大8°D.减小8°
【变式1-2】(23-24八年级·浙江台州·期末)如图,△ABC与△ABD关于AB对称,∠ACB=90°,在AC上取一点E,使得DE=DC.若∠BDE=72°,则∠CBD的度数是()
A.132°B.135°C.150°D.162°
【变式1-3】(23-24八年级·新疆乌鲁木齐·期末)如图,在△ABC中,AC=BC,以点A为圆心,AB长为半径作弧交BC于点D,交AC于点E.再分别以点C,D为圆心,大于12 CD长为半径作弧,两弧相交于F,G两点,作直线FG.若直线FG经过点E,则∠C的度数为 .
【题型2 利用等边对等角进行证明】
【例2】(23-24八年级·河南安阳·期末)如图,已知AB=AC,AD=AE,∠BAC=∠DAE=α,点B,D,E在同一条直线上.
(1)求证:△ABD≌△ACE;
(2)求证:2∠1+∠3=180°;
(3)当AD∥EC时,求α的度数.
【变式2-1】(23-24八年级·湖北武汉·期中)如图,在△ABC中,AB=AC,D为BC边上一点,过D作∠EDF=∠B,分别与AB,AC相交于点E和点F.
(1)求证:∠BED=∠FDC;
(2)若DE=DF,求证:BE=CD.
【变式2-2】(23-24八年级·四川宜宾·期中)如图,已知∠BAD=∠CAE=90°,AD=AB,AC=AE,AF⊥CB,垂足为F.
(1)求证:△ABC≌△ADE;
(2)已知 ∠E=∠ACD,求证:CD=2BF+DE.
【变式2-3】(23-24八年级·广东肇庆·期中)在△ABC中,AB=AC,点D是直线BC上一点(不与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BC上,且∠BAC=90°.
①证明:△ABD≌△ACE;
②证明:AC平分∠BCE.
(2)如图2,当点D在直线BC上,设∠BAC=α,∠BCE=β.则α,β之间有怎样的数量关系?请直接写出你的结论.
【题型3 利用三线合一求解】
【例3】(23-24八年级·浙江杭州·期中)如图所示,在△ABC中,AB=BC,DE⊥AB于点E,DF⊥BC,连接BF.
(1)若∠AFD=155°,求∠EDF的度数;
(2)若点F是AC的中点,判断∠ABC与∠CFD的数量关系,并说明理由.
【变式3-1】(23-24八年级·云南昆明·期中)如图,在△ABC中,AC=BC,点D为边AB的中点,连接CD,∠BAC的平分线交CD于点E,已知∠AEC=115°.求∠DAC和∠ACB的度数.
【变式3-2】(23-24八年级·陕西榆林·开学考试)如图,在△ABC中,AB=AC,AD是BC边上的中线,AC的垂直平分线分别交AC、AD、AB于点E、O、F,连接OB,OC.
(1)试说明:BO=AO;
(2)若∠CAD=25°,求∠BOF的度数.
【变式3-3】(23-24八年级·河北石家庄·期末)如图,在△ABC中,AB=AC,D是BC的中点,EF垂直平分AC,交AC于点E,交AB于点F,M是直线EF上的动点.
(1)当MD⊥BC时,
①若ME=1,则点M到AB的距离为________;
②若∠CMD=30°,CD=3,求△BCM的周长;
(2)若BC=8,且△ABC的面积为40,求△CDM周长的最小值.
【题型4 利用三线合一证明】
【例4】(23-24八年级·辽宁锦州·期中)如图,在△ABC中,AD是BC边上的高线,CE是中线,且DG⊥CE于G,2CD=AB.
(1)求证:G是CE的中点;
(2)求证∠B=2∠BCE.
【变式4-1】(23-24八年级·辽宁沈阳·阶段练习)如图,在△ABC中,AB的垂直平分线EF交BC于点E,交AB于点F,D为线段CE的中点,BE=AC.
(1)求证:AD⊥BC;
(2)若∠BAC=72°,则∠CAD的度数为 ___________.
【变式4-2】(23-24八年级·江苏无锡·阶段练习)如图,C为线段 AB 上一点, AD∥EB,AC=BE,AD=BC, CF 平分 ∠DCE.
(1)求证:△ACD≌△BEC;
(2)问: CF与 DE的位置关系并证明.
【变式4-3】(23-24八年级·山东聊城·期中)已知:如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,CH⊥AB于点H,将△ABC沿CE折叠,使点A落在直线CH上的点A'处,BM是∠ABC的平分线,交AC于点M,交CH于点N,连接EN.
(1)AE=CN吗?为什么?
(2)试说明BM垂直平分CE.
【题型5 格点中画等腰三角形】
【例5】(23-24八年级·江西南昌·期中)如图,在3×3的网格中,每个网格线的交点称为格点.已知图中A,B两个格点,请在图中再寻找另一个格点C,使△ABC成为等腰三角形,则满足条件的点C有( )个.
A.6B.8C.10D.12
【变式5-1】(23-24八年级·浙江宁波·期末)在方格纸中,点P、Q都在格点上,请用无刻度的直尺按要求画格点三角形:
(1)在图1中,画一个以PQ为腰的等腰△APQ(A为格点);
(2)在图2中,画一个以PQ为底的等腰△BPQ(B为格点).
【变式5-2】(23-24八年级·北京通州·期末)如图是由边长为1的小等边三角形构成的网格,每个小等边三角形的顶点为格点,线段AB的端点都在格点上.要求以AB为边画一个等腰△ABC,且使得点C为格点.请在下面的网格图中画出3种不同的等腰△ABC.
【变式5-3】(23-24八年级·浙江温州·期中)图①、图②均是8×8的正方形网格,每个小正方形的顶点称为格点,点A、B、M、N均落在格点上,在图1、图2、图3给定的网格中按要求作图.
要求:只用无刻度的直尺,保留作图痕迹,不要求写出作法.
(1)在图1中的格点上确定一点P,画一个以AB为腰的等腰△ABP.
(2)在图2中的格点上确定一点P,画一个以AB为底的等腰△ABP.
(3)在图3中的格线MN上确定一点P,使PA与PB的长度之和最小.
【题型6 找出图中的等腰三角形】
【例6】(23-24八年级·湖北武汉·期末)如图,在△ABC中,∠A=36°,∠B=72°,AC的垂直平分线交AC,AB于点D、E,则图中等腰三角形的个数是( )
A.2B.3C.4D.5
【变式6-1】(23-24八年级·四川成都·期末)如图,在△ABC中,已知边AB的垂直平分线与边BC的垂直平分线交于点P,连接PA、PB、PC,则图中有 个等腰三角形.
【变式6-2】(23-24八年级·吉林白山·期中)如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,AB=CD,∠BDC=∠BCD,点E是线段BD上一点,且BE=AD.
(1)求证:△ADB≌△EBC;
(2)直接写出图中所有的等腰三角形.
【变式6-3】(23-24八年级·贵州毕节·期末)如图,ΔABC中,∠ACB=90∘,∠B=30∘,AD平分∠CAB,DE⊥AB于点E,连结CE交AD于点H,则图中的等腰三角形有( )
A.2个B.3个C.4个D.5个
【题型7 利用等角对等边证明等腰三角形】
【例7】(23-24八年级·山西吕梁·期末)如图,在△ABC中,∠BAC=126°,∠B=42°,边AB的垂直平分线DE与AB交于点E,与BC交于点D,连接AD.求证:△ACD是等腰三角形.
【变式7-1】(23-24八年级·陕西西安·期末)如图,在△ABC中,∠ACB=90∘,CE是斜边AB上的高,角平分线BD交CE于点M.求证:△CDM是等腰三角形.
【变式7-2】(23-24八年级·湖北恩施·期末)如图,∠MON=90°,点A,C分别在OM,ON上,以AO,AC为边在∠MON内作等边三角形AOB,ACD,连接DB并延长交ON于点E,求证:OE=BE.
【变式7-3】(23-24八年级·北京密云·期末)如图,在△ABC中,∠BAC=60°,∠C=40°,∠BAC与∠ABC的角平分线AD、BE分别交BC、AC边于点D和点E.
(1)求证:△BEC是等腰三角形;
(2)用等式表示线段AB、AC、BD之间的数量关系,并证明.
【题型8 利用等角对等边求边长或证明边相等】
【例8】(23-24八年级·山东济南·期末)如图,在△ABC中,BE,CE分别是∠ABC和∠ACB的平分线,ED∥AC,交BC于点D,EF⊥AB于点F.若BC=35,EF=5,DE=13,则△EBD的面积为( )
A.50B.55C.60D.65
【变式8-1】(23-24八年级·广东惠州·期末)如图,∠B=∠ACB,∠1=∠2,AE⊥CD交CD于F,交BC于点E,求证:AB=CE.
【变式8-2】(23-24八年级·湖北十堰·期末)如图,在△ABC中,ED∥BC,∠ABC和∠ACB的平分线分别交ED于点G、F,若,EB=7,DC=9,ED=11,则FG= .
【变式8-3】(23-24八年级·上海青浦·期末)已知:如图,点D是△ABC的边AC上的一点,过点D作DE⊥AB,DF⊥BC,垂足分别为E、F,再过点D作DG∥AB,交BC于点G,且DE=DF.
求证:
(1)DG=BG;
(2)BE=GD+GF.
【题型9 尺规作等腰三角形】
【例9】(23-24八年级·广东佛山·阶段练习)如图,已知一个等腰三角形的底边为c,底边上的高为12c,求作这个等腰三角形.(保留作图痕迹,不必写作法)
【变式9-1】(23-24八年级·江苏常州·阶段练习)如图,已知∠MCN,点B是射线CM上一点,求作等腰三角形ABC,使得BC为等腰三角形的底边,点A在∠MCN内部,且点A到角∠MCN的两边距离相等.(尺规作图)
【变式9-2】(23-24八年级·湖北襄阳·期末)如图.已知一个含有30°角的直角三角形,请利用它用两种不同的方法构造一个含45°角的直角三角形.(尺规作图,不写做法,保留作图轨迹)
【变式9-3】(2024·江苏泰州·一模)证明:等腰三角形的两底角相等.要求:
(1)用无刻度的直尺和圆规作等腰△ABC,使底边BC=m,腰AB=AC=n;
(2)结合图形,写出已知、求证,并完成证明;
(3)证明过程若需添加辅助线,则辅助线也需用无刻度的直尺和圆规作图.
【题型10 确定与已知两点构成等腰三角形的点】
【例10】(23-24八年级·黑龙江齐齐哈尔·期中)如图所示,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=6,点D在CA上,且DC=2,动点P从A点出发沿A→B→C的路线运动,运动到点C停止.在点P的运动过程中,使△APD为等腰三角形的点P有 个.
【变式10-1】(23-24八年级·江苏南京·阶段练习)如图所示,在长方形ABCD的对称轴l上找点P,使得△PAB、△PBC均为等腰三角形,则满足条件的点P的个数是( )
A.2B.3C.4D.5
【变式10-2】(23-24八年级·山东济宁·期中)如图,已知Rt△ABC中,∠C=90°,∠A=30°.在直线BC或AC上取一点P,使得△PAB是等腰三角形,则符合条件的P点有 个.
【变式10-3】(23-24八年级·北京海淀·期中)如图,线段AB的一个端点B在直线m上,直线m上存在点C,使△ABC为等腰三角形,这样的点C有( )
A.2个B.3个C.4个D.5个
专题13.4 等腰三角形【十大题型】
【人教版】
TOC \ "1-3" \h \u
\l "_Tc16359" 【题型1 利用等边对等角求解】 PAGEREF _Tc16359 \h 2
\l "_Tc19123" 【题型2 利用等边对等角进行证明】 PAGEREF _Tc19123 \h 6
\l "_Tc32277" 【题型3 利用三线合一求解】 PAGEREF _Tc32277 \h 13
\l "_Tc22865" 【题型4 利用三线合一证明】 PAGEREF _Tc22865 \h 18
\l "_Tc21860" 【题型5 格点中画等腰三角形】 PAGEREF _Tc21860 \h 23
\l "_Tc11780" 【题型6 找出图中的等腰三角形】 PAGEREF _Tc11780 \h 27
\l "_Tc6922" 【题型7 利用等角对等边证明等腰三角形】 PAGEREF _Tc6922 \h 31
\l "_Tc5879" 【题型8 利用等角对等边求边长或证明边相等】 PAGEREF _Tc5879 \h 34
\l "_Tc8998" 【题型9 尺规作等腰三角形】 PAGEREF _Tc8998 \h 38
\l "_Tc25571" 【题型10 确定与已知两点构成等腰三角形的点】 PAGEREF _Tc25571 \h 42
知识点:等腰三角形
(1)定义:有两边相等的三角形,叫做等腰三角形.
(2)等腰三角形性质
①等腰三角形的两个底角相等,即“等边对等角”;②等腰三角形顶角的平分线、底边上的中线与底边上的高线互相重合(简称“三线合一”).特别地,等腰直角三角形的每个底角都等于45°.
(3)等腰三角形的判定
如果一个三角形有两个角相等,那么这两个角所对的边也相等(即“等角对等边”).
【题型1 利用等边对等角求解】
【例1】(23-24八年级·浙江嘉兴·期末)如图,四边形ABCD中,AB=AD,将△ABC沿着AC折叠,点B恰好落在CD边上的点B'处.若∠ACB=α,则∠DAB可表示为( )
A.3αB.180°−αC.2αD.180°−2a
【答案】B
【分析】本题考查了折叠的性质,等腰三角形的性质,三角形外角的性质;由折叠得AB'=AB,∠ACB'=∠ACB=α,由等腰三角形的性质得∠AB'D=∠ADB',由三角形外角的性质得 ∠AB'D=∠ACB'+∠B'AC,即可求解;掌握折叠的性质,等腰三角形的性质是解题的关键.
【详解】解:由折叠得:
AB'=AB,
∠ACB'=∠ACB=α,
∵ AB=AD,
∴AB'=AD,
∴∠AB'D=∠ADB',
∴∠B'AD=180°−2∠AB'D,
∵∠AB'D=∠ACB'+∠B'AC
=α+∠B'AC,
∴∠B'AD=180°−2α+∠B'AC,
=180°−2α−2∠B'AC,
∴∠DAB=∠BAC+∠B'AC+∠B'AD
=2∠B'AC+∠B'AD
=2∠B'AC+180°−2α−2∠B'AC
=180°−2α,
故选:B.
【变式1-1】(23-24八年级·福建三明·期末)某平板电脑支架如图所示,其中AB=CD,EA=ED,为了使用的舒适性,可调整∠AEC的大小.若∠AEC增大16°,则∠BDE的变化情况是( )
A.增大16°B.减小16°C.增大8°D.减小8°
【答案】D
【分析】本题考查了等腰三角形的性质,三角形内角和定理等知识,设设原来∠AEC=x°,求出此时∠BDE=180−x2°,然后类似求出变化后∠B'D'E'=172−x2°,然后两角作差即可得出结论.
【详解】解:设原来∠AEC=x°,则∠AED=180−x°
∵EA=ED,
∴∠EAD=∠EDA=12180°−∠AED=x2°,
∴∠BDE=180°−∠EDA=180−x2°,
∠AEC增大16°后,∠A'E'C'=x+16°,
∴∠E'A'D'=∠E'D'A'=12180°−∠A'E'D'=x2+8°,
∴∠B'D'E'=180°−∠E'D'A'=172−x2°,
∴∠B'D'E'−∠BDE=172−x2°−180−x2°=−8°,
∴∠BDE的变化情况是减小8°,
故选:D.
【变式1-2】22-23八年级·浙江台州·期末)如图,△ABC与△ABD关于AB对称,∠ACB=90°,在AC上取一点E,使得DE=DC.若∠BDE=72°,则∠CBD的度数是()
A.132°B.135°C.150°D.162°
【答案】A
【分析】本题考查了轴对称性质、等腰三角形的性质及直角三角形的性质,解决本题的关键是熟练掌握轴对称性质、等腰三角形的性质及直角三角形的性质,由轴对称性质得∠BDC=∠BCD,
设∠BDC=∠BCD=x°,得出∠CDE=72°−x°,再由等腰三角形的性质得∠DCE=∠DEC=54°+x°2.再由直角三角形的性质列出方程求解即可.
【详解】解:∵△ABC与△ABD关于AB对称,
∴∠BDC=∠BCD,
设∠BDC=∠BCD=x°.
∵∠BDE=72°,
∴∠CDE=72°−x°,
在△DEC中,∵DE=DC,
∴∠DCE=∠DEC=180°−7°−x°2=54°+x°2.
又∵∠ACB=90°,
∴∠ACD=90°−∠BCD=90°−x°,
∴54°+x°2=90°−x°,
∴x=24,
∴∠CBD=180°−24°×2=132°,
故选:A
【变式1-3】(23-24八年级·新疆乌鲁木齐·期末)如图,在△ABC中,AC=BC,以点A为圆心,AB长为半径作弧交BC于点D,交AC于点E.再分别以点C,D为圆心,大于12 CD长为半径作弧,两弧相交于F,G两点,作直线FG.若直线FG经过点E,则∠C的度数为 .
【答案】36°/36度
【分析】本题考查了作图−复杂作图,线段垂直平分线的性质和等腰三角形的性质,解决此类题目的关键是熟悉基本几何图形的性质,结合几何图形的基本性质把复杂作图拆解成基本作图,逐步操作. 连接AD、DE,如图,设∠C=α,利用基本作图得到ED=EC,则∠EDC=∠C=α,所以∠AED=2α,再根据等腰三角形的性质和三角形内角和得到∠B=90°−12α,接着利用AB=AD得到∠ADB=∠B=90°−12α,则根据∠ADB+∠ADE+∠EDC=180°求出α=36°.
【详解】解:连接AD、DE,如图,设∠C=α,
由作法得EF垂直平分CD,
∴ED=EC,
∴∠EDC=∠C=α,
∴∠AED=∠EDC+∠C=2α,
∵CA=CB,AD=AE,
∴∠B=12(180°−∠C)=90°−12α,
∵AB=AD,AD=AE,
∴∠ADB=∠B=90°−12α,∠ADE=∠AED=2α,
∵∠ADB+∠ADE+∠EDC=180°,
∴90°−12α+2α+α=180°,
解得α=36°,
∴∠C=36°.
故答案为:36°.
【题型2 利用等边对等角进行证明】
【例2】(23-24八年级·河南安阳·期末)如图,已知AB=AC,AD=AE,∠BAC=∠DAE=α,点B,D,E在同一条直线上.
(1)求证:△ABD≌△ACE;
(2)求证:2∠1+∠3=180°;
(3)当AD∥EC时,求α的度数.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)60°
【分析】本题主要考查了全等三角形的性质与判定,等边对等角,平行线的性质等等:
(1)先证明∠BAD=∠CAE,再利用SAS即可证明△ABD≌△ACE;
(2)根据全等三角形的性质得到∠ADB=∠AEC,根据等边对等角得到∠1=∠AED,再由平角的定义推出∠AED+∠3+∠1=180°,据此即可证明2∠1+∠3=180°;
(3)先由平行线的性质得到∠1=∠3,则根据(2)的结论可知∠1=∠3=60°,即可得到∠DAE=180°−2∠1=60°,即α=60°.
【详解】(1)证明:∵∠BAC=∠DAE,
∴∠BAC−∠DAC=∠DAE−∠DAC,
即∠BAD=∠CAE,
在△ABD和△ACE中,
AB=AC∠BAD=∠CAEAD=AE,
∴△ABD≌△ACESAS;
(2)证明:∵△ABD≌△ACE,
∴∠ADB=∠AEC,
∵AD=AE,
∴∠1=∠AED,
∵∠AEC=∠AED+∠3,∠ADB+∠1=180°,
∴∠AED+∠3+∠1=180°,
∴2∠1+∠3=180°;
(3)解:∵AD∥EC,
∴∠1=∠3,
∵2∠1+∠3=180°,
∴∠1=∠3=60°,
∴∠DAE=180°−2∠1=60°,
∴α=60°.
【变式2-1】(23-24八年级·湖北武汉·期中)如图,在△ABC中,AB=AC,D为BC边上一点,过D作∠EDF=∠B,分别与AB,AC相交于点E和点F.
(1)求证:∠BED=∠FDC;
(2)若DE=DF,求证:BE=CD.
【答案】(1)见解析;
(2)见解析.
【分析】(1)先根据等腰三角形的性质可得∠B=∠C,再由三角形内角和与平角定义即可求解;
(2)直接用AAS证明△ACE≌△DBF,再根据性质即可求解;
此题考查了等腰三角形的,三角形内角和,全等三角形的性质与判定,熟练掌握以上知识点的应用.
【详解】(1)∵AB=AC,
∴∠B=∠C,
又∵∠EDF=∠B,∠BED+∠BDE=180°−∠B,∠FDC+∠BDE=180°−∠EDF
∴∠BED=∠FDC;
(2)在△BED和△CDF中
∠B=∠C∠BED=∠CDFDE=DF,
∴△ACE≌△DBFAAS,
∴BE=CD.
【变式2-2】(23-24八年级·四川宜宾·期中)如图,已知∠BAD=∠CAE=90°,AD=AB,AC=AE,AF⊥CB,垂足为F.
(1)求证:△ABC≌△ADE;
(2)已知 ∠E=∠ACD,求证:CD=2BF+DE.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】本题考查了三角形全等的判定和性质,熟练掌握三角形全等的判定和性质是解题的关键.
(1)利用余角的性质,完善全等的条件,证明即可.
(2)延长BF到G,使FG=BF,连接AG,证明△CGA≌△CDAASA证明即可.
【详解】(1)∵∠BAD=∠CAE=90°,
∴∠BAC+∠CAD=90°,∠CAD+∠DAE=90°,
∴∠BAC=∠DAE,
在△ABC和△ADE中,
AB=AD∠BAC=∠DAEAC=AE,
∴△ABC≌△ADESAS.
(2)如图,延长BF到G,使FG=BF,连接AG,
∵AF⊥CB,
∴AB=AG,
∴∠ABF=∠G,
∵AD=AB,
∴AD=AG,
由(1)得:△ABC≌△ADESAS,
∠CBA=∠EDA,CB=ED,
∴∠ABF=∠CDA,
∴∠G=∠CDA,
∵AC=AE,
∴∠DCA=∠DEA,
∴∠GCA=∠DCA,
在△CGA和△CDA中,
∠GCA=∠DCA∠G=∠CDAAG=AD,
∴△CGA≌△CDAAAS,
∴CG=CD,
∵CG=CB+BF+FG=CB+2BF=DE+2BF,
∴CD=2BF+DE.
【变式2-3】(23-24八年级·广东肇庆·期中)在△ABC中,AB=AC,点D是直线BC上一点(不与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BC上,且∠BAC=90°.
①证明:△ABD≌△ACE;
②证明:AC平分∠BCE.
(2)如图2,当点D在直线BC上,设∠BAC=α,∠BCE=β.则α,β之间有怎样的数量关系?请直接写出你的结论.
【答案】(1)①见解析;②见解析
(2)α+β=180°或α=β
【分析】本题考查全等三角形的判定和性质,等腰三角形的性质,三角形内角和定理等知识,解题的关键是正确寻找全等三角形解决问题,第二问注意分类讨论.
(1)①先证∠BAD=∠CAE,根据SAS即可证明△ABD≌△ACE;②根据等边对等角可证∠B=∠ACB,根据△ABD≌△ACE可得∠B=∠ACE,进而可证∠ACB=∠ACE;
(2)分①点D在线段BC上,②点D在射线BC上,③点D在射线CB上,分别加以讨论即可.
【详解】(1)证明:①∵ ∠DAE=∠BAC=90°,
∴ ∠BAC−∠DAC=∠DAE−∠DAC,
∴ ∠BAD=∠CAE,
在△BAD和△CAE中,
AB=AC∠BAD=∠CAEAD=AE,
∴ △BAD≌△CAE SAS;
②∵ △ABC中,AB=AC,
∴ ∠B=∠ACB,
由①得△BAD≌△CAE,
∴ ∠B=∠ACE,
∴ ∠ACB=∠ACE,
∴ AC平分∠BCE.
(2)解:α+β=180°,
①点D在线段BC上,如图:
∵ ∠DAE=∠BAC,
∴ ∠BAC−∠DAC=∠DAE−∠DAC,
∴ ∠BAD=∠CAE,
在△BAD和△CAE中,
AB=AC∠BAD=∠CAEAD=AE,
∴ △BAD≌△CAE SAS;
∴ ∠B=∠ACE,
在△ABC中,∠BAC+∠B+∠ACB=180°,
∴∠BAC+∠ACE+∠ACB=180°,
∴∠BAC+∠BCE=180°,
∵∠BAC=α,∠BCE=β,
∴α+β=180°;
②当点D在射线BC上时,如图:
∵ ∠DAE=∠BAC,
∴ ∠BAC+∠DAC=∠DAE+∠DAC,
∴ ∠BAD=∠CAE,
在△BAD和△CAE中,
AB=AC∠BAD=∠CAEAD=AE,
∴ △BAD≌△CAE SAS,
∴ ∠B=∠ACE,
在△ABC中,∠BAC+∠B+∠ACB=180°,
∴∠BAC+∠ACE+∠ACB=180°,
∴∠BAC+∠BCE=180°,
∵∠BAC=α,∠BCE=β,
∴α+β=180°;
③当点D在射线CB上时,如图:
同理可得△BAD≌△CAE SAS,
∴∠ABD=∠ACE,
在△ABC中,∠BAC+∠ABC+∠ACB=180°,
∴∠BAC+180°−∠ABD+∠ACE−∠BCE=180°,
∴∠BAC=∠BCE.
∵∠BAC=α,∠BCE=β,
∴α=β;
综上所述α,β之间的数量关系为:α+β=180°或α=β.
【题型3 利用三线合一求解】
【例3】(23-24八年级·浙江杭州·期中)如图所示,在△ABC中,AB=BC,DE⊥AB于点E,DF⊥BC,连接BF.
(1)若∠AFD=155°,求∠EDF的度数;
(2)若点F是AC的中点,判断∠ABC与∠CFD的数量关系,并说明理由.
【答案】(1)50°
(2)∠CFD=12∠ABC
【分析】
此题考查了等腰三角形的性质与直角三角形的性质.此题比较简单,注意掌握数形结合思想的应用.
(1)先求得∠CFD的度数,进而求得∠C=65°,根据等腰三角形的性质得出∠C=∠A=65°,理由三角形内角和定理求得∠ABC=50°,根据同角的余角相等即可求得∠EDF=∠ABC=50°;
(2)根据AB=BC,且点F是AC的中点,得到BF⊥AC,∠ABF=∠CBF=12∠ABC,证得∠CFD=∠CBF后即可证得∠CFD=12∠ABC.
【详解】(1)解:∵∠AFD=155°,
∴∠DFC=25°,
∵DF⊥BC,DE⊥AB,
∴∠FDC=∠AED=90°,
在Rt△FDC中,
∴∠C=90°−25°=65°,
∵AB=BC,
∴∠C=∠A=65°,
∴∠ABC=180°−2×65°=50°,
∵∠ABC+∠BDE=∠EDF+∠BDE=90°,
∴∠EDF=∠ABC=50°;
(2)∠CFD=12∠ABC,理由如下:
∵AB=BC,且点F是AC的中点,
∴BF⊥AC,∠ABF=∠CBF=12∠ABC,
∴∠CFD+∠BFD=90°,∠CBF+∠BFD=90°,
∴∠CFD=∠CBF,
∴∠CFD=12∠ABC.
【变式3-1】(23-24八年级·云南昆明·期中)如图,在△ABC中,AC=BC,点D为边AB的中点,连接CD,∠BAC的平分线交CD于点E,已知∠AEC=115°.求∠DAC和∠ACB的度数.
【答案】∠DAC=50°,∠ACB=80°
【分析】先由等腰三角形的性质,得到∠CDA=90°,再由∠AEC=115°,可得到∠DAE的度数,进而求出∠DAC的度数,由三角形内角和定理可求出∠ACD的度数,由等腰三角形的性质可求出∠ACB的度数.
【详解】解:∵AC=BC,点D为边AB的中点,
∴CD⊥AB,∠ACD=∠BCD,
∴∠CDA=90°,
∵∠AEC=115°,∠AEC=∠DAE+∠CDA,
∴∠DAE=∠AEC−∠CDA=115°−90°=25°,
∵ED是∠BAC的平分线,
∴∠DAC=2∠DAE=50°,
在Rt△ACD中,
∠ACD=90°−∠DAC=40°,
∴∠ACB=2∠ACD=80°.
【点睛】本题考查等腰三角形的性质,三角形内角和定理,掌握相关图形的性质是解题的关键.
【变式3-2】(23-24八年级·陕西榆林·开学考试)如图,在△ABC中,AB=AC,AD是BC边上的中线,AC的垂直平分线分别交AC、AD、AB于点E、O、F,连接OB,OC.
(1)试说明:BO=AO;
(2)若∠CAD=25°,求∠BOF的度数.
【答案】(1)见解析
(2)15°
【分析】(1)根据等腰三角形的三线合一性质,结合线段的垂直平分线性质证明;
(2)根据等腰三角形的三线合一性质,等腰三角形中等边对等角原理,直角三角形的性质和三角形内角和定理计算.
【详解】(1)因为AB=AC,点D是BC的中点,
所以AD⊥BC,所以AD是BC的垂直平分线,
所以BO=CO,
因为OE是AC的垂直平分线,所以AO=CO,
所以BO=AO;
(2)因为AB=AC,点D是BC的中点,
所以AD平分∠BAC,
因为∠CAD=25°,所以∠BAD=∠CAD=25°,
所以∠BAC=50°,
因为OE⊥AC,所以∠AEF=90°,
所以∠EFA=90°−50°=40°,
所以∠BFO=180°−∠EFA=140°,
因为AO=BO,所以∠OBA=∠BAD=25°,
所以∠BOF=180°−∠BFO−∠OBA=15°.
【点睛】本题考查了等腰三角形三线合一性质,线段垂直平分线性质,直角三角形的性质,三角形内角和定理,熟练掌握性质和定理是解题的关键.
【变式3-3】(23-24八年级·河北石家庄·期末)如图,在△ABC中,AB=AC,D是BC的中点,EF垂直平分AC,交AC于点E,交AB于点F,M是直线EF上的动点.
(1)当MD⊥BC时,
①若ME=1,则点M到AB的距离为________;
②若∠CMD=30°,CD=3,求△BCM的周长;
(2)若BC=8,且△ABC的面积为40,求△CDM周长的最小值.
【答案】(1)1,18
(2)14
【分析】(1)本题主要考查等腰三角形的三线合一性质即等边三角形的判定,根据MD⊥BC,D是BC的中点,可以判定,A,M,D三点共线,即AD平分∠BAC,根据角平分线的性质,可以求出点M到AB的距离,
其次,可以判定BM=MC,再根据∠CMD=30°后,可以判定△BMC是等边三角形,进而去求周长.
(2)本题主要考查利用轴对称性求周长最小值,由于CD为定值,只要满足CM+MD最小即可,利用垂直平分线,转化成求AM+MD最小,即AM+MD≥AD,最后求出周长最小值.
【详解】(1)①解:∵MD⊥BC,D是BC的中点;
∴MD处垂直平分BC;
连接AM;
∵AB=AC;
∴A,M,D三点共线;
即AM平分∠BAC;
∵ME⊥AC,ME=1;
∴M到AB的距离为1.
②解:由题可知BM=MC;
∵∠CMD=30°;
∴∠MCD=60°;
∴△BMC是等边三角形;
∵CD=3;
∴BC=6;
∴△MBC周长为18.
(2)解:∵BC=8;
∴CD=4;
∵EF垂直平分AC;
连接AM;
∴MA=MC;
即MD+MC=MA+MD;
∵MA+MD≥AD;
∴MA+MD+4≥AD+4;
即只需求出AD长即可;
∵12BC×AD=40;
∴AD=10;
∴△CDM周长的最小值为14.
【题型4 利用三线合一证明】
【例4】(23-24八年级·辽宁锦州·期中)如图,在△ABC中,AD是BC边上的高线,CE是中线,且DG⊥CE于G,2CD=AB.
(1)求证:G是CE的中点;
(2)求证∠B=2∠BCE.
【答案】(1)证明见解析;
(2)证明见解析.
【分析】(1)连接DE,由直角三角形的性质可得DE=BE=12AB,由CE是中线得AB=2BE,进而可得DC=BE,即得DC=DE,再根据三角形三线合一即可求证;
(2)由等腰三角形的性质得∠B=∠EDB,∠DEC=∠DCE,再根据三角形外角性质即可求证;
本题考查了直角三角形的性质,等腰三角形的性质,三角形外角性质,正确作出辅助线是解题的关键.
【详解】(1)证明:连接DE,
∵CE是△ABC的中线,
∴DE是△ABD的中线,
∵AD是高,
∴∠ADB=90°,
∴DE=BE=12AB,
∵CE是中线,
∴AB=2BE,
∵2CD=AB,
∴DC=BE,
∴DC=DE,
∵DG⊥CE,
∴CE=EG,
即G是CE的中点;
(2)证明:∵DE=BE,
∴∠B=∠EDB,
∵DC=DE,
∴∠DEC=∠DCE,
∴∠EDB=2∠BCE,
∴∠B=2∠BCE.
【变式4-1】(23-24八年级·辽宁沈阳·阶段练习)如图,在△ABC中,AB的垂直平分线EF交BC于点E,交AB于点F,D为线段CE的中点,BE=AC.
(1)求证:AD⊥BC;
(2)若∠BAC=72°,则∠CAD的度数为 ___________.
【答案】(1)见解析
(2)18°
【分析】本题考查了线段垂直平分线的性质,等腰三角形的性质等知识,掌握线段垂直平分线的性质,等腰三角形的三线合一、等边对等角的性质是解题的关键.
(1)根据线段垂直平分线的性质得出AE=BE,从而可得AE=AC,然后根据等腰三角形的三线合一性质即可得证;
(2)根据等边对等角可得∠B=∠BAE,∠C=∠AEC,根据三角形外角的性质可得∠C=∠AEC=2∠B,然后根据三角形的内角和定理求解即可.
【详解】(1)证明:连接AE,
∵AB的垂直平分线EF交BC于点E,
∴AE=BE,
∵BE=AC,
∴AE=AC,
∵D为线段CE的中点,
∴AD⊥BC;
(2)解:∵AE=BE,
∴∠B=∠BAE,
∴∠AEC=∠B+∠BAE=2∠B,
由(1)知,AE=AC,
∴∠C=∠AEC=2∠B,
∵∠BAC=72°,∠BAC+∠B+∠C=180°,
∴∠B=36°,∠C=72°,
∵AD⊥BC,
∴∠CAD=90°−∠C=18°.
故答案为:18°.
【变式4-2】(23-24八年级·江苏无锡·阶段练习)如图,C为线段 AB 上一点, AD∥EB,AC=BE,AD=BC, CF 平分 ∠DCE.
(1)求证:△ACD≌△BEC;
(2)问: CF与 DE的位置关系并证明.
【答案】(1)见解析;
(2)CF⊥DE,理由见解析.
【分析】(1)根据SAS证明即可;
(2)利用全等三角形的性质推出CD=CE,根据等腰三角形三线合一的性质即可得到CF⊥DE;
此题考查全等三角形的判定及性质,等腰三角形三线合一的性质,熟记全等三角形的判定定理是解题的关键.
【详解】(1)∵AD∥EB,
∴∠A=∠B,
在△ACD和△BEC中,
AD=BC∠A=∠BAC=BE,
∴△ACD≌△BECSAS ;
(2)CF⊥DE,理由:
∵△ACD≌△BEC,
∴CD=CE,
又∵CF平分∠DCE,
∴CF⊥DE.
【变式4-3】(23-24八年级·山东聊城·期中)已知:如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,CH⊥AB于点H,将△ABC沿CE折叠,使点A落在直线CH上的点A'处,BM是∠ABC的平分线,交AC于点M,交CH于点N,连接EN.
(1)AE=CN吗?为什么?
(2)试说明BM垂直平分CE.
【答案】(1)AE=CN;理由见解析
(2)见解析
【分析】(1)根据等腰直角三角形的性质得出AH=BH=CH,根据折叠的性质得出∠ACE=∠ECH=22.5°.即可证明△ACE≌△CBNASA,即可求证AE=CN;
(2)根据等腰直角三角形的性质得出EH=A'H,BH=CH,则BE=A'C,推出BE=BC,根据等腰三角形三线合一,即可得出结论.
【详解】(1)解:∵∠ACB=90°,AC=BC,CH⊥AB,∴∠A=∠ABC=∠ACH=∠BCH=45°,
∴AH=BH=CH,
∵将△ABC沿CE折叠,使点A落在直线CH上的点A'处,
∴∠ACE=∠ECH=22.5°
∵BM是∠ABC的平分线,
∴∠CBM=∠ABM=22.5°,
∴∠ACE=∠CBM,
在△ACE和△CBN中∠A=∠BCNAC=BC∠ACE=∠CBN,
∴△ACE≌△CBN(ASA),
∴AE=CN.
(2)解:由(1)得,∠ACE=∠ECA',∠BCN=∠A,
∴∠ECA'+∠BCN=∠ACE+∠A,
即∠BCE=∠BEC,
∴BE=BC,
∵BM是∠ABC的平分线,
∴BM垂直平分CE.
【点睛】本题主要考查了折叠的性质,等腰直角三角形的性质,全等三角形的判定和性质,解题的关键是掌握折叠两部分对应边相等,对应角相等;等腰三角形“三线合一”;全等三角形对应边相等,对应角相等.
【题型5 格点中画等腰三角形】
【例5】(23-24八年级·江西南昌·期中)如图,在3×3的网格中,每个网格线的交点称为格点.已知图中A,B两个格点,请在图中再寻找另一个格点C,使△ABC成为等腰三角形,则满足条件的点C有( )个.
A.6B.8C.10D.12
【答案】B
【分析】根据题意,分三种情况:当BA=BC时,当AB=AC时,当CA=CB时,即可解答.
【详解】解:如图所示:
分三种情况:
①当BA=BC时,以点B为圆心,以BA长为半径作圆,交网格线的格点为C1,C2,
②当AB=AC时,以点A为圆心,以AB长为半径作圆,交网格线的格点为C3,C4,
③当CA=CB时,作AB的垂直平分线,交网格线的格点为C5,C6,C7,C8,
综上所述:使△ABC成为等腰三角形,则满足条件的点C有8个,
故选:B.
【点睛】本题考查了等腰三角形的判定,根据题意,分三种情况讨论是解题的关键.
【变式5-1】(23-24八年级·浙江宁波·期末)在方格纸中,点P、Q都在格点上,请用无刻度的直尺按要求画格点三角形:
(1)在图1中,画一个以PQ为腰的等腰△APQ(A为格点);
(2)在图2中,画一个以PQ为底的等腰△BPQ(B为格点).
【答案】(1)答案见解析(答案不唯一)
(2)答案见解析(答案不唯一)
【分析】本题主要考查作图,等腰三角形的判定等知识,解题的关键是理解题意,正确作出图形.
【详解】(1)解:如图1中,△APQ即为所求(答案不唯一);
(2)解:如图2中,△BPQ即为所求(答案不唯一).
【变式5-2】(23-24八年级·北京通州·期末)如图是由边长为1的小等边三角形构成的网格,每个小等边三角形的顶点为格点,线段AB的端点都在格点上.要求以AB为边画一个等腰△ABC,且使得点C为格点.请在下面的网格图中画出3种不同的等腰△ABC.
【答案】答案见解析
【分析】AB为4个等边三角形组成的平行四边形的对角线,因此只要找到另一腰也4个等边三角形组成的平行四边形的对角线即可
【详解】解:如图,
……
[答案不唯一]
【点睛】本题考查等腰三角形的绘图,掌握等边三角形和等腰三角形性质即可.
【变式5-3】(23-24八年级·浙江温州·期中)图①、图②均是8×8的正方形网格,每个小正方形的顶点称为格点,点A、B、M、N均落在格点上,在图1、图2、图3给定的网格中按要求作图.
要求:只用无刻度的直尺,保留作图痕迹,不要求写出作法.
(1)在图1中的格点上确定一点P,画一个以AB为腰的等腰△ABP.
(2)在图2中的格点上确定一点P,画一个以AB为底的等腰△ABP.
(3)在图3中的格线MN上确定一点P,使PA与PB的长度之和最小.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)见解析
【分析】(1)利用等腰三角形的定义,找出满足条件的点,标出所有的点即可;
(2)利用等腰三角形的定义,找出满足条件的点,标出所有的点即可;
(3)作A关于MN的对称点A′,连接BA′,交MN于P,P点即为所求;
【详解】(1)解:如图:
(2)解:如图:
(3)解:如图所示:
【点睛】本题考查了作图——应用与设计作图,等腰三角形的定义,轴对称的性质,轴对称确定最短路线问题,熟练掌握网格结构准确找出对应点的位置是解题的关键.
【题型6 找出图中的等腰三角形】
【例6】(23-24八年级·湖北武汉·期末)如图,在△ABC中,∠A=36°,∠B=72°,AC的垂直平分线交AC,AB于点D、E,则图中等腰三角形的个数是( )
A.2B.3C.4D.5
【答案】B
【分析】本题考查了等腰三角形的判定,垂直平分线的性质,三角形的内角和,解题的关键是熟练掌握等腰三角形的判定方法,
根据两边相等的三角形即可等腰三角形即可解答
【详解】解:∵∠A=36°,∠B=72°
∴∠ACB=180°−36°−72°=72°
∴∠B=∠ACB=72°
∴AB=AC,
∴△ABC是等腰三角形;
∵ED垂直平分线交AC
∴AE=EC
∴△AEC是等腰三角形;
∴∠ECD=∠A=36°
∴∠BCE=∠ACB−∠ECD=72°−36°=36°,
∴∠CEB=180°−∠B−∠BCE=72°
∴∠CEB=∠B
∴△CEB是等腰三角形,
则图中等腰三角形的个数是3个,
故选:B
【变式6-1】(23-24八年级·四川成都·期末)如图,在△ABC中,已知边AB的垂直平分线与边BC的垂直平分线交于点P,连接PA、PB、PC,则图中有 个等腰三角形.
【答案】3
【分析】本题考查了线段垂直平分线的性质,等腰三角形的判定,熟练掌握线段垂直平分线的性质是解题的关键.
根据线段垂直平分线的性质和等腰三角形的判定可解答.
【详解】解:∵边AB的垂直平分线与边BC的垂直平分线交于点P,
∴AP=PB,PB=PC,
∴AP=PC,
∴△ABP,△BPC,△APC都是等腰三角形;
故答案为:3.
【变式6-2】(23-24八年级·吉林白山·期中)如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,AB=CD,∠BDC=∠BCD,点E是线段BD上一点,且BE=AD.
(1)求证:△ADB≌△EBC;
(2)直接写出图中所有的等腰三角形.
【答案】(1)见解析
(2)图中的等腰三角形有△BCD、△CDE
【分析】本题主要考查了全等三角形的判定与性质、平行线的性质、等腰三角形的判定等知识点,掌握全等三角形的判定成为解题的关键.
(1)根据平行线的性质判定∠ADB=∠EBC,再由∠BDC=∠BCD可得BD=BC,再结合BE=AD,利用SAS即可证明结论;
(2)根据(1)的结论可得CE=AB,再结合等腰梯形的性质即可确定所有等腰三角形.
【详解】(1)解:∵AD∥BC,
∴∠ADB=∠EBC,
∵∠BDC=∠BCD,
∴BD=BC,
在△ADB和△EBC中,
AD=BE∠ADB=∠EBCBD=BC,
∴△ADB≌△EBCSAS.
(2)解:∵由(1)可得BD=BC
∴△BCD是等腰三角形,
∵△ADB≌△EBC,
∴CE=AB,
又∵AB=CD,
∴CE=CD,
∴△CDE是等腰三角形.
∴图中的等腰三角形有△BCD、△CDE.
【变式6-3】(23-24八年级·贵州毕节·期末)如图,ΔABC中,∠ACB=90∘,∠B=30∘,AD平分∠CAB,DE⊥AB于点E,连结CE交AD于点H,则图中的等腰三角形有( )
A.2个B.3个C.4个D.5个
【答案】C
【分析】根据等腰三角形的判定,运用直角三角形的两个锐角互余和角平分线的性质,证得∠CAD=∠BAD=30°,CD=ED,AC=AE,即△ABD、△CDE、△ACE、△BCE是等腰三角形.
【详解】解:∵∠ACB=90°,∠B=30°,
∴∠BAC=60°,
∵AD是角平分线,
∴∠CAD=∠BAD=30°,
∴AD=BD.
∴△ABD是等腰三角形.
∵AD是角平分线,∠ACB=90°,DE⊥AB,
∴CD=ED
∴AC=AE
∴△CDE、△ACE是等腰三角形;
∵AC=AE,∠BAC=60°,
∴∠ACE=60°,
∵∠ACB=90∘,
∴∠BCE=30°
∴∠BCE=∠B
∴△CEB是等腰三角形
所以此图中有4个等腰三角形.
故选C.
【点睛】本题考查了等腰三角形的判定;要综合运用直角三角形的两个锐角互余和角平分线的性质,找到相等的线段,来判定等腰三角形.
【题型7 利用等角对等边证明等腰三角形】
【例7】(23-24八年级·山西吕梁·期末)如图,在△ABC中,∠BAC=126°,∠B=42°,边AB的垂直平分线DE与AB交于点E,与BC交于点D,连接AD.求证:△ACD是等腰三角形.
【答案】见解析
【分析】本题主要考查等腰三角形的判定,由∠DAC=∠BAC−∠DAB =126°−42° =84° =∠ADC,利用“等角对等边”即可得证.
【详解】证明:∵DE垂直平分AB,
∴DB=DA,
∴∠B=∠DAB,
∵∠B=42°,
∴∠B=∠DAB=42°,
∴∠ADC=∠B+∠DAB=84°;
∵∠DAC=∠BAC−∠DAB=126°−42°=84°=∠ADC,
∴CA=CD,
∴△ACD为等腰三角形.
【变式7-1】(23-24八年级·陕西西安·期末)如图,在△ABC中,∠ACB=90∘,CE是斜边AB上的高,角平分线BD交CE于点M.求证:△CDM是等腰三角形.
【答案】见解析
【分析】根据题意和图形,可以求得∠CDM=∠CMD,然后即可证明结论成立.
【详解】∵BD平分∠ABC,
∴∠CBD=∠ABD,
∵∠ACB=90°,CE⊥AB,
∴∠CBD+∠CDB=90°,∠ABD+∠BME=90°,
∵∠BME=∠CMD,
∴∠ABD+∠CMD=90°,
∴∠CDB=∠CMD,
∴CM=CD,
∴△CDM是等腰三角形.
【点睛】此题考查了等腰三角形的定义、角平分线的定义,解答本题的关键是明确题意,利用数形结合的思想解答.
【变式7-2】(23-24八年级·湖北恩施·期末)如图,∠MON=90°,点A,C分别在OM,ON上,以AO,AC为边在∠MON内作等边三角形AOB,ACD,连接DB并延长交ON于点E,求证:OE=BE.
【答案】见解析
【分析】本题考查了全等三角形的性质与判定,等边三角形的性质,等腰三角形的性质与判定;证明△AOC≌△ABD,得出∠ABD=90°进而可得∠OBE=∠BOE=30°,即可得证.
【详解】证明:依题意△AOB,△ACD是等边三角形,
∴∠OAB=∠CAD=60°,
∴∠OAB−∠CAB=∠CAD−∠CAB,
∴∠OAC=∠BAD,
∵OA=BA,∠OAC=∠BAD,CA=DA,
∴△AOC≌△ABDSAS,
∴∠ABD=∠AOC=90°,
∵∠MON=90°,∠AOB=∠ABO=60°,
∴∠BOE=∠MON−∠AOB=90°−60°=30°,∠EBO=180°−∠ABD−∠ABO=180°−90°−60°=30°,
∴∠OBE=∠BOE=30°,
∴OE=BE.
【变式7-3】(23-24八年级·北京密云·期末)如图,在△ABC中,∠BAC=60°,∠C=40°,∠BAC与∠ABC的角平分线AD、BE分别交BC、AC边于点D和点E.
(1)求证:△BEC是等腰三角形;
(2)用等式表示线段AB、AC、BD之间的数量关系,并证明.
【答案】(1)见解析
(2)AB+BD=AC
【分析】(1)利用三角形内角和,角平分线的定义得出∠EBC=∠C,进而得出EB=EC,即可得出结论;
(2)延长AB至F,使BF=BD,连接DF,利用等边对等角和三角形的外角得出∠F=∠C,再证明△AFD≌△ACD,根据全等三角形的性质得出AF=AC,再根据线段的和差即可得出AB+BD=AC.
【详解】(1)解:证明:在△ABC中,∠BAC=60°,∠C=40°,
∴∠ABC=80°,
∵BE平分∠ABC,
∴∠EBC=40°,
∴∠EBC=∠C,
∴EB=EC,
∴△BEC是等腰三角形.
(2)AB+BD=AC,
证明:延长AB至F,使BF=BD,连接DF,
∴∠F=∠BDF,
∵∠ABC=∠F+∠BDF=80°,
∴2∠F=80°,
∴∠F=40°,
∵∠C=40°,
∴∠F=∠C,
∵AD平分∠BAC,
∴∠BAD=∠CAD,
∵AD=AD,
∴△AFD≌△ACD(ASA),
∴AF=AC,
∴AB+BF=AC,即AB+BD=AC.
【点睛】本题考查了全等三角形的判定和性质,等腰三角形的性质,添加恰当辅助线构造全等三角形是解题的关键.
【题型8 利用等角对等边求边长或证明边相等】
【例8】(23-24八年级·山东济南·期末)如图,在△ABC中,BE,CE分别是∠ABC和∠ACB的平分线,ED∥AC,交BC于点D,EF⊥AB于点F.若BC=35,EF=5,DE=13,则△EBD的面积为( )
A.50B.55C.60D.65
【答案】B
【分析】本题考查了角平分线的性质、平行线的性质的综合应用以及等角对等边的应用;解题的关键是熟练掌握相关性质.过E作EM⊥BC于M,根据角平分线上的点到角两边的距离相等可求得EM,根据平行线和角平分线的性质易证∠DCE=∠DEC,根据等角对等边求得CD,从而求得BD,最后根据三角形面积公式求解即可.
【详解】解:过E作EM⊥BC于M,
∵BE平分∠ABC,EM⊥BC,EF⊥AB,EF=5,
∴EM=EF=5,
∵CE平分∠ACB,
∴∠ACE=∠DCE,
∵ED∥AC,
∴∠ACE=∠DEC,
∴∠DCE=∠DEC,
∴CD=DE=13,
∵BC=35,
∴BD=BC−CD=35−13=22,
∴S△EBD=12BD·EM=12×22×5=55,
故选:B.
【变式8-1】(23-24八年级·广东惠州·期末)如图,∠B=∠ACB,∠1=∠2,AE⊥CD交CD于F,交BC于点E,求证:AB=CE.
【答案】见详解
【分析】本题主要考查全等三角形的判定和性质,掌握ASA证明三角形全等,是解题的关键.
先证明△AFC≌△EFCASA,由全等三角形的性质可得出AC=EC,由等角对等边可得出AB=AC,等量代换AB=CE可得出进而即可得到结论.
【详解】证明:∵AE⊥CD,
∴∠AFC=∠EFC=90°,
在△AFC和△EFC中,
∠1=∠2CF=CF∠AFC=∠EFC,
∴△AFC≌△EFCASA,
∴AC=EC,
∵∠B=∠ACB,
∴AB=AC,
∴AB=CE.
【变式8-2】(23-24八年级·湖北十堰·期末)如图,在△ABC中,ED∥BC,∠ABC和∠ACB的平分线分别交ED于点G、F,若,EB=7,DC=9,ED=11,则FG= .
【答案】5
【分析】本题考查了平行线的性质,等腰三角形的判定与性质,由两直线平行,内错角相等,与两个角平分线,列出相等的角,通过等角对等边,可得到两个等腰三角形,代入已知线段长度,即可求解,解题的关键是:通过平行与角平分线的条件,推导出等腰三角形.
【详解】解:∵ED∥BC,
∴∠EGB=∠GBC,∠DFC=∠FCB,
又∵∠ABC和∠ACB的平分线分别交ED于点G、F,
∴∠EBG=∠GBC,∠DCF=∠FCB,
∴∠EBG=∠EGB,∠DFC=∠DCF,
∴EG=EB=7,FD=DC=9,
∵FG=EG+FD−ED=7+9−11=5,
故答案为:5.
【变式8-3】(23-24八年级·上海青浦·期末)已知:如图,点D是△ABC的边AC上的一点,过点D作DE⊥AB,DF⊥BC,垂足分别为E、F,再过点D作DG∥AB,交BC于点G,且DE=DF.
求证:
(1)DG=BG;
(2)BE=GD+GF.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】(1)连接BD,先根据DE⊥AB,DF⊥BC且DE=DF, 可知∠ABD=∠DBC,再根据DG∥AB即可得出∠ABD=∠BDG,进而可得出∠BDG=∠DBC,由等角对等边可知DG=BG;
(2)先证明Rt△EBD≌Rt△FBDHL,得出BE=BF,根据BF=BG+GF,DG=BG,得出BE=DG+GF.
【详解】(1)证明:连接BD,如图所示:
∵DE⊥AB,DF⊥BC且DE=DF,
∴BD平分∠ABC,
∴∠ABD=∠DBC,
又∵DG∥AB,
∴∠ABD=∠BDG,
∴∠BDG=∠DBC,
∴DG=BG;
(2)解:在Rt△EBD和Rt△FBD中
DE=DFBD=BD,
∴Rt△EBD≌Rt△FBDHL,
∴BE=BF,
∵BF=BG+GF,
又∵DG=BG,
∴BE=DG+GF.
【点睛】本题主要考查了平行线的性质,角平分线的判定,等边对等角,三角形全等的判定和性质,解题的关键是熟练掌握三角形全等的判定方法,证明Rt△EBD≌Rt△FBD.
【题型9 尺规作等腰三角形】
【例9】(23-24八年级·广东佛山·阶段练习)如图,已知一个等腰三角形的底边为c,底边上的高为12c,求作这个等腰三角形.(保留作图痕迹,不必写作法)
【答案】见解析
【分析】此题主要考查了复杂作图,关键是掌握垂线的画法,解决此类题目的关键是熟悉基本几何图形的性质,结合几何图形的基本性质把复杂作图拆解成基本作图,逐步操作.首先画射线AE,在射线上截取AB=c,然后作AB的垂直平分线MN,垂足为O,再截取CO=12c,再连接AC、CB,△ABC即为所求.
【详解】解:如图所示,△ABC即为所求.
【变式9-1】(23-24八年级·江苏常州·阶段练习)如图,已知∠MCN,点B是射线CM上一点,求作等腰三角形ABC,使得BC为等腰三角形的底边,点A在∠MCN内部,且点A到角∠MCN的两边距离相等.(尺规作图)
【答案】见解析
【分析】本题主要考查线段垂直平分线、角平分线的作法以及垂直平分线和角平分线的性质,掌握作图方法、理解特殊线的性质是解题关键.求作以BC为底边的等腰三角形,则需要作线段BC的中垂线EF,点A在角的内部,则依据角平分线的性质(角平分线上的点到角的两边距离相等),需要作∠MCN的角平分线CG,CG与直线EF相交于一点即为点A,连接AB,△ABC即为所求作的等腰三角形.
【详解】解:如图,△ABC即为所求作的等腰三角形.
【变式9-2】(23-24八年级·湖北襄阳·期末)如图.已知一个含有30°角的直角三角形,请利用它用两种不同的方法构造一个含45°角的直角三角形.(尺规作图,不写做法,保留作图轨迹)
【答案】见解析
【分析】本题考查了尺规作图和等腰直角三角形的判定和性质,熟练掌握以上知识点是解题的关键.
①在CA上截取CD=CB, △BCD即为含45°角的直角三角形,②延长CB,并在CB上截取CD=CA, △ACD即为含45°角的直角三角形.
【详解】解:①△BCD为含45°角的直角三角形,
①△ACD为含45°角的直角三角形.
【变式9-3】(2024·江苏泰州·一模)证明:等腰三角形的两底角相等.要求:
(1)用无刻度的直尺和圆规作等腰△ABC,使底边BC=m,腰AB=AC=n;
(2)结合图形,写出已知、求证,并完成证明;
(3)证明过程若需添加辅助线,则辅助线也需用无刻度的直尺和圆规作图.
【答案】见解析
【分析】本题考查了尺规作图,全等三角形的判定与性质,熟练掌握等腰三角形的作法是解答本题的关键.
根据等腰三角形的作图方法画图即可;根据图形写出已知、求证,证明法一:作∠BAC的平分线,交BC于点D,根据SAS证明△BAD≌△CAD即可;证明法二:取BC的中点为D,连接AD,根据SSS证明△BAD≌△CAD即可;证明法三:过点A作AD⊥BC于点D,根据HL证明△BAD≌△CAD即可.
【详解】如图,△ABC即为所求作的三角形.
已知:如图,△ABC中,AB=AC.
求证:∠B=∠C.
证明:法一:作∠BAC的平分线,交BC于点D
∴∠BAD=∠CAD
∵在△BAD和△CAD中
AB=AC∠BAD=∠CADAD=AD
∴△BAD≌△CADSAS
∴∠B=∠C.
法二:取BC的中点为D,连接AD.
∴BD=CD
∵在△BAD和△CAD中
AB=ACBD=CDAD=AD
∴△BAD≌△CADSSS
∴∠B=∠C
法三:过点A作AD⊥BC于点D
∴∠ADB=∠ADC=90°
∵在Rt△BAD和Rt△CAD中
AB=ACAD=AD
∴Rt△BAD≌Rt△CADHL
∴∠B=∠C.
【题型10 确定与已知两点构成等腰三角形的点】
【例10】(23-24八年级·黑龙江齐齐哈尔·期中)如图所示,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=6,点D在CA上,且DC=2,动点P从A点出发沿A→B→C的路线运动,运动到点C停止.在点P的运动过程中,使△APD为等腰三角形的点P有 个.
【答案】4
【分析】点P在AB上时,存在三种情况使△APD为等腰三角,点P在BC上时,存在一种情况使△APD为等腰三角形.
【详解】解:①点P在AB上时,
当AP=PD时,
∵∠ACB=90°,AC=BC=6,
∵DC=2,
∴AD=4,
∴∠A=∠PDA=45°,
∴AP=PD=AD2=22;
当AD=AP时,AP=AD=4;
当DA=DP时,AP=2AD=42;
②当点P在BC上时,
存在DA=DP,
综上,使△APD为等腰三角形的点P有4个,
故答案为:4.
【点睛】本题考查了等腰三角形的性质,注意分情况讨论是解本题的关键.
【变式10-1】(23-24八年级·江苏南京·阶段练习)如图所示,在长方形ABCD的对称轴l上找点P,使得△PAB、△PBC均为等腰三角形,则满足条件的点P的个数是( )
A.2B.3C.4D.5
【答案】D
【分析】利用分类讨论的思想,当PB=PC,BP=BC,CP=BC时分别找到点P即可.
【详解】如图所示,l为长方形ABCD的对称轴,即l为AB的垂直平分线,
∴当P在l上时满足PA=PB,
作BC的中垂线交l于P1,满足P1B=P1C;
作BP=BC与l交于P2、P3两点,满足P2B=BC,P3B=BC;
作CP=BC与l交于P4、P5两点,满足P4C=BC,P5C=BC;
满足题意的点P共5个,
故选:D.
【点睛】本题考查线段垂直平分线的性质和等腰三角形的判定与性质,注意分类讨论是解题的关键.
【变式10-2】(23-24八年级·山东济宁·期中)如图,已知Rt△ABC中,∠C=90°,∠A=30°.在直线BC或AC上取一点P,使得△PAB是等腰三角形,则符合条件的P点有 个.
【答案】6
【分析】本题考查了等腰三角形的判定来解决实际问题。根据题意,画出图形结合求解.
【详解】如图,第1个点在AC上,作线段AB的垂直平分线,交AC于点P,则有PA=PB;
第2个点是以A为圆心,以AB长为半径截取AP=AB,交AC延长线上于点P;
第3个点是以A为圆心,以AB长为半径截取AP=AB,在上边于CA延长线上交于点P;
第4个点是以B为圆心,以BA长为半径截取BP=BA,与AC的延长线交于点P;
第5个点是以B为圆心,以BA长为半径截取BP=BA,与BC在左边交于点P;
第6个点是以A为圆心,以AB长为半径截取AP=AB,与BC在右边交于点P;
故符合条件的点P有6个点.
故答案为:6.
【变式10-3】(23-24八年级·北京海淀·期中)如图,线段AB的一个端点B在直线m上,直线m上存在点C,使△ABC为等腰三角形,这样的点C有( )
A.2个B.3个C.4个D.5个
【答案】C
【分析】以A为圆心,以BA的长为半径画弧与直线m交于点D,此时BA=AD,同理以B为圆心以BA的长为半径画弧与直线m交于E、C,此时BC=BA,BE=BA,再作BA的垂直平分线与直线m交于点F,此时BF=AF,据此可得答案.
【详解】解:如图所示,
以A为圆心,以BA的长为半径画弧与直线m交于点D,此时BA=AD,同理以B为圆心以BA的长为半径画弧与直线m交于E、C,此时BC=BA,BE=BA,再作BA的垂直平分线与直线m交于点F,此时BF=AF,
∴直线m上存在4个点C,使△ABC为等腰三角形,
故选:C.
【点睛】本题考查了等腰三角形的定义,线段垂直平分线的性质,解题的关键在于能够熟练掌握等腰三角形的定义.
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