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第四章 三角形
第17讲 全等三角形
1
👉题型01 利用全等三角形的性质求解
👉题型02 添加一个条件使两个三角形全等
👉题型03 结合尺规作图的全等问题
👉题型04 以注重过程性学习的形式考查全等三角形的证明过程
👉题型05 补全全等三角形的证明过程
👉题型06 全等三角形证明方法的合理选择
👉题型07 利用全等三角形的性质与判定解决多结论问题
👉题型08 与全等三角形有关的基础模型-平移模型
👉题型09 与全等三角形有关的基础模型-对称模型
👉题型10 与全等三角形有关的基础模型-旋转模型
👉题型11 与全等三角形有关的基础模型-一线三等角
👉题型12 与全等三角形有关的基础模型-手拉手模型
👉题型13 添加辅助线证明两个三角形全等-倍长中线法
👉题型14 添加辅助线证明两个三角形全等-截长补短法
👉题型15 添加辅助线证明两个三角形全等-构造平行线
👉题型16 添加辅助线证明两个三角形全等-构造垂线
👉题型17 利用全等三角形的性质与判定解决高度测量问题
👉题型18 利用全等三角形的性质与判定解决河宽测量问题
👉题型19 利用全等三角形的性质与判定解决动点问题
👉题型01 利用全等三角形的性质求解
1.(2024·四川成都·模拟预测)如图,△CAE≌△EBD,CA⊥AB,且∠ACE=55°,则∠BDE的度数为 .
2.(2024·河北秦皇岛·二模)如图,△ABC≌△AEF,有以下结论:① AC=AE;② ∠FAB=∠EAB;③ EF=BC;④ ∠EAB=∠FAC.其中正确的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
3.(2024·上海·模拟预测)在△ABC和△DEF中,∠C=∠F=90°,AC=DF=3,BC=4,EF=2,点M,N分别在边AB和边DE上,使得△ACM≌△FDN,则AM= .
4.(2024·广东深圳·模拟预测)如图,在△ABC中,AB=AC=4,∠BAC=120°,点D,E分别是边AB,BC上的动点,且AD=BE,连接AE,CD,当AE+CD的值最小时,∠AEB的度数为( )
A.90° B.120° C.135° D.150°
👉题型02 添加一个条件使两个三角形全等
5.(2024·湖南株洲·模拟预测)如图,锐角三角形ABC中,∠ABC=∠ACB,点D,E分别在边AB,AC上,连接BE,CD.下列命题中,假命题是( )
A.若∠ACD=∠ABE,则CD=BE B.若BD=CE,则BE=CD
C.若CD=BE,则∠ACD=∠ABE D.若AD=AE,则∠CBE=∠DCB
6.(2024·北京·模拟预测)如图,AD,BE是△ABC的两条高线,只需添加一个条件即可证明△AEB≌△BDA(不添加其它字母及辅助线),(不添加其它字母及辅助线),这个条件可以是 .(写出一个即可)
7.(2024·河南安阳·模拟预测)如图,在△ABC和△ABD中,AD与BC相交于点O,BC=AD,添加一个条件可以证明AC=BD.
(1)①∠1=∠2;②∠CAD=∠CBD;③OC=OD;④∠C=∠D,上面四个条件可以添加的是______(填序号).
(2)请你选择一个条件给出证明.
8.(2024·北京·模拟预测)如图,四边形ABCD为正方形,DE⊥EF,FG⊥AB.
(1)证明:△DAE∽△EGF
(2)不添加辅助线,添加一个角的条件,证明△DAE≌△EGF
👉题型03 结合尺规作图的全等问题
9.(2022·北京海淀·一模)如图,在4×4的正方形网格中,A,B,C,D,E是网格线交点.请画出一个△DEF,使得△DEF与△ABC全等.
10.(2022·湖南长沙·二模)如图,▱ABCD的对角线AC与BD相交于点O,小雅按以下步骤作图:①以点A为圆心,以任意长为半径作弧,分别交AO,AB于点M,N;②以点O为圆心,以AM长为半径作弧,交OC于点M';③以点M'为圆心,以MN长为半径作弧,在∠COB内部交前面的弧于点N';④过点N'作射线ON'交BC于点E.
(1)根据小雅的作图方法,得到∠COE=∠OAB.证明过程如下:
由作图可知,在△MAN和△M'ON'中,,
∴△MAN≌△M'ON'(_____________)(此处填理论依据),
∴∠COE=∠OAB.
(2)若AB=6,求线段OE的长.
11.(2022·福建福州·二模)如图,在△ABC中,AB=AC,AD⊥BC于点D,∠BAC为锐角.
(1)将线段AD绕点A顺时针旋转(旋转角小于90°),在图中求作点D的对应点E,使得BE=12BC;(要求:尺规作图,不写作法,保留作图痕迹)
(2)在(1)的条件下,过点C作CF⊥AB于点F,连接EF,BE,若sin∠EBA=57,求EFCF的值.
12.(2022·河南周口·一模)下面是某数学兴趣小组探究问题的片段,请仔细阅读,并完成任务.
题目背景:在Rt△ABC中,AC=BC,∠ACB=90°,点D在AB上.
(1)作图探讨:在Rt△ABC外侧,以BC为边作△CBE≌△CAD;
小明:如图1,分别以B,C为圆心,以AD,CD为半径画弧交于点E,连接BE,CE.则△CBE即为所求作的三角形.
小军:如图2,分别过B,C作AB,CD的垂线,两条垂线相交于点E,则△CBE即为所求作的三角形.
选择填空:小明得出△CBE≌△CAD的依据是 ,小军得出△CBE≌△CAD的依据是 ;(填序号)
①SSS②SAS③ASA④AAS
(2)测量发现:如图3,在(1)中△CBE≌△CAD的条件下,连接AE.兴趣小组用几何画板测量发现△CAE和△CDB的面积相等.为了证明这个发现,尝试延长线段AC至F点,使CF=CA,连接EF.请你完成证明过程.
(3)迁移应用:如图4,已知∠ABM=∠ACB=90°,AC=BC,点D在AB上,BC=32,∠BCD=15°,若在射线BM上存在点E,使S△ACE=S△BCD,请直接写出相应的BE的长.
👉题型04 以注重过程性学习的形式考查全等三角形的证明过程
13.(2023·贵州六盘水·一模)如图,BA=BE,AC=DE,且AB∥ED,∠A=∠ABE,∠C=∠D.求证:∠ABE=∠CBD.
下面是小亮的解答过程:
证明:在△ABC和△EBD中,BE=BA∠C=∠DAC=ED 第一步
∴△ABC≌△EBDSAS, 第二步
∴∠ABC=∠EBD, 第三步
∴∠ABE=∠CBD. 第四步
(1)小亮的证明过程是从第________步开始出现错误的.
(2)请你写出正确的证明过程.
14.(2024·江苏南通·一模)如图,P是△ABC内一点,PB=PC,∠ABP=∠ACP.求证:∠APB=∠APC.
小虎的证明过程如下:
证明:在△ABP和△ACP中,
∵PB=PC,∠ABP=∠ACP,AP=AP,
∴△ABP≌△ACP.(第一步)
∴∠APB=∠APC.(第二步)
(1)小虎同学的证明过程中,第 步出现错误;
(2)请写出正确的证明过程.
15.(2023·浙江嘉兴·一模)如图,已知点D在射线AE上BD=CD,AE平分∠BAC与∠BDC,求证AB=AC.小明的证明过程如下:
证明:
∵ AE平分∠BAC.
∴∠BAD=∠CAD.
∵AD=AD,BD=CD.
∴△ABD≌△ACD
∴AB=AC.
小明的证明是否正确?若正确,请在框内打“√”,若错误,请写出你的证明过程.
👉题型05 补全全等三角形的证明过程
16.(2024·重庆·模拟预测)学习了正方形后,小飞同学对正方形中两条互相垂直线段,且两条线段的端点分别在正方形两组对边上的数量关系进行探究.请根据他的思路完成以下作图与填空:
如图,正方形ABCD中,点F、E、G分别在AB、BC、CD上,且AE⊥FG.
(1)尺规作图:过点G作AB垂线交AB于点H.(只保留作图痕迹)
(2)证明AE=FG,将下面的过程补充完整.
证明:∵四边形ABCD是正方形,∴∠B=∠C=90°,BC=AB,
∵HG⊥AB,∴∠GHF=90°,∴∠B=①
∵FG⊥AE,∴∠AFG+∠BAE=90°,
∵∠BAE+∠AEB=90°,∴② =∠AFG
∵∠B=∠C=∠GHB=90°,∴四边形BCGH为矩形,∴BC=GH,
∴③ =GH.∴△ABE≌△GHF(④____)∴AE=FG.
17.(2023·重庆巴南·一模)已知:如图,矩形ABCD中,点E是边BC上一点,且AE=AD.
(1)用尺规完成以下基本作图:过点D作AE的垂线交AE于点F(保留作图痕迹,不写作法,不下结论);
(2)求证:DC=DF,请将下面证明过程补充完整:
证明:∵DF⊥AE,∴∠AFD=90°, 又∵在矩形ABCD中,∠B=90°,∴∠B= ① ;
∵在矩形ABCD中,AD∥BC,∴∠DAF= ② ;又∵AE=AD,
∴△EBA≌△AFD( ③ ). ∴AB= ④ .
∵AB=DC,∴DC=DF.
18.(2023·广西柳州·二模)综合与实践
(1)问题发现:如图1,△ACB和△DCE均为等腰三角形,AC=BC,DC=EC,∠ACB=∠DCE,点A、D、E在同一条直线上,连接BE.
①求证:AD=BE;将下列解答过程补充完整.
证明:∵∠ACB=∠DCE,
∴∠ACD+∠DCB=∠DCB+________,
∴∠ACD=∠BCE,
在△ACD和△BCE中,
AC=BC∠ACD=∠BCECD=CE,
∴△ACD≌△BCE(SAS),
∴AD=BE;
②若∠ACB=50°,则∠AEB的度数为________.
(2)类比探究:如图2,△ACB和△DCE均为等腰直角三角形,∠ACB=∠DCE=90°,点A、D、E在同一条直线上,CM为△DCE中DE边上的高,连接BE.请判断AE、BE与CM三条线段的数量关系,并说明理由.
(3)拓展延伸:在(2)的条件下,若BE=2,CM=1,请直接写出四边形ABEC的面积.
19.(2022·河南新乡·二模)(1)在△ABC中,AB=nAC,∠BAC=α,∠DAE=12α,且点D,E为边BC上的点(分
别不与点B,C重合,且点D在点E左侧).
①初步探究
如图1,若n=1,α=120°,BD=CE,试探究BD,DE,CE之间的数量关系.
下面是小东的探究过程(不完整),请补充完整.
解:∵n=1,α=120°,∴AB=AC,∠BAC=120°,∠DAE=60°.
∴∠ABD=∠ACE=30°.
如图,将△ABD绕点A逆时针旋转120°,得到△ACG,连接GE.
由旋转的性质,可知△AGC≌△ADB,
∴BD=CG,AD=AG,∠ACG=∠ABD=30°.
∴CE=CG,∠GCE=60°.
∴△CGE为等边三角形.(依据:_________________)
∴CG=______=______.
∵∠DAG=120°,∠DAE=60°,
∴∠DAE=∠EAG=60°,
又∵AE=AE,
∴△ADE≌△AGE.
∴DE=GE.
∴BD=CE=DE.
②类比探究
如图2,若n=1,α=90°,BD≠CE,请写出BD,DE,CE之间的数量关系,并就图2的情形说明理由.
(2)问题解决
如图3,在△ABC中,∠BAC=45°,AM⊥BC于点M,BM=3,CM=2,点N为线段BC上一动点,当点N为BC的三等分点时,直接写出AN的长.
👉题型06 全等三角形证明方法的合理选择
20.(2024·山东泰安·模拟预测)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,E为AC边的中点,过点A作AD⊥AB交BE的延长线于点D,CG平分∠ACB交BD于点G,F为AB边上一点,连接CF,且∠ACF=∠CBG.求证:
(1)AF=CG;
(2)CF=2DE.
21.(2024·青海玉树·三模)[证明体验]
(1)[思考探究]如图1,在△ABC中,点D在边BC上,点F在边AC上,AB=AD,FB=FC,AD与BF相交于点E.求证:∠ABF=∠CAD.
(2)[拓展延伸]如图2,在(1)的条件下,过点D作AB的平行线交AC于点G,若DE=2AE,AB=6,求DG的长.
22.(2024·湖南长沙·模拟预测)如图,点E是正方形ABCD的边CD的中点,将△ADE沿AE翻折至△AFE,延长AF交边BC于点G.
(1)求证:CG=FG;
(2)若正方形的边长为2,求BG的长.
23.(2024·黑龙江哈尔滨·三模)如图,P是菱形对角线AC上的一点,连接DP并延长交边AB于点E,连接BP并延长交边AD于点F.
(1)如图1,求证:△APB≌△APD;
(2)如图2,连接EF、BD,请直接写出图中所有的等腰三角形(不包括以菱形的边AD和AB为腰的等腰三角形).
👉题型07 利用全等三角形的性质与判定解决多结论问题
24.(2024·内蒙古包头·三模)如图,在正方形ABCD中,边长为2的等边三角形AEF的顶点E、F分别在BC和CD上,下列结论:①CE=CF;②∠AEB=75°;③BE+DF=6;④S正方形ABCD=2+3,其中正确的序号是 .(填写所有正确结论的序号)
25.(2024·四川广元·二模)如图,点 P 是正方形ABCD内部的一个动点,且ABP是以AB 为底边的等腰三角形,连接AC,PD,PC,有下列结论:
①PD=PC;
②PA+PC>AC;
③当PB=BC时,∠BPC=60°;
④当AB=AP时, SABC=3+1SAPC.
其中结论正确的是( )
A.①② B.③④ C.①④ D.②③
26.(2024·河北唐山·模拟预测)如图,在矩形ABCD中,AD=3cm,AB=4cm,点M,N分别在AB,CD边上,且AM=CN,将△ADM,△BCN分别沿DM,BN折叠,点A的对应点为A',点C的对应点为C',点A,A'在BD的同侧,连接A'C',BD.甲,乙两人有如下说法:
甲:当A'C'∥AD时,A'C'=25−3cm;
乙:当A'C'⊥BD时,A'C'=11cm.
则下列正确的是( )
A.甲错,乙对 B.甲对,乙错 C.甲、乙都正确 D.甲、乙都错误
27.(2024·北京门头沟·一模)如图,在等边三角形ABC中,有一点P,连接PA、PB、PC,将BP绕点B逆时针旋转60°得到BD,连接PD、AD,有如下结论:①△BPC≌△BDA;②△BDP是等边三角形;③如果∠BPC=150°,那么PA²=PB²+PC².以上结论正确的是( )
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
👉题型08 与全等三角形有关的基础模型-平移模型
28.(2024·云南昆明·一模)如图,已知AB∥DE,AB=DE,BE=CF,且点B,E、C、F在同一条直线上.求证:∠ACB=∠DFE.
29.(2024信阳市模拟预测)如图,已知A,D,C,E在同一直线上,BC和DF相交于点O,AD=CE,AB∥DF,AB=DF.
(1)求证:△ABC≌△DFE;
(2)连接CF,若∠BCF=54°,∠DFC=20°,求∠DFE的度数.
👉题型09 与全等三角形有关的基础模型-对称模型
30.(2024·广东·模拟预测)(1)解不等式组:3x+1<4−2x<4
(2)如图,已知A,F,C,D四点共线,AF=CD,AB=DE,∠A=∠D,连接BC,EF,求证:BC=EF.
31.(2024中山市模拟预测)已知,如图,BD是∠ABC的平分线,AB=BC,点P在BD上,PM⊥AD,PN⊥CD,垂足分别是M、N.
试说明:PM=PN.
32.(2024·青海·一模)如图,在△ABC中,∠C=90°,AD平分∠CAB,交CB于点D,过点D作DE⊥AB于点E.
(1)求证:AC=AE;
(2)若BC=4,AB=5,求BE的长.
👉题型10 与全等三角形有关的基础模型-旋转模型
33.(2024九年级下·浙江·专题练习)阅读下面材料:
小明遇到这样一个问题:如图1,在正方形ABCD中,点E、F分别为DC、BC边上的点,∠EAF=45°,连接EF,求证:DE+BF=EF.小明是这样思考的:要想解决这个问题,首先应想办法将这些分散的线段集中到同一条线段上.他先后尝试了平移、翻折、旋转的方法,发现通过旋转可以解决此问题.他的方法是将△ADE绕点A顺时针旋转90°得到△ABG(如图2),此时GF即是DE+BF.
参考小明得到的结论和思考问题的方法,解决下列问题:
(1)在图2中,∠GAF的度数是______.
(2)如图3,在直角梯形ABCD中,AD∥BC(AD>BC),∠D=90°,AD=CD=10,E是CD上一点,若∠BAE=45°,DE=4,求BE的长度.
(3)如图4,△ABC中,AC=4,BC=6,以AB为边作正方形ADEB,连接CD.当∠ACB的度数为多少时,线段CD有最大值,并求出CD的最大值.
34.(2024·贵州遵义·三模)如图①,已知正方形ABCD和等腰直角△AEF,∠BAD=∠EAF=90°,连接DF,BE.
(1)【问题发现】
如图①,线段BE与DF的数量关系为______,位置关系为______;
(2)【问题探究】
如图②,将△AEF绕点A旋转,再将DF绕点F顺时针方向旋转90°至FM,连接BM,探究线段EF与线段BM的数量及位置关系,并说明理由;
(3)【拓展延伸】
将△AEF绕点A旋转至AF∥BE,延长DF交直线AB于H、交BE于G,若FH=4,DF=9,求出BG的长.
35.(2024·山东济南·模拟预测)(1)如图1,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,点D是△ABC内部任意一点.连接AD,将线段AD绕点A逆时针旋转90°得到线段AE,连接BD,CE,则线段BD与CE的数量关系是______.
(2)如图2,四边形ABCD是正方形,△DEF绕点D旋转DE<AB,且∠EDF=90∘,DE=DF,连接AE,CF,直线AE与直线CF相交于点G.
①求证:AE⊥CF;
②如图3,当点G在FC的延长线上时,连接BG,已知AB=5,DE=4,在△DEF旋转的过程中,求线段BG的最小值.
36.(2024·贵州贵阳·二模)小瑞同学在进行数学探究活动中发现:将矩形ABCD绕点C顺时针方向旋转α0<α<180°得到矩形EFGC.
[探究1](1)如图①,当α=30°时,点E在AD上,连接BE,求∠AEB的度数;
[探究2](2)如图②,连结BD,FC,过点E作EM∥FC交BD于点M.证明:BM=EM;
[探究3](3)在探究2的条件下,射线BD分别交EC,FC于点P,N,如图③,探究线段BN,MN,PN之间的数量关系.
👉题型11 与全等三角形有关的基础模型-一线三等角
37.(2024太原市模拟预测)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,BE⊥CE于点E,AD⊥CE于点D.求证:
(1)△CDA≌△BEC;
(2)BE=AD−DE
38.(2024·黑龙江鸡西·二模)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满足数量关系是 ;
(2)如图2,AC平分∠BAE,EC平分∠AED,若∠ACE=120°,则线段AB,BD,DE,AE之间存在怎样的数量关系?写出结论并证明;
(3)如图3,BC=8,AB=3,DE=7,若∠ACE=120°,则线段AE长度的最大值是 .
39.(2024·青海西宁·三模)类比探究题:
【建立模型】(1)如图1,等腰直角三角形ABC中,∠ACB=90°,CB=CA,直线ED经过点C,过A作AD⊥ED于点D,过B作BE⊥ED于点E.求证:△ACD≌△CBE.
【应用模型】(2)如图2,点A的坐标为0,1,点B是x轴正半轴上的一动点,以AB为直角边作等腰直角△ABC,使∠BAC=90°,设点B的横坐标为x,点C的纵坐标为y,请写出y与x的函数关系.
【拓展拔高】(3)如图3,矩形ABCD中,AB=3,BC=5,点P是BC边上的一个动点(点P与点B,C都不重合),现将△PCD沿直线PD折叠,使点C落到点F处;过点P作∠BPF的角平分线交AB于点E.设BP=x,BE=y,则y与x的函数关系是_______,BE最大值为______.
👉题型12 与全等三角形有关的基础模型-手拉手模型
40.(2024·青海西宁·一模)【问题呈现】
如图1,△ABC和△ADE都是等边三角形,连接BD,CE.求证:BD=CE;
【类比探究】
如图2,△ABC和△ADE都是等腰直角三角形,AD=a,AB=b,∠ABC=∠ADE=90∘.连接BD,CE.请写出BDCE=__________;并写出详细解答过程.
41.(2024·湖北·模拟预测)问题背景 如图(1),在△ABC与△ADE中,AB=AC,AD=AE,∠BAC=∠DAE.求证:BD=CE.
类比探究 如图(2),D,P是等边△ABC外两点,连接BD并取BD的中点M,且∠APD=120°,∠MPC=60°,试猜想PA与PD的数量关系,并证明你的猜想.
拓展应用 如图(3),在四边形ABCD中,∠ABC=60°,∠ADC=90°,AD=CD,AB=23,BD=42,直接写出BC的长.
👉题型13 添加辅助线证明两个三角形全等-倍长中线法
42.(2024·吉林长春·一模)【发现问题】数学兴趣小组在活动时,老师提出了这样的一个问题:
如图①,在△ABC中,AB=6,AC=8,第三边上的中线AD=x,则x的取值范围是____.
【探究方法】小明同学通过组内合作交流,得到了如下解决方法:
(1)如图②,延长AD至点A',使得DA'=AD,连结A'C,根据“SAS”可以判定△ABD≌__________,得出A'C=AB=6.在△AA'C中,A'C=6,AC=8,AA'=2x,故中线AD的长x的取值范围是_______.
【活动经验】当条件中出现“中点”,“中线”等条件时,可以考虑将中线延长一倍,构造全等三角形,把分散的已知条件和所求的问题集中到同一个三角形中,进而解决问题,这种作辅助线的方法叫做“倍长中线”法.
【问题解决】(2)如图③,已知AB=AC,AD=AE,∠BAE+∠CAD=180°,连接BE和CD,点F是CD的中点,连接AF.求证:BE=2AF.小明发现,如图④,延长AF至点A',使FA'=AF,连接A'D,通过证明△ABE≌△DA'A,可推得BE=AA'=2AF.
下面是小明的部分证明过程:
证明:延长AF至点A',使FA'=AF,连接A'D,
∵点F是CD的中点,
∴CF=DF.
∵AF=A'F,∠AFC=∠A'FD,
∴△ACF≌△A'DF(SAS),
∴A'D=AC,∠A'DF=∠ACF,
∴A'D∥AC,∠A'DA+∠CAD=180°.
请你补全余下的证明过程.
【问题拓展】(3)如图⑤,在△ABC和△AEF中, AB=AE,AC=AF,∠BAC+∠EAF=180°,点M,N分别是BC和EF的中点.若BC=4,EF=6,则MN的取值范围是 .
43.(2024·山西吕梁·一模)阅读与思考
下面是小宇同学的数学日记,请仔细阅读,并完成相应的任务.
“倍长中线法”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”加辅助线.
如图1.在△ABC中,AD平分∠BAC,且D恰好是边BC的中点.求证:AB=AC.
证明:如图2,延长AD至点E,使DE=AD.
∵D是边BC的中点
∴BD=CD.
∵∠ADB=∠EDC,DE=AD,
∴△ABD≌ △ECD(依据).
∴,∠BAD=∠E.
∵AD平分∠BAC,
∴∠BAD=∠CAD,
∴∠CAD=∠E,
∴AC=CE,
∴AB=AC.
任务:
(1)材料中的“依据”是________.(填选项)
A.SAS B.ASA C.AAS D.SSS
(2)在△ABC中,AB=6 cm,AC=4 cm,则BC边上的中线AD长度的取值范围是________.
(3)如图3,在四边形ABCD中,AB∥CD,AM平分∠BAD,且M是BC的中点,AB=2,AD=3,求DC的长.
👉题型14 添加辅助线证明两个三角形全等-截长补短法
44.(22-23九年级·全国·单元测试)已知A、B、C、D顺次在圆O上,AB=BD,BM⊥AC于点M,求证:AM=DC+CM.
45.(2024·贵州·模拟预测)综合与探究:已知正方形ABCD中,E是BC上一动点,过点E作EF⊥AE交正方形的外角∠DCL的平分线于点F.
(1)【动手操作】
如图①,在BA上截取BP=BE,连接EP,根据题意在图中画出图形,图中∠APE=_____度;
(2)【深入探究】
E是线段BC上的一个动点,如图②,过点F作FG∥AE交直线CD于点G,以CG为斜边向右作等腰直角三角形HCG,点H在射线CF上,求证:FG=EF;
(3)【拓展应用】
在(2)的条件下,若E是射线BC上的一个动点,AB=5,CE=2,求线段DG的长.
46.(2024·甘肃兰州·模拟预测)综合与实践
【问题情境】在数学综合实践课上,同学们以四边形为背景,探究非动点的几何问题.若四边形ABCD是正方形,M,N分别在边CD,BC上,且∠MAN=45°,我们称之为“半角模型”,在解决“半角模型”问题时,旋转是一种常用的方法.
(1)【初步尝试】如图1,将△ADM绕点A顺时针旋转90°,点D与点B重合,得到△ABE,连接MN.用等式写出线段DM,BN,MN的数量关系,并说明理由;
(2)【类比探究】小启改变点的位置后,进一步探究:如图2,点M,N分别在正方形ABCD的边CD,BC的延长线上,∠MAN=45°,连接MN,用等式写出线段MN,DM,BN的数量关系,并说明理由;
(3)【拓展延伸】李老师提出新的探究方向:如图3,在四边形ABCD中,AB=AD,∠BAD=120°,∠B+∠D=180°,点N,M分别在边BC,CD上,∠MAN=60°,用等式写出线段BN,DM,MN的数量关系,并说明理由.
👉题型15 添加辅助线证明两个三角形全等-构造平行线
47.(2024葫芦岛市模拟预测)【问题初探】
(1)数学课上,李老师出示了这样一个问题:如图1,在△ABC中,AB=AC,点F是AC上一点,点E是AB延长线上的一点,连接EF,交BC于点D,若ED=DF,求证:BE=CF.
①如图2,小乐同学从中点的角度,给出了如下解题思路:在线段DC上截取DM,使DM=BD,连接FM,利用两个三角形全等和已知条件,得出结论;
②如图3,小亮同学从平行线的角度给出了另一种解题思路:过点E作EM∥AC交CB的延长线于点M,利用两个三角形全等和已知条件,得出了结论;
请你选择一位同学的解题思路,写出证明过程;
【类比分析】
(2)李老师发现两位同学的做法非常巧妙,为了让同学们更好的理解这种转化的思想方法,李老师提出了新的问题,请你解答,
如图4,在△ABC中,点E在线段AB上,D是BC的中点,连接CE,AD,CE与AD相交于点N,若∠EAD+∠ANC=180°,求证:AB=CN;
【学以致用】
(3)如图5,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,∠C=30°,AF平分∠BAC,点E在线段BA的延长线上运动,过点E作ED∥AF,交AC于点N,交BC于点D,且BD=CD,请直接写出线段AE,CN和BC之间的数量关系.
48.(2024·江苏宿迁·模拟预测)【感知】(1)小明同学在学习相似三角形时遇到这样一个问题:
如图①,在△ABC中,点D是BC的中点,点E是AC的一个三等分点,且AE=13AC.连结AD,BE交于点G,求BGGE值.
小明发现,过点D作AC的平行线或过E作BC的平行线,利用相似三角形的性质即可得到问题的答案.请你根据小明的提示(或按自己的思路)写出求解过程
【尝试应用】
(2)如图②,在△ABC中,D为AC上一点,AB=AD,连结BD,若AE⊥BD,交BD、BC于点E、F.若AD=9,CD=3,AF=8,则AE的长为 .
【拓展提高】
(3)如图③,在平行四边形ABCD中,点E为BC的中点,点F为CD上一点,BF与AE、AC分别交于点G、M,若CFCD=25,若△BEG的面积为2,则△ABG的面积为 .
👉题型16 添加辅助线证明两个三角形全等-构造垂线
49.(2024·黑龙江佳木斯·一模)△ABC是等腰三角形, ∠ACB=90°,M是BC的中点,D 为射线BC上一点(不与点 B,C重合)、连接AD 并延长到点 E,使得DE=AD,连接BE.过点 B作BE的垂线交直线AC于点 F.
(1)如图①,点D在线段BM上,线段CD,DB,CF 之间的有怎样的数量关系?写出你的猜想,并证明:
(2)当点D在线段MC上时,如图②;当点D在MC的延长线上时,如图③,直接写出线段CD,DB,CF 之间的数量关系,不需证明.
50.(2024·四川南充·模拟预测)如图,在等腰直角△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,点D为BC的中点,点E在AB边上,以DE为腰作等腰直角△DEF,连接CF.
(1)若DE⊥AB,求证:CF=BE;
(2)如图1,当点E在AB边上移动,且点F在△ABC内部时,探究∠DCF的大小是否变化?若不变,求∠DCF的度数;若变化,请说明理由;
(3)如图2,当点F在△ABC外部时,EF与AC交于点G,若BC=8,AE=13BE,求EG的长.
👉题型17 利用全等三角形的性质与判定解决高度测量问题
51.(2024贵州市模拟)下面是某数学兴趣小组在项目学习课上的方案策划书,请仔细阅读,并完成相应的任务.
项目课题
探究用全等三角形解决“不用直接测量,得到高度”的问题
问题提出
墙上有一点A,在无法直接测量的情况下,如何得到点A的高度?
项目图纸
解决过程
①标记测试直杆的底端点D,测量OD的长度.②找一根长度大于OA的直杆,使直杆斜靠在墙上,且顶端与点A重合;③使直杆顶端缓慢下滑,直到∠DCO=∠ABO;④记下直杆与地面的夹角∠ABO;
项目数据
…
任务:(1)由于项目记录员粗心,记录排乱了“解决过程”,正确的顺序应是 ;
A.②→③→①→④B.③→④→①→②C.①→②→④→③D.②→④→③→①
(2)若∠ODC=20°,则∠ABO= ;
(3)请你说明他们作法的正确性.
52.(2024·广东汕头·一模)如图,为了测量凹档的宽度,把一块等腰直角三角板(AB=CB,∠ABC=90°)放置在凹槽内,三个顶点A,B,C分别落在凹槽内壁上,若∠AMN=∠CNM=90°,测得AM=18cm,CN=30cm,则该凹槽的宽度MN的长为 cm.
53.(2022·浙江金华·模拟预测)图1是一款平衡荡板器材,其示意图如图2,A、D为支架顶点,支撑点B,C,E,F在水平地面同一直线上,G、H为荡板上固定的点,GH∥BF,测量得AG=GH=DH,Q为DF上一点且离地面1m,旋转过程中,AG始终与DH保持平行.如图3,当旋转至A,Q,H在同一直线上时,连接G'Q,测得G'Q=1.6m,∠DQG'=90°,此时荡板G'H距离地面0.6m.
(1)DQ的长为 m.(2)点D离地面的距离为 m.
👉题型18 利用全等三角形的性质与判定解决河宽测量问题
54.(2023·河北秦皇岛·三模)要得知某一池塘两端A,B的距离,发现其无法直接测量,两同学提供了如下间接测量方案.
方案Ⅰ:如图1,先过点B作BF⊥AB,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,则测量DE的长即可;
方案Ⅱ:如图2,过点B作BD⊥AB,再由点D观测,用测角仪在AB的延长线上取一点C,使∠BDC=∠BDA,则测量BC的长即可.
对于方案Ⅰ、Ⅱ,说法正确的是( )
A.只有方案Ⅰ可行 B.只有方案Ⅱ可行
C.方案Ⅰ和Ⅱ都可行 D.方案Ⅰ和Ⅱ都不可行
55.(2024汕头市模拟预测)【综合实践活动】
【问题背景】
小亮想测量他家门口水塘两个端点A,B长度(如图1),但是小亮找不足够长度的绳子,小亮寻求哥哥的帮助.
【理论准备】
哥哥帮他出了这样一个方法:先在地上取一个可以直接到达A点和B点的点C,连接AC并延长到D,使CD=CA;连接BC并延长到E,使CE=CB,连接DE并测量出它的长度(如图2),请你帮小亮说明DE的长度等于水塘两个端点AB长度的原因;
【实际操作】
小亮实际测量时发现但是由于房屋的阻挡,无法采用上述的方法进行测量,哥哥提出仍然可以计算出AB长度(如图3),方法如下:
(1)在房屋M墙CD边找一点C,使得∠ACB=45°;
(2)在院子里找一点E,使得:CE⊥CD此时发现CD=CE;
(3)测量出B到房屋M墙CD的距离BD,即:BD⊥CD,BD=13.8m;
(4)测量出A到CE的距离AE,即:AE⊥CE,AE=14.4m,同时发现CE=CD;
经过以上的方法可以计算出AB的长度.
请根据哥哥的思路提示,帮助小亮完成计算出AB的长度:
解:如图4,延长AE至F,使得EF=BD,连接CF.
……
【成果迁移】
如图5,海警船甲在指挥中心(A处)北偏西20°的B处,一艘可疑船只乙在指挥中心正东方向的C处,并且两艘船到指挥中心A的距离相等(AB=AC),可疑船只沿北偏东20°的方向以20海里/小时的速度行驶,指挥中心命令海警船甲从B点向正东方向以30海里/小时的速度追击,两船前进3小时后,指挥中心观测到甲、乙两船分别到达D,E处,且两船和指挥中心形成的夹角为55°,(∠DAE=55°),请直接写出此时甲、乙两船之间的距离DE.
👉题型19 利用全等三角形的性质与判定解决动点问题
56.(2024·广东·模拟预测)如图.正方形ABCD的边长为1,E、F分别是BD、CD上的动点.且BE=CF.则AE+AF的最小值为 .
57.(2024·广东广州·模拟预测)如图,正方形ABCD的边长为2,E为与点D不重合的动点,以DE为边向下作正方形DEFG.则DE+CG+CF的最小值为( )
A.2 B.2 C.4 D.22
58.(2023·海南海口·模拟预测)如图,正方形ABCD的边长是1,点E是边CD上一动点(不与D、C两点重合),将△ADE沿AE折叠得△AGE,延长EG交BC于点F,连接AF.
(1)求证:AF平分∠BAG;
(2)点E在运动过程中,△CEF的周长是否发生变化?如果发生变化,请说明变化情况;如果不发生变化,请求出△CEF的周长.
(3)当点E运动到什么位置时,AE=AF?
1.(2024·山西·中考真题)阅读与思考
下面是博学小组研究性学习报告的部分内容,请认真阅读,并完成相应任务.
关于“等边半正
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