沪科版(2024)八年级上册14.1 全等三角形习题
展开TOC \ "1-3" \h \u
\l "_Tc30753" 【题型1 全等三角形的判定条件】 PAGEREF _Tc30753 \h 1
\l "_Tc22248" 【题型2 灵活选择判定方法证明两个三角形全等】 PAGEREF _Tc22248 \h 3
\l "_Tc23134" 【题型3 运用全等三角形证明线段相等或角相等】 PAGEREF _Tc23134 \h 4
\l "_Tc8972" 【题型4 运用全等三角形证明线段间的位置关系】 PAGEREF _Tc8972 \h 5
\l "_Tc30844" 【题型5 运用全等三角形解决实际测量问题】 PAGEREF _Tc30844 \h 6
\l "_Tc12211" 【题型6 作辅助线构造全等三角形证明线段间的和差倍分关系】 PAGEREF _Tc12211 \h 7
\l "_Tc20909" 【题型7 与三角形全等有关的动点探究题】 PAGEREF _Tc20909 \h 8
\l "_Tc2642" 【题型8 与三角形全等有关的线段或角之间的规律的探究题】 PAGEREF _Tc2642 \h 10
【知识点 全等三角形的判定】
【题型1 全等三角形的判定条件】
【例1】(2023春·广东深圳·八年级校联考期中)如图,在△ABC和△BAD中,∠C=∠D=90°.在以下条件:①AC=BD;②AD=BC;③∠BAC=∠ABD;④∠ABC=∠BAD;⑤∠CAD=∠DBC中,再选一个条件,就能使△ABC≌△BAD,共有( )选择.
A.2种B.3种C.4种D.5种
【变式1-1】(2023春·广东佛山·八年级校考期中)如图,点D在AB上,点E在AC上,且∠B=∠C.请结合图形,补充1个条件,使△ABE≌△ACD,则可以添加的条件是__________.
【变式1-2】(2023春·湖南长沙·八年级校联考期末)在△ABE与△DBC中,BC=BE,AB=DB,要使这两个三角形全等,还需具备的条件是( )
A.∠E=∠CB.∠ABD=∠CBEC.∠ABE=∠DBED.∠A=∠D
【变式1-3】(2023春·福建莆田·八年级统考期末)数学社团活动课上,甲乙两位同学玩数学游戏.游戏规则是:两人轮流对△ABC及△A'B'C'的对应边或对应角添加一组等量条件(点A',B',C'分别是点A,B,C的对应点),某轮添加条件后,若能判定△ABC与△A'B'C'全等,则当轮添加条件者失败,另一人获胜.
上表记录了两人游戏的部分过程,则下列说法正确的是___________.(填写所有正确结论的序号)
①若第3轮甲添加∠C=∠C'=45°,则甲获胜;
②若第3轮甲添加BC=B'C'=3cm,则甲必胜;
③若第2轮乙添加条件修改为∠A=∠A'=90°,则乙必胜;
④若第2轮乙添加条件修改为BC=B'C'=3cm,则此游戏最多4轮必分胜负.
【题型2 灵活选择判定方法证明两个三角形全等】
【例2】(2023春·广东清远·八年级统考期末)如图,△ABC的高BD与CE相交于点O,OD=OE,AO的延长线交BC于点M,请你写出图中三对全等的直角三角形,并选择其中一对全等三角形进行证明.
【变式2-1】(2023·云南·模拟预测)如图,点E在AB上,∠A=∠B=∠CED=90°,CE=ED.求证:△ACE≌△BED.
【变式2-2】(2023·福建泉州·统考二模)如图,在▱ABCD中,延长边DA至点E,使得AE=AD,连接CE交AB于点F,求证:△AEF≌△BCF.
【变式2-3】(2023春·全国·八年级期中)如图,AB//CD,∠B=∠D,O是CD的中点,连接AO并延长,交BC的延长线于点E.
(1)试判断AD与BE有怎样的位置关系,并说明理由;
(2)试说明△AOD≌△EOC.
【题型3 运用全等三角形证明线段相等或角相等】
【例3】(2023春·湖南株洲·八年级校考期中)如图,AD=CB,AB=CD,BE⊥AC,垂足为E,DF⊥AC,垂足为F.求证:
(1)△ABC≌△CDA;
(2)BE=DF.
【变式3-1】(2023春·四川南充·八年级统考期中)已知△ABN和△ACM的位置如图所示,AB=AC,AD=AE,BD=CE.
(1)求证:∠1=∠2;
(2)求证:∠AME=∠AND.
【变式3-2】(2023春·山东威海·八年级统考期中)如图,AD=AC,AB=AE,∠DAB=∠CAE.
(1)写出△ADE与△ACB全等的理由;
(2)判断线段DF与CF的数量关系,并说明理由.
【变式3-3】(2023·陕西西安·八年级校考开学考试)如图,在△ABC中,AB=AC,点D在BC边上,点E在AC边上,连接AD、DE,若AD=DE,AC=CD.
(1)求证:△ABD≌△DCE.
(2)若BD=3,CD=5,求AE的长.
【题型4 运用全等三角形证明线段间的位置关系】
【例4】(2023春·云南红河·八年级校考期中)如图,D为△ABC的边BC上的一点,E为AD上一点,已知∠1=∠2,∠3=∠4.求证:AD⊥BC.
【变式4-1】(2023春·江苏南京·八年级期中)如图,在平行四边形ABCD中,E,F是对角线AC上两点,且AF=CE,连接BE,DF,求证:BE∥DF.
【变式4-2】(2023春·江西宜春·八年级校考期中)如图,已知AD平分∠BAC,且∠1=∠2.
(1)求证:BD=CD;
(2)判断AD与BC的位置关系,并说明理由.
【变式4-3】(2023春·山东临沂·八年级统考期末)如图,在△ABC和△ADE中,∠BAC=∠DAE=90°,AB=AC,AD=AE,连接CD,C、D、E三点在同一条直线上,连接BD,BE.
(1)求证:BD=CE;
(2)判断BD与CE的位置关系并说明理由.
【题型5 运用全等三角形解决实际测量问题】
【例5】(2023春·八年级单元测试)如图,某市新开发了一个旅游区,有一湖心岛C,需测算景点A,B与C处的距离,请你设计一个方法,测量AC,BC的长度,并说明理由.
【变式5-1】(2023春·河南信阳·八年级统考期中)某建筑测量队为了测量一栋居民楼ED的高度,在大树AB与居民楼ED之间的地面上选了一点C,使B,C,D在一直线上,测得大树顶端A的视线AC与居民楼顶端E的视线EC的夹角为90°,若AB=CD=12米,BD=64米,请计算出该居民楼ED的高度.
【变式5-2】(2023春·八年级单元测试)如图,某校学生为测量点B到河对面的目标A之间的距离,他们在点B同侧选择了一点C,测得∠ABC=70°,∠ACB=40°,然后在M处立了标杆,使∠CBM=70°,为了测量A,B之间的距离,他们应该( )
A.直接测量BM的长B.测量BC的长
C.测量∠A的度数D.先作∠BCN=40°,交BM于点N,再测量BN的长
【变式5-3】(2023春·全国·八年级专题练习)某同学根据数学知识原理制作了如图所示的一个测量工具----拐尺,其中O为AB的中点,CA⊥AB,BD⊥AB,CA=BD,现要测量一透明隔离房间的深度,如何使用此测量工具,说明理由.
【题型6 作辅助线构造全等三角形证明线段间的和差倍分关系】
【例6】(2023·江苏·八年级假期作业)如图,在△ABC中,∠B=60°,△ABC的角平分线AD、CE相交于点O,求证:AE+CD=AC.
【变式6-1】(2023春·全国·八年级专题练习)如图,在梯形ABCD中,AD∥BC,AE平分∠BAD,BE平分∠ABC,且AE、BE交CD于点E.试说明AD=AB﹣BC的理由.
【变式6-2】(2023春·八年级单元测试)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,点D是AB的中点,小明发现,用已学过的“倍长中线”加倍构造全等,就可以测量CD与AB数量关系.请根据小明的思路,写出CD与AB的数景关系,并证明这个结论.
【变式6-3】(2023春·八年级课时练习)如图,在四边形OACB中,CE⊥OA于E,∠1=∠2,CA=CB.求证:∠3+∠4=180°;OA+OB=2OE.
【题型7 与三角形全等有关的动点探究题】
【例7】(2023春·山东德州·八年级校考期中)如图,已知长方形ABCD的边长AB=20cm,BC=16cm,点E在边AB上,AE=6cm,如果点P从点B出发在线段BC上向点C运动,同时,点Q在线段DC上从点D向点C运动,已知点P的运动速度是2cm/s,则经过______s,△BPE与△CQP全等.
【变式7-1】(2023春·河南许昌·八年级统考期末)如图,CA⊥AB,垂足为点A,AB=24cm,AC=12cm,射线BM⊥AB,垂足为点B,一动点E从A点出发以3cm/s沿射线AN运动,点D为射线BM上一动点,随着E点运动而运动,且始终保持ED=CB,当点E经过( )秒时,△DEB与△BCA全等.(注:点E与A不重合)
A.4B.4、12C.4、8、12D.4、12、16
【变式7-2】(2023春·甘肃定西·八年级校考期末)如图所示,在△ABC中,∠ABC=68°,BD平分∠ABC,P为线段BD上一动点,Q为 边AB上一动点,当AP+PQ的值最小时,∠APB的度数是( )
A.118°B.125°C.136°D.124°
【变式7-3】(2023春·八年级单元测试)如图,在△ABC中,AD为高,AC=12.点E为AC上的一点,使CE=12AE,连接BE,交AD于O,若△BDO≌△ADC.
备用图
(1)求∠BEC的度数;
(2)有一动点Q从点A出发沿射线AC以每秒8个单位长度的速度运动,设点Q的运动时间为t秒,是否存在t的值,使得△BOQ的面积为24?若存在,请求出t的值;若不存在,请说明理由;
(3)在(2)条件下,动点P从点O出发沿线段OB以每秒2个单位长度的速度向终点B运动,P、Q两点同时出发,当点P到达点B时,P、Q两点同时停止运动,设运动时间为t秒,点F是直线BC上一点,且CF=AO.当△AOP与△FCQ全等时,求t的值.
【题型8 与三角形全等有关的线段或角之间的规律的探究题】
【例8】(2023春·黑龙江齐齐哈尔·八年级统考期末)阅读下面的题目及分析过程,并按要求进行证明.
已知:如图,点E是BC的中点,点A在DE上,且∠BAE=∠CDE.
求证:AB=CD.
分析:证明两条线段相等,常用的方法是应用全等三角形或等腰三角形的判定和性质,观察本题中要证明的两条线段,它们不在同一个三角形中,且它们分别所在的两个三角形也不全等,因此,要证AB=CD,必须添加适当的辅助线,构造全等三角形或等腰三角形.
(1)现给出如下两种添加辅助线的方法,请任意选出其中一种,对原题进行证明.
①如图1,延长DE到点F,使EF=DE,连接BF;
②如图2,分别过点B、C作BF⊥DE,CG⊥DE,垂足分别为点F,G.
(2)请你在图3中添加不同于上述的辅助线,并对原题进行证明.
【变式8-1】(2023春·江苏·八年级专题练习)问题发现:如图1,已知C为线段AB上一点,分别以线段AC,BC为直角边作等腰直角三角形,∠ACD=90°,CA=CD,CB=CE,连接AE,BD,线段AE,BD之间的数量关系为______;位置关系为_______.
拓展探究:如图2,把Rt△ACD绕点C逆时针旋转,线段AE,BD交于点F,则AE与BD之间的关系是否仍然成立?请说明理由.
【变式8-2】(2023春·浙江·八年级专题练习)(1)阅读理解:如图1,在△ABC中,若AB=10,AC=6.求BC边上的中线AD的取值范围.解决此问题可以用如下方法:延长AD到点E,使DE=AD,再连接BE(或将△ACD绕着点D逆时针旋转180°得到△EBD),把AB,AC,2AD集中在△ABE中,利用三角形三边的关系即可判断中线AD的取值范围是______;
(2)问题解决:如图2,在△ABC中,D是BC边上的中点,DE⊥DF于点D,DE交AB于点E,DF交AC于点F,连接EF,求证:BE+CF>EF;
(3)问题拓展:如图3,在四边形ABCD中,∠B+∠D=180°,CB=CD,∠BCD=140°,以C为顶点作一个70°角,角的两边分别交AB,AD于E,F两点,连接EF,探索线段BE,DF,EF之间的数量关系,并加以证明.
【变式8-3】(2023春·黑龙江齐齐哈尔·八年级校考阶段练习)在学习全等三角形知识时、教学兴趣小组发现这样一个模型:它是由两个共顶点且顶角相等的等腰三角形构成.在相对位置变化的同时,始终存在一对全等三角形.通过资料查询,他们得知这种模型称为“手拉手模型” 兴趣小组进行了如下探究:
(1)如图1,两个等腰三角形△ABC和△ADE中,AB=AC,AE=AD,∠BAC=∠DAE,连接BD、CE、如果把小等腰三角形的腰长看作小手,大等腰三角形的腰长看作大手,两个等腰三角形有公共顶点,类似大手拉着小手,这个就是“手拉手模型”,在这个模型中,和△ADB全等的三角形是 ,此时BD和CE的数量关系是 ;
(2)如图2,两个等腰直角三角形△ABC和△ADE中,AB=AC,AE=AD,∠BAC=∠DAE=90°,连接BD,CE,两线交于点P,请判断线段BD和CE的数量关系和位置关系,并说明理由;
(3)如图3,已知△ABC,请完成作图:以AB、AC为边分别向△ABC外作等边△ABD和等边△ACE(等边三角形三条边相等,三个角都等于60°),连接BE,CD,两线交于点P,并直接写出线段BE和CD的数量关系及∠PBC+∠PCB的度数.
专题14.2 全等三角形的判定【八大题型】
【沪科版】
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\l "_Tc30753" 【题型1 全等三角形的判定条件】 PAGEREF _Tc30753 \h 1
\l "_Tc22248" 【题型2 灵活选择判定方法证明两个三角形全等】 PAGEREF _Tc22248 \h 5
\l "_Tc23134" 【题型3 运用全等三角形证明线段相等或角相等】 PAGEREF _Tc23134 \h 9
\l "_Tc8972" 【题型4 运用全等三角形证明线段间的位置关系】 PAGEREF _Tc8972 \h 13
\l "_Tc30844" 【题型5 运用全等三角形解决实际测量问题】 PAGEREF _Tc30844 \h 17
\l "_Tc12211" 【题型6 作辅助线构造全等三角形证明线段间的和差倍分关系】 PAGEREF _Tc12211 \h 21
\l "_Tc20909" 【题型7 与三角形全等有关的动点探究题】 PAGEREF _Tc20909 \h 25
\l "_Tc2642" 【题型8 与三角形全等有关的线段或角之间的规律的探究题】 PAGEREF _Tc2642 \h 31
【知识点 全等三角形的判定】
【题型1 全等三角形的判定条件】
【例1】(2023春·广东深圳·八年级校联考期中)如图,在△ABC和△BAD中,∠C=∠D=90°.在以下条件:①AC=BD;②AD=BC;③∠BAC=∠ABD;④∠ABC=∠BAD;⑤∠CAD=∠DBC中,再选一个条件,就能使△ABC≌△BAD,共有( )选择.
A.2种B.3种C.4种D.5种
【答案】C
【分析】先得到∠C=∠D=90°,若添加AC=BD,则可根据“HL”判断△ABC≌△BAD;若添加BC=AD,则可根据“HL”判断△ABC≌△BAD;于是AC=BD,然后利用前面的结论可得到△ABC≌△BAD;若添加OA=OB,则∠ABC=∠BAD,于是可利用“AAS”判断△ABC≌△BAD;若添加∠BAC=∠ABD,则可直接利用“AAS”判断△ABC≌△BAD.
【详解】解:∵AC⊥BC,AD⊥BD,∴∠C=∠D=90°,
在Rt△ABC和Rt△BAD中,
AC=BDAB=BA,
∴Rt△ABC≌Rt△BADHL,所以(1)正确;
∵AC⊥BC,AD⊥BD,
∴∠C=∠D=90°,
在Rt△ABC和Rt△BAD中,
AC=BDAB=BA,
∴Rt△ABC≌Rt△BADHL,所以(2)正确;
∵OA=OB,
∴∠ABC=∠BAD,
在△ABC和△BAD中,
∠C=∠D∠ABC=∠BADAB=BA,
∴△ABC≌△BADAAS,所以(4)正确;
在△ABC和△BAD中,
∠C=∠D∠BAC=∠ABDAB=BA,
∴△ABC≌△BADAAS,所以(3)正确;
故选:C.
【点睛】本题考查了全等三角形的判定,熟练掌握全等三角形的判定方法是解题的关键.
【变式1-1】(2023春·广东佛山·八年级校考期中)如图,点D在AB上,点E在AC上,且∠B=∠C.请结合图形,补充1个条件,使△ABE≌△ACD,则可以添加的条件是__________.
【答案】AB=AC(答案不唯一,合理即可)
【分析】根据已知条件推出两组相等的角,再根据判定方法添加条件即可.
【详解】解:由题意,∠B=∠C,∠A=∠A,
若添加条件AB=AC,可根据“ASA”证明全等,
故答案为:AB=AC(答案不唯一,合理即可).
【点睛】本题考查全等三角形判定条件的确定,掌握判断全等三角形的方法是解题关键.
【变式1-2】(2023春·湖南长沙·八年级校联考期末)在△ABE与△DBC中,BC=BE,AB=DB,要使这两个三角形全等,还需具备的条件是( )
A.∠E=∠CB.∠ABD=∠CBEC.∠ABE=∠DBED.∠A=∠D
【答案】B
【分析】本题要判定△ABE≌△DBC,已知BC=BE,AB=DB,具备了两组边对应相等,故添加∠ABD=∠CBE后可根据SAS判定两三角形全等.
【详解】解:A.添加∠E=∠C,结合BC=BE,AB=DB,根据SSA不能证明△ABE≌△DBC,故选项A不符合题意;
B.添加∠ABD=∠CBE.
∵∠ABD=∠CBE
∴∠ABD+∠DCE=∠CBE+∠DCE,即∠ABE=∠CBD
∵BC=BE,AB=DB,
∴△ABE≌△DBC
故选项B符合题意;
C.添加∠ABE=∠DBE不能得出∠ABD=∠CBE,故不能根据SAS判定△ABE≌△DBC,故选项C不符合题意;
D. ∠A=∠D,结合BC=BE,AB=DB,根据SSA不能证明△ABE≌△DBC,故选项D不符合题意;
故选:B.
【点睛】本题考查三角形全等的判定方法,判定两个三角形全等的一般方法有:SSS、SAS、ASA、AAS、HL.注意:AAA、SSA不能判定两个三角形全等,判定两个三角形全等时,必须有边的参与,若有两边一角对应相等时,角必须是两边的夹角.
【变式1-3】(2023春·福建莆田·八年级统考期末)数学社团活动课上,甲乙两位同学玩数学游戏.游戏规则是:两人轮流对△ABC及△A'B'C'的对应边或对应角添加一组等量条件(点A',B',C'分别是点A,B,C的对应点),某轮添加条件后,若能判定△ABC与△A'B'C'全等,则当轮添加条件者失败,另一人获胜.
上表记录了两人游戏的部分过程,则下列说法正确的是___________.(填写所有正确结论的序号)
①若第3轮甲添加∠C=∠C'=45°,则甲获胜;
②若第3轮甲添加BC=B'C'=3cm,则甲必胜;
③若第2轮乙添加条件修改为∠A=∠A'=90°,则乙必胜;
④若第2轮乙添加条件修改为BC=B'C'=3cm,则此游戏最多4轮必分胜负.
【答案】②③④
【分析】根据全等三角形的判定定理,逐项判断即可求解.
【详解】解:①若第3轮甲添加∠C=∠C'=45°,可根据角角边判定△ABC与△A'B'C'全等,则乙获胜,故本说法错误;
②若第3轮甲添加BC=B'C'=3cm,
如图,当∠A=35°,AB=2时,以B为圆心,3为半径画弧,与射线AD相交于点C,
,
此时交点C是唯一的,
故甲添加BC=B'C'=3cm时,△ABC与△A'B'C'全等,
故甲获胜,故本说法正确;
③若第2轮乙添加条件修改为∠A=∠A'=90°,
若第3轮甲添加一边相等,可根据边角边或斜边直角边判定△ABC与△A'B'C'全等,则乙获胜,
若第3轮甲添加一角相等,可根据角角边或角边角判定△ABC与△A'B'C'全等,则乙获胜,
故乙必胜,故本说法正确;
④若第2轮乙添加条件修改为BC=B'C'=3cm,
第3轮甲若添加一组边相等,满足边边边,能判定△ABC与△A'B'C'全等,则乙获胜;
甲若添加一组角相等,满足边边角,不能判定△ABC与△A'B'C'全等,
第4轮乙若添加一组边相等,满足边边边,能判定△ABC与△A'B'C'全等,则乙获胜; 乙若添加一组角相等,满足角角边(或角边角),能判定△ABC与△A'B'C'全等,则甲获胜,
此时此游戏4轮能分胜负,故本说法正确.
故答案为:②③④
【点睛】本题主要考查了全等三角形的判定,熟练掌握全等三角形的判定定理是解题的关键.
【题型2 灵活选择判定方法证明两个三角形全等】
【例2】(2023春·广东清远·八年级统考期末)如图,△ABC的高BD与CE相交于点O,OD=OE,AO的延长线交BC于点M,请你写出图中三对全等的直角三角形,并选择其中一对全等三角形进行证明.
【答案】图中全等的直角三角形有:△ADO≌△AEO,△DOC≌△EOB,△COM≌△BOM,△ACM≌△ABM,△ADB≌△AEC,△BCE≌△CBD,证明见解析
【分析】结合已知条件与三角形全等的判定方法证明即可.
【详解】解:△ADO≌△AEO,△DOC≌△EOB,△COM≌△BOM,△ACM≌△ABM,△ADB≌△AEC,△BCE≌△CBD.
理由如下:
在△ADO与△AEO中,∠ADO=∠AEO=90°,
OA=OAOD=OE,
∴△ADO≌△AEOHL,
∴∠DAO=∠EAO,AD=AE,
在△DOC与△EOB中,
∠ODC=∠OEB=90°OD=OE∠DOC=∠EOB
∴△DOC≌△EOBASA,
∴DC=EB,OC=OB,
∴DC+AD=EB+AE,即AC=AB,
∵∠DAO=∠EAO,
∴AM⊥BC,CM=BM.
在△COM与△BOM中,∠OMC=∠OMB=90°,
OC=OBOM=OM,
∴△COM≌△BOMHL.
在△ACM与△ABM中,∠AMC=∠AMB=90°,
AC=ABAM=AM,
∴△ACM≌△ABMHL.
在△ADB与△AEC中,
AD=AE∠DAB=∠EACAB=AC ,
∴△ADB≌△AECSAS.
在△BCE与△CBD中,∠BEC=∠CDB=90°,
BC=CBBE=CD
∴△BCE≌△CBDHL.
综上所述,图中全等的直角三角形有:△ADO≌△AEO,△DOC≌△EOB,△COM≌△BOM,△ACM≌△ABM,△ADB≌△AEC,△BCE≌△CBD(任选三对即可).
【点睛】本题主要考查了直角三角形全等的判定方法,判定两个直角三角形全等的一般方法有:SSS、SAS、ASA、AAS、HL.注意:AAA、SSA不能判定两个三角形全等,判定两个三角形全等时,必须有边的参与,若有两边一角对应相等时,角必须是两边的夹角.
【变式2-1】(2023·云南·模拟预测)如图,点E在AB上,∠A=∠B=∠CED=90°,CE=ED.求证:△ACE≌△BED.
【答案】见解析
【分析】通过余角的性质可得∠C=∠DEB,再用AAS证明三角形全等即可.
【详解】证明:∵∠A=∠B=∠CED=90°,
∴∠C+∠CEA=90°,∠CEA+∠DEB=90°,
∴∠C=∠DEB,
在△ACE和△BED中,
∵∠A=∠B∠C=∠DEBCE=ED,
∴△ACE≌△BED(AAS).
【点睛】本题主要考查了用AAS或ASA证明三角形全等,通过余角的性质得到∠C=∠DEB是解题的关键.
【变式2-2】(2023·福建泉州·统考二模)如图,在▱ABCD中,延长边DA至点E,使得AE=AD,连接CE交AB于点F,求证:△AEF≌△BCF.
【答案】见解析
【分析】首先根据平行四边形的性质得到AD∥BC,AD=BC,进而得到∠E=∠BCF,然后证明△AEF≌△BCFAAS即可.
【详解】在▱ABCD中,∵AD∥BC,AD=BC,
∴∠E=∠BCF,
∵AE=AD,
∴AE=BC,
在△AEF与△BCF中,
∠E=∠BCF∠AFE=∠CFBAE=BC
∴△AEF≌△BCFAAS.
【点睛】此题考查了平行四边形的性质,全等三角形的判定,解题的关键是熟练掌握以上知识点.
【变式2-3】(2023春·全国·八年级期中)如图,AB//CD,∠B=∠D,O是CD的中点,连接AO并延长,交BC的延长线于点E.
(1)试判断AD与BE有怎样的位置关系,并说明理由;
(2)试说明△AOD≌△EOC.
【答案】(1)AD//BE,理由见解析;(2)见解析.
【分析】(1)由AB//CD可得∠B=∠DCE,进而可得∠DCE=∠D,问题得证;
(2)由O是CD的中点,可得DO=CO,结合(1)中∠DCE=∠D,再结合对顶角,可根据ASA判定全等.
【详解】(1)AD//BE,
理由:∵AB//CD,
∴∠B=∠DCE,
∵∠B=∠D,
∴∠DCE=∠D,
∴AD//BE;
(2)∵O是CD的中点,
∴DO=CO,
在△ADO和△ECO中,
∠D=∠DCEDO=CO∠AOD=∠COE
∴△AOD≌△EOC(ASA).
【点睛】本题主要考查了全等三角形,熟练掌握全等三角形的判定方法是解题的关键.
【题型3 运用全等三角形证明线段相等或角相等】
【例3】(2023春·湖南株洲·八年级校考期中)如图,AD=CB,AB=CD,BE⊥AC,垂足为E,DF⊥AC,垂足为F.求证:
(1)△ABC≌△CDA;
(2)BE=DF.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】(1)直接用SSS即可证明△ABC≌△CDA;
(2)由△ABC≌△CDA,可得出∠ACB=∠DAC,由BE⊥AC,DF⊥AC,
可得出∠BEC=∠DFA=90°,由AAS即可得出△AFD≌△CEB,即可得出结论.
【详解】(1)证明:在△ABC和△CDA中
AD=CBAB=CDAC=CA
∴△ABC≌△CDASSS
(2)∵△ABC≌△CDA,
∴∠ACB=∠DAC,
∵BE⊥AC,DF⊥AC,
∴∠BEC=∠DFA=90°,
在△AFD和△CEB中,
∠DEA=∠BEC∠DAF=BCEDA=BC,
∴△AFD≌△CEBAAS,
∴BE=DF.
【点睛】此题考查了全等三角形的判定和性质,灵活运用各种方法进行判定三角形全等是解题的关键.
【变式3-1】(2023春·四川南充·八年级统考期中)已知△ABN和△ACM的位置如图所示,AB=AC,AD=AE,BD=CE.
(1)求证:∠1=∠2;
(2)求证:∠AME=∠AND.
【答案】(1)见详解;(2)见详解.
【分析】(1)利用SSS证明△ABD≌△ACE即可得出结论;
(2) 利用ASA证明△AEM≌△ADN即可得出结论.
【详解】证明(1)∵AB=AC,AD=AE,BD=CE
∴△ABD≌△ACE(SSS)
∴∠1=∠2
(2)∵△ABD≌△ACE
∴∠ADB=∠AEC
∴180°-∠ADB=180°-∠AEC
即∠ADN=∠AEM
又∠DAE=∠DAE, AD=AE
∴△ADN≌△AEM(ASA)
∴∠AME=∠AND
【点睛】本题考查了全等三角形的判定与性质,证明三角形全等是解决问题的关键.
【变式3-2】(2023春·山东威海·八年级统考期中)如图,AD=AC,AB=AE,∠DAB=∠CAE.
(1)写出△ADE与△ACB全等的理由;
(2)判断线段DF与CF的数量关系,并说明理由.
【答案】(1)见解析
(2)DF=CF,理由见解析
【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.
【详解】(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△ECF中
∠DFB=∠CFE∠DBF=∠CEFDB=EC,
∴△DBF≌△CEF(AAS) ,
∴DF=CF.
【点睛】本题考查了全等三角形的判定和性质的应用,在判定三角形全等时,关键是选择恰当的判定条件,此题比较典型.
【变式3-3】(2023·陕西西安·八年级校考开学考试)如图,在△ABC中,AB=AC,点D在BC边上,点E在AC边上,连接AD、DE,若AD=DE,AC=CD.
(1)求证:△ABD≌△DCE.
(2)若BD=3,CD=5,求AE的长.
【答案】(1)见解析;(2)2
【分析】(1)根据AD=DE,AC=CD可知:∠DAE=∠DEA,∠DAC=∠ADC,继而推出∠AED=∠ADC,领补角相等,则∠ADB=∠DEC,结合已知条件,利用“角角边”证明三角形全等即可;
(2)根据(1)的结论可知:EC=BD,则AE=AC−EC即可求得
【详解】(1)∵ AD=DE
∴ ∠DAE=∠DEA
∵ AC=CD
∴ ∠DAC=∠ADC
∴ ∠AED=∠ADC
∴ 180°−∠AED=180°−∠ADC
即:∠ADB=∠DEC
∵ AB=AC,AC=CD
∴∠B=∠C,AB=CD
在△ABD和△DCE中
∠ADB=∠DEC∠B=∠CAB=DC
∴ △ABD≌△DCE(AAS)
(2)∵ △ABD≌△DCE,BD=3,CD=5,
∴CE=BD=3,
∵AC=AB
∴AC=5
∴ AE=AC−CE=5−3=2
【点睛】本题考查了三角形全等的性质与判定,证明∠ADB=∠DEC是解题的关键.
【题型4 运用全等三角形证明线段间的位置关系】
【例4】(2023春·云南红河·八年级校考期中)如图,D为△ABC的边BC上的一点,E为AD上一点,已知∠1=∠2,∠3=∠4.求证:AD⊥BC.
【答案】证明见解析.
【分析】在△ABE和△ACE中,由AAS判定△ABE≅△ACE,再根据全等三角对应边相等的性质,得到AB=AC,继而可以证明△ABD≅△ACD(SAS),根据全等三角形对应角相等的性质得到∠ADB=∠ADC,最后由平角的定义解题即可.
【详解】证明:证明:在△ABE和△ACE中,
∠1=∠2∠3=∠4AE=AE
∴△ABE≅△ACE(AAS),
∴AB=AC,
∵ 在△ABD和△ACD中,
AB=AC∠1=∠2AD=AD
∴ △ABD≅△ACD(SAS),
∴∠ADB=∠ADC
∵∠ADB+∠ADC=180°,
∴∠ADB=90°,
∴ AD⊥BC.
【点睛】本题考查全等三角形的判定与性质等知识,是重要考点,难度较易,掌握相关知识是解题关键.
【变式4-1】(2023春·江苏南京·八年级期中)如图,在平行四边形ABCD中,E,F是对角线AC上两点,且AF=CE,连接BE,DF,求证:BE∥DF.
【答案】见解析
【分析】证明:根据平行四边形ABCD,可以证明△ADF≌△CBE,从而得∠AFD=∠CEB,所以∠DFC=∠BEA,由平行线的性质,即可得到DF∥BE.
【详解】证明:∵平行四边形ABCD,
∴AD∥BC,
∴∠DAF=∠BCE
在△ADF和△BCE中,
{AD=CB∠DAF=∠BCEAF=CE ,
∴△ADF≌△CBE,
∴∠AFD=∠CEB
∴∠DFC=∠BEA,
∴DF∥BE.
【点睛】本题考查了平行四边形的性质,平行线的判定和性质,全等三角形的判定和性质等知识,解题关键是熟悉并灵活应用以上性质解题.
【变式4-2】(2023春·江西宜春·八年级校考期中)如图,已知AD平分∠BAC,且∠1=∠2.
(1)求证:BD=CD;
(2)判断AD与BC的位置关系,并说明理由.
【答案】(1)证明过程见详解
(2)AD⊥BC,理由见详解
【分析】(1)根据“角角边”证明△ABD≌△ACD(AAS),由此即可求解;
(2)由(1)可知△ABC是等腰三角形,再根据等腰三角形“三线合一”即可求解.
【详解】(1)解:∵AD平分∠BAC,
∴∠BAD=∠CAD,
在△ABD,△ACD中,
∠BAD=∠CAD∠1=∠2AD=AD,
∴△ABD≌△ACD(AAS),
∴BD=CD.
(2)解:AD⊥BC,理由如下,
如图所示,延长AD交BC于点E,
由(1)可知,△ABD≌△ACD(AAS),
∴AB=AC,
∴△ABC是等腰三角形,
∵AD平分∠BAC,
∴AD⊥BC.
【点睛】本题主要考查等腰三角形的性质,全等三角形的判定和性质,掌握三角形全等的判定,性质,等腰三角形的性质是解题的关键.
【变式4-3】(2023春·山东临沂·八年级统考期末)如图,在△ABC和△ADE中,∠BAC=∠DAE=90°,AB=AC,AD=AE,连接CD,C、D、E三点在同一条直线上,连接BD,BE.
(1)求证:BD=CE;
(2)判断BD与CE的位置关系并说明理由.
【答案】(1)见解析
(2)BD⊥CE,见解析
【分析】(1)由“SAS”可证△BAD≌△CAE,可得结论;
(2)由全等三角形的性质可得∠ACE=∠ABD,由三角形内角和定理可求解.
【详解】(1)证明:∵∠BAC=∠DAE=90°,
∴∠BAC+∠CAD=∠DAE+∠CAD,即∠BAD=∠CAE,
在△BAD和△CAE中,AB=AC∠BAD=∠CAEAD=AE,
∴△BAD≌△CAESAS,
∴BD=CE;
(2)解:BD⊥CE,理由如下:
如图,设AC与BD于G,
∵△BAD≌△CAE,
∴∠ACE=∠ABD,
∵∠AGB=∠CGD,∠BAC=90°,
∴∠CDG=90°,
∴BD⊥CE.
【点睛】本题考查了全等三角形的判定和性质,等腰直角三角形的性质,掌握全等三角形的判定是本题的关键.
【题型5 运用全等三角形解决实际测量问题】
【例5】(2023春·八年级单元测试)如图,某市新开发了一个旅游区,有一湖心岛C,需测算景点A,B与C处的距离,请你设计一个方法,测量AC,BC的长度,并说明理由.
【答案】见解析
【分析】过点A作∠BAM=∠BAC,过点B作∠ABN=∠ABC,AM,BN交于点D,测量AD,BD的长度即可.
【详解】解:过点A作∠BAM=∠BAC,过点B作∠ABN=∠ABC,AM,BN交于点D,测量AD,BD的长度即可,
理由:∵∠BAM=∠BAC,∠ABN=∠ABC,AB=AB,
∴△ABD≌△ABCASA,
∴AD=AC,BD=BC.
【点睛】此题考查了全等三角形的应用,正确理解题意作出全等的三角形是解题的关键.
【变式5-1】(2023春·河南信阳·八年级统考期中)某建筑测量队为了测量一栋居民楼ED的高度,在大树AB与居民楼ED之间的地面上选了一点C,使B,C,D在一直线上,测得大树顶端A的视线AC与居民楼顶端E的视线EC的夹角为90°,若AB=CD=12米,BD=64米,请计算出该居民楼ED的高度.
【答案】52米
【分析】先根据大树顶端A的视线AC与居民楼顶端E的视线EC的夹角为90°以及AB=CD可以推出ΔABC≌ΔCDE,从而得到ED=BC,进而计算出BC即可.
【详解】解:由题意可知:∠B=∠CDE=∠ACE=90°,
∴∠ACB+∠DCE=180°−90°=90°,
∠ACB+∠BAC=90°,
∴∠ACB+∠DCE=∠ACB+∠BAC,
∴∠DCE=∠BAC,
在ΔABC和ΔCDE中,
∠BAC=∠DCE∠B=∠CDEAB=CD,
∴ΔABC≌ΔCDE,
∴ED=BC,
又∵CD=12米,BD=64米,
∴BC=BD−CD=64−12=52米,
∴ED=52米,
答:该居民楼ED的高度为52米.
【点睛】本题考查了全等三角形的判定,利用AAS证明ΔABC≌ΔCDE是解题的关键.
【变式5-2】(2023春·八年级单元测试)如图,某校学生为测量点B到河对面的目标A之间的距离,他们在点B同侧选择了一点C,测得∠ABC=70°,∠ACB=40°,然后在M处立了标杆,使∠CBM=70°,为了测量A,B之间的距离,他们应该( )
A.直接测量BM的长B.测量BC的长
C.测量∠A的度数D.先作∠BCN=40°,交BM于点N,再测量BN的长
【答案】D
【分析】根据全等三角形的判定及性质解答即可
【详解】解:为了测量A,B之间的距离,他们应该先作∠BCN=40°,交BM于点N,再测量BN的长,
理由:∵∠BCN=40°,∠ACB=40°,
∴∠BCN=∠ACB,
∵∠CBM=∠ABC=70°,BC=BC,
∴△BCN≌△BCAASA,
∴BN=AB,
故选:D
【点睛】此题主要考查了全等三角形的判定,关键是掌握全等三角形的判定方法:SSS、SAS、ASA、AAS、HL.
【变式5-3】(2023春·全国·八年级专题练习)某同学根据数学知识原理制作了如图所示的一个测量工具----拐尺,其中O为AB的中点,CA⊥AB,BD⊥AB,CA=BD,现要测量一透明隔离房间的深度,如何使用此测量工具,说明理由.
【答案】理由见解析.
【分析】使AC与房间内壁在一条直线上,且C与一端点接触,然后人在BD的延长线上移动至F,使F、O、E三点正好在一条直线上,记下F点,这时量出DF长,即为房间深度CE.通过证△EAO≌△FBO,可得BF=AE,则BF-BD=AE-AC,即DF=CE.
【详解】解:如图,使AC与房间内壁在一条直线上,且C与一端点接触,然后人在BD的延长线上移动至F,使F,O,E三点正好在一条直线上,记下F点,这时量出DF长,即为房间深度CE.理由如下:由∠A=∠B=90°,OA=OB,∠EOA=∠FOB,
∴△EAO≌△FBO,
得BF=AE,
则BF-BD=AE-AC,即DF=CE.
【点睛】本题考核知识点:全等三角形判定的应用. 解题关键点:构造全等三角形.
【题型6 作辅助线构造全等三角形证明线段间的和差倍分关系】
【例6】(2023·江苏·八年级假期作业)如图,在△ABC中,∠B=60°,△ABC的角平分线AD、CE相交于点O,求证:AE+CD=AC.
【答案】证明见解析
【分析】根据三角形内角和定理和角平分线的定义,得到∠AOC=120°,∠AOE=∠COD=60°,在AC上截取AF=AE,连接OF,分别证明△AOE≌△AOFSAS,△COD≌△COFASA,得到CD=CF,即可证明结论.
【详解】证明:∵∠B=60°,
∴∠BAC+∠ACB=180°−∠B=120°,
∵ AD、CE分别平分∠BAC、∠ACB,
∴∠OAC=∠OAB=12∠BAC,∠OCA=∠OCB=12∠ACB,
∴∠OAC+∠OCA=12∠BAC+12∠ACB=12∠BAC+∠ACB=60°,
∴∠AOC=120°,
∴∠AOE=∠COD=180°−∠AOC=60°,
如图,在AC上截取AF=AE,连接OF,
在△AOE和△AOF中,
AE=AF∠OAE=∠OAFAO=AO,
∴△AOE≌△AOFSAS,
∴∠AOE=∠AOF=60°,
∴∠COF=∠AOC−∠AOF=120°−60°=60°,
∵∠COD=60°,
∴∠COD=∠COF,
在△COD和△COF中,
∠OCD=∠OCFCO=CO∠COD=∠COF,
∴△COD≌△COFASA,
∴CD=CF,
∵AF=AE,
∴AF+CF=AE+CD=AC.
【点睛】本题考查了全等三角形的判定和性质,三角形内角和定理,角平分线的定义,做辅助线构造全等三角形是解题关键.
【变式6-1】(2023春·全国·八年级专题练习)如图,在梯形ABCD中,AD∥BC,AE平分∠BAD,BE平分∠ABC,且AE、BE交CD于点E.试说明AD=AB﹣BC的理由.
【答案】见解析
【分析】在AB上找到F使得AF=AD,易证△AEF≌△AED,可得AF=AD,∠AFE=∠D,根据平行线性质可证∠C=∠BFE,即可证明△BEC≌△BEF,可得BF=BC,即可解题.
【详解】证明:在AB上找到F使得AF=AD,
∵AE平分∠BAD,
∴∠EAD=∠EAF,
∵在△AEF和△AED中,
AD=AF∠EAD=∠EAFAE=AE,
∴△AEF≌△AED,(SAS)
∴AF=AD,∠AFE=∠D,
∵AD∥BC,
∴∠D+∠C=180°,
∵∠AFE+∠BFE=180°
∴∠C=∠BFE,
∵BE平分∠BAD,
∴∠FBE=∠C,
∵在△BEC和△BEF中,
∠BFE=∠C∠FBE=∠CBEBE=BE,
∴△BEC≌△BEF,(AAS)
∴BF=BC,
∵AB=AF+BF,
∴AB=AD+BC,
即AD=AB﹣BC.
【点睛】本题考查了全等三角形的判定,考查了全等三角形对应边、对应角相等的性质,本题中求证△AEF≌△AED和△BEC≌△BEF是解题的关键.
【变式6-2】(2023春·八年级单元测试)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,点D是AB的中点,小明发现,用已学过的“倍长中线”加倍构造全等,就可以测量CD与AB数量关系.请根据小明的思路,写出CD与AB的数景关系,并证明这个结论.
【答案】CD=12AB,证明过程详见解析
【分析】延长CD到点E,使ED=CD,连接BE,根据全等三角形的判定和性质即可求解.
【详解】解:CD=12AB,证明:如图,延长CD到点E,使ED=CD,连接BE,
在△BDE和△ADC中,
BD=AD∠BDE=∠ADCED=CD
∴△BDE≌△ADC(SAS),
∴EB=AC,∠DBE=∠A,
∴BE∥AC,
∵∠ACB=90°,
∴∠EBC=180°-∠ACB=90°,
∴∠EBC=∠ACB,
在△ECB和△ABC中,
EB=AC∠EBC=∠ACBCB=BC
∴△ECB≌△ABC(SAS),
∴EC=AB,
∴CD=12EC=12AB.
【点睛】本题考查了全等三角形的判定和性质,解决本题的关键是正确的作出辅助线.
【变式6-3】(2023春·八年级课时练习)如图,在四边形OACB中,CE⊥OA于E,∠1=∠2,CA=CB.求证:∠3+∠4=180°;OA+OB=2OE.
【答案】详见解析
【分析】过点C向OA、OB作垂线,构建全等三角形,继而根据平角定义以及线段的和差即可证得结论.
【详解】如图,过点C作CF⊥OB与点F,则∠F=∠CEO=90°,
∵∠1=∠2,OC=OC,
∴ΔFOC≅ΔEOC,
∴CE=CF,OE=OF,
∵CA=CB,∠CEA=∠CFB=90°,
∴RtΔCAE≅Rt△CBFHL,
∴∠4=∠CBF,AE=BF,
∵∠3+∠CBF=180°,∴∠3+∠4=180°,
∴OA+OB=OE+AE+OF−BF=OE+OF=2OE.
【点睛】本题考查了全等三角形的判定与性质,正确添加辅助线构建全等三角形是解题的关键.
【题型7 与三角形全等有关的动点探究题】
【例7】(2023春·山东德州·八年级校考期中)如图,已知长方形ABCD的边长AB=20cm,BC=16cm,点E在边AB上,AE=6cm,如果点P从点B出发在线段BC上向点C运动,同时,点Q在线段DC上从点D向点C运动,已知点P的运动速度是2cm/s,则经过______s,△BPE与△CQP全等.
【答案】1或4
【分析】分两种情况:①当EB=PC时,△BPE≅△CQP,②当BP=CP时,△BEP≅CQP,进而求出即可.
【详解】解:设运动的为ts,分两种情况:
①当EB=PC,BP=QC时,△BPE≅△CQP,
∵AB=20cm,AE=6cm,
∴EB=14cm,
∴PC=14cm,
∵BC=16cm,
∴BP=2cm,
∴QC=2cm,
∵点P从点B出发在线段BC上以2cm/s的速度向点C运动,
∴t=2÷2=1(s),此时点Q的运动速度为2÷1=2(cm/s);
②当BP=CP,BE=QC=14cm时,△BEP≅CQP,
由题意得:2t=16−2t,
解得:t=4(s),此时点Q的运动速度为14÷4=3.5(cm/s);
综上,点P经过1或4s时;△BPE与△CQP全等.
故答案为:1或4.
【点睛】此题主要考查了全等三角形的判定和性质等知识,关键是掌握两个三角形全等的判定和性质.
【变式7-1】(2023春·河南许昌·八年级统考期末)如图,CA⊥AB,垂足为点A,AB=24cm,AC=12cm,射线BM⊥AB,垂足为点B,一动点E从A点出发以3cm/s沿射线AN运动,点D为射线BM上一动点,随着E点运动而运动,且始终保持ED=CB,当点E经过( )秒时,△DEB与△BCA全等.(注:点E与A不重合)
A.4B.4、12C.4、8、12D.4、12、16
【答案】D
【分析】设点E经过t秒时,△DEB与△BCA全等;由斜边ED=CB,分类讨论BE=AC或BE=AB时的情况,求出t的值即可.
【详解】解:设点E经过t秒时,△DEB与△BCA全等;此时AE=3tcm,
分情况讨论:
(1)当点E在点B的左侧时,△DEB≌△BCA,则BE=AC,
∴24−3t=12,
∴t=4;
(2)当点E在点B的右侧时,
①△DEB≌△BCA,BE=AC时,3t=24+12,
∴t=12;
②△EDB≌△BCA,BE=AB时,3t=24+24,
∴t=16.
综上所述,点E经过4、12、16秒时,△DEB与△BCA全等.
故选:D.
【点睛】本题考查了全等三角形的判定方法;分类讨论各种情况下的三角形全等是解决问题的关键.
【变式7-2】(2023春·甘肃定西·八年级校考期末)如图所示,在△ABC中,∠ABC=68°,BD平分∠ABC,P为线段BD上一动点,Q为 边AB上一动点,当AP+PQ的值最小时,∠APB的度数是( )
A.118°B.125°C.136°D.124°
【答案】D
【分析】先在BC上截取BE=BQ,连接PE,证明△PBQ≌△PBESAS,得出PE=PQ,说明AP+PQ=AP+PE,找出当A、P、E在同一直线上,且AE⊥BC时,AP+PE最小,即AP+PQ最小,过点A作AE⊥BC于点E,交BD于点P,根据三角形外角的性质可得答案.
【详解】解:在BC上截取BE=BQ,连接PE,如图:
∵BD平分∠ABC,∠ABC=68°,
∴∠ABD=∠CBD=12∠ABC=34°,
∵BP=BP,
∴△PBQ≌△PBESAS,
∴PE=PQ,
∴AP+PQ=AP+PE,
∴当A、P、E在同一直线上,且AE⊥BC时,AP+PE最小,即AP+PQ最小,过点A作AE⊥BC于点E,交BD于点P,如图:
∵∠AEB=90°,∠CBD=34°,
∴∠APB=∠AEB+∠CBD=124°.
故选:D.
【点睛】本题主要考查了角平分线的定义,三角形全等的判定和性质,垂线段最短,三角形内角和定理与三角形的外角的性质,解题的关键是找出使AP+PQ最小时点P的位置.
【变式7-3】(2023春·八年级单元测试)如图,在△ABC中,AD为高,AC=12.点E为AC上的一点,使CE=12AE,连接BE,交AD于O,若△BDO≌△ADC.
备用图
(1)求∠BEC的度数;
(2)有一动点Q从点A出发沿射线AC以每秒8个单位长度的速度运动,设点Q的运动时间为t秒,是否存在t的值,使得△BOQ的面积为24?若存在,请求出t的值;若不存在,请说明理由;
(3)在(2)条件下,动点P从点O出发沿线段OB以每秒2个单位长度的速度向终点B运动,P、Q两点同时出发,当点P到达点B时,P、Q两点同时停止运动,设运动时间为t秒,点F是直线BC上一点,且CF=AO.当△AOP与△FCQ全等时,求t的值.
【答案】(1)90°
(2)存在,t=12或t=32
(3)65或2
【分析】(1)根据全等三角形的性质得到∠OBD=∠CAD,利用三角形内角和得到∠AEO=∠ODB=90°即可;
(2)根据全等三角形的性质求出AE=8,CE=4,分两种情况:① 当0
(3)由△BDO≌△ADC得到∠BOD=∠ACD,①当点F在线段BC延长线上时,如图3,当OP=CQ时,△AOP≌△FCQ(SAS),得到2t=12﹣8t,求解即可;②当点F在线段BC上时,如图4,当OP=CQ时,△AOP≌△FCQ(SAS),列得2t=8t﹣12,计算即可.
【详解】(1)∵在△ABC中,AD为高,
∴∠ODB=90°,
又∵△BDO≌△ADC,
∴∠OBD=∠CAD,
在△AOE与△OBD中
∵∠OBD=∠CAD,∠BOD=∠AOE,
∴∠AEO=∠ODB=90°,
∴ ∠BEC=180°-∠AEO= 90° ;
(2)∵ △BDO≌△ADC,AC=12,
∴BO=AC=12,
∵ AC=12,CE=12AE,
∴ AE=8,CE=4,
① 当0
解得t=12;
② 当t>1时,Q在射线EC上,
∴ S △BOQ =12BO×QE= 12×12 ×(8t-8) =24,
解得t=32;
∴存在,t=12或t=32;
(3)∵△BDO≌△ADC,
∴∠BOD=∠ACD,
①当点F在线段BC延长线上时,如图3,
∵∠BOD=∠ACD,
∴∠AOP=∠ACF,
∵AO=CF,
∴当OP=CQ时,△AOP≌△FCQ(SAS),
此时,2t=12﹣8t,
解得:t=65;
②当点F在线段BC上时,如图4,
∵∠BOD=∠ACD,
∴∠AOP=∠FCQ,
∵AO=CF,
∴当OP=CQ时,△AOP≌△FCQ(SAS),
此时,2t=8t﹣12,
解得:t=2;
综上所述,当△AOP与△FCQ全等时,t的值为65或2.
【点睛】此题考查了全等三角形的性质和判定,图形与动点问题,熟练掌握全等三角形的性质并应用是解题的关键,解题中还需注意运用分类思想解决问题.
【题型8 与三角形全等有关的线段或角之间的规律的探究题】
【例8】(2023春·黑龙江齐齐哈尔·八年级统考期末)阅读下面的题目及分析过程,并按要求进行证明.
已知:如图,点E是BC的中点,点A在DE上,且∠BAE=∠CDE.
求证:AB=CD.
分析:证明两条线段相等,常用的方法是应用全等三角形或等腰三角形的判定和性质,观察本题中要证明的两条线段,它们不在同一个三角形中,且它们分别所在的两个三角形也不全等,因此,要证AB=CD,必须添加适当的辅助线,构造全等三角形或等腰三角形.
(1)现给出如下两种添加辅助线的方法,请任意选出其中一种,对原题进行证明.
①如图1,延长DE到点F,使EF=DE,连接BF;
②如图2,分别过点B、C作BF⊥DE,CG⊥DE,垂足分别为点F,G.
(2)请你在图3中添加不同于上述的辅助线,并对原题进行证明.
【答案】(1)①见解析;②见解析;(2)见解析;
【分析】(1)①如图1,延长DE到点F,使EF=DE,连接BF,△BEF≌△CED,∠BAE=∠F, AB=CD;
②如图2,分别过点B、C作BF⊥DE,CG⊥DE,垂足分别为点F,G,△BEF≌△CEG
△BAF≌△CDG,AB=CD;
(2)如图3,过C点作CM∥AB,交DE的延长线于点M,则∠BAE=∠EMC,△BAE≌△CFE(AAS),∠F=∠EDC,CF=CD,AB=CD;
【详解】(1)①如图1,
延长DE到点F,使EF=DE,连接BF,
∵点E是BC的中点,∴BE=CE,
在△BEF和△CED中,
BE=CE∠BEF=∠CEDEF=ED ,
∴△BEF≌△CED(SAS),∴BF=CD,∠F=∠CDE,
∵∠BAE=∠CDE,∴∠BAE=∠F,
∴AB=BF,∴AB=CD;
②如图2,
分别过点B、C作BF⊥DE,CG⊥DE,垂足分别为点F,G,
∴∠F=∠CGE=∠CGD=90°,
∵点E是BC的中点,∴BE=CE,
在△BEF和△CEG中,
∠F=∠CGF=90°∠BEF=∠CEGBE=CE ,
∴△BEF≌△CEG(AAS),∴BF=CG,
在△BAF和△CDG中,
∠BAE=∠CDE∠F=∠CGD=90°BF=CG,
∴△BAF≌△CDG(AAS),
∴AB=CD;
(2)如图3,
过C点作CM∥AB,交DE的延长线于点M,
则∠BAE=∠EMC,
∵E是BC中点,
∴BE=CE,
在△BAE和△CME中,
∠BAE=∠CME∠BEA=∠CEMBE=CE,
∴△BAE≌△CFE(AAS),∴CF=AB,∠BAE=∠F,
∵∠BAE=∠EDC,
∴∠F=∠EDC,∴CF=CD,∴AB=CD.
【点睛】本题主要考查了全等三角形的判定和性质,对顶角相等,平行线的性质,构造出全等三角形是解本题的关键.
【变式8-1】(2023春·江苏·八年级专题练习)问题发现:如图1,已知C为线段AB上一点,分别以线段AC,BC为直角边作等腰直角三角形,∠ACD=90°,CA=CD,CB=CE,连接AE,BD,线段AE,BD之间的数量关系为______;位置关系为_______.
拓展探究:如图2,把Rt△ACD绕点C逆时针旋转,线段AE,BD交于点F,则AE与BD之间的关系是否仍然成立?请说明理由.
【答案】问题发现:AE=BD,AE⊥BD;拓展探究:成立,理由见解析
【分析】问题发现:根据题目条件证△ACE≌△DCB,再根据全等三角形的性质即可得出答案;
拓展探究:用SAS证ΔACE≅ΔDCB,根据全等三角形的性质即可证得.
【详解】解:问题发现:延长BD,交AE于点F,如图所示:
∵∠ACD=90°,
∴∠ACE=∠DCB=90°,
又∵CA=CD,CB=CE,
∴ΔACE≅ΔDCB(SAS),
∴AE=ED,∠CAE=∠CDB,
∵∠CDB+∠CBD=90°,
∴∠CAE+∠CBD=90°,
∴∠AFD=90°,
∴AF⊥FB,
∴AE⊥BD,
故答案为:AE=BD,AE⊥BD;
拓展探究:成立.
理由如下:设CE与BD相交于点G,如图1所示:
∵∠ACD=∠BCE=90°,
∴∠ACE=∠BCD,
又∵CB=CE,AC=CD,
∴ΔACE≅ΔDCB(SAS),
∴AE=BD,∠AEC=∠DBC,
∵∠CBD+∠CGB=90°,
∴∠AEC+∠EGF=90°,
∴∠AFB=90°,
∴BD⊥AE,
即AE=BD,AE⊥BD依然成立.
【点睛】本题考查全等三角形的判定和性质,三角形三边关系,手拉手模型,熟练掌握全等三角形的判定和手拉手模型是解决本题的关键.
【变式8-2】(2023春·浙江·八年级专题练习)(1)阅读理解:如图1,在△ABC中,若AB=10,AC=6.求BC边上的中线AD的取值范围.解决此问题可以用如下方法:延长AD到点E,使DE=AD,再连接BE(或将△ACD绕着点D逆时针旋转180°得到△EBD),把AB,AC,2AD集中在△ABE中,利用三角形三边的关系即可判断中线AD的取值范围是______;
(2)问题解决:如图2,在△ABC中,D是BC边上的中点,DE⊥DF于点D,DE交AB于点E,DF交AC于点F,连接EF,求证:BE+CF>EF;
(3)问题拓展:如图3,在四边形ABCD中,∠B+∠D=180°,CB=CD,∠BCD=140°,以C为顶点作一个70°角,角的两边分别交AB,AD于E,F两点,连接EF,探索线段BE,DF,EF之间的数量关系,并加以证明.
【答案】(1)2
(2)延长FD至点M,使DM=DF,连接BM,EM,同(1)得,△BMD≌Δ△CFD(SAS),证明△EDM≌△EDF(SAS)在ΔBME中,由三角形的三边关系得BE+BM>EM,即可得证;
(3)延长AB至点N,使BN=DF,连接CN,证明△NBC≌△FDC(SAS),△NCE≌△FCE(SAS),根据求的三角形的性质即可得证.
【详解】(1)解:延长AD至E,使DE=AD,连接BE,如图①所示:
∵AD是BC边上的中线,
∴BD=CD,
在△BDE和△CDA中,
BD=CD∠BDE=∠CDADE=AD
∴△BDE≌△CDA(SAS),
∴BE=AC=6,
在△ABE中,由三角形的三边关系得:AB−BE
同(1)得,△BMD≌Δ△CFD(SAS),
∴BM=CF
∵DE⊥DF,DM=DF,DE=DE
∴△EDM≌△EDF(SAS),
∴EM=EF
在ΔBME中,由三角形的三边关系得BE+BM>EM,
∴BE+CF>EF
(3)BE+DF=EF
证明如下:
延长AB至点N,使BN=DF,连接CN,如图所示
∵∠ABC+∠D=180°,∠NBC+∠ABC=180°
∴∠NBC=∠D
在△NBC和△FDC中,
BN=DF∠NBC=∠DBC=DC,
∴△NBC≌△FDC(SAS)
∴CN=CF,∠NCB=∠FCD
∵∠BCD=140°,∠ECF=70°
∴∠BCE+∠FCD=70°,∴∠ECN=70°=∠ECF
在△NCE和△FCE中,
CM=CF∠ECN=∠ECFBC=DC
∴△NCE≌△FCE(SAS),
∴EN=EF.
∵BE+BN=EN,
∴BE+DF=EF
【点睛】本题考查全等三角形的判定及性质、三角形三边关系、角的和差等,解答此题的关键是作出辅助线,构造出与图①中结构相关的图形.
【变式8-3】(2023春·黑龙江齐齐哈尔·八年级校考阶段练习)在学习全等三角形知识时、教学兴趣小组发现这样一个模型:它是由两个共顶点且顶角相等的等腰三角形构成.在相对位置变化的同时,始终存在一对全等三角形.通过资料查询,他们得知这种模型称为“手拉手模型” 兴趣小组进行了如下探究:
(1)如图1,两个等腰三角形△ABC和△ADE中,AB=AC,AE=AD,∠BAC=∠DAE,连接BD、CE、如果把小等腰三角形的腰长看作小手,大等腰三角形的腰长看作大手,两个等腰三角形有公共顶点,类似大手拉着小手,这个就是“手拉手模型”,在这个模型中,和△ADB全等的三角形是 ,此时BD和CE的数量关系是 ;
(2)如图2,两个等腰直角三角形△ABC和△ADE中,AB=AC,AE=AD,∠BAC=∠DAE=90°,连接BD,CE,两线交于点P,请判断线段BD和CE的数量关系和位置关系,并说明理由;
(3)如图3,已知△ABC,请完成作图:以AB、AC为边分别向△ABC外作等边△ABD和等边△ACE(等边三角形三条边相等,三个角都等于60°),连接BE,CD,两线交于点P,并直接写出线段BE和CD的数量关系及∠PBC+∠PCB的度数.
【答案】(1)△AEC,BD=CE;(2)BD=CE且BD⊥CE,理由见解析;(3)作图见解析,BE=CD,∠PBC+∠PCB=60°.
【分析】(1)根据SAS证明两个三角形全等即可证明;
(2)通过条件证明△DAB≌△EAC(SAS),得到∠DBC+∠ECB=90°,即可证明BD⊥CE,从而得到结果;
(3)根据已知条件证明△DAC≌△BAE(SAS),即可得到结论.
【详解】解:(1)∵AB=AC,AE=AD,∠BAC=∠DAE,
∴∠DAE+∠EAB=∠BAC+∠EAB,
即∠DAB=∠EAC,
∴△ADB≌△AEC(SAS),
∴BD=CE;
(2)BD=CE且BD⊥CE;
理由如下:因为∠DAE=∠BAC=90°,如图2.
所以∠DAE+∠BAE=∠BAC+∠BAE.
所以∠DAB=∠EAC.
在△DAB和△EAC中,
AD=AE∠DAB=∠EACAB=AC,
所以△DAB≌△EAC(SAS).
所以BD=CE,∠DBA=∠ECA.
因为∠ECA+∠ECB+∠ABC=90°,
所以∠DBA+∠ECB+∠ABC=90°.
即∠DBC+∠ECB=90°.
所以∠BPC=180°-(∠DBC+∠ECB)=90°.
所以BD⊥CE.
综上所述:BD=CE且BD⊥CE.
(3)如图3所示,BE=CD,∠PBC+∠PCB=60°.
由图可知∠DAB=∠EAC=60°,AD=AB,AE=AC,
∴∠DAB+∠BAC=∠EAC+∠BAC,
即∠DAC=∠BAE,
∴△DAC≌△BAE(SAS),
∴BE=CD,∠ABE=∠ADC,
又∵∠BDA=60°,
∴∠ADC+∠BDC=∠ABE+∠BDC=60°,
∴∠BPC=∠ABP+∠BDC+∠DBA=120°,
∴∠PBC+∠PCB=60°.
【点睛】本题主要考查了全等三角形的知识点应用,准确分析图形是解题的关键.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
轮次
行动者
添加条件
1
甲
AB=A'B'=2cm
2
乙
∠A=∠A'=35°
3
甲
…
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
轮次
行动者
添加条件
1
甲
AB=A'B'=2cm
2
乙
∠A=∠A'=35°
3
甲
…
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