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数学八年级上册12.2 三角形全等的判定当堂检测题
展开TOC \ "1-3" \h \u
\l "_Tc4515" 【题型1 添加条件使三角形全等】 PAGEREF _Tc4515 \h 1
\l "_Tc20754" 【题型2 确定全等三角形的对数】 PAGEREF _Tc20754 \h 2
\l "_Tc22480" 【题型3 网格中确定全等三角形】 PAGEREF _Tc22480 \h 3
\l "_Tc9960" 【题型4 灵活选用判定方法证明全等】 PAGEREF _Tc9960 \h 5
\l "_Tc14424" 【题型5 多次证全等求解或证明结论】 PAGEREF _Tc14424 \h 6
\l "_Tc19920" 【题型6 由全等三角形的判定与性质确定线段之间的关系】 PAGEREF _Tc19920 \h 7
\l "_Tc7750" 【题型7 全等三角形的动态问题】 PAGEREF _Tc7750 \h 9
\l "_Tc28599" 【题型8 全等三角形的应用】 PAGEREF _Tc28599 \h 10
知识点:全等三角形的判定
判定两个三角形全等常用的思路方法如下:
【题型1 添加条件使三角形全等】
【例1】(23-24八年级·山东东营·期中)如图,在△ABC和△CDE中,点B、D、C在同一直线上,已知∠ACB=∠E,AC=CE,添加以下条件后,仍不能判定△ABC≌△CDE的是( )
A.∠A=∠DCEB.AB∥DEC.BC=DED.AB=CD
【变式1-1】(23-24八年级·河南信阳·期中)在△ABC和△A'B'C'中,∠C=∠C',有下列条件:①AB=A'B';②BC=B'C';③AC=A'C';④∠A=∠A';⑤∠B=∠B'.请你从中选择两个条件: ,使△ABC≌△A'B'C',你判断它们全等的根据是 .
【变式1-2】(23-24八年级·江苏徐州·期中)如图,已知AD=AE,∠1=∠2,要使△ABD≌△ACE,则需要添加的条件是 .(写一个即可)
【变式1-3】(23-24八年级·湖北襄阳·期末)如图,点B、E、C、F四点在一条直线上,∠A=∠D,AB//DE,老师说:再添加一个条件就可以使△ABC≌△DEF.下面是课堂上三个同学的发言,甲说:添加AB=DE;乙说:添加AC//DF;丙说:添加BE=CF.
(1)甲、乙、丙三个同学说法正确的是________;
(2)请你从正确的说法中选择一种,给出你的证明.
【题型2 确定全等三角形的对数】
【例2】(23-24八年级·河南信阳·期中)如图,在△ABC中,AC=BC,CD=CE,连接BE、AD相交于点O,连接OC,则图中共有全等三角形( )
A.5对B.4对C.3对D.2对
【变式2-1】(23-24八年级·河南南阳·期末)如图,AB=AC,BD⊥AC于D,CE⊥AB于E.BD与CE交于O,连接AO,则图中共有全等的三角形的对数为( )
A.1对B.2对C.3对D.4对
【变式2-2】(23-24八年级·广东深圳·期中)如图,AB∥CD,BC∥AD,BE=DF,图中全等的三角形的对数是( )
A.4B.5C.6D.7
【变式2-3】(23-24八年级·重庆渝北·期末)如图(1),已知AB=AC,D为∠BAC的角平分线上一点,连接BD,CD;如图(2),已知AB=AC,D,E为∠BAC的角平分线上两点,连接BD,CD,BE,CE;如图(3),已知AB=AC,D,E,F为∠BAC的角平分线上三点,连接BD,CD,BE,CE,BF,CF;……,依此规律,第6个图形中有全等三角形的对数是( )
A.21B.11C.6D.42
【题型3 网格中确定全等三角形】
【例3】(23-24八年级·湖北武汉·阶段练习)如图,方格中△ABC的3个顶点分别在正万形的顶点(格点上),这样的三角形叫格点三角形,图中与△ABC(不含△ABC)全等的格点三角形共有( )个
A.4B.5C.8D.7
【变式3-1】(23-24八年级·湖北武汉·阶段练习)如图是5×5的正方形网格,△ABC的顶点都在小正方形的顶点上,像△ABC这样的三角形叫做格点三角形,画与△ABC只有一条公共边且全等的格点三角形,在该网格中这样的格点三角形(不与△ABC重合)最多可以画出 个.
【变式3-2】(23-24八年级·河北廊坊·期末)在方格纸中,每个小方格的顶点叫做格点,以格点的连线为边的三角形叫做格点三角形,解决下列问题.
(1)如图1,以点D和点E为两个顶点作格点三角形,使所作的格点三角形与△ABC全等,那么这样的格点三角形最多可以画出 个;
(2)如图2,∠1+∠2= .
【变式3-3】(23-24八年级·宁夏吴忠·期中)如图,△ABC是格点三角形(顶点在网格线的交点上),请在下列每个方格纸上按要求画一个与△ABC全等的格点三角形.
(1)在图①中所画三角形与△ABC有一条公共边AB;
(2)在图②中所画三角形与△ABC有一个公共角C;
(3)在图③中所画三角形与△ABC有且只有一个公共顶点A.
【题型4 灵活选用判定方法证明全等】
【例4】(23-24八年级·山东青岛·期中)如图, AC⊥BC,BD⊥AD,AD=BC.求证:BD=AC.
以下是合作小组三名同学关于此题的讨论:
小丽说:“我可以根据全等三角形的判定定理‘AAS’证明两个三角形全等,从而得到BD=AC.”
小颖说:“我可以根据直角三角形全等的判定定理‘HL’证明两个三角形全等,从而得到BD=AC.”
小雨说:“我可以根据三角形的面积相等,来证明BD=AC.”
看了他们的讨论,你一定也有了自己的主意,请写出你的证明.
【变式4-1】(23-24八年级·河南郑州·期末)下列所给的四组条件中,能作出唯一三角形的是( )
A.∠A=∠B=∠C=60°B.AB=1cm,AC=4cm,BC=5cm
C.AB=5cm,AC=6m,∠C=30°D.BC=3cm,AC=5cm,∠C=60°
【变式4-2】(23-24八年级·河南郑州·期末)已知△ABC的三个内角三条边长如图所示,则甲、乙、丙三个三角形中,和△ABC全等的图形是( )
A.甲和乙B.乙和丙C.只有乙D.只有丙
【变式4-3】(23-24八年级·河北保定·期末)(1)阅读下题及证明过程
已知:如图,D是△ABC的BC边上一点,E是AD上一点,EB=EC,∠ABE=∠ACE.
求证:∠BAE=∠CAE.
证明:在△AEB和△AEC中,
因为EB=EC,∠ABE=∠ACE,AE=AE,
所以△AEB≌△AEC………………第一步
所以∠BAE=∠CAE………………第二步
上面的证明过程是否正确?若正确,请写出每一步推理的依据;若不正确,请指出错在哪一步,并写出你认为正确的证明过程.
(2)如果两个锐角三角形的两组边分别相等,且其中一组等边的对角相等,那么这两个三角形全等吗?请说明理由.
【题型5 多次证全等求解或证明结论】
【例5】(23-24八年级·黑龙江哈尔滨·期末)已知:AD是△ABC的角平分线,且AD⊥BC
(1)如图1,求证:AB=AC;
(2)如图2,∠ABC=30°,点E在AD上,连接CE并延长交AB于点F,BG交CA的延长线于点G,且∠ABG=∠ACF,连接FG.
①求证:∠AFG=∠AFC;
②若S△ABG:S△ACF=2:3,且AG=2,求AC的长.
【变式5-1】(23-24八年级·河南洛阳·期末)已知:如图,AB=AC,BD=CE,CD与BE相交于点O,连接OA.
证明:
(1)OC=OB;
(2)OA平分∠CAB.
【变式5-2】(23-24八年级·广西百色·期末)如图,已知,AD⊥BD于点D,CB⊥BD于点B,AB=CD.
(1)求证:AD=CB;
(2)连接AC交BD于点O,试判断OA与OC之间的数量关系,并说明理由.
【变式5-3】(23-24八年级·重庆·期末)如图1,在等边三角形ABC中,点D在BC上,点E在AB上,CE,AD交于点F,CG⊥AD于点G,延长CG交AB于点H,∠HCE=30°.
(1)求证:AE=BD.
(2)如图2,连接BF,若BF⊥CE,求证:点F是AG的中点.
【题型6 由全等三角形的判定与性质确定线段之间的关系】
【例6】(23-24八年级·江西南昌·期末)如图,AD是△ABC的角平分线.
(1)若AB=AC+CD,求证:∠ACB=2∠B;
(2)当∠ACB=2∠B时,AC+CD与AB的数量关系如何?说说你的理由.
【变式6-1】(23-24八年级·广东潮州·阶段练习)在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,直线MN经过点C,且AD⊥MN于D,BE⊥MN于E.
(1)当直线MN绕点C旋转到图1的位置时,求证:
①△ADC≌△CEB;
②DE=AD+BE;
(2)当直线MN绕点C旋转到图2的位置时,AD=5,BE=2,求线段DE的长.
【变式6-2】(23-24八年级·重庆·期末)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,BC
(1)如图1,若∠BAC=40°,且BF=BE,求∠CFE的度数;
(2)如图2,若DE=AC,求证:AB=BF+EF.
【变式6-3】(23-24八年级·重庆·期末)在△ABC中,∠ACB和∠CAB的角平分线CE、AD相交于点G.
(1)若∠B=50°,求∠AGC的度数;
(2)延长CE至点N,过点N作BC的平行线NM交AB于点M,若EG=EM,求证:AC=AE+EN.
【题型7 全等三角形的动态问题】
【例7】(23-24八年级·湖南郴州·期中)如图,已知△ABC中,∠B=∠C,AB=8厘米,BC=6厘米,点D为AB的中点,如果点P在线段BC上以每秒2厘米的速度由B点向C点运动,同时,点Q在线段CA上以每秒a厘米的速度由C点向A点运动,设运动时间为t(秒) (0≤t<3).
(1)用含t的代数式表示PC的长度.
(2)若点P、Q的运动速度相等,经过1秒后,△BPD与△CQP是否全等,请说明理由;
(3)若点P、Q的运动速度不相等,当点Q的运动速度a为多少时,能够使△BPD与△CQP全等?
【变式7-1】(23-24八年级·广东潮州·期中)如图,在矩形ABCD中,AB=10cm,点E在线段AD上,且AE=6cm,动点P在线段AB上,从点A出发以2cm/s的速度向点B运动,同时点Q在线段BC上.以vcm/s的速度由点B向点C运动,当△EAP与△PBQ全等时,v的值为( )
A.2B.4C.4或65D.2或125
【变式7-2】(23-24八年级·湖南郴州·期中)如图,在正方形ABCD中,AB=3cm,延长BC到点E,使CE=1cm,连接DE,动点P从点A出发,以每秒1cm的速度沿AB→BC→CD→DA向终点A运动.设点P的运动时间为t秒,当△PBC和△DCE全等时,t的值为 .
【变式7-3】(23-24八年级·河南郑州·期末)如图,在△ABC中,AD为高线,AC=18.点E为AC上一点,CE=12AE,连接BE,交AD于点O,若△BDO≌△ADC.
(1)猜想线段BO与AC的位置关系,并证明;
(2)若动点Q从点A出发沿射线AE以每秒6个单位长度的速度运动,运动的时间为t秒.
①当点Q在线段AE上时,是否存在t的值,使得△BOQ的面积为27?若存在,请求出t的值;若不存在,请说明理由;
②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,请直接写出t的值.
【题型8 全等三角形的应用】
【例8】(23-24八年级·贵州铜仁·期末)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.
【变式8-1】(23-24八年级·陕西西安·期中)如图,小刚站在河边的点A处,在河对面(小刚的正北方向)的点B处有一电线塔,他想知道电线塔离他有多远,于是他向正西方向走了20步到达一棵树C处,接着再向前走了20步到达D处,然后他左转90°直行,从点D处开始计步,当小刚看到电线塔、树与自己现处的位置E在一条直线时,他恰好走了74步,并且小刚一步大约0.5米.由此小刚估计出了在点A处时他与电线塔的距离,请问他的做法是否合理?若合理,请求出在点A处时他与电线塔的距离;若不合理,请说明理由.
【变式8-2】(23-24八年级·陕西西安·期末)小乐与朋友们周末去游乐园乘坐海盗船游玩,想了解海盗船摆动到最高点位置时的高度.如图,当静止时海盗船位于铅垂线BD上,转轴B到地面的距离BD=10m,在乘坐的过程中,当海盗船静止在点A处时,AC⊥BD,此时测得点A到铅垂线BD的距离AC=5m,当船头从A处摆动到A'处时发现船头处在最高位置处,此时,A'B⊥AB.求点A'到地面的距离.
【变式8-3】(23-24八年级·河南郑州·期末)茗阳阁位于河南省信阳市浉河区茶韵路一号,建成于2007年4月29日,是信阳新建的城市文化与形象的代表建筑之一.设A,B两点分别为茗阳阁底座的两端(其中A,B两点均在地面上).因为A,B两点间的实际距离无法直接测量,某学习小组分别设计出了如下两种方案:甲:如图1,在平地上取一个可以直接到达点A,B的点O,连接AO并延长到点C,连接BO并延长到点D,使CO=AO,DO=BO,连接DC,测出DC的长即可.乙:如图2,先确定直线AB,过点B作BD⊥AB,在点D处用测角仪确定∠1=∠2,射线DC交直线AB于点C,最后测量BC的长即可得线段AB的长.
(1)请用所学知识论证甲、乙两种方案的合理性;
(2)如果让你参与测量,你会选择哪一种方案?请说明理由.
专题12.3 三角形全等的判定(探索篇)【八大题型】
【人教版】
TOC \ "1-3" \h \u
\l "_Tc4515" 【题型1 添加条件使三角形全等】 PAGEREF _Tc4515 \h 2
\l "_Tc20754" 【题型2 确定全等三角形的对数】 PAGEREF _Tc20754 \h 5
\l "_Tc22480" 【题型3 网格中确定全等三角形】 PAGEREF _Tc22480 \h 8
\l "_Tc9960" 【题型4 灵活选用判定方法证明全等】 PAGEREF _Tc9960 \h 12
\l "_Tc14424" 【题型5 多次证全等求解或证明结论】 PAGEREF _Tc14424 \h 18
\l "_Tc19920" 【题型6 由全等三角形的判定与性质确定线段之间的关系】 PAGEREF _Tc19920 \h 24
\l "_Tc7750" 【题型7 全等三角形的动态问题】 PAGEREF _Tc7750 \h 31
\l "_Tc28599" 【题型8 全等三角形的应用】 PAGEREF _Tc28599 \h 37
知识点:全等三角形的判定
判定两个三角形全等常用的思路方法如下:
【题型1 添加条件使三角形全等】
【例1】(23-24八年级·山东东营·期中)如图,在△ABC和△CDE中,点B、D、C在同一直线上,已知∠ACB=∠E,AC=CE,添加以下条件后,仍不能判定△ABC≌△CDE的是( )
A.∠A=∠DCEB.AB∥DEC.BC=DED.AB=CD
【答案】D
【分析】本题考查了全等三角形的判定.将各个选项依次代入题目当中,再根据全等三角形的判定方法依次判断即可.一般三角形全等的判定方法有SAS、ASA、AAS、SSS,注意没有SSA.熟练掌握全等三角形的判定方法是解题的关键.
【详解】解:A、若添加∠A=∠DCE,则可根据ASA证明△ABC≌△CDE,故A选项不符合题意;
B、若添加AB∥DE,则可得∠B=∠EDC,则可根据AAS证明△ABC≌△CDE,故B选项不符合题意;
C、若添加BC=DE,则可根据SAS证明△ABC≌△CDE,故C选项不符合题意;
D、若添加AB=CD,则成了SSA,不能证明△ABC≌△CDE,故D选项符合题意.
故选:D
【变式1-1】(23-24八年级·河南信阳·期中)在△ABC和△A'B'C'中,∠C=∠C',有下列条件:①AB=A'B';②BC=B'C';③AC=A'C';④∠A=∠A';⑤∠B=∠B'.请你从中选择两个条件: ,使△ABC≌△A'B'C',你判断它们全等的根据是 .
【答案】 ②③(答案不唯一) SAS
【分析】本题考查三角形全等的判定方法,根据四个选项所给条件结合判定两个三角形全等的方法SSS、SAS、ASA、AAS分别进行分析即可.
【详解】解:∵∠C=∠C',添加②BC=B'C';③AC=A'C';可利用SAS判定△ABC≌△A'B'C';
添加③AC=A'C';④∠A=∠A',可利用ASA判定△ABC≌△A'B'C';
添加⑤∠B=∠B';③AC=A'C',可利用AAS判定△ABC≌△A'B'C';
故答案为:答案不唯一,如②③;SAS.
【变式1-2】(23-24八年级·江苏徐州·期中)如图,已知AD=AE,∠1=∠2,要使△ABD≌△ACE,则需要添加的条件是 .(写一个即可)
【答案】AB=AC或∠B=∠C或∠ADB=∠E(写一个即可)
【分析】本题考查全等三角形的判定,判定两个三角形全等的一般方法有:SSS、SAS、ASA、AAS、HL.由∠1=∠2,可得∠BAD=∠CAE,再根据题干中的条件,可添加角相等或边相等即可.
【详解】解:添加AB=AC,
∵ ∠1=∠2,
∴∠BAD=∠CAE,
又∵ AB=AC,AD=AE,
∴△ABD≌△ACESAS,
添加∠B=∠C,
∵ ∠1=∠2,
∴∠BAD=∠CAE,
又∵ ∠B=∠C,AD=AE,
∴△ABD≌△ACEAAS,
添加∠ADB=∠E,
∵ ∠1=∠2,
∴∠BAD=∠CAE,
又∵ ∠ADB=∠E,AD=AE,
∴△ABD≌△ACEASA,
故答案为:AB=AC或∠B=∠C或∠ADB=∠E(写一个即可).
【变式1-3】(23-24八年级·湖北襄阳·期末)如图,点B、E、C、F四点在一条直线上,∠A=∠D,AB//DE,老师说:再添加一个条件就可以使△ABC≌△DEF.下面是课堂上三个同学的发言,甲说:添加AB=DE;乙说:添加AC//DF;丙说:添加BE=CF.
(1)甲、乙、丙三个同学说法正确的是________;
(2)请你从正确的说法中选择一种,给出你的证明.
【答案】(1)甲、丙;(2)见详解
【分析】(1)根据平行线的性质,由AB∥DE可得∠B=∠DEC,再加上条件∠A=∠D,只需要添加一个能得出对应边相等的条件,即可证明两个三角形全等,添加AC//DF不能证明△ABC≌△DEF;
(2)添加AB=DE,再由条件AB∥DE可得∠B=∠DEC,然后再利用ASA判定△ABC≌△DEF即可.
【详解】(1)解:∵AB//DE,
∴∠B=∠DEC,
又∵∠A=∠D,
∴添加AB=DE,可得△ABC≌△DEF(ASA);添加BE=CF,可得BC=EF,可得△ABC≌△DEF(AAS)
∴说法正确的是:甲、丙,
故答案为:甲、丙;
(2)选“甲”,理由如下:
证明:∵AB∥DE,
∴∠B=∠DEC,
在△ABC和△DEF中
∠A=∠D∠B=∠DEFAB=DE
∴△ABC≌△DEF(ASA).
【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.
【题型2 确定全等三角形的对数】
【例2】(23-24八年级·河南信阳·期中)如图,在△ABC中,AC=BC,CD=CE,连接BE、AD相交于点O,连接OC,则图中共有全等三角形( )
A.5对B.4对C.3对D.2对
【答案】A
【分析】本题考查全等三角形的判定,根据题中条件,数形结合,利用两个三角形全等的判定定理逐个验证即可得到答案,熟练掌握两个三角形全等的判定定理是解决问题的关键.
【详解】解:①由∠ACB=∠ACB,AC=BC,CD=CE,根据SAS可得△ACD≌△BCE;
∴∠CAD=∠CBE
②由AC=BC,CD=CE可得AE=BD,
由△ACD≌△BCE可得∠CAD=∠CBE,则由∠CAD=∠CBE,∠AOE=∠BOD,AE=BD,根据AAS可得△AOE≌△BOD;
③由△AOE≌△BOD可得OD=OE,则由OD=OE,OC=OC,CD=CE,根据SSS可得△COE≌△COD;
④由△AOE≌△BOD可得OA=OB,则由OA=OB,AC=BC,CO=CO,根据SSS可得△ACO≌△BCO;
⑤由△ACD≌△BCE可得AD=BE;由AC=BC,CD=CE可得AE=BD;AB=AB;根据SSS可得△AEB≌△BDA;
综上所述,图中共有全等三角形5对,
故选:A.
【变式2-1】(23-24八年级·河南南阳·期末)如图,AB=AC,BD⊥AC于D,CE⊥AB于E.BD与CE交于O,连接AO,则图中共有全等的三角形的对数为( )
A.1对B.2对C.3对D.4对
【答案】D
【分析】根据AB=AC,BD⊥AC于D,CE⊥AB于E,∠CAE=∠BAD,可证明△CAE≌△BAD,得出AD=AE,∠C=∠B,根据AAS可证明△DCO≌△EBO,得出CO=BO,利用SSS证得△ACO≌△ABO,利用HL证得△DAO≌△EAO,由此得出共有全等的三角形的对数为4对.
【详解】解:由题意可得△CAE≌△BAD,△DCO≌△EBO,△ACO≌△ABO,△DAO≌△EAO共4对三角形全等.
故选:D.
【点睛】本题考查了全等三角形的判定,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2-2】(23-24八年级·广东深圳·期中)如图,AB∥CD,BC∥AD,BE=DF,图中全等的三角形的对数是( )
A.4B.5C.6D.7
【答案】C
【分析】根据全等三角形得判定定理,依次证明三角形全等,即可求解.
【详解】解:∵AB∥CD,BC∥AD,
∴∠ABD=∠CDB,∠ADB=∠CBD,
在△ABD与△CDB中,
∠ABD=∠CDBBD=DB∠ADB=∠CBD,
∴△ABD≌△CDBASA,
∴AD=BC,AB=CD,
在△ABE与△CDF中,
AB=CD∠ABE=∠CDFBE=DF,
∴△ABE≌△CDFSAS,
∴AE=CF,
∵BE=DF,
∴BE+EF=DF+EF,
∴BF=DE,
在△ADE与△CBF中,
AD=CBDE=BFAE=CF
∴△ADE≌△CBFSSS,
同理可得△ABF≌△CDE,
△ADF≌CBE,
△AEF≌△CFE,
即6对全等三角形.
故选:C.
【点睛】本题考查了全等三角形的判定,能正确根据定理进行推论是解题的关键.
【变式2-3】(23-24八年级·重庆渝北·期末)如图(1),已知AB=AC,D为∠BAC的角平分线上一点,连接BD,CD;如图(2),已知AB=AC,D,E为∠BAC的角平分线上两点,连接BD,CD,BE,CE;如图(3),已知AB=AC,D,E,F为∠BAC的角平分线上三点,连接BD,CD,BE,CE,BF,CF;……,依此规律,第6个图形中有全等三角形的对数是( )
A.21B.11C.6D.42
【答案】A
【分析】设第n个图形中有an(n为正整数)个全等三角形,根据各图形中全等三角形对数的变化可找出变化规律“an=n(n+1)2(n为正整数)”,再代入n=6即可求出结论.
【详解】解:设第n个图形中有an(n为正整数)个全等三角形.
图(1),在△ABD和△ACD中,
AB=AC∠BAD=∠CADAD=AD,
∴△ABD≌△ACD(SAS),
∴a1=1;
同理,可得:a2=3=1+2,a3=6=1+2+3,a4=10=1+2+3+4,…,
∴an=1+2+3+…+n=n(n+1)2(n为正整数),
∴a6=6×(6+1)2=21.
故选:A.
【点睛】本题考查了全等三角形的判定以及规律型:图形的变化类,根据各图形中全等三角形对数的变化,找出变化规律“an=n(n+1)2(n为正整数)”是解题的关键.
【题型3 网格中确定全等三角形】
【例3】(23-24八年级·湖北武汉·阶段练习)如图,方格中△ABC的3个顶点分别在正万形的顶点(格点上),这样的三角形叫格点三角形,图中与△ABC(不含△ABC)全等的格点三角形共有( )个
A.4B.5C.8D.7
【答案】D
【分析】
本题考查全等三角形的判定,根据全等三角形的判定方法,结合网格的特点,画出图形,即可得出结果.
【详解】解:如图所示以正方形一边为三角形的边都可作两个全等的三角形,
所以共有8个全等三角形,除去△ABC外有7个与△ABC全等的三角形.即:
故选D.
【变式3-1】(23-24八年级·湖北武汉·阶段练习)如图是5×5的正方形网格,△ABC的顶点都在小正方形的顶点上,像△ABC这样的三角形叫做格点三角形,画与△ABC只有一条公共边且全等的格点三角形,在该网格中这样的格点三角形(不与△ABC重合)最多可以画出 个.
【答案】6
【分析】本题考查了全等三角形、格点三角形的定义,可以以BC为公共边和以AB为公共边分别画出3个三角形,以AC为公共边不可以画出三角形,即可得出答案,采用数形结合的思想是解此题的关键.
【详解】解:如图所示:
,
以BC为公共边可以画出△BDC、△BEC、△BFC三个三角形,
以AB为公共边可以画出△ABG、△ABM、△ABH三个三角形,
故可以画出6个,
故答案为:6.
【变式3-2】(23-24八年级·河北廊坊·期末)在方格纸中,每个小方格的顶点叫做格点,以格点的连线为边的三角形叫做格点三角形,解决下列问题.
(1)如图1,以点D和点E为两个顶点作格点三角形,使所作的格点三角形与△ABC全等,那么这样的格点三角形最多可以画出 个;
(2)如图2,∠1+∠2= .
【答案】 4 45°/45度
【分析】(1)观察图形可知:DE与AC是对应边,B点的对应点在DE上方两个,在DE下方两个共有4个满足要求的点,也就有四个全等三角形;
(2)由图可知∠1=∠3,∠2+∠3=45°,从而可得结论.
【详解】解:(1)根据题意,运用SSS可得与△ABC全等的三角形有4个,线段DE的上方有两个点,下方也有两个点.
故答案为:4.
(2)由图可知△ABC≌△EDC,
∴∠1=∠3,
而∠2+∠3=45°,
∴∠1+∠2=45°,
故答案为:45°.
【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,做题时要做到不重不漏.
【变式3-3】(23-24八年级·宁夏吴忠·期中)如图,△ABC是格点三角形(顶点在网格线的交点上),请在下列每个方格纸上按要求画一个与△ABC全等的格点三角形.
(1)在图①中所画三角形与△ABC有一条公共边AB;
(2)在图②中所画三角形与△ABC有一个公共角C;
(3)在图③中所画三角形与△ABC有且只有一个公共顶点A.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)见解析
【分析】(1)根据题意以及网格的特点根据轴对称画出图形即可;
(2)根据题意以及网格的特点根据轴对称画出图形即可;
(3)根据题意以及网格的特点画出图形即可.
【详解】(1)如图①所示,△ABD即为所求;
(2)如图②所示,△DEC即为所求;
(3)如图③所示,△AED即为所求,
【点睛】本题考查了作图-应用与设计作图、全等三角形的判定和性质等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题.
【题型4 灵活选用判定方法证明全等】
【例4】(23-24八年级·山东青岛·期中)如图, AC⊥BC,BD⊥AD,AD=BC.求证:BD=AC.
以下是合作小组三名同学关于此题的讨论:
小丽说:“我可以根据全等三角形的判定定理‘AAS’证明两个三角形全等,从而得到BD=AC.”
小颖说:“我可以根据直角三角形全等的判定定理‘HL’证明两个三角形全等,从而得到BD=AC.”
小雨说:“我可以根据三角形的面积相等,来证明BD=AC.”
看了他们的讨论,你一定也有了自己的主意,请写出你的证明.
【答案】见解析
【分析】本题目考查了三角形全等的判定方法,解题关键是熟练掌握三角形全等的判定定理是解题的关键;
①根据垂线的知识可得∠D=∠C=90°,在结合AAS证明△AOD≌△BOC,最后根据全等三角形的性质得出结论;②连接AB,根据直角三角形的HL,证明Rt△ABD≌Rt△BAC,即可得出结论;③连接AB,证明△AOD≌△BOC,可得S△AOD=S△BOC,再结合三角形面积计算方法即可得出结论;④连接DC,证明△AOD≌△BOC,得∠A=∠B,OD=OC,在利用AAS证明△ADC≌△BCD,得出结论.
【详解】小丽方法:
AC⊥BC,BD⊥AD,
∴ ∠D=∠C=90°.
∴在△AOD和△BOC中,
∠D=∠C∠AOD=∠BOCAD=BC
∴ △AOD≌△BOC AAS
∴ AO=BO,DO=CO.
∴ AO+CO=BO+DO,即BD=AC.
小颖方法:
连接AB.
∵ AC⊥BC,BD⊥AD,,
∴ ∠D=∠C=90°.
在Rt△ABD和Rt△BAC中,
AD=BCAB=BA
∴ Rt△ABD≌Rt△BAC HL.
∴ BD=AC.
小雨方法:
连接AB.
∵ AC⊥BC,BD⊥AD,
∴ ∠D=∠C=90°.
∴在△AOD和△BOC中,
∠D=∠C∠AOD=∠BOCAD=BC,
∴ △AOD≌△BOC AAS,
∴ S△AOD=S△BOC
∴ S△AOD+S△AOB=S△BOC+S△AOB.即S△ABD=S△ABC.
又∵ S△ABD=12AD⋅BD,S△ABC=12BC⋅AC,
∴ 12AD⋅BD=12BC⋅AC,
∵ AD=BC,
∴ BD=AC.
方法4:连接CD,
∵ AC⊥BC,BD⊥AD,
∴ ∠ADO=∠BCO=90°.
∴在△AOD和△BOC中,
∠ADO=∠BCO∠AOD=∠BOCAD=BC
∴ △AOD≌△BOC AAS
∴∠A=∠B,OD=OC,
∴∠ODC=∠OCD,
∴ ∠ADC=∠BCD
在△ADC和△BCD中,
∠ADC=∠BCD∠A=∠BAD=BC
∴ △ADC≌△BCD AAS,
∴AD=BC.
【变式4-1】(23-24八年级·河南郑州·期末)下列所给的四组条件中,能作出唯一三角形的是( )
A.∠A=∠B=∠C=60°B.AB=1cm,AC=4cm,BC=5cm
C.AB=5cm,AC=6m,∠C=30°D.BC=3cm,AC=5cm,∠C=60°
【答案】D
【分析】本题主要考查了构成三角形的条件.熟练掌握三角形全等的判定方法,三角形三边关系,是解决问题的关键.
根据三角形三边的关系对B进行判断;根据全等三角形的判定方法对A、C、D进行判断.
【详解】A.∠A=∠B=∠C=60°,
不符合三角形全等判定条件,不能作出唯一三角形;
B.AB=1cm,AC=4cm,BC=5cm,
这里AB+AC=BC,不符合三角形三边关系,不能作出三角形;
C.AB=5cm,AC=6m,∠C=30°,
两边和其中一边的对角对应相等的两个三角形不一定全等,不能作出唯一三角形;
D.BC=3cm,AC=5cm,∠C=60°,
两边及夹角对应相等的两个三角形全等,能作出唯一三角形.
故选:D.
【变式4-2】(23-24八年级·河南郑州·期末)已知△ABC的三个内角三条边长如图所示,则甲、乙、丙三个三角形中,和△ABC全等的图形是( )
A.甲和乙B.乙和丙C.只有乙D.只有丙
【答案】B
【分析】本题考查全等三角形的判定方法,掌握三角形判定方法是解题的关键.
根据三角形判定方法判断即可解答.
【详解】解:甲与△ABC不符合两边对应相等,且夹角相等,
∴甲和已知三角形不全等;
乙与△ABC符合两边对应相等,且夹角相等,
∴根据SAS可判定乙和与△ABC全等;
丙与△ABC符合两角对应相等,且其中一角的对边相等,
∴根据AAS可判定丙和与△ABC全等.
故选:B.
【变式4-3】(23-24八年级·河北保定·期末)(1)阅读下题及证明过程
已知:如图,D是△ABC的BC边上一点,E是AD上一点,EB=EC,∠ABE=∠ACE.
求证:∠BAE=∠CAE.
证明:在△AEB和△AEC中,
因为EB=EC,∠ABE=∠ACE,AE=AE,
所以△AEB≌△AEC………………第一步
所以∠BAE=∠CAE………………第二步
上面的证明过程是否正确?若正确,请写出每一步推理的依据;若不正确,请指出错在哪一步,并写出你认为正确的证明过程.
(2)如果两个锐角三角形的两组边分别相等,且其中一组等边的对角相等,那么这两个三角形全等吗?请说明理由.
【答案】(1)不正确;错在第一步,详见解析;(2)全等,详见解析
【分析】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,熟练掌握全等三角形的判定与性质是解答本题的关键.
(1)根据两边及其中一边的对角对应相等的两个三角形不一定全等,可知第一步错误,证明时先根据等腰三角形的性质及判定,可逐步推得AB=AC,再根据“边边边”判定三角形全等即可;
(2)先写出已知,求证与证明,“已知,在锐角三角形ABC和锐角三角形A'B'C'中,AB=A'B',AC=A'C',∠C=∠C'.求证:△ABC≌△A'B'C'.”过点A作AD⊥BC于点D,过点A'作A'D'⊥B'C'于点D',先根据“角角边”证明△ACD≌△A'C'D',得到AD=A'D',再根据“HL”定理证明Rt△ABD≌Rt△A'B'D',得到∠B=∠B',最后由“ 角角边”即可证得结果.
【详解】(1)不正确;错在第一步.
证明:在△BEC中,∵BE=CE,
∴∠EBC=∠ECB,
∵∠ABE=∠ACE,
∴∠ABC=∠ACB,
∴AB=AC,
在△AEB和△AEC中,
∴△AEB≌△AEC(SSS),
∴∠BAE=∠CAE;
(2)全等.理由如下:
已知:如图,在锐角三角形ABC和锐角三角形A'B'C'中,
AB=A'B',AC=A'C',∠C=∠C'.
求证:△ABC≌△A'B'C'.
证明:过点A作AD⊥BC于点D,过点A'作A'D'⊥B'C'于点D',
∴∠ADC=∠A'D'C'=∠ADB=∠A'D'B'=90°,
在△ACD和△A'C'D'中,
∵∠C=∠C'∠ADC=∠A'D'C'AC=A'C',
∴△ACD≌△A'C'D'(AAS),
∴AD=A'D',
在Rt△ABD和Rt△A'B'D'中,
∵AB=A'B'AD=A'D',
∴Rt△ABD≌Rt△A'B'D'(HL),
∴∠B=∠B',
在△ABC和△A'B'C'中,
∵∠C=∠C'∠B=∠B'AC=A'C',
∴△ABC≌△A'B'C'(AAS).
【题型5 多次证全等求解或证明结论】
【例5】(23-24八年级·黑龙江哈尔滨·期末)已知:AD是△ABC的角平分线,且AD⊥BC
(1)如图1,求证:AB=AC;
(2)如图2,∠ABC=30°,点E在AD上,连接CE并延长交AB于点F,BG交CA的延长线于点G,且∠ABG=∠ACF,连接FG.
①求证:∠AFG=∠AFC;
②若S△ABG:S△ACF=2:3,且AG=2,求AC的长.
【答案】(1)见解析
(2)①证明见解析②6
【分析】本题主要考查了全等三角形的性质与判定以及角平分线的定义.
(1)用ASA证明△ABD≌△ACD,即得AB=AC;
(2)①证明△BAG≌△CAE可得AG=AE,再用ASA证明△FAG≌△FAE,即得∠AFG=∠AFC;②过F作FK⊥AG于K,由S△ABG:S△ACF=2:3,可得S△CAE:S△ACF=2:3,S△FAE:S△ACF=1:3,而△FAG≌△FAE,S△FAG:S△ACF=1:3,即得AG:AC=1:3,根据AG=2,可求AC=6.
【详解】(1)证明:∵AD是△ABC的角平分线,
∴∠BAD=∠CAD,
∵AD⊥BC,
∴∠ADB=∠ADC,
在△ABD和△ACD中,
∠BAD=∠CADAD=AD∠ADB=∠ADC,
∴△ABD≌△ACDASA,
∴AB=AC;
(2)①∵AB=AC,∠ABC=30°,AD⊥BC,
∴∠BAD=∠CAD=60°,
∴∠BAG=60°=∠CAD,
在△BAG和△CAE中,
∠BAG=∠CAEAB=AC∠ABG=∠ACE,
∴△BAG≌△CAEASA,
∴AG=AE,
在△FAG和△FAE中,
AG=AE∠GAF=∠EAFAF=AF,
∴△FAG≌△FAEASA,
∴∠AFG=∠AFC;
②过F作FK⊥AG于K,如图:
由①知:△BAG≌△CAE,
∵S△ABG:S△ACF=2:3,
∴S△CAE:S△ACF=2:3,
∴S△FAE:S△ACF=1:3,
由①知:△FAG≌△FAE,
∴S△FAG:S△ACF=1:3,
∴12AG⋅FK:12AC⋅FK=1:3,
∴AG:AC=1:3,
∵AG=2,
∴AC=6.
【变式5-1】(23-24八年级·河南洛阳·期末)已知:如图,AB=AC,BD=CE,CD与BE相交于点O,连接OA.
证明:
(1)OC=OB;
(2)OA平分∠CAB.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】本题考查全等三角形的知识,解题的关键是掌握全等三角形的判定和性质,等边对等角,角平分线的性质,即可.
(1)根据AB=AC,BD=CE,得AE=AD,推出△ADC≌△AEB,则∠ACD=∠ABE,根据AB=AC,则∠ACB=∠ABC,则∠OCB=∠OBC,即可得OC=OB;
(2)由(1)得OC=OB,∠ACD=∠ABE,AB=AC,推出△ACO≌△ABO,则∠CAO=∠BAO,即可.
【详解】(1)证明如下:
∵AB=AC,BD=CE,
∴AE+CE=AD+BD,
∴AE=AD,
在△ADC和△AEB,
AC=AB∠CAB=∠BACAE=AD,
∴△ADC≌△AEB,
∴∠ACD=∠ABE,
∵AB=AC,
∴∠ACB=∠ABC,
∴∠OCB=∠OBC,
∴OC=OB.
(2)证明:∵OC=OB∠ACD=∠ABEAC=AB,
∴△ACO≌△ABO,
∴∠CAO=∠BAO,
即OA平分∠CAB.
【变式5-2】(23-24八年级·广西百色·期末)如图,已知,AD⊥BD于点D,CB⊥BD于点B,AB=CD.
(1)求证:AD=CB;
(2)连接AC交BD于点O,试判断OA与OC之间的数量关系,并说明理由.
【答案】(1)见解析
(2)OA=OC,见解析
【分析】本题考查了全等三角形的判定与性质,熟练掌握相关判定定理是解决本题的关键.
(1)根据HL证明Rt△ABD≌RtCDB,再根据全等三角形的性质即可得AD=CB;
(2)根据AAS证明△AOD≌△COB,再根据全等三角形的性质即可得OA=OC.
【详解】(1)证明:如图所示,
∵AD⊥BD,CB⊥BD
∴∠1=∠2=90°
在Rt△ABD和Rt△CDB中,
AB=CDBD=DB,
∴Rt△ABD≌Rt△CDBHL
∴AD=CB;
(2)解:OA=OC
理由如下:
如图,
在△AOD和△COB中,
∠3=∠4∠1=∠2AD=CB,
∴△AOD≌△COBAAS,
∴OA=OC.
【变式5-3】(23-24八年级·重庆·期末)如图1,在等边三角形ABC中,点D在BC上,点E在AB上,CE,AD交于点F,CG⊥AD于点G,延长CG交AB于点H,∠HCE=30°.
(1)求证:AE=BD.
(2)如图2,连接BF,若BF⊥CE,求证:点F是AG的中点.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】本题考查了全等三角形的判定和性质,等边三角形的性质,添加恰当辅助线构造全等三角形是解题的关键.
(1)由ASA可证△CAE≌△ABD,可得AE=BD;
(2)延长BF交AC于点Q,由ASA可证△ABQ≌△BCH,可得AQ=BH,由AAS可证△CFQ≌△AGH,可得AG=CF=2FG,可得结论.
【详解】(1)∵△ABC是等边三角形,
∴AB=AC=BC,∠BAC=∠ABC=∠ACB=60°,
∵CG⊥AD,∠HCE=30°,
∴CF=2FG,∠CFG=60°,
∴∠CAF+∠ACF=∠CAF+∠BAD,
∴∠ACF=∠BAD,
在△CAE和△ABD中,
∠ACE=∠BADAC=AB∠BAC=∠ABC=60°,
∴△CAE≌△ABDASA,
∴AE=BD;
(2)如图,延长BF交AC于点Q,
∵BF⊥CE,∠ECH=30°,
∴∠FBC+∠BCG=60°,
∵∠ABF+∠FBC=∠ABC=60°,
∴∠ABF=∠BCG,
在△ABQ和△BCH中,
∠ABF=∠BCGAB=BC∠BAC=∠ABC,
∴△ABQ≌△BCHASA,
∴AQ=BH,
∴AB−BH=AC−AQ,
∴AH=CQ,
在△CFQ和△AGH中,
∠CFQ=∠AGH=90°∠ACF=∠HAGCQ=AH,
∴△CFQ≌△AGHAAS,
∴AG=CF,
∴AG=2FG,
∴点F是AG的中点.
【题型6 由全等三角形的判定与性质确定线段之间的关系】
【例6】(23-24八年级·江西南昌·期末)如图,AD是△ABC的角平分线.
(1)若AB=AC+CD,求证:∠ACB=2∠B;
(2)当∠ACB=2∠B时,AC+CD与AB的数量关系如何?说说你的理由.
【答案】(1)见解析
(2)AB=AC+CD,理由见解析
【分析】(1)延长AC至E,使CE=CD,连接DE,运用SAS证明△BAD≌△EAD,可得结论;
(2)在AC的延长线上取点F,使CF=CD,连接DF,根据AAS推导△BAD≌△FAD得到结论.
【详解】(1)证明:延长AC至E,使CE=CD,连接DE.
∵AB=AC+CD,
∴AB=AE.
∵AD平分∠BAC,
∴∠BAD=∠EAD.
在△BAD与△EAD中,
AB=AE∠BAD=∠EADAD=AD,
∴△BAD≌△EAD.
∴∠B=∠E.
∵CD=CE,
∴∠CDE=∠E.
∵∠ACB=∠CDE+∠E,
∴∠ACB=2∠E=2∠B.
(2)解:AB=AC+CD.
理由:在AC的延长线上取点F,使CF=CD,连接DF.
∴∠CDF=∠F,
又∵∠ACB=∠CDF+∠F,
∴∠ACB=2∠F.
∵∠ACB=2∠B,
∴∠B=∠F.
∵AD是△ABC的角平分线,
∴∠BAD=∠CAD,
在△BAD与△FAD中,
∠B=∠F∠BAD=∠CADAD=AD,
∴△BAD≌△FAD.
∴AB=AF=AC+CF=AC+CD.
【点睛】本题考查全等三角形的判定和性质,角平分线的定义,三角形外角性质,等腰三角形的判定和性质.正确的作出辅助线是解题关键.
【变式6-1】(23-24八年级·广东潮州·阶段练习)在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,直线MN经过点C,且AD⊥MN于D,BE⊥MN于E.
(1)当直线MN绕点C旋转到图1的位置时,求证:
①△ADC≌△CEB;
②DE=AD+BE;
(2)当直线MN绕点C旋转到图2的位置时,AD=5,BE=2,求线段DE的长.
【答案】(1)①见解析,②见解析;
(2)3.
【分析】(1)①由已知推出∠ADC=∠BEC=90°,因为∠ACD+∠BCE=90°,∠DAC+∠ACD=90°,推出∠DAC=∠BCE,根据AAS即可得到答案;
②由①得到AD=CE,CD=BE,即可求出答案;
(2)与(1)证法类似可证出∠ACD=∠EBC,能推出△ADC≌△CEB,得到AD=CE,CD=BE,代入已知即可得到答案,
本题考查了全等三角形的性质和判定,同角的余角相等,垂直的定义,熟练掌握知识点的应用是解题的关键.
【详解】(1)①证明:∵AD⊥DE,BE⊥DE,
∴∠ADC=∠BEC=90°,
∵∠ACB=90°,
∴∠ACD+∠BCE=90°,∠DAC+∠ACD=90°,
∴∠DAC=∠BCE,
在△ADC和△CEB中,
∠CDA=∠BEC∠DAC=∠ECBAC=BC,
∴△ADC≌△CEBAAS;
②证明:由(1)知:△ADC≌△CEB,
∴AD=CE,CD=BE,
∵DC+CE=DE,
∴AD+BE=DE;
(2)证明:∵BE⊥EC,AD⊥CE,
∴∠ADC=∠BEC=90°,
∴∠EBC+∠ECB=90°,
∵∠ACB=90°,
∴∠ECB+∠ACE=90°,
∴∠ACD=∠EBC,
在△ADC和△CEB中,
∠ACD=∠BEC∠ADC=∠BECAC=BC,
∴△ADC≌△CEBAAS,
∴AD=CE,CD=BE,
∴DE=EC−CD=AD−BE=5−2=3.
【变式6-2】(23-24八年级·重庆·期末)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,BC
(1)如图1,若∠BAC=40°,且BF=BE,求∠CFE的度数;
(2)如图2,若DE=AC,求证:AB=BF+EF.
【答案】(1)70°
(2)见解析
【分析】本题考查等腰三角形的性质、全等三角形的判定与性质、三角形的外角性质、平行线的性质等知识,熟练运用全等三角形的性质探究线段间的关系是解答的关键.
(1)先根据平行线的性质得到∠ABE=∠A=40°,∠CBD=∠ACB=90°,再根据等腰三角形的性质求得∠E=25°,∠D=45°,进而利用三角形的外角性质求解即可;
(2)先求得∠BCD=∠D=45°,在AB上截取BG=BF,连接GF、GC,分别证明△GBC≌△FBDSAS和△AGC≌△EFDSAS得到AG=EF,进而可得结论.
【详解】(1)解:∵DE∥AC,∠A=40°,∠ACB=90°,
∴∠ABE=∠A=40°,∠CBD=∠ACB=90°,
∵BF⊥AB,
∴∠ABF=90°,
∴∠EBF=130°,
∵BF=BE,
∴∠E=12180°−∠EBF=25°,
∵BD=BC,
∴∠D=12180°−∠CBD=45°,
∴∠CFE=∠E+∠D=25°+45°=70°;
(2)证明:∵∠ACB=90°,DE∥AC,
∴∠CBD=∠ACB=90°,
∵BD=BC,
∴∠BCD=∠D=45°,
如图,在AB上截取BG=BF,连接GF、GC,
∵BF⊥AB,
∴∠GBC+∠CBF=90°,
∵∠CBD=∠CBF+∠FBD=90°,
∴∠GBC=∠FBD,
在△GBC和△FBD中,
BG=BF∠GBC=∠FBDBC=BD,
∴△GBC≌△FBDSAS,
∴∠D=∠BCG=45°,DF=GC,
∴∠ACG=45°=∠D,
在△AGC和△EFD中,
GC=DF∠ACG=∠DAC=DE,
∴△AGC≌△EFDSAS,
∴AG=EF,
∴AB=AG+BG=EF+BF,
∴AB=BF+EF.
【变式6-3】(23-24八年级·重庆·期末)在△ABC中,∠ACB和∠CAB的角平分线CE、AD相交于点G.
(1)若∠B=50°,求∠AGC的度数;
(2)延长CE至点N,过点N作BC的平行线NM交AB于点M,若EG=EM,求证:AC=AE+EN.
【答案】(1)∠AGC=115°;
(2)证明见解析.
【分析】(1)根据角平分线的定义,三角形内角和定理即可求解;
(2)在AC上截取AH=AE,连接HG,证明△AHG≌△AEGSSS,△HCG≌△ENMAAS,再根据性质即可求证;
本题考查了角平分线的定义,三角形内角和定理,三角形全等的性质与判定,平行线的性质,熟练掌握知识点的应用是解题的关键.
【详解】(1)解:∵∠B=50°,
∴∠BAC+∠ACB=180°−∠B=130°,
∵∠ACB和∠CAB的角平分线CE、AD相交于点G,
∴∠GAC=12∠BAC,∠ACG=12∠ACB,
∴∠GAC+∠ACG=12(∠BAC+∠ACB)=65°,
∴∠AGC=180°−∠GAC+∠ACG=115°;
(2)证明:如图,在AC上截取AH=AE,连接HG,
∵AD平分∠HAE,
∴AG垂直平分HE,
∴HG=EG,
∵EM=EG,
∴HG=EM,
又∵AG=AG,
∴△AHG≌△AEGSSS,
∴∠AHG=∠AEG,
∴∠CHG=∠NEM,
又∵MN∥BC,
∴∠N=∠ECB,
∵CE平分∠ACB,
∴∠ACE=∠ECB,
∴∠ACE=∠N,
∴△HCG≌△ENMAAS,
∴HC=EN,
∵AC=AH+HC,
∴AC=AE+EN.
【题型7 全等三角形的动态问题】
【例7】(23-24八年级·湖南郴州·期中)如图,已知△ABC中,∠B=∠C,AB=8厘米,BC=6厘米,点D为AB的中点,如果点P在线段BC上以每秒2厘米的速度由B点向C点运动,同时,点Q在线段CA上以每秒a厘米的速度由C点向A点运动,设运动时间为t(秒) (0≤t<3).
(1)用含t的代数式表示PC的长度.
(2)若点P、Q的运动速度相等,经过1秒后,△BPD与△CQP是否全等,请说明理由;
(3)若点P、Q的运动速度不相等,当点Q的运动速度a为多少时,能够使△BPD与△CQP全等?
【答案】(1)6−2t
(2)是,理由见解析
(3)当a= 83时,能够使△BPD与△CQP全等
【分析】此题主要考查了动点问题和全等三角形的判定,
(1)直接根据时间和速度表示PC的长;
(2)根据SAS证明△CQP≌△BPD即可;
(3)因为点P、Q的运动速度不相等,所以PB≠CQ,那么PB只能与PC相等,则PB=PC=3,CQ=BD=4,得2t=3,at=4,解出即可.
【详解】(1)解:由题意得:PB=2t,
则PC=6−2t;
(2)解:△CQP≌△BPD,理由如下:
当t=1时,由题意得:a=2,PB=CQ=2,
∴PC=6−2=4,
∵∠B=∠C,
∴AC=AB=8,
∵D是AB的中点,
∴BD=12AB=4,
∴BD=PC=4,
在△CQP和△BPD中,
∵PC=BD∠C=∠BCQ=PB,
∴△CQP≌△BPD(SAS);
(3)解:∵点P、Q的运动速度不相等,
∴PB≠CQ,
当△BPD与△CQP全等,且∠B=∠C,
∴BP=PC=3,CQ=BD=4,
∵BP=2t=3,CQ=at=4,
∴t= 32,
∴32 a=4,a= 83,
∴当a= 83时,能够使△BPD与△CQP全等.
【变式7-1】(23-24八年级·广东潮州·期中)如图,在矩形ABCD中,AB=10cm,点E在线段AD上,且AE=6cm,动点P在线段AB上,从点A出发以2cm/s的速度向点B运动,同时点Q在线段BC上.以vcm/s的速度由点B向点C运动,当△EAP与△PBQ全等时,v的值为( )
A.2B.4C.4或65D.2或125
【答案】D
【分析】本题考查了矩形的性质及全等三角形的判定与性质等知识点,数形结合、分类讨论并熟练掌握相关性质及定理是解题的关键.
当△EAP与△PBQ全等时,有两种情况:①当EA=PB时,△APE≌△BQP,②当AP=BP时,△AEP≌△BQP,分别按照全等三角形的性质及行程问题的基本数量关系求解即可.
【详解】解:当△EAP与△PBQ全等时,有两种情况:
①当EA=PB时,△APE≌△BQP(SAS),
∵AB=10cm,AE=6cm,
∴BP=AE=6cm,AP=4cm,
∴BQ=AP=4cm;
∵动点P在线段AB上,从点A出发以2cm/s的速度向点B运动,
∴点P和点Q的运动时间为:4÷2=2s,
∴v=4÷2=2cm/s;
②当AP=BP时,△AEP≌△BQP(SAS),
∵AB=10cm,AE=6cm,
∴AP=BP=5cm,BQ=AE=6cm,
∵5÷2=2.5s,
∴2.5v=6,
∴v=125⋅
综上,v的值为2或125.
故选:D.
【变式7-2】(23-24八年级·湖南郴州·期中)如图,在正方形ABCD中,AB=3cm,延长BC到点E,使CE=1cm,连接DE,动点P从点A出发,以每秒1cm的速度沿AB→BC→CD→DA向终点A运动.设点P的运动时间为t秒,当△PBC和△DCE全等时,t的值为 .
【答案】2或7
【分析】本题主要考查正方形的性质,三角形全等的判定与性质,关键是要考虑到点P的两种情况,牢记三角形全等的性质是解本题的关键.根据由点P的运动情况可知,△PBC和△DCE全等分以下两种情况:①当点P在AB上运动时,②当点P在CD上运动时,利用三角形全等的性质建立关于t等式求解,即可解题.
【详解】解:由点P的运动情况可知,△PBC和△DCE全等分以下两种情况:
①当点P在AB上运动时,
∵四边形ABCD为正方形,AB=3cm,
∴ BC=CD=AB=3cm,∠B=∠BCD=90°,
∴∠DCE=90°,
要△PBC和△DCE全等,
即PB=CE,
∵ CE=1cm,
∴ 3−t=1,解得t=2;
②当点P在CD上运动时,
要△PBC和△DCE全等,
即PC=CE,
∵ CE=1cm,
∴ t−6=1,解得t=7;
综上所述,t的值为2或7.
故答案为:2或7.
【变式7-3】(23-24八年级·河南郑州·期末)如图,在△ABC中,AD为高线,AC=18.点E为AC上一点,CE=12AE,连接BE,交AD于点O,若△BDO≌△ADC.
(1)猜想线段BO与AC的位置关系,并证明;
(2)若动点Q从点A出发沿射线AE以每秒6个单位长度的速度运动,运动的时间为t秒.
①当点Q在线段AE上时,是否存在t的值,使得△BOQ的面积为27?若存在,请求出t的值;若不存在,请说明理由;
②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,请直接写出t的值.
【答案】(1)BO⊥AC,证明见解析
(2)①存在t的值,理由见解析,t=32;②t的值为92或94
【分析】本题是三角形综合题,考查了全等三角形的判定和性质,直角三角形的性质,利用分类讨论思想解决问题是解题的关键.
(1)由全等三角形的性质可得∠OBD=∠CAD,由余角的性质可得∠AEO=∠ODB=90°,即可求解;
(2)①由全等三角形的性质可得BO=AC=18,由三角形的面积公式可求解;
②分两种情况讨论,由全等三角形的判定列出等式,即可求解.
【详解】(1)解:BO⊥AC,理由如下:
在△ABC中,AD为高,
∴∠ODB=90°,
又∵△BDO≌△ADC,
∴∠OBD=∠CAD,
∵∠OBD=∠CAD,∠BOD=∠AOE,
∴∠AEO=∠ODB=90°,
∴BO⊥AC;
(2)解:①存在t的值,使得△BOQ的面积为27,理由如下:
∵△BDO≌△ADC,AC=18,
∴BO=AC=18,
∵CE=12AE,
∴AE=12,CE=6,
由(1)可知,∠BEC=90°,
∴BE⊥AC,
∵Q在线段AE上,
∴SΔBOQ=12BO×QE=12×18×(12−6t)=27,
解得:t=32;
②∵△BDO≌△ADC,
∴∠BOD=∠ACD,
a、当点F在线段BC延长线上时,如图3,
∵∠BOD=∠ACD,
∴∠AOP=∠QCF,
∵AO=CF,
∴当OP=CQ时,△AOP≌△FCQSAS,
此时,2t=18−6t,
解得:t=94;
b、当点F在线段BC上时,如图4,
∵∠BOD=∠ACD,
∴∠AOP=∠FCQ,
∵AO=CF,
∴当OP=CQ时,△AOP≌△FCQSAS,
此时,2t=6t−18,
解得:t=92;
综上所述,当△AOP与△FCQ全等时,t的值为92或94.
【题型8 全等三角形的应用】
【例8】(23-24八年级·贵州铜仁·期末)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.
【变式8-1】(23-24八年级·陕西西安·期中)如图,小刚站在河边的点A处,在河对面(小刚的正北方向)的点B处有一电线塔,他想知道电线塔离他有多远,于是他向正西方向走了20步到达一棵树C处,接着再向前走了20步到达D处,然后他左转90°直行,从点D处开始计步,当小刚看到电线塔、树与自己现处的位置E在一条直线时,他恰好走了74步,并且小刚一步大约0.5米.由此小刚估计出了在点A处时他与电线塔的距离,请问他的做法是否合理?若合理,请求出在点A处时他与电线塔的距离;若不合理,请说明理由.
【答案】合理,37米
【分析】本题考查全等三角形的应用,根据AAS可得出△ABC≌△DEC,由该全等三角形的性质AB=DE,故可求解.
【详解】解:合理,理由如下:
根据题意,得AC=DC.
在△ABC和△DEC中,
∠A=∠DAC=DC∠ACB=∠DCE
∴△ABC≌△DECASA.
∴AB=DE.
又∵小刚走完DE用了74步,一步大约0.5米,
∴AB=DE=74×0.5=37(米).
∴小刚在点A处时他与电线塔的距离为37米.
【变式8-2】(23-24八年级·陕西西安·期末)小乐与朋友们周末去游乐园乘坐海盗船游玩,想了解海盗船摆动到最高点位置时的高度.如图,当静止时海盗船位于铅垂线BD上,转轴B到地面的距离BD=10m,在乘坐的过程中,当海盗船静止在点A处时,AC⊥BD,此时测得点A到铅垂线BD的距离AC=5m,当船头从A处摆动到A'处时发现船头处在最高位置处,此时,A'B⊥AB.求点A'到地面的距离.
【答案】5m
【分析】本题主要考查了全等三角形的判定以及性质,过点A'作A'F⊥BD于点F,利用AAS证明△ACB≌△BFA',由全等三角形的性质可得出BF=AC=5m,进而可求出FD的值,FD即点A'到地面的距离.
【详解】解:如图,过点A'作A'F⊥BD于点F,
∵A'B⊥AB,AC⊥BD,
∴∠FBA'+∠FBA=∠CAB+∠FBA,
∴∠FBA'=∠CAB,
∴∠BFA'=∠ACB∠FBA'=∠CABBA'=BA,
∴△ACB≌△BFA'AAS,
∴BF=AC=5m,
∴FD=BD−BF=10−5=5m,
∴FD即点A'到地面的距离为5m.
【变式8-3】(23-24八年级·河南郑州·期末)茗阳阁位于河南省信阳市浉河区茶韵路一号,建成于2007年4月29日,是信阳新建的城市文化与形象的代表建筑之一.设A,B两点分别为茗阳阁底座的两端(其中A,B两点均在地面上).因为A,B两点间的实际距离无法直接测量,某学习小组分别设计出了如下两种方案:甲:如图1,在平地上取一个可以直接到达点A,B的点O,连接AO并延长到点C,连接BO并延长到点D,使CO=AO,DO=BO,连接DC,测出DC的长即可.乙:如图2,先确定直线AB,过点B作BD⊥AB,在点D处用测角仪确定∠1=∠2,射线DC交直线AB于点C,最后测量BC的长即可得线段AB的长.
(1)请用所学知识论证甲、乙两种方案的合理性;
(2)如果让你参与测量,你会选择哪一种方案?请说明理由.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】本题主要考查了全等三角形的应用.熟练掌握全等三角形的判定定理是解决问题的关键.
(1)甲方案作出的是全等三角形,然后根据全等三角形对应边相等测量的,所以是可行的;乙方案作出的也是全等三角形,然后根据全等三角形对应边相等测量的,所以也是可行的;
(2)选甲方案,使用工具操作容易;乙方案使用工具操作相对不容易,A,B间可视性未知.
【详解】(1)甲方案:
在△ABO与△CDO中,
OA=OC∠AOB=∠CODOB=OD,
∴△ABO≌△CDOSAS,
∴AB=CD,
乙方案
∵BD⊥AB,
∴∠ABD=∠ABC=90°,
在△DBA与△DBC中,
∠DBA=∠DBCDB=DB∠1=∠2,
∴△DBA≌△DBCASA,
∴AB=CB.
(2)选甲种方案,理由:使用工具简单,只需要测量长度的刻度尺,容易操作;乙种方案使用工具需要测量长度的刻度尺和测量角度的测角仪,不容易操作,A,B间是否具备可视性.
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