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文檔簡介
等腰三角形作輔助線的常用方法題型01等腰三角形中有底邊中點時,常作底邊上的中線【典例分析】【例1-1】(23-24八年級上·浙江寧波·期末)如圖,在中,,點D為中點.,繞點D旋轉(zhuǎn),分別與交于E,F(xiàn)兩點.下列結(jié)論中錯誤的是(
)A.B.C.D.始終為等腰直角三角形【答案】B【分析】本題考查了全等三角形的判定與性質(zhì),連接;A:證即可判斷;B:由題意可推出,,據(jù)此即可判斷;C:根據(jù)即可判斷;D:根據(jù)即可判斷;【詳解】解:連接,∵是等腰直角三角形,且D為斜邊的中點,∴,∴,又∵,∴,∴,∴∴.故A選項中的結(jié)論正確.∵,∴,即.∴,又∵,而與不一定相等,∴不一定等于.故B選項中的結(jié)論錯誤.在中,∴.故C選項中的結(jié)論正確.∵,∴,又∵,∴是等腰直角三角形.故D選項中的結(jié)論正確.故選:B【例1-2】(20-21八年級·遼寧沈陽·階段練習)如圖,在中,的垂直平分線交于點,交于點,為線段的中點,.(1)求證:;(2)若,則的度數(shù)為___________.【答案】(1)見解析(2)【分析】本題考查了線段垂直平分線的性質(zhì),等腰三角形的性質(zhì)等知識,掌握線段垂直平分線的性質(zhì),等腰三角形的三線合一、等邊對等角的性質(zhì)是解題的關鍵.(1)根據(jù)線段垂直平分線的性質(zhì)得出,從而可得,然后根據(jù)等腰三角形的三線合一性質(zhì)即可得證;(2)根據(jù)等邊對等角可得,,根據(jù)三角形外角的性質(zhì)可得,然后根據(jù)三角形的內(nèi)角和定理求解即可.【詳解】(1)證明:連接,的垂直平分線交于點,,,,為線段的中點,;(2)解:,,,由(1)知,,,,,,,,.故答案為:.【例1-3】(23-24八年級上·全國·課堂例題)如圖所示,在中,,,D為的中點,E,F(xiàn)分別是,上的點,且,試判斷的形狀,并說明理由.【答案】等腰直角三角形,見解析【分析】本題考查了全等三角形的判定與性質(zhì)、等腰直角三角形的判定與性質(zhì)等知識;通過證明推知;根據(jù)全等三角形的性質(zhì)推知,證出,即可得出結(jié)論.熟練掌握等腰直角三角形的判定與性質(zhì),證明三角形全等是解題的關鍵.【詳解】解:為等腰直角三角形.理由:如圖所示,連接.∵,D為的中點,∴,∴.∵,,∴.在中,,∴,∴.又∵,∴,∴,∴.在和中,∴,∴,,∴,∴為等腰直角三角形【變式演練】【變式1-1】(23-24八年級上·黑龍江牡丹江·期末)如圖,在等腰三角形中,,D為的中點,點E在上,,若點P是等腰三角形的邊上的一點,則當為等腰三角形時,的度數(shù)是(
)A. B. C.減 D.或【答案】C【分析】本題考查了等腰三角形的性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì),正確的作出輔助線是解題的關鍵.過D作,,易證,,再根據(jù)四邊形內(nèi)角和即可得到答案.【詳解】解:連接,∵,,∴,∵點P是等腰的腰上的一點,,D為的中點,∴,過D作,,∴,在與中,,∴,∴,∵,∴,同理可得,∴,∴,故選C【變式1-2】(23-24八年級上·北京·期末)如圖,在中,,D是的中點,過A作,且.求證:(1);(2).【答案】(1)見解析(2)見解析【分析】(1)連接,利用等腰三角形“三線合一"的性質(zhì)得,再利用平行線的性質(zhì)得,從而說明垂直平分,則有;(2)利用等角的余角相等,再利用證明,從而證明結(jié)論.【詳解】(1)證明:連接AD,,點為的中點,,,,,,,垂直平分,∴;(2)在和中,【點睛】本題主要考查了等腰三角形的性質(zhì),全等三角形的判定與性質(zhì),線段垂直平分線的性質(zhì),余角的性質(zhì),熟練掌握等腰三角形“三線合一"的性質(zhì)是解題的關鍵.【變式1-3】(2024八年級·天津·專題練習)如圖,在中,的垂直平分線交于點E,交于點F,D為線段的中點,.(1)求證:.(2)若,求的度數(shù).【答案】(1)見解析(2)【分析】本題主要考查等腰三角形的性質(zhì),垂直平分線的性質(zhì),三角形內(nèi)角和定理.(1)連接,根據(jù)垂直平分線的性質(zhì),可知,根據(jù)等腰三角形三線合一即可知(2)設,由(1)可知,然后根據(jù)的內(nèi)角和為列出方程即可求出x的值.【詳解】(1)證明:連接,∵垂直平分,∴,∵,∴∵D是的中點,∴;(2)解:設∵∴°∴由三角形的外角的性質(zhì),∵,∴在中,解得,∴題型02等腰三角形中沒有底邊中點時,常作底邊上的高【典例分析】【例2-1】(23-24八年級上·浙江杭州·期末)如圖,在中,,點是邊的中點,點在邊上(不與點,重合),連接.(
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A.若,則 B.若,則C.若,則 D.若,則【答案】C【分析】本題考查了三角形的中位線,等腰三角形的性質(zhì),熟練掌握三角形的中位線定理,等腰三角形的性質(zhì)是解答本題的關鍵.過點作,過點作于點,得到是的中位線,得到,進而得到,根據(jù)等腰三角形的性質(zhì),得到,再根據(jù)三角形角和邊的關系得到答案.【詳解】解:根據(jù)題意,如圖,過點作,過點作于點,
點是邊的中點,是的中位線,,,,,,,,,,,,若,則;若,則;若,則;若,則,故選:【例2-2】(23-24八年級上·浙江溫州·階段練習)如圖,在等邊三角形中,D是上的一點,E是延長線上一點,連接、,已知.(1)求證:是等腰三角形.(2)當,時,求的面積.【答案】(1)見解析(2)【分析】本題考查了等邊三角形的性質(zhì),等腰三角形的判定與性質(zhì),解決本題的關鍵是掌握等邊三角形的性質(zhì),等腰三角形的判定與性質(zhì).(1)根據(jù)等邊三角形的性質(zhì),即可證明結(jié)論;(2)設,則,得,根據(jù)三角形內(nèi)角和定理可得,過D作于H,根據(jù)等腰直角三角形的性質(zhì)即可得的長,進而可得結(jié)論.【詳解】(1)證明:∵是等邊三角形,∴,∵,,,∴,∴,∴是等腰三角形;(2)解:設,則,∴,∴,∴,∴,∴,如圖,過D作于H,∵是等腰直角三角形,∴,∴,∴.【例2-3】(23-24八年級上·山東臨沂·期末)已知在中,,點D是邊上一點,.(1)如圖1,試說明的理由;(2)如圖2,過點B作,垂足為點E,與相交于點F.①試說明的理由;②如果,求的度數(shù).【答案】(1)見解析(2)①見解析;②【分析】本題考查等腰三角形的判定及性質(zhì),三角形的內(nèi)角和定理及外角的性質(zhì),掌握等腰三角形的判定及性質(zhì)是解決問題的關鍵.(1)根據(jù)等腰三角形的性質(zhì)可得,再利用三角形的外角性質(zhì)可得,從而可得,然后根據(jù)等量代換可得.再根據(jù)等角對等邊可得,即可解答;(2)①過點A作,垂足為H,利用等腰三角形的三線合一性質(zhì)得出,利用余角的性質(zhì)證明,即可得證;②根據(jù)三角形的外角性質(zhì)可得,然后利用三角形內(nèi)角和定理求出的度數(shù),最后根據(jù)即可求解.【詳解】(1)證明:∵,,,∴,∵,∴.∴.∴.(2)解:①過點A作,垂足為H.∵,∴.∵,∴,又,∴,又,∴.即;②∵,∴,∵,∴∵,∴,∵,∴,∴,∴.【變式演練】【變式2-1】(23-24八年級上·四川瀘州·階段練習)如圖,是的角平分線,,垂足為E,交的延長線于點F,若D恰好是的中點,.給出下列四個結(jié)論:①平分;②;③;④,其中正確的結(jié)論有(
)個.A.4個 B.3個 C.2個 D.1個【答案】A【分析】本題主要考查了等腰三角形的性質(zhì),角平分線的性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì).證明,可得,,作于點,利用角平分線的性質(zhì)求得,證明,推出平分;據(jù)此即可求解.【詳解】解:∵,∴,∵D恰好是的中點,∴,在與中,∵,∴,∴,,故②正確;作于點,∵是的角平分線,∴,∴,∴,∵,且,∴,∴,∴平分;故①正確;∴,∴,∵是的角平分線,∴,故③正確;∵,∴,故④正確;綜上,①②③④都是正確的,故選:A【變式2-2】(23-24八年級上·黑龍江哈爾濱·期末)如圖,已知,,與相交于點G.求的度數(shù).【答案】.【分析】本題考查了等腰三角形的判定和性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì),三角形內(nèi)角和定理及外角的性質(zhì)等知識,作輔助線構(gòu)造全等三角形是解題關鍵.過點A作于點M,過點D作于點N,利用等腰三角形的性質(zhì)和含30度直角三角形的特征,證明,設,則,,進而得出,再由三角形外角的性質(zhì),即可求出的度數(shù).【詳解】解:如圖,過點A作于點M,過點D作于點N,∵,,∴,∵,∴,∵,∴,,∴,在和中,,∴,∴,設,∴,∵,∴,∵,∴,∴.【變式2-3】(23-24八年級上·山東聊城·期末)如圖,是的角平分線,,垂足為交的延長線于點,若恰好平分.(1)求證:;(2)若的面積是18,,求長.【答案】(1)見解析(2)6【分析】本題考查了全等三角形的判定和性質(zhì),等腰三角形的性質(zhì),角平分線的性質(zhì)定理,證明三角形全等是解題的關鍵.(1)根據(jù)角平分線的性質(zhì),平行線的性質(zhì),可判斷是等腰三角形,再根據(jù)等腰三角形的“三線合一”可得是中線,由“”可證;(2)過點作于點,根據(jù)角平分線的性質(zhì)可得,根據(jù)中線的性質(zhì)可得,由三角形的面積公式可求解.【詳解】(1)解:平分,,.是角平分線,.在和中,,.(2)解:過點作于點,,,平分,,,,即,.題型03等腰三角形中證與腰有關聯(lián)的線段時,常作腰的平行線【典例分析】【例3-1】(22-23八年級上·湖北荊門·期中)如圖,中,,點從點出發(fā)沿線段移動(點不與,重合),同時,點從點出發(fā)沿線段的延長線移動,已知點、移動的速度相同,與直線相交于點.(1)求證:;(2)過點作直線的垂線,垂足為,、在移動過程中,線段中是否存在長度保持不變的線段?請說明理由.【答案】(1)見詳解(2)的長度保持不變,理由見詳解【分析】(1)過點作交于,根據(jù)題意可知,由平行線的性質(zhì)以及等腰三角形的性質(zhì)可推導,即可證明,然后證明,由全等三角形的性質(zhì)證明即可;(2)由(1)可知,,由等腰三角形“三線合一”的性質(zhì)可知,再由全等三角形的性質(zhì)證明,即可推導,即為定值.【詳解】(1)證明:過點作交于,如下圖,∵點、同時出發(fā),且移動的速度相同,∴,∵,∴,∵,∴,∴,∴,∴,在和中,,∴,∴;(2)解:的長度保持不變,理由如下:由(1)可知,,∵,∴,由(1)可知,,∴,∴,∴為定值.【點睛】本題主要考查了全等三角形的判定與性質(zhì)、等腰三角形的判定與性質(zhì)、平行線的性質(zhì)等知識,理解題意,正確作出輔助線是解題關鍵【例3-2】(22-23八年級上·河南鶴壁·期末)問題初探如圖①,中,,,點是上一點,連接,以為一邊作,使,,連接,猜想和有怎樣的數(shù)量關系,并說明理由.類比再探如圖②,中,,,點是上一點,點是上一點,連接,以一邊作,使,,連接,則________.(直接寫出答案,不寫過程)方法遷移如圖③,是等邊三角形,點是上一點,連接,以為一邊作等邊三角形,連接,則、、之間有怎樣的數(shù)量關系?答案:________(直接寫出答案,不寫過程).拓展創(chuàng)新如圖④,是等邊三角形,點是上一點,點是上一點,連接,以為一邊作等邊三角形,連接,猜想的度數(shù),并說明理由.【答案】(1),理由見解析(2)(3)(4),理由見解析【分析】(1)根據(jù)題意可推出,然后利用邊角邊即可證明,即可推出;(2)過點作交于點,則,同(1)可證:,即可算出;(3)根據(jù)題意推出,然后利用邊角邊即可證明,推出,即可推出;(4)過點作交于點,得到是等邊三角形,再證明,得到,根據(jù),即可得解.【詳解】解:(1),理由如下:,,即,在和中,,,;(2)如圖所示,過點作交于點,,,在中,,,,,同(1)可得:,,,故答案為:;(3)和均為等邊三角形,,,,,即,在和中,,,,,,故答案為:;(4),理由如下:如圖所示,過點作交于點,,,是等邊三角形,,,,,,,.【點睛】本題考查全等三角形的判定和性質(zhì),等腰三角形的判定和性質(zhì),等邊三角形的判定和性質(zhì).本題的綜合性較強,解題的關鍵是添加輔助線,構(gòu)造手拉手全等模型,證明三角形全等.【變式演練】【變式3-1】(23-24八年級上·廣東廣州·期中)如圖,在中,,點P從點B出發(fā)沿線段移動,同時,點Q從點C出發(fā)沿線段的延長線移動,已知點P、Q移動的速度相同,與直線相交于點D,求證:.【答案】見解析【分析】本題主要考查等腰三角形的性質(zhì)與判定定理,全等三角形的性質(zhì)與判定定理,解決本題關鍵作出合適的輔助線.過點P作交于點F,根據(jù)等腰三角形的判定和性質(zhì)準備條件,再證即可.【詳解】證明:如圖,過點P作交于點F,∵點P和點Q同時出發(fā),且速度相同,∴,∵,∴,,又∵,∴,∴,∴,∴,在與中,,∴,∴.【變式3-2】(2024·八年級上·湖北吉林長春·)如圖,在等腰中,頂角,點D是邊的中點,連接,作于點E,再作交于點F.
(1)求證:;(2)若,則的面積為______.【答案】(1)見解析(2)4【分析】本題考查了等腰三角形的判定與性質(zhì),含的直角三角形的性質(zhì),直角三角形斜邊上中線,三角形中線的性質(zhì)等知識,解題的關鍵是:(1)利用等腰三角形的性質(zhì)得出,,利用余角的性質(zhì)可得出,,利用等邊對等角得出,,取中點G,連接,利用直角三角形斜邊上中線的性質(zhì)得出,利用等邊對等角得出,然后利用含的直角三角形的性質(zhì)即可得證;(2)利用(1)中求出,利用直角三角形斜邊上中線的性質(zhì)求出,則可求的面積,然后利用三角形中線的性質(zhì)求解即可.【詳解】(1)證明:∵,點D是邊的中點,∴,,∵,∴,∵,,∴,∴,∴,∵,,∴,∴,∴,取中點G,連接,
∴,∴,,∴,∴,∴(2)解:∵,∴,∵,G為中點,∴,∴,∵點D是邊的中點,∴,故答案為:4題型04等腰三角形中證與底有關聯(lián)的線段時,常作底的平行線【典例分析】【變式4】(22-23八年級上·上?!て谥校┤鐖D,在中,D是的中點,過D的直線交于E,交的延長線于F,且.求證:.【答案】見解析【分析】過點C作交于G,利用“角邊角”證明,則,推出,再根據(jù)等角對等邊可得.【詳解】證明:過點C作交于G,∴,D是的中點,在和中,,∴,∴,∵,∴,∴,∴,∴.【點睛】本題考查了等腰三角形的判定與性質(zhì),全等三角形的判定與性質(zhì),作輔助線構(gòu)造出全等三角形是解題的關鍵.【變式演練】【變式4-1】(23-24八年級上·北京·期末)如圖,等邊中,在邊延長線上一點,延長至,使,于,求證:.【答案】證明見解析【分析】本題考查等邊三角形的判定和性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì),等腰三角形三線合一性質(zhì)等知識點,過點作交的延長線于點,證明,可得,根據(jù)等腰三角形三線合一性質(zhì)即可得證.解題的關鍵是通過作輔助線構(gòu)造全等三角形.【詳解】證明:過點作交的延長線于點,∴,,∵是等邊三角形,∴,,∴,,∴是等邊三角形,,∴,∴,又∵,∴,在和中,,∴,∴,又∵,∴.【變式4-2】(22-23八年級上·湖北黃岡·階段練習)已知:在等邊中,點是邊所在直線上的一個動點(與、兩點均不重合),點在的延長線上,且.(1)如圖①,當是邊的中點時,求證:;(2)如圖②,當是線段邊上任意一點時,(1)中的結(jié)論是否一定成立?請說明理由;(3)若點是線段的延長線上任一點,,,,求的長.【答案】(1)見解析(2)成立,理由見解析(3)【分析】(1)根據(jù)等邊三角形的性質(zhì)和等腰三角形的性質(zhì)證出,則,即可得出結(jié)論;(2)過E作交于F,證是等邊三角形,得,再證,得,即可得出結(jié)論;(3)過E作交的延長線于F,則為等邊三角形,得,再證,得,即可得出答案.【詳解】(1)證明:∵為等邊三角形,點E為的中點,∴平分,∴,∵,∴,∵,∴,∴,∴,∴;(2)解:當點E為線段上任意一點時,(1)中的結(jié)論成立,理由如下:如圖②,過E作交AC于F,∵是等邊三角形,∴,∴,,即,∴是等邊三角形,∴,∵,∴,,∵,∴,∴,在和中,,∴,
∴,∴;(3)解:如圖③,過E作交的延長線于F,則為等邊三角形,,∴,∵,∴,∴,∵是等邊三角形,∴,∴,∴,在和中,,
∴,∴,∴.【點睛】本題是三角形綜合題目,考查的是等邊三角形的性質(zhì)與判定、全等三角形的判定與性質(zhì)、等腰三角形的性質(zhì)、平行線的性質(zhì)等知識,本題綜合性強,熟練掌握等邊三角形的判定與性質(zhì),證明三角形全等是解題的關鍵.題型05補形法構(gòu)造等腰三角形【典例分析】【例5-1】(23-24八年級上·湖北武漢·期中)如圖,在中,,為延長線上一點,為上一點,.(1)求證:;(2)若是的中線,交于點,求證:.【答案】(1)見解析(2)見解析【分析】此題重點考查等腰三角形的性質(zhì)、等角的補角相等、平行線的性質(zhì)、全等三角形的判定與性質(zhì)等知識,正確地作出輔助線構(gòu)造全等三角形是解題的關鍵.(1)由,得,因為,,所以,由,得,所以;(2)作交的延長線于點,則,而,且,所以,可證明,得,所以,再證明,得.【詳解】(1)證明:,,,,,,,;(2)證明:作交的延長線于點,則,,,且,,是的中線,,在和中,,,,,在和中,,,【例5-2】(22-23八年級上·河南漯河·階段練習)已知,分別是,的中線,且,求證.【答案】見解析【分析】本題考查全等三角三角形判定與性質(zhì),等腰三角形的性質(zhì),倍長中線,構(gòu)造全等三角形是解題的關鍵.延長至,使,連接,證明,得,,再證,得,即可得出結(jié)論.【詳解】證明:延長至,使,連接,如圖,是的中線,,在和中,,,,,是的中線,,,,,,,在與中,,,,,,【例5-3】(23-24八年級上·江西上饒·期末)如圖,中,,于D,且,求.【答案】【分析】本題考查了等腰三角形的判定及性質(zhì),線段垂直平分線的性質(zhì),三角形外角的性質(zhì),三角形內(nèi)角和定理;延長至,使,由等腰三角形的性質(zhì)得,由三角形外角的性質(zhì)得,由線段垂直平分線的性質(zhì)得,由等腰三角形的性質(zhì)得,由三角形內(nèi)角和定理得,即可求解;掌握性質(zhì),作出適當?shù)妮o助線,構(gòu)建等腰是解題的關鍵.【詳解】解:如圖,延長至,使,,,,,,,,,,,,解得:.【變式演練】【變式5-1】(23-24八年級上·吉林松原·期中)數(shù)學興趣小組在活動時,老師提出了這樣一個問題:如圖1,在中,,,D是的中點,求邊上的中線的取值范圍.【探究】小明在組內(nèi)經(jīng)過合作交流,得到了如下的解決方法:延長AD到E,使,請補充完整證明“”的推理過程.(1)求證:證明:延長AD到點E,使在和中(已作),(______),(中點定義),∴(______),(2)探究得出的取值范圍是______;(直接寫出結(jié)果即可)【感悟】解題時,條件中若出現(xiàn)“中點”“中線”等字樣,可以考慮延長中線構(gòu)造全等三角形,把分散的已知條件和所求證的結(jié)論集合到同一個三角形中.(3)如圖2,中,,,是的中線,,,且,求的長.【答案】(1)對頂角相等;SAS(2)(3)【分析】本題主要考查全等三角形的判定和性質(zhì)、三角形三邊關系及等腰三角形的判定和性質(zhì).(1)根據(jù)題干已知可得;(2)根據(jù)全等三角形性質(zhì)得,利用三角形三邊關系即可求得答案;(3)延長交于點,證明,根據(jù)全等性質(zhì)得,,利用得等腰三角形即可求得答案.【詳解】(1)證明:延長到點,使在和中,(已作)(對頂角相等)(中點定義)故答案為:對頂角相等;SAS;(2)∵,∴,∴,則,故(3)延長交的延長線于F,∵,,∴,在和中,,∴,∴,,∵,∴,∵∴【變式5-2】(23-24八年級上·江西南昌·期末)如圖,在中,,是的角平分線.(1)當時,求的度數(shù);(2)當時,求證:.【答案】(1)(2)見解析【分析】(1),延長至,使,連接,則,再證明,可得,設,則,可表示,及,然后根據(jù)三角形內(nèi)角和定理得出答案;(2),求出,再截取,可證明,進而得出,即可得出結(jié)論.【詳解】(1)延長至,使,連接,則.,.平分,.,,.設,則,.∵,.在中,,,解得,;(2)∵,且,,在BC上截取,連接DF.平分,.,,,,,,,.【點睛】本題主要考查了等腰三角形的性質(zhì)和判定,全等三角形的性質(zhì)和判定,三角形內(nèi)角和定理,角平分線定義等,構(gòu)造全等三角形是解題的關鍵【變式5-3】(23-24八年級上·吉林白山·階段練習)如圖,為等邊內(nèi)一點,連接、,延長到點,使;延長到點,使,連接、.(1)求證:;(2)求的度數(shù);(3)若,則度.【答案】(1)見解析(2)(3)60【分析】(1)證明,再利用全等三角形性質(zhì)即可得到;(2)根據(jù)題意得到,再利用三角形內(nèi)角和定理即可得到;(3)延長交于點,得到,再利用三角形內(nèi)角和定理即可得到.【詳解】(1)解:在和中,,∴,∴,∴;(2)解:∵,等邊,∴,,∴是等腰三角形,,∴,∴;(3)解:延長交于點,如圖:,∵且,∴,∴,∵,∴,故答案為:.【點睛】本題考查全等三角形性質(zhì)及判定,平行線判斷,等腰三角形性質(zhì)及判定,等邊三角形性質(zhì),三角形內(nèi)角和定理等.題型06延長(或截?。┓?gòu)造三角形【典例分析】【例6-1】(23-24八年級上·重慶開州·階段練習)已知,如圖,中,為外一點,且于點,連接交于點,連接.(1)若,求的度數(shù);(2)求證:.【答案】(1)(2)見解析【分析】本題考查全等三角形的判定和性質(zhì),等腰三角形的判定和性質(zhì),三角形內(nèi)角和定理,關鍵是通過作輔助線構(gòu)造全等三角形.(1)根據(jù)等腰三角形的性質(zhì),,由,得到,根據(jù)三角形內(nèi)角和定理結(jié)合,得到,由即可求解;(2)延長交于點G,證明,得到,,證明,得到,根據(jù),即可證明結(jié)論.【詳解】(1)解:,,,,,,;(2)證明:如圖,延長交于點G,則,,,,,,,,,,,,,,,.【例6-2】(22-23八年級上·湖北武漢·階段練習)已知:在中,是邊上的中線,分別以邊、邊為直角邊各向外作等腰直角三角形,如圖,求證:.【答案】見詳解【分析】本題考查了全等三角形的判定,考查了全等三角形對應邊相等的性質(zhì),本題中求證是解題的關鍵.延長至點,使得,連接,,先證明,即可求得,即可求證,即可解題.【詳解】證明:延長至點,使得,連接,,,,,,同理,,,,,在和中,,,,,【例6-3】(23-24八年級上·安徽合肥·期末)如圖,在中,,,直線經(jīng)過點,如圖1,直線與線段相交,于,于D,F(xiàn)是的中點,連接、.
(1)求證:;(2)求證:且;(3)當直線與線段不相交,如圖2,(2)中的結(jié)論還成立嗎?請說明理由.【答案】(1)見解析(2)見解析(3)(2)中結(jié)論成立,理由見解析【分析】(1)用證明,可得,,利用線段的和差關系即可完成;(2)延長交于點,利用證明,得,,進而得,由(1)的結(jié)論即得,最后可得結(jié)論成立;(3)延長交于點,用證明,得,,由(1),得,由等腰三角形的性質(zhì)即得結(jié)論成立.【詳解】(1)證明:,,,,,,.在與中,,,,,即.(2)證明:延長交于點,,,,,是中點,,在與中,,,,.在中,是中點,,.而由(1),,又,.
(3)證明:延長交于點,,,,,是中點,,在與中,,,,.在中,是中點,,由(1),,,∴,又,.
【點睛】本題是全等三角形的綜合;考查了全等三角形的判定與性質(zhì),等腰三角形的性質(zhì);構(gòu)造全等三角形是本題的關鍵與難點【變式演練】【變式6-1】(22-23八年級上·河南鄭州·階段練習)如圖,在正方形中,E、F分別是的中點,交于點G,連接.下列結(jié)論:①;②;③;④.其中正確的是()A.①② B.①③ C.①②④ D.①②③【答案】C【分析】此題考查了正方形的性質(zhì),全等三角形的判定與性質(zhì),等腰三角形的性質(zhì)等知識.此題綜合性很強,難度較大,解題的關鍵是注意數(shù)形結(jié)合思想的應用.根據(jù)正方形的性質(zhì)得到,得到,根據(jù)全等三角形的性質(zhì)得到,故①正確;求得,根據(jù)垂直的定義得到,故②正確;推導出不是等邊三角形,進而得到,故③錯誤;延長交的延長線于,根據(jù)線段中點的定義得到,根據(jù)全等三角形的性質(zhì)得到,由是斜邊的中線,得到,求得,根據(jù)余角的性質(zhì)得到.故④正確.【詳解】解:∵四邊形是正方形,∴,∵分別是的中點,∴,∴,在與中,∴,∴,故①正確;∵,∴,∴,∴,故②正確;∵,∴,∴,∵,∴不是等邊三角形,∴,故③錯誤;∵,∴,延長交的延長線于,如圖,∵點是的中點,∴,∵,∴,∴,∵是斜邊的中線,∴.故④正確;故選:C.【變式6-2】(22-23八年級上·湖北武漢·期中)如圖,在中,D是的中點,E是上一點,,的延長線交于點F,若,,則求的度數(shù)為.
【答案】/32度【分析】本題考查了全等三角形的判定和性質(zhì),等腰三角形的性質(zhì),正確的作出輔助線構(gòu)造全等三角形是解題的關鍵.延長到G使,連接,通過,根據(jù)全等三角形的性質(zhì)得到,,等量代換得到,由等腰三角形的性質(zhì)得到,即可得到,進而利用三角形內(nèi)角和解答即可.【詳解】解:如圖,延長到G使,連接,
在與中,∴,∴,,∵,∴,∴,∵,∴,∵,,∴,,∴,故答案為:【變式6-3】(23-24八年級上·福建廈門·期中)如圖,,與相交于點,.(1)求證:垂直平分;(2)過點作交的延長線于,如果;①求證:是等邊三角形;②如果、分別是線段、線段上的動點,當為最小值時,請確定點的位置,并思考此時與有怎樣的數(shù)量關系.【答案】(1)見解析(2)①證明見解析;②為最小值時,與的數(shù)量關系是【分析】本題考查中垂線的判定定理、等腰三角形的判定和性質(zhì)、含角得的直角三角形的性質(zhì)、軸對稱的性質(zhì),綜合題,理解題意是解決問題的關鍵.(1)根據(jù),可得,再由證明,則,利用中垂線的判定定理即可證明;(2)①設,根據(jù)可得,由于,可得,根據(jù)是的外角,則,由于,所以,從而,進而,結(jié)論得證;②延長至,使,可得與關于成軸對稱,過作于交于,即可,再利用直角三角形中30度角的性質(zhì)即可得數(shù)量關系.【詳解】(1)證明:,,,,在的垂直平分上,,,在的垂直平分上,垂直平分;(2)①證明:設,,,是的外角,,由(1),,,,,,,,即,則,,,是等邊三角形;②為最小值時,與的數(shù)量關系是,理由:延長至,使,,與關于成軸對稱,過作于交于,連接,,,此時為最小,由①知:,即,即,在中,,,為最小值時,與的數(shù)量關系是.題型07倍長中線法構(gòu)造等腰三角形【典例分析】【例7-1】(22-23八年級上·黑龍江齊齊哈爾·階段練習)如圖,為中線,點在上,交于點.求證:.【答案】見解析【分析】本題考查全等三角形的判定和性質(zhì),等腰三角形的判定和性質(zhì).延長至點,使,連接,證明,得到,進而得到,得到,根據(jù)對頂角相等,推出,即可.解題的關鍵是添加輔助線,構(gòu)造全等三角形.【詳解】證明:延長至點,使,連接,∵為中線,∴,∵,∴,∴,∵,∴,∴,∵,∴,∴.【例7-2】(23-24八年級上·湖南懷化·期中)問題探究:小圣遇到這樣一個問題:如圖1,中,是中線,求的取值范圍.他的做法是:延長到,使,連接,證明,經(jīng)過推理和計算使問題得到解決.請回答:(1)小圣證明的判定定理是______;(2)的取值范圍是______;方法運用:(3)如圖2,是的中線,在上取一點,連接并延長交于點,使,求證:.【答案】(1)邊角邊(2)(3)證明過程見詳解【分析】本題主要考查三角形中線的性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì),等邊對等角,等角對等邊的知識的綜合,掌握全等三角形的判定和性質(zhì)是解題的關鍵.(1)根據(jù)三角形的判定方法即可求解;(2)運用三角形三邊關系“兩邊之差小于第三邊,兩邊之和大于第三邊”,由此即可求解;(3)如圖所示,延長至點,使得,可證,可得,再根據(jù)可證,由此即可求解.【詳解】(1)解:是的中線,∴,∵延長到,使,,∴,∴運用的是“邊角邊”判定定理證明,故答案為:邊角邊.(2)解:由(1)可知,,∴,在中,,∴,即,∵,∴,故答案為:.(3)證明:如圖所示,延長至點,使得,∵是中點,且,,∴,∴,,∵,∴,∵,,∴,∴,且,∴.【例7-3】(23-24八年級上·江蘇鹽城·階段練習)【閱讀理解】課外興趣小組活動時,老師提出了如下問題:如圖1,中,若,求邊上的中線的取值范圍.小明在組內(nèi)經(jīng)過合作交流,得到了如下的解決方法:延長到點,使,請根據(jù)小明的方法思考:
(1)由已知和作圖能得到的理由是.A.
B.
C.
D.(2)求得的取值范圍是.A.
B.
C.
D.【感悟】解題時,條件中若出現(xiàn)“中點”“中線”字樣,可以考慮延長中線構(gòu)造全等三角形,把分散的已知條件和所求證的結(jié)論集合到同一個三角形中.【問題解決】如圖2,和是兩個等腰直角三角形,,,與交于.取的中點,連,探討與的數(shù)量和位置關系.
【答案】(1)B;(2)C;問題解決:,【分析】(1)根據(jù)推出和全等即可;(2)根據(jù)全等得出,由三角形三邊關系定理得出,求出即可;(3)延長到,使,連接,根據(jù)證,再根據(jù)全等三角形的判定與性質(zhì)求出即可.【詳解】解:∵在和中,,∴,故選:B;(2)解:∵由(1)知:,∴,∵在中,,由三角形三邊關系定理得:,∴,故選:C;問題解決:,
理由∶如圖2所示,延長到點,使,連接.,延長交于.∵,,,∴,∴,∴,∵,∴.∴,∴.又,∴,∴.,∴
∵,∴,
故,.【點睛】本題考查了三角形的中線,三角形的三邊關系定理,等腰三角形性質(zhì)和判定,全等三角形的性質(zhì)和判定等知識點,主要考查學生運用定理進行推理的能力.【變式演練】【變式7-1】(23-24八年級上·湖北武漢·期中)如圖,是的中線,是上一點,交于,若,,,則的長度為(
)
A. B. C. D.【答案】D【分析】本題考查了全等三角形的判定與性質(zhì),等腰三角形的性質(zhì),延長到使得,連接,證明,根據(jù)全等三角形的性質(zhì)可得到,等量代換得到,再由已知條件即可解決問題;【詳解】如圖,延長到使得,連接,
∵是的中線,∴,在與中,,∴,∴,∵,∴又∵∴∴∴,∴,∵,∴∴故選:D【變式7-2】(22-23八年級上·上海楊浦·期末)已知,如圖:中,,是的中線:求證:.
【答案】見解析【分析】利用中線加倍證,可得,,由,可得進而可證,再證即可.【詳解】證明:延長到F,使,連接,
∵E是中點,∴,∴在和中,,∴,∴,,∵,∴,又∵,,∴,在和中,,∴,∴.【點睛】本題考查中線加倍構(gòu)圖,三角形全等判定與性質(zhì),等腰三角形性質(zhì),掌握中線加倍構(gòu)圖,三角形全等判定與性質(zhì),等腰三角形性質(zhì)是解題關鍵【變式7-3】(23-24八年級上·江蘇蘇州·期末)【閱讀理解】課外興趣小組活動時,老師提出了如下問題:如圖1,中,若,,求邊上的中線的取值范圍.小明在組內(nèi)經(jīng)過合作交流,得到了如下的解決方法:延長到點,使,請根據(jù)小明的方法思考:(1)由已知和作圖能得到的理由是(
)A.
B.
C.
D.
(2)求得的取值范圍是(
)A.
B.
C.
D.【感悟】解題時,條件中若出現(xiàn)“中點”和“中線’字樣,可以考慮延長中線構(gòu)造全等三角形,把分散的已知條件和所求證的結(jié)論集中到同一個三角形中.【問題解決】(3)如圖2,是的中線,交于,交于,且.求證:.【答案】(1)B;(2)A;(3)見解析【分析】本題考查了三角形的中線,三角形的三邊關系定理,等腰三角形性質(zhì)和判定,全等三角形的性質(zhì)和判定等知識點,主要考查學生運用定理進行推理的能力.(1)根據(jù),,推出和全等即可;(2)根據(jù)全等得出,,由三角形三邊關系定理得出,求出即可;(3)延長到,使,連接,根據(jù)證,推出,,根據(jù),推出,求出,根據(jù)等腰三角形的性質(zhì)求出即可.【詳解】(1)解:在和中,,故選B;(2)解:由(1)知:,,,在中,,由三角形三邊關系定理得:,,故選C;(3)證明:如圖2,延長到,使,連接,是中線,,在和中,,,,,,,,,即.題型08截長補短法構(gòu)造等腰三角形【典例分析】【例8-1】(23-24八年級下·江西上饒·開學考試)(1)如圖1,在中,,點是邊上一點,連接,,兩點都在線段上,連接,,過作交延長線于點,若,.求證:;(2)如圖2,在中,,點為下方一點,連接,,過作交于點,若,,,求的長.【答案】見解析【分析】(1)由,得,則,由,得,所以,而,,即可根據(jù)“”證明,則;(2)在上截取,連接,可證明,得,,則,根據(jù)平行線的性質(zhì)得,則,所以,則.【詳解】(1)證明:,,,,,∵,,,在和中,,∴,;(2)解:如圖2,在上截取,連接,在和中,,,,,,∵,,,,,的長是2.【點睛】此題重點考查等角的補角相等、平行線的性質(zhì)、全等三角形的判定與性質(zhì)、等腰三角形的判定與性質(zhì)等知識,正確地作出輔助線構(gòu)造全等三角形是解題的關鍵.【例8-2】(22-23八年級上·遼寧大連·階段練習)數(shù)學課上,小白遇到這樣一個問題:如圖1,在等腰中,,,,求證;在此問題的基礎上,老師補充:過點作于點,交于點,過作交于點,交于點,試探究線段之間的數(shù)量關系,并說明理由.小白通過研究發(fā)現(xiàn),與有某種數(shù)量關系:小明通過研究發(fā)現(xiàn),將三條線段中的兩條放到同一條直線上,即截長補短,再通過進一步推理,可以得出結(jié)論.閱讀上面材料,請回答下面問題:
(1)求證;(2)猜想與的數(shù)量關系,并證明;(3)探究線段之間的數(shù)量關系,并證明.【答案】(1)見解析(2)相等,見解析(3),見解析【分析】(1)根據(jù)“邊角邊”判定和全等即可求證;(2)是等腰直角三角形,設,根據(jù),用含的式子表示,根據(jù),用含的式子表示,由此即可求解;(3)過點作交延長線于點,延長交于點,可證,可得,根據(jù)(2)的結(jié)論,可證,可得,再根據(jù)可得是等腰三角形,可找出的關系,由此求解.【詳解】(1)解:∵在和中,∵,,,∴,∴.(2)解:∵是等腰直角三角形,,,∴,由(1)可知,,設,∵,∴,且,∴在中,,∵,∴,∵,∴,∴.(3)解:過點作交延長線于點,延長交于點,
∵,,∴,在和中,∵,,,∴,∴,,由(2)可知,,∵,∴,∵,,∴,∵,,,∴,∴,,∴,則是等腰三角形,∴,∴,∴.【點睛】本題主要考查等腰直角三角形的性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì),線段的和差計算的綜合,掌握以上知識的運用是解題的關鍵【例8-3】(23-24八年級上·遼寧大連·期末)【問題情境】在數(shù)學活動課上,李老師給出如下的問題:如圖1,已知,,過點B作射線l,點E在的內(nèi)部,點A和點E關于l對稱,交l于點D,連接.證明:.【探究合作】同學們根據(jù)問題進行小組合作,下面是第一小組的同學分享的解題過程:小紅:除已知所給相等的邊和角之外,我們小組還推理得到;小鵬:從結(jié)論出發(fā)可以“截”較長的線段,本題轉(zhuǎn)化為證明兩條線段相等的問題.如圖2,在上截取,再證明;小亮:要證明,觀察圖形選取“證明這兩條線段所在的三角形全等”的方法,如圖3,連接,以為目標構(gòu)造與之全等的三角形;小明:與小鵬的想法類似,但采用將結(jié)論中任一較短的線段“補”的方法.如圖4,延長到點G,使,連接,再確定一個三角形作為目標構(gòu)造與之全等的三角形證明.【推理證明】(1)請你推理出小紅的結(jié)論;(2)根據(jù)第一小組同學們的解題思路,任選一種方法證明.【反思提升】李老師:小鵬和小明利用“截長補短”的方法,將“求證一條線段等于兩條線段和的問題”轉(zhuǎn)化為“求兩條線段相等的問題”,這就將新問題轉(zhuǎn)化為我們熟悉的問題去解決,轉(zhuǎn)化思想在數(shù)學學習中無處不在.請同學們反思后解決下面的問題:(3)如圖,,,點D是的角平分線上一動點,的垂直平分線交射線于E,求的最小值.【答案】(1)見解析;(2)證明見解析(3)的最小值是3【分析】(1)對稱的性質(zhì)得到,,,,,推出,設,等邊對等角,三角形外角的性質(zhì),推出即可;(2)采用小明的方法:連接,易得是等邊三角形,證明是等邊三角形,推出,即可得出結(jié)論.(3)過點C作交BA于點H,交的平分線于點D,垂直平分線的性質(zhì),角平分線平分角,推出,進而得到,根據(jù)含30度角的直角三角形,得到,進而得到,進而得到當三點共線時,取得最小值為的長,進一步求出結(jié)果即可.【詳解】(1)∵A、E兩點關于l對稱∴,,,,,∵,∴,設,則∴∵,∴∵∴∴(2)連接.∵,,∴是等邊三角形,∴,,又∵,,∴是等邊三角形,∴,∴,∴,在和中,,∴,∴;(3)過點C作交BA于點H,交的平分線于點D,此時取得最小值;∵點E在的垂直平分線上∴.∴∵BD平分∴∴∴∴在中,∴∴當C、D、H三點共線時最短,此時在中,∴∴的最小值是3.【點睛】本題考查軸對稱的性質(zhì),等腰三角形的判定和性質(zhì),等邊三角形的判定和性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì),含30度角的直角三角形的性質(zhì).綜合性強,難度較大,
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